单片机应用编程技巧(专家：邓宏杰)

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1 编 者 注 : 本 文 件 为 电 子 工 程 专 辑 网 站 编 辑 部 原 创, 电 子 工 程 专 辑 享 有 本 文 章 完 全 著 作 权, 如 需 转 载 该 文 章, 必 须 经 过 电 子 工 程 专 辑 网 站 编 辑 部 同 意 联 系 电 子 工 程 专 辑 网 站 编 辑 部, 请 发 信 至 eetcol@globalsources.com 单 片 机 应 用 编 程 技 巧 100 问 1.C 语 言 和 汇 编 语 言 在 开 发 单 片 机 时 各 有 哪 些 优 缺 点? 答 : 汇 编 语 言 是 一 种 用 文 字 助 记 符 来 表 示 机 器 指 令 的 符 号 语 言, 是 最 接 近 机 器 码 的 一 种 语 言 其 主 要 优 点 是 占 用 资 源 少 程 序 执 行 效 率 高 但 是 不 同 的 CPU, 其 汇 编 语 言 可 能 有 所 差 异, 所 以 不 易 移 植 C 语 言 是 一 种 结 构 化 的 高 级 语 言 其 优 点 是 可 读 性 好, 移 植 容 易, 是 普 遍 使 用 的 一 种 计 算 机 语 言 缺 点 是 占 用 资 源 较 多, 执 行 效 率 没 有 汇 编 高 对 于 目 前 普 遍 使 用 的 RISC 架 构 的 8bit MCU 来 说, 其 内 部 ROM RAM STACK 等 资 源 都 有 限, 如 果 使 用 C 语 言 编 写, 一 条 C 语 言 指 令 编 译 后, 会 变 成 很 多 条 机 器 码, 很 容 易 出 现 ROM 空 间 不 够 堆 栈 溢 出 等 问 题 而 且 一 些 单 片 机 厂 家 也 不 一 定 能 提 供 C 编 译 器 而 汇 编 语 言, 一 条 指 令 就 对 应 一 个 机 器 码, 每 一 步 执 行 什 幺 动 作 都 很 清 楚, 并 且 程 序 大 小 和 堆 栈 调 用 情 况 都 容 易 控 制, 调 试 起 来 也 比 较 方 便 所 以 在 单 片 机 开 发 中, 我 们 还 是 建 议 采 用 汇 编 语 言 比 较 好 如 果 对 单 片 机 C 语 言 有 兴 趣,HOLTEK 的 单 片 机 就 有 提 供 C 编 译 器, 可 以 到 HOLTEK 的 网 站 ( 免 费 下 载 使 用 2.C 或 汇 编 语 言 可 以 用 于 单 片 机,C++ 能 吗? 答 : 在 单 片 机 开 发 中, 主 要 是 汇 编 和 C, 没 有 用 C++ 的 3. 搞 单 片 机 开 发, 一 定 要 会 C 吗? 答 : 汇 编 语 言 是 一 种 用 文 字 助 记 符 来 表 示 机 器 指 令 的 符 号 语 言, 是 最 接 近 机 器 码 的 一 种 语 言 其 主 要 优 点 是 占 用 资 源 少 程 序 执 行 效 率 高 但 是 不 同 的 CPU, 其 汇 编 语 言 可 能 有 所 差 异, 所 以 不 易 移 植 对 于 目 前 普 遍 使 用 的 RISC 架 构 的 8bit MCU 来 说, 其 内 部 ROM RAM STACK 等 资 源 都 有 限, 如 果 使 用 C 语 言 编 写, 一 条 C 语 言 指 令 编 译 后, 会 变 成 很 多 条 机 器 码, 很 容 易 出 现 ROM 空 间 不 够 堆 栈 溢 出 等 问 题 而 且 一 些 单 片 机 厂 家 也 不 一 定 能 提 供 C 编 译 器 而 汇 编 语 言, 一 条 指 令 就 对 应 一 个 机 器 码, 每 一 步 执 行 什 么 动 作 都 很 清 楚, 并 且 程 序 大 小 和 堆 栈 调 用 情 况 都 容 易 控 制, 调 试 起 来 也 比 较 方 便 所 以 在 资 源 较 少 单 片 机 开 发 中, 我 们 还 是 建 议 采 用 汇 编 语 言 比 较 好 而 C 语 言 是 一 种 编 译 型 程 序 设 计 语 言, 它 兼 顾 了 多 种 高 级 语 言 的 特 点, 并 具 备 汇 编 语 言 的 功 能 C 语 言 有 功 能 丰 富 的 库 函 数 运 算 速 度 快 编 译 效 率 高 有 良 好 的 可 移 植 性, 而 且 可 以 直 接 实 现 对 系 统 硬 件 的 控 制 C 语 言 是 一 种 结 构 化 程 序 设 计 语 言, 它 支 持 当 前 程 序 设 计 中 广 泛 采 用 的 由 顶 向 下 结 构 化 程 序 设 计 技 术 此 外,C 语 言 程 序 具 有 完 善 的 模 块 程 序 结 构, 从 而 为 软 件 开 发 中 采 用 模 块 化 程 序 设 计 方 法 提 供 了 有 力 的 保 障 因 此, 使 用 C 语 言 进 行 程 序 设 计 已 成 为 软 件 开 发 的 一 个 主 流 用 C 语 言 来 编 写 目 标 系 统 软 件, 会 大 大 缩 短 开 发 周 期, 且 明

2 显 地 增 加 软 件 的 可 读 性, 便 于 改 进 和 扩 充, 从 而 研 制 出 规 模 更 大 性 能 更 完 备 的 系 统 综 上 所 述, 用 C 语 言 进 行 单 片 机 程 序 设 计 是 单 片 机 开 发 与 应 用 的 必 然 趋 势 所 以 作 为 一 个 技 术 全 面 并 涉 足 较 大 规 模 的 软 件 系 统 开 发 的 单 片 机 开 发 人 员 最 好 能 够 掌 握 基 本 的 C 语 言 编 程 4. 当 开 发 一 个 较 复 杂 而 又 开 发 时 间 短 的 项 目 时, 用 C 还 是 用 汇 编 开 发 好? 答 : 对 于 复 杂 而 开 发 时 间 紧 的 项 目 时, 可 以 采 用 C 语 言, 但 前 提 是 要 求 对 该 MCU 系 统 的 C 语 言 和 C 编 译 器 非 常 熟 悉, 特 别 要 注 意 该 C 编 译 系 统 所 能 支 持 的 数 据 类 型 和 算 法 虽 然 C 语 言 是 最 普 遍 的 一 种 高 级 语 言, 但 不 同 的 MCU 厂 家 其 C 语 言 编 译 系 统 是 有 所 差 别 的, 特 别 是 在 一 些 特 殊 功 能 模 块 的 操 作 上 如 果 对 这 些 特 性 不 了 解, 那 调 试 起 来 就 有 的 烦 了, 到 头 来 可 能 还 不 如 用 汇 编 来 的 快 5. 在 教 学 中 要 用 到 8088 和 196 芯 片 单 片 机 教 材, 请 问 那 里 可 以 找 到 关 于 这 方 面 的 书 或 资 料? 答 : 有 关 这 方 面 的 教 材, 大 学 里 常 用 的 一 本 是 IBM-PC 汇 编 语 言 程 序 设 计 清 华 大 学 出 版 社 出 版 的, 在 网 上 以 及 书 店 都 是 可 以 找 到 的, 另 外 网 上 还 可 以 搜 索 到 很 多 其 他 的 教 材 如 : 微 机 原 理 及 汇 编 语 言 教 程 ( 杨 延 双 张 晓 冬 等 编 著 ) 和 16/32 位 微 机 原 理 汇 编 语 言 及 接 口 技 术 ( 作 者 : 钟 晓 捷 陈 涛, 机 械 工 业 出 版 社 出 版 ) 等, 可 以 在 较 大 型 的 科 技 书 店 里 查 找 或 者 直 接 从 网 上 订 购 6. 初 学 者 到 底 是 应 该 先 学 C 还 是 汇 编? 答 : 对 于 单 片 机 的 初 学 者 来 说, 应 该 从 汇 编 学 起 因 为 汇 编 语 言 是 最 接 近 机 器 码 的 一 种 语 言, 可 以 加 深 初 学 者 对 单 片 机 各 个 功 能 模 块 的 了 解, 从 而 打 好 扎 实 的 基 础 7. 我 是 一 名 武 汉 大 学 电 子 科 技 大 3 的 学 生, 学 了 电 子 线 路 数 字 逻 辑 汇 编 和 接 口 C 语 言, 但 是 总 是 感 觉 很 迷 茫, 觉 好 象 什 幺 都 不 会 怎 幺 办? 答 : 大 学 过 程 是 一 个 理 论 过 程, 实 践 的 机 会 比 较 少, 往 往 会 造 成 理 论 与 实 践 相 脱 节, 这 是 国 内 大 学 教 育 系 统 的 通 病, 不 过 对 于 学 生 来 说 切 不 可 好 高 骛 远 一 般 从 大 三 会 开 始 接 触 到 一 些 专 业 课 程, 电 子 相 关 专 业 会 开 设 相 关 的 单 片 机 应 用 课 程 并 且 会 有 简 单 的 实 验 项 目, 那 么 要 充 分 把 握 实 验 课 的 机 会, 多 多 地 实 际 上 机 操 作 练 习 平 时 可 以 多 看 看 相 关 的 电 子 技 术 杂 志 网 站, 看 看 别 人 的 开 发 经 验, 硬 件 设 计 方 案 以 及 他 人 的 软 件 设 计 经 验 有 可 能 的 话, 还 可 以 参 加 一 些 电 子 设 计 大 赛, 借 此 机 会 2--3 个 人 合 作 做 一 个 完 整 系 统, 会 更 有 帮 助 到 了 大 四 毕 业 设 计 阶 段, 也 可 以 选 择 相 关 的 课 题 作 些 实 际 案 例 增 长 经 验 做 什 么 事 情 都 有 个 经 验 的 积 累 过 程, 循 序 渐 进 8. 请 问 作 为 学 生, 如 何 学 好 单 片 机? 答 : 学 习 好 单 片 机, 最 主 要 的 是 实 践, 在 实 践 中 增 长 经 验 在 校 学 生 的 话, 实 践 机 会 的 确 会 比 较 少, 但 是 有 机 会 的 话, 可 以 毕 业 实 习 选 择 相 关 的 课 题, 这 样 就 可 以 接 触 到 实 际 的 项 目 而 且 如 果 单 片 机 微 机 原 理 是 一 门 主 课 的 话, 相 信 学 校 会 安 排 比 较 多 的 实 践 上 机 机 会 有 能 力 的 话, 可 以 找 一 些 相 关 兼 职 工 作 做 做, 会 更 有 帮 助 而 且 单 片 机 开 发 应 用 需 要 软 硬 件 结 合, 所 以 不 能 只 满 足 于 编 程 技 巧 如 何 完

3 美, 平 时 也 要 注 意 硬 件 知 识 的 积 累, 多 上 上 电 子 论 坛 网 站, 买 一 些 相 关 杂 志 可 能 的 话, 可 以 到 电 子 市 场 去 买 一 些 小 零 件, 自 己 搭 一 个 小 系 统 让 它 工 作 起 来 HOTLEK 的 单 片 机 是 RISC 结 构 的 8 位 单 片 机, 它 可 以 广 泛 应 用 在 家 用 电 器 安 全 系 统 掌 上 游 戏 等 方 面 大 概 来 说 可 以 分 成 I/O 型 单 片 机 LCD 型 单 片 机 A/D 型 单 片 机 A/D with LCD 型 单 片 机 等 等 这 些 单 片 机 的 中 文 资 料 我 们 都 公 开 在 HOLTEK 网 站 HOLTEK 各 类 单 片 机 的 使 用 手 册 下 载 地 址 : HOLTEK 单 片 机 软 件 / 硬 件 应 用 范 例 下 载 地 址 : HOLTEK 单 片 机 支 持 工 具 下 载 地 址 : 9. 如 何 才 能 才 为 单 片 机 的 高 手 啊? 答 : 要 成 为 单 片 机 高 手, 应 该 多 实 践, 时 常 关 注 单 片 机 的 发 展 趋 势 ; 经 常 上 一 些 相 关 网 站, 从 那 里 可 以 找 到 许 多 有 用 的 资 料 10. 女 性 是 否 适 合 单 片 机 软 件 编 程 这 个 行 业? 答 : 要 根 据 自 己 的 兴 趣, 配 合 自 己 对 软 件 编 程 的 耐 性, 男 女 皆 适 合 这 个 行 业 11. Holtek 的 数 据 手 册 在 哪 里 下 载? 答 : 如 果 对 Holtek 的 IC 感 兴 趣 的 话, 相 应 的 数 据 手 册 可 以 到 网 站 上 去 选 IC 资 料 下 载 位 机 还 能 延 续 多 久! 答 : 以 现 在 MCU 产 品 主 力 还 是 在 8 位 领 域, 主 要 应 用 于 汽 车 应 用 消 费 性 电 子 电 脑 及 PC 周 边 电 信 与 通 讯 办 公 室 自 动 化 工 业 控 制 等 六 大 市 场, 其 中 车 用 市 场 多 在 欧 美 地 区, 而 亚 太 地 区 则 以 消 费 性 电 子 为 主, 并 以 量 大 低 单 价 为 产 品 主 流, 目 前 16 位 MCU 与 8 位 产 品, 还 有 相 当 幅 度 的 价 差, 新 的 应 用 领 域 也 仍 在 开 发, 业 界 预 计, 至 少 在 2005 年 前 8 位 的 MCU 仍 是 MCU 产 品 的 主 流 13. 学 习 ARM 及 嵌 入 式 系 统 是 否 比 学 习 其 它 一 般 单 片 机 更 有 使 用 前 景? 对 于 一 个 初 学 者 应 当 具 备 哪 些 相 关 知 识? 答 : 一 般 在 8 位 单 片 机 与 ARM 方 面 的 嵌 入 式 系 统 是 有 层 次 上 的 差 别,ARM 适 用 于 系 统 复 杂 度 较 大 的 高 级 产 品, 如 PDA 手 机 等 应 用 而 8 位 单 片 机 因 架 构 简 单, 硬 件 资 源 相 对 较 少, 适 用 于 一 般 的 工 业 控 制 消 费 性 家 电 等 等 对 于 一 个 单 片 机 方 面 的 软 件 编 程 初 学 者, 应 以 HOLTEK 系 列 或 8051 等 8 位 单 片 机 来 做 入 门 练 习 而 初 学 者 应 当 具 备 软 件 编 程 相 关 知 识, 单 片 机 一 般 软 件 编 程 是 以 汇 编 语 言 为 主, 各 家 有 各 家 的 语 法, 但 大 都 以 RISC 的 MCU 架 构 为 主, 其 中 RISC (Reduced Instruction Set Computer) 代 表 MCU 的 所 有 指 令 都 是 利 用 一 些 简 单 的 指 令 组 成 的, 简 单 的 指 令 代 表 MCU 的 线 路 可 以 尽 量 做 到 最 佳 化, 而 提 高 执 行 速 率 另 外 初 学 者 要 具 备 单 片 机 I/O 接 口 的 应 用 知 识, 这 在 于 周 边 应 用 电 路 及 各 种 元 器 件 的 使 用, 须 配 合 自 己 所 学 的 电 子 学 及 电 路 学 等

