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2017年微控制器基礎知識問答大全「推薦」

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微控制器亦稱微控制器顧名思義,這種計算機的最小系統只用了一片積體電路,即可進行簡單運算和控制。下面,小編為大家分享微控制器基礎知識問答,希望對大家有所幫助!

2017年微控制器基礎知識問答大全「推薦」

  當開發一個較複雜而又開發時間短的專案時,用C還是用匯編開發好?

答:對於複雜而開發時間緊的專案時,可以採用C語言,但前提是要求對該MCU系統的C語言和C編譯器非常熟悉,特別要注意該C編譯系統所能支援的資料型別和演算法。雖然C語言是最普遍的一種高階語言,但不同的MCU廠家其C語言編譯系統是有所差別的,特別是在一些特殊功能模組的操作上。如果對這些特性不瞭解,那除錯起來就有的煩了,到頭來可能還不如用匯編來的快。

  在教學中要用到8088和196晶片微控制器教材,請問那裡可以找到關於這方面的書或資料?

答:有關這方面的教材,大學裡常用的一本是《IBM-PC組合語言程式設計》清華大學出版社出版的,在網上以及書店都是可以找到的,另外網上還可以搜尋到很多其他的教材如:《微機原理及組合語言教程》(楊延雙 張曉冬 等編著 )和《16/32 位微機原理、組合語言及介面技術》(作者: 鍾曉捷 陳濤 ,機械工業出版社 出版)等,可以在較大型的科技書店裡查詢或者直接從網上訂購。

  初學者到底是應該先學C還是彙編?

答:對於微控制器的初學者來說,應該從彙編學起。因為組合語言是最接近機器碼的一種語言,可以加深初學者對微控制器各個功能模組的瞭解,從而打好紮實的基礎。

  我是一名武漢大學電子科技大3的學生,學了電子線路、數字邏輯、彙編和介面、C語言,但是總是感覺很迷茫,覺好象什麼都不會。怎麼辦?

答:大學過程是一個理論過程,實踐的機會比較少,往往會造成理論與實踐相脫節,這是國內大學教育系統的通病,不過對於學生來說切不可好高騖遠。一般從大三會開始接觸到一些專業課程,電子相關專業會開設相關的微控制器應用課程並且會有簡單的實驗專案,那麼要充分把握實驗課的機會,多多地實際上機操作練習。平時可以多看看相關的電子技術雜誌網站,看看別人的開發經驗,硬體設計方案以及他人的軟體設計經驗。有可能的話,還可以參加一些電子設計大賽,藉此機會2--3個人合作做一個完整系統,會更有幫助。到了大四畢業設計階段,也可以選擇相關的課題作些實際案例增長經驗。做什麼事情都有個經驗的積累過程,循序漸進。

  請問作為學生,如何學好微控制器?

答:學習好微控制器,最主要的是實踐,在實踐中增長經驗。在校學生的話,實踐機會的確會比較少,但是有機會的話,可以畢業實習選擇相關的課題,這樣就可以接觸到實際的專案。而且如果微控制器微機原理是一門主課的話,相信學校會安排比較多的實踐上機機會。有能力的話,可以找一些相關兼職工作做做,會更有幫助。而且微控制器開發應用需要軟硬體結合,所以不能只滿足於程式設計技巧如何完美,平時也要注意硬體知識的積累,多上上電子論壇網站,買一些相關雜誌。可能的話,可以到電子市場去買一些小零件,自己搭一個小系統讓它工作起來。

  C或組合語言在開發微控制器的時候各有那些優缺點?

答:組合語言是一種用文字助記符來表示機器指令的符號語言,是最接近機器碼的一種語言。其主要優點是佔用資源少、程式執行效率高。但是不同的CPU,其組合語言可能有所差異,所以不易移植。

C語言是一種結構化的高階語言。其優點是可讀性好,移植容易,是普遍使用的一種計算機語言。缺點是佔用資源較多,執行效率沒有彙編高。

對於目前普遍使用的RISC架構的8bit MCU來說,其內部ROM、RAM、STACK等資源都有限,如果使用C語言編寫,一條C語言指令編譯後,會變成很多條機器碼,很容易出現ROM空間不夠、堆疊溢位等問題。而且一些微控制器廠家也不一定能提供C編譯器。而組合語言,一條指令就對應一個機器碼,每一步執行什么動作都很清楚,並且程式大小和堆疊呼叫情況都容易控制,除錯起來也比較方便。所以在微控制器開發中,我們還是建議採用組合語言比較好。

  或組合語言可以用於微控制器,C++能嗎?

