[资料]

单片机硬件系统设计原则和应用编程技巧

2015-2-4 15:02:28 3080 单片机

0 单片机硬件系统设计原则和应用编程技巧一个单片机应用系统的硬件威廉希尔官方网站设计包含两部分内容：一是系统扩展，即单片机内部的功能单元，如ROM、RAM、I/O、定时器/计数器、中断系统等不能满足应用系统的要求时，必须在片外进行扩展，选择适当的芯片，设计相应的威廉希尔官方网站。二是系统的配置，即按照系统功能要求配置外围设备，如键盘、显示器、打印机、A/D、D/A转换器等，要设计合适的接口威廉希尔官方网站。系统的扩展和配置应遵循以下原则： 1、尽可能选择典型威廉希尔官方网站，并符合单片机常规用法。为硬件系统的标准化、模块化打下良好的基础。 2、系统扩展与外围设备的配置水平应充分满足应用系统的功能要求，并留有适当余地，以便进行二次开发。 3、硬件结构应结合应用软件方案一并考虑。硬件结构与软件方案会产生相互影响，考虑的原则是：软件能实现的功能尽可能由软件实现，以简化硬件结构。但必须注意，由软件实现的硬件功能，一般响应时间比硬件实现长，且占用CPU时间。 4、系统中的相关器件要尽可能做到性能匹配。如选用CMOS芯片单片机构成低功耗系统时，系统中所有芯片都应尽可能选择低功耗产品。 5、可靠性及抗干扰设计是硬件设计必不可少的一部分，它包括芯片、器件选择、去耦滤波、印刷威廉希尔官方网站板布线、通道隔离等。 6、单片机外围威廉希尔官方网站较多时，必须考虑其驱动能力。驱动能力不足时，系统工作不可靠，可通过增设线驱动器增强驱动能力或减少芯片功耗来降低总线负载。 7、尽量朝“单片”方向设计硬件系统。系统器件越多，器件之间相互干扰也越强，功耗也增大，也不可避免地降低了系统的稳定性。随着单片机片内集成的功能越来越强，真正的片上系统SoC已经可以实现，如ST公司新近推出的μPSD32××系列产品在一块芯片上集成了80C32核、大容量FLASH存储器、SRAM、A/D、I/O、两个串口、看门狗、上电复位威廉希尔官方网站等等单片机应用编程技巧（FAQ） 2007-11-2411:46 1. C语言和汇编语言在开发单片机时各有哪些优缺点？答：汇编语言是一种用文字助记符来表示机器指令的符号语言，是最接近机器码的一种语言。其主要优点是占用资源少、程序执行效率高。但是不同的CPU，其汇编语言可能有所差异，所以不易移植。 C语言是一种结构化的高级语言。其优点是可读性好，移植容易，是普遍使用的一种计算机语言。缺点是占用资源较多，执行效率没有汇编高。对于目前普遍使用的RISC架构的8bitMCU来说，其内部ROM、RAM、STACK等资源都有限，如果使用C语言编写，一条C语言指令编译后，会变成很多条机器码，很容易出现ROM空间不够、堆栈溢出等问题。而且一些单片机厂家也不一定能提供C编译器。而汇编语言，一条指令就对应一个机器码，每一步执行什幺动作都很清楚，并且程序大小和堆栈调用情况都容易控制，调试起来也比较方便。所以在单片机开发中，我们还是建议采用汇编语言比较好。如果对单片机C语言有兴趣，HOLTEK的单片机就有提供C编译器，可以到HOLTEK的网站(www.holtek.com.cn)免费下载使用。 2. C或汇编语言可以用于单片机，C++能吗？答：在单片机开发中，主要是汇编和C，没有用C++的。 3. 搞单片机开发，一定要会C吗？答：汇编语言是一种用文字助记符来表示机器指令的符号语言，是最接近机器码的一种语言。其主要优点是占用资源少、程序执行效率高。但是不同的CPU，其汇编语言可能有所差异，所以不易移植。对于目前普遍使用的RISC架构的8bitMCU来说，其内部ROM、RAM、STACK等资源都有限，如果使用C语言编写，一条C语言指令编译后，会变成很多条机器码，很容易出现ROM空间不够、堆栈溢出等问题。而且一些单片机厂家也不一定能提供C编译器。而汇编语言，一条指令就对应一个机器码，每一步执行什么动作都很清楚，并且程序大小和堆栈调用情况都容易控制，调试起来也比较方便。所以在资源较少单片机开发中，我们还是建议采用汇编语言比较好。而C语言是一种编译型程序设计语言，它兼顾了多种高级语言的特点，并具备汇编语言的功能。