關(guān)于單片機的N多問題
設(shè)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口查詢方法或者INT口中斷響應(yīng)方法來接收編碼。這兩者的區(qū)別是I/O口查詢方式比較耗費單片機的運行時間資源,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(jié)省資源,當(dāng)外部有電平變化時,單片機才需要去處理,不需要時刻進行偵測。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(dāng)編碼所攜帶的邏輯“1”和邏輯“0”具有這種特性時,就無法通過INT口中斷接收方式來辨別了,因為INT中斷只是在上升沿或者下降沿的時候才觸發(fā)。
第三部分將接收的碼值存儲并分析執(zhí)行。根據(jù)判斷高低電平的寬度(定時器或者延時),可以得到碼值,也就是我們所說的解碼。一般我們連續(xù)收到3個相同的完整碼值,就確認此碼的確被發(fā)出,并接收成功。當(dāng)解碼結(jié)束,根據(jù)碼值我們可以判斷出是哪個按鍵被按下,由此去執(zhí)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(shù)解碼的任務(wù)。
32. 在學(xué)習(xí)單片機的過程中,如何理解預(yù)分頻,12時鐘模式(6時鐘模型)等概念?
答:預(yù)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明。HT48R05A-1有一個8位向上計數(shù)的定時器Counter。系統(tǒng)時鐘Fsys(4MHz)進入八階預(yù)分頻器(8-stage Prescaler)進行分頻,再進入定時計數(shù)器Counter計數(shù)。根據(jù)軟件設(shè)置,預(yù)分頻器可以將Fsys進行2的n次方分頻(n=1~8)。舉例來說,如果軟件設(shè)置為預(yù)分頻器2分頻,那幺預(yù)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(shù)器Counter。
如果需要HT48R05A-1或者其它各類HOLTEK單片機的詳細資料,可以在如下地址下載:http://www.holtek.com.cn/referanc/htk_book.htm。
12時鐘模式(6時鐘模型)應(yīng)該就是在MCS51系列中,12個系統(tǒng)時鐘為一個機器周期,2個系統(tǒng)時鐘為一個狀態(tài),即一個機器周期有6個狀態(tài)。
33. A/D、D/A的采樣速率與其它單片機相比有什么優(yōu)勢?
答:HOLTEK A/D Tyep MCU內(nèi)嵌逐位逼近的A/D轉(zhuǎn)換電路,精度有8bit/9bit/10bit,A/D轉(zhuǎn)換時間最快為76us。
至于D/A,一般是指PWM輸出,HOLTEK A/D Type MCU都帶有8bit的PWM輸出,但HOLTEK PWM的特點是其輸出頻率由系統(tǒng)頻率決定(既系統(tǒng)頻率選定后,PWM頻率也就定了),其占空比通過對[PWM]寄存器賦值進行控制,不需要占用定時/計數(shù)器資源。
34. 采用AT89S51時,出現(xiàn)了按了復(fù)位按鈕,RAM中的數(shù)據(jù)被修改了。這是怎么回事?注:數(shù)據(jù)放在特殊寄存器之外。
答:如果是RESET腳的復(fù)位按鈕:一般MCU的RESET復(fù)位,其特殊寄存器會被重新初始化,而通用寄存器的值保持不變。
如果復(fù)位按鈕是電源復(fù)位:那就是MCU的上電復(fù)位,其特殊寄存器會被初始化,而通用寄存器的值是隨機數(shù)。
35. 將P2.7用來驅(qū)動一個NPN三極管,中間串接了一個1K的電阻。問題是:當(dāng)我嘗試向P2.7寫1時,發(fā)現(xiàn)管腳只能輸出大約0.5V的一個電平。這個電路的使用得妥當(dāng)么?如何正確的使用IO功能?
答:是在仿真時遇到的問題,還是燒錄芯片后遇到的問題?
