單片機編程常見問答

總的來說，汽車電子應(yīng)用分三部份。

汽車發(fā)動機控制：限速控制，渦輪增壓，燃料噴注控制等。
汽車舒適裝置：遙控防盜系統(tǒng)，自動空調(diào)系統(tǒng)，影音播放系統(tǒng)，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等。
汽車操控和制動：剎車防抱死系統(tǒng)(ABS)，循跡系統(tǒng)(TCS)，防滑系統(tǒng)(ASR)，電子穩(wěn)定系統(tǒng)(ESP)等。

汽車上的各系統(tǒng)繁多，且日新月異，故利用何種單片機是依各系統(tǒng)規(guī)格，要求不一，但有一樣可肯定是該單片機要符工業(yè)規(guī)格，才能忍受汽車應(yīng)用的惡劣環(huán)境，高溫，電源干擾，可靠度要求。不同檔次的汽車其功能配置相對亦有差別，故8位單片機在較低階的系統(tǒng)如機械控制，遙控防盜等應(yīng)該還有空間，但高階的系統(tǒng)如影音、導(dǎo)航及將來的無人駕駛，就非一般單片機能實現(xiàn)。

因汽車工業(yè)現(xiàn)階段由歐美日數(shù)個大集團所把持，相關(guān)的汽車電子配件各集團會挑選單片機大廠合作， 故汽車內(nèi)置的電子系統(tǒng)亦由單片機大廠把持，市場只剩外置系統(tǒng)如遙控防盜，影音導(dǎo)航供小廠開發(fā)。

38. 在使用三星的s3c72n4時，覺得它的time/counter不夠用?，F(xiàn)在要同時用到3個counter，該怎么辦？
答：您是需要三個外部counter還是需要三個定時器？如果是三個定時器標志的話，可以取這三個定時最基本的時基作為timer的基礎(chǔ)計數(shù)，然后以這個時基來計算這三個需要的計數(shù)標志的flag，在程序中只需要查詢flag是否到，再采取動作。

如果要3個外部脈沖計數(shù)的話，這個有一定的難度，如果外部脈沖不是很頻繁，可以考慮通過外部中斷進行，但是這個方法必須是外部脈沖的頻率與MCU執(zhí)行速度有一定的數(shù)量級差，否則mcu可能無法處理其它程序，一直在處理外部中斷。

39. 在芯片集成技術(shù)日益進步的今天，單片機的集成技術(shù)發(fā)展也很迅速，在傳統(tǒng)的40引腳的基礎(chǔ)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(fù)用，這種復(fù)用技術(shù)的使用在實際應(yīng)用中會不會影響其功能的執(zhí)行？
答：現(xiàn)在有很多品牌的單片機都有引腳復(fù)用功能，不止飛利浦一家，應(yīng)該說這個方式前幾年就已經(jīng)有了。在實際應(yīng)用中不會影響其功能的執(zhí)行，但是要注意的是，有的MCU如果采用復(fù)用引腳的話，該引腳會有一些應(yīng)用上的限制，這在相應(yīng)的datasheet里面都會有描述，所以在系統(tǒng)規(guī)劃的時候都要予以注意。

40. Delta-Sigma軟件測量方式，是什么概念？
答：Delta-Sigma原理一般應(yīng)用在ADC應(yīng)用中。具體來說，Delta-Sigma ADC的工作原理是由差動器、積分器和比較器構(gòu)成調(diào)制器，它們一起構(gòu)成一個反饋環(huán)路。調(diào)制器以大大高于模擬輸入信號帶寬的速率運行，以便提供過采樣。模擬輸入與反饋信號（誤差信號）進行差動 (delta)比較。該比較產(chǎn)生的差動輸出饋送到積分器(sigma)中。然后將積分器的輸出饋送到比較器中。比較器的輸出同時將反饋信號（誤差信號）傳送到差動器，而自身被饋送到數(shù)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(jié)果就是1/0 流。該流如果1密度較高，則意味著模擬輸入電壓較高；反之，0密度較高，則意味著模擬輸入電壓較低。接著將1/0流饋送到數(shù)字濾波器中，該濾波器通過過采樣與抽樣，將1/0流從高速率、低精度位流轉(zhuǎn)換成低速率、高精度數(shù)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，我的理解應(yīng)該是通過軟件模擬差動積分的過程。具體來說，就是偵測外部輸入的電壓（或者電流）信號變化，然后通過軟件積分運算，得出外部信號隨時間變化的基本狀況。

