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单片机经验谈(应用篇)
做了这么久的单片机程序设计,自认为对于单片机的设计有了比较深刻的认识,有一些感想想要记录下来,有点意思,从业至今,也使用过NEC和TI的单片机,对于这两种单片机的资源与优缺点也是非常的了解。对于单片机,可以说就是这么多的东西,如果换另外的单片机,我可以说,在一个月内上手,2个月内熟练的掌握,包括编译环境等。顺便提一句,个人推荐,嵌入式软件的编辑环境采用Source Insight,在linux下就将就着使用Source Navigator吧,虽然不是很好用,但和Source Insight还是稍微有点相像啦。Source Insight适合于代码容量小点的项目,譬如,几十个文件,代码容量在几百K以内的项目,如果文件过多,达到几百上千文件的话,Source Insight的运行将比较慢。不太适合。??? 下面我们来说说这两款单片机,TI的MSP430,我参加工作后,这是我使用的第一款单片机,该单片机最大的特点就是,功耗低(呵呵,废话),该单片机从90年代末研发完毕,到利尔达从2002年开始在中国范围内做市场推广,现在在中国的市场前景很好,TI应该将其归功于利尔达的能力,当然还有MSP430本身的优秀设计,利尔达和TI的成功之处在于,提供完整的方案设计,市场定位准确,就像在电表市场的推广方面,TI和利尔达都有非常资深的专家帮你完成一个完整的设计,这对中国这样的市场环境是一个很大的优势!大部分的中国小公司都不会愿意投入大量的资金与力量来进行研发,老板是怎么赚钱快风险小就干什么,利尔达和TI的这种能力正好投其所好。这也告诉我们一点,卖片子也是要有技术含量的!以后的芯片代理将会要求更加的细分市场,要从一个只做销售的商务公司转向于一个完整的行业方案提供商。就像周立功的发展模式一样。??? 呵呵,扯远了,言归正传,MSP430与市场上的大部分的单片机相比,具有一下几点最重要的优点!1、功耗确实很低,多种低功耗的处理模式,可以非常方便用户!笔者曾经使用做到单片机定时唤醒,带液晶常显,功耗12uA左右,这里大部分的功耗消耗在液晶,这对功耗要求高的水表,电表等方面非常的有优势。2、带液晶LCD驱动,在业界的大部分单片机都没有自带液晶驱动的时候,TI将其做到了自己的芯片中。简化了系统设计。3、混合信号处理,MSP430的名字的由来就是从这里,大部分的芯片都会自带AD转换器,而其AD转换器的设计精度和转换速度都非常适合大部分的产品设计。AD转化的可以配置为顺序采样,非常适合多通道的数据采样!这里要重点提及的一点就是其内部有AD参考源,大家可能没有意识到这一点对于我们的设计是有怎样的帮助,当我们用到一个没有内部AD参考源的芯片的时候,大家就知道人生的痛苦了!!4、非常简单的调试设备,当JTAG标准还没有流行起来的时候,TI非常明智的将JTAG调试模块做到了芯片的内部,让我们这些设计人员终于抛弃了笨重的调试器。而调试器的制作也是非常的简单!5、各个模块,TI都提供详细的操作源代码,方便软件设计,各个行业都有应用文档。6、FLASH允许自编程,有专门的FLASH操作寄存器,目前大部分的CPU都不支持FLASH自编程。在程序中,我们可以很简单的来进行FLASH的写入操作,那样我们就可以很轻松的实现IAP,实现我们的系统不当机的在线软件升级!这是一个很大的优势,我们已经在我们的149芯片软件设计中实现了系统软件的在线升级。这个设计中最难的部分是中断向量的搬移,以及指定地址存放程序!整体软件架构的设计。当然,任何单片机都不可能是完美的,MSP430也有一些缺陷,但是笔者认为,我们单片机软件设计工程师要注意的是如何去绕开这些问题。1、低功耗带来的问题!3.3V的芯片设计虽然是目前MCU设计的主流,但是功耗太低必然会带来一个问题,就是系统设计的可靠性,信号越微弱的话,越容易受到干扰,稳定性必然下降,我们在设计中发现,MSP430最薄弱的位置是晶振,430的晶振必须要被很好的保护。严格按照TI的晶振电流环布地要求,这样能将对晶振的干扰降到最低!但是,即使这样,我们在EMC的交流耐压测试中(在电表的高压端子和低压端子之间加入高压4KV),可以看到液晶闪烁的,内部软时钟停振。这就说明外部晶振已经受到干扰了,工作不正常。我们用示波器看过430的晶振起振信号,非常微弱,峰峰值大概200mV左右。2、JTAG设计,成也他,败也他,JTAG模块帮助了研发人员的设计,但是用在产品中,也有几个问题,提高了硬件的成本,降低了系统的可靠性。我们在实验室里面做高强度的静电实验的时候,就做出过死机的现象,TI的人认为这是CMOS器件的栓锁效应,出现这种情况之后,芯片会出现一种低阻抗的现象,整个芯片就会成为
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