可以先將P2.7的外部電路斷開,測量輸出電壓是否正常。如果斷開后輸出電壓正常,那就說明P2.7的驅(qū)動能力不夠,不能驅(qū)動NPN三極管,應(yīng)該改用PNP三極管(一般在MCU應(yīng)用中,都采用PNP方式驅(qū)動)。如果斷開后輸出電壓還不正常,那有可能是仿真器(或芯片)已經(jīng)損壞。
36. 在做充電管理的時候,提高pwm的頻率往往以犧牲精度為代價,如果用的AT90S4433(avr)、78P458(elan)頻率分別做到16kHz(8bit)和32kHz(8bit),而希望做到的是100kHz(8bit以上),諸如atiny15那樣。怎么辦?
答:你所說的PWM是通過定時/計數(shù)器來控制其頻率和占空比的,所以要提高頻率,必然會降低精度。如果要提高PWM的頻率,只能通過提高系統(tǒng)振蕩頻率來解決。
37. 汽車電子用的單片機是8位多,還是32位?如何看待單片機在汽車電子市場中的前景?
答:現(xiàn)今汽車制造也是一個進步很快的工業(yè),特別是電子應(yīng)用于汽車上,令多種新功能得以實現(xiàn)。
總的來說,汽車電子應(yīng)用分三部份。
l 汽車發(fā)動機控制:限速控制,渦輪增壓,燃料噴注控制等。
l 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。
l 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(dāng)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(dāng)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:
l 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。
l 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。
l 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。
l ESD和EFT等測試。可以使用各種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(dāng)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。
l 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。
l 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
l 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。
l 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。
l 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
l 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(dāng)?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(dāng)?shù)奈构罚慈绾尉_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(dāng)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(dāng)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。
45. 在單片機的應(yīng)用方面應(yīng)注重哪幾個方面的學(xué)習(xí)?
答:學(xué)習(xí)的過程基本上可分四個階段:
第一階段是先瀏覽教科書里的硬體部分,大至了解單片機的硬體結(jié)構(gòu)。如ROM、RAM、地址、I/O口等,以及看一些廠家的Data Sheet如HOLTEK網(wǎng)站有提供簡體版各項MCU資料,來加強IC所提供各項資源的印象。
第二階段就是了解二進位數(shù)字、十六進位數(shù)和軟體方面的內(nèi)容。盡管有很多高階語言可用于單片機的編程,但我覺得初學(xué)還是以組合語言為好(即匯編語言),更有利于和硬體結(jié)合,掌握硬體結(jié)構(gòu)。知道組合語言、機器語言、指令、程式、根源程式、目的程式等概念后,就從MOV指令開始,學(xué)習(xí)組合語言和編程,在此如HOLTEK的MCU組合語言系統(tǒng)有63條指令,簡單又好理解它們怎樣和硬體聯(lián)系,更有助于一般學(xué)習(xí)單片機的指令整合與運用.因此其方法可先了解幾條基本的MOV指令和它的機器語言,大致建立起單片機的硬體和軟體概念,來知道單片機的硬體是由指令控制指揮的。
第三階段按照編程器的使用手冊,熟悉使用編程器?,F(xiàn)在的編程器一般都和電腦相連,只要具備基本電腦知識的人都可很快掌握操作步驟。如果初學(xué)者想要快點熟悉使用單片機的開發(fā)系統(tǒng),HOLTEK有提供單片機開發(fā)系統(tǒng)詳細操作資料,可上HOLTEK網(wǎng)站(www.holtek.com.cn) 來Download HT-IDE3000使用手冊
第四階段是依靠實驗板,學(xué)習(xí)掌握單片機的組合語言指令系統(tǒng)和簡單編程。同時和前面所學(xué)硬體知識結(jié)合組裝,起到主學(xué)軟體,鞏固硬體的雙重作用。開始時可用別人編的簡單程式在實驗板上進行驗證、分析,主要是熟悉該學(xué)習(xí)方法,在應(yīng)用方面主要針對單片機I/O各項介面的使用,如A/D,D/A,PWM輸出口的應(yīng)用,LCD與VFD的控制,以及如何規(guī)范各項串列輸出入口的通訊協(xié)定等,對其所控制的各項元器件須先分析驅(qū)動能力,如電流電壓問題等。
46. 當(dāng)今世界單片機的應(yīng)用與發(fā)展有什么不同?
