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2017年單片機基礎知識問(wèn)答大全「推薦」
單片機亦稱(chēng)微控制器顧名思義,這種計算機的最小系統只用了一片集成電路,即可進(jìn)行簡(jiǎn)單運算和控制。下面,小編為大家分享單片機基礎知識問(wèn)答,希望對大家有所幫助!
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。
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。
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。
我是一名武漢大學(xué)電子科技大3的學(xué)生,學(xué)了電子線(xiàn)路、數字邏輯、匯編和接口、C語(yǔ)言,但是總是感覺(jué)很迷茫,覺(jué)好象什么都不會(huì )。怎么辦?
答:大學(xué)過(guò)程是一個(gè)理論過(guò)程,實(shí)踐的機會(huì )比較少,往往會(huì )造成理論與實(shí)踐相脫節,這是國內大學(xué)教育系統的通病,不過(guò)對于學(xué)生來(lái)說(shuō)切不可好高騖遠。一般從大三會(huì )開(kāi)始接觸到一些專(zhuān)業(yè)課程,電子相關(guān)專(zhuān)業(yè)會(huì )開(kāi)設相關(guān)的單片機應用課程并且會(huì )有簡(jiǎn)單的實(shí)驗項目,那么要充分把握實(shí)驗課的機會(huì ),多多地實(shí)際上機操作練習。平時(shí)可以多看看相關(guān)的電子技術(shù)雜志網(wǎng)站,看看別人的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗,硬件設計方案以及他人的軟件設計經(jīng)驗。有可能的話(huà),還可以參加一些電子設計大賽,借此機會(huì )2--3個(gè)人合作做一個(gè)完整系統,會(huì )更有幫助。到了大四畢業(yè)設計階段,也可以選擇相關(guān)的課題作些實(shí)際案例增長(cháng)經(jīng)驗。做什么事情都有個(gè)經(jīng)驗的積累過(guò)程,循序漸進(jìn)。
請問(wèn)作為學(xué)生,如何學(xué)好單片機?
答:學(xué)習好單片機,最主要的是實(shí)踐,在實(shí)踐中增長(cháng)經(jīng)驗。在校學(xué)生的話(huà),實(shí)踐機會(huì )的確會(huì )比較少,但是有機會(huì )的話(huà),可以畢業(yè)實(shí)習選擇相關(guān)的課題,這樣就可以接觸到實(shí)際的項目。而且如果單片機微機原理是一門(mén)主課的話(huà),相信學(xué)校會(huì )安排比較多的實(shí)踐上機機會(huì )。有能力的話(huà),可以找一些相關(guān)兼職工作做做,會(huì )更有幫助。而且單片機開(kāi)發(fā)應用需要軟硬件結合,所以不能只滿(mǎn)足于編程技巧如何完美,平時(shí)也要注意硬件知識的積累,多上上電子論壇網(wǎng)站,買(mǎi)一些相關(guān)雜志?赡艿脑(huà),可以到電子市場(chǎng)去買(mǎi)一些小零件,自己搭一個(gè)小系統讓它工作起來(lái)。
C或匯編語(yǔ)言在開(kāi)發(fā)單片機的時(shí)候各有那些優(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。
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。
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。
如何才能才為單片機的高手啊?
答:要成為單片機高手,應該多實(shí)踐,時(shí)常關(guān)注單片機的發(fā)展趨勢;經(jīng)常上一些相關(guān)網(wǎng)站,從那里可以找到許多有用的資料。
女性是否適合單片機軟件編程這個(gè)行業(yè)?
答:要根據自己的興趣,配合自己對軟件編程的耐性,男女皆適合這個(gè)行業(yè)。
HOLTEK的數據手冊在哪里下載?
答:如果對HOLTEK的IC感興趣的話(huà),相應的數據手冊可以到網(wǎng)站下載。
8位機還能延續多久!