4 14. 符 合 44PIN 的 80 系 列 8 位 单 片 机 的 MCU 有 哪 些? 答 : 符 合 44PIN 的 80 系 列 8 位 单 片 机 有 Z FSC Z86E2112FSC Z86E2116FSC 15. 请 介 绍 一 下 MCU 的 测 试 方 法 答 :MCU 从 生 产 出 来 到 封 装 出 货 的 每 个 不 同 的 阶 段 会 有 不 同 的 测 试 方 法, 其 中 主 要 会 有 两 种 : 中 测 和 成 测 所 谓 中 测 即 是 WAFER 的 测 试, 它 会 包 含 产 品 的 功 能 验 证 及 AC DC 的 测 试 项 目 相 当 繁 多, 以 HOLTEK 产 品 为 例 最 主 要 的 几 项 如 下 : 1 接 续 性 测 试 : 检 测 每 一 根 I/OPIN 内 接 的 保 护 用 二 极 管 是 否 功 能 无 误 2 功 能 测 试 : 以 产 品 设 计 者 所 提 供 测 试 资 料 (TEST PATTERN) 灌 入 IC, 检 查 其 结 果 是 否 与 当 时 SIMULATION 时 状 态 一 样 3 STANDBY 电 流 测 试 : 测 量 IC 处 于 HALT 模 式 时 即 每 一 个 接 点 (PAD) 在 1 态 0 态 或 Z 态 保 持 不 变 时 的 漏 电 流 是 否 符 合 最 低 之 规 格 4 耗 电 测 试 : 整 颗 IC 的 静 态 耗 电 与 动 态 耗 电 5 输 入 电 压 测 试 : 测 量 每 个 输 入 接 脚 的 输 入 电 压 反 应 特 性 6 输 出 电 压 测 试 : 测 量 每 个 输 出 接 脚 的 输 出 电 压 位 准 7 相 关 频 率 特 性 (AC) 测 试, 也 是 通 过 外 灌 一 定 频 率, 从 I/O 口 来 看 输 出 是 否 与 之 匹 配 8 为 了 保 证 IC 生 产 的 长 期 且 稳 定 品 质, 还 会 做 产 品 的 可 靠 性 测 试, 这 些 测 试 包 括 ESD 测 试,LATCH UP 测 试, 温 度 循 环 测 试, 高 温 贮 存 测 试, 湿 度 贮 存 测 试 等 成 测 则 是 产 品 封 装 好 后 的 测 试, 即 PACKAGE 测 试 即 是 所 有 通 过 中 测 的 产 品 封 装 后 的 测 试, 方 法 主 要 是 机 台 自 动 测 试, 但 测 试 项 目 仍 与 WAFER TEST 相 同 PACKAGE TEST 的 目 的 是 在 确 定 IC 在 封 装 过 程 中 是 否 有 任 何 损 坏 16. 能 否 利 用 单 片 来 检 测 手 机 电 池 的 充 放 电 时 间 及 充 放 电 时 的 电 压 电 流 变 化, 并 利 用 一 个 I/O 端 口 使 检 测 结 果 在 电 脑 上 显 示 出 来? 答 : 目 前 市 场 上 的 各 类 智 能 充 电 器, 大 部 分 都 采 用 MCU 进 行 充 电 电 流 和 电 压 的 控 制 至 于 要 在 电 脑 上 显 示, 好 象 并 不 实 用, 可 能 只 有 在 一 些 专 门 的 电 池 检 测 仪 器 中 才 会 用 到 ; 对 于 一 般 的 手 机 用 户 来 说, 谁 会 在 充 电 时 还 需 要 用 一 台 电 脑 来 做 显 示 呢? 要 实 现 单 片 机 与 电 脑 的 连 接, 最 简 单 的 方 式 就 是 采 用 串 口 通 讯, 但 需 要 加 一 颗 RS-232 芯 片 17. 在 ARM 编 程 中 又 应 当 如 何? 答 : 就 以 嵌 入 式 系 统 观 念 为 例, 一 般 嵌 入 式 处 理 器 可 以 分 为 三 类 : 嵌 入 式 微 处 理 器 嵌 入 式 微 控 制 器 嵌 入 式 DSP(Digital Signal Processor) 嵌 入 式 微 处 理 器 就 是 和 通 用 计 算 机 的 微 处 理 器 对 应 的 CPU 在 应 用 中, 一 般 是 将 微 处 理 器 装 配 在 专 门 设 计 的 电 路 板 上, 在 母 板 上 只 保 留 和 嵌 入 式 相 关 的 功 能 即 可, 这 样 可 以 满 足 嵌 入 式 系 统 体 积 小 和 功 耗 低 的 要 求 目 前 的 嵌 入 式 处 理 器 主 要 包 括 :PowerPC Motorola ARM 系 列 等 等 嵌 入 式 微 控 制 器 又 称 为 单 片 机, 它 将 CPU 存 储 器 ( 少 量 的 RAM ROM 或 两 者 都 有 ) 和 其 它 接 口 I/O 封 装 在 同 一 片 集 成 电 路 里 常 见 的 有 HOLTEK MCU

5 系 列 Microchip MCU 系 列 及 8051 等 嵌 入 式 DSP 专 门 用 来 处 理 对 离 散 时 间 信 号 进 行 极 快 的 处 理 计 算, 提 高 编 译 效 率 和 执 行 速 度 在 数 字 滤 波 FFT(Fast Fourier Transform) 频 谱 分 析 图 像 处 理 的 分 析 等 领 域,DSP 正 在 大 量 进 入 嵌 入 式 市 场 18. MCU 在 射 频 控 制 时,MCU 的 时 钟 ( 晶 振 ) 数 据 线 会 辐 射 基 频 或 基 频 的 倍 频, 被 低 噪 放 LNA 放 大 后 进 入 混 频, 出 现 带 内 的 Spur, 无 法 滤 除 除 了 用 layout 选 择 低 辐 射 MCU 的 方 法 可 以 减 少 一 些 以 外, 还 有 什 幺 别 的 方 法? 答 : 在 设 计 高 频 电 路 用 电 路 板 有 许 多 注 意 事 项, 尤 其 是 GHz 等 级 的 高 频 电 路, 更 需 要 注 意 各 电 子 组 件 pad 与 印 刷 pattern 的 长 度 对 电 路 特 性 所 造 成 的 影 响 最 近 几 年 高 频 电 路 与 数 位 电 路 共 享 相 同 电 路 板, 构 成 所 谓 的 混 载 电 路 系 统 似 乎 有 增 加 的 趋 势, 类 似 如 此 的 设 计 经 常 会 造 成 数 位 电 路 动 作 时, 高 频 电 路 却 发 生 动 作 不 稳 定 等 现 象, 其 中 原 因 之 一 是 数 位 电 路 产 生 的 噪 讯, 影 响 高 频 电 路 正 常 动 作 所 致 为 了 避 免 上 述 问 题 除 了 设 法 分 割 两 电 路 block 之 外, 设 计 电 路 板 之 前 充 分 检 讨 设 计 构 想, 才 是 根 本 应 有 的 手 法, 基 本 上 设 计 高 频 电 路 用 电 路 板 必 需 掌 握 下 列 三 大 原 则 : 1 高 质 感 2 不 可 取 巧 3 不 可 仓 促 抢 时 间 以 下 是 设 计 高 频 电 路 板 的 一 些 建 议 : 1 印 刷 pattern 的 长 度 会 影 响 电 路 特 性 尤 其 是 传 输 速 度 为 GHz 高 速 数 位 电 路 的 传 输 线 路, 通 常 会 使 用 strip line, 同 时 藉 由 调 整 配 线 长 度 补 正 传 输 延 迟 时 间, 其 实 这 也 意 味 着 电 子 组 件 的 设 置 位 置 对 电 路 特 性 具 有 绝 对 性 的 影 响 2 Ground 作 大 better 铜 箔 面 整 体 设 置 ground 层, 而 连 接 via 的 better ground 则 是 高 频 电 路 板 与 高 速 数 位 电 路 板 共 同 的 特 征, 此 外 高 频 电 路 板 最 忌 讳 使 用 幅 宽 细 窄 的 印 刷 pattern 描 绘 ground 3 电 子 组 件 的 ground 端 子, 以 最 短 的 长 度 与 电 路 板 的 ground 连 接 具 体 方 法 是 在 电 子 组 件 的 ground 端 子 pad 附 近 设 置 via, 使 电 子 组 件 能 以 最 短 的 长 度 与 电 路 板 的 ground 连 接 4 信 号 线 作 短 配 线 设 计 不 可 任 意 加 大 配 线 长 度, 尽 量 缩 短 配 线 长 度 5 减 少 电 路 之 间 的 结 合 尤 其 是 filter 与 amplifier 输 出 入 之 间 作 电 路 分 割 非 常 重 要, 它 相 当 于 audio 电 路 的 cross talk 对 策 6 MCU 回 路 Layout 考 量 : 震 荡 电 路 仅 可 能 接 近 IC 震 荡 脚 位 ; 震 荡 电 路 与 VDD & VSS 保 持 足 够 的 距 离 ; 震 荡 频 率 大 于 1MHz 时 不 需 加 osc1 & osc2 电 容 ; 电 源 与 地 间 要 最 短 位 置 并 尽 量 拉 等 宽 与 等 距 的 线, 于 节 点 位 置 加 上 104/103/102 等 陶 瓷 电 容 19. Intel 系 列 的 96 单 片 机 80c196KB 开 发 系 统 时, 都 有 那 些 注 意 事 项? 答 : 一 个 即 时 系 统 的 软 体 由 即 时 操 作 系 统 加 上 应 用 程 序 构 成 应 用 程 序 与 作 业 系 统 的 接 口 通 过 系 统 调 用 来 实 现 用 80C196KB 作 业 系 统 的 MCU, 只 能 用 内 部 RAM 作 为 TCB 和 所 有 系 统 记 忆 体 ( 含 各 种 控 制 表 ) 以 及 各 个 任 务 的 工 作 和 资 料 单 元 因 此 一 定 要 注 意 以 下 几 点 :(1) 对 各 个 任 务 分 配 各 自 的 堆 迭 区, 该 堆 迭 区

6 既 作 为 任 务 的 工 作 单 元, 也 作 为 任 务 控 制 块 的 保 护 单 元 (2) 系 统 的 任 务 控 制 块 只 存 放 各 任 务 的 堆 迭 指 标, 而 任 务 的 状 态 均 存 放 于 任 务 椎 栈 中 在 一 个 任 务 退 出 运 行 时, 通 过 中 断 把 它 的 状 态 进 栈, 然 后 把 它 的 堆 迭 指 标 保 存 于 系 统 的 TCB 中 ; 再 根 据 优 先 取 出 优 先 顺 序 最 高 的 已 就 绪 任 务 的 堆 迭 指 标 SP 映 象 值 送 入 SP 中 ; 最 后 执 行 中 断 返 回 指 令 转 去 执 行 新 任 务 (3) 各 任 务 的 资 料 和 工 作 单 元 尽 量 用 堆 迭 实 现, 这 样 可 以 允 许 各 任 务 使 用 同 一 个 子 程 序 使 用 堆 迭 实 现 参 数 传 递 并 作 为 工 作 单 元, 而 不 使 用 绝 对 地 址 的 RAM, 可 实 现 可 重 入 子 程 序 该 子 程 序 既 可 为 各 个 任 务 所 调 用, 也 可 实 现 递 回 调 用 20. 在 demo 板 上 采 样 电 压 时, 不 稳 定, 采 样 结 果 有 波 动, 如 何 消 除? 答 :1 一 般 来 说, 仿 真 器 都 是 工 作 在 一 个 稳 压 的 环 境 ( 通 常 为 5V) 如 果 用 仿 真 器 的 A/D 时, 要 注 意 其 A/D 参 考 电 压 是 由 仿 真 器 内 部 给 出, 还 是 需 要 外 部 提 供 2A/D 转 换 需 要 一 个 连 续 的 时 钟 周 期, 所 以 在 仿 真 时 不 能 用 单 步 调 试 的 方 法, 否 则 会 造 成 A/D 采 样 值 不 准 3 至 于 A/D 采 样 不 稳 定, 可 以 在 A/D 输 入 口 加 一 电 容, 起 到 滤 波 作 用 ; 在 软 件 处 理 时 采 用 中 值 滤 波 的 方 法 21. 在 车 载 DVD 系 统 中, 如 何 设 计 电 子 防 震 系 统? 答 : 在 车 载 DVD 系 统, 最 好 选 择 高 档 DVD 机, 因 为 高 档 DVD 机 都 采 用 电 子 防 震 系 统 (ADVANCEDESP), 当 记 忆 缓 冲 区 内 的 读 数 降 低, 先 进 的 电 子 防 震 设 计 会 以 双 速 读 数 系 统, 做 出 比 正 常 速 度 快 两 倍 的 读 数 速 率, 以 减 低 噪 声, 即 使 连 续 震 荡 仍 可 避 免 跳 线 情 况 出 现, 现 在 就 说 说 什 幺 叫 电 子 防 震 简 单 地 说 : 电 子 防 震 就 是 一 个 信 号 的 储 存 -- 释 放 过 程, 首 先 CD 要 先 把 信 号 进 行 提 前 读 取, 也 就 是 我 们 见 到 机 子 的 加 速, 再 把 信 号 储 存 在 RAM 中, 而 我 们 在 开 防 震 的 时 候 所 听 到 的 就 是 经 过 RAM 的 声 音, 这 样 就 是 它 的 过 程 当 没 有 防 震 时 是 由 于 信 号 是 1 比 1 读 取 的, 所 以 当 受 到 冲 击 后, 就 会 出 现 跳 音 而 当 开 了 防 震 时, 机 子 受 到 冲 击 后, 由 RAM 释 放 出 来 的 声 音 使 音 乐 不 停 地 播 放, 而 与 此 同 时, 光 头 迅 速 进 行 复 位 检 索, 当 检 索 到 信 号 后 立 即 补 充, 所 以 不 会 出 现 跳 音 大 概 的 情 况 就 是 这 样 但 是 这 样 还 没 有 满 足 用 家 的 要 求, 由 于 这 种 的 方 法 带 来 的 时 间 短, 通 常 只 有 3 秒, 所 以 跳 音 的 机 会 还 是 蛮 高, 如 果 增 大 RAM 又 带 来 造 价 的 增 高 因 为 RAM 这 东 西 价 格 较 贵, 尤 其 是 质 量 好 的 22. 在 电 子 防 震 技 术 中, 有 那 些 IC 或 器 件 可 供 选 择? 答 : 在 电 子 防 震 技 术 中, 最 重 要 的 技 术 之 一 要 数 是 RAM 技 术, 而 一 直 以 来 都 是 因 为 它 的 成 本 问 题, 所 以 防 震 时 间 都 一 直 不 能 增 加, 也 就 是 说 RAM 本 身 就 有 限 制,RAM 的 容 量 越 大, 造 价 就 越 高 而 许 多 厂 家 就 如 何 在 RAM 的 限 制 里 得 到 最 大 限 度 的 记 忆 时 间 展 开 了 开 发 研 究 23. 如 何 进 行 编 程 可 以 减 少 程 序 的 bug? 答 : 在 此 提 供 一 些 建 议, 因 系 统 中 实 际 运 行 的 参 数 都 是 有 范 围 的 系 统 运 行 中 要 考 虑 的 超 范 围 管 理 参 数 有 : 物 理 参 数 这 些 参 数 主 要 是 系 统 的 输 入 参 数, 它 包 括 激 励 参 数 采 集 处 理 中 的 运 行 参 数 和 处 理 结 束 的 结 果 参 数 合 理 设 定 这 些 边 界, 将 超 出 边 界 的 参 数 都 视 为 非 正 常 激 励 或 非 正 常 回 应 进 行 出 错 处 理