答:對于應(yīng)用與發(fā)展是一體兩面,是以市場為導(dǎo)向,當(dāng)有市場需求時,在其應(yīng)用層面的規(guī)劃和分析,而引導(dǎo)單片機朝此方面的發(fā)展。
47. 在中國,單片機在哪方面有較好的前景?
答:觀察之前幾年以來各家廠商的銷售地區(qū)比重,可以發(fā)現(xiàn)中國大陸市場比重逐漸提升,臺灣與北美市場則逐漸衰退,主要原因在于多項產(chǎn)品制造基地轉(zhuǎn)移至大陸,MCU在大陸的需求也隨之提升。銷貨至大陸的MCU產(chǎn)品,多應(yīng)用于電話、Caller ID、玩具與LCD等產(chǎn)品,預(yù)計在未來,銷貨至大陸的比重仍將持續(xù)增加。在中國產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域可分為五大項目,包括電腦周邊(高速Modem、DSC、NB中的電源管理等)、通訊產(chǎn)業(yè)、消費性產(chǎn)品(家電、冷氣等)、車用市場(定速器、控制器、防盜器)及工業(yè)上的應(yīng)用。有部份廠家將特別瞄準消費性產(chǎn)品市場跨入,如Audio方式將朝多媒、MP3解決方案前進,另外在PC連結(jié)應(yīng)用上,包括無線、網(wǎng)路及標準應(yīng)用產(chǎn)品,都會有一系列產(chǎn)品推出。另外在電源系統(tǒng)應(yīng)用方面,在UPS(不斷電系統(tǒng))、Server Power(伺服器電源)、Charger(充電器)等應(yīng)用上;以及周邊應(yīng)用領(lǐng)域方面,針對Game Device、記憶卡、讀卡機、及Pen Drive(隨身碟)等應(yīng)用上。邏輯IC包括微處理器(MPU)、微控制器(MCU)、特殊應(yīng)用IC(ASIC)、可程式邏輯元件(PLD)以及一般的標準應(yīng)用IC(ASSP)等,不同的邏輯IC有其發(fā)展方向,而MCU產(chǎn)品則朝向整合型產(chǎn)品發(fā)展,希望能在單一的IC中加入更多的功能,以降低使用者在系統(tǒng)設(shè)計上的困難度與成本。
48. 雖然16位也很多,但是真正低端用戶還是用4,8位。高性能要求的現(xiàn)在可以選用32位單片機。而16位只能是充當(dāng)一個過渡的角色。這樣認為對嗎?
答:基本上可以這樣說,微控制器歷經(jīng)4位元、8位元、16及32位元等開發(fā)過程,投入廠商眾多,亦無所不在地應(yīng)用于各種生活領(lǐng)域,只要與操作介面有關(guān)的范圍,都能發(fā)現(xiàn)MCU的蹤跡,MCU的使用數(shù)量,在國外甚至成為評估收入、經(jīng)濟狀況的指標之一。由于汽車、家電和消費電子產(chǎn)品的銷售穩(wěn)健,因此將使2003年MCU市場充滿活力。32位元MCU市場之中,成長最快的領(lǐng)域仍屬因汽車、可上網(wǎng)手機、PDA、印表機、數(shù)位相機、高速MODEM和其它應(yīng)用對其需求較大,市場機構(gòu)預(yù)估2003年將成長30%、2004年上升38%。雖然32 bit市場成長潛力雄厚,不過目前能以32 bit為主力的廠商畢竟少數(shù),而無論是國內(nèi)外的IC供應(yīng)商,現(xiàn)階段的產(chǎn)品發(fā)展策略重心仍擺在8 bit領(lǐng)域的市場之中,而8 bit及32 bit MCU也成為廠商跨入發(fā)展的對象,至于16 bit MCU產(chǎn)品雖然速度比8 bit快,但由于16 bit介于8與32之中尷尬位置,且32 bit價格也逼近16 bit,因此對于業(yè)者對于16 bit產(chǎn)品的著墨程度相較之下少了許多。
49. 將原來的51系統(tǒng)過渡到ARM系統(tǒng),需要注意哪些事情以及如何入手?
