单片机编程基础知识问答

信号随时间变化的基本状况。

41. 通常采用什么方法来测试单片机系统的可靠性?

答：单片机系统可以分为软件和硬件两个方面，我们要保证单片机系统可靠性就必须从这两方面入手。

首先在设计单片机系统时，就应该充分考虑到外部的各种各样可能干扰，尽量利用单片机提供的一切手段去割断或者解决不良外部干扰造成的影响。我们以HOLTEK最基本的I/O单片机HT48R05A-1为例，它内部提供了看门狗定时器WDT防止单片机内部程序乱跑出错;提供了低电压复位系统LVR，当电压低于某个允许值时，单片机会自动RESET防止芯片被锁死;HOLTEK也提供了最佳的外围电路连接方案，最大可能的避免外部干扰对芯片的影响。

当一个单片机系统设计完成，对于不同的单片机系统产品会有不同的测试项目和方法，但是有一些是必须测试的：

测试单片机软件功能的完善性。 这是针对所有单片机系统功能的测试，测试软件是否写的正确完整。

上电掉电测试。在使用中用户必然会遇到上电和掉电的情况，可以进行多次开关电源，测试单片机系统的可靠性。

老化测试。测试长时间工作情况下，单片机系统的可靠性。必要的话可以放置在高温，高压以及强电磁干扰的环境下测试。

ESD和EFT等测试。可以使用各种干扰模拟器来测试单片机系统的可靠性。例如使用静电模拟器测试单片机系统的抗静电ESD能力;使用突波杂讯模拟器进行快速脉冲抗干扰EFT测试等等。

当然如果没有此类条件，可以模拟人为使用中，可能发生的破坏情况。例如用人体或者衣服织物故意摩擦单片机系统的接触端口，由此测试抗静电的能力。用大功率电钻靠近单片机系统工作，由此测试抗电磁干扰能力等。

42. 在开发单片机的系统时，具体有那些是衡量系统的稳定性的标准?

答：从工业的角度来看，衡量系统稳定性的标准有很多，也针对不同的产品标准不同。下面我们大概介绍单片机系统最常用的标准。

电试验(ESD)

参考标准： IEC 61000-4-2

本试验目的为测试试件承受直接来自操作者及相对对象所产生之静电放电效应的程度。

空间辐射耐受试验(RS)

参考标准：IEC 61000-4-3

本试验为验证试件对射频产生器透过空间散射之噪声耐受程度。

测试频率：80 MHz~1000 MHz

快速脉冲抗扰测试(EFT/B)

参考标准：IEC 61000-4-4

本试验目的为验证试件之电源线，信号线(控制线)遭受重复出现之快速瞬时丛讯时之耐受程度。

雷击试验(Surge)

参考标准 ： IEC 61000-4-5

本试验为针对试件在操作状态下，承受对于开关或雷击瞬时之过电压/电流产生突波之耐受程度。

传导抗扰耐受性(CS)

参考标准：IEC 61000-4-6

本试验为验证试件对射频产生器透过电源线传导之噪声耐受程度。

测试频率范围：150 kHz~80 MHz

Impulse

脉冲经由耦合注入电源线或控制线所作的杂抗扰性试验。

43. 在设计软体时，大多单片机都设有看门狗，需要在软体适当的位置去喂狗，以防止软体复位和软体进入死循环，如何适当的喂狗，即如何精确判定软体的运行时间?

答：大多数单片机都有看门狗定时器功能(WDT，Watch Dog Timer)以避免程序跑错。HOLTEK有一款基本I/O型单片机--HT48R05A-1，我们就以它为例做个说明吧。

首先了解一下WDT的基本结构，它其实是一个定时器，所谓的喂狗是指将此定时器清零。喂狗分为软件和硬件两种方法。软件喂狗就是用指令来清除WDT，即CLR WDT;硬件喂狗就是硬件复位RESET。当定时器溢出时，会造成WDT复位，也就是我们常说的看门狗起作用了。在程序正常执行时，我们并不希望WDT复位，所以要在看门狗溢出之前使用软件指令喂狗，也就是要计算WDT相隔多久时间会溢出一次。HT48R05A-1的WDT溢出时间计算公式是：256*Div*Tclock。其中Div是指wdt预分频数1~128，Tclock是指时钟来源周期。如果使用内部RC振荡作为WDT的时钟来源(RC时钟周期为65us/5V)，最大的WDT溢出时间为2.1秒。

当我们得到了WDT溢出时间Twdt后，一般选择在Twdt/2左右的时间进行喂狗，以保证看门狗不会溢出，同时喂狗次数不会过多。

软件运行时间是根据不同的运行路线来决定的，如果可以预见软件运行的路线，那么可以根据T=n*T1来计算软件的运行时间。n是指运行的机器周期数，T1是指机器周期。HOLTEK单片机是RISC结构，大部分指令由一个机器周期组成，只需要知道软件运行了多少条指令，就可以算出运行时间了。HOLTEK的编译软件HT-IDE3000中，就有计算运行时间的工具。但是对于CISC结构的单片机，一条指令可以由若干个机器周期组成，那么就需要根据具体执行的指令来计算了。

44. 我们是一家开发数控系统的专业厂，利用各种单片机和CPU开发了很多产品，在软件开发上也采用了很多通用的抗