C语言有功能丰富的库函数、运算速度快、编译效率高、有良好的可移植性，而且可以直接实现对系统硬件的控制。C语言是一种结构化程序设计语言，它支持当前程序设计中广泛采用的由顶向下结构化程序威廉希尔官方网站。此外，C语言程序具有完善的模块程序结构，从而为软件开发中采用模块化程序设计方法提供了有力的保障。因此，使用C语言进行程序设计已成为软件开发的一个主流。用C语言来编写目标系统软件，会大大缩短开发周期，且明显地增加软件的可读性，便于改进和扩充，从而研制出规模更大、性能更完备的系统。综上所述，用C语言进行单片机程序设计是单片机开发与应用的必然趋势。所以作为一个技术全面并涉足较大规模的软件系统开发的单片机开发人员最好能够掌握基本的C语言编程。 4. 当开发一个较复杂而又开发时间短的项目时，用C还是用汇编开发好？答：对于复杂而开发时间紧的项目时，可以采用C语言，但前提是要求对该MCU系统的C语言和C编译器非常熟悉，特别要注意该C编译系统所能支持的数据类型和算法。虽然C语言是最普遍的一种高级语言，但不同的MCU厂家其C语言编译系统是有所差别的，特别是在一些特殊功能模块的操作上。如果对这些特性不了解，那调试起来就有的烦了，到头来可能还不如用汇编来的快。 5. 在教学中要用到8088和196芯片单片机教材，请问那里可以找到关于这方面的书或资料？答：有关这方面的教材，大学里常用的一本是《IBM-PC汇编语言程序设计》清华大学出版社出版的，在网上以及书店都是可以找到的，另外网上还可以搜索到很多其他的教材如：《微机原理及汇编语言教程》（杨延双张晓冬等编著）和《16/32 位微机原理、汇编语言及接口技术》（作者：钟晓捷陈涛，机械工业出版社出版）等，可以在较大型的科技书店里查找或者直接从网上订购。 6. 初学者到底是应该先学C还是汇编？答：对于单片机的初学者来说，应该从汇编学起。因为汇编语言是最接近机器码的一种语言，可以加深初学者对单片机各个功能模块的了解，从而打好扎实的基础。7. 我是一名武汉大学电子科技大3的学生，学了电子线路、数字逻辑、汇编和接口、C语言，但是总是感觉很迷茫，觉好象什么都不会。怎么办？答：大学过程是一个理论过程，实践的机会比较少，往往会造成理论与实践相脱节，这是国内大学教育系统的通病，不过对于学生来说切不可好高骛远。一般从大三会开始接触到一些专业课程，电子相关专业会开设相关的单片机应用课程并且会有简单的实验项目，那么要充分把握实验课的机会，多多地实际上机操作练习。平时可以多看看相关的电子技术杂志网站，看看别人的开发经验，硬件设计方案以及他人的软件设计经验。有可能的话，还可以参加一些电子设计大赛，借此机会2--3个人合作做一个完整系统，会更有帮助。到了大四毕业设计阶段，也可以选择相关的课题作些实际案例增长经验。做什么事情都有个经验的积累过程，循序渐进。8. 请问作为学生，如何学好单片机？答：学习好单片机，最主要的是实践，在实践中增长经验。在校学生的话，实践机会的确会比较少，但是有机会的话，可以毕业实习选择相关的课题，这样就可以接触到实际的项目。而且如果单片机微机原理是一门主课的话，相信学校会安排比较多的实践上机机会。有能力的话，可以找一些相关兼职工作做做，会更有帮助。而且单片机开发应用需要软硬件结合，所以不能只满足于编程技巧如何完美，平时也要注意硬件知识的积累，多上上电子william hill官网网站，买一些相关杂志。可能的话，可以到电子市场去买一些小零件，自己搭一个小系统让它工作起来。 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/Dwith 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 9. 如何才能才为单片机的高手啊？答：要成为单片机高手，应该多实践，时常关注单片机的发展趋势；经常上一些相关网站，从那里可以找到许多有用的资料。 10.女性是否适合单片机软件编程这个行业？答：要根据自己的兴趣，配合自己对软件编程的耐性，男女皆适合这个行业。 11. HOLTEK的数据手册在哪里下载？答：如果对HOLTEK的IC感兴趣的话，相应的数据手册可以到网站上http://www.HOLTEK.com.cn/products/index.htm去选IC资料下载。