请大家介绍下手头的R语言图书

qq_34858601 2016-06-25 03:32:25
R语言越来越受到大家的关注。市面上R语言相关的图书也越来越多(这或许可以从侧面说明R语言受重视的程度越来越高吧)
请大家介绍下手头的R语言图书,相比较而言,这些书又有神马不同。谢谢!
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long_long_study 2017-10-09
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r实战是一本比较好的入门书籍。
小灸舞 2016-06-25
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《R for beginners》和《153分钟学会R》是R的基础,适合入门。 《统计建模与R软件》是更通俗易懂的,涵盖统计学方面的基本分析,想直接先做点东西上手的话,推荐您先看这本书,这本书看得快的话几天就能大致搞定。 《R语言实战》是一本更深入的书,更系统的讲述了R语言以及实际操作,可以作为入门和深入学习。 《R语言编程艺术》据说也很不错,网上也有资源。 此外还有《R语言与统计分析》等等一系列的丛书,看你想要深入了解哪一方面,都有相关书籍。 (2)图形学习: 谢益辉的《现代统计图形》讲述了基础的绘图(这是他的硕士论文),想深入学习的话,可以去看R的包,比如说“color”、“lattice”、"ggplot"。 另外《ggplot2》翻译本也出版了,相对图形更加全面的了解推荐看这本书。 (3)回归和方差分析 可以下载“car”、“lmtest”等和回归分析有关的package来深入研究,不过在“总体学习”的那几本书里都有讲述回归分析和方差分析的,用那些方法就足可以做出我们基本想要的结果的。 (4)数据挖掘 《Data Mining with Rattle and R》这本英文书介绍了用图形化的界面Rattle来进行数据挖掘,就像用SPSS做数据分析一样简单,只需要点击对应按钮就可以了,很好用的。 《Data Mining with R learning by case studies》这本书就是介绍了基础的R代码来进行数据挖掘,适合深入研究这门学科的人来看。 PS: 以上为个人拙见,仅供参考,希望有越来越多的人加入学习R的大军。
主要是介绍各种格式流行的软件设计模式,对于程序员的进一步提升起推进作用,有时间可以随便翻翻~~ 23种设计模式汇集 如果你还不了解设计模式是什么的话? 那就先看设计模式引言 ! 学习 GoF 设计模式的重要性 建筑和软件中模式之异同 A. 创建模式 设计模式之 Singleton(单态/单件) 阎宏博士讲解:单例(Singleton)模式 保证一个类只有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点 设计模式之 Factory(工厂方法和抽象工厂) 使用工厂模式就象使用 new 一样频繁. 设计模式之 Builder 汽车由车轮 方向盘 发动机很多部件组成,同时,将这些部件组装成汽车也是一件复杂的工作,Builder 模式就是将这两 种情况分开进行。 设计模式之 Prototype(原型) 用原型实例指定创建对象的种类,并且通过拷贝这些原型创建新的对象。 B. 结构模式 设计模式之 Adapter(适配器) 使用类再生的两个方式:组合(new)和继承(extends),这个已经在 thinking in java中提到过. 设计模式之 Proxy(代理) 以 Jive 为例,剖析代理模式在用户级别授权机制上的应用 设计模式之 Facade(门面?) 可扩展的使用 JDBC针对不同的数据库编程,Facade提供了一种灵活的实现. 设计模式之 Composite(组合) 就是将类用树形结构组合成一个单位.你向别人介绍你是某单位,你是单位中的一个元素,别人和你做买卖,相当于 和单位做买卖。文章中还对 Jive再进行了剖析。 设计模式之 Decorator(装饰器) Decorator 是个油漆工,给你的东东的外表刷上美丽的颜色. 设计模式之 Bridge(桥连) 将牛郎织女分开(本应在一起,分开他们,形成两个接口),在他们之间搭建一个桥(动态的结合) 设计模式之 Flyweight(共享元) 提供 Java运行性能,降低小而大量重复的类的开销. C. 行为模式 设计模式之 Command(命令) 什么是将行为封装,Command 是最好的说明. 设计模式之 Observer(观察者) 介绍如何使用 Java API 提供的现成 Observer 设计模式之 Iterator(迭代器) 这个模式已经被整合入Java的Collection.在大多数场合下无需自己制造一个Iterator,只要将对象装入Collection中, 直接使用 Iterator 进行对象遍历。 设计模式之 Template(模板方法) 实际上向你介绍了为什么要使用 Java 抽象类,该模式原理简单,使用很普遍. 设计模式之 Strategy(策略) 不同算法各自封装,用户端可随意挑选需要的算法. 设计模式之 Chain of Responsibility(责任链) 各司其职的类串成一串,好象击鼓传花,当然如果自己能完成,就不要推委给下一个. 设计模式之 Mediator(中介) Mediator 很象十字路口的红绿灯,每个车辆只需和红绿灯交互就可以. 设计模式之 State(状态) 状态是编程中经常碰到的实例,将状态对象化,设立状态变换器,便可在状态中轻松切换. 设计模式之 Memento(注释状态?) 很简单一个模式,就是在内存中保留原来数据的拷贝. 设计模式之 Interpreter(解释器) 主要用来对语言的分析,应用机会不多. 设计模式之 Visitor(访问者) 访问者在进行访问时,完成一系列实质性操作,而且还可以扩展. 设计模式引言 设计面向对象软件比较困难,而设计可复用的面向对象软件就更加困难。你必须找到相关的对象,以适当的粒度将它们归 类,再定义类的接口和继承层次,建立对象之间的基本关系。你的设计应该对手头的问题有针对性,同时对将来的问题和需求 也要有足够的通用性。 你也希望避免重复设计或尽可能少做重复设计。有经验的面向对象设计者会告诉你,要一下子就得到复用性和灵活性好的设计, 即使不是不可能的至少也是非常困难的。一个设计在最终完成之前常要被复用好几次,而且每一次都有所修改。 有经验的面向对象设计者的确能做出良好的设计,而新手则面对众多选择无从下手,总是求助于以前使用过的非面向对象 技术。新手需要花费较长时间领会良好的面向对象设计是怎么回事。有经验的设计者显然知道一些新手所不知道的东西,这又 是什么呢? 内行的设计者知道:不是解决任何问题都要从头做起。他们更愿意复用以前使用过的解决方案。当找到一个好的解决方案,他 们会一遍又一遍地使用。这些经验是他们成为内行的部分原因。因此,你会在许多面向对象系统中看到类和相互通信的对象( c o m m u n i c a t i n go b j e c t)的重复模式。这些模式解决特定的设计问题,使面向对象设计更灵活、优雅,最终复用性更 好。它们帮助设计者将新的设计建立在以往工作的基础上,复用以往成功的设计方案。 一个熟悉这些模式的设计者不需要再去发现它们,而能够立即将它们应用于设计问题中。以下类比可以帮助说明这一点。 小说家和剧本作家很少从头开始设计剧情。他们总是沿袭一些业已存在的模式,像“悲剧性英雄”模式(《麦克白》、《哈姆雷特》 等)或“浪漫小说”模式(存在着无数浪漫小说)。同样地,面向对象设计员也沿袭一些模式,像“用对象表示状态”和“修饰对象以便 于你能容易地添加/删除属性”等。一旦懂得了模式,许多设计决策自然而然就产生了。 我们都知道设计经验的重要价值。你曾经多少次有过这种感觉—你已经解决过了一个问题但就是不能确切知道是在什么地 方或怎么解决的?如果你能记起以前问题的细节和怎么解决它的,你就可以复用以前的经验而不需要重新发现它。然而,我们 并没有很好记录下可供他人使用的软件设计经验。 学习 GoF设计模式的重要性 著名的 EJB 领域顶尖的专家 Richard Monson-Haefel 在其个人网站:www.EJBNow.com 中极力推荐的 GoF 的《设计模式》,原文 如下: Design Patterns Most developers claim to experience an epiphany reading this book. If you've never read the Design Patterns book then you have suffered a very serious gap in your programming education that should be remedied immediately. 翻译: 很多程序员在读完这本书,宣布自己相当于经历了一次"主显节"(纪念那稣降生和受洗的双重节日),如果你从来没有读 过这本书,你会在你的程序教育生涯里存在一个严重裂沟,所以你应该立即挽救弥补! 可以这么说:GoF 设计模式是程序员真正掌握面向对象核心思想的必修课。虽然你可能已经通过了 SUN 的很多令人炫目的 技术认证,但是如果你没有学习掌握 GoF 设计模式,只能说明你还是一个技工。 在浏览《Thingking in Java》(第一版)时,你是不是觉得好象这还是一本 Java 基础语言书籍?但又不纯粹是,因为这本书的作 者将面向对象的思想巧妙的融合在 Java 的具体技术上,潜移默化的让你感觉到了一种新的语言和新的思想方式的诞生。 但是读完这本书,你对书中这些蕴含的思想也许需要一种更明晰更系统更透彻的了解和掌握,那么你就需要研读 GoF 的《设 计模式》了。 《Thingking in Java》(第一版中文)是这样描述设计模式的:他在由 Gamma, Helm 和 Johnson Vlissides 简称 Gang of Four(四人 帮),缩写 GoF 编著的《Design Patterns》一书中被定义成一个“里程碑”。事实上,那本书现在已成为几乎所有 OOP(面向对象程 序设计)程序员都必备的参考书。(在国外是如此)。 GoF 的《设计模式》是所有面向对象语言(C++ Java C#)的基础,只不过不同的语言将之实现得更方便地使用。 GOF 的设计模式是一座"桥" 就 Java 语言体系来说,GOF 的设计模式是 Java 基础知识和 J2EE 框架知识之间一座隐性的"桥"。 会 Java 的人越来越多,但是一直徘徊在语言层次的程序员不在少数,真正掌握 Java 中接口或抽象类的应用不是很多,大家 经常以那些技术只适合大型项目为由,避开或忽略它们,实际中,Java 的接口或抽象类是真正体现 Java 思想的核心所在,这些 你都将在 GoF 的设计模式里领略到它们变幻无穷的魔力。 GoF 的设计模式表面上好象也是一种具体的"技术",而且新的设计模式不断在出现,设计模式自有其自己的发展轨道,而这 些好象和 J2EE .Net 等技术也无关! 实际上,GoF 的设计模式并不是一种具体"技术",它讲述的是思想,它不仅仅展示了接口或抽象类在实际案例中的灵活应用 和智慧,让你能够真正掌握接口或抽象类的应用,从而在原来的 Java 语言基础上跃进一步,更重要的是,GoF 的设计模式反复 向你强调一个宗旨:要让你的程序尽可能的可重用。 这其实在向一个极限挑战:软件需求变幻无穷,计划没有变化快,但是我们还是要寻找出不变的东西,并将它和变化的东 西分离开来,这需要非常的智慧和经验。 而 GoF 的设计模式是在这方面开始探索的一块里程碑。 J2EE 等属于一种框架软件,什么是框架软件?它不同于我们以前接触的 Java API 等,那些属于 Toolkist(工具箱),它不再被动 的被使用,被调用,而是深刻的介入到一个领域中去,J2EE 等框架软件设计的目的是将一个领域中不变的东西先定义好,比如 整体结构和一些主要职责(如数据库操作 事务跟踪 安全等),剩余的就是变化的东西,针对这个领域中具体应用产生的具体不同 的变化需求,而这些变化东西就是 J2EE 程序员所要做的。 由此可见,设计模式和 J2EE 在思想和动机上是一脉相承,只不过 1.设计模式更抽象,J2EE 是具体的产品代码,我们可以接触到,而设计模式在对每个应用时才会产生具体代码。 2.设计模式是比 J2EE 等框架软件更小的体系结构,J2EE 中许多具体程序都是应用设计模式来完成的,当你深入到 J2EE 的内 部代码研究时,这点尤其明显,因此,如果你不具备设计模式的基础知识(GoF 的设计模式),你很难快速的理解 J2EE。