單片機應用編程技巧解析

1.C 語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言在開(kāi)發(fā)單片機時(shí)各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?

答：匯編語(yǔ)言是一種用文字助記符來(lái)表示機器指令的符號語(yǔ)言，是最接近機器碼 的一種語(yǔ)言。其主要優(yōu)點(diǎn)是占用資源少、程序執行效率高。但是不同的 CPU， 其匯編語(yǔ)言可能有所差異，所以不易移植。

C 語(yǔ)言是一種結構化的高級語(yǔ)言。其優(yōu)點(diǎn)是可讀性好，移植容易，是普遍使 用的一種計算機語(yǔ)言。缺點(diǎn)是占用資源較多，執行效率沒(méi)有匯編高。

對于目前普遍使用的 RISC 架構的 8bit MCU 來(lái)說(shuō)，其內部 ROM、RAM、 STACK 等資源都有限，如果使用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)，一條 C 語(yǔ)言指令編譯后，會(huì )變成 很多條機器碼，很容易出現 ROM 空間不夠、堆棧溢出等問(wèn)題。而且一些單片機 廠(chǎng)家也不一定能提供 C 編譯器。而匯編語(yǔ)言，一條指令就對應一個(gè)機器碼，每 一步執行什幺動(dòng)作都很清楚，并且程序大小和堆棧調用情況都容易控制，調試起 來(lái)也比較方便。所以在單片機開(kāi)發(fā)中，我們還是建議采用匯編語(yǔ)言比較好。

2.C 或匯編語(yǔ)言可以用于單片機，C++能嗎?

答：在單片機開(kāi)發(fā)中，主要是匯編和 C，沒(méi)有用 C++的。

3.搞單片機開(kāi)發(fā)，一定要會(huì ) C 嗎?

答：匯編語(yǔ)言是一種用文字助記符來(lái)表示機器指令的符號語(yǔ)言，是最接近機器碼 的一種語(yǔ)言。其主要優(yōu)點(diǎn)是占用資源少、程序執行效率高。但是不同的 CPU， 其匯編語(yǔ)言可能有所差異，所以不易移植。

對于目前普遍使用的 RISC 架構的 8bit MCU 來(lái)說(shuō)，其內部 ROM、RAM、 STACK 等資源都有限，如果使用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)，一條 C 語(yǔ)言指令編譯后，會(huì )變成 很多條機器碼，很容易出現 ROM 空間不夠、堆棧溢出等問(wèn)題。而且一些單片機 廠(chǎng)家也不一定能提供 C 編譯器。而匯編語(yǔ)言，一條指令就對應一個(gè)機器碼，每 一步執行什么動(dòng)作都很清楚，并且程序大小和堆棧調用情況都容易控制，調試起 來(lái)也比較方便。所以在資源較少單片機開(kāi)發(fā)中，我們還是建議采用匯編語(yǔ)言比較 好。而 C 語(yǔ)言是一種編譯型程序設計語(yǔ)言，它兼顧了多種高級語(yǔ)言的特點(diǎn)，并 具備匯編語(yǔ)言的功能。C 語(yǔ)言有功能豐富的庫函數、運算速度快、編譯效率高、 有良好的可移植性，而且可以直接實(shí)現對系統硬件的控制。C 語(yǔ)言是一種結構化 程序設計語(yǔ)言，它支持當前程序設計中廣泛采用的由頂向下結構化程序設計技 術(shù)。此外，C 語(yǔ)言程序具有完善的模塊程序結構，從而為軟件開(kāi)發(fā)中采用模塊化 程序設計方法提供了有力的保障。因此，使用 C 語(yǔ)言進(jìn)行程序設計已成為軟件 開(kāi)發(fā)的一個(gè)主流。用 C 語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)目標系統軟件，會(huì )大大縮短開(kāi)發(fā)周期，且明顯地增加軟件的可讀性，便于改進(jìn)和擴充，從而研制出規模更大、性能更完備的 系統。

綜上所述，用 C 語(yǔ)言進(jìn)行單片機程序設計是單片機開(kāi)發(fā)與應用的必然趨勢。 所以作為一個(gè)技術(shù)全面并涉足較大規模的軟件系統開(kāi)發(fā)的單片機開(kāi)發(fā)人員最好 能夠掌握基本的 C 語(yǔ)言編程。

4.當開(kāi)發(fā)一個(gè)較復雜而又開(kāi)發(fā)時(shí)間短的項目時(shí)，用 C 還是用匯編開(kāi)發(fā)好?

