原创 单片机应用编程技巧100问

20． 在demo板上采样电压时，不稳定，采样结果有波动，如何消除？

答：①一般来说，仿真器都是工作在一个稳压的环境(通常为5V)。如果用仿真
器的A/D时，要注意其A/D参考电压是由仿真器内部给出，还是需要外部提供。

②A/D转换需要一个连续的时钟周期，所以在仿真时不能用单步调试的方法，否
则会造成A/D采样值不准。

③至于A/D采样不稳定，可以在A/D输入口加一电容，起到滤波作用；在软件
处理时采用中值滤波的方法。

21． 在车载DVD系统中，如何设计电子防震系统？

答：在车载DVD系统，最好选择高档DVD机，因为高档DVD机都采用电子防
震系统(ADVANCEDESP)，当记忆缓冲区内的读数降低，先进的电子防震设计会
以双速读数系统，做出比正常速度快两倍的读数速率，以减低噪声，即使连续震
荡仍可避免跳线情况出现，现在就说说什幺叫电子防震。简单地说：电子防震就
是一个信号的储存--释放过程，首先CD要先把信号进行提前读取，也就是我们
见到机子的加速，再把信号储存在RAM中，而我们在开防震的时候所听到的就
是经过RAM的声音，这样就是它的过程。当没有防震时是由于信号是1比1读
取的，所以当受到冲击后，就会出现跳音。而当开了防震时，机子受到冲击后，
由RAM释放出来的声音使音乐不停地播放，而与此同时，光头迅速进行复位检
索，当检索到信号后立即补充，所以不会出现跳音。大概的情况就是这样。但是
这样还没有满足用家的要求，由于这种的方法带来的时间短，通常只有3秒，所
以跳音的机会还是蛮高，如果增大RAM又带来造价的增高因为RAM这东西价
格较贵，尤其是质量好的。

22． 在电子防震技术中，有那些IC或器件可供选择？

答：在电子防震技术中，最重要的技术之一要数是RAM技术，而一直以来都是
因为它的成本问题，所以防震时间都一直不能增加，也就是说RAM本身就有限
制，RAM的容量越大，造价就越高。而许多厂家就如何在RAM的限制里得到
最大限度的记忆时间展开了开发研究。

23． 如何进行编程可以减少程序的bug？

答：在此提供一些建议，因系统中实际运行的参数都是有范围的。系统运行中要
考虑的超范围管理参数有：

物理参数。这些参数主要是系统的输入参数，它包括激励参数、采集处理中
的运行参数和处理结束的结果参数。合理设定这些边界，将超出边界的参数都视
为非正常激励或非正常回应进行出错处理。

资源参数。这些参数主要是系统中的电路、器件、功能单元的资源，如记忆
体容量、存储单元长度、堆迭深度。在程序设计中，对资源参数不允许超范围使
用。

应用参数。这些应用参数常表现为一些单片机、功能单元的应用条件。如
E2PROM的擦写次数与资料存储时间等应用参数界限。

过程参数。指系统运行中的有序变化的参数。

在上述参数群对一程序编写者而言，须养成良好习惯，在程序的开头，有顺
序的用自己喜欢文字参数对应列表来替代，然后用自己定义的文字参数来编写程
序，这样在做程序的修改及维护时只在程序的开头做变动即可，不用修改到程序
段，才比较容易且不会出错。

24． 有人认为单片机将被ARM等系列结构的嵌入式系统所取代。单片机的
生命期还有多长？

答：因为8位单片机与嵌入式系统的ARM在功能结构和单价的差异，故应用层
次上就有很大的不同。 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。评估单片机近期是否会给ARM取代，要观察两个
因素：

- 芯片成本

因ARM的工作频率较高，电路较庞大，所需的芯片制造工艺要求在0。25U
以上，成本较高。8位单片机工作频率相对较低，电路较小，所需的芯片制造工
艺在0。5U 即可，成本较低。

- 功能定位

ARM的功能较单片机强，但两者定位不同。就如现阶段不会有人用ARM
去作一个简单的工业定时开关。当然，如果两者单价相同也无不可，但现实是有
很大的单价差距。

至于将来，因芯片制造成本会不断下降，上述的成本差异影响愈来愈少!但
我估计在往后5年单片机仍有价格优势，仍能存活!但ARM是否会精简架构，
降低成本，抢夺低阶市场？我想可能性不大，ARM应该会向上发展。同样，单
片机也只能向上发展，如16位，高功能……等。 原因就是因为芯片制造工艺进
步太快。压迫芯片设计往高集成发展。