不能理解 J2EE,如何能灵活应用? 3.J2EE 只是适合企业计算应用的框架软件,但是 GoF 的设计模式几乎可以用于任何应用!因此 GoF 的设计模式应该是 J2EE 的重要理论基础之一。 所以说,GoF 的设计模式是 Java 基础知识和 J2EE 框架知识之间一座隐性的"桥"。为什么说隐性的? GOF 的设计模式是一座隐性的"桥" 因为很多人没有注意到这点,学完 Java 基础语言就直接去学 J2EE,有的甚至鸭子赶架,直接使用起 Weblogic 等具体 J2EE 软 件,一段时间下来,发现不过如此,挺简单好用,但是你真正理解 J2EE 了吗?你在具体案例中的应用是否也是在延伸 J2EE 的思 想? 如果你不能很好的延伸 J2EE 的思想,那你岂非是大炮轰蚊子,认识到 J2EE 不是适合所有场合的人至少是明智的,但我们更 需要将 J2EE 用对地方,那么只有理解 J2EE 此类框架软件的精髓,那么你才能真正灵活应用 Java 解决你的问题,甚至构架出你自 己企业的框架来。(我们不能总是使用别人设定好的框架,为什么不能有我们自己的框架?) 因此,首先你必须掌握 GoF 的设计模式。虽然它是隐性,但不是可以越过的。 关于本站“设计模式” Java 提供了丰富的 API,同时又有强大的数据库系统作底层支持,那么我们的编程似乎变成了类似积木的简单"拼凑"和调用, 甚至有人提倡"蓝领程序员",这些都是对现代编程技术的不了解所至. 在真正可复用的面向对象编程中,GoF 的《设计模式》为我们提供了一套可复用的面向对象技术,再配合 Refactoring(重构方法), 所以很少存在简单重复的工作,加上Java 代码的精炼性和面向对象纯洁性(设计模式是 java 的灵魂),编程工作将变成一个让你时刻 体验创造快感的激动人心的过程. 为能和大家能共同探讨"设计模式",我将自己在学习中的心得写下来,只是想帮助更多人更容易理解 GoF 的《设计模式》。由 于原著都是以C++为例, 以Java为例的设计模式基本又都以图形应用为例,而我们更关心Java在中间件等服务器方面的应用,因此, 本站所有实例都是非图形应用,并且顺带剖析 Jive论坛系统.同时为降低理解难度,尽量避免使用 UML 图. 如果你有一定的面向对象编程经验,你会发现其中某些设计模式你已经无意识的使用过了;如果你是一个新手,那么从开始就 培养自己良好的编程习惯(让你的的程序使用通用的模式,便于他人理解;让你自己减少重复性的编程工作),这无疑是成为一个优秀 程序员的必备条件. 整个设计模式贯穿一个原理:面对接口编程,而不是面对实现.目标原则是:降低耦合,增强灵活性. 建筑和软件中模式之异同 CSDN 的透明特别推崇《建筑的永恒之道》,认为从中探寻到软件的永恒之道,并就"设计模式"写了专门文章《探寻软件的永恒 之道 》,其中很多观点我看了很受启发,以前我也将"设计模式" 看成一个简单的解决方案,没有从一种高度来看待"设计模式"在软 件中地位,下面是我自己的一些想法: 建筑和软件某些地方是可以来比喻的 特别是中国传统建筑,那是很讲模式的,这些都是传统文化使然,比如京剧 一招一式都有套路;中国画,也有套路,树应该怎么画 法?有几种画法?艺术大家通常是创造出自己的套路,比如明末清初,水墨画法开始成熟,这时画树就不用勾勒这个模式了,而是一笔 下去,浓淡几个叶子,待毛笔的水墨要干枯时,画一下树干,这样,一个活生写意的树就画出来. 我上面这些描述其实都是一种模式,创建模式的人是大师,但是拘泥于模式的人永远是工匠. 再回到传统建筑中,中国的传统建筑是过分注重模式了,所以建筑风格发展不大,基本分南北两派,大家有个感觉,旅游时,到南 方,你发现古代名居建筑都差不多;北方由于受满人等少数民族的影响,在建筑色彩上有些与南方迥异,但是很多细节地方都差不多. 这些都是模式的体现. 由于建筑受材料和功用以及费用的影响,所用模式种类不多,这点是和软件很大的不同. 正因为这点不同,导致建筑的管理模式和软件的管理模式就有很多不同, 有些人认识不到这点,就产生了可以大量使用"软件 蓝领"的想法,因为他羡慕建筑中"民工"的低成本. 要知道软件还有一个与建筑截然相反的责任和用途,那就是:现代社会中,计划感不上变化,竞争激烈,所有一切变幻莫测,要应 付所有这些变化,首推信息技术中的软件,只有软件能够帮助人类去应付各种变化.而这点正好与建筑想反,建筑是不能帮助人类去 应付变化的,(它自己反而要求稳固,老老实实帮助人遮风避雨,总不能叫人类在露天或树叶下打开电脑编软件吧). 软件要帮助人类去应付变化,这是软件的首要责任,所以,软件中模式产生的目的就和建筑不一样了,建筑中的模式产生可以因 为很多原因:建筑大师的创意;材料的革新等;建筑中这些模式一旦产生,容易发生另外一个缺点,就是有时会阻碍建筑本身的发展, 因为很多人会不思创造,反复使用老的模式进行设计,阻碍建筑的发展. 但是在软件中,这点正好相反,软件模式的产生是因为变化的东西太多,为减轻人类的负担,将一些不变的东西先用模式固化,这 样让人类可以更加集中精力对付变化的东西,所以在软件中大量反复使用模式(我个人认为这样的软件就叫框架软件了,比如J2EE), 不但没阻碍软件的发展,反而是推动了软件的发展.因为其他使用这套软件的人就可以将更多精力集中在对付那些无法用模式的 应用上来. 可以关于建筑和软件中的模式作用可以总结如下: 在软件中,模式是帮助人类向"变化"战斗,但是在软件中还需要和'变化'直接面对面战斗的武器:人的思维,特别是创造 分析思 维等等,这些是软件真正的灵魂,这种思维可以说只要有实践需求(如有新项目)就要求发生,发生频度高,人类的创造或分析思 维决定了软件的质量和特点。 而在建筑中,模式可以构成建筑全部知识,当有新的需求(如有新项目),一般使用旧的模式都可以完成,因此对人类的创造以 及分析思维不是每个项目都必须的,也不是非常重要的,对创造性的思维的需求只是属于锦上添花(除非人类以后离开地球居 住了〕。 设计模式之 Singleton(单态) 模式实战书籍《Java实用系统开发指南》 单态定义: Singleton 模式主要作用是保证在 Java 应用程序中,一个类 Class 只有一个实例存在。 在很多操作中,比如建立目录 数据库连接都需要这样的单线程操作。 还有, singleton 能够被状态化; 这样,多个单态类在一起就可以作为一个状态仓库一样向外提供服务,比如,你要论坛中的 帖子计数器,每次浏览一次需要计数,单态类能否保持住这个计数,并且能 synchronize 的安全自动加 1,如果你要把这个数字 永久保存到数据库,你可以在不修改单态接口的情况下方便的做到。 另外方面,Singleton 也能够被无状态化。提供工具性质的功能, Singleton 模式就为我们提供了这样实现的可能。使用 Singleton 的好处还在于可以节省内存,因为它限制了实例的个数,有 利于 Java 垃圾回收(garbage collection)。 我们常常看到工厂模式中类装入器(class loader)中也用 Singleton 模式实现的,因为被装入的类实际也属于资源。 如何使用? 一般 Singleton 模式通常有几种形式: public class Singleton { private Singleton(){} //在自己内部定义自己一个实例,是不是很奇怪? //注意这是 private 只供内部调用 private static Singleton instance = new Singleton(); //这里提供了一个供外部访问本 class 的静态方法,可以直接访问 public static Singleton getInstance() { return instance; } } 第二种形式: public class Singleton { private static Singleton instance = null; public static synchronized Singleton getInstance() { //这个方法比上面有所改进,不用每次都进行生成对象,只是第一次 //使用时生成实例,提高了效率! if (instance==null) instance=new Singleton(); return instance; } } 使用 Singleton.getInstance()可以访问单态类。 上面第二中形式是 lazy initialization,也就是说第一次调用时初始 Singleton,以后就不用再生成了。 注意到 lazy initialization 形式中的 synchronized,这个 synchronized 很重要,如果没有 synchronized,那么使用 getInstance() 是有可能得到多个 Singleton 实例。关于 lazy initialization 的 Singleton 有很多涉及 double-checked locking (DCL)的讨论,有兴趣者 进一步研究。 一般认为第一种形式要更加安全些。 使用 Singleton 注意事项: 有时在某些情况下,使用 Singleton 并不能达到 Singleton 的目的,如有多个 Singleton 对象同时被不同的类装入器装载;在 EJB 这样的分布式系统中使用也要注意这种情况,因为 EJB 是跨服务器,跨 JVM 的。 我们以 SUN 公司的宠物店源码(Pet Store 1.3.1)的 ServiceLocator 为例稍微分析一下: 在 Pet Store中 ServiceLocator 有两种,一个是 EJB 目录下;一个是 WEB 目录下,我们检查这两个 ServiceLocator 会发现内容 差不多,都是提供 EJB 的查询定位服务,可是为什么要分开呢?仔细研究对这两种 ServiceLocator 才发现区别:在 WEB 中的 ServiceLocator 的采取 Singleton 模式,ServiceLocator 属于资源定位,理所当然应该使用 Singleton 模式。但是在 EJB 中,Singleton 模式已经失去作用,所以 ServiceLocator 才分成两种,一种面向 WEB 服务的,一种是面向 EJB 服务的。 Singleton 模式看起来简单,使用方法也很方便,但是真正用好,是非常不容易,需要对 Java 的类 线程 内存等概念有相当 的了解。 总之:如果你的应用基于容器,那么 Singleton 模式少用或者不用,可以使用相关替代技术。 进一步深入可参考: Double-checked locking and the Singleton pattern When is a singleton not a singleton? 设计模式如何在具体项目中应用见《Java 实用系统开发指南》。 设计模式之 Factory 工厂模式定义:提供创建对象的接口. 为何使用? 工厂模式是我们最常用的模式了,著名的Jive论坛 ,就大量使用了工厂模式,工厂模式在Java程序系统可以说是随处可见。 为什么工厂模式是如此常用?因为工厂模式就相当于创建实例对象的 new,我们经常要根据类 Class 生成实例对象,如 A a=new A() 工厂模式也是用来创建实例对象的,所以以后 new时就要多个心眼,是否可以考虑实用工厂模式,虽然这样做, 可能多做一些工作,但会给你系统带来更大的可扩展性和尽量少的修改量。 我们以类 Sample为例, 如果我们要创建 Sample的实例对象: Sample sample=new Sample(); 可是,实际情况是,通常我们都要在创建 sample实例时做点初始化的工作,比如赋值 查询数据库等。 首先,我们想到的是,可以使用 Sample的构造函数,这样生成实例就写成: Sample sample=new Sample(参数); 但是,如果创建 sample 实例时所做的初始化工作不是象赋值这样简单的事,可能是很长一段代码,如果也写入构造函数 中,那你的代码很难看了(就需要 Refactor 重整)。 为什么说代码很难看,初学者可能没有这种感觉,我们分析如下,初始化工作如果是很长一段代码,说明要做的工作很多, 将很多工作装入一个方法中,相当于将很多鸡蛋放在一个篮子里,是很危险的,这也是有背于 Java 面向对象的原则,面向对象 的封装(Encapsulation)和分派(Delegation)告诉我们,尽量将长的代码分派“切割”成每段,将每段再“封装”起来(减少段和段 之间偶合联系性),这样,就会将风险分散,以后如果需要修改,只要更改每段,不会再发生牵一动百的事情。 