單片機(jī)編程方案

　　在射頻控制時，MCU的時鐘（晶振）、數(shù)據(jù)線會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(xiàn)帶內(nèi)的Spur，無法濾除。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(shè)計(jì)高頻電路用電路板有許多注意事項(xiàng)，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的長度對電路特性所造成的影響。最近幾年高頻電路與數(shù)位電路共享相同電路板，構(gòu)成所謂的混載電路系統(tǒng)似乎有增加的趨勢，類似如此的設(shè)計(jì)經(jīng)常會造成數(shù)位電路動作時，高頻電路卻發(fā)生動作不穩(wěn)定等現(xiàn)象，其中原因之一是數(shù)位電路產(chǎn)生的噪訊，影響高頻電路正常動作所致。為了避免上述問題除了設(shè)法分割兩電路block之外，設(shè)計(jì)電路板之前充分檢討設(shè)計(jì)構(gòu)想，才是根本應(yīng)有的手法，基本上設(shè)計(jì)高頻電路用電路板必需掌握下列三大原則：

　　高質(zhì)感。

　　不可取巧。

　　不可倉促搶時間。

　　以下是設(shè)計(jì)高頻電路板的一些建議：

　　印刷pattern的長度會影響電路特性。尤其是傳輸速度為GHz高速數(shù)位電路的傳輸線路，通常會使用strip line，同時藉由調(diào)整配線長度補(bǔ)正傳輸延遲時間，其實(shí)這也意味著電子組件的設(shè)置位置對電路特性具有絕對性的影響。

　　作大better。銅箔面整體設(shè)置ground層，而連接via的better ground則是高頻電路板與高速數(shù)位電路板共同的特征，此外高頻電路板最忌諱使用幅寬細(xì)窄的印刷pattern描繪ground。

　　電子組件的ground端子，以最短的長度與電路板的ground連接。具體方法是在電子組件的ground端子pad附近設(shè)置via，使電子組件能以最短的長度與電路板的ground連接。

　　信號線作短配線設(shè)計(jì)。不可任意加大配線長度，盡量縮短配線長度。

　　減少電路之間的結(jié)合。尤其是filter與amplifier輸出入之間作電路分割非常重要，它相當(dāng)于audio電路的cross talk對策。

　　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，于節(jié)點(diǎn)位置加上104/103/102等陶瓷電容。

　　系列的96單片機(jī)80c196KB開發(fā)系統(tǒng)時，都有那些注意事項(xiàng)？

　　答：一個即時系統(tǒng)的軟體由即時操作系統(tǒng)加上應(yīng)用程序構(gòu)成。應(yīng)用程序與作業(yè)系統(tǒng)的接口通過系統(tǒng)調(diào)用來實(shí)現(xiàn)。用80C196KB作業(yè)系統(tǒng)的MCU，只能用內(nèi)部RAM作為TCB和所有系統(tǒng)記憶體（含各種控制表）以及各個任務(wù)的工作和資料單元。因此一定要注意以下幾點(diǎn)：

　　對各個任務(wù)分配各自的堆迭區(qū)，該堆迭區(qū)既作為任務(wù)的工作單元，也作為任務(wù)控制塊的保護(hù)單元。

　　系統(tǒng)的任務(wù)控制塊只存放各任務(wù)的堆迭指標(biāo)，而任務(wù)的狀態(tài)均存放于任務(wù)椎棧中。在一個任務(wù)退出運(yùn)行時，通過中斷把它的狀態(tài)進(jìn)棧，然后把它的堆迭指標(biāo)保存于系統(tǒng)的TCB中；再根據(jù)優(yōu)先取出優(yōu)先順序最高的已就緒任務(wù)的堆迭指標(biāo)SP映象值送入SP中；最后執(zhí)行中斷返回指令轉(zhuǎn)去執(zhí)行新任務(wù)。

　　各任務(wù)的資料和工作單元盡量用堆迭實(shí)現(xiàn)，這樣可以允許各任務(wù)使用同一個子程序。使用堆迭實(shí)現(xiàn)參數(shù)傳遞并作為工作單元，而不使用絕對地址的RAM，可實(shí)現(xiàn)可重入子程序。該子程序既可為各個任務(wù)所調(diào)用，也可實(shí)現(xiàn)遞回調(diào)用。

　　在demo板上采樣電壓時，不穩(wěn)定，采樣結(jié)果有波動，如何消除？

　　答：一般來說，仿真器都是工作在一個穩(wěn)壓的環(huán)境（通常為5V）。如果用仿真器的A/D時，要注意其A/D參考電壓是由仿真器內(nèi)部給出，還是需要外部提供。A/D轉(zhuǎn)換需要一個連續(xù)的時鐘周期，所以在仿真時不能用單步調(diào)試的方法，否則會造成A/D采樣值不準(zhǔn)。至于A/D采樣不穩(wěn)定，可以在A/D輸入口加一電容，起到濾波作用；在軟件處理時采用中值濾波的方法。

