單片機應用編程知識介紹

　　答：目前市場(chǎng)上的各類(lèi)智能充電器，大部分都采用MCU進(jìn)行充電電流和電壓的控制。至于要在電腦上顯示，好象并不實(shí)用，可能只有在一些專(zhuān)門(mén)的電池檢測儀器中才會(huì )用到;對于一般的手機用戶(hù)來(lái)說(shuō)，誰(shuí)會(huì )在充電時(shí)還需要用一臺電腦來(lái)做顯示呢?要實(shí)現單片機與電腦的連接，最簡(jiǎn)單的方式就是采用串口通訊，但需要加一顆RS-232芯片。

　　17. 在A(yíng)RM編程中又應當如何?

　　答：就以嵌入式系統觀(guān)念為例，一般嵌入式處理器可以分為三類(lèi)：嵌入式微處理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP(Digital Signal Processor)。

　　嵌入式微處理器就是和通用計算機的微處理器對應的CPU。在應用中，一般是將微處理器裝配在專(zhuān)門(mén)設計的電路板上，在母板上只保留和嵌入式相關(guān)的功能即可，這樣可以滿(mǎn)足嵌入式系統體積小和功耗低的要求。目前的嵌入式處理器主要包括：PowerPC、Motorola 68000、ARM系列等等。

　　嵌入式微控制器又稱(chēng)為單片機，它將CPU、存儲器(少量的RAM、ROM或兩者都有)和其它接口I/O封裝在同一片集成電路里。常見(jiàn)的有HOLTEK MCU系列、Microchip MCU系列及8051等。

　　嵌入式DSP專(zhuān)門(mén)用來(lái)處理對離散時(shí)間信號進(jìn)行極快的處理計算，提高編譯效率和執行速度。在數字濾波、FFT(Fast Fourier Transform)、頻譜分析、圖像處理的分析等領(lǐng)域，DSP正在大量進(jìn)入嵌入式市場(chǎng)。

　　18. MCU在射頻控制時(shí)，MCU的時(shí)鐘(晶振)、數據線(xiàn)會(huì )輻射基頻或基頻的倍頻，被低噪放LNA放大后進(jìn)入混頻，出現帶內的Spur，無(wú)法濾除。除了用layout、選擇低輻射MCU的方法可以減少一些以外，還有什么別的方法?

　　答：在設計高頻電路用電路板有許多注意事項，尤其是GHz等級的高頻電路，更需要注意各電子組件pad與印刷pattern的長(cháng)度對電路特性所造成的影響。最近幾年高頻電路與數位電路共享相同電路板，構成所謂的混載電路系統似乎有增加的趨勢，類(lèi)似如此的設計經(jīng)常會(huì )造成數位電路動(dòng)作時(shí)，高頻電路卻發(fā)生動(dòng)作不穩定等現象，其中原因之一是數位電路產(chǎn)生的噪訊，影響高頻電路正常動(dòng)作所致。為了避免上述問(wèn)題除了設法分割兩電路block之外，設計電路板之前充分檢討設計構想，才是根本應有的手法，基本上設計高頻電路用電路板必需掌握下列三大原則：

　　 高質(zhì)感。

　　 不可取巧。

　　 不可倉促搶時(shí)間。

　　以下是設計高頻電路板的一些建議：

　　(1)印刷pattern的長(cháng)度會(huì )影響電路特性。尤其是傳輸速度為GHz高速數位電路的傳輸線(xiàn)路，通常會(huì )使用strip line，同時(shí)藉由調整配線(xiàn)長(cháng)度補正傳輸延遲時(shí)間，其實(shí)這也意味著(zhù)電子組件的設置位置對電路特性具有絕對性的影響。

　　(2)Ground作大better。銅箔面整體設置ground層，而連接via的better ground則是高頻電路板與高速數位電路板共同的特征，此外高頻電路板最忌諱使用幅寬細窄的印刷pattern描繪ground。

　　(2)電子組件的ground端子，以最短的長(cháng)度與電路板的ground連接。具體方法是在電子組件的ground端子pad附近設置via，使電子組件能以最短的長(cháng)度與電路板的ground連接。

　　(3)信號線(xiàn)作短配線(xiàn)設計。不可任意加大配線(xiàn)長(cháng)度，盡量縮短配線(xiàn)長(cháng)度。

　　(4)減少電路之間的結合。尤其是filter與amplifier輸出入之間作電路分割非常重要，它相當于audio電路的cross talk對策。

　　(5)MCU回路Layout考量：震蕩電路僅可能接近IC震蕩腳位;震蕩電路與VDD VSS保持足夠的距離;震蕩頻率大于1MHz時(shí)不需加 osc1 osc2 電容;電源與地間要最短位置并盡量拉等寬與等距的線(xiàn)，于節點(diǎn)位置加上104/103/102等陶瓷電容。

