在单片机应用开发中,代码的使用效率问题、单片机抗干扰性和可靠性等问题仍困扰着 工程师。为帮助工程师解决单片机设计上的难题,《电子工程专辑》网站特邀Holtek香 港分公司工程部处长邓宏杰先生担任《单片机应用编程技巧》专题讨论的嘉宾,与广大 设计工程师交流单片机设计开发经验。现根据论坛中的讨论归纳出单片机开发中应掌握 的几个基本技巧。一、 如何提高C语言编程代码的效率邓宏杰指出,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。他强调:“ 如果使用C编程时,要达到最高的效率,最好熟悉所使用的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。” 他指出,各家的C编译器都会有一定的差异,故编译效率也会有所不同,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%。他说:“对于复杂而开发时间紧的项目时,可以采用C语言,但前提是要求你对该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,但由于不同的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。所以如果对这些特性不了解,那么调试起来问题就会很 多,反而导致执行效率低于汇编语言。” 二、 如何减少程序中的bug? 对于如何减少程序的bug,邓宏杰给出了一些建议,他指出系统运行中应考虑的超范围管理参数有: 1.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。 2.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、堆叠深度。在程式设计中,对资源参数不允许超范围使用。 3.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。 4.过程参数。指系统运行中的有序变化的参数。
上传时间: 2013-10-21
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语音编解码芯片MT8965在ALU中的应用::MT8965是一种功能较强的语音编解码芯片,它采用( 律编码,可通过控制总线接收从处理器.发出的控制信号来写控制寄存器,从而控制驱动输出信号。文章介绍了MT8965的性能特点及其在ALU中的应用。
上传时间: 2013-10-10
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作为嵌入式系统主控单元——单片机,其软件往往是一个微观的实时操作系统,且大部分是为某种应用而专门设计的。系统程序有实时过程控制或实时信息处理的能力,要求能够及时响应随机发生的外部事件并对该事件做出快速处理。而分时操作系统却是把CPU的时间划分成长短基本相同的时间区间,即“时间片”,通过操作系统的管理,把这些时间片依次轮流地分配给各个用户使用。如果某个作业在时间片结束之前,整个任务还没有完成,那么该作业就被暂停下来,放弃CPU,等待下一轮循环再继续做。此时CPU又分配给另一个作业去使用。由于计算机的处理速度很快,只要时间片的间隔取得适当,那么一个用户作业从用完分配给它的一个时间片到获得下一个CPU时间片,中间有所“停顿”;但用户察觉不出来,好像整个系统全由它“独占”似的。分时操作系统主要具有以下3个特点:① 多路性。用户通过各自的终端,可以同时使用一个系统。② 及时性。用户提出的各种要求,能在较短或可容忍的时间内得到响应和处理。③ 独占性。在分时系统中,虽然允许多个用户同时使用一个CPU,但用户之间操作独立,互不干涉。分时操作系统主要是针对小型机以上的计算机提出的。一般而言,微处理器(MPU)驱动的通用计算机,系统设计人员对每一台的最终具体应用都是不得而知的,因此,在价格允许的情况下,硬件设计务求CPU时钟尽可能的快;计算及管理能力尽可能的强;程序和数据存储器的容量尽可能的大;各种计算机外设的配接尽可能的详尽等等,特别是采用分时操作系统的机器,因为是一机多用户的管理系统,它的要求就更高了。相对而言,微控制器(MCU)俗称单片机,是一个单片集成系统,它将这些或那些计算机所需的外设,诸如程序和数据存储器、端口以及有关的子系统集成到一片芯片上。从硬件上,单片机系统与采用分时操作系统的计算机系统是无法比拟的。但是,在单片机系统的设计中,设计人员对其最终具体应用是一清二楚的,它的使用环境相对是单一固定的。所控制的过程的可预见性为分时系统思想的实现提供了可能性。具体一点就是:虽然单片机的CPU速度较低,但其任务是可预见的,这样作业调度将变得简单而无须占用很多的CPU时间,同时“时间片”的设计是具体而有针对性的,因此可变得很有效。一、单片机分时系统的设计单片机系统往往是一个嵌入式的控制系统,因此目前绝大部分的单片机系统还是一实时系统。能够真正体现分时系统的设计思想的往往是那些多路重复检测控制系统。即便是在这些多路重复检测控制系统中,它的实时性也是非常重要的。也就是说,在单片机系统中应用了分时系统设计思想,但其及时性应首先进行考虑。