答:51系統(tǒng)轉(zhuǎn)為ARM系統(tǒng)是比較困難的。ARM提供一系列內(nèi)核、體系擴展、微處理器和系統(tǒng)芯片方案,并且現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展了好幾種內(nèi)核了,現(xiàn)在主要有以下幾種:
l ARM7:小型、快速、低能耗、集成式RISC內(nèi)核
l ARM7TDMI(Thumb):它將ARM7指令集同Thumb擴展結(jié)合在一起,減少了內(nèi)存容量和系統(tǒng)成本;而且還利用嵌入式ICE調(diào)試技術(shù),簡化了系統(tǒng)設(shè)計;并且有DSP增強擴展改進了性能。
l ARM9TDMI:采用5階段管道化ARM9內(nèi)核,同時配備Thumb擴展、調(diào)試和Harvard總線。
如果只是想學(xué)習(xí)上手的話,建議先做個最小系統(tǒng)板,根據(jù)硬件寫一個能夠啟動的小代碼包括初始化端口,屏蔽中斷,把程序拷貝到SRAM中;完成代碼的重映射;配置中斷句柄,連接到C語言入口。其實還是多實踐,多點經(jīng)驗,多上上電子網(wǎng)站,吸取他人的開發(fā)經(jīng)驗,會對自己的成長有所幫助的。
50. Holtek的編程語句是否就是C51或是相關(guān)的,能否介紹有關(guān)汽車電子設(shè)計的資料或網(wǎng)站地址?
答:HOLTEK的編程語句就匯編指令來說,與MCS51是不一樣的,但是很多指令比較類似;而C語言,每家公司的C編譯器都會有點差異,但是很多與TURBO C相似,所以還是有很大相似性,所以可讀性要比匯編語言好得多,但是不同廠家也還是有一定差別,HOLTEK C語言的介紹請下載http://www.holtek.com.cn/referanc/ht-ide3k.pdf,第十章有詳細介紹。而關(guān)于汽車電子設(shè)計的資料或網(wǎng)站地址您可以到GOOGLE上面去搜索一下,應(yīng)該有比較多的鏈接地址。
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即指單片機的程序可重復(fù)燒寫,其程序記憶體(Program ROM)可分以下幾種:
l Window with EPROM:提供使用者更改程式的空間,具視窗式陶瓷包裝,利用紫外線燈清除資料,可重復(fù)燒寫,但包裝成本非常高,僅適合小量生產(chǎn)或?qū)嶒炇褂谩?div>
l EEPROM:屬于可重復(fù)寫入/清除之元件,此類記憶體使得程式之內(nèi)容可加以清除或修改,而無需使用開窗之包裝,可節(jié)省包裝之成本,亦方便重復(fù)使用,但生產(chǎn)制程較復(fù)雜。
l Flash EPROM:當(dāng)須要清除/寫入較大量的非揮發(fā)性程式記憶體時,F(xiàn)lash EPROM比傳統(tǒng)式EEPROM可提供較好的解決之道,因為Flash EPROM較EEPROM于清除/寫入周期次數(shù)及速度上表現(xiàn)更好。利用Flash ROM來當(dāng)作程式記憶體,由于封裝上不需要EPROM特殊的視窗式陶瓷包裝,使用上價格與OTP(One Time Programming)相差不大,相當(dāng)合理,又具有多次重復(fù)燒寫的功能