　　19. Intel系列的96單片機80c196KB開(kāi)發(fā)系統時(shí)，都有那些注意事項?

　　答：一個(gè)即時(shí)系統的軟體由即時(shí)操作系統加上應用程序構成。應用程序與作業(yè)系統的接口通過(guò)系統調用來(lái)實(shí)現。用80C196KB作業(yè)系統的MCU，只能用內部RAM作為T(mén)CB和所有系統記憶體(含各種控制表)以及各個(gè)任務(wù)的工作和資料單元。因此一定要注意以下幾點(diǎn)：

　　(1)對各個(gè)任務(wù)分配各自的堆迭區，該堆迭區既作為任務(wù)的工作單元，也作為任務(wù)控制塊的保護單元。

　　(2)系統的任務(wù)控制塊只存放各任務(wù)的堆迭指標，而任務(wù)的狀態(tài)均存放于任務(wù)椎棧中。在一個(gè)任務(wù)退出運行時(shí)，通過(guò)中斷把它的狀態(tài)進(jìn)棧，然后把它的堆迭指標保存于系統的TCB中;再根據優(yōu)先取出優(yōu)先順序最高的已就緒任務(wù)的堆迭指標SP映象值送入SP中;最后執行中斷返回指令轉去執行新任務(wù)。

　　(3)各任務(wù)的資料和工作單元盡量用堆迭實(shí)現，這樣可以允許各任務(wù)使用同一個(gè)子程序。使用堆迭實(shí)現參數傳遞并作為工作單元，而不使用絕對地址的RAM，可實(shí)現可重入子程序。該子程序既可為各個(gè)任務(wù)所調用，也可實(shí)現遞回調用。

　　20. 在demo板上采樣電壓時(shí)，不穩定，采樣結果有波動(dòng)，如何消除?

　　答：一般來(lái)說(shuō)，仿真器都是工作在一個(gè)穩壓的環(huán)境(通常為5V)。如果用仿真器的A/D時(shí)，要注意其A/D參考電壓是由仿真器內部給出，還是需要外部提供。A/D轉換需要一個(gè)連續的時(shí)鐘周期，所以在仿真時(shí)不能用單步調試的方法，否則會(huì )造成A/D采樣值不準。至于A(yíng)/D采樣不穩定，可以在A(yíng)/D輸入口加一電容，起到濾波作用;在軟件處理時(shí)采用中值濾波的方法。

　　21. 在車(chē)載DVD系統中，如何設計電子防震系統?

　　答：在車(chē)載DVD系統，最好選擇高檔DVD機，因為高檔DVD機都采用電子防震系統(ADVANCEDESP)，當記憶緩沖區內的讀數降低，先進(jìn)的電子防震設計會(huì )以雙速讀數系統，做出比正常速度快兩倍的讀數速率，以減低噪聲，即使連續震蕩仍可避免跳線(xiàn)情況出現，現在就說(shuō)說(shuō)什幺叫電子防震。簡(jiǎn)單地說(shuō)：電子防震就是一個(gè)信號的儲存--釋放過(guò)程，首先CD要先把信號進(jìn)行提前讀取，也就是我們見(jiàn)到機子的加速，再把信號儲存在RAM中，而我們在開(kāi)防震的時(shí)候所聽(tīng)到的就是經(jīng)過(guò)RAM的聲音，這樣就是它的過(guò)程。當沒(méi)有防震時(shí)是由于信號是1比1讀取的，所以當受到?jīng)_擊后，就會(huì )出現跳音。而當開(kāi)了防震時(shí)，機子受到?jīng)_擊后，由RAM釋放出來(lái)的聲音使音樂(lè )不停地播放，而與此同時(shí)，光頭迅速進(jìn)行復位檢索，當檢索到信號后立即補充，所以不會(huì )出現跳音。大概的情況就是這樣。但是這樣還沒(méi)有滿(mǎn)足用家的要求，由于這種的方法帶來(lái)的時(shí)間短，通常只有3秒，所以跳音的機會(huì )還是蠻高，如果增大RAM又帶來(lái)造價(jià)的增高因為RAM這東西價(jià)格較貴，尤其是質(zhì)量好的。

　　22. 在電子防震技術(shù)中，有那些IC或器件可供選擇?

　　答：在電子防震技術(shù)中，最重要的技術(shù)之一要數是RAM技術(shù)，而一直以來(lái)都是因為它的成本問(wèn)題，所以防震時(shí)間都一直不能增加，也就是說(shuō)RAM本身就有限制，RAM的容量越大，造價(jià)就越高。而許多廠(chǎng)家就如何在RAM的限制里得到最大限度的記憶時(shí)間展開(kāi)了開(kāi)發(fā)研究。

　　23. 如何進(jìn)行編程可以減少程序的bug?