在本例中,首先,我们需要将创建实例的工作与使用实例的工作分开, 也就是说,让创建实例所需要的大量初始化工作从 Sample的构造函数中分离出去。 这时我们就需要 Factory 工厂模式来生成对象了,不能再用上面简单 new Sample(参数)。还有,如果 Sample 有个继承 如 MySample, 按照面向接口编程,我们需要将 Sample 抽象成一个接口.现在 Sample 是接口,有两个子类 MySample 和 HisSample .我们要实例化他们时,如下: Sample mysample=new MySample(); Sample hissample=new HisSample(); 随着项目的深入,Sample可能还会"生出很多儿子出来", 那么我们要对这些儿子一个个实例化,更糟糕的是,可能还要对以 前的代码进行修改:加入后来生出儿子的实例.这在传统程序中是无法避免的. 但如果你一开始就有意识使用了工厂模式,这些麻烦就没有了. 工厂方法 你会建立一个专门生产 Sample实例的工厂: public class Factory{ public static Sample creator(int which){ //getClass 产生 Sample 一般可使用动态类装载装入类。 if (which==1) return new SampleA(); else if (which==2) return new SampleB(); } } 那么在你的程序中,如果要实例化 Sample 时.就使用 Sample sampleA=Factory.creator(1); 这样,在整个就不涉及到 Sample 的具体子类,达到封装效果,也就减少错误修改的机会,这个原理可以用很通俗的话来比喻: 就是具体事情做得越多,越容易范错误.这每个做过具体工作的人都深有体会,相反,官做得越高,说出的话越抽象越笼统,范错误可 能性就越少.好象我们从编程序中也能悟出人生道理?呵呵. 使用工厂方法 要注意几个角色,首先你要定义产品接口,如上面的 Sample,产品接口下有 Sample接口的实现类,如 SampleA,其次要有一个 factory 类,用来生成产品 Sample,如下图,最右边是生产的对象 Sample: 进一步稍微复杂一点,就是在工厂类上进行拓展,工厂类也有继承它的实现类 concreteFactory 了。 抽象工厂 工厂模式中有: 工厂方法(Factory Method) 抽象工厂(Abstract Factory). 这两个模式区别在于需要创建对象的复杂程度上。如果我们创建对象的方法变得复杂了,如上面工厂方法中是创建一个对象 Sample,如果我们还有新的产品接口 Sample2. 这里假设:Sample有两个 concrete 类 SampleA 和 SamleB,而 Sample2 也有两个 concrete类 Sample2A 和 SampleB2 那么,我们就将上例中 Factory 变成抽象类,将共同部分封装在抽象类中,不同部分使用子类实现,下面就是将上例中的 Factory 拓展成抽象工厂: public abstract class Factory{ public abstract Sample creator(); public abstract Sample2 creator(String name); } public class SimpleFactory extends Factory{ public Sample creator(){ ......... return new SampleA } public Sample2 creator(String name){ ......... return new Sample2A } } public class BombFactory extends Factory{ public Sample creator(){ ...... return new SampleB } public Sample2 creator(String name){ ...... return new Sample2B } } 从上面看到两个工厂各自生产出一套 Sample和 Sample2,也许你会疑问,为什么我不可以使用两个工厂方法来分别生产 Sample和 Sample2? 抽象工厂还有另外一个关键要点,是因为 SimpleFactory 内,生产 Sample和生产 Sample2 的方法之间有一定联系, 所以才要将这两个方法捆绑在一个类中,这个工厂类有其本身特征,也许制造过程是统一的,比如:制造工艺比较简单,所以 名称叫 SimpleFactory。 在实际应用中,工厂方法用得比较多一些,而且是和动态类装入器组合在一起应用, 举例 我们以 Jive的 ForumFactory 为例,这个例子在前面的 Singleton 模式中我们讨论过,现在再讨论其工厂模式: public abstract class ForumFactory { private static Object initLock = new Object(); private static String className = "com.jivesoftware.forum.database.DbForumFactory"; private static ForumFactory factory = null; public static ForumFactory getInstance(Authorization authorization) { //If no valid authorization passed in, return null. if (authorization == null) { return null; } //以下使用了 Singleton 单态模式 if (factory == null) { synchronized(initLock) { if (factory == null) { ...... try { //动态转载类 Class c = Class.forName(className); factory = (ForumFactory)c.newInstance(); } catch (Exception e) { return null; } } } } //Now, 返回 proxy.用来限制授权对 forum 的访问 return new ForumFactoryProxy(authorization, factory, factory.getPermissions(authorization)); } //真正创建 forum 的方法由继承 forumfactory 的子类去完成. public abstract Forum createForum(String name, String description) throws UnauthorizedException, ForumAlreadyExistsException; .... } 因为现在的 Jive是通过数据库系统存放论坛帖子等内容数据,如果希望更改为通过文件系统实现,这个工厂方法 ForumFactory 就提供了提供动态接口: private static String className = "com.jivesoftware.forum.database.DbForumFactory"; 你可以使用自己开发的创建 forum 的方法代替 com.jivesoftware.forum.database.DbForumFactory 就可以. 在上面的一段代码中一共用了三种模式,除了工厂模式外,还有 Singleton 单态模式,以及 proxy模式,proxy 模式主要用来 授权用户对 forum 的访问,因为访问 forum 有两种人:一个是注册用户 一个是游客 guest,那么那么相应的权限就不一样,而且 这个权限是贯穿整个系统的,因此建立一个 proxy,类似网关的概念,可以很好的达到这个效果. 看看 Java 宠物店中的 CatalogDAOFactory: public class CatalogDAOFactory { /** * 本方法制定一个特别的子类来实现 DAO 模式。 * 具体子类定义是在 J2EE 的部署描述器中。 */ public static CatalogDAO getDAO() throws CatalogDAOSysException { CatalogDAO catDao = null; try { InitialContext ic = new InitialContext(); //动态装入 CATALOG_DAO_CLASS //可以定义自己的 CATALOG_DAO_CLASS,从而在无需变更太多代码 //的前提下,完成系统的巨大变更。 String className =(String) ic.lookup(JNDINames.CATALOG_DAO_CLASS); catDao = (CatalogDAO) Class.forName(className).newInstance(); } catch (NamingException ne) { throw new CatalogDAOSysException(" CatalogDAOFactory.getDAO: NamingException while getting DAO type : \n" + ne.getMessage()); } catch (Exception se) { throw new CatalogDAOSysException(" CatalogDAOFactory.getDAO: Exception while getting DAO type : \n" + se.getMessage()); } return catDao; } } CatalogDAOFactory 是典型的工厂方法, catDao 是通过动态类装入器 className 获得 CatalogDAOFactory 具体实现 子类,这个实现子类在 Java 宠物店是用来操作 catalog 数据库,用户可以根据数据库的类型不同,定制自己的具体实现子类, 将自己的子类名给与 CATALOG_DAO_CLASS 变量就可以。 由此可见,工厂方法确实为系统结构提供了非常灵活强大的动态扩展机制,只要我们更换一下具体的工厂方法,系统其他 地方无需一点变换,就有可能将系统功能进行改头换面的变化。 设计模式之 Builder Builder 模式定义: 将一个复杂对象的构建与它的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示. Builder 模式是一步一步创建一个复杂的对象,它允许用户可以只通过指定复杂对象的类型和内容就可以构建它们.用户不知 道内部的具体构建细节.Builder 模式是非常类似抽象工厂模式,细微的区别大概只有在反复使用中才能体会到. 为何使用? 是为了将构建复杂对象的过程和它的部件解耦.注意: 是解耦过程和部件. 因为一个复杂的对象,不但有很多大量组成部分,如汽车,有很多部件:车轮 方向盘 发动机还有各种小零件等等,部件很多,但 远不止这些,如何将这些部件装配成一辆汽车,这个装配过程也很复杂(需要很好的组装技术),Builder 模式就是为了将部件和组装 过程分开. 如何使用? 首先假设一个复杂对象是由多个部件组成的,Builder 模式是把复杂对象的创建和部件的创建分别开来,分别用 Builder 类和 Director 类来表示. 