上传时间: 2013-12-23
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80C51单片机由于功能全面、开发工具较为完善、衍生产品丰富、大量的设计资源可以继承和共享,得到广泛的应用。我们设计的一款手持线PDA产品,也选择80C51单片机作为主、辅CPU,还具备点阵液晶显示屏、导电橡胶键盘、双IC卡接口、EEPROM存储器、实时时钟和串行通信口。由于使用80C51单片机开发,高级语言编程,大大降低了设计的技术风险,产品在较短的时间内就推向了市场。但是,同一些低速的微控制器(如4位单片机)和高速的RISC处理器相比,80C51单片机在功耗上没有优势。为了在PDA类产品中发挥80C51单片机的上述特长,我们通过采取软、硬件配合的一系列措施,加强低电压、低功耗设计,取得了良好的效果。该机使用一颗3V钮扣式锂电池,开机时工作电池小于4mA,瞬间最大工作电流小于20mA,瞬间最大工作电流小于20mA,关机电流小于2μA。一颗电池可以使用较长的时间,达到满意的设计指标。一、低电压低功耗设计理论在一个器件中,功耗通常用电流消耗来表示。下式表明消耗的电池与器件特性之间的关系:Icc = C ∫ Vda ≈ ΔV · C · f (1)式中:Icc是器件消耗的电流;Δ是电压变化的幅值;C是器件电容和输出容性负载的大小;f是器件运行频率。从公式(1)可以得到降低系统功耗的理论依据。将器件供电电压从5V降低3V,可以至少降低40%的功耗。降低器件的工作频率,也能成比例地降低功耗。
上传时间: 2013-10-13
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随着 微 电 子技术的飞速发展,电子产品越来越微型化,集成化,自动化,低廉化,进而推动着其它许多产业的发展。特别进人21世纪以来,生物技术与电子技术的结合,成为高科技领域的研究热点。199()年由瑞士的Manz和Widmer首先提出的“微全分析系统”〔’〕(microto talan alysissy stems,即ptTAS),通俗地称为“建在芯片上的实验室”(Lab on a chip)或简称芯片实验室(Lab chip),主要组成部分为电泳芯片,同时是进样,分离和检测为一体的微型装置,其在电泳实验中的高效检测性能为生物化学分析仪器发展提供了一种借鉴。p.TAS广泛应用于生物医学、环境检测、食品卫生、科学以及国防等众多领域。目前 应 用 的大多为多通道的毛细管电泳芯片,这也是芯片发展的一个必然趋势。这不仅对电泳芯片本身的设计和制作提出了更高的要求,也对传感器和数据处理技术提出了新的挑战。考虑成本,集成度,控制能力以及可靠性方面的因素,本系统采用单片机作为实时数据处理、控制以及通讯的硬件平台。如果系统中既有实时的通信任务,同时又有其他实时任务,采用一个廉价的单片机,资源会比较紧张,不仅实现困难,结构复杂,而且效果可能不满意。而采用高性能的处理器,又浪费了其有效资源,所以本系统采用两个MCU协同工作,以并行/分布式多机的思想,构成了电泳芯 片核心的双单片机系统结构。微全 分 析 系 统 进行的多项实时任务,可以划分为以下 几个模块:①采集模块。负责对外围检验设备进行控 制以及对传送过来的信号进行采集和分析;②交互模 块。通过液晶显示,键盘扫描,以及打印等实现实验人 员对前端采集电路的交互操作;③双单片机控制和通 信模块。协调双单片机之间的数据传输和指令传输 ;④网络传输模块。其中一个单片机通过以太网发送接 收数据到上位机。本文提出一种实时多任务的双单片 机控制和通信系统[31的设计,一个MCU基于TCP /IP网络模块的实现。
上传时间: 2013-11-15
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如同今天的许多通用单片机(MCU)已经把USB、CAN和以太网作为标准外设集成在芯片内部一样,越来越多的无线网络芯片和无线网络解决方案也在向集成SoC 方向发展,比如第一代产品,Nordic公司nRF905,Chipcon公司cc1010 他们集成了8051兼容的单片机.这些无线单片机适合一般的点对点和点对多点的私有网络应用,如单一产品的遥控器和抄表装置等。无线通讯技术给智能装置的互连互通提供了便捷的途径,工业无线网络作为面向工业和家庭自动化的网络技术也正在向着智能,标准和节能方向发展。 目前在工业控制和消费电子领域使用的无线网络技术有ZigBee、无线局域网(Wi-Fi)、蓝牙(Blutooth)、GPRS通用分组无线业务、 ISM、IrDA等, 未来还能有3G、超宽频(UWB)、无线USB、Wimax等。 当然还有大量的私有和专用无线网络在工业控制和消费电子装置中使用,其中ZigBee、GPRS是在目前在国内工业控制中讨论和使用比较多的两种,蓝牙和无线局域网是在消费电子产品如手机、耳机、打印机、照相机和家庭中小企业网络中广泛使用的无线协议(个别工业产品也有应用,如无线视频监控和汽车音响系统),当然私有无线网络技术和产品在工业也有很多的应用。 