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41. 通常采用什么方法來測試單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性？
答：單片機(jī)系統(tǒng)可以分為軟件和硬件兩個(gè)方面，我們要保證單片機(jī)系統(tǒng)可靠性就必須從這兩方面入手。
首先在設(shè)計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)時(shí)，就應(yīng)該充分考慮到外部的各種各樣可能干擾，盡量利用單片機(jī)提供的一切手段去割斷或者解決不良外部干擾造成的影響。我們以HOLTEK最基本的I/O單片機(jī)HT48R05A-1為例，它內(nèi)部提供了看門狗定時(shí)器WDT防止單片機(jī)內(nèi)部程序亂跑出錯(cuò)；提供了低電壓復(fù)位系統(tǒng)LVR，當(dāng)電壓低于某個(gè)允許值時(shí)，單片機(jī)會(huì)自動(dòng)RESET防止芯片被鎖死；HOLTEK也提供了最佳的外圍電路連接方案，最大可能的避免外部干擾對(duì)芯片的影響。
當(dāng)一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成，對(duì)于不同的單片機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)品會(huì)有不同的測試項(xiàng)目和方法，但是有一些是必須測試的：
l 測試單片機(jī)軟件功能的完善性。 這是針對(duì)所有單片機(jī)系統(tǒng)功能的測試，測試軟件是否寫的正確完整。
l 上電掉電測試。在使用中用戶必然會(huì)遇到上電和掉電的情況，可以進(jìn)行多次開關(guān)電源，測試單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性。
l 老化測試。測試長時(shí)間工作情況下，單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性。必要的話可以放置在高溫，高壓以及強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境下測試。
l ESD和EFT等測試?？梢允褂酶鞣N干擾模擬器來測試單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性。例如使用靜電模擬器測試單片機(jī)系統(tǒng)的抗靜電ESD能力；使用突波雜訊模擬器進(jìn)行快速脈沖抗干擾EFT測試等等。
當(dāng)然如果沒有此類條件，可以模擬人為使用中，可能發(fā)生的破壞情況。例如用人體或者衣服織物故意摩擦單片機(jī)系統(tǒng)的接觸端口，由此測試抗靜電的能力。用大功率電鉆靠近單片機(jī)系統(tǒng)工作，由此測試抗電磁干擾能力等。
42. 在開發(fā)單片機(jī)的系統(tǒng)時(shí)，具體有那些是衡量系統(tǒng)的穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)？
答：從工業(yè)的角度來看，衡量系統(tǒng)穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)有很多，也針對(duì)不同的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不同。下面我們大概介紹單片機(jī)系統(tǒng)最常用的標(biāo)準(zhǔn)。
l 電試驗(yàn)（ESD）
參考標(biāo)準(zhǔn)： IEC 61000-4-2
本試驗(yàn)?zāi)康臑闇y試試件承受直接來自操作者及相對(duì)對(duì)象所產(chǎn)生之靜電放電效應(yīng)的程度。
l 空間輻射耐受試驗(yàn)（RS）
參考標(biāo)準(zhǔn)：IEC 61000-4-3
本試驗(yàn)為驗(yàn)證試件對(duì)射頻產(chǎn)生器透過空間散射之噪聲耐受程度。
測試頻率：80 MHz~1000 MHz
l 快速脈沖抗擾測試（EFT/B）
參考標(biāo)準(zhǔn)：IEC 61000-4-4
本試驗(yàn)?zāi)康臑轵?yàn)證試件之電源線，信號(hào)線（控制線）遭受重復(fù)出現(xiàn)之快速瞬時(shí)叢訊時(shí)之耐受程度。
l 雷擊試驗(yàn)（Surge）
參考標(biāo)準(zhǔn)： IEC 61000-4-5
本試驗(yàn)為針對(duì)試件在操作狀態(tài)下，承受對(duì)于開關(guān)或雷擊瞬時(shí)之過電壓/電流產(chǎn)生突波之耐受程度。
l 傳導(dǎo)抗擾耐受性（CS）
參考標(biāo)準(zhǔn)：IEC 61000-4-6
本試驗(yàn)為驗(yàn)證試件對(duì)射頻產(chǎn)生器透過電源線傳導(dǎo)之噪聲耐受程度。
測試頻率范圍：150 kHz~80 MHz
l Impulse
脈沖經(jīng)由耦合注入電源線或控制線所作的雜抗擾性試驗(yàn)。