　　答：在此提供一些建議，因系統中實(shí)際運行的參數都是有范圍的。系統運行中要考慮的超范圍管理參數有：

　　 物理參數。這些參數主要是系統的輸入參數，它包括激勵參數、采集處理中的運行參數和處理結束的結果參數。合理設定這些邊界，將超出邊界的參數都視為非正常激勵或非正?；貞M(jìn)行出錯處理。

　　 資源參數。這些參數主要是系統中的電路、器件、功能單元的資源，如記憶體容量、存儲單元長(cháng)度、堆迭深度。在程序設計中，對資源參數不允許超范圍使用。

　　 應用參數。這些應用參數常表現為一些單片機、功能單元的應用條件。如E2PROM的擦寫(xiě)次數與資料存儲時(shí)間等應用參數界限。

　　 過(guò)程參數。指系統運行中的有序變化的參數。

　　在上述參數群對一程序編寫(xiě)者而言，須養成良好習慣，在程序的開(kāi)頭，有順序的用自己喜歡文字參數對應列表來(lái)替代，然后用自己定義的文字參數來(lái)編寫(xiě)程序，這樣在做程序的修改及維護時(shí)只在程序的開(kāi)頭做變動(dòng)即可，不用修改到程序段，才比較容易且不會(huì )出錯。

　　24. 有人認為單片機將被ARM等系列結構的嵌入式系統所取代。單片機的生命期還有多長(cháng)?

　　答：因為8位單片機與嵌入式系統的ARM在功能結構和單價(jià)的差異，故應用層次上就有很大的不同。 ARM適用于系統復雜度較大的高級產(chǎn)品，如PDA、手機等應用。 而8位單片機因架構簡(jiǎn)單，硬件資源相對較少，適用于一般的工業(yè)控制，消費性家電……等等。評估單片機近期是否會(huì )給ARM取代，要觀(guān)察兩個(gè)因素：

　　 芯片成本

　　因ARM的工作頻率較高，電路較龐大，所需的芯片制造工藝要求在0。25U以上，成本較高。8位單片機工作頻率相對較低，電路較小，所需的芯片制造工藝在0。5U 即可，成本較低。

　　 功能定位

　　ARM的功能較單片機強，但兩者定位不同。就如現階段不會(huì )有人用ARM去作一個(gè)簡(jiǎn)單的工業(yè)定時(shí)開(kāi)關(guān)。當然，如果兩者單價(jià)相同也無(wú)不可，但現實(shí)是有很大的單價(jià)差距。

　　至于將來(lái)，因芯片制造成本會(huì )不斷下降，上述的成本差異影響愈來(lái)愈少!但我估計在往后5年單片機仍有價(jià)格優(yōu)勢，仍能存活!但ARM是否會(huì )精簡(jiǎn)架構，降低成本，搶奪低階市場(chǎng)?我想可能性不大，ARM應該會(huì )向上發(fā)展。同樣，單片機也只能向上發(fā)展，如16位，高功能……等。 原因就是因為芯片制造工藝進(jìn)步太快。壓迫芯片設計往高集成發(fā)展。

　　25. 在單片機C編成時(shí)，如何才能使生成的代碼具有和匯編一樣的效率?

　　答：如果是使用C語(yǔ)言編程時(shí)，不太可能生成的代碼具有1：1和匯編一樣的效率。

　　C語(yǔ)言命令要被硬件識別并執行，必須通過(guò)編譯器編譯。編譯器分為前端、中端、后端。前端與各種計算機語(yǔ)言寫(xiě)的程序打交道，后端與處理器的基本指令集接軌。所以如果使用C編程時(shí)，要達到最高的效率，最好能夠很了解所使用的C編譯器。先試驗一下每條C語(yǔ)言編譯以后對應的匯編語(yǔ)言的語(yǔ)句行數，這樣就可以很明確的知道效率。在今后編程的時(shí)候，使用編譯效率最高的語(yǔ)句，這樣就能確保單片機C編程的時(shí)候同樣的功能不同的C程序，編譯效率最高。但是各家的C編譯器都會(huì )有一定的差異，優(yōu)秀的嵌入式系統C編譯器代碼長(cháng)度和執行時(shí)間僅比以匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的同樣功能程度長(cháng)5-20%，所以不同廠(chǎng)家的C編譯器的編譯效率也會(huì )有所不同。

　　26. ARM單片機和哪種內核的單片機比較接近?

　　答：嚴格的說(shuō)，ARM不是單片機，是一個(gè)嵌入式的實(shí)時(shí)操作系統。ARM(Advanced RISC Machines)是微處理器行業(yè)的一家知名企業(yè)，設計了大量高性能、廉價(jià)、耗能低的RISC處理器、相關(guān)技術(shù)及軟件。ARM將其技術(shù)授權給世界上許多著(zhù)名的半導體、軟件和OEM廠(chǎng)商，每個(gè)廠(chǎng)商得到的都是一套獨一無(wú)二的ARM相關(guān)技術(shù)及服務(wù)。所以市場(chǎng)上像Intel、IBM、LG半導體、NEC、SONY、菲利浦和國半這樣的大公司都有ARM系列，現在不存在什幺ARM單片機和哪種內核的單片機比較接近的問(wèn)題。而且由于廠(chǎng)家購買(mǎi)內核后會(huì )根據自己芯片應用方向的不同，自行添加不同的外掛功能模塊，所以，同樣內核的芯片其提供的功能是不同的。