ISP(In-System Programming)在系統(tǒng)可編程,指電路板上的空白器件可以編程寫入最終用戶代碼,而不需要從電路板上取下器件,已經(jīng)編程的器件也可以用ISP方式擦除或再編程。ISP的實現(xiàn)相對要簡單一些,一般需要很少的外部電路輔助實現(xiàn),通用做法是內(nèi)部的記憶體可以由上位機的軟體通過串口來進行改寫。對于單片機來講可以通過SPI或其他的串列介面接收上位機傳來的資料并寫入記憶體中。所以即使我們將晶片焊接在電路板上,只要留出和上位機介面的這個串口,就可以實現(xiàn)晶片內(nèi)部記憶體的改寫,而無須再取下晶片。
ISP的優(yōu)點 ISP技術(shù)的優(yōu)勢是不需要編程器就可以進行單片機的實驗和開發(fā),單片機晶片可以直接焊接到電路板上,調(diào)試結(jié)束即成成品,免去了調(diào)試時由于頻繁地插入取出晶片對晶片和電路板帶來的不便。
IAP(In-Application Programming)指MCU可以在系統(tǒng)中獲取新代碼并對自己重新編程,即可用程式來改變程式。IAP的實現(xiàn)相對要復(fù)雜一些,在實現(xiàn)IAP功能時,單片機內(nèi)部一定要有兩塊存儲區(qū),一般一塊被稱為BOOT區(qū),另外一塊被稱為存儲區(qū)。單片機上電運行在BOOT區(qū),如果有外部改寫程式的條件滿足,則對存儲區(qū)的程式進行改寫操作。如果外部改寫程式的條件不滿足,程式指標跳到存儲區(qū),開始執(zhí)行放在存儲區(qū)的程式,這樣便實現(xiàn)了IAP功能。IAP技術(shù)是從結(jié)構(gòu)上將Flash記憶體映射為兩個存儲體,當(dāng)運行一個存儲體上的用戶程式時,可對另一個存儲體重新編程,之后將程式從一個存儲體轉(zhuǎn)向另一個。
IAP的優(yōu)點 IAP技術(shù)是從結(jié)構(gòu)上將Flash記憶體映射為兩個存儲體,當(dāng)運行一個存儲體上的用戶程式時,可對另一個存儲體重新編程,之后將程式從一個存儲體轉(zhuǎn)向另一個。而IAP的實現(xiàn)更加靈活,通??衫脝纹瑱C的串列口接到電腦的RS232口,通過專門設(shè)計的固件程式來編程內(nèi)部記憶體,可以通過現(xiàn)有的INTERNET或其他通訊方式很方便地實現(xiàn)遠端升級和維護。
52. 目前市場上單片機開發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)品型號很多。想開發(fā)51系列單片機,選用什么型號的仿真器和編程器(每次編一片即可)比較好?
答:正如您所說的現(xiàn)在51系列單片機的仿真器產(chǎn)品型號很多,關(guān)于選用什么型號的仿真器,因為HOLTEK的IC不是51內(nèi)核,仿真器都是HOLTEK自行開發(fā),故并不能給你非常好的建議。而且市面的51仿真器,林林總總1500--10000價格不等,所以要選擇的話可以在網(wǎng)上google一下有關(guān)仿真器的論壇,看看其他用戶的評價,選擇一個性價比最好的仿真器。
53. HOLTEK的C語言是否有關(guān)于位操作和讀定義的寄存器地址的指令,如果有,它們是什么?
答:HOLTEK的C語言與標準C類似,不僅有標準C的位操作、&(按位與、按位或)、^(按位異或)、~(取反)、<<(左移)和>>(右移);還有相應(yīng)的內(nèi)建函數(shù)實現(xiàn)對整型和長整型的帶和不帶進位C的左移和右移。對已定義變量的地址的操作也與標準C相同,可通過指針運算符 * 和 & 來實現(xiàn)。
54. 在完成程序編寫運行以后看到的結(jié)果是存儲器中從R0到R7都被占用,而我根本就沒用到幾個,這是為什么?
