29. 如果已經有了針對某MCU的C實現的某個算法,保持框架不變,對核心的部分用匯編優化,有沒有一些比較通用的原則?
答:每個人的編程都有自己的風格與習慣,如果要利用別人的程序,在其中修修改改,如果他的程序并沒有很好的模塊化的話,建議最好不要這幺做,否則本來預期達到事倍功半,說不定反而事半功倍了。要參考他人的程序當然可以,但是首要是要看懂并理解他人程序的算法精髓,而不是在他的基礎上打補丁。而關于算法方面的優化,可以購買一些數據結構的書籍,上面有比較詳細的說明。
30. 如果準備估計一個算法的MIPS,有什么好的途徑?
答:算法的運行時間是指一個算法在計算機上運算所花費的時間。它大致等于計算機執行簡單操作(如賦值操作,比較操作等)所需要的時間與算法中進行簡單操作次數的乘積。通常把算法中包含簡單操作次數的多少叫做算法的時間復雜性。它是一個算法運行時間的相對量度,一般用數量級的形式給出。度量一個程序的執行時間通常有兩種方法:
l 一種是事后統計的方法。因為很多計算機內部都有計時功能,不同算法的程序可通過一組或若干組相同的統計數據以分辨優劣。但這種方法有兩個缺陷:一是必須先運行依據算法編制的程序;二是所得時間的統計量依賴于計算機的硬件、軟件等環境因素,有時容易掩蓋算法本身的優劣。因此人們常常采用另一種事前分析估算的方法。
l 一種是事前分析估算的方法。一個程序在計算機上運行時所消耗的時間取決于下列因素:
(1)依據的算法選用何種策略;
(2)問題的規模。例如求100以內還是1000以內的素數;
(3)書寫程序的語言。對于同一個算法,實現語言的級別越高,執行效率就越低;
(4)編譯程序所產生的機器代碼的質量。這個跟編譯器有關;
(5)機器執行指令的速度。
顯然,同一個算法用不同的語言實現,或者用不同的編譯程序進行編譯,或者在不同的計算機上運行時,效率均不相同。這表明使用絕對的時間單位衡量算法的效率是不合適的。撇開這些與計算機硬件、軟件有關的因素,可以認為一個特定算法“運行工作量”的大小,只依賴于問題的規模(通常用整數量n表示),或者說,它是問題規模的函數。
一個算法是由控制結構(順序、分支和循環三種)和原操作(指固有數據類型的操作)構成的,則算法時間取決于兩者的綜合效果。為了便于比較同一問題的不同算法,通常的做法是,從算法中選取一種對于所研究的問題(或算法類型)來說是基本運算的原操作,以該基本操作重復執行的次數作為算法的時間度量。
算法的MIPS有專門的一門學問,可以去好好參考相關的數據結構書籍。
31. 遙控的編解碼思路和設計流程是怎樣的?
答:一般來說完整的遙控碼分為頭碼、地址碼、數據碼和校驗碼四個組成部分。頭碼根據不同的廠家各不相同,地址碼和數據碼都由邏輯“1”和邏輯“0”組成。編碼的設計目的,就是按照編碼規則發送不同的碼值。我們最常見的碼型有SONY、松下、NEC等廠家型號。遙控編碼芯片最常用的是在空調、DVD、車庫門等遙控器上。
設計編碼程序可以分為三個部分。
第一部分是了解碼型的特性。遙控碼的頭碼和地址碼(也稱為客戶碼)是固定不變的,數據碼和校驗碼根據不同的鍵值而改變。
第二部分是計算發碼時間。遙控碼大部分都是由邏輯“1”和邏輯“0”組成,也就是由一串固定占空比、固定周期的方波所組成。通常這些方波的周期是毫秒甚至微秒等級,需要在時間上計算的比較精確。所以選擇發碼單片機型號的時候,就要考慮到單片機的運行速度是不是夠快,以及程序運行時間夠不夠。
第三部分就是程序的編寫。選定單片機型號之后,開始設計程序流程。一般來說我們使用I/O口就可以做發碼的輸出端口。發碼程序一般由幾個子程序組成,頭碼子程序、邏輯1子程序,邏輯0子程序以及校驗碼的算法子程序。一旦我們得到要發送碼的命令后,首先調用頭碼子程序,然后根據客戶碼和鍵值調用邏輯1子程序或者邏輯0子程序,最后調用校驗碼算法子程序輸出校驗碼。
HOLTEK公司的HT48CA0/HT48RA0、HT48CA3/HT48RA3和HT48CA6是專為遙控器設計的單片機,它們具有專門紅外輸出口,可以實現絕大部分發碼的要求。
設計解碼程序也可以分為三部分。
第一部分了解編碼波形特性。從分析編碼的高、低脈沖寬度入手,了解邏輯“1”和邏輯“0”的波形占空比、周期。了解頭碼的特性。
第二部分確定接收方式。一般我們可以用I/O口查詢方法或者INT口中斷響應方法來接收編碼。這兩者的區別是I/O口查詢方式比較耗費單片機的運行時間資源,需要不斷的去偵測I/O的電平變化,以免漏掉有效的碼值;而INT口中斷接收方式則比較節省資源,當外部有電平變化時,單片機才需要去處理,不需要時刻進行偵測。但是INT口中斷接收方式不能辨別相同周期不同占空比的波形特性,當編碼所攜帶的邏輯“1”和邏輯“0”具有這種特性時,就無法通過INT口中斷接收方式來辨別了,因為INT中斷只是在上升沿或者下降沿的時候才觸發。
第三部分將接收的碼值存儲并分析執行。根據判斷高低電平的寬度(定時器或者延時),可以得到碼值,也就是我們所說的解碼。一般我們連續收到3個相同的完整碼值,就確認此碼的確被發出,并接收成功。當解碼結束,根據碼值我們可以判斷出是哪個按鍵被按下,由此去執行相對的按鍵功能。
HOLTEK公司的HT48以及HT49(帶LCD)系列單片機,都可以符合大多數解碼的任務。
32. 在學習單片機的過程中,如何理解預分頻,12時鐘模式(6時鐘模型)等概念?
答:預分頻器的英文是prescaler。它就是將輸入的頻率信號分頻,然后再輸出。HOLTEK公司有一款最基本的8位I/O型單片機HT48R05A-1,我們就以這款單片機為例說明。HT48R05A-1有一個8位向上計數的定時器Counter。系統時鐘Fsys(4MHz)進入八階預分頻器(8-stage Prescaler)進行分頻,再進入定時計數器Counter計數。根據軟件設置,預分頻器可以將Fsys進行2的n次方分頻(n=1~8)。舉例來說,如果軟件設置為預分頻器2分頻,那幺預分頻器輸出的頻率就是Fsys/2=2MHz,這個2MHz信號再進入定時計數器Counter。
如果需要HT48R05A-1或者其它各類HOLTEK單片機的詳細資料,可以在如下地址下載:http://www.holtek.com.cn/referanc/htk_book.htm。
12時鐘模式(6時鐘模型)應該就是在MCS51系列中,12個系統時鐘為一個機器周期,2個系統時鐘為一個狀態,即一個機器周期有6個狀態。
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