單片機應用編程技巧 （FAQ)

 

單片機應用編程技巧 （FAQ）1. C語言和彙編語言在開發單片機時各有哪些優缺點？
答：彙編語言是一種用文字助記符來表示機器指令的符號語言，是最接近機器碼的一種語言。其主要優勢是佔用資源少、程序執行效率高。可是不一樣的CPU，其彙編語言可能有所差別，因此不易移植。

C語言是一種結構化的高級語言。其優勢是可讀性好，移植容易，是廣泛使用的一種計算機語言。缺點是佔用資源較多，執行效率沒有彙編高。
對於目前廣泛使用的RISC架構的8bit
MCU來講，其內部ROM、RAM、STACK等資源都有限，若是使用C語言編寫，一條C語言指令編譯後，會變成不少條機器碼，很容易出現ROM空間不夠、堆棧溢出等問題。並且一些單片機廠家也不必定能提供C編譯器。而彙編語言，一條指令就對應一個機器碼，每一步執行什幺動做都很清楚，而且程序大小和堆棧調用狀況都容易控制，調試起來也比較方便。因此在單片機開發中，咱們仍是建議採用彙編語言比較好。

若是對單片機C語言有興趣，HOLTEK的單片機就有提供C編譯器，能夠到HOLTEK的網站( [url]www.holtek.com.cn[/url] )免費下載使用。
2. C或彙編語言能夠用於單片機，C++能嗎？
答：在單片機開發中，主要是彙編和C，沒有用C++的。
3. 搞單片機開發，必定要會C嗎？
答：彙編語言是一種用文字助記符來表示機器指令的符號語言，是最接近機器碼的一種語言。其主要優勢是佔用資源少、程序執行效率高。可是不一樣的CPU，其彙編語言可能有所差別，因此不易移植。

對於目前廣泛使用的RISC架構的8bit
MCU來講，其內部ROM、RAM、STACK等資源都有限，若是使用C語言編寫，一條C語言指令編譯後，會變成不少條機器碼，很容易出現ROM空間不夠、堆棧溢出等問題。並且一些單片機廠家也不必定能提供C編譯器。而彙編語言，一條指令就對應一個機器碼，每一步執行什麼動做都很清楚，而且程序大小和堆棧調用狀況都容易控制，調試起來也比較方便。因此在資源較少單片機開發中，咱們仍是建議採用彙編語言比較好。

而C語言是一種編譯型程序設計語言，它兼顧了多種高級語言的特色，並具有彙編語言的功能。C語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，並且能夠直接實現對系統硬件的控制。C語言是一種結構化程序設計語言，它支持當前程序設計中普遍採用的由頂向下結構化程序設計技術。此外，C語言程序具備完善的模塊程序結構，從而爲軟件開發中採用模塊化程序設計方法提供了有力的保障。所以，使用C語言進行程序設計已成爲軟件開發的一個主流。用C語言來編寫目標系統軟件，會大大縮短開發週期，且明顯地增長軟件的可讀性，便於改進和擴充，從而研製出規模更大、性能更完備的系統。

綜上所述，用C語言進行單片機程序設計是單片機開發與應用的必然趨勢。因此做爲一個技術全面並涉足較大規模的軟件系統開發的單片機開發人員最好可以掌握基本的C語言編程。

4. 當開發一個較複雜而又開發時間短的項目時，用C仍是用匯編開發好？
答：對於複雜而開發時間緊的項目時，能夠採用C語言，但前提是要求對該MCU系統的C語言和C編譯器很是熟悉，特別要注意該C編譯系統所能支持的數據類型和算法。雖然C語言是最廣泛的一種高級語言，但不一樣的MCU廠家其C語言編譯系統是有所差異的，特別是在一些特殊功能模塊的操做上。若是對這些特性不瞭解，那調試起來就有的煩了，到頭來可能還不如用匯編來的快。

5. 在教學中要用到8088和196芯片單片機教材，請問那裏能夠找到關於這方面的書或資料？
答：有關這方面的教材，大學裏經常使用的一本是《IBM-PC彙編語言程序設計》清華大學出版社出版的，在網上以及書店都是能夠找到的，另外網上還能夠搜索到不少其餘的教材如：《微機原理及彙編語言教程》（楊延雙
張曉冬 等編著 ）和《16/32 位微機原理、彙編語言及接口技術》（做者： 鍾曉捷 陳濤 ，機械工業出版社
出版）等，能夠在較大型的科技書店裏查找或者直接從網上訂購。
6. 初學者究竟是應該先學C仍是彙編？
答：對於單片機的初學者來講，應該從彙編學起。由於彙編語言是最接近機器碼的一種語言，能夠加深初學者對單片機各個功能模塊的瞭解，從而打好紮實的基礎。
7. 我是一名武漢大學電子科技大3的學生，學了電子線路、數字邏輯、彙編和接口、C語言，可是老是感受很迷茫，覺好象什麼都不會。怎麼辦？
答：大學過程是一個理論過程，實踐的機會比較少，每每會形成理論與實踐相脫節，這是國內大學教育系統的通病，不過對於學生來講切不可好高騖遠。通常從大三會開始接觸到一些專業課程，電子相關專業會開設相關的單片機應用課程而且會有簡單的實驗項目，那麼要充分把握實驗課的機會，多多地實際上機操做練習。平時能夠多看看相關的電子技術雜誌網站，看看別人的開發經驗，硬件設計方案以及他人的軟件設計經驗。有可能的話，還能夠參加一些電子設計大賽，藉此機會2--3我的合做作一個完整系統，會更有幫助。到了大四畢業設計階段，也能夠選擇相關的課題做些實際案例增加經驗。作什麼事情都有個經驗的積累過程，按部就班。