首先,需要一个接口,它定义如何创建复杂对象的各个部件: public interface Builder { //创建部件 A 比如创建汽车车轮 void buildPartA(); //创建部件 B 比如创建汽车方向盘 void buildPartB(); //创建部件 C 比如创建汽车发动机 void buildPartC(); //返回最后组装成品结果 (返回最后装配好的汽车) //成品的组装过程不在这里进行,而是转移到下面的 Director 类中进行. //从而实现了解耦过程和部件 Product getResult(); } 用 Director 构建最后的复杂对象,而在上面 Builder 接口中封装的是如何创建一个个部件(复杂对象是由这些部件组成的),也就 是说 Director 的内容是如何将部件最后组装成成品: public class Director { private Builder builder; public Director( Builder builder ) { this.builder = builder; } // 将部件 partA partB partC 最后组成复杂对象 //这里是将车轮 方向盘和发动机组装成汽车的过程 public void construct() { builder.buildPartA(); builder.buildPartB(); builder.buildPartC(); } } Builder 的具体实现 ConcreteBuilder: 通过具体完成接口 Builder 来构建或装配产品的部件; 定义并明确它所要创建的是什么具体东西; 提供一个可以重新获取产品的接口: public class ConcreteBuilder implements Builder { Part partA, partB, partC; public void buildPartA() { //这里是具体如何构建 partA 的代码 }; public void buildPartB() { //这里是具体如何构建 partB 的代码 }; public void buildPartC() { //这里是具体如何构建 partB 的代码 }; public Product getResult() { //返回最后组装成品结果 }; } 复杂对象:产品 Product: public interface Product { } 复杂对象的部件: public interface Part { } 我们看看如何调用 Builder 模式: ConcreteBuilder builder = new ConcreteBuilder(); Director director = new Director( builder ); director.construct(); Product product = builder.getResult(); Builder 模式的应用 在 Java 实际使用中,我们经常用到"池"(Pool)的概念,当资源提供者无法提供足够的资源,并且这些资源需要被很多用户反复共 享时,就需要使用池. "池"实际是一段内存,当池中有一些复杂的资源的"断肢"(比如数据库的连接池,也许有时一个连接会中断),如果循环再利用这 些"断肢",将提高内存使用效率,提高池的性能.修改 Builder 模式中 Director 类使之能诊断"断肢"断在哪个部件上,再修复这个部件. 设计模式之 Prototype(原型) 原型模式定义: 用原型实例指定创建对象的种类,并且通过拷贝这些原型创建新的对象. Prototype模式允许一个对象再创建另外一个可定制的对象,根本无需知道任何如何创建的细节,工作原理是:通过将一个 原型对象传给那个要发动创建的对象,这个要发动创建的对象通过求原型对象拷贝它们自己来实施创建。 如何使用? 因为 Java 中的提供 clone()方法来实现对象的克隆,所以 Prototype模式实现一下子变得很简单. 以勺子为例: public abstract class AbstractSpoon implements Cloneable { String spoonName; public void setSpoonName(String spoonName) {this.spoonName = spoonName;} public String getSpoonName() {return this.spoonName;} public Object clone() { Object object = null; try { object = super.clone(); } catch (CloneNotSupportedException exception) { System.err.println("AbstractSpoon is not Cloneable"); } return object; } } 有个具体实现(ConcretePrototype): public class SoupSpoon extends AbstractSpoon { public SoupSpoon() { setSpoonName("Soup Spoon"); } } 调用 Prototype 模式很简单: AbstractSpoon spoon = new SoupSpoon(); AbstractSpoon spoon2 = spoon.clone(); 当然也可以结合工厂模式来创建 AbstractSpoon 实例。 在 Java 中 Prototype 模式变成 clone()方法的使用,由于 Java 的纯洁的面向对象特性,使得在 Java 中使用设计模式变 得很自然,两者已经几乎是浑然一体了。这反映在很多模式上,如 Interator 遍历模式。 设计模式之 Adapter(适配器) 适配器模式定义: 将两个不兼容的类纠合在一起使用,属于结构型模式,需要有 Adaptee(被适配者)和 Adaptor(适配器)两个身份. 为何使用? 我们经常碰到要将两个没有关系的类组合在一起使用,第一解决方案是:修改各自类的接口,但是如果我们没有源代码,或 者,我们不愿意为了一个应用而修改各自的接口。 怎么办? 使用 Adapter,在这两种接口之间创建一个混合接口(混血儿). 如何使用? 实现 Adapter 方式,其实"think in Java"的"类再生"一节中已经提到,有两种方式:组合(composition)和继承 (inheritance). 假设我们要打桩,有两种类:方形桩 圆形桩. public class SquarePeg{ public void insert(String str){ System.out.println("SquarePeg insert():"+str); } } public class RoundPeg{ public void insertIntohole(String msg){ System.out.println("RoundPeg insertIntoHole():"+msg); } } 现在有一个应用,需要既打方形桩,又打圆形桩.那么我们需要将这两个没有关系的类综合应用.假设 RoundPeg 我们没有源 代码,或源代码我们不想修改,那么我们使用 Adapter 来实现这个应用: public class PegAdapter extends SquarePeg{ private RoundPeg roundPeg; public PegAdapter(RoundPeg peg)(this.roundPeg=peg;) public void insert(String str){ roundPeg.insertIntoHole(str);} } 在上面代码中,RoundPeg 属于 Adaptee,是被适配者.PegAdapter 是 Adapter,将 Adaptee(被适配者 RoundPeg)和 Target(目标 SquarePeg)进行适配.实际上这是将组合方法(composition)和继承(inheritance)方法综合运用. PegAdapter 首先继承 SquarePeg,然后使用 new 的组合生成对象方式,生成 RoundPeg 的对象 roundPeg,再重载父 类 insert()方法。从这里,你也了解使用 new生成对象和使用 extends 继承生成对象的不同,前者无需对原来的类修改,甚至无 需要知道其内部结构和源代码. 如果你有些 Java 使用的经验,已经发现,这种模式经常使用。 进一步使用 上面的 PegAdapter 是继承了 SquarePeg,如果我们需要两边继承,即继承 SquarePeg 又继承 RoundPeg,因为 Java 中 不允许多继承,但是我们可以实现(implements)两个接口(interface) public interface IRoundPeg{ public void insertIntoHole(String msg); } public interface ISquarePeg{ public void insert(String str); } 下面是新的 RoundPeg 和 SquarePeg, 除了实现接口这一区别,和上面的没什么区别。 public class SquarePeg implements ISquarePeg{ public void insert(String str){ System.out.println("SquarePeg insert():"+str); } } public class RoundPeg implements IRoundPeg{ public void insertIntohole(String msg){ System.out.println("RoundPeg insertIntoHole():"+msg); } } 下面是新的 PegAdapter,叫做 two-way adapter: public class PegAdapter implements IRoundPeg,ISquarePeg{ private RoundPeg roundPeg; private SquarePeg squarePeg; // 构造方法 public PegAdapter(RoundPeg peg){this.roundPeg=peg;} // 构造方法 public PegAdapter(SquarePeg peg)(this.squarePeg=peg;) public void insert(String str){ roundPeg.insertIntoHole(str);} } 还有一种叫 Pluggable Adapters,可以动态的获取几个 adapters 中一个。使用 Reflection 技术,可以动态的发现类中的 Public 方法。 设计模式之 Proxy(代理) 理解并使用设计模式,能够培养我们良好的面向对象编程习惯,同时在实际应用中,可以如鱼得水,享受游刃有余的乐趣. 代理模式是比较有用途的一种模式,而且变种较多,应用场合覆盖从小结构到整个系统的大结构,Proxy 是代理的意思,我们 也许有代理服务器等概念,代理概念可以解释为:在出发点到目的地之间有一道中间层,意为代理. 设计模式中定义: 为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问. 为什么要使用 Proxy? 1.授权机制 不同级别的用户对同一对象拥有不同的访问权利,如 Jive 论坛系统中,就使用 Proxy 进行授权机制控制,访问 论坛有两种人:注册用户和游客(未注册用户),Jive 中就通过类似 ForumProxy 这样的代理来控制这两种用户对论坛的访问权 限. 2.某个客户端不能直接操作到某个对象,但又必须和那个对象有所互动. 举例两个具体情况: (1)如果那个对象是一个是很大的图片,需要花费很长时间才能显示出来,那么当这个图片包含在文档中时,使用编辑器或浏 览器打开这个文档,打开文档必须很迅速,不能等待大图片处理完成,这时需要做个图片 Proxy 来代替真正的图片. (2)如果那个对象在 Internet 的某个远端服务器上,直接操作这个对象因为网络速度原因可能比较慢,那我们可以先用 Proxy来代替那个对象. 总之原则是,对于开销很大的对象,只有在使用它时才创建,这个原则可以为我们节省很多宝贵的 Java 内存. 所以,有些人认 为 Java 耗费资源内存,我以为这和程序编制思路也有一定的关系. 如何使用 Proxy? 以 Jive 论坛系统为例,访问论坛系统的用户有多种类型:注册普通用户 论坛管理者 系统管理者 游客,注册普通用户才能发 言;论坛管理者可以管理他被授权的论坛;系统管理者可以管理所有事务等,这些权限划分和管理是使用 Proxy完成的. Forum 是 Jive的核心接口,在 Forum 中陈列了有关论坛操作的主要行为,如论坛名称 论坛描述的获取和修改,帖子发表删 除编辑等. 