25． 在单片机C编成时，如何才能使生成的代码具有和汇编一样的效率？

答：如果是使用C语言编程时，不太可能生成的代码具有1：1和汇编一样的效
率。

C语言命令要被硬件识别并执行，必须通过编译器编译。编译器分为前端、
中端、后端。前端与各种计算机语言写的程序打交道，后端与处理器的基本指令
集接轨。所以如果使用C编程时，要达到最高的效率，最好能够很了解所使用
的C编译器。先试验一下每条C语言编译以后对应的汇编语言的语句行数，这
样就可以很明确的知道效率。在今后编程的时候，使用编译效率最高的语句，这
样就能确保单片机C编程的时候同样的功能不同的C程序，编译效率最高。但
是各家的C编译器都会有一定的差异，优秀的嵌入式系统C编译器代码长度和
执行时间仅比以汇编语言编写的同样功能程度长5-20％，所以不同厂家的C编
译器的编译效率也会有所不同。

26． ARM单片机和哪种内核的单片机比较接近？

答：严格的说，ARM不是单片机，是一个嵌入式的实时操作系统。ARM（Advanced
RISC Machines）是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、
耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。ARM将其技术授权给世界上许多著
名的半导体、软件和OEM厂商，每个厂商得到的都是一套独一无二的ARM相
关技术及服务。所以市场上像Intel、IBM、LG半导体、NEC、SONY、菲利浦
和国半这样的大公司都有ARM系列，现在不存在什幺ARM单片机和哪种内核
的单片机比较接近的问题。而且由于厂家购买内核后会根据自己芯片应用方向的
不同，自行添加不同的外挂功能模块，所以，同样内核的芯片其提供的功能是不
同的。

27． 从51转到ARM会有困难吗？

答：从51转到ARM，其实编程之类的原理都是一样的，但是要注意的是ARM
是一个RISC的架构，在ARM的应用开放源代码的程序很多，要想提高自己，
就要多看别人的程序，linux，uc/os-II等等这些都是很好的源码。

28． 我学过MCS51单片机教材，很有兴趣，但缺乏实践经验，手头没有任
何道具可供演练，资金又有限，请问该怎幺办？

答：在没有任何条件进行实践时，如果真的有兴趣，可以下载一些具有软件仿真
功能仿真软件进行一些编程，像一些做得比较好的51仿真软件应该具有这种功
能。HOLTEK的仿真软件HT-IDE3000也具有相应的功能，同时它还具有LCD
软件仿真，周边电路的软件仿真。有兴趣的话，也可以去免费下载使用，
http://www.holtek.com.cn/tech/tool/ide.htm。同时可以到一些电子市场去购买一些
简单器件自己练习搭一下电路以加强硬件方面的知识。

29． 如果已经有了针对某MCU的C实现的某个算法，保持框架不变，对核
心的部分用汇编优化，有没有一些比较通用的原则？

答：每个人的编程都有自己的风格与习惯，如果要利用别人的程序，在其中修修
改改，如果他的程序并没有很好的模块化的话，建议最好不要这幺做，否则本来
预期达到事倍功半，说不定反而事半功倍了。要参考他人的程序当然可以，但是
首要是要看懂并理解他人程序的算法精髓，而不是在他的基础上打补丁。而关于
算法方面的优化，可以购买一些数据结构的书籍，上面有比较详细的说明。

30． 如果准备估计一个算法的MIPS，有什幺好的途径？

答：算法的运行时间是指一个算法在计算机上运算所花费的时间。它大致等于计
算机执行简单操作（如赋值操作，比较操作等）所需要的时间与算法中进行简单
操作次数的乘积。通常把算法中包含简单操作次数的多少叫做算法的时间复杂
性。它是一个算法运行时间的相对量度，一般用数量级的形式给出。度量一个程
序的执行时间通常有两种方法：

一种是事后统计的方法。因为很多计算机内部都有计时功能，不同算法的程
序可通过一组或若干组相同的统计数据以分辨优劣。但这种方法有两个缺陷：一
是必须先运行依据算法编制的程序；二是所得时间的统计量依赖于计算机的硬
件、软件等环境因素，有时容易掩盖算法本身的优劣。因此人们常常采用另一种

事前分析估算的方法。

一种是事前分析估算的方法。一个程序在计算机上运行时所消耗的时间取决
于下列因素：

① 依据的算法选用何种策略；

② 问题的规模。例如求100以内还是1000以内的素数；

③ 书写程序的语言。对于同一个算法，实现语言的级别越高，执行效率就越低；

④ 编译程序所产生的机器代码的质量。这个跟编译器有关；

⑤ 机器执行指令的速度。

显然，同一个算法用不同的语言实现，或者用不同的编译程序进行编译，或
者在不同的计算机上运行时，效率均不相同。这表明使用绝对的时间单位衡量算
法的效率是不合适的。撇开这些与计算机硬件、软件有关的因素，可以认为一个
特定算法"运行工作量"的大小，只依赖于问题的规模（通常用整数量n表示），
或者说，它是问题规模的函数。

一个算法是由控制结构（顺序、分支和循环三种）和原操作（指固有数据类
型的操作）构成的，则算法时间取决于两者的综合效果。为了便于比较同一问题
的不同算法，通常的做法是，从算法中选取一种对于所研究的问题（或算法类型）
来说是基本运算的原操作，以该基本操作重复执行的次数作为算法的时间度量。

算法的MIPS有专门的一门学问，可以去好好参考相关的数据结构书籍。