8. 請問做爲學生，如何學好單片機？
答：學習好單片機，最主要的是實踐，在實踐中增加經驗。在校學生的話，實踐機會的確會比較少，可是有機會的話，能夠畢業實習選擇相關的課題，這樣就能夠接觸到實際的項目。並且若是單片機微機原理是一門主課的話，相信學校會安排比較多的實踐上機機會。有能力的話，能夠找一些相關兼職工做作作，會更有幫助。並且單片機開發應用須要軟硬件結合，因此不能只知足於編程技巧如何完美，平時也要注意硬件知識的積累，多上上電子論壇網站，買一些相關雜誌。可能的話，能夠到電子市場去買一些小零件，本身搭一個小系統讓它工做起來。

HOTLEK的單片機是RISC結構的8位單片機，它能夠普遍應用在家用電器、安全系統、掌上游戲等方面。大概來講能夠分紅I/O型單片機、LCD型單片機、A/D型單片機、A/D
with LCD型單片機等等。這些單片機的中文資料咱們都公開在HOLTEK網站 [url]www.holtek.com.cn[/url] 。
HOLTEK各種單片機的使用手冊下載地址：
[url]http://www.holtek.com.cn/referanc/htk_book.htm[/url]
HOLTEK單片機軟件/硬件應用範例下載地址：
[url]http://www.holtek.com.cn/tech/appnote/appnote.htm[/url]
HOLTEK單片機支持工具下載地址：
[url]http://www.holtek.com.cn/tech/tool/tool.htm[/url]
9. 如何才能才爲單片機的高手啊？
答：要成爲單片機高手，應該多實踐，時常關注單片機的發展趨勢；常常上一些相關網站，從那裏能夠找到許多有用的資料。
10. 女性是否適合單片機軟件編程這個行業？
答：要根據本身的興趣，配合本身對軟件編程的耐性，男女皆適合這個行業。
網站建設中，你們一塊兒努力......

11. HOLTEK的數據手冊在哪裏下載？
答：若是對HOLTEK的IC感興趣的話，相應的數據手冊能夠到網站上 [url]http://www.HOLTEK.com.cn/products/index.htm[/url]去選IC資料下載。

12. 8位機還能延續多久！
答：以如今MCU產品主力仍是在8位領域，主要應用於汽車應用、消費性電子、電腦及PC周邊、電信與通信、辦公室自動化、工業控制等六大市場，其中車用市場多在歐、美地區，而亞太地區則以消費性電子爲主，
並以量大低單價爲產品主流，目前16位MCU與8位產品，還有至關幅度的價差，新的應用領域也仍在開發，業界預計，至少在2005年前8位的MCU還是MCU產品的主流。

13. 學習ARM及嵌入式系統是否比學習其它通常單片機更有使用前景？對於一個初學者應當具有哪些相關知識？
答：通常在8位單片機與ARM方面的嵌入式系統是有層次上的差異，ARM適用於系統複雜度較大的高級產品，如PDA、手機等應用。而8位單片機因架構簡單，硬件資源相對較少，適用於通常的工業控制、消費性家電等等。對於一個單片機方面的軟件編程初學者，應以HOLTEK系列或8051等8位單片機來作入門練習。而初學者應當具有軟件編程相關知識，單片機通常軟件編程是以彙編語言爲主，各家有各家的語法，但大都以RISC的MCU架構爲主，其中
RISC (Reduced Instruction Set Computer) 表明MCU的全部指令。都是利用一些簡單的指令組成的，簡單的指令表明 MCU
的線路能夠儘可能作到最佳化，而提升執行速率。另外初學者要具有單片機I/O接口的應用知識，這在於周邊應用電路及各類元器件的使用，須配合本身所學的電子學及電路學等。
14. 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。
15. 請介紹一下MCU的測試方法。
答： MCU從生產出來到封裝出貨的每一個不一樣的階段會有不一樣的測試方法，其中主要會有兩種：中測和成測。
所謂中測便是WAFER的測試，它會包含產品的功能驗證及AC、DC的測試。項目至關繁多，以HOLTEK產品爲例最主要的幾項以下：
 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誤。
 功能測試：以產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SIMULATION時狀態同樣。
 STANDBY電流測試：測量IC處於HALT模式時即每個接點(PAD)在1態0態或Z態保持不變時的漏電流是否符合最低之規格。
 耗電測試：整顆IC的靜態耗電與動態耗電。
 輸入電壓測試：測量每一個輸入接腳的輸入電壓反應特性。
 輸出電壓測試：測量每一個輸出接腳的輸出電壓位準。
 相關頻率特性（AC）測試，也是經過外灌必定頻率，從I/O口來看輸出是否與之匹配。
 爲了保證IC生產的長期且穩定品質，還會作產品的可靠性測試，這些測試包括ESD測試，LATCH UP測試，溫度循環測試，高溫貯存測試，溼度貯存測試等。
成測則是產品封裝好後的測試，即PACKAGE測試。便是全部經過中測的產品封裝後的測試，方法主要是機臺自動測試，但測試項目仍與WAFER
TEST相同。PACKAGE TEST的目的是在肯定IC在封裝過程當中是否有任何損壞。
16. 可否利用單片來檢測手機電池的充放電時間及充放電時的電壓電流變化，並利用一個I/O端口使檢測結果在電腦上顯示出來？
答：目前市場上的各種智能充電器，大部分都採用MCU進行充電電流和電壓的控制。至於要在電腦上顯示，好象並不實用，可能只有在一些專門的電池檢測儀器中才會用到；對於通常的手機用戶來講，誰會在充電時還須要用一臺電腦來作顯示呢？要實現單片機與電腦的鏈接，最簡單的方式就是採用串口通信，但須要加一顆RS-232芯片。