7 资 源 参 数 这 些 参 数 主 要 是 系 统 中 的 电 路 器 件 功 能 单 元 的 资 源, 如 记 忆 体 容 量 存 储 单 元 长 度 堆 迭 深 度 在 程 序 设 计 中, 对 资 源 参 数 不 允 许 超 范 围 使 用 应 用 参 数 这 些 应 用 参 数 常 表 现 为 一 些 单 片 机 功 能 单 元 的 应 用 条 件 如 E2PROM 的 擦 写 次 数 与 资 料 存 储 时 间 等 应 用 参 数 界 限 过 程 参 数 指 系 统 运 行 中 的 有 序 变 化 的 参 数 在 上 述 参 数 群 对 一 程 序 编 写 者 而 言, 须 养 成 良 好 习 惯, 在 程 序 的 开 头, 有 顺 序 的 用 自 己 喜 欢 文 字 参 数 对 应 列 表 来 替 代, 然 后 用 自 己 定 义 的 文 字 参 数 来 编 写 程 序, 这 样 在 做 程 序 的 修 改 及 维 护 时 只 在 程 序 的 开 头 做 变 动 即 可, 不 用 修 改 到 程 序 段, 才 比 较 容 易 且 不 会 出 错 24. 有 人 认 为 单 片 机 将 被 ARM 等 系 列 结 构 的 嵌 入 式 系 统 所 取 代 单 片 机 的 生 命 期 还 有 多 长? 答 : 因 为 8 位 单 片 机 与 嵌 入 式 系 统 的 ARM 在 功 能 结 构 和 单 价 的 差 异, 故 应 用 层 次 上 就 有 很 大 的 不 同 ARM 适 用 于 系 统 复 杂 度 较 大 的 高 级 产 品, 如 PDA 手 机 等 应 用 而 8 位 单 片 机 因 架 构 简 单, 硬 件 资 源 相 对 较 少, 适 用 于 一 般 的 工 业 控 制, 消 费 性 家 电 等 等 评 估 单 片 机 近 期 是 否 会 给 ARM 取 代, 要 观 察 两 个 因 素 : - 芯 片 成 本 因 ARM 的 工 作 频 率 较 高, 电 路 较 庞 大, 所 需 的 芯 片 制 造 工 艺 要 求 在 0 25U 以 上, 成 本 较 高 8 位 单 片 机 工 作 频 率 相 对 较 低, 电 路 较 小, 所 需 的 芯 片 制 造 工 艺 在 0 5U 即 可, 成 本 较 低 - 功 能 定 位 ARM 的 功 能 较 单 片 机 强, 但 两 者 定 位 不 同 就 如 现 阶 段 不 会 有 人 用 ARM 去 作 一 个 简 单 的 工 业 定 时 开 关 当 然, 如 果 两 者 单 价 相 同 也 无 不 可, 但 现 实 是 有 很 大 的 单 价 差 距 至 于 将 来, 因 芯 片 制 造 成 本 会 不 断 下 降, 上 述 的 成 本 差 异 影 响 愈 来 愈 少! 但 我 估 计 在 往 后 5 年 单 片 机 仍 有 价 格 优 势, 仍 能 存 活! 但 ARM 是 否 会 精 简 架 构, 降 低 成 本, 抢 夺 低 阶 市 场? 我 想 可 能 性 不 大,ARM 应 该 会 向 上 发 展 同 样, 单 片 机 也 只 能 向 上 发 展, 如 16 位, 高 功 能 等 原 因 就 是 因 为 芯 片 制 造 工 艺 进 步 太 快 压 迫 芯 片 设 计 往 高 集 成 发 展 25. 在 单 片 机 C 编 成 时, 如 何 才 能 使 生 成 的 代 码 具 有 和 汇 编 一 样 的 效 率? 答 : 如 果 是 使 用 C 语 言 编 程 时, 不 太 可 能 生 成 的 代 码 具 有 1:1 和 汇 编 一 样 的 效 率 C 语 言 命 令 要 被 硬 件 识 别 并 执 行, 必 须 通 过 编 译 器 编 译 编 译 器 分 为 前 端 中 端 后 端 前 端 与 各 种 计 算 机 语 言 写 的 程 序 打 交 道, 后 端 与 处 理 器 的 基 本 指 令 集 接 轨 所 以 如 果 使 用 C 编 程 时, 要 达 到 最 高 的 效 率, 最 好 能 够 很 了 解 所 使 用 的 C 编 译 器 先 试 验 一 下 每 条 C 语 言 编 译 以 后 对 应 的 汇 编 语 言 的 语 句 行 数, 这 样 就 可 以 很 明 确 的 知 道 效 率 在 今 后 编 程 的 时 候, 使 用 编 译 效 率 最 高 的 语 句, 这 样 就 能 确 保 单 片 机 C 编 程 的 时 候 同 样 的 功 能 不 同 的 C 程 序, 编 译 效 率 最 高 但 是 各 家 的 C 编 译 器 都 会 有 一 定 的 差 异, 优 秀 的 嵌 入 式 系 统 C 编 译 器 代 码 长 度 和 执 行 时 间 仅 比 以 汇 编 语 言 编 写 的 同 样 功 能 程 度 长 5-20%, 所 以 不 同 厂 家 的 C 编 译 器 的 编 译 效 率 也 会 有 所 不 同

8 26. ARM 单 片 机 和 哪 种 内 核 的 单 片 机 比 较 接 近? 答 : 严 格 的 说,ARM 不 是 单 片 机, 是 一 个 嵌 入 式 的 实 时 操 作 系 统 ARM(Advanced RISC Machines) 是 微 处 理 器 行 业 的 一 家 知 名 企 业, 设 计 了 大 量 高 性 能 廉 价 耗 能 低 的 RISC 处 理 器 相 关 技 术 及 软 件 ARM 将 其 技 术 授 权 给 世 界 上 许 多 著 名 的 半 导 体 软 件 和 OEM 厂 商, 每 个 厂 商 得 到 的 都 是 一 套 独 一 无 二 的 ARM 相 关 技 术 及 服 务 所 以 市 场 上 像 Intel IBM LG 半 导 体 NEC SONY 菲 利 浦 和 国 半 这 样 的 大 公 司 都 有 ARM 系 列, 现 在 不 存 在 什 幺 ARM 单 片 机 和 哪 种 内 核 的 单 片 机 比 较 接 近 的 问 题 而 且 由 于 厂 家 购 买 内 核 后 会 根 据 自 己 芯 片 应 用 方 向 的 不 同, 自 行 添 加 不 同 的 外 挂 功 能 模 块, 所 以, 同 样 内 核 的 芯 片 其 提 供 的 功 能 是 不 同 的 27. 从 51 转 到 ARM 会 有 困 难 吗? 答 : 从 51 转 到 ARM, 其 实 编 程 之 类 的 原 理 都 是 一 样 的, 但 是 要 注 意 的 是 ARM 是 一 个 RISC 的 架 构, 在 ARM 的 应 用 开 放 源 代 码 的 程 序 很 多, 要 想 提 高 自 己, 就 要 多 看 别 人 的 程 序,linux,uc/os-II 等 等 这 些 都 是 很 好 的 源 码 28. 我 学 过 MCS51 单 片 机 教 材, 很 有 兴 趣, 但 缺 乏 实 践 经 验, 手 头 没 有 任 何 道 具 可 供 演 练, 资 金 又 有 限, 请 问 该 怎 幺 办? 答 : 在 没 有 任 何 条 件 进 行 实 践 时, 如 果 真 的 有 兴 趣, 可 以 下 载 一 些 具 有 软 件 仿 真 功 能 仿 真 软 件 进 行 一 些 编 程, 像 一 些 做 得 比 较 好 的 51 仿 真 软 件 应 该 具 有 这 种 功 能 HOLTEK 的 仿 真 软 件 HT-IDE3000 也 具 有 相 应 的 功 能, 同 时 它 还 具 有 LCD 软 件 仿 真, 周 边 电 路 的 软 件 仿 真 有 兴 趣 的 话, 也 可 以 去 免 费 下 载 使 用, 同 时 可 以 到 一 些 电 子 市 场 去 购 买 一 些 简 单 器 件 自 己 练 习 搭 一 下 电 路 以 加 强 硬 件 方 面 的 知 识 29. 如 果 已 经 有 了 针 对 某 MCU 的 C 实 现 的 某 个 算 法, 保 持 框 架 不 变, 对 核 心 的 部 分 用 汇 编 优 化, 有 没 有 一 些 比 较 通 用 的 原 则? 答 : 每 个 人 的 编 程 都 有 自 己 的 风 格 与 习 惯, 如 果 要 利 用 别 人 的 程 序, 在 其 中 修 修 改 改, 如 果 他 的 程 序 并 没 有 很 好 的 模 块 化 的 话, 建 议 最 好 不 要 这 幺 做, 否 则 本 来 预 期 达 到 事 倍 功 半, 说 不 定 反 而 事 半 功 倍 了 要 参 考 他 人 的 程 序 当 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 础 上 打 补 丁 而 关 于 算 法 方 面 的 优 化, 可 以 购 买 一 些 数 据 结 构 的 书 籍, 上 面 有 比 较 详 细 的 说 明 30. 如 果 准 备 估 计 一 个 算 法 的 MIPS, 有 什 幺 好 的 途 径? 答 : 算 法 的 运 行 时 间 是 指 一 个 算 法 在 计 算 机 上 运 算 所 花 费 的 时 间 它 大 致 等 于 计 算 机 执 行 简 单 操 作 ( 如 赋 值 操 作, 比 较 操 作 等 ) 所 需 要 的 时 间 与 算 法 中 进 行 简 单 操 作 次 数 的 乘 积 通 常 把 算 法 中 包 含 简 单 操 作 次 数 的 多 少 叫 做 算 法 的 时 间 复 杂 性 它 是 一 个 算 法 运 行 时 间 的 相 对 量 度, 一 般 用 数 量 级 的 形 式 给 出 度 量 一 个 程 序 的 执 行 时 间 通 常 有 两 种 方 法 : 一 种 是 事 后 统 计 的 方 法 因 为 很 多 计 算 机 内 部 都 有 计 时 功 能, 不 同 算 法 的 程 序 可 通 过 一 组 或 若 干 组 相 同 的 统 计 数 据 以 分 辨 优 劣 但 这 种 方 法 有 两 个 缺 陷 : 一 是 必 须 先 运 行 依 据 算 法 编 制 的 程 序 ; 二 是 所 得 时 间 的 统 计 量 依 赖 于 计 算 机 的 硬 件 软 件 等 环 境 因 素, 有 时 容 易 掩 盖 算 法 本 身 的 优 劣 因 此 人 们 常 常 采 用 另 一 种

9 事 前 分 析 估 算 的 方 法 一 种 是 事 前 分 析 估 算 的 方 法 一 个 程 序 在 计 算 机 上 运 行 时 所 消 耗 的 时 间 取 决 于 下 列 因 素 : 1 依 据 的 算 法 选 用 何 种 策 略 ; 2 问 题 的 规 模 例 如 求 100 以 内 还 是 1000 以 内 的 素 数 ; 3 书 写 程 序 的 语 言 对 于 同 一 个 算 法, 实 现 语 言 的 级 别 越 高, 执 行 效 率 就 越 低 ; 4 编 译 程 序 所 产 生 的 机 器 代 码 的 质 量 这 个 跟 编 译 器 有 关 ; 5 机 器 执 行 指 令 的 速 度 显 然, 同 一 个 算 法 用 不 同 的 语 言 实 现, 或 者 用 不 同 的 编 译 程 序 进 行 编 译, 或 者 在 不 同 的 计 算 机 上 运 行 时, 效 率 均 不 相 同 这 表 明 使 用 绝 对 的 时 间 单 位 衡 量 算 法 的 效 率 是 不 合 适 的 撇 开 这 些 与 计 算 机 硬 件 软 件 有 关 的 因 素, 可 以 认 为 一 个 特 定 算 法 " 运 行 工 作 量 " 的 大 小, 只 依 赖 于 问 题 的 规 模 ( 通 常 用 整 数 量 n 表 示 ), 或 者 说, 它 是 问 题 规 模 的 函 数 一 个 算 法 是 由 控 制 结 构 ( 顺 序 分 支 和 循 环 三 种 ) 和 原 操 作 ( 指 固 有 数 据 类 型 的 操 作 ) 构 成 的, 则 算 法 时 间 取 决 于 两 者 的 综 合 效 果 为 了 便 于 比 较 同 一 问 题 的 不 同 算 法, 通 常 的 做 法 是, 从 算 法 中 选 取 一 种 对 于 所 研 究 的 问 题 ( 或 算 法 类 型 ) 来 说 是 基 本 运 算 的 原 操 作, 以 该 基 本 操 作 重 复 执 行 的 次 数 作 为 算 法 的 时 间 度 量 算 法 的 MIPS 有 专 门 的 一 门 学 问, 可 以 去 好 好 参 考 相 关 的 数 据 结 构 书 籍 31. 遥 控 的 编 解 码 思 路 和 设 计 流 程 是 怎 样 的? 答 : 一 般 来 说 完 整 的 遥 控 码 分 为 头 码 地 址 码 数 据 码 和 校 验 码 四 个 组 成 部 分 头 码 根 据 不 同 的 厂 家 各 不 相 同, 地 址 码 和 数 据 码 都 由 逻 辑 1 和 逻 辑 0 组 成 编 码 的 设 计 目 的, 就 是 按 照 编 码 规 则 发 送 不 同 的 码 值 我 们 最 常 见 的 码 型 有 SONY 松 下 NEC 等 厂 家 型 号 遥 控 编 码 芯 片 最 常 用 的 是 在 空 调 DVD 车 库 门 等 遥 控 器 上 设 计 编 码 程 序 可 以 分 为 三 个 部 分 第 一 部 分 是 了 解 码 型 的 特 性 遥 控 码 的 头 码 和 地 址 码 ( 也 称 为 客 户 码 ) 是 固 定 不 变 的, 数 据 码 和 校 验 码 根 据 不 同 的 键 值 而 改 变 第 二 部 分 是 计 算 发 码 时 间 遥 控 码 大 部 分 都 是 由 逻 辑 1 和 逻 辑 0 组 成, 也 就 是 由 一 串 固 定 占 空 比 固 定 周 期 的 方 波 所 组 成 通 常 这 些 方 波 的 周 期 是 毫 秒 甚 至 微 秒 等 级, 需 要 在 时 间 上 计 算 的 比 较 精 确 所 以 选 择 发 码 单 片 机 型 号 的 时 候, 就 要 考 虑 到 单 片 机 的 运 行 速 度 是 不 是 够 快, 以 及 程 序 运 行 时 间 够 不 够 第 三 部 分 就 是 程 序 的 编 写 选 定 单 片 机 型 号 之 后, 开 始 设 计 程 序 流 程 一 般 来 说 我 们 使 用 I/O 口 就 可 以 做 发 码 的 输 出 端 口 发 码 程 序 一 般 由 几 个 子 程 序 组 成, 头 码 子 程 序 逻 辑 1 子 程 序, 逻 辑 0 子 程 序 以 及 校 验 码 的 算 法 子 程 序 一 旦 我 们 得 到 要 发 送 码 的 命 令 后, 首 先 调 用 头 码 子 程 序, 然 后 根 据 客 户 码 和 键 值 调 用 逻 辑 1 子 程 序 或 者 逻 辑 0 子 程 序, 最 后 调 用 校 验 码 算 法 子 程 序 输 出 校 验 码 HOLTEK 公 司 的 HT48CA0/HT48RA0 HT48CA3/HT48RA3 和 HT48CA6 是 专 为 遥 控 器 设 计 的 单 片 机, 它 们 具 有 专 门 红 外 输 出 口, 可 以 实 现 绝 大 部 分 发 码 的 要 求 设 计 解 码 程 序 也 可 以 分 为 三 部 分 第 一 部 分 了 解 编 码 波 形 特 性 从 分 析 编 码 的 高 低 脉 冲 宽 度 入 手, 了 解 逻 辑 1 和 逻 辑 0 的 波 形 占 空 比 周 期 了 解 头 码 的 特 性