答:要看用的是什么型號的單片機,不同型號的單片機R0到R7的定義是不同的。如果R0~R7是被定義成特殊寄存器的話,那么運行過程中自然會影響到這些寄存器,例如執(zhí)行運算程序就會影響狀態(tài)特殊寄存器的值。如果R0~R7是被定義成通用寄存器的話,那么可能就是在程序的開頭沒有初始化,單片機在上電復(fù)位時,通用寄存器的值通常是隨機的。
55. 請推薦一些比較好的理論及實踐教材,以其配套的編譯仿真燒錄的硬軟件?
答:當(dāng)今單片機市場種類繁多,應(yīng)用廣泛。以HOLTEK公司為例。HOTLEK的單片機是RISC結(jié)構(gòu)的8位單片機,它可以廣泛應(yīng)用在家用電器、安全系統(tǒng)、掌上游戲等方面。大概來說可以分成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我們都公開在HOLTEK網(wǎng)站www.Holtek.com.cn。HOLTEK各類單片機的使用手冊下載地址:http://www.holtek.com.cn/referanc/htk_book.htm;HOLTEK單片機軟件/硬件應(yīng)用范例下載地址:http://www.holtek.com.cn/tech/appnote/appnote.htm;HOLTEK單片機支持工具下載地址:http://www.holtek.com.cn/tech/tool/tool.htm。
56. 將PWM做到100kHz(8bit以上)的方法有哪些?最好是支持C編譯的。
答:要做到PWM頻率100kHz(8bit)以上,單片機的頻率要求100kHz*256=25。6MHz。所以,要實現(xiàn)這種要求的單片機需要滿足兩個條件:1。單片機有PWM輸出;2。系統(tǒng)頻率達到25。6MHz,或者單片機內(nèi)部能自己提供25。6MHz的頻率(ATtiny15內(nèi)部就有提供一個25。6MHz的頻率做為定時/計數(shù)器的時鐘)。
57. ARM董事長認為,醫(yī)療電子將成為下一個10年推動電子產(chǎn)業(yè)增長的動力,EMS預(yù)測醫(yī)療電子將成為最大的代工市場。藍牙使醫(yī)療產(chǎn)品移動能力增強將會廣泛應(yīng)用,那么隨著醫(yī)療電子發(fā)展,單片機在這一領(lǐng)域應(yīng)用會變大嗎?醫(yī)療電子應(yīng)用的最多是幾位單片機?
答:隨著16/32位嵌入式RISC發(fā)展,是會擴大醫(yī)療電子領(lǐng)域的應(yīng)用。
一般的電子醫(yī)療保健系列產(chǎn)品有如下:筆式電子體溫計、嬰兒奶嘴式電子體溫計、測溫音樂奶瓶、婦女電子體溫計,電子血壓計等系列產(chǎn)品,在醫(yī)療電子儀器有酸堿度測定器,比色計等此類產(chǎn)品可用8位單片機來完成。
但從研究制造方面來說,針對醫(yī)療電子儀器,目前已有廠商制造心電圖機、酸堿度測定器、電子測溫計等儀器,儀器中心可自制示波器(oscilloscope)、顯微鏡等,以及X光機、超聲診斷儀、電腦斷層成像系統(tǒng)、心臟起博器、監(jiān)護儀、輔助診斷系統(tǒng)、專家系統(tǒng)等,較大型復(fù)制的醫(yī)療嵌入式系統(tǒng)電子儀器就須用上16位,32位單片機來完成。
58. 普通商業(yè)級單片機的使用溫度范圍為0-70度,在低于0度和高于70度環(huán)境中使用會出現(xiàn)什么問題?商業(yè)級芯片和工業(yè)及芯片除溫度范圍不同外,在其他方面還有區(qū)別嗎?(如抗干擾性能)
答:一般單片機根據(jù)工作溫度可分為民用級(商業(yè)級)、工業(yè)級和軍用級三種:民用級的溫度范圍是0℃~70℃,工業(yè)級是-40℃~85℃,其HOLTEK的MCU就屬于此項等級,軍用級是-55℃~125℃。如果是一般普通商業(yè)級單片機,在超規(guī)格范圍使用IC時,就有可能部份IC無法工作,或工作運作不正常等發(fā)生。