單片機應用編程知識介紹

　　答：從51轉到ARM，其實(shí)編程之類(lèi)的原理都是一樣的，但是要注意的是ARM是一個(gè)RISC的架構，在A(yíng)RM的應用開(kāi)放源代碼的程序很多，要想提高自己，就要多看別人的程序，linux，uc/os-II等等這些都是很好的源碼。

　　28. 我學(xué)過(guò)MCS51單片機教材，很有興趣，但缺乏實(shí)踐經(jīng)驗，手頭沒(méi)有任何道具可供演練，資金又有限，請問(wèn)該怎么辦?

　　答：在沒(méi)有任何條件進(jìn)行實(shí)踐時(shí)，如果真的有興趣，可以下載一些具有軟件仿真功能仿真軟件進(jìn)行一些編程，像一些做得比較好的51仿真軟件應該具有這種功能。HOLTEK的仿真軟件HT-IDE3000也具有相應的功能，同時(shí)它還具有LCD軟件仿真，周邊電路的軟件仿真。同時(shí)可以到一些電子市場(chǎng)去購買(mǎi)一些簡(jiǎn)單器件自己練習搭一下電路以加強硬件方面的知識。

　　29. 如果已經(jīng)有了針對某MCU的C實(shí)現的某個(gè)算法，保持框架不變，對核心的部分用匯編優(yōu)化，有沒(méi)有一些比較通用的原則?

　　答：每個(gè)人的編程都有自己的風(fēng)格與習慣，如果要利用別人的程序，在其中修修改改，如果他的程序并沒(méi)有很好的模塊化的話(huà)，建議最好不要這幺做，否則本來(lái)預期達到事倍功半，說(shuō)不定反而事半功倍了。要參考他人的程序當然可以，但是首要是要看懂并理解他人程序的算法精髓，而不是在他的基礎上打補丁。而關(guān)于算法方面的優(yōu)化，可以購買(mǎi)一些數據結構的書(shū)籍，上面有比較詳細的說(shuō)明。

　　30. 如果準備估計一個(gè)算法的MIPS，有什么好的途徑?

　　答：算法的運行時(shí)間是指一個(gè)算法在計算機上運算所花費的時(shí)間。它大致等于計算機執行簡(jiǎn)單操作(如賦值操作，比較操作等)所需要的時(shí)間與算法中進(jìn)行簡(jiǎn)單操作次數的乘積。通常把算法中包含簡(jiǎn)單操作次數的多少叫做算法的時(shí)間復雜性。它是一個(gè)算法運行時(shí)間的相對量度，一般用數量級的形式給出。度量一個(gè)程序的執行時(shí)間通常有兩種方法：

　　 一種是事后統計的方法。因為很多計算機內部都有計時(shí)功能，不同算法的程序可通過(guò)一組或若干組相同的統計數據以分辨優(yōu)劣。但這種方法有兩個(gè)缺陷：一是必須先運行依據算法編制的程序;二是所得時(shí)間的統計量依賴(lài)于計算機的硬件、軟件等環(huán)境因素，有時(shí)容易掩蓋算法本身的優(yōu)劣。因此人們常常采用另一種事前分析估算的方法。

　　 一種是事前分析估算的方法。一個(gè)程序在計算機上運行時(shí)所消耗的時(shí)間取決于下列因素：

　　(1)依據的算法選用何種策略;

　　(2)問(wèn)題的規模。例如求100以?xún)冗€是1000以?xún)鹊乃財?

　　(3)書(shū)寫(xiě)程序的語(yǔ)言。對于同一個(gè)算法，實(shí)現語(yǔ)言的級別越高，執行效率就越低;

　　(4)編譯程序所產(chǎn)生的機器代碼的質(zhì)量。這個(gè)跟編譯器有關(guān);

　　(5)機器執行指令的速度。

　　顯然，同一個(gè)算法用不同的語(yǔ)言實(shí)現，或者用不同的編譯程序進(jìn)行編譯，或者在不同的計算機上運行時(shí)，效率均不相同。這表明使用絕對的時(shí)間單位衡量算法的效率是不合適的。撇開(kāi)這些與計算機硬件、軟件有關(guān)的因素，可以認為一個(gè)特定算法運行工作量的大小，只依賴(lài)于問(wèn)題的規模(通常用整數量n表示)，或者說(shuō)，它是問(wèn)題規模的函數。