41. 通常采用什么方法來測試單片機系統(tǒng)的可靠性？
答：單片機系統(tǒng)可以分為軟件和硬件兩個方面，我們要保證單片機系統(tǒng)可靠性就必須從這兩方面入手。

首先在設(shè)計單片機系統(tǒng)時，就應(yīng)該充分考慮到外部的各種各樣可能干擾，盡量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造成的影響。我們以HOLTEK最基本的I/O單片機HT48R05A-1為例，它內(nèi)部提供了看門狗定時器WDT防止單片機內(nèi)部程序亂跑出錯；提供了低電壓復(fù)位系統(tǒng)LVR，當電壓低于某個允許值時，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連接方案，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(tǒng)設(shè)計完成，對于不同的單片機系統(tǒng)產(chǎn)品會有不同的測試項目和方法，但是有一些是必須測試的：

測試單片機軟件功能的完善性。 這是針對所有單片機系統(tǒng)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情況，可以進行多次開關(guān)電源，測試單片機系統(tǒng)的可靠性。

老化測試。測試長時間工作情況下，單片機系統(tǒng)的可靠性。必要的話可以放置在高溫，高壓以及強電磁干擾的環(huán)境下測試。

ESD和EFT等測試?？梢允褂酶鞣N干擾模擬器來測試單片機系統(tǒng)的可靠性。例如使用靜電模擬器測試單片機系統(tǒng)的抗靜電ESD能力；使用突波雜訊模擬器進行快速脈沖抗干擾EFT測試等等。

當然如果沒有此類條件，可以模擬人為使用中，可能發(fā)生的破壞情況。例如用人體或者衣服織物故意摩擦單片機系統(tǒng)的接觸端口，由此測試抗靜電的能力。用大功率電鉆靠近單片機系統(tǒng)工作，由此測試抗電磁干擾能力等。

42. 在開發(fā)單片機的系統(tǒng)時，具體有那些是衡量系統(tǒng)的穩(wěn)定性的標準？
答：從工業(yè)的角度來看，衡量系統(tǒng)穩(wěn)定性的標準有很多，也針對不同的產(chǎn)品標準不同。下面我們大概介紹單片機系統(tǒng)最常用的標準。

電試驗(ESD)
參考標準： IEC 61000-4-2
本試驗?zāi)康臑闇y試試件承受直接來自操作者及相對對象所產(chǎn)生之靜電放電效應(yīng)的程度。

空間輻射耐受試驗(RS)
參考標準：IEC 61000-4-3
本試驗為驗證試件對射頻產(chǎn)生器透過空間散射之噪聲耐受程度。
測試頻率：80 MHz~1000 MHz

快速脈沖抗擾測試(EFT/B)
參考標準：IEC 61000-4-4
本試驗?zāi)康臑轵炞C試件之電源線，信號線(控制線)遭受重復(fù)出現(xiàn)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
本試驗為針對試件在操作狀態(tài)下，承受對于開關(guān)或雷擊瞬時之過電壓/電流產(chǎn)生突波之耐受程度。

傳導(dǎo)抗擾耐受性(CS)
參考標準：IEC 61000-4-6
本試驗為驗證試件對射頻產(chǎn)生器透過電源線傳導(dǎo)之噪聲耐受程度。
測試頻率范圍：150 kHz~80 MHz