答：對于復雜而開(kāi)發(fā)時(shí)間緊的項目時(shí)，可以采用 C 語(yǔ)言，但前提是要求對該 MCU 系統的 C 語(yǔ)言和 C 編譯器非常熟悉，特別要注意該 C 編譯系統所能支持的數據 類(lèi)型和算法。雖然 C 語(yǔ)言是最普遍的一種高級語(yǔ)言，但不同的 MCU 廠(chǎng)家其 C 語(yǔ)言編譯系統是有所差別的，特別是在一些特殊功能模塊的操作上。如果對這些 特性不了解，那調試起來(lái)就有的煩了，到頭來(lái)可能還不如用匯編來(lái)的快。

5.在教學(xué)中要用到 8088 和 196 芯片單片機教材，請問(wèn)那里可以找到關(guān)于這方面 的書(shū)或資料?

答：有關(guān)這方面的教材，大學(xué)里常用的一本是《IBM-PC 匯編語(yǔ)言程序設計》清 華大學(xué)出版社出版的，在網(wǎng)上以及書(shū)店都是可以找到的，另外網(wǎng)上還可以搜索到 很多其他的教材如：《微機原理及匯編語(yǔ)言教程》(楊延雙 張曉冬 等編著(zhù) )和《16/32 位微機原理、匯編語(yǔ)言及接口技術(shù)》(作者： 鐘曉捷 陳濤 ，機械工業(yè) 出版社 出版)等，可以在較大型的科技書(shū)店里查找或者直接從網(wǎng)上訂購。

6.初學(xué)者到底是應該先學(xué) C 還是匯編?

答：對于單片機的初學(xué)者來(lái)說(shuō)，應該從匯編學(xué)起。因為匯編語(yǔ)言是最接近機器碼 的一種語(yǔ)言，可以加深初學(xué)者對單片機各個(gè)功能模塊的了解，從而打好扎實(shí)的基 礎。

7. 汽車(chē)電子用的單片機是 8 位多，還是 32 位?如何看待單片機在汽車(chē)電子 市場(chǎng)中的前景?

答：現今汽車(chē)制造也是一個(gè)進(jìn)步很快的工業(yè)，特別是電子應用于汽車(chē)上，令多種 新功能得以實(shí)現。

總的來(lái)說(shuō)，汽車(chē)電子應用分三部份。

- 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機控制：限速控制，渦輪增壓，燃料噴注控制……

- 汽車(chē)舒適裝置：遙控防盜系統，自動(dòng)空調系統，影音播放系統，衛星導航 系統……。

- 汽車(chē)操控和制動(dòng)：剎車(chē)防抱死系統(ABS)，循跡系統(TCS)，防滑系統(ASR)， 電子穩定系統(ESP)……

汽車(chē)上的各系統繁多，且日新月異，故利用何種單片機是依各系統規格，要 求不一，但有一樣可肯定是該單片機要符工業(yè)規格，才能忍受汽車(chē)應用的惡劣環(huán) 境，高溫，電源干擾，可靠度要求。不同檔次的汽車(chē)其功能配置相對亦有差別， 故 8 位單片機在較低階的系統如機械控制，遙控防盜等應該還有空間，但高階的 系統如影音，導航……將來(lái)的無(wú)人駕駛!，就非一般單片機能實(shí)現。

因汽車(chē)工業(yè)現階段由歐美日數個(gè)大集團所把持，相關(guān)的汽車(chē)電子配件各集團 會(huì )挑選單片機大廠(chǎng)合作， 故汽車(chē)內置的電子系統亦由單片機大廠(chǎng)把持，市場(chǎng)只 剩外置系統如遙控防盜，影音導航供小廠(chǎng)開(kāi)發(fā)。

8. 在使用三星的 s3c72n4 時(shí)，覺(jué)得它的 time/counter 不夠用?，F在要同時(shí)用 到 3 個(gè) counter，該怎么辦?