17. 在ARM編程中又應當如何？
答：就以嵌入式系統觀念爲例，通常嵌入式處理器能夠分爲三類：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，通常是將微處理器裝配在專門設計的電路板上，在母板上只保留和嵌入式相關的功能便可，這樣能夠知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爲單片機，它將CPU、存儲器(少許的RAM、ROM或二者都有)和其它接口I/O封裝在同一片集成電路里。常見的有HOLTEK
MCU系列、Microchip MCU系列及8051等。
嵌入式DSP專門用來處理對離散時間信號進行極快的處理計算，提升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域，DSP正在大量進入嵌入式市場。
18.
MCU在射頻控制時，MCU的時鐘（晶振）、數據線會輻射基頻或基頻的倍頻，被低噪放LNA放大後進入混頻，出現帶內的Spur，沒法濾除。除了用layout、選擇低輻射MCU的方法能夠減小一些之外，還有什麼別的方法？

答：在設計高頻電路用電路板有許多注意事項，尤爲是GHz等級的高頻電路，更須要注意各電子組件pad與印刷pattern的長度對電路特性所形成的影響。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彷佛有增長的趨勢，相似如此的設計常常會形成數位電路動做時，高頻電路卻發生動做不穩定等現象，其中緣由之一是數位電路產生的噪訊，影響高頻電路正常動做所致。爲了不上述問題除了設法分割兩電路block以外，設計電路板以前充分反省設計構想，纔是根本應有的手法，基本上設計高頻電路用電路板必需掌握下列三大原則：

 高質感。
 不可取巧。
 不可倉促搶時間。
如下是設計高頻電路板的一些建議：
(1)印刷pattern的長度會影響電路特性。尤爲是傳輸速度爲GHz高速數位電路的傳輸線路，一般會使用strip
line，同時藉由調整配線長度補正傳輸延遲時間，其實這也意味着電子組件的設置位置對電路特性具備絕對性的影響。
(2)Ground做大better。銅箔面總體設置ground層，而鏈接via的better
ground則是高頻電路板與高速數位電路板共同的特徵，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，以最短的長度與電路板的ground鏈接。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度與電路板的ground鏈接。

(3)信號線做短配線設計。不可任意加大配線長度，儘可能縮短配線長度。
(4)減小電路之間的結合。尤爲是filter與amplifier輸出入之間做電路分割很是重要，它至關於audio電路的cross talk對策。
(5)MCU迴路Layout考量：震盪電路僅可能接近IC震盪腳位；震盪電路與VDD & VSS保持足夠的距離；震盪頻率大於1MHz時不需加 osc1 &
osc2 電容；電源與地間要最短位置並儘可能拉等寬與等距的線，於節點位置加上104/103/102等陶瓷電容。
19. Intel系列的96單片機80c196KB開發系統時，都有那些注意事項？
答：一個即時系統的軟體由即時操做系統加上應用程序構成。應用程序與做業系統的接口經過系統調用來實現。用80C196KB做業系統的MCU，只能用內部RAM做爲TCB和全部系統記憶體（含各類控制表）以及各個任務的工做和資料單元。所以必定要注意如下幾點：

(1)對各個任務分配各自的堆迭區，該堆迭區既做爲任務的工做單元，也做爲任務控制塊的保護單元。
(2)系統的任務控制塊只存放各任務的堆迭指標，而任務的狀態均存放於任務椎棧中。在一個任務退出運行時，經過中斷把它的狀態進棧，而後把它的堆迭指標保存於系統的TCB中；再根據優先取出優先順序最高的已就緒任務的堆迭指標SP映象值送入SP中；最後執行中斷返回指令轉去執行新任務。

(3)各任務的資料和工做單元儘可能用堆迭實現，這樣能夠容許各任務使用同一個子程序。使用堆迭實現參數傳遞並做爲工做單元，而不使用絕對地址的RAM，可實現可重入子程序。該子程序既可爲各個任務所調用，也可實現遞迴調用。

20. 在demo板上採樣電壓時，不穩定，採樣結果有波動，如何消除？
答：通常來講，仿真器都是工做在一個穩壓的環境(一般爲5V)。若是用仿真器的A/D時，要注意其A/D參考電壓是由仿真器內部給出，仍是須要外部提供。A/D轉換須要一個連續的時鐘週期，因此在仿真時不能用單步調試的方法，不然會形成A/D採樣值不許。至於A/D採樣不穩定，能夠在A/D輸入口加一電容，起到濾波做用；在軟件處理時採用中值濾波的方法。