Impulse
脈沖經(jīng)由耦合注入電源線或控制線所作的雜抗擾性試驗。

43. 在設(shè)計軟體時，大多單片機都設(shè)有看門狗，需要在軟體適當?shù)奈恢萌ノ构?，以防止軟體復(fù)位和軟體進入死循環(huán)，如何適當?shù)奈构?，即如何精確判定軟體的運行時間？
答：大多數(shù)單片機都有看門狗定時器功能（WDT，Watch Dog Timer）以避免程序跑錯。HOLTEK有一款基本I/O型單片機--HT48R05A-1，我們就以它為例做個說明吧。

首先了解一下WDT的基本結(jié)構(gòu)，它其實是一個定時器，所謂的喂狗是指將此定時器清零。喂狗分為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(fù)位RESET。當定時器溢出時，會造成WDT復(fù)位，也就是我們常說的看門狗起作用了。在程序正常執(zhí)行時，我們并不希望WDT復(fù)位，所以要在看門狗溢出之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(yù)分頻數(shù)1~128，Tclock是指時鐘來源周期。如果使用內(nèi)部RC振蕩作為WDT的時鐘來源（RC時鐘周期為65us/5V），最大的WDT溢出時間為2.1秒。

當我們得到了WDT溢出時間Twdt后，一般選擇在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(shù)不會過多。

軟件運行時間是根據(jù)不同的運行路線來決定的，如果可以預(yù)見軟件運行的路線，那么可以根據(jù)T=n*T1來計算軟件的運行時間。n是指運行的機器周期數(shù)，T1是指機器周期。HOLTEK單片機是RISC結(jié)構(gòu)，大部分指令由一個機器周期組成，只需要知道軟件運行了多少條指令，就可以算出運行時間了。HOLTEK的編譯軟件HT-IDE3000中，就有計算運行時間的工具。但是對于CISC結(jié)構(gòu)的單片機，一條指令可以由若干個機器周期組成，那么就需要根據(jù)具體執(zhí)行的指令來計算了。

44. 我們是一家開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)的專業(yè)廠，利用各種單片機和CPU開發(fā)了很多產(chǎn)品，在軟件開發(fā)上也采用了很多通用的抗干擾技術(shù)，如：軟件陷阱、指令允余、看門狗和數(shù)字濾波等等，但實際運用中還是很不可靠，如：經(jīng)常莫名其妙地死機、程序跳段、I/O數(shù)據(jù)錯誤等，并且故障的重復(fù)性很不確定，也不是周期性地重復(fù)。往往用戶使用中出現(xiàn)故障，但又無法重現(xiàn)，很讓人頭痛。反復(fù)檢查硬件也設(shè)查出原因，所以對軟件的可靠性很是懷疑。怎么辦？
答：防止干擾最有效的方法是去除干擾源、隔斷干擾路徑，但往往很難做到，所以只能看單片機抗干擾能力夠不夠強了。單片機干擾最常見的現(xiàn)象就是復(fù)位；至于程序跑飛，其實也可以用軟件陷阱和看門狗將程序拉回到復(fù)位狀態(tài)；所以單片機軟件抗干擾最重要的是處理好復(fù)位狀態(tài)。

一般單片機都會有一些標志寄存器，可以用來判斷復(fù)位原因；另外也可以自己在RAM中埋一些標志。在每次程序復(fù)位時，通過判斷這些標志，可以判斷出不同的復(fù)位原因；還可以根據(jù)不同的標志直接跳到相應(yīng)的程序。這樣可以使程序運行有連續(xù)性，用戶在使用時也不會察覺到程序被重新復(fù)位過。

可以在定時中斷里面設(shè)置一些暫存器累加，然后加到預(yù)先設(shè)定的值（一個比較長的時間），SET標志位，這些動作都在中斷程序里面。而主程序只需要查詢標志位就好了，但是注意標志位使用后，記得清除，還有中斷里面的時基累加器使用以后也要記得清除。