　　在車載DVD系統(tǒng)中，如何設(shè)計(jì)電子防震系統(tǒng)？

　　答：在車載DVD系統(tǒng)，最好選擇高檔DVD機(jī)，因?yàn)楦邫nDVD機(jī)都采用電子防震系統(tǒng)（ADVANCEDESP），當(dāng)記憶緩沖區(qū)內(nèi)的讀數(shù)降低，先進(jìn)的電子防震設(shè)計(jì)會以雙速讀數(shù)系統(tǒng)，做出比正常速度快兩倍的讀數(shù)速率，以減低噪聲，即使連續(xù)震蕩仍可避免跳線情況出現(xiàn)，現(xiàn)在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(jìn)行提前讀取，也就是我們見到機(jī)子的加速，再把信號儲存在RAM中，而我們在開防震的時候所聽到的就是經(jīng)過RAM的聲音，這樣就是它的過程。當(dāng)沒有防震時是由于信號是1比1讀取的，所以當(dāng)受到?jīng)_擊后，就會出現(xiàn)跳音。而當(dāng)開了防震時，機(jī)子受到?jīng)_擊后，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(jìn)行復(fù)位檢索，當(dāng)檢索到信號后立即補(bǔ)充，所以不會出現(xiàn)跳音。大概的情況就是這樣。但是這樣還沒有滿足用家的要求，由于這種的方法帶來的時間短，通常只有3秒，所以跳音的機(jī)會還是蠻高，如果增大RAM又帶來造價的增高因?yàn)镽AM這東西價格較貴，尤其是質(zhì)量好的。

　　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(shù)是RAM技術(shù)，而一直以來都是因?yàn)樗某杀締栴}，所以防震時間都一直不能增加，也就是說RAM本身就有限制，RAM的容量越大，造價就越高。而許多廠家就如何在RAM的限制里得到最大限度的記憶時間展開了開發(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(tǒng)中實(shí)際運(yùn)行的參數(shù)都是有范圍的。系統(tǒng)運(yùn)行中要考慮的超范圍管理參數(shù)有：

　　物理參數(shù)。這些參數(shù)主要是系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)，它包括激勵參數(shù)、采集處理中的運(yùn)行參數(shù)和處理結(jié)束的結(jié)果參數(shù)。合理設(shè)定這些邊界，將超出邊界的參數(shù)都視為非正常激勵或非正?；貞?yīng)進(jìn)行出錯處理。

　　資源參數(shù)。這些參數(shù)主要是系統(tǒng)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(shè)計(jì)中，對資源參數(shù)不允許超范圍使用。

　　應(yīng)用參數(shù)。這些應(yīng)用參數(shù)常表現(xiàn)為一些單片機(jī)、功能單元的應(yīng)用條件。如E2PROM的擦寫次數(shù)與資料存儲時間等應(yīng)用參數(shù)界限。

　　過程參數(shù)。指系統(tǒng)運(yùn)行中的有序變化的參數(shù)。

　　在上述參數(shù)群對一程序編寫者而言，須養(yǎng)成良好習(xí)慣，在程序的開頭，有順序的用自己喜歡文字參數(shù)對應(yīng)列表來替代，然后用自己定義的文字參數(shù)來編寫程序，這樣在做程序的修改及維護(hù)時只在程序的開頭做變動即可，不用修改到程序段，才比較容易且不會出錯。

　　有人認(rèn)為單片機(jī)將被ARM等系列結(jié)構(gòu)的嵌入式系統(tǒng)所取代。單片機(jī)的生命期還有多長？

　　答：因?yàn)?位單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)的ARM在功能結(jié)構(gòu)和單價的差異，故應(yīng)用層次上就有很大的不同。 ARM適用于系統(tǒng)復(fù)雜度較大的高級產(chǎn)品，如PDA、手機(jī)等應(yīng)用。 而8位單片機(jī)因架構(gòu)簡單，硬件資源相對較少，適用于一般的工業(yè)控制，消費(fèi)性家電……等等。評估單片機(jī)近期是否會給ARM取代，要觀察兩個因素：

　　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(jī)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。

　　功能定位的功能較單片機(jī)強(qiáng)，但兩者定位不同。就如現(xiàn)階段不會有人用ARM去作一個簡單的工業(yè)定時開關(guān)。當(dāng)然，如果兩者單價相同也無不可，但現(xiàn)實(shí)是有很大的單價差距。