 

 

21. 在車載DVD系統中，如何設計電子防震系統？
答：在車載DVD系統，最好選擇高檔DVD機，由於高檔DVD機都採用電子防震系統(ADVANCEDESP)，當記憶緩衝區內的讀數下降，先進的電子防震設計會以雙速讀數系統，作出比正常速度快兩倍的讀數速率，以減低噪聲，即便連續震盪仍可避免跳線狀況出現，如今就說說什幺叫電子防震。簡單地說：電子防震就是一個信號的儲存--釋放過程，首先CD要先把信號進行提早讀取，也就是咱們見到機子的加速，再把信號儲存在RAM中，而咱們在開防震的時候所聽到的就是通過RAM的聲音，這樣就是它的過程。當沒有防震時是因爲信號是1比1讀取的，因此當受到衝擊後，就會出現跳音。而當開了防震時，機子受到衝擊後，由RAM釋放出來的聲音使音樂不停地播放，而與此同時，光頭迅速進行復位檢索，當檢索到信號後當即補充，因此不會出現跳音。大概的狀況就是這樣。可是這樣尚未知足用家的要求，因爲這種的方法帶來的時間短，一般只有3秒，因此跳音的機會仍是蠻高，若是增大RAM又帶來造價的增高由於RAM這東西價格較貴，尤爲是質量好的。

22. 在電子防震技術中，有那些IC或器件可供選擇？
答：在電子防震技術中，最重要的技術之一要數是RAM技術，而一直以來都是由於它的成本問題，因此防震時間都一直不能增長，也就是說RAM自己就有限制，RAM的容量越大，造價就越高。而許多廠家就如何在RAM的限制裏獲得最大限度的記憶時間展開了開發研究。

23. 如何進行編程能夠減小程序的bug？
答：在此提供一些建議，因系統中實際運行的參數都是有範圍的。系統運行中要考慮的超範圍管理參數有：
　

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、採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爲非正常激勵或非正常回應進行出錯處理。

 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、存儲單元長度、堆迭深度。在程序設計中，對資源參數不容許超範圍使用。
 應用參數。這些應用參數常表現爲一些單片機、功能單元的應用條件。如E2PROM的擦寫次數與資料存儲時間等應用參數界限。
 過程參數。指系統運行中的有序變化的參數。
在上述參數羣對一程序編寫者而言，須養成良好習慣，在程序的開頭，有順序的用本身喜歡文字參數對應列表來替代，而後用本身定義的文字參數來編寫程序，這樣在作程序的修改及維護時只在程序的開頭作變更便可，不用修改到程序段，才比較容易且不會出錯。

24. 有人認爲單片機將被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？
答：由於8位單片機與嵌入式系統的ARM在功能結構和單價的差別，故應用層次上就有很大的不一樣。 ARM適用於系統複雜度較大的高級產品，如PDA、手機等應用。
而8位單片機因架構簡單，硬件資源相對較少，適用於通常的工業控制，消費性家電……等等。評估單片機近期是否會給ARM取代，要觀察兩個因素：
 芯片成本
因ARM的工做頻率較高，電路較龐大，所需的芯片製造工藝要求在0。25U以上，成本較高。8位單片機工做頻率相對較低，電路較小，所需的芯片製造工藝在0。5U
便可，成本較低。
 功能定位
ARM的功能較單片機強，但二者定位不一樣。就如現階段不會有人用ARM去做一個簡單的工業定時開關。固然，若是二者單價相同也無不可，但現實是有很大的單價差距。
至於未來，因芯片制形成本會不斷降低，上述的成本差別影響越來越少!但我估計在日後5年單片機仍有價格優點，仍能存活!但ARM是否會精簡架構，下降成本，搶奪低階市場？我想可能性不大，ARM應該會向上發展。一樣，單片機也只能向上發展，如16位，高功能……等。
緣由就是由於芯片製造工藝進步太快。壓迫芯片設計往高集成發展。
25. 在單片機C編成時，如何才能使生成的代碼具備和彙編同樣的效率？
答：若是是使用C語言編程時，不太可能生成的代碼具備1：1和彙編同樣的效率。
C語言命令要被硬件識別並執行，必須經過編譯器編譯。編譯器分爲前端、中端、後端。前端與各類計算機語言寫的程序打交道，後端與處理器的基本指令集接軌。因此若是使用C編程時，要達到最高的效率，最好可以很瞭解所使用的C編譯器。先試驗一下每條C語言編譯之後對應的彙編語言的語句行數，這樣就能夠很明確的知道效率。在從此編程的時候，使用編譯效率最高的語句，這樣就能確保單片機C編程的時候一樣的功能不一樣的C程序，編譯效率最高。可是各家的C編譯器都會有必定的差別，優秀的嵌入式系統C編譯器代碼長度和執行時間僅比以彙編語言編寫的一樣功能程度長5-20%，因此不一樣廠家的C編譯器的編譯效率也會有所不一樣。