答:在微控制器開發中,主要是彙編和C,沒有用C++的。

  搞微控制器開發,一定要會C嗎?

答:組合語言是一種用文字助記符來表示機器指令的符號語言,是最接近機器碼的一種語言。其主要優點是佔用資源少、程式執行效率高。但是不同的CPU,其組合語言可能有所差異,所以不易移植。

對於目前普遍使用的RISC架構的8bit MCU來說,其內部ROM、RAM、STACK等資源都有限,如果使用C語言編寫,一條C語言指令編譯後,會變成很多條機器碼,很容易出現ROM空間不夠、堆疊溢位等問題。而且一些微控制器廠家也不一定能提供C編譯器。而組合語言,一條指令就對應一個機器碼,每一步執行什麼動作都很清楚,並且程式大小和堆疊呼叫情況都容易控制,除錯起來也比較方便。所以在資源較少微控制器開發中,我們還是建議採用組合語言比較好。

而C語言是一種編譯型程式設計語言,它兼顧了多種高階語言的特點,並具備組合語言的功能。C語言有功能豐富的庫函式、運算速度快、編譯效率高、有良好的可移植性,而且可以直接實現對系統硬體的控制。C語言是一種結構化程式設計語言,它支援當前程式設計中廣泛採用的由頂向下結構化程式設計技術。此外,C語言程式具有完善的模組程式結構,從而為軟體開發中採用模組化程式設計方法提供了有力的保障。因此,使用C語言進行程式設計已成為軟體開發的一個主流。用C語言來編寫目標系統軟體,會大大縮短開發週期,且明顯地增加軟體的可讀性,便於改進和擴充,從而研製出規模更大、效能更完備的系統。

綜上所述,用C語言進行微控制器程式設計是微控制器開發與應用的必然趨勢。所以作為一個技術全面並涉足較大規模的軟體系統開發的微控制器開發人員最好能夠掌握基本的C語言程式設計。

  如何才能才為微控制器的高手啊?

答:要成為微控制器高手,應該多實踐,時常關注微控制器的發展趨勢;經常上一些相關網站,從那裡可以找到許多有用的資料。

  女性是否適合微控制器軟體程式設計這個行業?

答:要根據自己的興趣,配合自己對軟體程式設計的耐性,男女皆適合這個行業。

  HOLTEK的資料手冊在哪裡下載?

答:如果對HOLTEK的IC感興趣的話,相應的資料手冊可以到網站下載。

  8位機還能延續多久!

答:以現在MCU產品主力還是在8位領域,主要應用於汽車應用、消費性電子、電腦及PC周邊、電信與通訊、辦公室自動化、工業控制等六大市場,其中車用市場多在歐、美地區,而亞太地區則以消費性電子為主, 並以量大低單價為產品主流,目前16位MCU與8位產品,還有相當幅度的價差,新的應用領域也仍在開發,業界預計,至少在2005年前8位的MCU仍是MCU產品的主流。

  學習ARM及嵌入式系統是否比學習其它一般微控制器更有使用前景?對於一個初學者應當具備哪些相關知識?

答:一般在8位微控制器與ARM方面的嵌入式系統是有層次上的差別,ARM適用於系統複雜度較大的高階產品,如PDA、手機等應用。而8位微控制器因架構簡單,硬體資源相對較少,適用於一般的工業控制、消費性家電等等。對於一個微控制器方面的軟體程式設計初學者,應以HOLTEK系列或8051等8位微控制器來做入門練習。而初學者應當具備軟體程式設計相關知識,微控制器一般軟體程式設計是以組合語言為主,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 的線路可以儘量做到最佳化,而提高執行速率。另外初學者要具備微控制器I/O介面的應用知識,這在於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。

  符合44PIN的80系列8位微控制器的MCU有哪些?