答：您是需要三個(gè)外部 counter 還是需要三個(gè)定時(shí)器?如果是三個(gè)定時(shí)器標志的 話(huà)，可以取這三個(gè)定時(shí)最基本的時(shí)基作為 timer 的基礎計數，然后以這個(gè)時(shí)基來(lái) 計算這三個(gè)需要的計數標志的 flag，在程序中只需要查詢(xún) flag 是否到，再采取動(dòng) 作。

如果要 3 個(gè)外部脈沖計數的話(huà)，這個(gè)有一定的難度，如果外部脈沖不是很頻 繁，可以考慮通過(guò)外部中斷進(jìn)行，但是這個(gè)方法必須是外部脈沖的頻率與 mcu 執行速度有一定的數量級差，否則 mcu 可能無(wú)法處理其它程序，一直在處理外 部中斷。

9. 在芯片集成技術(shù)日益進(jìn)步的今天，單片機的集成技術(shù)發(fā)展也很迅速，在 傳統的 40 引腳的基礎上，飛利浦公司推出 20 引腳的單片機系列，使很多的 引腳可以復用，這種復用技術(shù)的使用在實(shí)際應用中會(huì )不會(huì )影響其功能的執行?

答：現在有很多品牌的單片機都有引腳復用功能，不止飛利浦一家，應該說(shuō)這個(gè) 方式前幾年就已經(jīng)有了。在實(shí)際應用中不會(huì )影響其功能的執行，但是要注意的是， 有的 MCU 如果采用復用引腳的話(huà)，該引腳會(huì )有一些應用上的限制，這在相應的 datasheet 里面都會(huì )有描述，所以在系統規劃的時(shí)候都要予以注意。

10. Delta-Sigma 軟件測量方式，是什么概念?

答：Delta-Sigma 原理一般應用在 ADC 應用中。具體來(lái)說(shuō)，Delta-Sigma ADC 的 工作原理是由差動(dòng)器、積分器和比較器構成調制器，它們一起構成一個(gè)反饋環(huán)路。 調制器以大大高于模擬輸入信號帶寬的速率運行，以便提供過(guò)采樣。模擬輸入與 反饋信號(誤差信號)進(jìn)行差動(dòng) (delta)比較。該比較產(chǎn)生的差動(dòng)輸出饋送到積 分器(sigma)中。然后將積分器的輸出饋送到比較器中。比較器的輸出同時(shí)將反饋 信號(誤差信號)傳送到差動(dòng)器，而自身被饋送到數字濾波器中。這種反饋環(huán)路 的目的是使反饋信號(誤差信號)趨于零。比較器輸出的結果就是 1/0 流。該流 如果 1 密度較高，則意味著(zhù)模擬輸入電壓較高;反之，0 密度較高，則意味著(zhù)模 擬輸入電壓較低。接著(zhù)將 1/0 流饋送到數字濾波器中，該濾波器通過(guò)過(guò)采樣與抽 樣，將 1/0 流從高速率、低精度位流轉換成低速率、高精度數字輸出。

簡(jiǎn)而言之，Delta 就是差動(dòng)，Sigma 就是積分的意思。Delta-Sigma 軟件測試， 我的理解應該是通過(guò)軟件模擬差動(dòng)積分的過(guò)程。具體來(lái)說(shuō)，就是偵測外部輸入的 電壓(或者電流)信號變化，然后通過(guò)軟件積分運算，得出外部信號隨時(shí)間變化的基本狀況。