26. ARM單片機和哪一種內核的單片機比較接近？
答：嚴格的說，ARM不是單片機，是一個嵌入式的實時操做系統。ARM（Advanced RISC
Machines）是微處理器行業的一家知名企業，設計了大量高性能、廉價、耗能低的RISC處理器、相關技術及軟件。ARM將其技術受權給世界上許多著名的半導體、軟件和OEM廠商，每一個廠商獲得的都是一套獨一無二的ARM相關技術及服務。因此市場上像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，如今不存在什幺ARM單片機和哪一種內核的單片機比較接近的問題。並且因爲廠家購買內核後會根據本身芯片應用方向的不一樣，自行添加不一樣的外掛功能模塊，因此，一樣內核的芯片其提供的功能是不一樣的。

27. 從51轉到ARM會有困難嗎？
答：從51轉到ARM，其實編程之類的原理都是同樣的，可是要注意的是ARM是一個RISC的架構，在ARM的應用開放源代碼的程序不少，要想提升本身，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. 我學過MCS51單片機教材，頗有興趣，但缺少實踐經驗，手頭沒有任何道具可供演練，資金又有限，請問該怎麼辦？
答：在沒有任何條件進行實踐時，若是真的有興趣，能夠下載一些具備軟件仿真功能仿真軟件進行一些編程，像一些作得比較好的51仿真軟件應該具備這種功能。HOLTEK的仿真軟件HT-IDE3000也具備相應的功能，同時它還具備LCD軟件仿真，周邊電路的軟件仿真。有興趣的話，也能夠去免費下載使用： [url]http://www.HOLTEK.com.cn/tech/tool/ide.htm[/url]。同時能夠到一些電子市場去購買一些簡單器件本身練習搭一下電路以增強硬件方面的知識。

29. 若是已經有了針對某MCU的C實現的某個算法，保持框架不變，對核心的部分用匯編優化，有沒有一些比較通用的原則？
答：每一個人的編程都有本身的風格與習慣，若是要利用別人的程序，在其中修修改改，若是他的程序並無很好的模塊化的話，建議最好不要這幺作，不然原本預期達到事倍功半，說不定反而事半功倍了。要參考他人的程序固然能夠，可是首要是要看懂並理解他人程序的算法精髓，而不是在他的基礎上打補丁。而關於算法方面的優化，能夠購買一些數據結構的書籍，上面有比較詳細的說明。

30. 若是準備估計一個算法的MIPS，有什麼好的途徑？
答：算法的運行時間是指一個算法在計算機上運算所花費的時間。它大體等於計算機執行簡單操做（如賦值操做，比較操做等）所須要的時間與算法中進行簡單操做次數的乘積。一般把算法中包含簡單操做次數的多少叫作算法的時間複雜性。它是一個算法運行時間的相對量度，通常用數量級的形式給出。度量一個程序的執行時間一般有兩種方法：


一種是過後統計的方法。由於不少計算機內部都有計時功能，不一樣算法的程序可經過一組或若干組相同的統計數據以分辨優劣。但這種方法有兩個缺陷：一是必須先運行依據算法編制的程序；二是所得時間的統計量依賴於計算機的硬件、軟件等環境因素，有時容易掩蓋算法自己的優劣。所以人們經常採用另外一種事前分析估算的方法。

 一種是事前分析估算的方法。一個程序在計算機上運行時所消耗的時間取決於下列因素：
(1)依據的算法選用何種策略；
(2)問題的規模。例如求100之內仍是1000之內的素數；
(3)書寫程序的語言。對於同一個算法，實現語言的級別越高，執行效率就越低；
(4)編譯程序所產生的機器代碼的質量。這個跟編譯器有關；
(5)機器執行指令的速度。
顯然，同一個算法用不一樣的語言實現，或者用不一樣的編譯程序進行編譯，或者在不一樣的計算機上運行時，效率均不相同。這代表使用絕對的時間單位衡量算法的效率是不合適的。撇開這些與計算機硬件、軟件有關的因素，能夠認爲一個特定算法"運行工做量"的大小，只依賴於問題的規模（一般用整數量n表示），或者說，它是問題規模的函數。

一個算法是由控制結構（順序、分支和循環三種）和原操做（指固有數據類型的操做）構成的，則算法時間取決於二者的綜合效果。爲了便於比較同一問題的不一樣算法，一般的作法是，從算法中選取一種對於所研究的問題（或算法類型）來講是基本運算的原操做，以該基本操做重複執行的次數做爲算法的時間度量。

算法的MIPS有專門的一門學問，能夠去好好參考相關的數據結構書籍。

31. 遙控的編解碼思路和設計流程是怎樣的？
答：通常來講完整的遙控碼分爲頭碼、地址碼、數據碼和校驗碼四個組成部分。頭碼根據不一樣的廠家各不相同，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送不一樣的碼值。咱們最多見的碼型有SONY、松下、NEC等廠家型號。遙控編碼芯片最經常使用的是在空調、DVD、車庫門等遙控器上。

設計編碼程序能夠分爲三個部分。
第一部分是瞭解碼型的特性。遙控碼的頭碼和地址碼（也稱爲客戶碼）是固定不變的，數據碼和校驗碼根據不一樣的鍵值而改變。
第二部分是計算髮碼時間。遙控碼大部分都是由邏輯「1」和邏輯「0」組成，也就是由一串固定佔空比、固定週期的方波所組成。一般這些方波的週期是毫秒甚至微秒等級，須要在時間上計算的比較精確。因此選擇發碼單片機型號的時候，就要考慮到單片機的運行速度是否是夠快，以及程序運行時間夠不夠。