10 第 二 部 分 确 定 接 收 方 式 一 般 我 们 可 以 用 I/O 口 查 询 方 法 或 者 INT 口 中 断 响 应 方 法 来 接 收 编 码 这 两 者 的 区 别 是 I/O 口 查 询 方 式 比 较 耗 费 单 片 机 的 运 行 时 间 资 源, 需 要 不 断 的 去 侦 测 I/O 的 电 平 变 化, 以 免 漏 掉 有 效 的 码 值 ; 而 INT 口 中 断 接 收 方 式 则 比 较 节 省 资 源, 当 外 部 有 电 平 变 化 时, 单 片 机 才 需 要 去 处 理, 不 需 要 时 刻 进 行 侦 测 但 是 INT 口 中 断 接 收 方 式 不 能 辨 别 相 同 周 期 不 同 占 空 比 的 波 形 特 性, 当 编 码 所 携 带 的 逻 辑 1 和 逻 辑 0 具 有 这 种 特 性 时, 就 无 法 通 过 INT 口 中 断 接 收 方 式 来 辨 别 了, 因 为 INT 中 断 只 是 在 上 升 沿 或 者 下 降 沿 的 时 候 才 触 发 第 三 部 分 将 接 收 的 码 值 存 储 并 分 析 执 行 根 据 判 断 高 低 电 平 的 宽 度 ( 定 时 器 或 者 延 时 ), 可 以 得 到 码 值, 也 就 是 我 们 所 说 的 解 码 一 般 我 们 连 续 收 到 3 个 相 同 的 完 整 码 值, 就 确 认 此 码 的 确 被 发 出, 并 接 收 成 功 当 解 码 结 束, 根 据 码 值 我 们 可 以 判 断 出 是 哪 个 按 键 被 按 下, 由 此 去 执 行 相 对 的 按 键 功 能 HOLTEK 公 司 的 HT48 以 及 HT49( 带 LCD) 系 列 单 片 机, 都 可 以 符 合 大 多 数 解 码 的 任 务 32. 在 学 习 单 片 机 的 过 程 中, 如 何 理 解 预 分 频,12 时 钟 模 式 (6 时 钟 模 型 ) 等 概 念? 答 : 预 分 频 器 的 英 文 是 prescaler 它 就 是 将 输 入 的 频 率 信 号 分 频, 然 后 再 输 出 HOLTEK 公 司 有 一 款 最 基 本 的 8 位 I/O 型 单 片 机 HT48R05A-1, 我 们 就 以 这 款 单 片 机 为 例 说 明 HT48R05A-1 有 一 个 8 位 向 上 计 数 的 定 时 器 Counter 系 统 时 钟 Fsys(4MHz) 进 入 八 阶 预 分 频 器 (8-stage Prescaler) 进 行 分 频, 再 进 入 定 时 计 数 器 Counter 计 数 根 据 软 件 设 置, 预 分 频 器 可 以 将 Fsys 进 行 2 的 n 次 方 分 频 (n=1~8) 举 例 来 说, 如 果 软 件 设 置 为 预 分 频 器 2 分 频, 那 幺 预 分 频 器 输 出 的 频 率 就 是 Fsys/2=2MHz, 这 个 2MHz 信 号 再 进 入 定 时 计 数 器 Counter 如 果 需 要 HT48R05A-1 或 者 其 它 各 类 HOLTEK 单 片 机 的 详 细 资 料, 可 以 在 如 下 地 址 下 载 : 12 时 钟 模 式 (6 时 钟 模 型 ) 应 该 就 是 在 MCS51 系 列 中,12 个 系 统 时 钟 为 一 个 机 器 周 期,2 个 系 统 时 钟 为 一 个 状 态, 即 一 个 机 器 周 期 有 6 个 状 态 33. A/D D/A 的 采 样 速 率 与 其 它 单 片 机 相 比 有 什 幺 优 势? 答 :HOLTEK A/D Tyep MCU 内 嵌 逐 位 逼 近 的 A/D 转 换 电 路, 精 度 有 8bit/9bit/10bit,A/D 转 换 时 间 最 快 为 76us 至 于 D/A, 一 般 是 指 PWM 输 出,HOLTEK A/D Type MCU 都 带 有 8bit 的 PWM 输 出, 但 HOLTEK PWM 的 特 点 是 其 输 出 频 率 由 系 统 频 率 决 定 ( 既 系 统 频 率 选 定 后,PWM 频 率 也 就 定 了 ), 其 占 空 比 通 过 对 [PWM] 寄 存 器 赋 值 进 行 控 制, 不 需 要 占 用 定 时 / 计 数 器 资 源 34. 采 用 AT89S51 时, 出 现 了 按 了 复 位 按 钮,RAM 中 的 数 据 被 修 改 了 这 是 怎 幺 回 事? 注 : 数 据 放 在 特 殊 寄 存 器 之 外 答 : 如 果 是 RESET 脚 的 复 位 按 钮 : 一 般 MCU 的 RESET 复 位, 其 特 殊 寄 存 器 会 被 重 新 初 始 化, 而 通 用 寄 存 器 的 值 保 持 不 变 如 果 复 位 按 钮 是 电 源 复 位 : 那 就 是 MCU 的 上 电 复 位, 其 特 殊 寄 存 器 会 被 初 始 化, 而 通 用 寄 存 器 的 值 是 随 机 数 35. 将 P2 7 用 来 驱 动 一 个 NPN 三 极 管, 中 间 串 接 了 一 个 1K 的 电 阻 问 题

11 是 : 当 我 尝 试 向 P2 7 写 '1' 时, 发 现 管 脚 只 能 输 出 大 约 0 5V 的 一 个 电 平 这 个 电 路 的 使 用 得 妥 当 幺? 如 何 正 确 的 使 用 IO 功 能? 答 : 是 在 仿 真 时 遇 到 的 问 题, 还 是 烧 录 芯 片 后 遇 到 的 问 题? 可 以 先 将 P2 7 的 外 部 电 路 断 开, 测 量 输 出 电 压 是 否 正 常 如 果 断 开 后 输 出 电 压 正 常, 那 就 说 明 P2 7 的 驱 动 能 力 不 够, 不 能 驱 动 NPN 三 极 管, 应 该 改 用 PNP 三 极 管 ( 一 般 在 MCU 应 用 中, 都 采 用 PNP 方 式 驱 动 ) 如 果 断 开 后 输 出 电 压 还 不 正 常, 那 有 可 能 是 仿 真 器 ( 或 芯 片 ) 已 经 损 坏 36. 在 做 充 电 管 理 的 时 候, 提 高 pwm 的 频 率 往 往 以 牺 牲 精 度 为 代 价, 如 果 用 的 AT90S4433(avr) 78P458(elan) 频 率 分 别 做 到 16kHz(8bit) 和 32kHz(8bit), 而 希 望 做 到 的 是 100kHz(8bit 以 上 ), 诸 如 atiny15 那 样 怎 幺 办? 答 : 你 所 说 的 PWM 是 通 过 定 时 / 计 数 器 来 控 制 其 频 率 和 占 空 比 的, 所 以 要 提 高 频 率, 必 然 会 降 低 精 度 如 果 要 提 高 PWM 的 频 率, 只 能 通 过 提 高 系 统 振 荡 频 率 来 解 决 37. 汽 车 电 子 用 的 单 片 机 是 8 位 多, 还 是 32 位? 如 何 看 待 单 片 机 在 汽 车 电 子 市 场 中 的 前 景? 答 : 现 今 汽 车 制 造 也 是 一 个 进 步 很 快 的 工 业, 特 别 是 电 子 应 用 于 汽 车 上, 令 多 种 新 功 能 得 以 实 现 总 的 来 说, 汽 车 电 子 应 用 分 三 部 份 - 汽 车 发 动 机 控 制 : 限 速 控 制, 涡 轮 增 压, 燃 料 喷 注 控 制 - 汽 车 舒 适 装 置 : 遥 控 防 盗 系 统, 自 动 空 调 系 统, 影 音 播 放 系 统, 卫 星 导 航 系 统 - 汽 车 操 控 和 制 动 : 刹 车 防 抱 死 系 统 (ABS), 循 迹 系 统 (TCS), 防 滑 系 统 (ASR), 电 子 稳 定 系 统 (ESP) 汽 车 上 的 各 系 统 繁 多, 且 日 新 月 异, 故 利 用 何 种 单 片 机 是 依 各 系 统 规 格, 要 求 不 一, 但 有 一 样 可 肯 定 是 该 单 片 机 要 符 工 业 规 格, 才 能 忍 受 汽 车 应 用 的 恶 劣 环 境, 高 温, 电 源 干 扰, 可 靠 度 要 求 不 同 档 次 的 汽 车 其 功 能 配 置 相 对 亦 有 差 别, 故 8 位 单 片 机 在 较 低 阶 的 系 统 如 机 械 控 制, 遥 控 防 盗 等 应 该 还 有 空 间, 但 高 阶 的 系 统 如 影 音, 导 航 将 来 的 无 人 驾 驶!, 就 非 一 般 单 片 机 能 实 现 因 汽 车 工 业 现 阶 段 由 欧 美 日 数 个 大 集 团 所 把 持, 相 关 的 汽 车 电 子 配 件 各 集 团 会 挑 选 单 片 机 大 厂 合 作, 故 汽 车 内 置 的 电 子 系 统 亦 由 单 片 机 大 厂 把 持, 市 场 只 剩 外 置 系 统 如 遥 控 防 盗, 影 音 导 航 供 小 厂 开 发 38. 在 使 用 三 星 的 s3c72n4 时, 觉 得 它 的 time/counter 不 够 用 现 在 要 同 时 用 到 3 个 counter, 该 怎 么 办? 答 : 您 是 需 要 三 个 外 部 counter 还 是 需 要 三 个 定 时 器? 如 果 是 三 个 定 时 器 标 志 的 话, 可 以 取 这 三 个 定 时 最 基 本 的 时 基 作 为 timer 的 基 础 计 数, 然 后 以 这 个 时 基 来 计 算 这 三 个 需 要 的 计 数 标 志 的 flag, 在 程 序 中 只 需 要 查 询 flag 是 否 到, 再 采 取 动 作 如 果 要 3 个 外 部 脉 冲 计 数 的 话, 这 个 有 一 定 的 难 度, 如 果 外 部 脉 冲 不 是 很 频 繁, 可 以 考 虑 通 过 外 部 中 断 进 行, 但 是 这 个 方 法 必 须 是 外 部 脉 冲 的 频 率 与 mcu 执 行 速 度 有 一 定 的 数 量 级 差, 否 则 mcu 可 能 无 法 处 理 其 它 程 序, 一 直 在 处 理 外 部 中 断

12 39. 在 芯 片 集 成 技 术 日 益 进 步 的 今 天, 单 片 机 的 集 成 技 术 发 展 也 很 迅 速, 在 传 统 的 40 引 脚 的 基 础 上, 飞 利 浦 公 司 推 出 20 引 脚 的 单 片 机 系 列, 使 很 多 的 引 脚 可 以 复 用, 这 种 复 用 技 术 的 使 用 在 实 际 应 用 中 会 不 会 影 响 其 功 能 的 执 行? 答 : 现 在 有 很 多 品 牌 的 单 片 机 都 有 引 脚 复 用 功 能, 不 止 飞 利 浦 一 家, 应 该 说 这 个 方 式 前 几 年 就 已 经 有 了 在 实 际 应 用 中 不 会 影 响 其 功 能 的 执 行, 但 是 要 注 意 的 是, 有 的 MCU 如 果 采 用 复 用 引 脚 的 话, 该 引 脚 会 有 一 些 应 用 上 的 限 制, 这 在 相 应 的 datasheet 里 面 都 会 有 描 述, 所 以 在 系 统 规 划 的 时 候 都 要 予 以 注 意 40. Delta-Sigma 软 件 测 量 方 式, 是 什 么 概 念? 答 :Delta-Sigma 原 理 一 般 应 用 在 ADC 应 用 中 具 体 来 说,Delta-Sigma ADC 的 工 作 原 理 是 由 差 动 器 积 分 器 和 比 较 器 构 成 调 制 器, 它 们 一 起 构 成 一 个 反 馈 环 路 调 制 器 以 大 大 高 于 模 拟 输 入 信 号 带 宽 的 速 率 运 行, 以 便 提 供 过 采 样 模 拟 输 入 与 反 馈 信 号 ( 误 差 信 号 ) 进 行 差 动 (delta) 比 较 该 比 较 产 生 的 差 动 输 出 馈 送 到 积 分 器 (sigma) 中 然 后 将 积 分 器 的 输 出 馈 送 到 比 较 器 中 比 较 器 的 输 出 同 时 将 反 馈 信 号 ( 误 差 信 号 ) 传 送 到 差 动 器, 而 自 身 被 馈 送 到 数 字 滤 波 器 中 这 种 反 馈 环 路 的 目 的 是 使 反 馈 信 号 ( 误 差 信 号 ) 趋 于 零 比 较 器 输 出 的 结 果 就 是 1/0 流 该 流 如 果 1 密 度 较 高, 则 意 味 着 模 拟 输 入 电 压 较 高 ; 反 之,0 密 度 较 高, 则 意 味 着 模 拟 输 入 电 压 较 低 接 着 将 1/0 流 馈 送 到 数 字 滤 波 器 中, 该 滤 波 器 通 过 过 采 样 与 抽 样, 将 1/0 流 从 高 速 率 低 精 度 位 流 转 换 成 低 速 率 高 精 度 数 字 输 出 简 而 言 之,Delta 就 是 差 动,Sigma 就 是 积 分 的 意 思 Delta-Sigma 软 件 测 试, 我 的 理 解 应 该 是 通 过 软 件 模 拟 差 动 积 分 的 过 程 具 体 来 说, 就 是 侦 测 外 部 输 入 的 电 压 ( 或 者 电 流 ) 信 号 变 化, 然 后 通 过 软 件 积 分 运 算, 得 出 外 部 信 号 随 时 间 变 化 的 基 本 状 况 41. 通 常 采 用 什 么 方 法 来 测 试 单 片 机 系 统 的 可 靠 性? 答 : 单 片 机 系 统 可 以 分 为 软 件 和 硬 件 两 个 方 面, 我 们 要 保 证 单 片 机 系 统 可 靠 性 就 必 须 从 这 两 方 面 入 手 首 先 在 设 计 单 片 机 系 统 时, 就 应 该 充 分 考 虑 到 外 部 的 各 种 各 样 可 能 干 扰, 尽 量 利 用 单 片 机 提 供 的 一 切 手 段 去 割 断 或 者 解 决 不 良 外 部 干 扰 造 成 的 影 响 我 们 以 HOLTEK 最 基 本 的 I/O 单 片 机 HT48R05A-1 为 例, 它 内 部 提 供 了 看 门 狗 定 时 器 WDT 防 止 单 片 机 内 部 程 序 乱 跑 出 错 ; 提 供 了 低 电 压 复 位 系 统 LVR, 当 电 压 低 于 某 个 允 许 值 时, 单 片 机 会 自 动 RESET 防 止 芯 片 被 锁 死 ;HOLTEK 也 提 供 了 最 佳 的 外 围 电 路 连 接 方 案, 最 大 可 能 的 避 免 外 部 干 扰 对 芯 片 的 影 响 当 一 个 单 片 机 系 统 设 计 完 成, 对 于 不 同 的 单 片 机 系 统 产 品 会 有 不 同 的 测 试 项 目 和 方 法, 但 是 有 一 些 是 必 须 测 试 的 : 1 测 试 单 片 机 软 件 功 能 的 完 善 性 这 是 针 对 所 有 单 片 机 系 统 功 能 的 测 试, 测 试 软 件 是 否 写 的 正 确 完 整 2 上 电 掉 电 测 试 在 使 用 中 用 户 必 然 会 遇 到 上 电 和 掉 电 的 情 况, 可 以 进 行 多 次 开 关 电 源, 测 试 单 片 机 系 统 的 可 靠 性 3 老 化 测 试 测 试 长 时 间 工 作 情 况 下, 单 片 机 系 统 的 可 靠 性 必 要 的 话 可 以 放 置 在 高 温, 高 压 以 及 强 电 磁 干 扰 的 环 境 下 测 试 4 ESD 和 EFT 等 测 试 可 以 使 用 各 种 干 扰 模 拟 器 来 测 试 单 片 机 系 统 的