ZigBee是一个低功耗、短距离和低速的无线网络技术,工作在2.4GHz国际免执照的频率,在IEEE标准上它和无线局域网、蓝牙同属802家族中的无线个人区域网络, ZigBee是有两部分组成,物理和链路层符合IEEE802.15.4, 网络和应用层符合ZigBee联盟的规范。ZigBee联盟是在2002年成立的非盈利组织,有包括TI、霍尼威尔、华为在内两百多家成员, ZigBee联盟致力推广兼容802.15.4和ZigBee协议的平台, 制定网络层和应用架构的公共规范,希望在楼宇自动化、居家控制、家用电器、工业自动控制和电脑外设等多方面普及ZigBee标准。 GPRS是在现有的GSM 网络发展出来的分组数据承载业务,它工作在标准的GSM频率,由于是一个分组交换系统,它适合工业上的突发,少量的数据传输,还因为GSM网络覆盖广泛,永远在线的特点,GPRS特点适合工业控制中的远程监控和测量系统。在工业控制应用中GPRS 芯片一般是以无线数传模块形式出现的,它通过RS232全双工接口和单片机连接,软件上这些模块都内置了GPRS,PPP和TCP/IP协议,单片机侧通过AT指令集向模块发出测试,连接和数据收发指令,GPRS模块通过中国移动cmnet进入互联网和其他终端或者服务器通讯。目前市场常见的模块有西门子G24TC45、TC35i,飞思卡尔G24,索爱GR47/48, 还有Wavecom 的集成了ARM9核的GPRS SoC模块WMP50/100。GPRS模块有区分自带TCP/IP协议和不带协议两种,一般来讲,如果是单片机侧有嵌入式操作系统和TCP/IP协议支持的话或者应用的要求只是收发短信和语音功能的话,可以选择不带协议的模块。 先进的SoC技术正在无线应用领域发挥重要的作用。德州仪器收购了Chipcon公司以后发布的CC2430 是市场上首款SoC的ZigBee单片机, 见图1,它把协议栈z-stack集成在芯片内部的闪存里面, 具有稳定可靠的CC2420收发器,增强性的8051内核,8KRAM,外设有I/O 口,ADC,SPI,UART 和AES128 安全协处理器,三个版本分别是32/64/128K的闪存,以128K为例,扣除基本z-stack协议还有3/4的空间留给应用代码,即使完整的ZigBee协议,还有近1/2的空间留给应用代码,这样的无线单片机除了处理通讯协议外,还可以完成一些监控和显示任务。这样无线单片机都支持通过SPI或者UART与通用单片机或者嵌入式CPU结合。 2008年4月发表CC2480新一代单片ZibBee认证处理器就展示出和TI MSP430 通用的低功耗单片机结合的例子。图1 CC2430应用电路 工业控制领域的另一个芯片巨头——飞思卡尔的单片ZigBee处理器MC1321X的方案也非常类似,集成了HC08单片机核心, 16/32/64K 闪存,外设有GPIO, I2C和ADC, 软件是Beestack 协议,只是最多4K RAM 对于更多的任务显得小了些。但是凭借32位单片机Coldfire和系统软件方面经验和优势, 飞思卡尔在满足用户应用的弹性需求方面作的更有特色,它率先能够提供从低-中-高各个层面的解决方案,见图2。
上传时间: 2013-11-02
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空调红外遥控器是通常由两节碱性电池供电,通过38KHZ 红外载波调制与挂机或者柜机单向通讯的便携式设备。由于其成本低廉,低功耗等特点不仅在空调,还在其它家电及玩具等领域得到了广泛应用。基于便携及电池供电的要求,系统的超低功耗及可靠性设计是首要目标之一。本文针对应用中对低功耗,高集成度的要求,采用MSP430F415 超低功耗MCU,实现按键扫描,LCD 显示,红外发送等完整功能。
上传时间: 2013-11-23
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载波相移正弦脉宽调制(SPWM)技术是一种适用于大功率电力开关变换装置的高性能开关调制策略,在有源电力滤波器中有良好的应用前景。本文介绍了如何利用高性能数字信号处理器TMS320F28335的片内外设事件管理器(EV)模块产生三相SPWM波,给出了程序流程图及关键程序源码。该方法采用不对称规则采样算法,参数计算主要采用查表法,计算量小,实时性高。在工程实践中表明,该方法既能满足控制精度要求,又能满足实时性要求,可以很好地控制逆变电源的输出。
上传时间: 2013-11-05
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proteus中的常用元器件中英文对照表,使用方便咯!
上传时间: 2014-12-28
上传用户:半熟1994
DSP在毫米波汽车防撞雷达系统中的应用
上传时间: 2014-12-28
上传用户:kxyw404582151