單片機應用編程基礎知識問題

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一樣的，但是要注意的是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。

28. 我學過MCS51單片機教材，很有興趣，但缺乏實踐經驗，手頭沒有任何道具可供演練，資金又有限，請問該怎么辦?

答：在沒有任何條件進行實踐時，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行一些編程，像一些做得比較好的51仿真軟件應該具有這種功能。HOLTEK的仿真軟件HT-IDE3000也具有相應的功能，同時它還具有LCD軟件仿真，周邊電路的軟件仿真。同時可以到一些電子市場去購買一些簡單器件自己練習搭一下電路以加強硬件方面的知識。

29. 如果已經有了針對某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：每個人的編程都有自己的風格與習慣，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。要參考他人的程序當然可以，但是首要是要看懂并理解他人程序的算法精髓，而不是在他的基礎上打補丁。而關于算法方面的優化，可以購買一些數據結構的書籍，上面有比較詳細的說明。

30. 如果準備估計一個算法的MIPS，有什么好的途徑?

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。它大致等于計算機執行簡單操作(如賦值操作，比較操作等)所需要的時間與算法中進行簡單操作次數的乘積。通常把算法中包含簡單操作次數的多少叫做算法的時間復雜性。它是一個算法運行時間的相對量度，一般用數量級的形式給出。度量一個程序的執行時間通常有兩種方法：

? 一種是事后統計的方法。因為很多計算機內部都有計時功能，不同算法的程序可通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于計算機的硬件、軟件等環境因素，有時容易掩蓋算法本身的優劣。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。一個程序在計算機上運行時所消耗的時間取決于下列因素：

(1)依據的算法選用何種策略;

(2)問題的規模。例如求100以內還是1000以內的素數;

(3)書寫程序的語言。對于同一個算法，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，同一個算法用不同的語言實現，或者用不同的編譯程序進行編譯，或者在不同的計算機上運行時，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。撇開這些與計算機硬件、軟件有關的因素，可以認為一個特定算法"運行工作量"的大小，只依賴于問題的規模(通常用整數量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)和原操作(指固有數據類型的操作)構成的，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)來說是基本運算的原操作，以該基本操作重復執行的次數作為算法的時間度量。

算法的MIPS有專門的一門學問，可以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：一般來說完整的遙控碼分為頭碼、地址碼、數據碼和校驗碼四個組成部分。頭碼根據不同的廠家各不相同，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、DVD、車庫門等遙控器上。

設計編碼程序可以分為三個部分。

第一部分是了解碼型的特性。遙控碼的頭碼和地址碼(也稱為客戶碼)是固定不變的，數據碼和校驗碼根據不同的鍵值而改變。

第二部分是計算發碼時間。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，需要在時間上計算的比較精確。所以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不是夠快，以及程序運行時間夠不夠。

第三部分就是程序的編寫。選定單片機型號之后，開始設計程序流程。一般來說我們使用I/O口就可以做發碼的輸出端口。發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子程序以及校驗碼的算法子程序。一旦我們得到要發送碼的命令后，首先調用頭碼子程序，然后根據客戶碼和鍵值調用邏輯1子程序或者邏輯0子程序，最后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是專為遙控器設計的單片機，它們具有專門紅外輸出口，可以實現絕大部分發碼的要求。

設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口中斷響應方法來接收編碼。這兩者的區別是I/O口查詢方式比較耗費單片機的運行時間資源，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省資源，當外部有電平變化時，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。

第三部分將接收的碼值存儲并分析執行。根據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。一般我們連續收到3個相同的完整碼值，就確認此碼的確被發出，并接收成功。當解碼結束，根據碼值我們可以判斷出是哪個按鍵被按下，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，都可以符合大多數解碼的任務。

32. 在學習單片機的過程中，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，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，如果軟件設置為預分頻器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。

如果需要HT48R05A-1或者其它各類HOLTEK單片機的詳細資料.

12時鐘模式(6時鐘模型)應該就是在MCS51系列中，12個系統時鐘為一個機器周期，2個系統時鐘為一個狀態，即一個機器周期有6個狀態。

33. A/D、D/A的采樣速率與其它單片機相比有什么優勢?

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頻率決定(既系統頻率選定后，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/計數器資源。

34. 采用AT89S51時，出現了按了復位按鈕，RAM中的數據被修改了。這是怎么回事?注：數據放在特殊寄存器之外。

答：如果是RESET腳的復位按鈕：一般MCU的RESET復位，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。

如果復位按鈕是電源復位：那就是MCU的上電復位，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。這個電路的使用得妥當么?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的驅動能力不夠，不能驅動NPN三極管，應該改用PNP三極管(一般在MCU應用中，都采用PNP方式驅動)。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，只能通過提高系統振蕩頻率來解決。