答:符合44PIN的80系列8位微控制器有Z8674312FSC、Z86E2112FSC、Z86E2116FSC。

  請介紹一下MCU的測試方法。

答: MCU從生產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,它會包含產品的功能驗證及AC、DC的測試。專案相當繁多,以HOLTEK產品為例最主要的幾項如下:

1、 接續性測試:檢測每一根I/OPIN內接的保護用二極體是否功能無誤。

2、 功能測試:以產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時狀態一樣。

3、 STANDBY電流測試:測量IC處於HALT模式時即每一個接點(PAD)在1態0態或Z態保持不變時的漏電流是否符合最低之規格。

4、耗電測試:整顆IC的靜態耗電與動態耗電。

5、 輸入電壓測試:測量每個輸入接腳的輸入電壓反應特性。

6、 輸出電壓測試:測量每個輸出接腳的輸出電壓位準。

7、 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。

8、為了保證IC生產的長期且穩定品質,還會做產品的可靠性測試,這些測試包括ESD測試,LATCH UP測試,溫度迴圈測試,高溫貯存測試,溼度貯存測試等。

成測則是產品封裝好後的測試,即PACKAGE測試。即是所有通過中測的產品封裝後的測試,方法主要是機臺自動測試,但測試專案仍與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。

  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,並利用一個I/O埠使檢測結果在電腦上顯示出來?

答:目前市場上的各類智慧充電器,大部分都採用MCU進行充電電流和電壓的控制。至於要在電腦上顯示,好象並不實用,可能只有在一些專門的電池檢測儀器中才會用到;對於一般的手機使用者來說,誰會在充電時還需要用一臺電腦來做顯示呢?要實現微控制器與電腦的連線,最簡單的方式就是採用串列埠通訊,但需要加一顆RS-232晶片。

  在ARM程式設計中又應當如何?

答:就以嵌入式系統觀念為例,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微控制器,它將CPU、儲存器(少量的RAM、ROM或兩者都有)和其它介面I/O封裝在同一片整合電路里。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訊號進行極快的處理計算,提高編譯效率和執行速度。在數字濾波、FFT(Fast Fourier Transform)、頻譜分析、影象處理的分析等領域,DSP正在大量進入嵌入式市場。

  MCU在射頻控制時,MCU的時鐘(晶振)、資料線會輻射基頻或基頻的倍頻,被低噪放LNA放大後進入混頻,出現帶內的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,還有什麼別的方法?

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,更需要注意各電子元件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位電路共享相同電路板,構成所謂的混載電路系統似乎有增加的趨勢,類似如此的設計經常會造成數位電路動作時,高頻電路卻發生動作不穩定等現象,其中原因之一是數位電路產生的噪訊,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:

1、 高質感。

2、 不可取巧。

3、 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高速數位電路的傳輸線路,通常會使用strip line,同時藉由調整配線長度補正傳輸延遲時間,其實這也意味著電子元件的設定位置對電路特性具有絕對性的影響。

(2)Ground作大better。銅箔面整體設定ground層,而連線via的better ground則是高頻電路板與高速數位電路板共同的特徵,此外高頻電路板最忌諱使用幅寬細窄的印刷pattern描繪ground。

(2)電子元件的ground端子,以最短的長度與電路板的ground連線。具體方法是在電子元件的ground端子pad附近設定via,使電子元件能以最短的長度與電路板的ground連線。

(3)訊號線作短配線設計。不可任意加大配線長度,儘量縮短配線長度。

(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,它相當於audio電路的cross talk對策。

(5)MCU迴路Layout考量:震盪電路僅可能接近IC震盪腳位;震盪電路與VDD & VSS保持足夠的距離;震盪頻率大於1MHz時不需加 osc1 & osc2 電容;電源與地間要最短位置並儘量拉等寬與等距的線,於節點位置加上104/103/102等陶瓷電容。