第三部分就是程序的編寫。選定單片機型號以後，開始設計程序流程。通常來講咱們使用I/O口就能夠作發碼的輸出端口。發碼程序通常由幾個子程序組成，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。一旦咱們獲得要發送碼的命令後，首先調用頭碼子程序，而後根據客戶碼和鍵值調用邏輯1子程序或者邏輯0子程序，最後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是專爲遙控器設計的單片機，它們具備專門紅外輸出口，能夠實現絕大部分發碼的要求。

設計解碼程序也能夠分爲三部分。
第一部分了解編碼波形特性。從分析編碼的高、低脈衝寬度入手，瞭解邏輯「1」和邏輯「0」的波形佔空比、週期。瞭解頭碼的特性。
第二部分肯定接收方式。通常咱們能夠用I/O口查詢方法或者INT口中斷響應方法來接收編碼。這二者的區別是I/O口查詢方式比較耗費單片機的運行時間資源，須要不斷的去偵測I/O的電平變化，以避免漏掉有效的碼值；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，單片機才須要去處理，不須要時刻進行偵測。可是INT口中斷接收方式不能辨別相同週期不一樣佔空比的波形特性，當編碼所攜帶的邏輯「1」和邏輯「0」具備這種特性時，就沒法經過INT口中斷接收方式來辨別了，由於INT中斷只是在上升沿或者降低沿的時候才觸發。

第三部分將接收的碼值存儲並分析執行。根據判斷高低電平的寬度（定時器或者延時），能夠獲得碼值，也就是咱們所說的解碼。通常咱們連續收到3個相同的完整碼值，就確認此碼的確被髮出，並接收成功。當解碼結束，根據碼值咱們能夠判斷出是哪一個按鍵被按下，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，均可以符合大多數解碼的任務。
32. 在學習單片機的過程當中，如何理解預分頻，12時鐘模式（6時鐘模型）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，而後再輸出。HOLTEK公司有一款最基本的8位I/O型單片機HT48R05A-1，咱們就以這款單片機爲例說明。HT48R05A-1有一個8位向上計數的定時器Counter。系統時鐘Fsys（4MHz）進入八階預分頻器（8-stage
Prescaler）進行分頻，再進入定時計數器Counter計數。根據軟件設置，預分頻器能夠將Fsys進行2的n次方分頻（n=1~8）。舉例來講，若是軟件設置爲預分頻器2分頻，那幺預分頻器輸出的頻率就是Fsys/2=2MHz，這個2MHz信號再進入定時計數器Counter。

若是須要HT48R05A-1或者其它各種HOLTEK單片機的詳細資料，能夠在以下地址下載： [url]http://www.holtek.com.cn/referanc/htk_book.htm[/url]
。
12時鐘模式(6時鐘模型)應該就是在MCS51系列中，12個系統時鐘爲一個機器週期，2個系統時鐘爲一個狀態，即一個機器週期有6個狀態。
33. A/D、D/A的採樣速率與其它單片機相比有什麼優點？
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轉換時間最快爲76us。
至於D/A，通常是指PWM輸出，HOLTEK A/D Type MCU都帶有8bit的PWM輸出，但HOLTEK
PWM的特色是其輸出頻率由系統頻率決定(既系統頻率選定後，PWM頻率也就定了)，其佔空比經過對[PWM]寄存器賦值進行控制，不須要佔用定時/計數器資源。
34. 採用AT89S51時，出現了按了復位按鈕，RAM中的數據被修改了。這是怎麼回事？注：數據放在特殊寄存器以外。
答：若是是RESET腳的復位按鈕：通常MCU的RESET復位，其特殊寄存器會被從新初始化，而通用寄存器的值保持不變。
若是復位按鈕是電源復位：那就是MCU的上電覆位，其特殊寄存器會被初始化，而通用寄存器的值是隨機數。
35.
將P2.7用來驅動一個NPN三極管，中間串接了一個1K的電阻。問題是：當我嘗試向P2.7寫’1’時，發現管腳只能輸出大約0.5V的一個電平。這個電路的使用得穩當麼？如何正確的使用IO功能？

答：是在仿真時遇到的問題，仍是燒錄芯片後遇到的問題？
能夠先將P2.7的外部電路斷開，測量輸出電壓是否正常。若是斷開後輸出電壓正常，那就說明P2.7的驅動能力不夠，不能驅動NPN三極管，應該改用PNP三極管(通常在MCU應用中，都採用PNP方式驅動)。若是斷開後輸出電壓還不正常，那有多是仿真器(或芯片)已經損壞。

36.
在作充電管理的時候，提升pwm的頻率每每以犧牲精度爲代價，若是用的AT90S4433(avr)、78P458(elan)頻率分別作到16kHz(8bit)和32kHz(8bit)，而但願作到的是100kHz(8bit以上)，諸如atiny15那樣。怎麼辦？