　　一個(gè)算法是由控制結構(順序、分支和循環(huán)三種)和原操作(指固有數據類(lèi)型的操作)構成的，則算法時(shí)間取決于兩者的綜合效果。為了便于比較同一問(wèn)題的不同算法，通常的做法是，從算法中選取一種對于所研究的問(wèn)題(或算法類(lèi)型)來(lái)說(shuō)是基本運算的原操作，以該基本操作重復執行的次數作為算法的時(shí)間度量。

　　算法的MIPS有專(zhuān)門(mén)的一門(mén)學(xué)問(wèn)，可以去好好參考相關(guān)的數據結構書(shū)籍。

　　31. 遙控的編解碼思路和設計流程是怎樣的?

　　答：一般來(lái)說(shuō)完整的遙控碼分為頭碼、地址碼、數據碼和校驗碼四個(gè)組成部分。頭碼根據不同的廠(chǎng)家各不相同，地址碼和數據碼都由邏輯“1”和邏輯“0”組成。編碼的設計目的，就是按照編碼規則發(fā)送不同的碼值。我們最常見(jiàn)的碼型有SONY、松下、NEC等廠(chǎng)家型號。遙控編碼芯片最常用的是在空調、DVD、車(chē)庫門(mén)等遙控器上。

　　設計編碼程序可以分為三個(gè)部分。

　　第一部分是了解碼型的特性。遙控碼的頭碼和地址碼(也稱(chēng)為客戶(hù)碼)是固定不變的，數據碼和校驗碼根據不同的鍵值而改變。

　　第二部分是計算發(fā)碼時(shí)間。遙控碼大部分都是由邏輯“1”和邏輯“0”組成，也就是由一串固定占空比、固定周期的方波所組成。通常這些方波的周期是毫秒甚至微秒等級，需要在時(shí)間上計算的比較精確。所以選擇發(fā)碼單片機型號的時(shí)候，就要考慮到單片機的運行速度是不是夠快，以及程序運行時(shí)間夠不夠。

　　第三部分就是程序的編寫(xiě)。選定單片機型號之后，開(kāi)始設計程序流程。一般來(lái)說(shuō)我們使用I/O口就可以做發(fā)碼的輸出端口。發(fā)碼程序一般由幾個(gè)子程序組成，頭碼子程序、邏輯1子程序，邏輯0子程序以及校驗碼的算法子程序。一旦我們得到要發(fā)送碼的命令后，首先調用頭碼子程序，然后根據客戶(hù)碼和鍵值調用邏輯1子程序或者邏輯0子程序，最后調用校驗碼算法子程序輸出校驗碼。

　　HOLTEK公司的HT48CA0/HT48RA0、HT48CA3/HT48RA3和HT48CA6是專(zhuān)為遙控器設計的單片機，它們具有專(zhuān)門(mén)紅外輸出口，可以實(shí)現絕大部分發(fā)碼的要求。

　　設計解碼程序也可以分為三部分。

　　第一部分了解編碼波形特性。從分析編碼的高、低脈沖寬度入手，了解邏輯“1”和邏輯“0”的波形占空比、周期。了解頭碼的特性。

　　第二部分確定接收方式。一般我們可以用I/O口查詢(xún)方法或者INT口中斷響應方法來(lái)接收編碼。這兩者的區別是I/O口查詢(xún)方式比較耗費單片機的運行時(shí)間資源，需要不斷的去偵測I/O的電平變化，以免漏掉有效的碼值;而INT口中斷接收方式則比較節省資源，當外部有電平變化時(shí)，單片機才需要去處理，不需要時(shí)刻進(jìn)行偵測。但是INT口中斷接收方式不能辨別相同周期不同占空比的波形特性，當編碼所攜帶的邏輯“1”和邏輯“0”具有這種特性時(shí)，就無(wú)法通過(guò)INT口中斷接收方式來(lái)辨別了，因為INT中斷只是在上升沿或者下降沿的時(shí)候才觸發(fā)。

　　第三部分將接收的碼值存儲并分析執行。根據判斷高低電平的寬度(定時(shí)器或者延時(shí))，可以得到碼值，也就是我們所說(shuō)的解碼。一般我們連續收到3個(gè)相同的完整碼值，就確認此碼的確被發(fā)出，并接收成功。當解碼結束，根據碼值我們可以判斷出是哪個(gè)按鍵被按下，由此去執行相對的按鍵功能。

　　HOLTEK公司的HT48以及HT49(帶LCD)系列單片機，都可以符合大多數解碼的任務(wù)。

　　32. 在學(xué)習單片機的過(guò)程中，如何理解預分頻，12時(shí)鐘模式(6時(shí)鐘模型)等概念?