在 ForumPermissions 中定义了各种级别权限的用户: public class ForumPermissions implements Cacheable { /** * Permission to read object. */ public static final int READ = 0; /** * Permission to administer the entire sytem. */ public static final int SYSTEM_ADMIN = 1; /** * Permission to administer a particular forum. */ public static final int FORUM_ADMIN = 2; /** * Permission to administer a particular user. */ public static final int USER_ADMIN = 3; /** * Permission to administer a particular group. */ public static final int GROUP_ADMIN = 4; /** * Permission to moderate threads. */ public static final int MODERATE_THREADS = 5; /** * Permission to create a new thread. */ public static final int CREATE_THREAD = 6; /** * Permission to create a new message. */ public static final int CREATE_MESSAGE = 7; /** * Permission to moderate messages. */ public static final int MODERATE_MESSAGES = 8; ..... public boolean isSystemOrForumAdmin() { return (values[FORUM_ADMIN] || values[SYSTEM_ADMIN]); } ..... } 因此,Forum 中各种操作权限是和 ForumPermissions 定义的用户级别有关系的,作为接口 Forum 的实现:ForumProxy 正是将这种对应关系联系起来.比如,修改 Forum 的名称,只有论坛管理者或系统管理者可以修改,代码如下: public class ForumProxy implements Forum { private ForumPermissions permissions; private Forum forum; this.authorization = authorization; public ForumProxy(Forum forum, Authorization authorization, ForumPermissions permissions) { this.forum = forum; this.authorization = authorization; this.permissions = permissions; } ..... public void setName(String name) throws UnauthorizedException, ForumAlreadyExistsException { //只有是系统或论坛管理者才可以修改名称 if (permissions.isSystemOrForumAdmin()) { forum.setName(name); } else { throw new UnauthorizedException(); } } ... } 而 DbForum 才是接口 Forum 的真正实现,以修改论坛名称为例: public class DbForum implements Forum, Cacheable { ... public void setName(String name) throws ForumAlreadyExistsException { .... this.name = name; //这里真正将新名称保存到数据库中 saveToDb(); .... } ... } 凡是涉及到对论坛名称修改这一事件,其他程序都首先得和ForumProxy打交道,由ForumProxy决定是否有权限做某一样 事情,ForumProxy 是个名副其实的"网关","安全代理系统". 在平时应用中,无可避免总要涉及到系统的授权或安全体系,不管你有无意识的使用 Proxy,实际你已经在使用 Proxy了. 我们继续结合 Jive谈入深一点,下面要涉及到工厂模式了,如果你不了解工厂模式,看我的另外一篇文章:设计模式之 Factory 我们已经知道,使用 Forum 需要通过 ForumProxy,Jive 中创建一个 Forum 是使用 Factory 模式,有一个总的抽象类 ForumFactory,在这个抽象类中,调用 ForumFactory 是通过 getInstance()方法实现,这里使用了 Singleton(也是设计模式 之一,由于介绍文章很多,我就不写了),getInstance()返回的是 ForumFactoryProxy. 为什么不返回 ForumFactory,而返回 ForumFactory 的实现 ForumFactoryProxy? 原因是明显的,需要通过代理确定是否有权限创建 forum. 在 ForumFactoryProxy 中我们看到代码如下: public class ForumFactoryProxy extends ForumFactory { protected ForumFactory factory; protected Authorization authorization; protected ForumPermissions permissions; public ForumFactoryProxy(Authorization authorization, ForumFactory factory, ForumPermissions permissions) { this.factory = factory; this.authorization = authorization; this.permissions = permissions; } public Forum createForum(String name, String description) throws UnauthorizedException, ForumAlreadyExistsException { //只有系统管理者才可以创建 forum if (permissions.get(ForumPermissions.SYSTEM_ADMIN)) { Forum newForum = factory.createForum(name, description); return new ForumProxy(newForum, authorization, permissions); } else { throw new UnauthorizedException(); } } 方法 createForum 返回的也是 ForumProxy, Proxy 就象一道墙,其他程序只能和 Proxy交互操作. 注意到这里有两个 Proxy:ForumProxy 和 ForumFactoryProxy. 代表两个不同的职责:使用 Forum 和创建 Forum; 至于为什么将使用对象和创建对象分开,这也是为什么使用 Factory 模式的原因所在:是为了"封装" "分派";换句话说,尽可 能功能单一化,方便维护修改. Jive论坛系统中其他如帖子的创建和使用,都是按照 Forum 这个思路而来的. 以上我们讨论了如何使用Proxy进行授权机制的访问,Proxy还可以对用户隐藏另外一种称为copy-on-write的优化方式. 拷贝一个庞大而复杂的对象是一个开销很大的操作,如果拷贝过程中,没有对原来的对象有所修改,那么这样的拷贝开销就没有必 要.用代理延迟这一拷贝过程. 比如:我们有一个很大的 Collection,具体如 hashtable,有很多客户端会并发同时访问它.其中一个特别的客户端要进行连 续的数据获取,此时要求其他客户端不能再向 hashtable 中增加或删除 东东. 最直接的解决方案是:使用 collection 的 lock,让这特别的客户端获得这个 lock,进行连续的数据获取,然后再释放 lock. public void foFetches(Hashtable ht){ synchronized(ht){ //具体的连续数据获取动作.. } } 但是这一办法可能锁住 Collection 会很长时间,这段时间,其他客户端就不能访问该 Collection 了. 第二个解决方案是clone这个Collection,然后让连续的数据获取针对clone出来的那个Collection操作.这个方案前提是, 这个 Collection 是可 clone的,而且必须有提供深度 clone的方法.Hashtable 就提供了对自己的 clone方法,但不是 Key和 value对象的 clone,关于 Clone含义可以参考专门文章. public void foFetches(Hashtable ht){ Hashttable newht=(Hashtable)ht.clone(); } 问题又来了,由于是针对clone出来的对象操作,如果原来的母体被其他客户端操作修改了, 那么对clone出来的对象操作就 没有意义了. 最后解决方案:我们可以等其他客户端修改完成后再进行 clone,也就是说,这个特别的客户端先通过调用一个叫 clone的方 法来进行一系列数据获取操作.但实际上没有真正的进行对象拷贝,直至有其他客户端修改了这个对象 Collection. 使用 Proxy实现这个方案.这就是 copy-on-write操作. Proxy应用范围很广,现在流行的分布计算方式 RMI 和 Corba 等都是 Proxy模式的应用. 更多 Proxy应用,见 http://www.research.umbc.edu/~tarr/cs491/lectures/Proxy.pdf Sun 公司的 Explore the Dynamic Proxy API Dynamic Proxy Classes 设计模式之 Facade(外观 总管 Manager) Facade 模式的定义: 为子系统中的一组接口提供一个一致的界面. Facade一个典型应用就是数据库 JDBC 的应用,如下例对数据库的操作: public class DBCompare { Connection conn = null; PreparedStatement prep = null; ResultSet rset = null; try { Class.forName( "" ).newInstance(); conn = DriverManager.getConnection( "" ); String sql = "SELECT * FROM WHERE = ?"; prep = conn.prepareStatement( sql ); prep.setString( 1, "" ); rset = prep.executeQuery(); if( rset.next() ) { System.out.println( rset.getString( "也非常方便,比如从 Mysql 数据库换到 Oracle 数据库,只要更换 facade接口中的 driver 就可以. 我们做成了一个 Facade 接口,使用该接口,上例中的程序就可以更改如下: public class DBCompare { String sql = "SELECT * FROM
WHERE = ?"; try { Mysql msql=new mysql(sql); prep.setString( 1, "" ); rset = prep.executeQuery(); if( rset.next() ) { System.out.println( rset.getString( "