答:以現在MCU產(chǎn)品主力還是在8位領(lǐng)域,主要應用于汽車(chē)應用、消費性電子、電腦及PC周邊、電信與通訊、辦公室自動(dòng)化、工業(yè)控制等六大市場(chǎng),其中車(chē)用市場(chǎng)多在歐、美地區,而亞太地區則以消費性電子為主, 并以量大低單價(jià)為產(chǎn)品主流,目前16位MCU與8位產(chǎn)品,還有相當幅度的價(jià)差,新的應用領(lǐng)域也仍在開(kāi)發(fā),業(yè)界預計,至少在2005年前8位的MCU仍是MCU產(chǎn)品的主流。
學(xué)習ARM及嵌入式系統是否比學(xué)習其它一般單片機更有使用前景?對于一個(gè)初學(xué)者應當具備哪些相關(guān)知識?
答:一般在8位單片機與ARM方面的嵌入式系統是有層次上的差別,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。對于一個(gè)單片機方面的軟件編程初學(xué)者,應以HOLTEK系列或8051等8位單片機來(lái)做入門(mén)練習。而初學(xué)者應當具備軟件編程相關(guān)知識,單片機一般軟件編程是以匯編語(yǔ)言為主,各家有各家的語(yǔ)法,但大都以RISC的MCU架構為主,其中 RISC (Reduced Instruction Set Computer) 代表MCU的所有指令。都是利用一些簡(jiǎn)單的指令組成的,簡(jiǎn)單的指令代表 MCU 的線(xiàn)路可以盡量做到最佳化,而提高執行速率。另外初學(xué)者要具備單片機I/O接口的應用知識,這在于周邊應用電路及各種元器件的使用,須配合自己所學(xué)的電子學(xué)及電路學(xué)等。
符合44PIN的80系列8位單片機的MCU有哪些?
答:符合44PIN的80系列8位單片機有Z8674312FSC、Z86E2112FSC、Z86E2116FSC。
請介紹一下MCU的測試方法。
答: MCU從生產(chǎn)出來(lái)到封裝出貨的每個(gè)不同的階段會(huì )有不同的測試方法,其中主要會(huì )有兩種:中測和成測。
所謂中測即是WAFER的測試,它會(huì )包含產(chǎn)品的功能驗證及AC、DC的測試。項目相當繁多,以HOLTEK產(chǎn)品為例最主要的幾項如下:
1、 接續性測試:檢測每一根I/OPIN內接的保護用二極管是否功能無(wú)誤。
2、 功能測試:以產(chǎn)品設計者所提供測試資料(TEST PATTERN)灌入IC,檢查其結果是否與當時(shí)SIMULATION時(shí)狀態(tài)一樣。
3、 STANDBY電流測試:測量IC處于HALT模式時(shí)即每一個(gè)接點(diǎn)(PAD)在1態(tài)0態(tài)或Z態(tài)保持不變時(shí)的漏電流是否符合最低之規格。
4、耗電測試:整顆IC的靜態(tài)耗電與動(dòng)態(tài)耗電。
5、 輸入電壓測試:測量每個(gè)輸入接腳的輸入電壓反應特性。
6、 輸出電壓測試:測量每個(gè)輸出接腳的輸出電壓位準。
7、 相關(guān)頻率特性(AC)測試,也是通過(guò)外灌一定頻率,從I/O口來(lái)看輸出是否與之匹配。
8、為了保證IC生產(chǎn)的長(cháng)期且穩定品質(zhì),還會(huì )做產(chǎn)品的可靠性測試,這些測試包括ESD測試,LATCH UP測試,溫度循環(huán)測試,高溫貯存測試,濕度貯存測試等。
成測則是產(chǎn)品封裝好后的測試,即PACKAGE測試。即是所有通過(guò)中測的產(chǎn)品封裝后的測試,方法主要是機臺自動(dòng)測試,但測試項目仍與WAFER TEST相同。PACKAGE TEST的目的是在確定IC在封裝過(guò)程中是否有任何損壞。
能否利用單片來(lái)檢測手機電池的充放電時(shí)間及充放電時(shí)的電壓電流變化,并利用一個(gè)I/O端口使檢測結果在電腦上顯示出來(lái)?
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。
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)。
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:
1、 高質(zhì)感。
2、 不可取巧。
3、 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。
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。
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。
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。
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:
1、 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。
2、 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。
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。
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。
從51轉到ARM會(huì )有困難嗎?
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。
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。
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。
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:
1、 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。
2、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。
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)。
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)。
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