單片機(jī)編程常見問答

1. C語言和匯編語言在開發(fā)單片機(jī)時(shí)各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？
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(hào)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(jí)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(jì)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(duì)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(huì)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(duì)應(yīng)一個(gè)機(jī)器碼，每一步執(zhí)行什幺動(dòng)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。

如果對(duì)單片機(jī)C語言有興趣，HOLTEK的單片機(jī)就有提供C編譯器，可以到HOLTEK的網(wǎng)站免費(fèi)下載使用。

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(huì)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(hào)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(duì)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(huì)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(duì)應(yīng)一個(gè)機(jī)器碼，每一步執(zhí)行什么動(dòng)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(jì)語言，它兼顧了多種高級(jí)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(duì)系統(tǒng)硬件的控制。C語言是一種結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言，它支持當(dāng)前程序設(shè)計(jì)中廣泛采用的由頂向下結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)已成為軟件開發(fā)的一個(gè)主流。用C語言來編寫目標(biāo)系統(tǒng)軟件，會(huì)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(jì)是單片機(jī)開發(fā)與應(yīng)用的必然趨勢(shì)。所以作為一個(gè)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(gè)較復(fù)雜而又開發(fā)時(shí)間短的項(xiàng)目時(shí)，用C還是用匯編開發(fā)好？
答：對(duì)于復(fù)雜而開發(fā)時(shí)間緊的項(xiàng)目時(shí)，可以采用C語言，但前提是要求對(duì)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(jí)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(duì)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(qǐng)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(jì)》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(duì)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(duì)單片機(jī)各個(gè)功能模塊的了解，從而打好扎實(shí)的基礎(chǔ)。

7. 我是一名武漢大學(xué)電子科技大3的學(xué)生，學(xué)了電子線路、數(shù)字邏輯、匯編和接口、C語言，但是總是感覺很迷茫，覺好象什么都不會(huì)。怎么辦？
答：大學(xué)過程是一個(gè)理論過程，實(shí)踐的機(jī)會(huì)比較少，往往會(huì)造成理論與實(shí)踐相脫節(jié)，這是國內(nèi)大學(xué)教育系統(tǒng)的通病，不過對(duì)于學(xué)生來說切不可好高騖遠(yuǎn)。一般從大三會(huì)開始接觸到一些專業(yè)課程，電子相關(guān)專業(yè)會(huì)開設(shè)相關(guān)的單片機(jī)應(yīng)用課程并且會(huì)有簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，那么要充分把握實(shí)驗(yàn)課的機(jī)會(huì)，多多地實(shí)際上機(jī)操作練習(xí)。平時(shí)可以多看看相關(guān)的電子技術(shù)雜志網(wǎng)站，看看別人的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，硬件設(shè)計(jì)方案以及他人的軟件設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。有可能的話，還可以參加一些電子設(shè)計(jì)大賽，借此機(jī)會(huì)2--3個(gè)人合作做一個(gè)完整系統(tǒng)，會(huì)更有幫助。到了大四畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，也可以選擇相關(guān)的課題作些實(shí)際案例增長經(jīng)驗(yàn)。做什么事情都有個(gè)經(jīng)驗(yàn)的積累過程，循序漸進(jìn)。

8. 請(qǐng)問作為學(xué)生，如何學(xué)好單片機(jī)？
答：學(xué)習(xí)好單片機(jī)，最主要的是實(shí)踐，在實(shí)踐中增長經(jīng)驗(yàn)。在校學(xué)生的話，實(shí)踐機(jī)會(huì)的確會(huì)比較少，但是有機(jī)會(huì)的話，可以畢業(yè)實(shí)習(xí)選擇相關(guān)的課題，這樣就可以接觸到實(shí)際的項(xiàng)目。而且如果單片機(jī)微機(jī)原理是一門主課的話，相信學(xué)校會(huì)安排比較多的實(shí)踐上機(jī)機(jī)會(huì)。有能力的話，可以找一些相關(guān)兼職工作做做，會(huì)更有幫助。而且單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用需要軟硬件結(jié)合，所以不能只滿足于編程技巧如何完美，平時(shí)也要注意硬件知識(shí)的積累，多上上電子論壇網(wǎng)站，買一些相關(guān)雜志?？赡艿脑?，可以到電子市場(chǎng)去買一些小零件，自己搭一個(gè)小系統(tǒng)讓它工作起來。

HOTLEK的單片機(jī)是RISC結(jié)構(gòu)的8位單片機(jī)，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(jī)、LCD型單片機(jī)、A/D型單片機(jī)、A/D with LCD型單片機(jī)等等。

9. 如何才能才為單片機(jī)的高手??？
答：要成為單片機(jī)高手，應(yīng)該多實(shí)踐，時(shí)常關(guān)注單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)；經(jīng)常上一些相關(guān)網(wǎng)站，從那里可以找到許多有用的資料。