1. C语言和汇编语言在开发单片机时各有哪些优缺点? 答:汇编语言是一种用文字助记符来表示机器指令的符号语言,是最接近机器码的一种语言。其主要优点是占用资源少、程序执行效率高。但是不同的CPU,其汇编语言可能有所差异,所以不易移植。 C语言是一种结构化的高级语言。其优点是可读性好,移植容易,是普遍使用的一种计算机语言。缺点是占用资源较多,执行效率没有汇编高。 对于目前普遍使用的RISC架构的8bit MCU来说,其内部ROM、RAM、STACK等资源都有限,如果使用C语言编写,一条C语言指令编译后,会变成很多条机器码,很容易出现ROM空间不够、堆栈溢出等问题。而且一些单片机厂家也不一定能提供C编译器。而汇编语言,一条指令就对应一个机器码,每一步执行什幺动作都很清楚,并且程序大小和堆栈调用情况都容易控制,调试起来也比较方便。所以在单片机开发中,我们还是建议采用汇编语言比较好。 如果对单片机C语言有兴趣,HOLTEK-p.htm" target="_blank" title="HOLTEK货源和PDF资料">HOLTEK的单片机就有提供C编译器,可以到HOLTEK-p.htm" target="_blank" title="HOLTEK货源和PDF资料">HOLTEK的网站(www.holtek.com.cn )免费下载使用。 2. C或汇编语言可以用于单片机,C++能吗? 答:在单片机开发中,主要是汇编和C,没有用C++的。 3. 搞单片机开发,一定要会C吗? 答:汇编语言是一种用文字助记符来表示机器指令的符号语言,是最接近机器码的一种语言。其主要优点是占用资源少、程序执行效率高。但是不同的CPU,其汇编语言可能有所差异,所以不易移植。 对于目前普遍使用的RISC架构的8bit MCU来说,其内部ROM、RAM、STACK等资源都有限,如果使用C语言编写,一条C语言指令编译后,会变成很多条机器码,很容易出现ROM空间不够、堆栈溢出等问题。而且一些单片机厂家也不一定能提供C编译器。而汇编语言,一条指令就对应一个机器码,每一步执行什么动作都很清楚,并且程序大小和堆栈调用情况都容易控制,调试起来也比较方便。所以在资源较少单片机开发中,我们还是建议采用汇编语言比较好。 而C语言是一种编译型程序设计语言,它兼顾了多种高级语言的特点,并具备汇编语言的功能。C语言有功能丰富的库函数、运算速度快、编译效率高、有良好的可移植性,而且可以直接实现对系统硬件的控制。C语言是一种结构化程序设计语言,它支持当前程序设计中广泛采用的由顶向下结构化程序设计技术。此外,C语言程序具有完善的模块程序结构,从而为软件开发中采用模块化程序设计方法提供了有力的保障。因此,使用C语言进行程序设计已成为软件开发的一个主流。用C语言来编写目标系统软件,会大大缩短开发周期,且明显地增加软件的可读性,便于改进和扩充,从而研制出规模更大、性能更完备的系统。 综上所述,用C语言进行单片机程序设计是单片机开发与应用的必然趋势。所以作为一个技术全面并涉足较大规模的软件系统开发的单片机开发人员最好能够掌握基本的C语言编程。 4. 当开发一个较复杂而又开发时间短的项目时,用C还是用汇编开发好? 答:对于复杂而开发时间紧的项目时,可以采用C语言,但前提是要求对该MCU系统的C语言和C编译器非常熟悉,特别要注意该C编译系统所能支持的数据类型和算法。虽然C语言是最普遍的一种高级语言,但不同的MCU厂家其C语言编译系统是有所差别的,特别是在一些特殊功能模块的操作上。如果对这些特性不了解,那调试起来就有的烦了,到头来可能还不如用汇编来的快。 5. 在教学中要用到8088和196芯片单片机教材,问那里可以找到关于这方面的书或资料? 答:有关这方面的教材,大学里常用的一本是《IBM-PC汇编语言程序设计》清华大学出版社出版的,在网上以及书店都是可以找到的,另外网上还可以搜索到很多其他的教材如:《微机原理及汇编语言教程》(杨延双 张晓冬 等编著 )和《16/32 位微机原理、汇编语言及接口技术》(作者: 钟晓捷 陈涛 ,机械工业出版社 出版)等,可以在较大型的科技书店里查找或者直接从网上订购。 6. 初学者到底是应该先学C还是汇编? 答:对于单片机的初学者来说,应该从汇编学起。因为汇编语言是最接近机器码的一种语言,可以加深初学者对单片机各个功能模块的了解,从而打好扎实的基础。 7. 我是一名武汉大学电子科技大3的学生,学了电子线路、数字逻辑、汇编和接口、C语言,但是总是感觉很迷茫,觉好象什么都不会。怎么办? 答:大学过程是一个理论过程,实践的机会比较少,往往会造成理论与实践相脱节,这是国内大学教育系统的通病,不过对于学生来说切不可好高骛远。一般从大三会开始接触到一些专业课程,电子相关专业会开设相关的单片机应用课程并且会有简单的实验项目,那么要充分把握实验课的机会,多多地实际上机操作练习。平时可以多看看相关的电子技术杂志网站,看看别人的开发经验,硬件设计方案以及他人的软件设计经验。有可能的话,还可以参加一些电子设计大赛,借此机会2--3个人合作做一个完整系统,会更有帮助。到了大四毕业设计阶段,也可以选择相关的课题作些实际案例增长经验。做什么事情都有个经验的积累过程,循序渐进。 8. 问作为学生,如何学好单片机? 答:学习好单片机,最主要的是实践,在实践中增长经验。在校学生的话,实践机会的确会比较少,但是有机会的话,可以毕业实习选择相关的课题,这样就可以接触到实际的项目。而且如果单片机微机原理是一门主课的话,相信学校会安排比较多的实践上机机会。有能力的话,可以找一些相关兼职工作做做,会更有帮助。而且单片机开发应用需要软硬件结合,所以不能只满足于编程技巧如何完美,平时也要注意硬件知识的积累,多上上电子论坛网站,买一些相关杂志。可能的话,可以到ic37去买一些小零件,自己搭一个小系统让它工作起来。 HOTLEK的单片机是RISC结构的8位单片机,它可以广泛应用在家用电器、安全系统、掌上游戏等方面。大概来说可以分成I/O型单片机、LCD型单片机、A/D型单片机、A/D with LCD型单片机等等。这些单片机的中文资料我们都公开在HOLTEK-p.htm" target="_blank" title="HOLTEK货源和PDF资料">HOLTEK网站www.holtek.com.cn 。 HOLTEK-p.htm" target="_blank" title="HOLTEK货源和PDF资料">HOLTEK各类单片机的使用手册下载地址: http://www.holtek.com.cn/referanc/htk_book.htm HOLTEK-p.htm" target="_blank" title="HOLTEK货源和PDF资料">HOLTEK单片机软件/硬件应用范例下载地址: http://www.holtek.com.cn/tech/appnote/appnote.htm HOLTEK-p.htm" target="_blank" title="HOLTEK货源和PDF资料">HOLTEK单片机支持工具下载地址: http://www.holtek.com.cn/tech/tool/tool.htm 9. 如何才能才为单片机的高手啊? 答:要成为单片机高手,应该多实践,时常关注单片机的发展趋势;经常上一些相关网站,从那里可以找到许多有用的资料。 10. 女性是否适合单片机软件编程这个行业? 答:要根据自己的兴趣,配合自己对软件编程的耐性,男女皆适合这个行业。 11. Holtek的数据手册在哪里下载? 答:如果对Holtek的IC感兴趣的话,相应的数据手册可以到网站上http://www.holtek.com.cn/products/index.htm去选IC资料下载。 12. 8位机还能延续多久! 答:以现在MCU产品主力还是在8位领域,主要应用于汽车应用、消费性电子、电脑及PC周边、电信与通讯、办公室自动化、工业控制等六大市场,其中车用市场多在欧、美地区,而亚太地区则以消费性电子为主, 并以量大低单价为产品主流,目前16位MCU与8位产品,还有相当幅度的价差,新的应用领域也仍在开发,业界预计,至少在2005年前8位的MCU仍是MCU产品的主流。 13. 学习ARM及嵌入式系统是否比学习其它一般单片机更有使用前景?对于一个初学者应当具备哪些相关知识? 答:一般在8位单片机与ARM方面的嵌入式系统是有层次上的差别,ARM适用于系统复杂度较大的高级产品,如PDA、手机等应用。而8位单片机因架构简单,硬件资源相对较少,适用于一般的工业控制、消费性家电等等。对于一个单片机方面的软件编程初学者,应以HOLTEK-p.htm" target="_blank" title="HOLTEK货源和PDF资料">HOLTEK系列或8051等8位单片机来做入门练习。而初学者应当具备软件编程相关知识,单片机一般软件编程是以汇编语言为主,各家有各家的语法,但大都以RISC的MCU架构为主,其中 RISC (Reduced Instruction Set Computer) 代表MCU的所有指令。都是利用一些简单的指令组成的,简单的指令代表 MCU 的线路可以尽量做到最佳化,而提高执行速率。另外初学者要具备单片机I/O接口的应用知识,这在于周边应用电路及各种元器件的使用,须配合自己所学的电子学及电路学等。 14. 符合44PIN的80系列8位单片机的MCU有哪些? 答:符合44PIN的80系列8位单片机有Z8674312FSC、Z86E2112FSC、Z86E2116FSC。 15. 介绍一下MCU的测试方法。 答: MCU从生产出来到封装出货的每个不同的阶段会有不同的测试方法,其中主要会有两种:中测和成测。 所谓中测即是WAFER的测试,它会包含产品的功能验证及AC、DC的测试。项目相当繁多,以HOLTEK-p.htm" target="_blank" title="HOLTEK货源和PDF资料">HOLTEK产品为例最主要的几项如下:  接续性测试:检测每一根I/OPIN内接的保护用二极管是否功能无误。  功能测试:以产品设计者所提供测试资料(TEST PATTERN)灌入IC,检查其结果是否与当时SIMULATION时状态一样。  STANDBY电流测试:测量IC处于HALT模式时即每一个接点(PAD)在1态0态或Z态保持不变时的漏电流是否符合最低之规格。  耗电测试:整颗IC的静态耗电与动态耗电。  输入电压测试:测量每个输入接脚的输入电压反应特性。  输出电压测试:测量每个输出接脚的输出电压位准。  相关频率特性(AC)测试,也是通过外灌一定频率,从I/O口来看输出是否与之匹配。  为了保证IC生产的长期且稳定品质,还会做产品的可靠性测试,这些测试包括ESD测试,LATCH UP测试,温度循环测试,高温贮存测试,湿度贮存测试等。 成测则是产品封装好后的测试,即PACKAGE测试。即是所有通过中测的产品封装后的测试,方法主要是机台自动测试,但测试项目仍与WAFER TEST相同。PACKAGE TEST的目的是在确定IC在封装过程中是否有任何损坏。 16. 能否利用单片来检测手机电池的充放电时间及充放电时的电压电流变化,并利用一个I/O端口使检测结果在电脑上显示出来? 答:目前市场上的各类智能充电器,大部分都采用MCU进行充电电流和电压的控制。至于要在电脑上显示,好象并不实用,可能只有在一些专门的电池检测仪器中才会用到;对于一般的手机用户来说,谁会在充电时还需要用一台电脑来做显示呢?要实现单片机与电脑的连接,最简单的方式就是采用串口通讯,但需要加一颗RS-232芯片。 17. 在ARM编程中又应当如何? 答:就以嵌入式系统观念为例,一般嵌入式处理器可以分为三类:嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP(Digital Signal Processor)。 嵌入式微处理器就是和通用计算机的微处理器对应的CPU。在应用中,一般是将微处理器装配在专门设计的电路板上,在母板上只保留和嵌入式相关的功能即可,这样可以满足嵌入式系统体积小和功耗低的要求。目前的嵌入式处理器主要包括:PowerPC、Motorola 68000、ARM系列等等。 嵌入式微控制器又称为单片机,它将CPU、存储器(少量的RAM、ROM或两者都有)和其它接口I/O封装在同一片集成电路里。常见的有HOLTEK-p.htm" target="_blank" title="HOLTEK货源和PDF资料">HOLTEK MCU系列、Microchip MCU系列及8051等。 嵌入式DSP专门用来处理对离散时间信号进行极快的处理计算,提高编译效率和执行速度。在数字滤波、FFT(Fast Fourier Transform)、频谱分析、图像处理的分析等领域,DSP正在大量进入嵌入式市场。 18. MCU在射频控制时,MCU的时钟(晶振)、数据线会辐射基频或基频的倍频,被低噪放LNA放大后进入混频,出现带内的Spur,无法滤除。除了用layout、选择低辐射MCU的方法可以减少一些以外,还有什么别的方法? 答:在设计高频电路用电路板有许多注意事项,尤其是GHz等级的高频电路,更需要注意各电子组件pad与印刷pattern的长度对电路特性所造成的影响。最近几年高频电路与数位电路共享相同电路板,构成所谓的混载电路系统似乎有增加的趋势,类似如此的设计经常会造成数位电路动作时,高频电路却发生动作不稳定等现象,其中原因之一是数位电路产生的噪讯,影响高频电路正常动作所致。