單片機編程知識問答

13. 學習ARM及嵌入式系統(tǒng)是否比學習其它一般單片機更有使用前景?對于一個初學者應當具備哪些相關知識?

答：一般在8位單片機與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)復雜度較大的高級產(chǎn)品，如PDA、手機等應用。而8位單片機因架構簡單，硬件資源相對較少，適用于一般的工業(yè)控制、消費性家電等等。對于一個單片機方面的軟件編程初學者，應以HOLTEK系列或8051等8位單片機來做入門練習。而初學者應當具備軟件編程相關知識，單片機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架構為主，其中 RISC (Reduced Instruction Set Computer) 代表MCU的所有指令。都是利用一些簡單的指令組成的，簡單的指令代表 MCU 的線路可以盡量做到最佳化，而提高執(zhí)行速率。另外初學者要具備單片機I/O接口的應用知識，這在于周邊應用電路及各種元器件的使用，須配合自己所學的電子學及電路學等。

14. 符合44PIN的80系列8位單片機的MCU有哪些?

答：符合44PIN的80系列8位單片機有Z8674312FSC、Z86E2112FSC、Z86E2116FSC。

15. 請介紹一下MCU的測試方法。

答： MCU從生產(chǎn)出來到封裝出貨的每個不同的階段會有不同的測試方法，其中主要會有兩種：中測和成測。

所謂中測即是WAFER的測試，它會包含產(chǎn)品的功能驗證及AC、DC的測試。項目相當繁多，以HOLTEK產(chǎn)品為例最主要的幾項如下：

接續(xù)性測試：檢測每一根I/OPIN內(nèi)接的保護用二極管是否功能無誤。

功能測試：以產(chǎn)品設計者所提供測試資料(TEST PATTERN)灌入IC，檢查其結果是否與當時SIMULATION時狀態(tài)一樣。

STANDBY電流測試：測量IC處于HALT模式時即每一個接點(PAD)在1態(tài)0態(tài)或Z態(tài)保持不變時的漏電流是否符合最低之規(guī)格。

耗電測試：整顆IC的靜態(tài)耗電與動態(tài)耗電。

輸入電壓測試：測量每個輸入接腳的輸入電壓反應特性。

輸出電壓測試：測量每個輸出接腳的輸出電壓位準。

相關頻率特性(AC)測試，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)，還會做產(chǎn)品的可靠性測試，這些測試包括ESD測試，LATCH UP測試，溫度循環(huán)測試，高溫貯存測試，濕度貯存測試等。

成測則是產(chǎn)品封裝好后的測試，即PACKAGE測試。即是所有通過中測的產(chǎn)品封裝后的測試，方法主要是機臺自動測試，但測試項目仍與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手機電池的充放電時間及充放電時的電壓電流變化，并利用一個I/O端口使檢測結果在電腦上顯示出來?

答：目前市場上的各類智能充電器，大部分都采用MCU進行充電電流和電壓的控制。至于要在電腦上顯示，好象并不實用，可能只有在一些專門的電池檢測儀器中才會用到;對于一般的手機用戶來說，誰會在充電時還需要用一臺電腦來做顯示呢?要實現(xiàn)單片機與電腦的連接，最簡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編程中又應當如何?

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算機的微處理器對應的CPU。在應用中，一般是將微處理器裝配在專門設計的電路板上，在母板上只保留和嵌入式相關的功能即可，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，它將CPU、存儲器(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專門用來處理對離散時間信號進行極快的處理計算，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域，DSP正在大量進入嵌入式市場。

18. MCU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：在設計高頻電路用電路板有許多注意事項，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，類似如此的設計經(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法分割兩電路block之外，設計電路板之前充分檢討設計構想，才是根本應有的手法，基本上設計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。

以下是設計高頻電路板的一些建議：

(1)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)整配線長度補正傳輸延遲時間，其實這也意味著電子組件的設置位置對電路特性具有絕對性的影響。

(2)Ground作大better。銅箔面整體設置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)信號線作短配線設計。不可任意加大配線長度，盡量縮短配線長度。

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

(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)點位置加上104/103/102等陶瓷電容。