13 可 靠 性 例 如 使 用 静 电 模 拟 器 测 试 单 片 机 系 统 的 抗 静 电 ESD 能 力 ; 使 用 突 波 杂 讯 模 拟 器 进 行 快 速 脉 冲 抗 干 扰 EFT 测 试 等 等 当 然 如 果 没 有 此 类 条 件, 可 以 模 拟 人 为 使 用 中, 可 能 发 生 的 破 坏 情 况 例 如 用 人 体 或 者 衣 服 织 物 故 意 摩 擦 单 片 机 系 统 的 接 触 端 口, 由 此 测 试 抗 静 电 的 能 力 用 大 功 率 电 钻 靠 近 单 片 机 系 统 工 作, 由 此 测 试 抗 电 磁 干 扰 能 力 等 42. 在 开 发 单 片 机 的 系 统 时, 具 体 有 那 些 是 衡 量 系 统 的 稳 定 性 的 标 准? 答 : 从 工 业 的 角 度 来 看, 衡 量 系 统 稳 定 性 的 标 准 有 很 多, 也 针 对 不 同 的 产 品 标 准 不 同 下 面 我 们 大 概 介 绍 单 片 机 系 统 最 常 用 的 标 准 1 电 试 验 (ESD) 参 考 标 准 : IEC 本 试 验 目 的 为 测 试 试 件 承 受 直 接 来 自 操 作 者 及 相 对 对 象 所 产 生 之 静 电 放 电 效 应 的 程 度 2 空 间 辐 射 耐 受 试 验 (RS) 参 考 标 准 :IEC 本 试 验 为 验 证 试 件 对 射 频 产 生 器 透 过 空 间 散 射 之 噪 声 耐 受 程 度 测 试 频 率 :80 MHz~1000 MHz 3 快 速 脉 冲 抗 扰 测 试 (EFT/B) 参 考 标 准 :IEC 本 试 验 目 的 为 验 证 试 件 之 电 源 线, 信 号 线 ( 控 制 线 ) 遭 受 重 复 出 现 之 快 速 瞬 时 丛 讯 时 之 耐 受 程 度 4 雷 击 试 验 (Surge) 参 考 标 准 : IEC 本 试 验 为 针 对 试 件 在 操 作 状 态 下, 承 受 对 于 开 关 或 雷 击 瞬 时 之 过 电 压 / 电 流 产 生 突 波 之 耐 受 程 度 5 传 导 抗 扰 耐 受 性 (CS) 参 考 标 准 :IEC 本 试 验 为 验 证 试 件 对 射 频 产 生 器 透 过 电 源 线 传 导 之 噪 声 耐 受 程 度 测 试 频 率 范 围 :150 khz~80 MHz 6 Impulse 脉 冲 经 由 耦 合 注 入 电 源 线 或 控 制 线 所 作 的 杂 抗 扰 性 试 验 43. 在 设 计 软 体 时, 大 多 单 片 机 都 设 有 看 门 狗, 需 要 在 软 体 适 当 的 位 置 去 喂 狗, 以 防 止 软 体 复 位 和 软 体 进 入 死 循 环, 如 何 适 当 的 喂 狗, 即 如 何 精 确 判 定 软 体 的 运 行 时 间? 答 : 大 多 数 单 片 机 都 有 看 门 狗 定 时 器 功 能 (WDT,Watch Dog Timer) 以 避 免 程 序 跑 错 HOLTEK 有 一 款 基 本 I/O 型 单 片 机 --HT48R05A-1, 我 们 就 以 它 为 例 做 个 说 明 吧 首 先 了 解 一 下 WDT 的 基 本 结 构, 它 其 实 是 一 个 定 时 器, 所 谓 的 喂 狗 是 指 将 此 定 时 器 清 零 喂 狗 分 为 软 件 和 硬 件 两 种 方 法 软 件 喂 狗 就 是 用 指 令 来 清 除 WDT, 即 CLR WDT; 硬 件 喂 狗 就 是 硬 件 复 位 RESET 当 定 时 器 溢 出 时, 会 造 成 WDT 复 位, 也 就 是 我 们 常 说 的 看 门 狗 起 作 用 了 在 程 序 正 常 执 行 时, 我 们 并 不 希 望 WDT 复 位, 所 以 要 在 看 门 狗 溢 出 之 前 使 用 软 件 指 令 喂 狗, 也 就 是 要 计 算 WDT 相 隔 多 久 时 间 会 溢 出 一 次 HT48R05A-1 的 WDT 溢 出 时 间 计 算 公 式 是 :

14 256*Div*Tclock 其 中 Div 是 指 wdt 预 分 频 数 1~128,Tclock 是 指 时 钟 来 源 周 期 如 果 使 用 内 部 RC 振 荡 作 为 WDT 的 时 钟 来 源 (RC 时 钟 周 期 为 65us/5V), 最 大 的 WDT 溢 出 时 间 为 2 1 秒 当 我 们 得 到 了 WDT 溢 出 时 间 Twdt 后, 一 般 选 择 在 Twdt/2 左 右 的 时 间 进 行 喂 狗, 以 保 证 看 门 狗 不 会 溢 出, 同 时 喂 狗 次 数 不 会 过 多 软 件 运 行 时 间 是 根 据 不 同 的 运 行 路 线 来 决 定 的, 如 果 可 以 预 见 软 件 运 行 的 路 线, 那 么 可 以 根 据 T=n*T1 来 计 算 软 件 的 运 行 时 间 n 是 指 运 行 的 机 器 周 期 数, T1 是 指 机 器 周 期 HOLTEK 单 片 机 是 RISC 结 构, 大 部 分 指 令 由 一 个 机 器 周 期 组 成, 只 需 要 知 道 软 件 运 行 了 多 少 条 指 令, 就 可 以 算 出 运 行 时 间 了 HOLTEK 的 编 译 软 件 HT-IDE3000 中, 就 有 计 算 运 行 时 间 的 工 具 但 是 对 于 CISC 结 构 的 单 片 机, 一 条 指 令 可 以 由 若 干 个 机 器 周 期 组 成, 那 么 就 需 要 根 据 具 体 执 行 的 指 令 来 计 算 了 44. 我 们 是 一 家 开 发 数 控 系 统 的 专 业 厂, 利 用 各 种 单 片 机 和 CPU 开 发 了 很 多 产 品, 在 软 件 开 发 上 也 采 用 了 很 多 通 用 的 抗 干 扰 技 术, 如 : 软 件 陷 阱 指 令 允 余 看 门 狗 和 数 字 滤 波 等 等, 但 实 际 运 用 中 还 是 很 不 可 靠, 如 : 经 常 莫 名 其 妙 地 死 机 程 序 跳 段 I/O 数 据 错 误 等, 并 且 故 障 的 重 复 性 很 不 确 定, 也 不 是 周 期 性 地 重 复 往 往 用 户 使 用 中 出 现 故 障, 但 又 无 法 重 现, 很 让 人 头 痛 反 复 检 查 硬 件 也 设 查 出 原 因, 所 以 对 软 件 的 可 靠 性 很 是 怀 疑 怎 么 办? 答 : 防 止 干 扰 最 有 效 的 方 法 是 去 除 干 扰 源 隔 断 干 扰 路 径, 但 往 往 很 难 做 到, 所 以 只 能 看 单 片 机 抗 干 扰 能 力 够 不 够 强 了 单 片 机 干 扰 最 常 见 的 现 象 就 是 复 位 ; 至 于 程 序 跑 飞, 其 实 也 可 以 用 软 件 陷 阱 和 看 门 狗 将 程 序 拉 回 到 复 位 状 态 ; 所 以 单 片 机 软 件 抗 干 扰 最 重 要 的 是 处 理 好 复 位 状 态 一 般 单 片 机 都 会 有 一 些 标 志 寄 存 器, 可 以 用 来 判 断 复 位 原 因 ; 另 外 也 可 以 自 己 在 RAM 中 埋 一 些 标 志 在 每 次 程 序 复 位 时, 通 过 判 断 这 些 标 志, 可 以 判 断 出 不 同 的 复 位 原 因 ; 还 可 以 根 据 不 同 的 标 志 直 接 跳 到 相 应 的 程 序 这 样 可 以 使 程 序 运 行 有 连 续 性, 用 户 在 使 用 时 也 不 会 察 觉 到 程 序 被 重 新 复 位 过 可 以 在 定 时 中 断 里 面 设 置 一 些 暂 存 器 累 加, 然 后 加 到 预 先 设 定 的 值 ( 一 个 比 较 长 的 时 间 ),SET 标 志 位, 这 些 动 作 都 在 中 断 程 序 里 面 而 主 程 序 只 需 要 查 询 标 志 位 就 好 了, 但 是 注 意 标 志 位 使 用 后, 记 得 清 除, 还 有 中 断 里 面 的 时 基 累 加 器 使 用 以 后 也 要 记 得 清 除 45. 在 单 片 机 的 应 用 方 面 应 注 重 哪 几 个 方 面 的 学 习? 答 : 学 习 的 过 程 基 本 上 可 分 四 个 阶 段 : 第 一 阶 段 是 先 浏 览 教 科 书 里 的 硬 体 部 分, 大 至 了 解 单 片 机 的 硬 体 结 构 如 ROM RAM 地 址 I/O 口 等, 以 及 看 一 些 厂 家 的 Data Sheet 如 HOLTEK 网 站 有 提 供 简 体 版 各 项 MCU 资 料, 来 加 强 IC 所 提 供 各 项 资 源 的 印 象 第 二 阶 段 就 是 了 解 二 进 位 数 字 十 六 进 位 数 和 软 体 方 面 的 内 容 尽 管 有 很 多 高 阶 语 言 可 用 于 单 片 机 的 编 程, 但 我 觉 得 初 学 还 是 以 组 合 语 言 为 好 ( 即 汇 编 语 言 ), 更 有 利 于 和 硬 体 结 合, 掌 握 硬 体 结 构 知 道 组 合 语 言 机 器 语 言 指 令 程 式 根 源 程 式 目 的 程 式 等 概 念 后, 就 从 MOV 指 令 开 始, 学 习 组 合 语 言 和 编 程, 在 此 如 HOLTEK 的 MCU 组 合 语 言 系 统 有 63 条 指 令, 简 单 又 好 理 解 它 们 怎 样 和 硬 体 联 系, 更 有 助 于 一 般 学 习 单 片 机 的 指 令 整 合 与 运 用. 因 此 其 方 法 可 先 了 解 几 条 基 本 的 MOV 指 令 和 它 的 机 器 语 言, 大 致 建 立 起 单 片 机 的 硬 体 和 软 体 概 念,

15 来 知 道 单 片 机 的 硬 体 是 由 指 令 控 制 指 挥 的 第 三 阶 段 按 照 编 程 器 的 使 用 手 册, 熟 悉 使 用 编 程 器 现 在 的 编 程 器 一 般 都 和 电 脑 相 连, 只 要 具 备 基 本 电 脑 知 识 的 人 都 可 很 快 掌 握 操 作 步 骤 如 果 初 学 者 想 要 快 点 熟 悉 使 用 单 片 机 的 开 发 系 统,HOLTEK 有 提 供 单 片 机 开 发 系 统 详 细 操 作 资 料, 可 上 HOLTEK 网 站 ( 来 Download HT-IDE3000 使 用 手 册 第 四 阶 段 是 依 靠 实 验 板, 学 习 掌 握 单 片 机 的 组 合 语 言 指 令 系 统 和 简 单 编 程 同 时 和 前 面 所 学 硬 体 知 识 结 合 组 装, 起 到 主 学 软 体, 巩 固 硬 体 的 双 重 作 用 开 始 时 可 用 别 人 编 的 简 单 程 式 在 实 验 板 上 进 行 验 证 分 析, 主 要 是 熟 悉 该 学 习 方 法, 在 应 用 方 面 主 要 针 对 单 片 机 I/O 各 项 介 面 的 使 用, 如 A/D,D/A,PWM 输 出 口 的 应 用,LCD 与 VFD 的 控 制, 以 及 如 何 规 范 各 项 串 列 输 出 入 口 的 通 讯 协 定 等, 对 其 所 控 制 的 各 项 元 器 件 须 先 分 析 驱 动 能 力, 如 电 流 电 压 问 题 等 46. 当 今 世 界 单 片 机 的 应 用 与 发 展 有 什 么 不 同? 答 : 对 于 应 用 与 发 展 是 一 体 两 面, 是 以 市 场 为 导 向, 当 有 市 场 需 求 时, 在 其 应 用 层 面 的 规 划 和 分 析, 而 引 导 单 片 机 朝 此 方 面 的 发 展 47. 在 中 国, 单 片 机 在 哪 方 面 有 较 好 的 前 景? 答 : 观 察 之 前 几 年 以 来 各 家 厂 商 的 销 售 地 区 比 重, 可 以 发 现 中 国 大 陆 市 场 比 重 逐 渐 提 升, 台 湾 与 北 美 市 场 则 逐 渐 衰 退, 主 要 原 因 在 于 多 项 产 品 制 造 基 地 转 移 至 大 陆,MCU 在 大 陆 的 需 求 也 随 之 提 升 销 货 至 大 陆 的 MCU 产 品, 多 应 用 于 电 话 Caller ID 玩 具 与 LCD 等 产 品, 预 计 在 未 来, 销 货 至 大 陆 的 比 重 仍 将 持 续 增 加 在 中 国 产 品 应 用 领 域 可 分 为 五 大 项 目, 包 括 电 脑 周 边 ( 高 速 Modem DSC NB 中 的 电 源 管 理 等 ) 通 讯 产 业 消 费 性 产 品 ( 家 电 冷 气 等 ) 车 用 市 场 ( 定 速 器 控 制 器 防 盗 器 ) 及 工 业 上 的 应 用 有 部 份 厂 家 将 特 别 瞄 准 消 费 性 产 品 市 场 跨 入, 如 Audio 方 式 将 朝 多 媒 MP3 解 决 方 案 前 进, 另 外 在 PC 连 结 应 用 上, 包 括 无 线 网 路 及 标 准 应 用 产 品, 都 会 有 一 系 列 产 品 推 出 另 外 在 电 源 系 统 应 用 方 面, 在 UPS( 不 断 电 系 统 ) Server Power( 伺 服 器 电 源 ) Charger( 充 电 器 ) 等 应 用 上 ; 以 及 周 边 应 用 领 域 方 面, 针 对 Game Device 记 忆 卡 读 卡 机 及 Pen Drive( 随 身 碟 ) 等 应 用 上 逻 辑 IC 包 括 微 处 理 器 (MPU) 微 控 制 器 (MCU) 特 殊 应 用 IC(ASIC) 可 程 式 逻 辑 元 件 (PLD) 以 及 一 般 的 标 准 应 用 IC(ASSP) 等, 不 同 的 逻 辑 IC 有 其 发 展 方 向, 而 MCU 产 品 则 朝 向 整 合 型 产 品 发 展, 希 望 能 在 单 一 的 IC 中 加 入 更 多 的 功 能, 以 降 低 使 用 者 在 系 统 设 计 上 的 困 难 度 与 成 本 48. 虽 然 16 位 也 很 多, 但 是 真 正 低 端 用 户 还 是 用 4,8 位 高 性 能 要 求 的 现 在 可 以 选 用 32 位 单 片 机 而 16 位 只 能 是 充 当 一 个 过 渡 的 角 色 这 样 认 为 对 吗? 答 : 基 本 上 可 以 这 样 说, 微 控 制 器 历 经 4 位 元 8 位 元 16 及 32 位 元 等 开 发 过 程, 投 入 厂 商 众 多, 亦 无 所 不 在 地 应 用 于 各 种 生 活 领 域, 只 要 与 操 作 介 面 有 关 的 范 围, 都 能 发 现 MCU 的 踪 迹,MCU 的 使 用 数 量, 在 国 外 甚 至 成 为 评 估 收 入 经 济 状 况 的 指 标 之 一 由 于 汽 车 家 电 和 消 费 电 子 产 品 的 销 售 稳 健, 因 此 将 使 2003 年 MCU 市 场 充 满 活 力 32 位 元 MCU 市 场 之 中, 成 长 最 快 的 领 域 仍 属 因 汽 车 可 上 网 手 机 PDA 印 表 机 数 位 相 机 高 速 MODEM 和 其 它 应 用 对 其 需 求 较 大, 市 场 机 构 预 估 2003 年 将 成 长 30% 2004 年 上 升 38% 虽 然 32 bit 市 场 成 长 潜 力 雄 厚, 不 过 目 前 能 以 32 bit 为 主 力 的 厂 商 毕 竟 少 数, 而 无 论 是 国 内 外 的