为了避免上述问题除了设法分割两电路block之外,设计电路板之前充分检讨设计构想,才是根本应有的手法,基本上设计高频电路用电路板必需掌握下列三大原则:  高质感。  不可取巧。  不可仓促抢时间。 以下是设计高频电路板的一些建议: (1)印刷pattern的长度会影响电路特性。尤其是传输速度为GHz高速数位电路的传输线路,通常会使用strip line,同时藉由调整配线长度补正传输延迟时间,其实这也意味着电子组件的设置位置对电路特性具有绝对性的影响。 (2)Ground作大better。铜箔面整体设置ground层,而连接via的better ground则是高频电路板与高速数位电路板共同的特征,此外高频电路板最忌讳使用幅宽细窄的印刷pattern描绘ground。 (2)电子组件的ground端子,以最短的长度与电路板的ground连接。具体方法是在电子组件的ground端子pad附近设置via,使电子组件能以最短的长度与电路板的ground连接。 (3)信号线作短配线设计。不可任意加大配线长度,尽量缩短配线长度。 (4)减少电路之间的结合。尤其是filter与amplifier输出入之间作电路分割非常重要,它相当于audio电路的cross talk对策。 (5)MCU回路Layout考量:震荡电路仅可能接近IC震荡脚位;震荡电路与VDD & VSS保持足够的距离;震荡频率大于1MHz时不需加 osc1 & osc2 电容;电源与地间要最短位置并尽量拉等宽与等距的线,于节点位置加上104/103/102等陶瓷电容。 19. Intel系列的96单片机80c196KB开发系统时,都有那些注意事项? 答:一个即时系统的软体由即时操作系统加上应用程序构成。应用程序与作业系统的接口通过系统调用来实现。用80C196KB-p.htm" target="_blank" title="80C196KB货源和PDF资料">80C196KB作业系统的MCU,只能用内部RAM作为TCB和所有系统记忆体(含各种控制表)以及各个任务的工作和资料单元。因此一定要注意以下几点: (1)对各个任务分配各自的堆迭区,该堆迭区既作为任务的工作单元,也作为任务控制块的保护单元。 (2)系统的任务控制块只存放各任务的堆迭指标,而任务的状态均存放于任务椎栈中。在一个任务退出运行时,通过中断把它的状态进栈,然后把它的堆迭指标保存于系统的TCB中;再根据优先取出优先顺序最高的已就绪任务的堆迭指标SP映象值送入SP中;最后执行中断返回指令转去执行新任务。 (3)各任务的资料和工作单元尽量用堆迭实现,这样可以允许各任务使用同一个子程序。使用堆迭实现参数传递并作为工作单元,而不使用绝对地址的RAM,可实现可重入子程序。该子程序既可为各个任务所调用,也可实现递回调用。 20. 在demo板上采样电压时,不稳定,采样结果有波动,如何消除? 答:一般来说,仿真器都是工作在一个稳压的环境(通常为5V)。如果用仿真器的A/D时,要注意其A/D参考电压是由仿真器内部给出,还是需要外部提供。A/D转换需要一个连续的时钟周期,所以在仿真时不能用单步调试的方法,否则会造成A/D采样值不准。至于A/D采样不稳定,可以在A/D输入口加一电容,起到滤波作用;在软件处理时采用中值滤波的方法。 21. 在车载DVD系统中,如何设计电子防震系统? 答:在车载DVD系统,最好选择高档DVD机,因为高档DVD机都采用电子防震系统(ADVANCEDESP),当记忆缓冲区内的读数降低,先进的电子防震设计会以双速读数系统,做出比正常速度快两倍的读数速率,以减低噪声,即使连续震荡仍可避免跳线情况出现,现在就说说什幺叫电子防震。简单地说:电子防震就是一个信号的储存--释放过程,首先CD要先把信号进行提前读取,也就是我们见到机子的加速,再把信号储存在RAM中,而我们在开防震的时候所听到的就是经过RAM的声音,这样就是它的过程。当没有防震时是由于信号是1比1读取的,所以当受到冲击后,就会出现跳音。而当开了防震时,机子受到冲击后,由RAM释放出来的声音使音乐不停地播放,而与此同时,光头迅速进行复位检索,当检索到信号后立即补充,所以不会出现跳音。大概的情况就是这样。但是这样还没有满足用家的要求,由于这种的方法带来的时间短,通常只有3秒,所以跳音的机会还是蛮高,如果增大RAM又带来造价的增高因为RAM这东西价格较贵,尤其是质量好的。 22. 在电子防震技术中,有那些IC或器件可供选择? 答:在电子防震技术中,最重要的技术之一要数是RAM技术,而一直以来都是因为它的成本问题,所以防震时间都一直不能增加,也就是说RAM本身就有限制,RAM的容量越大,造价就越高。而许多厂家就如何在RAM的限制里得到最大限度的记忆时间展开了开发研究。 23. 如何进行编程可以减少程序的bug? 答:在此提供一些建议,因系统中实际运行的参数都是有范围的。系统运行中要考虑的超范围管理参数有:  物理参数。这些参数主要是系统的输入参数,它包括激励参数、采集处理中的运行参数和处理结束的结果参数。合理设定这些边界,将超出边界的参数都视为非正常激励或非正常回应进行出错处理。  资源参数。这些参数主要是系统中的电路、器件、功能单元的资源,如记忆体容量、存储单元长度、堆迭深度。在程序设计中,对资源参数不允许超范围使用。  应用参数。这些应用参数常表现为一些单片机、功能单元的应用条件。如E2PROM的擦写次数与资料存储时间等应用参数界限。  过程参数。指系统运行中的有序变化的参数。 在上述参数群对一程序编写者而言,须养成良好习惯,在程序的开头,有顺序的用自己喜欢文字参数对应列表来替代,然后用自己定义的文字参数来编写程序,这样在做程序的修改及维护时只在程序的开头做变动即可,不用修改到程序段,才比较容易且不会出错。 24. 有人认为单片机将被ARM等系列结构的嵌入式系统所取代。单片机的生命期还有多长? 答:因为8位单片机与嵌入式系统的ARM在功能结构和单价的差异,故应用层次上就有很大的不同。 ARM适用于系统复杂度较大的高级产品,如PDA、手机等应用。 而8位单片机因架构简单,硬件资源相对较少,适用于一般的工业控制,消费性家电……等等。评估单片机近期是否会给ARM取代,要观察两个因素:  芯片成本 因ARM的工作频率较高,电路较庞大,所需的芯片制造工艺要求在0。25U以上,成本较高。8位单片机工作频率相对较低,电路较小,所需的芯片制造工艺在0。5U 即可,成本较低。  功能定位 ARM的功能较单片机强,但两者定位不同。就如现阶段不会有人用ARM去作一个简单的工业定时开关。当然,如果两者单价相同也无不可,但现实是有很大的单价差距。 至于将来,因芯片制造成本会不断下降,上述的成本差异影响愈来愈少!但我估计在往后5年单片机仍有价格优势,仍能存活!但ARM是否会精简架构,降低成本,抢夺低阶市场?我想可能性不大,ARM应该会向上发展。同样,单片机也只能向上发展,如16位,高功能……等。 原因就是因为芯片制造工艺进步太快。压迫芯片设计往高集成发展。 25. 在单片机C编成时,如何才能使生成的代码具有和汇编一样的效率? 答:如果是使用C语言编程时,不太可能生成的代码具有1:1和汇编一样的效率。 C语言命令要被硬件识别并执行,必须通过编译器编译。编译器分为前端、中端、后端。前端与各种计算机语言写的程序打交道,后端与处理器的基本指令集接轨。所以如果使用C编程时,要达到最高的效率,最好能够很了解所使用的C编译器。先试验一下每条C语言编译以后对应的汇编语言的语句行数,这样就可以很明确的知道效率。在今后编程的时候,使用编译效率最高的语句,这样就能确保单片机C编程的时候同样的功能不同的C程序,编译效率最高。但是各家的C编译器都会有一定的差异,优秀的嵌入式系统C编译器代码长度和执行时间仅比以汇编语言编写的同样功能程度长5-20%,所以不同厂家的C编译器的编译效率也会有所不同。 26. ARM单片机和哪种内核的单片机比较接近? 答:严格的说,ARM不是单片机,是一个嵌入式的实时操作系统。ARM(Advanced RISC Machines)是微处理器行业的一家知名企业,设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。ARM将其技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商,每个厂商得到的都是一套独一无二的ARM相关技术及服务。所以市场上像Intel、IBM、LG半导体、NEC、SONY、菲利浦和国半这样的大公司都有ARM系列,现在不存在什幺ARM单片机和哪种内核的单片机比较接近的问题。而且由于厂家购买内核后会根据自己芯片应用方向的不同,自行添加不同的外挂功能模块,所以,同样内核的芯片其提供的功能是不同的。 27. 从51转到ARM会有困难吗? 答:从51转到ARM,其实编程之类的原理都是一样的,但是要注意的是ARM是一个RISC的架构,在ARM的应用开放源代码的程序很多,要想提高自己,就要多看别人的程序,linux,uc/os-II等等这些都是很好的源码。 28. 我学过MCS51单片机教材,很有兴趣,但缺乏实践经验,手头没有任何道具可供演练,资金又有限,问该怎么办? 答:在没有任何条件进行实践时,如果真的有兴趣,可以下载一些具有软件仿真功能仿真软件进行一些编程,像一些做得比较好的51仿真软件应该具有这种功能。HOLTEK-p.htm" target="_blank" title="HOLTEK货源和PDF资料">HOLTEK的仿真软件HT-IDE3000也具有相应的功能,同时它还具有LCD软件仿真,周边电路的软件仿真。有兴趣的话,也可以去免费下载使用:http://www.holtek.com.cn/tech/tool/ide.htm。同时可以到一些ic37去购买一些简单器件自己练习搭一下电路以加强硬件方面的知识。 29. 如果已经有了针对某MCU的C实现的某个算法,保持框架不变,对核心的部分用汇编优化,有没有一些比较通用的原则? 答:每个人的编程都有自己的风格与习惯,如果要利用别人的程序,在其中修修改改,如果他的程序并没有很好的模块化的话,建议最好不要这幺做,否则本来预期达到事倍功半,说不定反而事半功倍了。要参考他人的程序当然可以,但是首要是要看懂并理解他人程序的算法精髓,而不是在他的基础上打补丁。而关于算法方面的优化,可以购买一些数据结构的书籍,上面有比较详细的说明。 30. 如果准备估计一个算法的MIPS,有什么好的途径? 答:算法的运行时间是指一个算法在计算机上运算所花费的时间。它大致等于计算机执行简单操作(如赋值操作,比较操作等)所需要的时间与算法中进行简单操作次数的乘积。通常把算法中包含简单操作次数的多少叫做算法的时间复杂性。它是一个算法运行时间的相对量度,一般用数量级的形式给出。度量一个程序的执行时间通常有两种方法:  一种是事后统计的方法。因为很多计算机内部都有计时功能,不同算法的程序可通过一组或若干组相同的统计数据以分辨优劣。但这种方法有两个缺陷:一是必须先运行依据算法编制的程序;二是所得时间的统计量依赖于计算机的硬件、软件等环境因素,有时容易掩盖算法本身的优劣。因此人们常常采用另一种事前分析估算的方法。  一种是事前分析估算的方法。一个程序在计算机上运行时所消耗的时间取决于下列因素: (1)依据的算法选用何种策略; (2)问题的规模。例如求100以内还是1000以内的素数; (3)书写程序的语言。对于同一个算法,实现语言的级别越高,执行效率就越低; (4)编译程序所产生的机器代码的质量。这个跟编译器有关; (5)机器执行指令的速度。 显然,同一个算法用不同的语言实现,或者用不同的编译程序进行编译,或者在不同的计算机上运行时,效率均不相同。这表明使用绝对的时间单位衡量算法的效率是不合适的。撇开这些与计算机硬件、软件有关的因素,可以认为一个特定算法"运行工作量"的大小,只依赖于问题的规模(通常用整数量n表示),或者说,它是问题规模的函数。 一个算法是由控制结构(顺序、分支和循环三种)和原操作(指固有数据类型的操作)构成的,则算法时间取决于两者的综合效果。为了便于比较同一问题的不同算法,通常的做法是,从算法中选取一种对于所研究的问题(或算法类型)来说是基本运算的原操作,以该基本操作重复执行的次数作为算法的时间度量。 算法的MIPS有专门的一门学问,可以去好好参考相关的数据结构书籍。 31. 遥控的编解码思路和设计流程是怎样的? 答:一般来说完整的遥控码分为头码、地址码、数据码和校验码四个组成部分。头码根据不同的厂家各不相同,地址码和数据码都由逻辑“1”和逻辑“0”组成。编码的设计目的,就是按照编码规则发送不同的码值。我们最常见的码型有SONY、松下、NEC等厂家型号。