12. 8位机还能延续多久！答：以现在MCU产品主力还是在8位领域，主要应用于汽车应用、消费性电子、电脑及PC周边、电信与通讯、办公室自动化、工业控制等六大市场，其中车用市场多在欧、美地区，而亚太地区则以消费性电子为主，并以量大低单价为产品主流，目前16位MCU与8位产品，还有相当幅度的价差，新的应用领域也仍在开发，业界预计，至少在2005年前8位的MCU仍是MCU产品的主流。 13. 学习ARM及嵌入式系统是否比学习其它一般单片机更有使用前景？对于一个初学者应当具备哪些相关知识？答：一般在8位单片机与ARM方面的嵌入式系统是有层次上的差别，ARM适用于系统复杂度较大的高级产品，如PDA、手机等应用。而8位单片机因架构简单，硬件资源相对较少，适用于一般的工业控制、消费性家电等等。对于一个单片机方面的软件编程初学者，应以HOLTEK系列或8051等8位单片机来做入门练习。而初学者应当具备软件编程相关知识，单片机一般软件编程是以汇编语言为主，各家有各家的语法，但大都以RISC的MCU架构为主，其中RISC (Reduced Instruction Set Computer)代表MCU的所有指令。都是利用一些简单的指令组成的，简单的指令代表 MCU的线路可以尽量做到最佳化，而提高执行速率。另外初学者要具备单片机I/O接口的应用知识，这在于周边应用威廉希尔官方网站及各种元器件的使用，须配合自己所学的电子学及威廉希尔官方网站学等。 14. 符合44PIN的80系列8位单片机的MCU有哪些？答：符合44PIN的80系列8位单片机有Z8674312FSC、Z86E2112FSC、Z86E2116FSC。 15. 请介绍一下MCU的测试方法。答：MCU从生产出来到封装出货的每个不同的阶段会有不同的测试方法，其中主要会有两种：中测和成测。所谓中测即是WAFER的测试，它会包含产品的功能验证及AC、DC的测试。项目相当繁多，以HOLTEK产品为例最主要的几项如下：  接续性测试：检测每一根I/OPIN内接的保护用二极管是否功能无误。  功能测试：以产品设计者所提供测试资料(TESTPATTERN)灌入IC，检查其结果是否与当时SIMULATION时状态一样。 STANDBY电流测试：测量IC处于HALT模式时即每一个接点(PAD)在1态0态或Z态保持不变时的漏电流是否符合最低之规格。  耗电测试：整颗IC的静态耗电与动态耗电。  输入电压测试：测量每个输入接脚的输入电压反应特性。  输出电压测试：测量每个输出接脚的输出电压位准。  相关频率特性（AC）测试，也是通过外灌一定频率，从I/O口来看输出是否与之匹配。 为了保证IC生产的长期且稳定品质，还会做产品的可靠性测试，这些测试包括ESD测试，LATCHUP测试，温度循环测试，高温贮存测试，湿度贮存测试等。成测则是产品封装好后的测试，即PACKAGE测试。即是所有通过中测的产品封装后的测试，方法主要是机台自动测试，但测试项目仍与WAFERTEST相同。PACKAGE TEST的目的是在确定IC在封装过程中是否有任何损坏。 16. 能否利用单片来检测手机电池的充放电时间及充放电时的电压电流变化，并利用一个I/O端口使检测结果在电脑上显示出来？答：目前市场上的各类智能充电器，大部分都采用MCU进行充电电流和电压的控制。至于要在电脑上显示，好象并不实用，可能只有在一些专门的电池检测仪器中才会用到；对于一般的手机用户来说，谁会在充电时还需要用一台电脑来做显示呢？要实现单片机与电脑的连接，最简单的方式就是采用串口通讯，但需要加一颗RS-232 0
举报淘帖0 只看该作者相关推荐 • 单片机硬件系统设计原则精选资料分享 669 • 单片机硬件系统扩展外设需要遵循哪些设计原则？ 1789 • 单片机硬件系统设计原则 1413 • 单片机硬件系统设计原则 2362 • 单片机硬件系统设计原则 1769 • 单片机硬件系统设计原则 2175 • 单片机硬件系统设计原则 1973 • 单片机硬件设计原则 2089 • 单片机硬件系统设计原则很详细 5324 • 单片机硬件系统设计原则 9081