单片微机原理与应用 教学课件 ppt 作者 罗印升 2011-part_09
50页1、2019/5/25,1,“单片机原理与应用”课程,第 9 章 51系列单片机应用系统设计,2019/5/25,2,第9章 51系列单片机应用系统设计,9.1 单片机应用系统设计概述,9.2 单片机应用系统设计方法,9.3 单片机应用系统的抗干扰技术,9.4 单片机应用系统设计举例,2019/5/25,3,【基本知识点与要求】 (1)了解单片机应用系统设计的基本要求。 (2)掌握单片机 应用系统的组成 (3)掌握单片机应用系统的设计过程。(4)掌 握单片机应用系统的设计方法和抗干扰的基本技术。,【重点与难点】 单片机应用系统的设计过程;单片机应用系统的设计方法和抗干扰的基本技术。,单片机应用系统是以单片机为核心,扩展必需的外围电路、开发相应的应用软件,实现给定任务和功能的实际应用系统。本章首先概述单片机应用系统的基本结构和设计过程;其次介绍单片机应用系统的设计方法和抗干扰技术;然后结合前面介绍的方法给出单片机应用系统的例子。,第9章 51系列单片机应用系统设计,2019/5/25,4,9.1 单片机应用系统设计概述,9.1.1 单片机应用系统的结构与设计要求,单片机应用系统是软件和硬件相
2、结合的工程系统,其设计必须围绕应用系统的功能和技术指标来进行。单片机应用系统设计包括总体设计、硬件设计、软件设计、软硬件联合调试和现场调试运行等环节。,2019/5/25,5,、,9.1 单片机应用系统设计概述,2019/5/25,6,9.1 单片机应用系统设计概述,(1) 单片机应用系统的硬件组成,单片机组成的测控系统硬件包括以下部分: 通信模块。利用串行接口,通过载波通信等通讯设备或者经过调制解调等方式和远端主机进行通信,上传终端信息,或接收受控信号。 操作控制台。包括键盘、控制按钮等,是单片机测控系统中人-机交流的桥梁,通过它操作者可以向系统发出各种控制命令,输入各种控制参数。 输入输出设备。包括光笔、打印机、显示屏、触摸屏等,主要用来进行显示和操控、打印、存储及传送数据。 模拟量输入通道。通过传感器、放大与变送器、A/D转换器、并行输入接口等将测控对象的模拟量转换为数字量。,2019/5/25,7,9.1 单片机应用系统设计概述, 模拟量输出通道。通过并行输出接口、D/A转换器、驱动电路和执行器等,将系统的数字量转换为模拟量输出。 开关量输入通道。通过开关量输入接口、光电隔离器
3、等实现开关量的输入。 开关量输出通道。通过开关量输出接口、驱动电路、固态继电器等来实现开关量的输出。 单片机及其扩展的存储器。,2. 单片机应用系统的软件组成,应用系统中的软件一般包括系统监控程序和应用程序两部分。, 系统监控程序。是控制单片机系统按照预定操作方式顺序运行的无限循环程序。它负责组织调度各个应用程序模块,完成系统的自检、初始化、键盘扫描、显示程序、处理条件触发等。,2019/5/25,8,(1) 高可靠性。 (2) 高性价比。 (3) 实时性强。 (4) 操作、维护方便。,9.1 单片机应用系统设计概述, 应用程序。是主要完成系统各个部分功能的软件。如数据采集(包括A/D转换)、键功能处理、数字滤波程序、控制算法程序、通信程序、控制量输出程序(包括D/A转换)、中断服务程序等等。,3. 单片机应用系统的设计要求,9.1.2 单片机应用系统的设计过程,(1) 根据用户或研究课题的任务、功能要求进行功能和性能的认识与合理分析,确定合理、详尽的技术指标。 (2) 单片机应用系统的设计。包括系统基本结构的确立、主要器件选型、测控电路的选择以及软硬件功能的划分等。 (3) 单片机应
4、用系统的硬件设计与调试。,2019/5/25,9,(4) 单片机应用系统的软件设计与调试。 (5) 单片机应用系统联合调试与试运行。 (6) 单片机应用系统现场调试运行或产品化设计。,9.2 单片机应用系统设计方法,2019/5/25,10,9.2 单片机应用系统设计方法,(1) 单片机机型的选择。,(2) 信号输入通道硬件设计。根据系统的输入信号多少和性能要求来设计信号调理电路,A/D转换器、多路选择开关的选择与电路设计主要由信号采集的速度、精度以及抗干扰的要求来定。开关量输入需考虑隔离和电平的兼容。,(3) 存储器与I/O接口的扩展。,(4) 总线驱动能力。,(5) 信号输出通道硬件设计。有两方面问题必须考虑,一是驱动问题;二是D/A转换器的选择。,(6) 人机交互设计。,(7) 通信接口设计。,2019/5/25,11,硬件的静态调试包括不加电和加电调试。利用万用表、逻辑分析测试仪,在不加电的情况下检查电路中各器件、引脚连接是否正确,是否有断路故障等。排除故障后,插上芯片,在加电的情况下进一步检查是否有故障。此时要注意对易受静电影响的器件考虑防静电。之后,将应用系统和仿真机联机动
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