答：你所說的PWM是經過定時/計數器來控制其頻率和佔空比的，因此要提升頻率，必然會下降精度。若是要提升PWM的頻率，只能經過提升系統振盪頻率來解決。
37. 汽車電子用的單片機是8位多，仍是32位？如何看待單片機在汽車電子市場中的前景？
答：現今汽車製造也是一個進步很快的工業，特別是電子應用於汽車上，令多種新功能得以實現。
總的來講，汽車電子應用分三部份。
 汽車發動機控制：限速控制，渦輪增壓，燃料噴注控制等。
 汽車溫馨裝置：遙控防盜系統，自動空調系統，影音播放系統，衛星導航系統等。
 汽車操控和制動：剎車防抱死系統(ABS)，循跡系統(TCS)，防滑系統(ASR)，電子穩定系統(ESP)等。
汽車上的各系統繁多，且突飛猛進，故利用何種單片機是依各系統規格，要求不一，但有同樣可確定是該單片機要符工業規格，才能忍受汽車應用的惡劣環境，高溫，電源干擾，可靠度要求。不一樣檔次的汽車其功能配置相對亦有差異，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、導航及未來的無人駕駛，就非通常單片機能實現。

因汽車工業現階段由歐美日數個大集團所把持，相關的汽車電子配件各集團會挑選單片機大廠合做，
故汽車內置的電子系統亦由單片機大廠把持，市場只剩外置系統如遙控防盜，影音導航供小廠開發。
38. 在使用三星的s3c72n4時，以爲它的time/counter不夠用。如今要同時用到3個counter，該怎麼辦？
答：您是須要三個外部counter仍是須要三個定時器？若是是三個定時器標誌的話，能夠取這三個定時最基本的時基做爲timer的基礎計數，而後以這個時基來計算這三個須要的計數標誌的flag，在程序中只須要查詢flag是否到，再採起動做。

若是要3個外部脈衝計數的話，這個有必定的難度，若是外部脈衝不是很頻繁，能夠考慮經過外部中斷進行，可是這個方法必須是外部脈衝的頻率與MCU執行速度有必定的數量級差，不然mcu可能沒法處理其它程序，一直在處理外部中斷。

39.
在芯片集成技術日益進步的今天，單片機的集成技術發展也很迅速，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，使不少的引腳能夠複用，這種複用技術的使用在實際應用中會不會影響其功能的執行？

答：如今有不少品牌的單片機都有引腳複用功能，不止飛利浦一家，應該說這個方式前幾年就已經有了。在實際應用中不會影響其功能的執行，可是要注意的是，有的MCU若是採用複用引腳的話，該引腳會有一些應用上的限制，這在相應的datasheet裏面都會有描述，因此在系統規劃的時候都要予以注意。

40. Delta-Sigma軟件測量方式，是什麼概念？
答：Delta-Sigma原理通常應用在ADC應用中。具體來講，Delta-Sigma
ADC的工做原理是由差動器、積分器和比較器構成調製器，它們一塊兒構成一個反饋環路。調製器以大大高於模擬輸入信號帶寬的速率運行，以便提供過採樣。模擬輸入與反饋信號（偏差信號）進行差動
(delta)比較。該比較產生的差動輸出饋送到積分器(sigma)中。而後將積分器的輸出饋送到比較器中。比較器的輸出同時將反饋信號（偏差信號）傳送到差動器，而自身被饋送到數字濾波器中。這種反饋環路的目的是使反饋信號（偏差信號）趨於零。比較器輸出的結果就是1/0
流。該流若是1密度較高，則意味着模擬輸入電壓較高；反之，0密度較高，則意味着模擬輸入電壓較低。接着將1/0流饋送到數字濾波器中，該濾波器經過過採樣與抽樣，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。

簡而言之，Delta就是差動，Sigma就是積分的意思。Delta-Sigma軟件測試，個人理解應該是經過軟件模擬差動積分的過程。具體來講，就是偵測外部輸入的電壓（或者電流）信號變化，而後經過軟件積分運算，得出外部信號隨時間變化的基本情況。

 

41. 一般採用什麼方法來測試單片機系統的可靠性？
答：單片機系統能夠分爲軟件和硬件兩個方面，咱們要保證單片機系統可靠性就必須從這兩方面入手。
首先在設計單片機系統時，就應該充分考慮到外部的各類各樣可能干擾，儘可能利用單片機提供的一切手段去割斷或者解決不良外部干擾形成的影響。咱們以HOLTEK最基本的I/O單片機HT48R05A-1爲例，它內部提供了看門狗定時器WDT防止單片機內部程序亂跑出錯；提供了低電壓復位系統LVR，當電壓低於某個容許值時，單片機會自動RESET防止芯片被鎖死；HOLTEK也提供了最佳的外圍電路鏈接方案，最大可能的避免外部干擾對芯片的影響。

當一個單片機系統設計完成，對於不一樣的單片機系統產品會有不一樣的測試項目和方法，可是有一些是必須測試的：
 測試單片機軟件功能的完善性。 這是針對全部單片機系統功能的測試，測試軟件是否寫的正確完整。
 上電掉電測試。在使用中用戶必然會遇到上電和掉電的狀況，能夠進行屢次開關電源，測試單片機系統的可靠性。
 老化測試。測試長時間工做狀況下，單片機系統的可靠性。必要的話能夠放置在高溫，高壓以及強電磁干擾的環境下測試。

ESD和EFT等測試。能夠使用各類干擾模擬器來測試單片機系統的可靠性。例如使用靜電模擬器測試單片機系統的抗靜電ESD能力；使用突波雜訊模擬器進行快速脈衝抗干擾EFT測試等等。

固然若是沒有此類條件，能夠模擬人爲使用中，可能發生的破壞狀況。例如用人體或者衣服織物故意摩擦單片機系統的接觸端口，由此測試抗靜電的能力。用大功率電鑽靠近單片機系統工做，由此測試抗電磁干擾能力等。

