單片機(jī)應(yīng)用編程技巧解析

1.C 語言和匯編語言在開發(fā)單片機(jī)時各有哪些優(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，一條指令就對應(yīng)一個機(jī)器碼，每 一步執(zhí)行什幺動作都很清楚，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。

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 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，一條指令就對應(yīng)一個機(jī)器碼，每 一步執(zhí)行什么動作都很清楚，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)的一個主流。用 C 語言來編寫目標(biāo)系統(tǒng)軟件，會大大縮短開發(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。 所以作為一個技術(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)一個較復(fù)雜而又開發(fā)時間短的項(xiàng)目時，用 C 還是用匯編開發(fā)好?

答：對于復(fù)雜而開發(fā)時間緊的項(xiàng)目時，可以采用 C 語言，但前提是要求對該 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)者對單片機(jī)各個功能模塊的了解，從而打好扎實(shí)的基 礎(chǔ)。

7. 汽車電子用的單片機(jī)是 8 位多，還是 32 位?如何看待單片機(jī)在汽車電子 市場中的前景?

答：現(xiàn)今汽車制造也是一個進(jìn)步很快的工業(yè)，特別是電子應(yīng)用于汽車上，令多種 新功能得以實(shí)現(xiàn)。

總的來說，汽車電子應(yīng)用分三部份。

- 汽車發(fā)動機(jī)控制：限速控制，渦輪增壓，燃料噴注控制……

- 汽車舒適裝置：遙控防盜系統(tǒng)，自動空調(diào)系統(tǒng)，影音播放系統(tǒng)，衛(wèi)星導(dǎo)航 系統(tǒng)……。

- 汽車操控和制動：剎車防抱死系統(tǒng)(ABS)，循跡系統(tǒng)(TCS)，防滑系統(tǒng)(ASR)， 電子穩(wěn)定系統(tǒng)(ESP)……

汽車上的各系統(tǒng)繁多，且日新月異，故利用何種單片機(jī)是依各系統(tǒng)規(guī)格，要 求不一，但有一樣可肯定是該單片機(jī)要符工業(yè)規(guī)格，才能忍受汽車應(yīng)用的惡劣環(huán) 境，高溫，電源干擾，可靠度要求。不同檔次的汽車其功能配置相對亦有差別， 故 8 位單片機(jī)在較低階的系統(tǒng)如機(jī)械控制，遙控防盜等應(yīng)該還有空間，但高階的 系統(tǒng)如影音，導(dǎo)航……將來的無人駕駛!，就非一般單片機(jī)能實(shí)現(xiàn)。

因汽車工業(yè)現(xiàn)階段由歐美日數(shù)個大集團(tuán)所把持，相關(guān)的汽車電子配件各集團(tuán) 會挑選單片機(jī)大廠合作， 故汽車內(nèi)置的電子系統(tǒng)亦由單片機(jī)大廠把持，市場只 剩外置系統(tǒng)如遙控防盜，影音導(dǎo)航供小廠開發(fā)。

8. 在使用三星的 s3c72n4 時，覺得它的 time/counter 不夠用?，F(xiàn)在要同時用 到 3 個 counter，該怎么辦?

答：您是需要三個外部 counter 還是需要三個定時器?如果是三個定時器標(biāo)志的 話，可以取這三個定時最基本的時基作為 timer 的基礎(chǔ)計(jì)數(shù)，然后以這個時基來 計(jì)算這三個需要的計(jì)數(shù)標(biāo)志的 flag，在程序中只需要查詢 flag 是否到，再采取動 作。

如果要 3 個外部脈沖計(jì)數(shù)的話，這個有一定的難度，如果外部脈沖不是很頻 繁，可以考慮通過外部中斷進(jìn)行，但是這個方法必須是外部脈沖的頻率與 mcu 執(zhí)行速度有一定的數(shù)量級差，否則 mcu 可能無法處理其它程序，一直在處理外 部中斷。

9. 在芯片集成技術(shù)日益進(jìn)步的今天，單片機(jī)的集成技術(shù)發(fā)展也很迅速，在 傳統(tǒng)的 40 引腳的基礎(chǔ)上，飛利浦公司推出 20 引腳的單片機(jī)系列，使很多的 引腳可以復(fù)用，這種復(fù)用技術(shù)的使用在實(shí)際應(yīng)用中會不會影響其功能的執(zhí)行?

答：現(xiàn)在有很多品牌的單片機(jī)都有引腳復(fù)用功能，不止飛利浦一家，應(yīng)該說這個 方式前幾年就已經(jīng)有了。在實(shí)際應(yīng)用中不會影響其功能的執(zhí)行，但是要注意的是， 有的 MCU 如果采用復(fù)用引腳的話，該引腳會有一些應(yīng)用上的限制，這在相應(yīng)的 datasheet 里面都會有描述，所以在系統(tǒng)規(guī)劃的時候都要予以注意。

10. Delta-Sigma 軟件測量方式，是什么概念?

答：Delta-Sigma 原理一般應(yīng)用在 ADC 應(yīng)用中。具體來說，Delta-Sigma ADC 的 工作原理是由差動器、積分器和比較器構(gòu)成調(diào)制器，它們一起構(gòu)成一個反饋環(huán)路。 調(diào)制器以大大高于模擬輸入信號帶寬的速率運(yùn)行，以便提供過采樣。模擬輸入與 反饋信號(誤差信號)進(jìn)行差動 (delta)比較。該比較產(chǎn)生的差動輸出饋送到積 分器(sigma)中。然后將積分器的輸出饋送到比較器中。比較器的輸出同時將反饋 信號(誤差信號)傳送到差動器，而自身被饋送到數(shù)字濾波器中。這種反饋環(huán)路 的目的是使反饋信號(誤差信號)趨于零。比較器輸出的結(jié)果就是 1/0 流。該流 如果 1 密度較高，則意味著模擬輸入電壓較高;反之，0 密度較高，則意味著模 擬輸入電壓較低。接著將 1/0 流饋送到數(shù)字濾波器中，該濾波器通過過采樣與抽 樣，將 1/0 流從高速率、低精度位流轉(zhuǎn)換成低速率、高精度數(shù)字輸出。

簡而言之，Delta 就是差動，Sigma 就是積分的意思。Delta-Sigma 軟件測試， 我的理解應(yīng)該是通過軟件模擬差動積分的過程。具體來說，就是偵測外部輸入的 電壓(或者電流)信號變化，然后通過軟件積分運(yùn)算，得出外部信號隨時間變化的基本狀況。