16 IC 供 应 商, 现 阶 段 的 产 品 发 展 策 略 重 心 仍 摆 在 8 bit 领 域 的 市 场 之 中, 而 8 bit 及 32 bit MCU 也 成 为 厂 商 跨 入 发 展 的 对 象, 至 于 16 bit MCU 产 品 虽 然 速 度 比 8 bit 快, 但 由 于 16 bit 介 于 8 与 32 之 中 尴 尬 位 置, 且 32 bit 价 格 也 逼 近 16 bit, 因 此 对 于 业 者 对 于 16 bit 产 品 的 着 墨 程 度 相 较 之 下 少 了 许 多 49. 将 原 来 的 51 系 统 过 渡 到 ARM 系 统, 需 要 注 意 哪 些 事 情 以 及 如 何 入 手? 答 :51 系 统 转 为 ARM 系 统 是 比 较 困 难 的 ARM 提 供 一 系 列 内 核 体 系 扩 展 微 处 理 器 和 系 统 芯 片 方 案, 并 且 现 在 已 经 发 展 了 好 几 种 内 核 了, 现 在 主 要 有 以 下 几 种 : ARM7: 小 型 快 速 低 能 耗 集 成 式 RISC 内 核 ARM7TDMI(Thumb): 它 将 ARM7 指 令 集 同 Thumb 扩 展 结 合 在 一 起, 减 少 了 内 存 容 量 和 系 统 成 本 ; 而 且 还 利 用 嵌 入 式 ICE 调 试 技 术, 简 化 了 系 统 设 计 ; 并 且 有 DSP 增 强 扩 展 改 进 了 性 能 ARM9TDMI: 采 用 5 阶 段 管 道 化 ARM9 内 核, 同 时 配 备 Thumb 扩 展 调 试 和 Harvard 总 线 如 果 只 是 想 学 习 上 手 的 话, 建 议 先 做 个 最 小 系 统 板, 根 据 硬 件 写 一 个 能 够 启 动 的 小 代 码 包 括 初 始 化 端 口, 屏 蔽 中 断, 把 程 序 拷 贝 到 SRAM 中 ; 完 成 代 码 的 重 映 射 ; 配 置 中 断 句 柄, 连 接 到 C 语 言 入 口 其 实 还 是 多 实 践, 多 点 经 验, 多 上 上 电 子 网 站, 吸 取 他 人 的 开 发 经 验, 会 对 自 己 的 成 长 有 所 帮 助 的 50. holtek 的 编 程 语 句 是 否 就 是 C51 或 是 相 关 的, 能 否 介 绍 有 关 汽 车 电 子 设 计 的 资 料 或 网 站 地 址? 答 :HOLTEK 的 编 程 语 句 就 汇 编 指 令 来 说, 与 MCS51 是 不 一 样 的, 但 是 很 多 指 令 比 较 类 似 ; 而 C 语 言, 每 家 公 司 的 C 编 译 器 都 会 有 点 差 异, 但 是 很 多 与 TURBO C 相 似, 所 以 还 是 有 很 大 相 似 性, 所 以 可 读 性 要 比 汇 编 语 言 好 得 多, 但 是 不 同 厂 家 也 还 是 有 一 定 差 别, HOLTEK C 语 言 的 介 绍 请 下 载 第 十 章 有 详 细 介 绍 而 关 于 汽 车 电 子 设 计 的 资 料 或 网 站 地 址 您 可 以 到 GOOGLE 上 面 去 搜 索 一 下, 应 该 有 比 较 多 的 链 接 地 址 51. 如 何 理 解 如 下 概 念 : MTP = Multi-Time Programming (via parallel programmer) ISP = In-System Programming (via serial interface) IAP = In-Application Programming? 答 :MTP 即 指 单 片 机 的 程 序 可 重 复 烧 写, 其 程 序 记 忆 体 (Program ROM) 可 分 以 下 几 种 : 1 Window with EPROM: 提 供 使 用 者 更 改 程 式 的 空 间, 具 视 窗 式 陶 瓷 包 装, 利 用 紫 外 线 灯 清 除 资 料, 可 重 复 烧 写, 但 包 装 成 本 非 常 高, 仅 适 合 小 量 生 产 或 实 验 使 用 2 EEPROM: 属 于 可 重 复 写 入 / 清 除 之 元 件, 此 类 记 忆 体 使 得 程 式 之 内 容 可 加 以 清 除 或 修 改, 而 无 需 使 用 开 窗 之 包 装, 可 节 省 包 装 之 成 本, 亦 方 便 重 复 使 用, 但 生 产 制 程 较 复 杂 3 Flash EPROM: 当 须 要 清 除 / 写 入 较 大 量 的 非 挥 发 性 程 式 记 忆 体 时,Flash EPROM 比 传 统 式 EEPROM 可 提 供 较 好 的 解 决 之 道, 因 为 Flash EPROM 较

17 EEPROM 于 清 除 / 写 入 周 期 次 数 及 速 度 上 表 现 更 好 利 用 Flash ROM 来 当 作 程 式 记 忆 体, 由 于 封 装 上 不 需 要 EPROM 特 殊 的 视 窗 式 陶 瓷 包 装, 使 用 上 价 格 与 OTP(One Time Programming) 相 差 不 大, 相 当 合 理, 又 具 有 多 次 重 复 烧 写 的 功 能 ISP(In-System Programming) 在 系 统 可 编 程, 指 电 路 板 上 的 空 白 器 件 可 以 编 程 写 入 最 终 用 户 代 码, 而 不 需 要 从 电 路 板 上 取 下 器 件, 已 经 编 程 的 器 件 也 可 以 用 ISP 方 式 擦 除 或 再 编 程 ISP 的 实 现 相 对 要 简 单 一 些, 一 般 需 要 很 少 的 外 部 电 路 辅 助 实 现, 通 用 做 法 是 内 部 的 记 忆 体 可 以 由 上 位 机 的 软 体 通 过 串 口 来 进 行 改 写 对 于 单 片 机 来 讲 可 以 通 过 SPI 或 其 他 的 串 列 介 面 接 收 上 位 机 传 来 的 资 料 并 写 入 记 忆 体 中 所 以 即 使 我 们 将 晶 片 焊 接 在 电 路 板 上, 只 要 留 出 和 上 位 机 介 面 的 这 个 串 口, 就 可 以 实 现 晶 片 内 部 记 忆 体 的 改 写, 而 无 须 再 取 下 晶 片 ISP 的 优 点 ISP 技 术 的 优 势 是 不 需 要 编 程 器 就 可 以 进 行 单 片 机 的 实 验 和 开 发, 单 片 机 晶 片 可 以 直 接 焊 接 到 电 路 板 上, 调 试 结 束 即 成 成 品, 免 去 了 调 试 时 由 于 频 繁 地 插 入 取 出 晶 片 对 晶 片 和 电 路 板 带 来 的 不 便 IAP(In-Application Programming) 指 MCU 可 以 在 系 统 中 获 取 新 代 码 并 对 自 己 重 新 编 程, 即 可 用 程 式 来 改 变 程 式 IAP 的 实 现 相 对 要 复 杂 一 些, 在 实 现 IAP 功 能 时, 单 片 机 内 部 一 定 要 有 两 块 存 储 区, 一 般 一 块 被 称 为 BOOT 区, 另 外 一 块 被 称 为 存 储 区 单 片 机 上 电 运 行 在 BOOT 区, 如 果 有 外 部 改 写 程 式 的 条 件 满 足, 则 对 存 储 区 的 程 式 进 行 改 写 操 作 如 果 外 部 改 写 程 式 的 条 件 不 满 足, 程 式 指 标 跳 到 存 储 区, 开 始 执 行 放 在 存 储 区 的 程 式, 这 样 便 实 现 了 IAP 功 能 IAP 技 术 是 从 结 构 上 将 Flash 记 忆 体 映 射 为 两 个 存 储 体, 当 运 行 一 个 存 储 体 上 的 用 户 程 式 时, 可 对 另 一 个 存 储 体 重 新 编 程, 之 后 将 程 式 从 一 个 存 储 体 转 向 另 一 个 IAP 的 优 点 IAP 技 术 是 从 结 构 上 将 Flash 记 忆 体 映 射 为 两 个 存 储 体, 当 运 行 一 个 存 储 体 上 的 用 户 程 式 时, 可 对 另 一 个 存 储 体 重 新 编 程, 之 后 将 程 式 从 一 个 存 储 体 转 向 另 一 个 而 IAP 的 实 现 更 加 灵 活, 通 常 可 利 用 单 片 机 的 串 列 口 接 到 电 脑 的 RS232 口, 通 过 专 门 设 计 的 固 件 程 式 来 编 程 内 部 记 忆 体, 可 以 通 过 现 有 的 INTERNET 或 其 他 通 讯 方 式 很 方 便 地 实 现 远 端 升 级 和 维 护 52. 目 前 市 场 上 单 片 机 开 发 系 统 产 品 型 号 很 多 想 开 发 51 系 列 单 片 机, 选 用 什 么 型 号 的 仿 真 器 和 编 程 器 ( 每 次 编 一 片 即 可 ) 比 较 好? 答 : 正 如 您 所 说 的 现 在 51 系 列 单 片 机 的 仿 真 器 产 品 型 号 很 多, 关 于 选 用 什 么 型 号 的 仿 真 器, 因 为 HOLTEK 的 IC 不 是 51 内 核, 仿 真 器 都 是 HOLTEK 自 行 开 发, 故 并 不 能 给 你 非 常 好 的 建 议 而 且 市 面 的 51 仿 真 器, 林 林 总 总 价 格 不 等, 所 以 要 选 择 的 话 可 以 在 网 上 google 一 下 有 关 仿 真 器 的 论 坛, 看 看 其 他 用 户 的 评 价, 选 择 一 个 性 价 比 最 好 的 仿 真 器 53. HOLTEK 的 C 语 言 是 否 有 关 于 位 操 作 和 读 定 义 的 寄 存 器 地 址 的 指 令, 如 果 有, 它 们 是 什 么? 答 :HOLTEK 的 C 语 言 与 标 准 C 类 似, 不 仅 有 标 准 C 的 位 操 作 &( 按 位 与 按 位 或 ) ^( 按 位 异 或 ) ~( 取 反 ) <<( 左 移 ) 和 >>( 右 移 ); 还 有 相 应 的 内 建 函 数 实 现 对 整 型 和 长 整 型 的 带 和 不 带 进 位 C 的 左 移 和 右 移 对 已 定 义 变 量 的 地 址 的 操 作 也 与 标 准 C 相 同, 可 通 过 指 针 运 算 符 * 和 & 来 实 现