43. 在設(shè)計(jì)軟體時(shí)，大多單片機(jī)都設(shè)有看門狗，需要在軟體適當(dāng)?shù)奈恢萌ノ构罚苑乐管涹w復(fù)位和軟體進(jìn)入死循環(huán)，如何適當(dāng)?shù)奈构罚慈绾尉_判定軟體的運(yùn)行時(shí)間？
答：大多數(shù)單片機(jī)都有看門狗定時(shí)器功能（WDT，Watch Dog Timer）以避免程序跑錯(cuò)。HOLTEK有一款基本I/O型單片機(jī)--HT48R05A-1，我們就以它為例做個(gè)說明吧。
首先了解一下WDT的基本結(jié)構(gòu)，它其實(shí)是一個(gè)定時(shí)器，所謂的喂狗是指將此定時(shí)器清零。喂狗分為軟件和硬件兩種方法。軟件喂狗就是用指令來清除WDT，即CLR WDT；硬件喂狗就是硬件復(fù)位RESET。當(dāng)定時(shí)器溢出時(shí)，會(huì)造成WDT復(fù)位，也就是我們常說的看門狗起作用了。在程序正常執(zhí)行時(shí)，我們并不希望WDT復(fù)位，所以要在看門狗溢出之前使用軟件指令喂狗，也就是要計(jì)算WDT相隔多久時(shí)間會(huì)溢出一次。HT48R05A-1的WDT溢出時(shí)間計(jì)算公式是：256*Div*Tclock。其中Div是指wdt預(yù)分頻數(shù)1~128，Tclock是指時(shí)鐘來源周期。如果使用內(nèi)部RC振蕩作為WDT的時(shí)鐘來源（RC時(shí)鐘周期為65us/5V），最大的WDT溢出時(shí)間為2.1秒。
當(dāng)我們得到了WDT溢出時(shí)間Twdt后，一般選擇在Twdt/2左右的時(shí)間進(jìn)行喂狗，以保證看門狗不會(huì)溢出，同時(shí)喂狗次數(shù)不會(huì)過多。
軟件運(yùn)行時(shí)間是根據(jù)不同的運(yùn)行路線來決定的，如果可以預(yù)見軟件運(yùn)行的路線，那么可以根據(jù)T=n*T1來計(jì)算軟件的運(yùn)行時(shí)間。n是指運(yùn)行的機(jī)器周期數(shù)，T1是指機(jī)器周期。HOLTEK單片機(jī)是RISC結(jié)構(gòu)，大部分指令由一個(gè)機(jī)器周期組成，只需要知道軟件運(yùn)行了多少條指令，就可以算出運(yùn)行時(shí)間了。HOLTEK的編譯軟件HT-IDE3000中，就有計(jì)算運(yùn)行時(shí)間的工具。但是對(duì)于CISC結(jié)構(gòu)的單片機(jī)，一條指令可以由若干個(gè)機(jī)器周期組成，那么就需要根據(jù)具體執(zhí)行的指令來計(jì)算了。
44. 我們是一家開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)的專業(yè)廠，利用各種單片機(jī)和CPU開發(fā)了很多產(chǎn)品，在軟件開發(fā)上也采用了很多通用的抗干擾技術(shù)，如：軟件陷阱、指令允余、看門狗和數(shù)字濾波等等，但實(shí)際運(yùn)用中還是很不可靠，如：經(jīng)常莫名其妙地死機(jī)、程序跳段、I/O數(shù)據(jù)錯(cuò)誤等，并且故障的重復(fù)性很不確定，也不是周期性地重復(fù)。往往用戶使用中出現(xiàn)故障，但又無法重現(xiàn)，很讓人頭痛。反復(fù)檢查硬件也設(shè)查出原因，所以對(duì)軟件的可靠性很是懷疑。怎么辦？
答：防止干擾最有效的方法是去除干擾源、隔斷干擾路徑，但往往很難做到，所以只能看單片機(jī)抗干擾能力夠不夠強(qiáng)了。單片機(jī)干擾最常見的現(xiàn)象就是復(fù)位；至于程序跑飛，其實(shí)也可以用軟件陷阱和看門狗將程序拉回到復(fù)位狀態(tài)；所以單片機(jī)軟件抗干擾最重要的是處理好復(fù)位狀態(tài)。
一般單片機(jī)都會(huì)有一些標(biāo)志寄存器，可以用來判斷復(fù)位原因；另外也可以自己在RAM中埋一些標(biāo)志。在每次程序復(fù)位時(shí)，通過判斷這些標(biāo)志，可以判斷出不同的復(fù)位原因；還可以根據(jù)不同的標(biāo)志直接跳到相應(yīng)的程序。這樣可以使程序運(yùn)行有連續(xù)性，用戶在使用時(shí)也不會(huì)察覺到程序被重新復(fù)位過。
可以在定時(shí)中斷里面設(shè)置一些暫存器累加，然后加到預(yù)先設(shè)定的值（一個(gè)比較長的時(shí)間），SET標(biāo)志位，這些動(dòng)作都在中斷程序里面。而主程序只需要查詢標(biāo)志位就好了，但是注意標(biāo)志位使用后，記得清除，還有中斷里面的時(shí)基累加器使用以后也要記得清除。
45. 在單片機(jī)的應(yīng)用方面應(yīng)注重哪幾個(gè)方面的學(xué)習(xí)？
答：學(xué)習(xí)的過程基本上可分四個(gè)階段：
第一階段是先瀏覽教科書里的硬體部分，大至了解單片機(jī)的硬體結(jié)構(gòu)。如ROM、RAM、地址、I／O口等，以及看一些廠家的Data Sheet如HOLTEK網(wǎng)站有提供簡體版各項(xiàng)MCU資料，來加強(qiáng)IC所提供各項(xiàng)資源的印象。
