單片機(jī)編程知識(shí)問答

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(yǔ)言為主，各家有各家的語(yǔ)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(zhǎng)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(shuí)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**

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(zhǎng)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(cāng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)度，盡量縮短配線長(zhǎng)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。