　　至于將來，因芯片制造成本會不斷下降，上述的成本差異影響愈來愈少！但我估計(jì)在往后5年單片機(jī)仍有價格優(yōu)勢，仍能存活！但ARM是否會精簡架構(gòu)，降低成本，搶奪低階市場？我想可能性不大，ARM應(yīng)該會向上發(fā)展。同樣，單片機(jī)也只能向上發(fā)展，如16位，高功能……等。 原因就是因?yàn)樾酒圃旃に囘M(jìn)步太快。壓迫芯片設(shè)計(jì)往高集成發(fā)展。

　　在單片機(jī)C編成時，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語言編程時，不太可能生成的代碼具有1：1和匯編一樣的效率。

　　語言命令要被硬件識別并執(zhí)行，必須通過編譯器編譯。編譯器分為前端、中端、后端。前端與各種計(jì)算機(jī)語言寫的程序打交道，后端與處理器的基本指令集接軌。所以如果使用C編程時，要達(dá)到最高的效率，最好能夠很了解所使用的C編譯器。先試驗(yàn)一下每條C語言編譯以后對應(yīng)的匯編語言的語句行數(shù)，這樣就可以很明確的知道效率。在今后編程的時候，使用編譯效率最高的語句，這樣就能確保單片機(jī)C編程的時候同樣的功能不同的C程序，編譯效率最高。但是各家的C編譯器都會有一定的差異，優(yōu)秀的嵌入式系統(tǒng)C編譯器代碼長度和執(zhí)行時間僅比以匯編語言編寫的同樣功能程度長5-20%，所以不同廠家的C編譯器的編譯效率也會有所不同。

　　單片機(jī)和哪種內(nèi)核的單片機(jī)比較接近？

　　答：嚴(yán)格的說，ARM不是單片機(jī)，是一個嵌入式的實(shí)時操作系統(tǒng)。ARM（Advanced RISC Machines）是微處理器行業(yè)的一家知名企業(yè)，設(shè)計(jì)了大量高性能、廉價、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(quán)給世界上許多著名的半導(dǎo)體、軟件和OEM廠商，每個廠商得到的都是一套獨(dú)一無二的ARM相關(guān)技術(shù)及服務(wù)。所以市場上像Intel、IBM、LG半導(dǎo)體、NEC、SONY、菲利浦和國半這樣的大公司都有ARM系列，現(xiàn)在不存在什幺ARM單片機(jī)和哪種內(nèi)核的單片機(jī)比較接近的問題。而且由于廠家購買內(nèi)核后會根據(jù)自己芯片應(yīng)用方向的不同，自行添加不同的外掛功能模塊，所以，同樣內(nèi)核的芯片其提供的功能是不同的。

　　從51轉(zhuǎn)到ARM會有困難嗎？

　　答：從51轉(zhuǎn)到ARM，其實(shí)編程之類的原理都是一樣的，但是要注意的是ARM是一個RISC的架構(gòu)，在ARM的應(yīng)用開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MCS51單片機(jī)教材，很有興趣，但缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，手頭沒有任何道具可供演練，資金又有限，請問該怎么辦？

　　答：在沒有任何條件進(jìn)行實(shí)踐時，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(yīng)該具有這種功能。HOLTEK的仿真軟件HT-IDE3000也具有相應(yīng)的功能，同時它還具有LCD軟件仿真，周邊電路的軟件仿真。

　　如果已經(jīng)有了針對某MCU的C實(shí)現(xiàn)的某個算法，保持框架不變，對核心的部分用匯編優(yōu)化，有沒有一些比較通用的原則？

　　答：每個人的編程都有自己的風(fēng)格與習(xí)慣，如果要利用別人的程序，在其中修修改改，如果他的程序并沒有很好的模塊化的話，建議最好不要這幺做，否則本來預(yù)期達(dá)到事倍功半，說不定反而事半功倍了。要參考他人的程序當(dāng)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(chǔ)上打補(bǔ)丁。而關(guān)于算法方面的優(yōu)化，可以購買一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的書籍，上面有比較詳細(xì)的說明。

　　如果準(zhǔn)備估計(jì)一個算法的MIPS，有什么好的途徑？

　　答：算法的運(yùn)行時間是指一個算法在計(jì)算機(jī)上運(yùn)算所花費(fèi)的時間。它大致等于計(jì)算機(jī)執(zhí)行簡單操作（如賦值操作，比較操作等）所需要的時間與算法中進(jìn)行簡單操作次數(shù)的乘積。通常把算法中包含簡單操作次數(shù)的多少叫做算法的時間復(fù)雜性。它是一個算法運(yùn)行時間的相對量度，一般用數(shù)量級的形式給出。度量一個程序的執(zhí)行時間通常有兩種方法：