第二階段就是了解二進(jìn)位數(shù)字、十六進(jìn)位數(shù)和軟體方面的內(nèi)容。盡管有很多高階語言可用于單片機(jī)的編程，但我覺得初學(xué)還是以組合語言為好（即匯編語言），更有利于和硬體結(jié)合，掌握硬體結(jié)構(gòu)。知道組合語言、機(jī)器語言、指令、程式、根源程式、目的程式等概念后，就從MOV指令開始，學(xué)習(xí)組合語言和編程，在此如HOLTEK的MCU組合語言系統(tǒng)有63條指令，簡單又好理解它們?cè)鯓雍陀搀w聯(lián)系，更有助于一般學(xué)習(xí)單片機(jī)的指令整合與運(yùn)用．因此其方法可先了解幾條基本的MOV指令和它的機(jī)器語言，大致建立起單片機(jī)的硬體和軟體概念，來知道單片機(jī)的硬體是由指令控制指揮的。
第三階段按照編程器的使用手冊(cè)，熟悉使用編程器?，F(xiàn)在的編程器一般都和電腦相連，只要具備基本電腦知識(shí)的人都可很快掌握操作步驟。如果初學(xué)者想要快點(diǎn)熟悉使用單片機(jī)的開發(fā)系統(tǒng)，HOLTEK有提供單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)詳細(xì)操作資料，可上HOLTEK網(wǎng)站（www.holtek.com.cn） 來Download HT-IDE3000使用手冊(cè)
第四階段是依靠實(shí)驗(yàn)板，學(xué)習(xí)掌握單片機(jī)的組合語言指令系統(tǒng)和簡單編程。同時(shí)和前面所學(xué)硬體知識(shí)結(jié)合組裝，起到主學(xué)軟體，鞏固硬體的雙重作用。開始時(shí)可用別人編的簡單程式在實(shí)驗(yàn)板上進(jìn)行驗(yàn)證、分析，主要是熟悉該學(xué)習(xí)方法，在應(yīng)用方面主要針對(duì)單片機(jī)I/O各項(xiàng)介面的使用，如A/D，D/A，PWM輸出口的應(yīng)用，LCD與VFD的控制，以及如何規(guī)范各項(xiàng)串列輸出入口的通訊協(xié)定等，對(duì)其所控制的各項(xiàng)元器件須先分析驅(qū)動(dòng)能力，如電流電壓問題等。
46. 當(dāng)今世界單片機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展有什么不同？
答：對(duì)于應(yīng)用與發(fā)展是一體兩面，是以市場為導(dǎo)向，當(dāng)有市場需求時(shí)，在其應(yīng)用層面的規(guī)劃和分析，而引導(dǎo)單片機(jī)朝此方面的發(fā)展。
47. 在中國，單片機(jī)在哪方面有較好的前景？
答：觀察之前幾年以來各家廠商的銷售地區(qū)比重，可以發(fā)現(xiàn)中國大陸市場比重逐漸提升，***與北美市場則逐漸衰退，主要原因在于多項(xiàng)產(chǎn)品制造基地轉(zhuǎn)移至大陸，MCU在大陸的需求也隨之提升。銷貨至大陸的MCU產(chǎn)品，多應(yīng)用于電話、Caller ID、玩具與LCD等產(chǎn)品，預(yù)計(jì)在未來，銷貨至大陸的比重仍將持續(xù)增加。在中國產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域可分為五大項(xiàng)目，包括電腦周邊（高速M(fèi)odem、DSC、NB中的電源管理等）、通訊產(chǎn)業(yè)、消費(fèi)性產(chǎn)品（家電、冷氣等）、車用市場（定速器、控制器、防盜器）及工業(yè)上的應(yīng)用。有部份廠家將特別瞄準(zhǔn)消費(fèi)性產(chǎn)品市場跨入，如Audio方式將朝多媒、MP3解決方案前進(jìn)，另外在PC連結(jié)應(yīng)用上，包括無線、網(wǎng)路及標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用產(chǎn)品，都會(huì)有一系列產(chǎn)品推出。另外在電源系統(tǒng)應(yīng)用方面，在UPS（不斷電系統(tǒng)）、Server Power（伺服器電源）、Charger（充電器）等應(yīng)用上；以及周邊應(yīng)用領(lǐng)域方面，針對(duì)Game Device、記憶卡、讀卡機(jī)、及Pen Drive（隨身碟）等應(yīng)用上。邏輯IC包括微處理器（MPU）、微控制器（MCU）、特殊應(yīng)用IC（ASIC）、可程式邏輯元件（PLD）以及一般的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用IC（ASSP）等，不同的邏輯IC有其發(fā)展方向，而MCU產(chǎn)品則朝向整合型產(chǎn)品發(fā)展，希望能在單一的IC中加入更多的功能，以降低使用者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的困難度與成本。
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