單片機(jī)編程知識問答

26. ARM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(gè)嵌入式的實(shí)時(shí)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(jià)、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(gè)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。

27. 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(gè)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。

28. 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(shí)，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(shí)它還具有LCD軟件仿真，周邊電路的軟件仿真。

29. 如果已經(jīng)有了針對某MCU的C實(shí)現(xiàn)的某個(gè)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(gè)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。

30. 如果準(zhǔn)備估計(jì)一個(gè)算法的MIPS，有什么好的途徑?

答：算法的運(yùn)行時(shí)間是指一個(gè)算法在計(jì)算機(jī)上運(yùn)算所花費(fèi)的時(shí)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(shí)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(shí)間復(fù)雜性。它是一個(gè)算法運(yùn)行時(shí)間的相對量度，一般用數(shù)量級的形式給出。度量一個(gè)程序的執(zhí)行時(shí)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(shí)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(gè)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(shí)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(shí)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(gè)程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)所消耗的時(shí)間取決于下列因素：

(1)依據(jù)的算法選用何種策略;

(2)問題的規(guī)模。例如求100以內(nèi)還是1000以內(nèi)的素?cái)?shù);

(3)書寫程序的語言。對于同一個(gè)算法，實(shí)現(xiàn)語言的級別越高，執(zhí)行效率就越低;

(4)編譯程序所產(chǎn)生的機(jī)器代碼的質(zhì)量。這個(gè)跟編譯器有關(guān);

(5)機(jī)器執(zhí)行指令的速度。

顯然，同一個(gè)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(shí)，效率均不相同。這表明使用絕對的時(shí)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(gè)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(gè)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(shí)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(shí)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。

31. 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(gè)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(gè)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(gè)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。

HOLTEK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(shí)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(shí)，單片機(jī)才需要去處理，不需要時(shí)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(shí)，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(shí)候才觸發(fā)。