　　答：預分頻器的英文是prescaler。它就是將輸入的頻率信號分頻，然后再輸出。HOLTEK公司有一款最基本的8位I/O型單片機HT48R05A-1，我們就以這款單片機為例說(shuō)明。HT48R05A-1有一個(gè)8位向上計數的定時(shí)器Counter。系統時(shí)鐘Fsys(4MHz)進(jìn)入八階預分頻器(8-stage Prescaler)進(jìn)行分頻，再進(jìn)入定時(shí)計數器Counter計數。根據軟件設置，預分頻器可以將Fsys進(jìn)行2的n次方分頻(n=1~8)。舉例來(lái)說(shuō)，如果軟件設置為預分頻器2分頻，那幺預分頻器輸出的頻率就是Fsys/2=2MHz，這個(gè)2MHz信號再進(jìn)入定時(shí)計數器Counter。

　　如果需要HT48R05A-1或者其它各類(lèi)HOLTEK單片機的詳細資料.

　　12時(shí)鐘模式(6時(shí)鐘模型)應該就是在MCS51系列中，12個(gè)系統時(shí)鐘為一個(gè)機器周期，2個(gè)系統時(shí)鐘為一個(gè)狀態(tài)，即一個(gè)機器周期有6個(gè)狀態(tài)。

　　33. A/D、D/A的采樣速率與其它單片機相比有什么優(yōu)勢?

　　答：HOLTEK A/D Tyep MCU內嵌逐位逼近的A/D轉換電路，精度有8bit/9bit/10bit，A/D轉換時(shí)間最快為76us。

　　至于D/A，一般是指PWM輸出，HOLTEK A/D Type MCU都帶有8bit的PWM輸出，但HOLTEK PWM的特點(diǎn)是其輸出頻率由系統頻率決定(既系統頻率選定后，PWM頻率也就定了)，其占空比通過(guò)對[PWM]寄存器賦值進(jìn)行控制，不需要占用定時(shí)/計數器資源。

　　34. 采用AT89S51時(shí)，出現了按了復位按鈕，RAM中的數據被修改了。這是怎么回事?注：數據放在特殊寄存器之外。

　　答：如果是RESET腳的復位按鈕：一般MCU的RESET復位，其特殊寄存器會(huì )被重新初始化，而通用寄存器的值保持不變。

　　如果復位按鈕是電源復位：那就是MCU的上電復位，其特殊寄存器會(huì )被初始化，而通用寄存器的值是隨機數。

　　35. 將P2.7用來(lái)驅動(dòng)一個(gè)NPN三極管，中間串接了一個(gè)1K的電阻。問(wèn)題是：當我嘗試向P2.7寫(xiě)’1’時(shí)，發(fā)現管腳只能輸出大約0.5V的一個(gè)電平。這個(gè)電路的使用得妥當么?如何正確的使用IO功能?

　　答：是在仿真時(shí)遇到的問(wèn)題，還是燒錄芯片后遇到的問(wèn)題?

　　可以先將P2.7的外部電路斷開(kāi)，測量輸出電壓是否正常。如果斷開(kāi)后輸出電壓正常，那就說(shuō)明P2.7的驅動(dòng)能力不夠，不能驅動(dòng)NPN三極管，應該改用PNP三極管(一般在MCU應用中，都采用PNP方式驅動(dòng))。如果斷開(kāi)后輸出電壓還不正常，那有可能是仿真器(或芯片)已經(jīng)損壞。

　　36. 在做充電管理的時(shí)候，提高pwm的頻率往往以犧牲精度為代價(jià)，如果用的AT90S4433(avr)、78P458(elan)頻率分別做到16kHz(8bit)和32kHz(8bit)，而希望做到的是100kHz(8bit以上)，諸如atiny15那樣。怎么辦?

　　答：你所說(shuō)的PWM是通過(guò)定時(shí)/計數器來(lái)控制其頻率和占空比的，所以要提高頻率，必然會(huì )降低精度。如果要提高PWM的頻率，只能通過(guò)提高系統振蕩頻率來(lái)解決。