10. 女性是否適合單片機(jī)軟件編程這個(gè)行業(yè)？
答：要根據(jù)自己的興趣，配合自己對(duì)軟件編程的耐性，男女皆適合這個(gè)行業(yè)。

12. 8位機(jī)還能延續(xù)多久！

答：以現(xiàn)在MCU產(chǎn)品主力還是在8位領(lǐng)域，主要應(yīng)用于汽車應(yīng)用、消費(fèi)性電子、電腦及PC周邊、電信與通訊、辦公室自動(dòng)化、工業(yè)控制等六大市場(chǎng)，其中車用市場(chǎng)多在歐、美地區(qū)，而亞太地區(qū)則以消費(fèi)性電子為主， 并以量大低單價(jià)為產(chǎn)品主流，目前16位MCU與8位產(chǎn)品，還有相當(dāng)幅度的價(jià)差，新的應(yīng)用領(lǐng)域也仍在開發(fā)，業(yè)界預(yù)計(jì)，至少在2005年前8位的MCU仍是MCU產(chǎn)品的主流。

13. 學(xué)習(xí)ARM及嵌入式系統(tǒng)是否比學(xué)習(xí)其它一般單片機(jī)更有使用前景？對(duì)于一個(gè)初學(xué)者應(yīng)當(dāng)具備哪些相關(guān)知識(shí)？
答：一般在8位單片機(jī)與ARM方面的嵌入式系統(tǒng)是有層次上的差別，ARM適用于系統(tǒng)復(fù)雜度較大的高級(jí)產(chǎn)品，如PDA、手機(jī)等應(yīng)用。而8位單片機(jī)因架構(gòu)簡(jiǎn)單，硬件資源相對(duì)較少，適用于一般的工業(yè)控制、消費(fèi)性家電等等。對(duì)于一個(gè)單片機(jī)方面的軟件編程初學(xué)者，應(yīng)以HOLTEK系列或8051等8位單片機(jī)來做入門練習(xí)。而初學(xué)者應(yīng)當(dāng)具備軟件編程相關(guān)知識(shí)，單片機(jī)一般軟件編程是以匯編語言為主，各家有各家的語法，但大都以RISC的MCU架構(gòu)為主，其中 RISC (Reduced Instruction Set Computer) 代表MCU的所有指令。都是利用一些簡(jiǎn)單的指令組成的，簡(jiǎn)單的指令代表 MCU 的線路可以盡量做到最佳化，而提高執(zhí)行速率。另外初學(xué)者要具備單片機(jī)I/O接口的應(yīng)用知識(shí)，這在于周邊應(yīng)用電路及各種元器件的使用，須配合自己所學(xué)的電子學(xué)及電路學(xué)等。

14. 符合44PIN的80系列8位單片機(jī)的MCU有哪些？
答：符合44PIN的80系列8位單片機(jī)有Z8674312FSC、Z86E2112FSC、Z86E2116FSC。

15. 請(qǐng)介紹一下MCU的測(cè)試方法。
答： MCU從生產(chǎn)出來到封裝出貨的每個(gè)不同的階段會(huì)有不同的測(cè)試方法，其中主要會(huì)有兩種：中測(cè)和成測(cè)。

所謂中測(cè)即是WAFER的測(cè)試，它會(huì)包含產(chǎn)品的功能驗(yàn)證及AC、DC的測(cè)試。項(xiàng)目相當(dāng)繁多，以HOLTEK產(chǎn)品為例最主要的幾項(xiàng)如下：

接續(xù)性測(cè)試：檢測(cè)每一根I/OPIN內(nèi)接的保護(hù)用二極管是否功能無誤。
功能測(cè)試：以產(chǎn)品設(shè)計(jì)者所提供測(cè)試資料(TEST PATTERN)灌入IC，檢查其結(jié)果是否與當(dāng)時(shí)SIMULATION時(shí)狀態(tài)一樣。
STANDBY電流測(cè)試：測(cè)量IC處于HALT模式時(shí)即每一個(gè)接點(diǎn)(PAD)在1態(tài)0態(tài)或Z態(tài)保持不變時(shí)的漏電流是否符合最低之規(guī)格。
耗電測(cè)試：整顆IC的靜態(tài)耗電與動(dòng)態(tài)耗電。
輸入電壓測(cè)試：測(cè)量每個(gè)輸入接腳的輸入電壓反應(yīng)特性。
輸出電壓測(cè)試：測(cè)量每個(gè)輸出接腳的輸出電壓位準(zhǔn)。
相關(guān)頻率特性（AC）測(cè)試，也是通過外灌一定頻率，從I/O口來看輸出是否與之匹配。
為了保證IC生產(chǎn)的長期且穩(wěn)定品質(zhì)，還會(huì)做產(chǎn)品的可靠性測(cè)試，這些測(cè)試包括ESD測(cè)試，LATCH UP測(cè)試，溫度循環(huán)測(cè)試，高溫貯存測(cè)試，濕度貯存測(cè)試等。

