单片机开发必备:深入解析14种常用算法

2025-04-29 0 858

在单片机开发产品时,算法是经常会涉及到的部分。然而,不少人会纠结数学基础不够是否会对开发造成阻碍。实际上,即便数学功底欠佳,也不一定会影响单片机产品的开发。下面详细说一说。

算法使用情况

在无际项目特训营中,开发产品功能时,的确会用到不少小算法。比如无线通信软解码、锂电池电量检测等,这些都与算法有关。然而,并非所有产品都需要复杂算法。普通产品的算法可能很简单,因此对数学功底的依赖较小。在很多简单场景下,稍微懂点算法就能完成开发。

底层运算本质

无论算法看起来多么复杂,在程序中实际就是加减乘除、左移右移这些基本运算。即便不了解算法原理,也可以花钱找数学好的人,把需求告诉对方,让其给出加减乘除公式,自己用代码实现计算即可。曾经有开发者,不懂某些算法,在他人帮助下,通过代码实现公式,完成了产品开发。

基础数学运算

一些简单的数学运算,像加减乘除、求和、求平均、求最大最小值等,它们是算法的基础。这些运算常常应用在数据处理和计算方面。比如说在处理传感器数据的时候,求平均值能够让结果更加稳定。就算开发人员数学水平一般,也能够轻松掌握这些运算,并且运用到项目当中,从而快速实现基础功能。

信号滤波算法

均值滤波、中位值滤波、卡尔曼滤波等算法,被用于 ADC 采集信号的二次处理。它们能过滤信号噪声,还原真实数据。在许多实际项目里,运用这些滤波算法可使数据更可靠。对于数学不太好的开发者而言,无需深入理解算法原理,借助现成代码就能完成数据滤波工作。

数据查找算法

线性查找算法、二分查找算法等,可用来在数据集合里快速定位特定元素。在一些要快速检索数据的项目中,这些算法很有用处。并且实现这些算法,不需要高深数学知识。只要理解算法基本思想,就能在程序里应用,进而提高开发效率。

字符串处理算法

单片机开发中常常用到一些算法。这些算法涉及字符串的比较、复制、连接、查找、替换等操作。比如屏显示、json和物联网模块的指令数据处理等。这些算法更侧重于逻辑应用,和复杂数学关系不大。只要掌握基本编程逻辑,就能比较容易地使用和实现这些算法。

PID控制算法

单片机开发必备:深入解析14种常用算法

PID控制算法在工业控制系统里应用很普遍。它能使温度、速度、位置等快速且准确地达到期望目标值,还能维持该目标值。虽说算法看上去复杂。不过现在有许多成熟的代码库和工具。开发者能够直接使用。只需依据实际情况调整参数就行。不一定要精通数学才可运用好。

数据通信算法

单片机开发必备:深入解析14种常用算法

数据采集、转换、编码、解码等操作相关算法,常用于数据通信和存储。无际单片机项目里的无线软解码、OTA固件升级涉及这类算法。开发人员不用完全弄明白背后的数学原理,依照文档和示例代码操作,就能完成通信功能开发。

复杂数学算法

三角函数算法在处理复杂数学问题时很有用。对数算法也是如此。指数算法同样在处理这类问题时很有用。开方算法亦是这样。这些算法在实际应用中接触较少。通常只有特定领域项目才会用到它们。大部分单片机开发场景都用不到这些复杂算法。所以数学功底不好也不会成为开发的阻碍。

图形处理算法

在单片机应用里,若有显示或处理图像的需求。会用到一些算法。比如点阵显示算法。还有图形变换算法。以及颜色处理算法等。这些算法通常依据实际图形或屏的尺寸来制定。开发者能够参考现成的资料与代码。一步步实现所需功能。无需从头做复杂的数学推导。

状态机算法

状态机算法能用于功能复杂的项目。它可处理状态转换和事件。比如TI蓝牙协议栈的OSAL系统。它主要是一种编程思想。也是一种逻辑架构。它更注重程序流程的设计与控制。它和数学知识联系不大。开发者通过学习编程技巧就能掌握它。

搜索算法

深度优先搜索(DFS)、广度优先搜索(BFS)这类算法,用来在图或者树结构里搜索特定节点或者路径。虽说从概念上看和数学有联系,不过在实际编程应用时,能借助链表等数据结构达成。开发人员不用深入领会背后的数学原理,就能运用这些算法实现搜索功能。

单片机开发必备:深入解析14种常用算法

优化算法

遗传算法、模拟退火算法等可用来寻找问题的最优解或者近似最优解。像遗传算法能用于机器人路径规划。这些算法概念比较复杂。不过有许多现成的开源实现可供参考和使用。开发者不用自己从头研发算法。就能借助它们解决实际问题。

单片机开发必备:深入解析14种常用算法

虽说单片机开发会涉及算法。但很多时候。对开发者数学功底要求不深。那么。你在单片机开发里。有没有碰到过和算法以及数学有关的问题。欢迎在评论区留言交流。也别忘记点赞和分享本文。

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