18 54. 在 完 成 程 序 编 写 运 行 以 后 看 到 的 结 果 是 存 储 器 中 从 R0 到 R7 都 被 占 用, 而 我 根 本 就 没 用 到 几 个, 这 是 为 什 么? 答 : 要 看 用 的 是 什 么 型 号 的 单 片 机, 不 同 型 号 的 单 片 机 R0 到 R7 的 定 义 是 不 同 的 如 果 R0~R7 是 被 定 义 成 特 殊 寄 存 器 的 话, 那 么 运 行 过 程 中 自 然 会 影 响 到 这 些 寄 存 器, 例 如 执 行 运 算 程 序 就 会 影 响 状 态 特 殊 寄 存 器 的 值 如 果 R0~R7 是 被 定 义 成 通 用 寄 存 器 的 话, 那 么 可 能 就 是 在 程 序 的 开 头 没 有 初 始 化, 单 片 机 在 上 电 复 位 时, 通 用 寄 存 器 的 值 通 常 是 随 机 的 55. 请 推 荐 一 些 比 较 好 的 理 论 及 实 践 教 材, 以 其 配 套 的 编 译 仿 真 烧 录 的 硬 软 件? 答 : 当 今 单 片 机 市 场 种 类 繁 多, 应 用 广 泛 以 HOLTEK 公 司 为 例 HOTLEK 的 单 片 机 是 RISC 结 构 的 8 位 单 片 机, 它 可 以 广 泛 应 用 在 家 用 电 器 安 全 系 统 掌 上 游 戏 等 方 面 大 概 来 说 可 以 分 成 I/O 型 单 片 机 LCD 型 单 片 机 A/D 型 单 片 机 A/D with LCD 型 单 片 机 等 等 这 些 单 片 机 的 中 文 资 料 我 们 都 公 开 在 HOLTEK 网 站 HOLTEK 各 类 单 片 机 的 使 用 手 册 下 载 地 址 : 单 片 机 软 件 / 硬 件 应 用 范 例 下 载 地 址 : 单 片 机 支 持 工 具 下 载 地 址 : 56. 将 PWM 做 到 100kHz(8bit 以 上 ) 的 方 法 有 哪 些? 最 好 是 支 持 c 编 译 的 答 : 要 做 到 PWM 频 率 100kHz(8bit) 以 上, 单 片 机 的 频 率 要 求 100kHz*256=25 6MHz 所 以, 要 实 现 这 种 要 求 的 单 片 机 需 要 满 足 两 个 条 件 :1 单 片 机 有 PWM 输 出 ;2 系 统 频 率 达 到 25 6MHz, 或 者 单 片 机 内 部 能 自 己 提 供 25 6MHz 的 频 率 (ATtiny15 内 部 就 有 提 供 一 个 25 6MHz 的 频 率 做 为 定 时 / 计 数 器 的 时 钟 ) 57. ARM 董 事 长 认 为, 医 疗 电 子 将 成 为 下 一 个 10 年 推 动 电 子 产 业 增 长 的 动 力,EMS 预 测 医 疗 电 子 将 成 为 最 大 的 代 工 市 场 蓝 牙 使 医 疗 产 品 移 动 能 力 增 强 将 会 广 泛 应 用, 那 么 随 着 医 疗 电 子 发 展, 单 片 机 在 这 一 领 域 应 用 会 变 大 吗? 医 疗 电 子 应 用 的 最 多 是 几 位 单 片 机? 答 : 随 着 16/32 位 嵌 入 式 RISC 发 展, 是 会 扩 大 医 疗 电 子 领 域 的 应 用 一 般 的 电 子 医 疗 保 健 系 列 产 品 有 如 下 : 笔 式 电 子 体 温 计 婴 儿 奶 嘴 式 电 子 体 温 计 测 温 音 乐 奶 瓶 妇 女 电 子 体 温 计, 电 子 血 压 计 等 系 列 产 品, 在 医 疗 电 子 仪 器 有 酸 碱 度 测 定 器, 比 色 计 等 此 类 产 品 可 用 8 位 单 片 机 来 完 成 但 从 研 究 制 造 方 面 来 说, 针 对 医 疗 电 子 仪 器, 目 前 已 有 厂 商 制 造 心 电 图 机 酸 碱 度 测 定 器 电 子 测 温 计 等 仪 器, 仪 器 中 心 可 自 制 示 波 器 (oscilloscope) 显 微 镜 等, 以 及 X 光 机 超 声 诊 断 仪 电 脑 断 层 成 像 系 统 心 脏 起 博 器 监 护 仪 辅 助 诊 断 系 统 专 家 系 统 等, 较 大 型 复 制 的 医 疗 嵌 入 式 系 统 电 子 仪 器 就 须 用 上 16 位,32 位 单 片 机 来 完 成 58. 普 通 商 业 级 单 片 机 的 使 用 温 度 范 围 为 0-70 度, 在 低 于 0 度 和 高 于 70 度 环 境 中 使 用 会 出 现 什 么 问 题? 商 业 级 芯 片 和 工 业 及 芯 片 除 温 度 范 围 不 同 外, 在 其 他 方 面 还 有 区 别 吗?( 如 抗 干 扰 性 能 ) 答 : 一 般 单 片 机 根 据 工 作 温 度 可 分 为 民 用 级 ( 商 业 级 ) 工 业 级 和 军 用 级 三 种 :

19 民 用 级 的 温 度 范 围 是 0 ~70, 工 业 级 是 -40 ~85, 其 HOLTEK 的 MCU 就 属 于 此 项 等 级, 军 用 级 是 -55 ~125 如 果 是 一 般 普 通 商 业 级 单 片 机, 在 超 规 格 范 围 使 用 IC 时, 就 有 可 能 部 份 IC 无 法 工 作, 或 工 作 运 作 不 正 常 等 发 生 至 于 抗 干 扰 性 能, 是 属 于 整 个 产 品 的 EMS( 电 磁 杂 讯 耐 受 性 ) 检 测, 它 是 EMC( 电 磁 相 容 ) 中 的 一 项 检 测, 另 一 项 是 EMI( 电 磁 辐 射 干 扰 ) 各 国 都 有 其 EMC 认 证 标 准, 例 如 目 前 在 欧 洲 EMC 指 令 下 常 用 的 测 试 规 范 下, 针 对 其 中 法 规 EN 是 做 静 电 试 验 (ESD), 本 项 试 验 目 的 为 测 试 试 件 承 受 直 接 来 自 操 作 者 及 相 对 物 件 所 产 生 之 静 电 放 电 效 应 的 程 度, 其 法 规 范 如 下 : Air Discharge Leve1 2KV Leve2 4KV Leve3 8KV Leve4 15KV 以 上 是 举 个 例 子, 就 如 抗 静 电 能 力, 不 只 跟 IC 性 能 有 关, 也 跟 应 用 电 路 及 PCB Layout 有 直 接 关 联 59. 各 种 各 样 的 输 入 怎 么 样 与 MCU 进 行 通 讯? 答 : 首 先 必 须 确 定 此 类 输 入 信 号 是 否 与 MCU 系 统 的 信 号 电 平 兼 容, 如 果 不 兼 容, 则 需 要 外 接 电 路 或 用 集 成 块 来 完 成 电 平 转 换 其 次 就 是 选 择 通 讯 方 式, 通 信 的 基 本 方 式 分 为 并 行 通 信 和 串 行 通 信, 两 者 各 有 其 优 劣, 并 行 通 信 速 度 快, 缺 点 是 数 据 有 多 少 位, 就 需 要 多 少 根 传 输 线 这 在 位 数 较 多, 传 输 距 离 又 远 时 就 不 太 适 宜 ; 而 串 行 通 信 与 前 者 相 反, 传 输 成 本 低, 但 是 传 送 速 度 较 低 最 后, 为 了 确 保 通 信 的 成 功, 通 信 双 方 必 须 有 一 系 列 的 约 定, 即 通 信 协 议, 它 对 什 么 时 候 开 始 通 信 什 么 时 候 结 束 通 信 何 时 交 换 信 息 等 问 题 都 必 须 作 出 明 确 的 规 定 60. 那 种 型 号 的 51 单 片 机 具 有 两 个 串 口 16KEPROM 512 个 字 节 的 RAM? 答 :PHILIPS 半 导 体 的 P87C591 应 该 能 满 足 此 条 件, 目 前 生 产 51 单 片 机 的 半 导 体 厂 家 有 INTEL ATMEL PHILIPS ANANOG DEVICES DALLAS 等, 可 以 登 陆 其 网 站, 查 询 相 应 的 产 品 信 息 61. 在 嵌 入 式 开 发 中 软 件 抗 干 扰 有 哪 些 问 题? 如 何 解 决? 答 : 关 于 软 件 抗 干 扰 问 题 和 策 略, 如 果 在 实 际 应 用 中 能 很 好 的 遵 循 这 些 原 则, 再 配 合 硬 件 电 路 的 抗 干 扰 措 施, 基 本 上 可 以 消 除 干 扰 影 响 但 有 时 往 往 因 为 程 序 本 身 的 复 杂 度 和 芯 片 资 源 的 限 制, 再 加 上 编 程 人 员 本 身 的 能 力 限 制, 不 能 做 到 十 分 完 善 所 以 我 们 只 能 给 出 一 些 建 议, 至 于 具 体 的 实 现, 就 需 要 各 位 在 平 时 的 项 目 实 践 中 不 断 的 摸 索 和 积 累 经 验 以 下 是 之 前 有 关 软 件 抗 干 扰 的 问 题 答 复, 谨 供 参 考 : 防 止 干 扰 最 有 效 的 方 法 是 去 除 干 扰 源 隔 断 干 扰 路 径, 但 往 往 很 难 做 到, 所 以 只 能 看 单 片 机 抗 干 扰 能 力 够 不 够 强 了 单 片 机 干 扰 最 常 见 的 现 象 就 是 复 位 ; 至 于 程 序 跑 飞, 其 实 也 可 以 用 软 件 陷 阱 和 看 门 狗 将 程 序 拉 回 到 复 位 状 态 ; 所 以 单 片 机 软 件 抗 干 扰 最 重 要 的 是 处 理 好 复 位 状 态 一 般 单 片 机 都 会 有 一 些 标 志 寄 存 器, 可 以 用 来 判 断 复 位 原 因 ; 另 外 也 可 以 自 己 在 RAM 中 埋 一 些 标 志 在 每 次 程 序 复 位 时, 通 过 判 断 这 些 标 志, 可 以 判 断 出 不 同 的 复 位 原 因 ; 还 可 以 根 据 不 同 的 标 志 直 接 跳 到 相 应 的 程 序 这 样 可 以 使 程 序

20 运 行 有 连 续 性, 用 户 在 使 用 时 也 不 会 察 觉 到 程 序 被 重 新 复 位 过 62. 语 音 识 别 会 不 会 是 单 片 机 下 个 消 费 热 点? 答 : 语 音 识 别 在 多 年 前 即 开 始 应 用 在 低 阶 玩 具 上, 如 遥 控 车 的 左 右 前 后 控 制, 教 育 玩 具 利 用 发 语 音 方 式, 依 记 忆 体 大 少 能 容 纳 的 长 度 经 压 缩 编 码 采 集 后 储 存 各 字 词, 日 后 再 发 相 同 语 音 经 单 片 机 处 理 辨 识 后, 即 可 作 出 相 应 动 作 依 成 本 不 同, 影 响 相 关 的 MCU 资 源 和 速 度, 以 及 所 利 用 的 辨 识 技 术 algorithm ( 运 算 法 则 ) 的 优 劣, 记 忆 体 大 少 等, 所 设 计 出 的 产 品 其 辨 识 率 和 字 词 长 度 亦 有 很 大 差 异 此 低 阶 市 场 在 现 今 芯 片 价 格 下 降 应 有 可 为, 就 看 产 品 创 新 应 用 是 否 吸 引 人! 高 阶 的 语 音 识 别 应 用 是 在 PC( 个 人 计 算 机 ) 上, 有 CPU 等 级 的 资 源 速 度 和 硬 盘 大 少 的 记 忆 容 量, 但 此 市 场 和 硬 件 ( 单 片 机 ) 无 关! 另 一 个 语 音 识 别 应 用 是 嵌 入 式 系 统, 如 目 前 的 手 机 大 都 配 备 语 音 辨 识 电 话 簿, 其 实 一 般 的 嵌 入 式 系 统 如 PDA,DSC,MP3 等 都 有 能 力 builtin 此 功 能, 就 看 需 占 用 多 少 硬 件 资 源 和 所 能 作 出 的 效 果 产 品 的 功 能 定 位 很 重 要, 语 音 识 别 是 否 必 需 要 评 估 实 际 使 用 率! 63. 如 何 设 计 实 现 一 个 共 模 范 围 在 0-120V 之 间 的 低 成 本 测 量 电 池 组 电 压 的 装 置? 答 : 这 里 所 谓 高 共 模 输 入 电 压, 是 指 高 范 围 的 同 相 输 入 电 压, 下 面 先 说 明 运 放 一 些 概 念 : 运 放 有 所 谓 的 dynamic range 是 指 运 放 (OP) 未 饱 和 时, 正 常 动 作 时 的 输 出 入 电 压 范 围 一 般 而 言 dynamic range 越 大, 电 源 电 压 的 有 效 利 用 率 越 高, 例 如 处 理 同 等 级 的 信 号 时, 就 不 需 刻 意 提 高 电 源 电 压 也 获 得 省 能 源 效 应 尤 其 是 可 携 式 消 费 性 电 子 产 品 要 求 低 电 压 低 耗 电 量 的 场 合, 高 效 率 的 电 源 电 压 始 终 是 备 受 重 视 的 焦 点, 尤 其 是 运 放 的 ground 电 位, 若 是 设 于 Vcc~VEE 正 负 电 源 电 压 的 中 点 ( 亦 即 动 作 点 ) 时, 就 可 获 得 极 宽 广 的 dynamic range 有 鉴 于 此 设 计 人 员 通 常 会 在 不 减 损 输 出 dynamic range 的 前 提 下, 使 输 入 dynamic range 大 于 输 出 dynamic range 输 入 信 号 的 电 位 为 VEE( 电 源 电 压 ) 时, 有 些 OP 它 的 极 性 会 造 成 反 转, 虽 然 Output 允 许 因 过 大 输 入 造 成 的 饱 和, 不 过 大 部 份 的 情 况 却 不 允 许 极 性 反 转, 所 以 两 单 电 源 用 在 运 放 输 入 信 号 到 达 VEE 之 前 输 出 会 反 转 需 注 意 的 是 即 使 是 单 电 源 使 用 运 放, 如 果 超 越 VEE 下 0 5V 亦 即 VEE-0 5V 时, 输 出 的 极 性 也 可 能 会 反 转 所 谓 的 同 相 输 入 电 压 范 围 VICM( 共 模 输 入 电 压 ) 是 指 两 个 输 入 端 子 与 ground 之 间, 可 施 加 的 同 相 电 压 范 围 虽 然 施 加 的 同 相 电 压 超 过 该 范 围 时, 并 不 会 造 成 元 件 损 坏 等 问 题, 不 过 却 会 使 运 放 的 功 能 停 止 只 要 差 动 输 入 电 压 作 为 增 幅 器 时 的 动 作 正 常 基 本 上 是 0 伏 特 同 相 输 入 电 压 范 围 VICM 与 正 负 电 源 电 压 相 同 是 属 于 理 想 状 态 一 般 运 放 会 利 用 差 动 放 大 器 的 CMR( 共 模 信 号 消 除 比 ) 来 做 相 同 成 份 的 去 除 时, 在 有 必 要 将 同 相 范 围 扩 大 的 情 况, 可 用 增 益 (Game)1/10 的 反 相 放 大 器 A2 之 输 入 Vs2 讯 号, 另 外 用 加 法 方 式 再 加 入 一 级 也 是 增 益 (Game)1/10 反 相 放 大 器 A1 之 输 入 Vs1 讯 号, 这 样 就 可 以 达 到 同 相 输 入 范 围 扩 大 之 差 动 放 大 如 果 要 设 计 共 模 范 围 在 0-120V 之 间, 其 上 述 反 相 放 大 器 A1, 可 用 R1=100K,Rf=10K, 而 反 相 放 大 器 A2, 也 是 用 R1=100K, Rf=10K, 并 且 反 相

