面试题-单片机(持续更新)
面试题-单片机
GPIO工作模式
VCC、VDD、VSS等区别
- VCC:C=circuit 表示电路的意思, 即接入电路的电压;
- VDD:D=device 表示器件的意思, 即器件内部的工作电压;
- VSS:S=series 表示公共连接的意思,通常指电路公共接地端电压。
- VEE:负电压供电;场效应管的源极(S)
- VPP:编程/擦除电压。
推挽结构和推挽电路
推挽结构一般是指两个参数相同的三极管或MOS管分别受两互补信号的控制,总是在一个三极管或MOS管导通的时候另一个截止。高低电平由输出电平决定。
推挽电路是两个参数相同的三极管或MOSFET,以推挽方式存在于电路中,各负责正负半周的波形放大任务。电路工作时,两只对称的功率开关管每次只有一个导通,所以导通损耗小、效率高。输出既可以向负载灌电流,也可以从负载抽取电流。推拉式输出级既提高电路的负载能力,又提高开关速度。
开漏输出和推挽输出的区别
开漏输出:只可以输出强低电平,高电平得靠外部电阻拉高。输出端相当于三极管的集电极。适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内)。
推挽输出:可以输出强高、低电平。
该图中左边的便是推挽输出模式,其中比较器输出高电平时下面的PNP三极管截止,而上面NPN三极管导通,输出电平VS+;当比较器输出低电平时则恰恰相反,PNP三极管导通,输出和地相连,为低电平。右边的则可以理解为开漏输出形式,需要接上拉。
上下拉电阻作用
- 确定未按下的时候IO输入电平的状态,否则是悬空的。
- 以提高芯片的抗干扰能力。
- 当单片机的IO口作输出时,如果不接上拉电阻只能提供灌电流。无法输出电流驱动外接设备。这时也需要考虑上拉电阻。这样才可以使IO输出高电平。
GPIO八种工作模式
- 浮空输入
数据通道中仅接入TTL触发器(作用是将相对缓慢变化的模拟信号变成矩形信号)整形,随后输入输入数据寄存器,该种工作模式未接入任何上拉/下拉电阻。 模式特点:在该引脚悬空(无信号输入)的情况下,读取该端口的电平是不确定的。 适用场合:外部按键输入/USART RX引脚。 - 上拉输入
在数据通道前端接入了一个上拉电阻。模式特点:在无信号输入时端口电位受上拉电阻钳制,I/O端口输入电平始终保持为高电平;而当端口输入电平为低电平时,I/O端口输入电平为低电平。 适用场合:需要IO内部上拉电阻输入时,器件的外部中断(IRQ)引脚触发中断条件为下降沿触发/低电平触发,这样在无信号输入时始终保持高电平,如果有事件触发中断IRQ可以输出一个低电平,进而可产生(下降沿/低电平)中断。 - 下拉输入
在数据通道前端接入了一个下拉电阻。模式特点:在无信号输入时端口电位受下拉电阻钳制,I/O端口输入电平始终保持为低电平;而当端口输入电平为高电平时,I/O端口输入电平为高电平。 适用场合:需要IO内部下拉电阻输入时,器件的外部中断(IRQ)引脚触发中断条件为上升沿触发/高电平触发时,该端口可以选择下拉输入模式。 - 模拟输入
模拟输入模式下,I/O端口的模拟信号(电压信号,而非电平信号)直接模拟输入到片上外设模块,比如ADC模块等。 - 开漏输出
开漏输出:适合做电流型的驱动,其吸收电流能力较强。当CPU输出逻辑’0’时,I/O端口输出低电平,而当CPU输出逻辑’1’时,该引脚处于开漏,也就是浮空状态(高阻态),如果想输出高电平则必须接入上拉电阻。同时IO口可以由外部电路改变为低电平或不变,即可读IO输入电平变化,实现了I/O端口的双向功能; - 开漏复用输出
与开漏输出特性一致,只不过引脚选择了复用功能 - 推挽输出
输出具有驱动能力,当CPU输出逻辑’0’时,I/O端口输出低电平,而当CPU输出逻辑’1’时,I/O端口输出高电平,通常作为普通的GPIO用于驱动LED、数码管等电子元器件或输出控制某个信号。 - 推挽复用输出
一个引脚通常可作为普通GPIO来使用,但通常有多个复用模块对应着同一个引脚,那么当这个GPIO作为内置外设引脚时,就叫做复用模式。
精度与分辨率
- 精度是指传感器测量值与真实值之间的差值,又叫测量误差。
- 分辨率是指传感器最小能读到的数值,即被测量变化多少才能引起传感器响应。
输入阻抗高低
DMA
DMA,全称Direct Memory Access,即直接存储器访问。
DMA用来提供在外设和存储器之间或者存储器和存储器之间的高速数据传输。无须CPU的干预,通过DMA数据可以快速地移动。这就节省了CPU的资源来做其他操作。
传输参数:
- 数据源地址
- 数据目标地址
- 数据传输量
- 传输次数
以UART为例,如果要接收数据,会触发UART中断,然后CPU介入,在中断中通过CPU将UART输入寄存器的值读出来,存放到内存中;
而DMA方式,产生UART中断后,DMA直接参与,把UART输入寄存器的值搬运到内存中,CPU只需要在去检查内存的值就好了,这样提高了CPU的效率。
SRAM & DRAM & SDRAM
- 静态RAM(Static RAM/SRAM):SRAM速度非常快,是目前读写最快的存储设备了,但是它也非常昂贵,所以只在要求很苛刻的地方使用,譬如CPU的一级缓冲,二级缓冲。
- 动态RAM(Dynamic RAM/DRAM):DRAM保留数据的时间很短,速度也比SRAM慢,不过它还是比任何的ROM都要快,但从价格上来说DRAM相比SRAM要便宜很多。
- 同步动态随机存储器SDRAM:同步(Synchronous)是指内存工作需要同步时钟,内部的命令的发送与数据的传输都以它为基准,动态(Dynamic)是指存储阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失,随机(Random)是指数据不是线性依次存储,而是自由指定地址进行数据读写。SDRAM具有空间存储量大、读写速度快、价格相对便宜等优点。然而由于SDRAM内部利用电容来存储数据,为保证数据不丢失,需要持续对各存储电容进行刷新操作;同时在读写过程中 需要考虑行列管理、各种操作延时等,由此导致了其控制逻辑复杂的特点。
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