單片機(jī)應(yīng)用編程技巧解析
1.C 語言和匯編語言在開發(fā)單片機(jī)時各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201808/386830.htm答:匯編語言是一種用文字助記符來表示機(jī)器指令的符號語言,是最接近機(jī)器碼 的一種語言。其主要優(yōu)點(diǎn)是占用資源少、程序執(zhí)行效率高。但是不同的 CPU, 其匯編語言可能有所差異,所以不易移植。
C 語言是一種結(jié)構(gòu)化的高級語言。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(jī)語言。缺點(diǎn)是占用資源較多,執(zhí)行效率沒有匯編高。
對于目前普遍使用的 RISC 架構(gòu)的 8bit MCU 來說,其內(nèi)部 ROM、RAM、 STACK 等資源都有限,如果使用 C 語言編寫,一條 C 語言指令編譯后,會變成 很多條機(jī)器碼,很容易出現(xiàn) ROM 空間不夠、堆棧溢出等問題。而且一些單片機(jī) 廠家也不一定能提供 C 編譯器。而匯編語言,一條指令就對應(yīng)一個機(jī)器碼,每 一步執(zhí)行什幺動作都很清楚,并且程序大小和堆棧調(diào)用情況都容易控制,調(diào)試起 來也比較方便。所以在單片機(jī)開發(fā)中,我們還是建議采用匯編語言比較好。
2.C 或匯編語言可以用于單片機(jī),C++能嗎?
答:在單片機(jī)開發(fā)中,主要是匯編和 C,沒有用 C++的。
3.搞單片機(jī)開發(fā),一定要會 C 嗎?
答:匯編語言是一種用文字助記符來表示機(jī)器指令的符號語言,是最接近機(jī)器碼 的一種語言。其主要優(yōu)點(diǎn)是占用資源少、程序執(zhí)行效率高。但是不同的 CPU, 其匯編語言可能有所差異,所以不易移植。
對于目前普遍使用的 RISC 架構(gòu)的 8bit MCU 來說,其內(nèi)部 ROM、RAM、 STACK 等資源都有限,如果使用 C 語言編寫,一條 C 語言指令編譯后,會變成 很多條機(jī)器碼,很容易出現(xiàn) ROM 空間不夠、堆棧溢出等問題。而且一些單片機(jī) 廠家也不一定能提供 C 編譯器。而匯編語言,一條指令就對應(yīng)一個機(jī)器碼,每 一步執(zhí)行什么動作都很清楚,并且程序大小和堆棧調(diào)用情況都容易控制,調(diào)試起 來也比較方便。所以在資源較少單片機(jī)開發(fā)中,我們還是建議采用匯編語言比較 好。而 C 語言是一種編譯型程序設(shè)計語言,它兼顧了多種高級語言的特點(diǎn),并 具備匯編語言的功能。C 語言有功能豐富的庫函數(shù)、運(yùn)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(xiàn)對系統(tǒng)硬件的控制。C 語言是一種結(jié)構(gòu)化 程序設(shè)計語言,它支持當(dāng)前程序設(shè)計中廣泛采用的由頂向下結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計技 術(shù)。此外,C 語言程序具有完善的模塊程序結(jié)構(gòu),從而為軟件開發(fā)中采用模塊化 程序設(shè)計方法提供了有力的保障。因此,使用 C 語言進(jìn)行程序設(shè)計已成為軟件 開發(fā)的一個主流。用 C 語言來編寫目標(biāo)系統(tǒng)軟件,會大大縮短開發(fā)周期,且明顯地增加軟件的可讀性,便于改進(jìn)和擴(kuò)充,從而研制出規(guī)模更大、性能更完備的 系統(tǒng)。
綜上所述,用 C 語言進(jìn)行單片機(jī)程序設(shè)計是單片機(jī)開發(fā)與應(yīng)用的必然趨勢。 所以作為一個技術(shù)全面并涉足較大規(guī)模的軟件系統(tǒng)開發(fā)的單片機(jī)開發(fā)人員最好 能夠掌握基本的 C 語言編程。
4.當(dāng)開發(fā)一個較復(fù)雜而又開發(fā)時間短的項(xiàng)目時,用 C 還是用匯編開發(fā)好?
答:對于復(fù)雜而開發(fā)時間緊的項(xiàng)目時,可以采用 C 語言,但前提是要求對該 MCU 系統(tǒng)的 C 語言和 C 編譯器非常熟悉,特別要注意該 C 編譯系統(tǒng)所能支持的數(shù)據(jù) 類型和算法。雖然 C 語言是最普遍的一種高級語言,但不同的 MCU 廠家其 C 語言編譯系統(tǒng)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(diào)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(xué)中要用到 8088 和 196 芯片單片機(jī)教材,請問那里可以找到關(guān)于這方面 的書或資料?
答:有關(guān)這方面的教材,大學(xué)里常用的一本是《IBM-PC 匯編語言程序設(shè)計》清 華大學(xué)出版社出版的,在網(wǎng)上以及書店都是可以找到的,另外網(wǎng)上還可以搜索到 很多其他的教材如:《微機(jī)原理及匯編語言教程》(楊延雙 張曉冬 等編著 )和《16/32 位微機(jī)原理、匯編語言及接口技術(shù)》(作者: 鐘曉捷 陳濤 ,機(jī)械工業(yè) 出版社 出版)等,可以在較大型的科技書店里查找或者直接從網(wǎng)上訂購。
6.初學(xué)者到底是應(yīng)該先學(xué) C 還是匯編?
答:對于單片機(jī)的初學(xué)者來說,應(yīng)該從匯編學(xué)起。因?yàn)閰R編語言是最接近機(jī)器碼 的一種語言,可以加深初學(xué)者對單片機(jī)各個功能模塊的了解,從而打好扎實(shí)的基 礎(chǔ)。
7. 汽車電子用的單片機(jī)是 8 位多,還是 32 位?如何看待單片機(jī)在汽車電子 市場中的前景?
答:現(xiàn)今汽車制造也是一個進(jìn)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(shí)現(xiàn)。
總的來說,汽車電子應(yīng)用分三部份。
- 汽車發(fā)動機(jī)控制:限速控制,渦輪增壓,燃料噴注控制……
- 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)……。
- 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)……
汽車上的各系統(tǒng)繁多,且日新月異,故利用何種單片機(jī)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(jī)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(jī)在較低階的系統(tǒng)如機(jī)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……將來的無人駕駛!,就非一般單片機(jī)能實(shí)現(xiàn)。
因汽車工業(yè)現(xiàn)階段由歐美日數(shù)個大集團(tuán)所把持,相關(guān)的汽車電子配件各集團(tuán) 會挑選單片機(jī)大廠合作, 故汽車內(nèi)置的電子系統(tǒng)亦由單片機(jī)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)。
8. 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(biāo)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(biāo)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(jìn)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。
9. 在芯片集成技術(shù)日益進(jìn)步的今天,單片機(jī)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(jī)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(shí)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(jī)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(shí)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。
10. 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(yùn)行,以便提供過采樣。模擬輸入與 反饋信號(誤差信號)進(jìn)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(yùn)算,得出外部信號隨時間變化的基本狀況。
評論