成測(cè)則是產(chǎn)品封裝好后的測(cè)試，即PACKAGE測(cè)試。即是所有通過中測(cè)的產(chǎn)品封裝后的測(cè)試，方法主要是機(jī)臺(tái)自動(dòng)測(cè)試，但測(cè)試項(xiàng)目仍與WAFER TEST相同。PACKAGE TEST的目的是在確定IC在封裝過程中是否有任何損壞。

16. 能否利用單片來檢測(cè)手機(jī)電池的充放電時(shí)間及充放電時(shí)的電壓電流變化，并利用一個(gè)I/O端口使檢測(cè)結(jié)果在電腦上顯示出來？
答：目前市場(chǎng)上的各類智能充電器，大部分都采用MCU進(jìn)行充電電流和電壓的控制。至于要在電腦上顯示，好象并不實(shí)用，可能只有在一些專門的電池檢測(cè)儀器中才會(huì)用到；對(duì)于一般的手機(jī)用戶來說，誰會(huì)在充電時(shí)還需要用一臺(tái)電腦來做顯示呢？要實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與電腦的連接，最簡(jiǎn)單的方式就是采用串口通訊，但需要加一顆RS-232芯片。

17. 在ARM編程中又應(yīng)當(dāng)如何？
答：就以嵌入式系統(tǒng)觀念為例，一般嵌入式處理器可以分為三類：嵌入式微處理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP(Digital Signal Processor)。

嵌入式微處理器就是和通用計(jì)算機(jī)的微處理器對(duì)應(yīng)的CPU。在應(yīng)用中，一般是將微處理器裝配在專門設(shè)計(jì)的電路板上，在母板上只保留和嵌入式相關(guān)的功能即可，這樣可以滿足嵌入式系統(tǒng)體積小和功耗低的要求。目前的嵌入式處理器主要包括：PowerPC、Motorola 68000、ARM系列等等。

嵌入式微控制器又稱為單片機(jī)，它將CPU、存儲(chǔ)器(少量的RAM、ROM或兩者都有)和其它接口I/O封裝在同一片集成電路里。常見的有HOLTEK MCU系列、Microchip MCU系列及8051等。

嵌入式DSP專門用來處理對(duì)離散時(shí)間信號(hào)進(jìn)行極快的處理計(jì)算，提高編譯效率和執(zhí)行速度。在數(shù)字濾波、FFT(Fast Fourier Transform)、頻譜分析、圖像處理的分析等領(lǐng)域，DSP正在大量進(jìn)入嵌入式市場(chǎng)。

18. MCU在射頻控制時(shí)，MCU的時(shí)鐘（晶振）、數(shù)據(jù)線會(huì)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(jí)的高頻電路，更需要注意各電子組件pad與印刷pattern的長度對(duì)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(shì)，類似如此的設(shè)計(jì)經(jīng)常會(huì)造成數(shù)位電路動(dòng)作時(shí)，高頻電路卻發(fā)生動(dòng)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(dòng)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(shí)間。

以下是設(shè)計(jì)高頻電路板的一些建議：

(1)印刷pattern的長度會(huì)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(huì)使用strip line，同時(shí)藉由調(diào)整配線長度補(bǔ)正傳輸延遲時(shí)間，其實(shí)這也意味著電子組件的設(shè)置位置對(duì)電路特性具有絕對(duì)性的影響。
(2)Ground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。

(2)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。

(3)信號(hào)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。

(4)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(duì)策。

(5)MCU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(shí)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。

19. Intel系列的96單片機(jī)80c196KB開發(fā)系統(tǒng)時(shí)，都有那些注意事項(xiàng)？
答：一個(gè)即時(shí)系統(tǒng)的軟體由即時(shí)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(gè)任務(wù)的工作和資料單元。因此一定要注意以下幾點(diǎn)：

(1)對(duì)各個(gè)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。

(2)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(gè)任務(wù)退出運(yùn)行時(shí)，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)。

(3)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(gè)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(duì)地址的RAM，可實(shí)現(xiàn)可重入子程序。該子程序既可為各個(gè)任務(wù)所調(diào)用，也可實(shí)現(xiàn)遞回調(diào)用。

20. 在demo板上采樣電壓時(shí)，不穩(wěn)定，采樣結(jié)果有波動(dòng)，如何消除？
答：一般來說，仿真器都是工作在一個(gè)穩(wěn)壓的環(huán)境(通常為5V)。如果用仿真器的A/D時(shí)，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(gè)連續(xù)的時(shí)鐘周期，所以在仿真時(shí)不能用單步調(diào)試的方法，否則會(huì)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(shí)采用中值濾波的方法。