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单片机原理及应用 教学课件 ppt 作者 匡忠辉 第12章--单片机应用系统设计

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  • 上传时间:2019-05-26
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    • 1、第十二章 单片机应用系统设计,120 你知道吗 121 单片机应用系统设计概述 122 单片机应用系统抗干扰技术,你知道吗,单片机本身不能完成特定任务,只有与某些器件、设备有机组合在一起,并配有相应的程序,才能构成一个真正的单片机应用系统,完成特定的任务。一个单片机应用系统从提出任务到正式使用的过程,我们称为单片机应用系统设计。,回目录,121 单片机应用系统设计概述,12.1.1 单片机应用系统设计步骤,单片机应用系统设计步骤如下图所示,首先对应用系统进行全面分析,根据用户提出的具体功能确定各项技术指标,编写设计任务书,经修改后,再根据任务书设计硬件电路和编写软件,最后进行软/硬件的综合调试。,12.1.2 单片机应用系统硬件开发,根据设计任务书,首先确定应用系统的总体设计方案,然后再按照总体设计方案要 求,选定单片机机型,确定系统中所需器件,画出硬件电路。 根据硬件电路设计印制板图,然后给印制板生产商制作印制电路板。 最后将系统中所要使用的元器件焊接在印制板上,至此,应用系统硬件部分初步完成。 硬件制作完成后,需进行软/硬件综合调试,如果发现问题,则需修改软件或硬件,直 至满足用户

      2、要求为止。,12.1.3 单片机应用系统软件开发,在2.5节“简单程序设计”中,我们已经介绍过简单程序设计可以分为任务分析、确定算 法、画程序流程图、编写源程序以及程序调试五个步骤,这种开发思路同样也适用于较复 杂的单片机应用系统软件开发,但考虑到实际应用系统的复杂性和多变性,这就要求开发 者在编程时必须认真考虑每一个步骤,尤其是画程序流程图。画出的程序流程图,要求结 构清晰、简洁、合理。这样,在编写各个功能程序时容易实现模块化、子程序化。这样做 ,既便于调试、链接,又便于修改和移植。,回目录,122 单片机应用系统抗干扰技术,单片机应用系统的工作环境复杂多变,常常容易受到各种干扰的侵袭,特别是在工 业环境下工作的单片机系统,恶劣的工业环境往往会给单片机带来各种各样的干扰。因 此,单片机应用系统必须采取一定措施,减少或消除干扰,抗干扰设计现已成为单片机 应用系统整体设计中的一部分。常见干扰有电源干扰、过程通道干扰以及电磁干扰等。,12.2.1 电源系统抗干扰措施,电源干扰是单片机应用系统中干扰的主要来源之一。由于电源直接与电网相连, 因此,电源系统容易受到干扰,我们可以采取以下措施:采

      3、用独立电源供电。各种 大功率设备通常容易产生干扰,如电机,若将单片机与这些大功率设备分开供电, 在一定程度上可以减少干扰。增加隔离变压器,由于隔离变压器在初次级之间增加 了一层屏蔽层,并将屏蔽层与铁心一起接地,这样,可以防止干扰通过初次级之间 的分布电容进入单片机。在整流元件上并接滤波电容,可在很大程度上削弱高频干扰, 滤波电容一般选用1000pF0.01F。增加低通滤波电路,通过低通滤波电路,可以滤除 电路中的高频干扰信号。添加交流稳压器稳定供电电压,减少电源干扰,12.2.2 过程通道干扰及其抑制,过程通道干扰的抑制通常采用隔离和滤波技术。常用的隔离器件有隔离变压器、光耦、 继电器和隔离放大器等,其中,光耦应用最广。在过程通道中采用光耦将单片机系统与各 种传感器、开关、执行机构隔离。在模拟通道中使用光耦时,应保证被传送信号的变化范 围始终在光耦的线性区内,否则会产生较大误差。尽可能将隔离器件设置在执行部件或传 感器附近,通常是将光耦放在A/D、D/A附近。光耦前后两部分电路应分别采用两组独立电 源供电。当数字通道输出的开关量用于控制大负荷设备时,一般不宜用光耦,而采用继电 器隔离输出。此时,要在单片机输出端的锁存器74LS373与继电器之间设置一个OC门驱动 器,用以提供较大的驱动电流。硬件滤波电路常采用RC低通滤波电路,将它接在一些低频 信号传送电路中,可以大大削弱各类高频干扰信号。,回目录,

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