　　一種是事后統(tǒng)計(jì)的方法。因?yàn)楹芏嘤?jì)算機(jī)內(nèi)部都有計(jì)時功能，不同算法的程序可通過一組或若干組相同的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以分辨優(yōu)劣。但這種方法有兩個缺陷：一是必須先運(yùn)行依據(jù)算法編制的程序；二是所得時間的統(tǒng)計(jì)量依賴于計(jì)算機(jī)的硬件、軟件等環(huán)境因素，有時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。

　　一種是事前分析估算的方法。一個程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時所消耗的時間取決于下列因素：

　　依據(jù)的算法選用何種策略；問題的規(guī)模。例如求100以內(nèi)還是1000以內(nèi)的素?cái)?shù)；書寫程序的語言。對于同一個算法，實(shí)現(xiàn)語言的級別越高，執(zhí)行效率就越低；編譯程序所產(chǎn)生的機(jī)器代碼的質(zhì)量。這個跟編譯器有關(guān)；機(jī)器執(zhí)行指令的速度。

　　顯然，同一個算法用不同的語言實(shí)現(xiàn)，或者用不同的編譯程序進(jìn)行編譯，或者在不同的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時，效率均不相同。這表明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(jì)算機(jī)硬件、軟件有關(guān)的因素，可以認(rèn)為一個特定算法"運(yùn)行工作量"的大小，只依賴于問題的規(guī)模（通常用整數(shù)量n表示），或者說，它是問題規(guī)模的函數(shù)。

　　一個算法是由控制結(jié)構(gòu)（順序、分支和循環(huán)三種）和原操作（指固有數(shù)據(jù)類型的操作）構(gòu)成的，則算法時間取決于兩者的綜合效果。為了便于比較同一問題的不同算法，通常的做法是，從算法中選取一種對于所研究的問題（或算法類型）來說是基本運(yùn)算的原操作，以該基本操作重復(fù)執(zhí)行的次數(shù)作為算法的時間度量。

　　算法的MIPS有專門的一門學(xué)問，可以去好好參考相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)書籍。

　　遙控的編*思路和設(shè)計(jì)流程是怎樣的？

　　答：一般來說完整的遙控碼分為頭碼、地址碼、數(shù)據(jù)碼和校驗(yàn)碼四個組成部分。頭碼根據(jù)不同的廠家各不相同，地址碼和數(shù)據(jù)碼都由邏輯“1”和邏輯“0”組成。編碼的設(shè)計(jì)目的，就是按照編碼規(guī)則發(fā)送不同的碼值。我們最常見的碼型有SONY、松下、NEC等廠家型號。遙控編碼芯片最常用的是在空調(diào)、DVD、車庫門等遙控器上。

　　設(shè)計(jì)編碼程序可以分為三個部分。

　　第一部分是了*型的特性。遙控碼的頭碼和地址碼（也稱為客戶碼）是固定不變的，數(shù)據(jù)碼和校驗(yàn)碼根據(jù)不同的鍵值而改變。

　　第二部分是計(jì)算發(fā)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，需要在時間上計(jì)算的比較精確。所以選擇發(fā)碼單片機(jī)型號的時候，就要考慮到單片機(jī)的運(yùn)行速度是不是夠快，以及程序運(yùn)行時間夠不夠。

　　第三部分就是程序的編寫。選定單片機(jī)型號之后，開始設(shè)計(jì)程序流程。一般來說我們使用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(yàn)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(diào)用頭碼子程序，然后根據(jù)客戶碼和鍵值調(diào)用邏輯1子程序或者邏輯0子程序，最后調(diào)用校驗(yàn)碼算法子程序輸出校驗(yàn)碼。

　　公司的HT48CA0/HT48RA0、HT48CA3/HT48RA3和HT48CA6是專為遙控器設(shè)計(jì)的單片機(jī)，它們具有專門紅外輸出口，可以實(shí)現(xiàn)絕大部分發(fā)碼的要求。

　　設(shè)計(jì)*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(fèi)單片機(jī)的運(yùn)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(jī)才需要去處理，不需要時刻進(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(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?yàn)镮NT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*。一般我們連續(xù)收到3個相同的完整碼值，就確認(rèn)此碼的確被發(fā)出，并接收成功。當(dāng)*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。

　　公司的HT48以及HT49（帶LCD）系列單片機(jī)，都可以符合大多數(shù)*的任務(wù)。

　　在學(xué)習(xí)單片機(jī)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(jī)HT48R05A-1，我們就以這款單片機(jī)為例說明。HT48R05A-1有一個8位向上計(jì)數(shù)的定時器Counter。系統(tǒng)時鐘Fsys（4MHz）進(jìn)入八階預(yù)分頻器（8-stage Prescaler）進(jìn)行分頻，再進(jìn)入定時計(jì)數(shù)器Counter計(jì)數(shù)。根據(jù)軟件設(shè)置，預(yù)分頻器可以將Fsys進(jìn)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(jìn)入定時計(jì)數(shù)器Counter。