单片机编程知识问答

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，这在于周边应用电路及各种元器件的使用，须配合自己所学的电子学及电路学等。

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(TEST PATTERN)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，LATCH UP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WAFER TEST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芯片。

17. 在ARM编程中又应当如何?

答：就以嵌入式系统观念为例，一般嵌入式处理器可以分为三类：嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP(Digital Signal Processor)。

嵌入式微处理器就是和通用计算机的微处理器对应的CPU。在应用中，一般是将微处理器装配在专门设计的电路板上，在母板上只保留和嵌入式相关的功能即可，这样可以满足嵌入式系统体积小和功耗低的要求。目前的嵌入式处理器主要包括：PowerPC、Motorola 68000、ARM系列等等。

嵌入式微控制器又称为单片机，它将CPU、存储器(少量的RAM、ROM或两者都有)和其它接口I/O封装在同一片集成电路里。常见的有HOLTEK MCU系列、Microchip MCU系列及8051等。

嵌入式DSP专门用来处理对离散时间信号进行极快的处理计算，提高编译效率和执行速度。在数字滤波、FFT(Fast Fourier Transform)、频谱分析、图像处理的分析等领域，DSP正在大量进入嵌入式市场。

18. MCU在射频控制时，MCU的时钟(晶振)、数据线会辐射基频或基频的倍频，被低噪放LNA放大后进入混频，出现带内的Spur，无法滤除。除了用layout、选择低辐射MCU的方法可以减少一些以外，还有什么别的方**

答：在设计高频电路用电路板有许多注意事项，尤其是GHz等级的高频电路，更需要注意各电子组件pad与印刷pattern的长度对电路特性所造成的影响。最近几年高频电路与数位电路共享相同电路板，构成所谓的混载电路系统似乎有增加的趋势，类似如此的设计经常会造成数位电路动作时，高频电路却发生动作不稳定等现象，其中原因之一是数位电路产生的噪讯，影响高频电路正常动作所致。为了避免上述问题除了设法分割两电路block之外，设计电路板之前充分检讨设计构想，才是根本应有的手法，基本上设计高频电路用电路板必需掌握下列三大原则：

高质感。

不可取巧。

不可仓促抢时间。

以下是设计高频电路板的一些建议：

(1)印刷pattern的长度会影响电路特性。尤其是传输速度为GHz高速数位电路的传输线路，通常会使用strip line，同时藉由调整配线长度补正传输延迟时间，其实这也意味着电子组件的设置位置对电路特性具有绝对性的影响。

(2)Ground作大better。铜箔面整体设置ground层，而连接via的better ground则是高频电路板与高速数位电路板共同的特征，此外高频电路板最忌讳使用幅宽细窄的印刷pattern描绘ground。

(2)电子组件的ground端子，以最短的长度与电路板的ground连接。具体方法是在电子组件的ground端子pad附近设置via，使电子组件能以最短的长度与电路板的ground连接。

(3)信号线作短配线设计。不可任意加大配线长度，尽量缩短配线长度。

(4)减少电路之间的结合。尤其是filter与amplifier输出入之间作电路分割非常重要，它相当于audio电路的cross talk对策。

(5)MCU回路Layout考量：震荡电路仅可能接近IC震荡脚位;震荡电路与VDD VSS保持足够的距离;震荡频率大于1MHz时不需加 osc1 osc2 电容;电源与地间要最短位置并尽量拉等宽与等距的线，于节点位置加上104/103/102等陶瓷电容。