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单片机应用编程技巧100问(六)

单片机应用编程技巧100问(六)

49. 将原来的51系统过渡到ARM系统,需要注意哪些事情以及如何入手?
答:51系统转为ARM系统是比较困难的。ARM提供一系列内核、体系扩展、微处理器和系统芯片方案,并且现在已经发展了好几种内核了,现在主要有以下几种:
ARM7:小型、快速、低能耗、集成式RISC内核
ARM7TDMI(Thumb):它将ARM7指令集同Thumb扩展结合在一起,减少了内存容量和系统成本;而且还利用嵌入式ICE调试技术,简化了系统设计;并且有DSP增强扩展改进了性能。
ARM9TDMI:采用5阶段管道化ARM9内核,同时配备Thumb扩展、调试和Harvard总线
如果只是想学习上手的话,建议先做个最小系统板,根据硬件写一个能够启动的小代码包括初始化端口,屏蔽中断,把程序拷贝到SRAM中;完成代码的重映射;配置中断句柄,连接到C语言入口。其实还是多实践,多点经验,多上上电子网站,吸取他人的开发经验,会对自己的成长有所帮助的。
50. holtek的编程语句是否就是C51或是相关的,能否介绍有关汽车电子设计的资料或网站地址?
答:HOLTEK的编程语句就汇编指令来说,与MCS51是不一样的,但是很多指令比较类似;而C语言,每家公司的C编译器都会有点差异,但是很多与TURBO C相似,所以还是有很大相似性,所以可读性要比汇编语言好得多,但是不同厂家也还是有一定差别,HOLTEK C语言的介绍请下载http://www.holtek.com.cn/referanc/ht-ide3k.pdf,第十章有详细介绍。而关于汽车电子设计的资料或网站地址您可以到GOOGLE上面去搜索一下,应该有比较多的链接地址。
51. 如何理解如下概念:
MTP = Multi-Time Programming (via parallel programmer)
ISP = In-System Programming (via serial interface)
IAP = In-Application Programming ?
答:MTP即指单片机的程序可重复烧写,其程序记忆体(Program ROM)可分以下几种:
① Window with EPROM:提供使用者更改程式的空间,具视窗式陶瓷包装,利用紫外线灯清除资料,可重复烧写,但包装成本非常高,仅适合小量生产或实验使用。
② EEPROM:属于可重复写入/清除之元件,此类记忆体使得程式之内容可加以清除或修改,而无需使用开窗之包装,可节省包装之成本,亦方便重复使用,但生产制程较复杂。
③ Flash EPROM:当须要清除/写入较大量的非挥发性程式记忆体时,Flash EPROM比传统式EEPROM可提供较好的解决之道,因为Flash EPROM较
EEPROM于清除/写入周期次数及速度上表现更好。利用Flash ROM来当作程式记忆体,由于封装上不需要EPROM特殊的视窗式陶瓷包装,使用上价格与OTP(One Time Programming)相差不大,相当合理,又具有多次重复烧写的功能。
ISP(In-System Programming)在系统可编程,指电路板上的空白器件可以编程写入最终用户代码,而不需要从电路板上取下器件,已经编程的器件也可以用ISP方式擦除或再编程。ISP的实现相对要简单一些,一般需要很少的外部电路辅助实现,通用做法是内部的记忆体可以由上位机的软体通过串口来进行改写。对于单片机来讲可以通过SPI或其他的串列介面接收上位机传来的资料并写入记忆体中。所以即使我们将晶片焊接在电路板上,只要留出和上位机介面的这个串口,就可以实现晶片内部记忆体的改写,而无须再取下晶片。
ISP的优点 ISP技术的优势是不需要编程器就可以进行单片机的实验和开发,单片机晶片可以直接焊接到电路板上,调试结束即成成品,免去了调试时由于频繁地插入取出晶片对晶片和电路板带来的不便。
IAP(In-Application Programming)指MCU可以在系统中获取新代码并对自己重新编程,即可用程式来改变程式。IAP的实现相对要复杂一些,在实现IAP功能时,单片机内部一定要有两块存储区,一般一块被称为BOOT区,另外一块被称为存储区。单片机上电运行在BOOT区,如果有外部改写程式的条件满足,则对存储区的程式进行改写操作。如果外部改写程式的条件不满足,程式指标跳到存储区,开始执行放在存储区的程式,这样便实现了IAP功能。IAP技术是从结构上将Flash记忆体映射为两个存储体,当运行一个存储体上的用户程式时,可对另一个存储体重新编程,之后将程式从一个存储体转向另一个。
IAP的优点 IAP技术是从结构上将Flash记忆体映射为两个存储体,当运行一个存储体上的用户程式时,可对另一个存储体重新编程,之后将程式从一个存储体转向另一个。而IAP的实现更加灵活,通常可利用单片机的串列口接到电脑的RS232口,通过专门设计的固件程式来编程内部记忆体,可以通过现有的INTERNET或其他通讯方式很方便地实现远端升级和维护。
52. 目前市场上单片机开发系统产品型号很多。想开发51系列单片机,选用什么型号的仿真器和编程器(每次编一片即可)比较好?
答:正如您所说的现在51系列单片机的仿真器产品型号很多,关于选用什么型号的仿真器,因为HOLTEK的IC不是51内核,仿真器都是HOLTEK自行开发,故并不能给你非常好的建议。而且市面的51仿真器,林林总总1500--10000价格不等,所以要选择的话可以在网上google一下有关仿真器的论坛,看看其他用户的评价,选择一个性价比最好的仿真器。
53. HOLTEK的C语言是否有关于位操作和读定义的寄存器地址的指令,如果有,它们是什么?
答:HOLTEK的C语言与标准C类似,不仅有标准C的位操作、&(按位与、按位或)、^(按位异或)、~(取反)、<<(左移)和>>(右移);还有相应的内建函数实现对整型和长整型的带和不带进位C的左移和右移。对已定义变量的地址的操作也与标准C相同,可通过指针运算符 * 和 & 来实现。
54. 在完成程序编写运行以后看到的结果是存储器中从R0到R7都被占用,而我根本就没用到几个,这是为什么?