21 放 大 器 A1 输 出 串 一 10K 电 阻 到 反 相 放 大 器 A2 的 负 端 输 入 口 即 可 64. 在 使 用 单 片 机 控 制 LCD 的 时 候, 利 用 T1 的 溢 出 中 断 显 示 刷 新 时 钟 信 息, 在 主 程 序 循 环 时 中 为 了 显 示 浮 点 数, 不 断 调 用 了 spritf() 函 数, 可 是 时 钟 信 息 不 在 刷 新 了, 把 这 个 函 数 屏 蔽 后, 就 恢 复 正 常, 请 问 调 用 这 个 函 数 会 不 会 影 响 定 时 / 计 数 器 的 中 断? 答 : 这 应 该 与 程 序 有 关, 一 般 来 说 sprintf() 函 数, 不 会 影 响 定 时 / 计 数 器 的 中 断, 因 为 没 看 到 具 体 程 序, 所 以 猜 测 原 因 可 能 是 程 序 里 面 对 定 时 器 初 始 化 的 部 分 与 sprintf() 使 用 的 buffer 有 些 冲 突, 造 成 了 定 时 器 初 始 化 的 错 误 65. LM4915 是 什 么 IC? 答 :LM4915 是 一 款 音 频 功 率 放 大 器, 常 用 于 带 单 听 筒 的 手 机 PDA 和 其 他 的 便 携 式 音 频 装 置 等 低 电 压 的 应 用 场 合, 在 外 接 极 少 的 元 器 件 情 况 下, 为 其 提 供 高 质 量 的 功 率 输 出 以 驱 动 发 声 装 置 66. 现 在 RISC 架 构 的 单 片 机 应 用 很 广, 它 的 主 要 特 点 是 什 么? 优 越 性 在 哪 里? 还 有 处 理 器 中 哈 佛 结 构 有 什 么 特 点? 答 : 在 MCU 开 发 方 面, 以 架 构 而 言, 可 分 为 两 大 主 流 ;RISC(Reduced Instruction Set Computer) 与 CISC(Complex Instruction Set Computer), RISC 代 表 MCU 的 所 有 指 令 都 是 利 用 一 些 简 单 的 指 令 组 成 的, 简 单 的 指 令 代 表 MCU 的 线 路 可 以 尽 量 做 到 最 佳 化, 而 提 高 执 行 速 率, 相 对 的 使 得 一 个 指 令 所 需 的 时 间 减 到 最 短 HOLTEK 的 一 系 列 MCU 便 是 采 用 RISC 结 构 来 设 计 再 说 RISC 因 为 指 令 集 的 精 简, 所 以 许 多 工 作 都 必 须 组 合 简 单 的 指 令, 而 针 对 较 复 杂 组 合 的 工 作 便 需 要 由 编 译 程 式 (compiler) 来 执 行, 而 CISC MCU 因 为 硬 体 所 提 供 的 指 令 集 较 多, 所 以 许 多 工 作 都 能 够 以 一 个 或 是 数 个 指 令 来 代 替,compiler 的 工 作 因 而 减 少 许 多 以 一 个 数 值 运 算 程 式 来 说, 使 用 CISC 指 令 集 的 MCU 运 算 对 于 一 个 积 分 运 算 式 可 能 只 需 要 十 个 机 器 指 令, 而 RISC MCU 在 执 行 相 同 的 程 式 时, 却 因 为 CPU 本 身 不 提 供 浮 点 数 乘 法 的 指 令, 所 以 可 能 需 要 执 行 上 百 个 机 器 指 令 ( 但 每 一 个 指 令 可 能 只 需 要 CISC 指 令 十 分 之 一 的 时 间 ), 而 由 程 式 语 言 转 换 成 机 器 指 令 的 动 作 是 由 程 式 语 言 的 Compiler 来 执 行, 所 以 在 RISC MCU 的 Compiler 便 会 较 复 杂 因 为 同 样 一 个 高 阶 语 言 A=B*C 的 运 算, 在 RISC MCU 转 换 为 机 器 指 令 可 能 有 许 多 种 组 合, 而 每 一 种 组 合 的 时 间 / 空 间 组 合 都 不 尽 相 同 所 以 RISC 与 CISC 的 取 舍 之 间, 似 乎 也 是 MCU 硬 体 架 构 与 软 体 (Compiler) 的 平 衡 之 争, 应 该 没 有 绝 对 优 势 的 一 方, 只 能 说 因 应 不 同 的 需 求 而 有 不 同 的 产 品, 例 如 工 作 单 纯 的 印 表 机 核 心 MCU, 便 适 合 使 用 效 能 稳 定, 但 单 位 指 令 效 率 较 佳 的 RISC MCU 对 单 片 机 处 理 方 式 而 言, 目 前 单 片 机 的 系 统 结 构 有 两 种 类 型 : 一 种 是 将 程 式 和 资 料 记 忆 体 分 开 使 用, 即 哈 佛 (Harvard) 结 构, 当 前 的 单 片 机 大 都 是 这 种 结 构 另 一 种 是 采 用 和 PC 机 的 冯 诺 依 曼 (Von Neumann) 类 似 的 原 理, 对 程 式 和 资 料 记 忆 体 不 作 逻 辑 上 的 区 分, 即 普 林 斯 顿 (Princeton) 结 构 67. 在 很 多 情 况 下, 以 单 片 机 为 主 控 制 器 的 测 量 系 统 要 长 时 间 保 持 无 故 障 运 行, 因 此 其 自 诊 断 就 成 为 关 键 请 介 绍 一 下 有 关 单 片 机 系 统 的 故 障 自 诊 断 的 一 些 知 识?

22 答 : 要 保 证 系 统 可 以 长 时 间 故 障 运 行, 防 止 干 扰 是 很 重 要 的 最 有 效 的 方 法 是 去 除 干 扰 源 隔 断 干 扰 路 径, 但 往 往 很 难 做 到, 所 以 只 能 看 单 片 机 抗 干 扰 能 力 够 不 够 强 了 单 片 机 干 扰 最 常 见 的 现 象 就 是 复 位 ; 至 于 程 序 跑 飞, 其 实 也 可 以 用 软 件 陷 阱 和 看 门 狗 将 程 序 拉 回 到 复 位 状 态 ; 所 以 单 片 机 软 件 抗 干 扰 最 重 要 的 是 处 理 好 复 位 状 态 一 般 单 片 机 都 会 有 一 些 标 志 寄 存 器, 可 以 用 来 判 断 复 位 原 因 ; 另 外 也 可 以 自 己 在 RAM 中 埋 一 些 标 志 在 每 次 程 序 复 位 时, 通 过 判 断 这 些 标 志, 可 以 判 断 出 不 同 的 复 位 原 因 ; 还 可 以 根 据 不 同 的 标 志 直 接 跳 到 相 应 的 程 序 这 样 可 以 使 程 序 运 行 有 连 续 性, 用 户 在 使 用 时 也 不 会 察 觉 到 程 序 被 重 新 复 位 过 68. MCU 的 功 能 只 有 在 ROM 中 写 入 程 序 代 码 后 才 能 显 现 出 来 测 试 MCU 时 都 是 向 ROM 写 入 程 序 后 并 向 输 入 管 脚 提 供 相 应 的 测 试 矢 量 的 情 况 进 行 的, 然 后 对 于 OTP 型 MCU, 只 能 一 次 编 程, 所 以 每 次 对 封 装 后 成 品 测 试 时, 测 试 一 个 就 废 掉 一 个 据 我 所 知,Holtek 的 MCU 多 为 OTP 版 本 单 片 机,Holtek 是 如 何 解 决 这 个 测 试 问 题? 答 : 如 果 是 IC 生 产 厂 商 的 测 试 人 员, 以 HOLTEK 的 经 验 来 说 测 试 分 两 个 步 骤 一 对 裸 片 的 ROM 烧 入 Code 测 试, 看 IC 是 否 能 正 常 写 入 程 序 如 果 测 试 通 过, 则 使 用 紫 外 线 擦 去 裸 片 的 ROM Code, 进 行 封 装 二 使 用 外 部 测 试 电 路 来 测 试 封 装 IC 的 逻 辑 电 路 如 果 是 从 厂 商 处 拿 到 封 装 片 后 自 行 测 试 销 售, 那 么 所 能 做 的 就 只 是 通 过 测 量 I/O 口 电 阻, 二 极 管 值 等 参 数, 来 测 量 IC 的 逻 辑 电 路 无 法 测 试 ROM code 是 否 能 写 入 正 确, 除 非 是 IC 的 原 设 计 者, 知 道 如 何 对 IC 预 留 的 Test Rom( 如 果 有 预 留 的 话 ) 进 行 测 试 69. 作 为 IC 生 产 厂 商 的 测 试 人 员, 是 在 整 个 Wafer 上 进 行 的, 还 是 将 Wafer 切 割 成 Die 后 对 单 个 Die 进 行? 答 : 裸 片 烧 ROM Code 是 使 用 针 压 机 器 来 烧 录, 所 以 必 须 是 整 个 Wafer 一 起 烧, 单 个 Die 无 法 排 列 整 齐 供 烧 录 70. 裸 片 烧 ROM Code 是 使 用 针 压 机 器 来 烧 录, 所 以 必 须 是 整 个 Wafer 一 起 烧, 单 个 Die 无 法 排 列 整 齐 供 烧 录 这 个 阶 段 测 试 仅 用 来 测 试 OTP 本 身, 还 是 写 入 有 针 对 性 的 程 序 代 码 并 在 输 入 管 脚 施 加 相 应 测 试 矢 量 来 测 试 整 个 MCU 的 功 能 是 否 正 确? 答 : 在 芯 片 还 未 经 分 割 的 wafer 阶 段, 在 测 试 时 当 然 要 把 DC test, Function test 等 完 成 如 果 是 OTP 型 式 的 芯 片 还 需 把 烧 code 工 作 也 一 并 解 决 切 割 后 就 处 理 困 难 了!Probe Tester 其 实 分 两 部 份,Probe( 针 压 ) 是 机 械 部 份, 有 位 置 对 准 和 芯 片 排 测 功 能 可 把 芯 片 上 各 端 口 引 出 至 后 部 的 Tester,Tester 基 本 上 是 个 特 别 配 套 的 计 算 机 装 置, 经 编 写 不 同 的 测 试 程 序 便 可 测 试 不 同 的 芯 片 71. 如 何 编 写 一 个 很 好 测 试 程 序 代 码 以 达 到 较 高 的 功 能 测 试 覆 盖 度? 答 : 应 在 芯 片 电 路 最 初 的 设 计 及 仿 真 阶 段, 就 要 规 划 好 测 试 的 方 法, 由 于 现 今 已 经 有 很 power 的 芯 片 设 计 和 测 试 pattern 工 具, 所 以 很 快 就 能 算 出 Test pattern coverage( 测 试 覆 盖 率 - 电 路 logic 的 0/1toggle rate) 是 否 合 要 求! 至 于 测 试 MCU, 应 该 是 执 行 一 些 内 建 测 试 指 令 使 所 有 电 路 都 曾 经 toggle 过 即 可, 这 和 指 令 组 合 变 化

23 无 关 72. 如 果 封 装 对 OTP 产 生 了 影 响, 导 致 芯 片 不 能 正 常 工 作, 而 MCU 的 逻 辑 电 路 又 是 测 试 合 格 的, 如 何 解 决 呢? 答 : 封 装 后, 我 们 分 三 个 步 骤 测 试 OTP 1 查 空, 看 芯 片 内 部 ROM 是 否 为 空 2 写 入 一 部 分 所 需 Code, 验 证 是 否 ok 3 测 试 逻 辑 电 路, 一 旦 裸 片 被 刮 坏 的 话, 静 态 电 流 就 会 变 大 一 旦 这 三 个 步 骤 测 试 OK, 那 么 基 本 上 OTP 封 装 片 就 是 合 格 的 73. 在 此 以 PIC16F87X 为 例 :MCU 处 于 sleep 时, 用 WDT 定 时, 如 何 使 其 在 宽 温 度 范 围 内 工 作 定 时 相 对 一 致, 误 差 尽 量 小 呢? 答 : 一 般 MCU 处 于 sleep 时,WDT( 看 门 狗 ) 是 停 止 状 态, 用 WDT 的 主 要 目 的, 是 在 程 序 运 行 当 中,MCU 受 到 外 面 杂 讯 干 扰, 导 致 程 序 运 行 乱 掉 或 MCU 当 掉, 此 时 就 须 WDT( 一 般 WDT 时 钟 来 源 是 选 用 内 部 RC 振 荡 ) 来 自 救 及 做 复 位 动 作, 而 当 MCU 处 于 sleep 时, 其 MCU 是 处 于 省 电 模 式 状 态, 因 主 振 停 止 所 以 程 序 不 运 行, 此 时 就 WDT 可 以 停 止 动 作 ( 此 模 式 WDT 时 钟 来 源 是 选 用 主 晶 振 系 统 ), 如 果 MCU 处 于 sleep 时, 又 要 WDT 能 继 续 动 作, 此 时 只 有 一 个 目 的, 就 是 用 WDT 的 时 间 段 来 做 定 时 工 作 ( 因 程 序 停 止 运 行, 无 法 清 除 WDT 计 数 器, 故 WDT 计 数 一 定 会 溢 出 ), 而 在 这 个 模 式 下 因 主 振 停 止 ( 因 要 省 电 ) 的 WDT 时 钟 来 源 只 能 选 用 内 部 RC 振 荡, 所 以 RC 振 荡 的 频 率 会 受 工 作 温 度 及 电 压 变 动 而 产 生 飘 移, 所 以 要 省 电 模 式 下 不 建 议 用 WDT 来 做 定 时 如 果 要 省 电 模 式 下 做 定 时 工 作, 有 一 个 很 好 建 议, 可 采 用 HOLTEK MCU 双 振 荡 系 列, 如 HT49XX,HT47XX,HT48XX,HT46R6X 等 系 列, 其 优 点 在 省 电 模 式 下, 其 主 振 停 止 而 保 持 第 二 振 荡 系 统 维 持 振 荡, 此 振 荡 系 统 为 RTC(Real Time Clock 32768Hz 振 荡 系 统 ), 工 作 电 流 维 持 在 2~3uA( 工 作 电 压 3V) 之 间, 又 因 是 用 晶 振, 不 受 工 作 温 度 及 电 压 变 动 的 影 响, 可 准 确 做 定 时 工 作 74. 在 开 发 一 个 需 要 长 时 间 可 靠 运 行 的 电 子 测 量 设 备, 有 关 单 片 机 (DSP) 系 统 的 故 障 自 诊 断 相 关 问 题 ( 包 括 主 控 制 器, 外 围 器 件, 如 AD,RAM,ROM 等 ) 如 何 解 决? 答 :DSP 是 专 门 用 在 数 字 信 号 处 理 的 晶 片, 与 单 片 机 相 比 DSP 器 件 具 有 较 高 的 集 成 度, 而 且 具 有 更 快 的 CPU, 更 大 容 量 的 记 忆 体, 计 算 能 力 强 大, 运 算 速 度 快, 能 够 满 足 系 统 的 要 求 内 置 有 串 列 传 输 速 率 发 生 器 和 FIFO 缓 冲 器 提 供 高 速, 同 步 串 口 和 标 准 非 同 步 串 口 有 的 片 内 集 成 了 A/D 和 采 样 / 保 持 电 路, 可 提 供 PWM 输 出 DSP 器 件 采 用 改 进 的 哈 佛 结 构, 具 有 独 立 的 程 式 和 资 料 空 间, 允 许 同 时 存 取 程 式 和 资 料 内 置 高 速 的 硬 体 乘 法 器, 增 强 的 多 级 流 水 线, 使 DSP 器 件 具 有 高 速 的 资 料 运 算 能 力 DSP 的 计 算 能 力 虽 然 很 强, 但 其 事 件 管 理 能 力 较 弱, 而 且 直 接 支 援 的 I/O 口 很 少 为 了 方 便 地 实 现 人 机 交 互, 采 用 DSP 与 单 片 机 协 同 工 作 的 方 式 : 以 单 片 机 为 主 机, 通 过 通 讯 介 面 对 DSP 实 现 控 制 ; 同 时 利 用 单 片 机 较 强 的 外 围 设 备 管 理 能 力 实 现 人 机 介 面, 显 示 等 功 能 主 要 工 作 流 程 是 : 弹 簧 的 输 入 输 出 信 号 经 过 滤 波 电 路 进 行 调 理 后, 由 A/D 转 换 器 转 换 为 数 字 信 号, 再 进 入 DSP 进 行 运 算, 得 到 的 诊 断 结 果 通 过 通 讯 介 面 电 路 送 入 单 片 机, 单 片 机 将 结 果 显 示 在 液 晶 显 示 器 上, 并 经 过 串 口 送 入 到 其 它 应 用 介 面 因 为 DSP 电 路 完 成 数 据 采 集 及 数 字 滤 波, 软 件 的 设 计 主 要 包 括 DSP 编 程 和