遥控编码芯片最常用的是在空调、DVD、车库门等遥控器上。 设计编码程序可以分为三个部分。 第一部分是了解码型的特性。遥控码的头码和地址码(也称为客户码)是固定不变的,数据码和校验码根据不同的键值而改变。 第二部分是计算发码时间。遥控码大部分都是由逻辑“1”和逻辑“0”组成,也就是由一串固定占空比、固定周期的方波所组成。通常这些方波的周期是毫秒甚至微秒等级,需要在时间上计算的比较精确。所以选择发码单片机型号的时候,就要考虑到单片机的运行速度是不是够快,以及程序运行时间够不够。 第三部分就是程序的编写。选定单片机型号之后,开始设计程序流程。一般来说我们使用I/O口就可以做发码的输出端口。发码程序一般由几个子程序组成,头码子程序、逻辑1子程序,逻辑0子程序以及校验码的算法子程序。一旦我们得到要发送码的命令后,首先调用头码子程序,然后根据客户码和键值调用逻辑1子程序或者逻辑0子程序,最后调用校验码算法子程序输出校验码。 HOLTEK-p.htm" target="_blank" title="HOLTEK货源和PDF资料">HOLTEK公司的HT48CA0/HT48RA0、HT48CA3/HT48RA3和HT48CA6是专为遥控器设计的单片机,它们具有专门红外输出口,可以实现绝大部分发码的要求。 设计解码程序也可以分为三部分。 第一部分了解编码波形特性。从分析编码的高、低脉冲宽度入手,了解逻辑“1”和逻辑“0”的波形占空比、周期。了解头码的特性。 第二部分确定接收方式。一般我们可以用I/O口查询方法或者INT口中断响应方法来接收编码。这两者的区别是I/O口查询方式比较耗费单片机的运行时间资源,需要不断的去侦测I/O的电平变化,以免漏掉有效的码值;而INT口中断接收方式则比较节省资源,当外部有电平变化时,单片机才需要去处理,不需要时刻进行侦测。但是INT口中断接收方式不能辨别相同周期不同占空比的波形特性,当编码所携带的逻辑“1”和逻辑“0”具有这种特性时,就无法通过INT口中断接收方式来辨别了,因为INT中断只是在上升沿或者下降沿的时候才触发。 第三部分将接收的码值存储并分析执行。根据判断高低电平的宽度(定时器或者延时),可以得到码值,也就是我们所说的解码。一般我们连续收到3个相同的完整码值,就确认此码的确被发出,并接收成功。当解码结束,根据码值我们可以判断出是哪个按键被按下,由此去执行相对的按键功能。 HOLTEK-p.htm" target="_blank" title="HOLTEK货源和PDF资料">HOLTEK公司的HT48以及HT49(带LCD)系列单片机,都可以符合大多数解码的任务。 32. 在学习单片机的过程中,如何理解预分频,12时钟模式(6时钟模型)等概念? 答:预分频器的英文是prescaler。它就是将输入的频率信号分频,然后再输出。HOLTEK-p.htm" target="_blank" title="HOLTEK货源和PDF资料">HOLTEK公司有一款最基本的8位I/O型单片机HT48R05A-1,我们就以这款单片机为例说明。HT48R05A-1有一个8位向上计数的定时器Counter。系统时钟Fsys(4MHz)进入八阶预分频器(8-stage Prescaler)进行分频,再进入定时计数器Counter计数。根据软件设置,预分频器可以将Fsys进行2的n次方分频(n=1~8)。举例来说,如果软件设置为预分频器2分频,那幺预分频器输出的频率就是Fsys/2=2MHz,这个2MHz信号再进入定时计数器Counter。 如果需要HT48R05A-1或者其它各类HOLTEK-p.htm" target="_blank" title="HOLTEK货源和PDF资料">HOLTEK单片机的详细资料,可以在如下地址下载:http://www.holtek.com.cn/referanc/htk_book.htm 。 12时钟模式(6时钟模型)应该就是在MCS51系列中,12个系统时钟为一个机器周期,2个系统时钟为一个状态,即一个机器周期有6个状态。 33. A/D、D/A的采样速率与其它单片机相比有什么优势? 答:HOLTEK-p.htm" target="_blank" title="HOLTEK货源和PDF资料">HOLTEK A/D Tyep MCU内嵌逐位逼近的A/D转换电路,精度有8bit/9bit/10bit,A/D转换时间最快为76us。 至于D/A,一般是指PWM输出,HOLTEK-p.htm" target="_blank" title="HOLTEK货源和PDF资料">HOLTEK A/D Type MCU都带有8bit的PWM输出,但HOLTEK-p.htm" target="_blank" title="HOLTEK货源和PDF资料">HOLTEK PWM的特点是其输出频率由系统频率决定(既系统频率选定后,PWM频率也就定了),其占空比通过对[PWM]寄存器赋值进行控制,不需要占用定时/计数器资源。 34. 采用AT89S51时,出现了按了复位按钮,RAM中的数据被修改了。这是怎么回事?注:数据放在特殊寄存器之外。 答:如果是RESET脚的复位按钮:一般MCU的RESET复位,其特殊寄存器会被重新初始化,而通用寄存器的值保持不变。 如果复位按钮是电源复位:那就是MCU的上电复位,其特殊寄存器会被初始化,而通用寄存器的值是随机数。 35. 将P2.7用来驱动一个NPN三极管,中间串接了一个1K的电阻。问题是:当我尝试向P2.7写’1’时,发现管脚只能输出大约0.5V的一个电平。这个电路的使用得妥当么?如何正确的使用IO功能? 答:是在仿真时遇到的问题,还是烧录芯片后遇到的问题? 可以先将P2.7的外部电路断开,测量输出电压是否正常。如果断开后输出电压正常,那就说明P2.7的驱动能力不够,不能驱动NPN三极管,应该改用PNP三极管(一般在MCU应用中,都采用PNP方式驱动)。如果断开后输出电压还不正常,那有可能是仿真器(或芯片)已经损坏。 36. 在做充电管理的时候,提高pwm的频率往往以牺牲精度为代价,如果用的AT90S4433(avr)、78P458(elan)频率分别做到16kHz(8bit)和32kHz(8bit),而希望做到的是100kHz(8bit以上),诸如atiny15那样。怎么办? 答:你所说的PWM是通过定时/计数器来控制其频率和占空比的,所以要提高频率,必然会降低精度。如果要提高PWM的频率,只能通过提高系统振荡频率来解决。 37. 汽车电子用的单片机是8位多,还是32位?如何看待单片机在汽车ic37中的前景? 答:现今汽车制造也是一个进步很快的工业,特别是电子应用于汽车上,令多种新功能得以实现。 总的来说,汽车电子应用分三部份。  汽车发动机控制:限速控制,涡轮增压,燃料喷注控制等。  汽车舒适装置:遥控防盗系统,自动空调系统,影音播放系统,卫星导航系统等。  汽车操控和制动:刹车防抱死系统(ABS),循迹系统(TCS),防滑系统(ASR),电子稳定系统(ESP)等。 汽车上的各系统繁多,且日新月异,故利用何种单片机是依各系统规格,要求不一,但有一样可肯定是该单片机要符工业规格,才能忍受汽车应用的恶劣环境,高温,电源干扰,可靠度要求。不同档次的汽车其功能配置相对亦有差别,故8位单片机在较低阶的系统如机械控制,遥控防盗等应该还有空间,但高阶的系统如影音、导航及将来的无人驾驶,就非一般单片机能实现。 因汽车工业现阶段由欧美日数个大集团所把持,相关的汽车电子配件各集团会挑选单片机大厂合作, 故汽车内置的电子系统亦由单片机大厂把持,市场只剩外置系统如遥控防盗,影音导航供小厂开发。 38. 在使用三星的s3c72n4时,觉得它的time/counter不够用。现在要同时用到3个counter,该怎么办? 答:您是需要三个外部counter还是需要三个定时器?如果是三个定时器标志的话,可以取这三个定时最基本的时基作为timer的基础计数,然后以这个时基来计算这三个需要的计数标志的flag,在程序中只需要查询flag是否到,再采取动作。 如果要3个外部脉冲计数的话,这个有一定的难度,如果外部脉冲不是很频繁,可以考虑通过外部中断进行,但是这个方法必须是外部脉冲的频率与MCU执行速度有一定的数量级差,否则mcu可能无法处理其它程序,一直在处理外部中断。 39. 在芯片集成技术日益进步的今天,单片机的集成技术发展也很迅速,在传统的40引脚的基础上,飞利浦公司推出20引脚的单片机系列,使很多的引脚可以复用,这种复用技术的使用在实际应用中会不会影响其功能的执行? 答:现在有很多品牌的单片机都有引脚复用功能,不止飞利浦一家,应该说这个方式前几年就已经有了。在实际应用中不会影响其功能的执行,但是要注意的是,有的MCU如果采用复用引脚的话,该引脚会有一些应用上的限制,这在相应的datasheet里面都会有描述,所以在系统规划的时候都要予以注意。 40. Delta-Sigma软件测量方式,是什么概念? 答:Delta-Sigma原理一般应用在ADC应用中。具体来说,Delta-Sigma ADC的工作原理是由差动器、积分器和比较器构成调制器,它们一起构成一个反馈环路。调制器以大大高于模拟输入信号带宽的速率运行,以便提供过采样。模拟输入与反馈信号(误差信号)进行差动 (delta)比较。该比较产生的差动输出馈送到积分器(sigma)中。然后将积分器的输出馈送到比较器中。比较器的输出同时将反馈信号(误差信号)传送到差动器,而自身被馈送到数字滤波器中。这种反馈环路的目的是使反馈信号(误差信号)趋于零。比较器输出的结果就是1/0 流。该流如果1密度较高,则意味着模拟输入电压较高;反之,0密度较高,则意味着模拟输入电压较低。接着将1/0流馈送到数字滤波器中,该滤波器通过过采样与抽样,将1/0流从高速率、低精度位流转换成低速率、高精度数字输出。 简而言之,Delta就是差动,Sigma就是积分的意思。Delta-Sigma软件测试,我的理解应该是通过软件模拟差动积分的过程。具体来说,就是侦测外部输入的电压(或者电流)信号变化,然后通过软件积分运算,得出外部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-p.htm" target="_blank" title="HOLTEK货源和PDF资料">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-p.htm" target="_blank" title="HOLTEK货源和PDF资料">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-p.htm" target="_blank" title="HOLTEK货源和PDF资料">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-p.htm" target="_blank" title="HOLTEK货源和PDF资料">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-p.htm" target="_blank" title="HOLTEK货源和PDF资料">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干扰技术,如:软件陷阱、指令允余、看门狗和数字滤波等等,但实际运用中还是很不可靠,如:经常莫名其妙地死机、程序跳段、I/O数据错误等,并且故障的重复性很不确定,也不是周期性地重复。往往用户使用中出现故障,但又无法重现,很让人头痛。反复检查硬件也设查出原因,所以对软件的可靠性很是怀疑。怎么办? 答:防止干扰最有效的方法是去除干扰源、隔断干扰路径,但往往很难做到,所以只能看单片机抗干扰能力够不够强了。单片机干扰最常见的现象就是复位;至于程序跑飞,其实也可以用软件陷阱和看门狗将程序拉回到复位状态;所以单片机软件抗干扰最重要的是处理好复位状态。 一般单片机都会有一些标志寄存器,可以用来判断复位原因;另外也可以自己在RAM中埋一些标志。在每次程序复位时,通过判断这些标志,可以判断出不同的复位原因;还可以根据不同的标志直接跳到相应的程序。这样可以使程序运行有连续性,用户在使用时也不会察觉到程序被重新复位过。 可以在定时中断里面设置一些暂存器累加,然后加到预先设定的值(一个比较长的时间),SET标志位,这些动作都在中断程序里面。而主程序只需要查询标志位就好了,但是注意标志位使用后,记得清除,还有中断里面的时基累加器使用以后也要记得清除。

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