答:要看用的是什么型号的单片机,不同型号的单片机R0到R7的定义是不同的。如果R0~R7是被定义成特殊寄存器的话,那么运行过程中自然会影响到这些寄存器,例如执行运算程序就会影响状态特殊寄存器的值。如果R0~R7是被定义成通用寄存器的话,那么可能就是在程序的开头没有初始化,单片机在上电复位时,通用寄存器的值通常是随机的。
55. 请推荐一些比较好的理论及实践教材,以其配套的编译仿真烧录的硬软件?
答:当今单片机市场种类繁多,应用广泛。以HOLTEK公司为例。HOTLEK的单片机是RISC结构的8位单片机,它可以广泛应用在家用电器、安全系统、掌上游戏等方面。大概来说可以分成I/O型单片机、LCD型单片机、A/D型单片机、A/D with LCD型单片机等等。这些单片机的中文资料我们都公开在HOLTEK网站www.Holtek.com.cn。HOLTEK各类单片机的使用手册下载地址:http://www.holtek.com.cn/referanc/htk_book.htm;HOLTEK单片机软件/硬件应用范例下载地址:http://www.holtek.com.cn/tech/appnote/appnote.htm;HOLTEK单片机支持工具下载地址:http://www.holtek.com.cn/tech/tool/tool.htm
56. 将PWM做到100kHz(8bit以上)的方法有哪些?最好是支持c编译的。
答:要做到PWM频率100kHz(8bit)以上,单片机的频率要求100kHz*256=25。6MHz。所以,要实现这种要求的单片机需要满足两个条件:1。单片机有PWM输出;2。系统频率达到25。6MHz,或者单片机内部能自己提供25。6MHz的频率(ATtiny15内部就有提供一个25。6MHz的频率做为定时/计数器的时钟)。
57. ARM董事长认为,医疗电子将成为下一个10年推动电子产业增长的动力,EMS预测医疗电子将成为最大的代工市场。蓝牙使医疗产品移动能力增强将会广泛应用,那么随着医疗电子发展,单片机在这一领域应用会变大吗?医疗电子应用的最多是几位单片机?
答:随着16/32位嵌入式RISC发展,是会扩大医疗电子领域的应用。
一般的电子医疗保健系列产品有如下: 笔式电子体温计、婴儿奶嘴式电子体温计、测温音乐奶瓶、妇女电子体温计,电子血压计等系列产品,在医疗电子仪器有酸碱度测定器,比色计等此类产品可用8位单片机来完成。
但从研究制造方面来说,针对医疗电子仪器,目前已有厂商制造心电图机、酸碱度测定器、电子测温计等仪器,仪器中心可自制示波器(oscilloscope)、显微镜等,以及X光机、超声诊断仪、电脑断层成像系统、心脏起博器、监护仪、辅助诊断系统、专家系统等,较大型复制的医疗嵌入式系统电子仪器就须用上16位,32位单片机来完成。
58. 普通商业级单片机的使用温度范围为0-70度,在低于0度和高于70度环境中使用会出现什么问题?商业级芯片和工业及芯片除温度范围不同外,在其他方面还有区别吗?(如抗干扰性能)
答:一般单片机根据工作温度可分为民用级(商业级)、工业级和军用级三种:
民用级的温度范围是0℃~70℃,工业级是-40℃~85℃,其HOLTEK的MCU就属于此项等级,军用级是-55℃~125℃。如果是一般普通商业级单片机,在超规格范围使用IC时,就有可能部份IC无法工作,或工作运作不正常等发生。
至于抗干扰性能,是属于整个产品的EMS(电磁杂讯耐受性)检测,它是EMC(电磁相容)中的一项检测,另一项是EMI(电磁辐射干扰)。各国都有其EMC认证标准,例如目前在欧洲EMC指令下常用的测试规范下,针对其中法规EN61000-4-2是做静电试验(ESD),本项试验目的为测试试件承受直接来自操作者及相对物件所产生之静电放电效应的程度,其法规范如下:
Air Discharge
Leve1 2KV
Leve2 4KV
Leve3 8KV
Leve4 15KV
以上是举个例子,就如抗静电能力,不只跟IC性能有关,也跟应用电路及PCB Layout有直接关联。
59. 各种各样的输入怎么样与MCU进行通讯?
答:首先必须确定此类输入信号是否与MCU系统的信号电平兼容,如果不兼容,则需要外接电路或用集成块来完成电平转换。其次就是选择通讯方式,通信的基本方式分为并行通信和串行通信,两者各有其优劣,并行通信速度快,缺点是数据有多少位,就需要多少根传输线。这在位数较多,传输距离又远时就不太适宜;而串行通信与前者相反,传输成本低,但是传送速度较低。最后,为了确保通信的成功,通信双方必须有一系列的约定,即通信协议,它对什么时候开始通信、什么时候结束通信、何时交换信息等问题都必须作出明确的规定。
60. 那种型号的51单片机具有两个串口、16KEPROM、512个字节的RAM?
答:PHILIPS半导体的P87C591应该能满足此条件,目前生产51单片机的半导体厂家有INTEL、ATMEL、PHILIPS、ANANOG DEVICES、DALLAS等,可以登陆其网站,查询相应的产品信息。
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