42. 在開發單片機的系統時，具體有那些是衡量系統的穩定性的標準？
答：從工業的角度來看，衡量系統穩定性的標準有不少，也針對不一樣的產品標準不一樣。下面咱們大概介紹單片機系統最經常使用的標準。
 電試驗(ESD)
參考標準： IEC 61000-4-2
本試驗目的爲測試試件承受直接來自操做者及相對對象所產生之靜電放電效應的程度。
 空間輻射耐受試驗(RS)
參考標準：IEC 61000-4-3
本試驗爲驗證試件對射頻產生器透過空間散射之噪聲耐受程度。
測試頻率：80 MHz~1000 MHz
 快速脈衝抗擾測試(EFT/B)
參考標準：IEC 61000-4-4
本試驗目的爲驗證試件之電源線，信號線(控制線)遭受重複出現之快速瞬時叢訊時之耐受程度。
 雷擊試驗(Surge)
參考標準 ： IEC 61000-4-5
本試驗爲針對試件在操做狀態下，承受對於開關或雷擊瞬時之過電壓/電流產生突波之耐受程度。
 傳導抗擾耐受性(CS)
參考標準：IEC 61000-4-6
本試驗爲驗證試件對射頻產生器透過電源線傳導之噪聲耐受程度。
測試頻率範圍：150 kHz~80 MHz
 Impulse
脈衝經由耦合注入電源線或控制線所做的雜抗擾性試驗。
43. 在設計軟體時，大多單片機都設有看門狗，須要在軟體適當的位置去喂狗，以防止軟體復位和軟體進入死循環，如何適當的喂狗，即如何精確斷定軟體的運行時間？
答：大多數單片機都有看門狗定時器功能（WDT，Watch Dog
Timer）以免程序跑錯。HOLTEK有一款基本I/O型單片機--HT48R05A-1，咱們就以它爲例作個說明吧。
首先了解一下WDT的基本結構，它實際上是一個定時器，所謂的喂狗是指將此定時器清零。喂狗分爲軟件和硬件兩種方法。軟件喂狗就是用指令來清除WDT，即CLR
WDT；硬件喂狗就是硬件復位RESET。當定時器溢出時，會形成WDT復位，也就是咱們常說的看門狗起做用了。在程序正常執行時，咱們並不但願WDT復位，因此要在看門狗溢出以前使用軟件指令喂狗，也就是要計算WDT相隔多久時間會溢出一次。HT48R05A-1的WDT溢出時間計算公式是：256*Div*Tclock。其中Div是指wdt預分頻數1~128，Tclock是指時鐘來源週期。若是使用內部RC振盪做爲WDT的時鐘來源（RC時鐘週期爲65us/5V），最大的WDT溢出時間爲2.1秒。

當咱們獲得了WDT溢出時間Twdt後，通常選擇在Twdt/2左右的時間進行喂狗，以保證看門狗不會溢出，同時喂狗次數不會過多。
軟件運行時間是根據不一樣的運行路線來決定的，若是能夠預見軟件運行的路線，那麼能夠根據T=n*T1來計算軟件的運行時間。n是指運行的機器週期數，T1是指機器週期。HOLTEK單片機是RISC結構，大部分指令由一個機器週期組成，只須要知道軟件運行了多少條指令，就能夠算出運行時間了。HOLTEK的編譯軟件HT-IDE3000中，就有計算運行時間的工具。可是對於CISC結構的單片機，一條指令能夠由若干個機器週期組成，那麼就須要根據具體執行的指令來計算了。

44.
咱們是一家開發數控系統的專業廠，利用各類單片機和CPU開發了不少產品，在軟件開發上也採用了不少通用的抗干擾技術，如：軟件陷阱、指令允餘、看門狗和數字濾波等等，但實際運用中仍是很不可靠，如：常常莫名其妙地死機、程序跳段、I/O數據錯誤等，而且故障的重複性很不肯定，也不是週期性地重複。每每用戶使用中出現故障，但又沒法重現，很讓人頭痛。反覆檢查硬件也設查出緣由，因此對軟件的可靠性非常懷疑。怎麼辦？

答：防止干擾最有效的方法是去除干擾源、隔斷干擾路徑，但每每很難作到，因此只能看單片機抗干擾能力夠不夠強了。單片機干擾最多見的現象就是復位；至於程序跑飛，其實也能夠用軟件陷阱和看門狗將程序拉回到復位狀態；因此單片機軟件抗干擾最重要的是處理好復位狀態。

通常單片機都會有一些標誌寄存器，能夠用來判斷復位緣由；另外也能夠本身在RAM中埋一些標誌。在每次程序復位時，經過判斷這些標誌，能夠判斷出不一樣的復位緣由；還能夠根據不一樣的標誌直接跳到相應的程序。這樣能夠使程序運行有連續性，用戶在使用時也不會察覺到程序被從新復位過。

能夠在定時中斷裏面設置一些暫存器累加，而後加到預先設定的值（一個比較長的時間），SET標誌位，這些動做都在中斷程序裏面。而主程序只須要查詢標誌位就行了，可是注意標誌位使用後，記得清除，還有中斷裏面的時基累加器使用之後也要記得清除。

 

       來自:[機器人技術論壇]－機器與智能網