第13章温度监测仪开发实例

嵌入式系统设计廖京盛选题委托开发自选嵌入式系统设计主要步骤需求分析规格说明体系结构分析构件设计系统调试与集成13嵌入式系统的设计过程13.1需求分析显然，在设计一个系统之前，必须清楚要设计什么。在设计的最初阶段，通过与客户进行交流，了解用户的意图，明确客户到底需要开发什么样的产品，包括产品的功能、性能、价格、开发时间等一系列问题。13.1需求分析1.需求与规格说明通常，描述产品需求的文档是由嵌入式系统的总体设计者从用户的视角来写的，由一系列的用户需求组成。然后，对这些需求进行提炼，从中获取一组一致性的需求，整理成正式的规格说明，这些规格说明里包含了进行系统体系结构设计所需要的足够信息。13.1需求分析2.确认需求确认需求不仅要理解什么是用户需要的，而且需要理解他们如何表达这些需求。精炼系统需求的方法是建立一个模型，这个模型可以使用已存数据来模拟功能，并且可以在个人电脑或工作站上运行。它应该让用户了解系统是如何使用的，以及用户如何和它进行交互。通常，设备的非功能模型可以让用户了解系统的特性，比如系统的尺寸和重量。13.1需求分析3.简单的需求表格对一个大系统进行需求分析是一项复杂而费时的工作，但是，取得相对少量的格式清晰、简单的信息是理解系统需求的一个好的开始。项目说明名称目的输入输出功能性能生产成本功耗物理尺寸和重量13.1需求分析4.需求的内部一致性在写完需求分析以后，你应该对它们的内部一致性进行检查：是否忘记了给某个功能指定输入或输出，是否考虑了系统运行的所有方式，是否把一些不切实际的要求放到了一个电池供电、低成本的机器中了等。13嵌入式系统的设计过程13.2规格说明规格说明起到客户和生产者之间的合同的作用。因此，规格说明必须小心编写，以便精确地反映客户的需求，并且作为设计时必须明确遵循的要求。规格说明应该足够明晰，以便别人可以验证它是否符合系统需求，且是否完全满足客户的期望。描述规格说明的工具可采用统一建模语言（UML）。13嵌入式系统的设计过程13.3体系结构设计规格说明中通常只描述系统应做什么，而不描述系统该怎么做。描述系统如何实现那些功能是体系结构的任务。体系结构是系统整体结构的一个计划。它给出嵌入式系统的总体架构，从功能实现上对软硬件进行划分；在此基础上，选定处理器和基本接口器件；根据系统的复杂程度确定是否使用操作系统，以及选择哪种操作系统；此外，还需要选择系统的开发环境。13.3体系结构设计1.硬件平台的选择（1）处理器的选择设计者在选择处理器时要考虑的主要因素有：处理性能技术指标功耗软件支持工具是否内置调试工具供应商是否提供评估板1.硬件平台的选择（2）硬件选择的其它因素首先，需要考虑生产规模。其次，需要考虑开发的市场目标。另外，软件对硬件的依赖性。最后，只要可能，尽量选择使用普通的硬件。13.3体系结构设计2.软件平台的选择嵌入式软件的开发流程，主要涉及代码编程、交叉编译、交叉连接、下载到目标板和调试等几个步骤，因此软件平台的选择涉及以下3个方面：操作系统编程语言集成开发环境2.软件平台的选择（1）操作系统的选择操作系统的选择至关重要。一般而言，在选择嵌入式操作系统时，可以遵循以下原则：市场进入时间可移植性可利用资源系统定制能力成本中文内核支持2.软件平台的选择（2）集成开发环境集成开发环境IDE应考虑以下因素：系统调试器的功能支持库函数编译器开发商是否持续升级编译器连接程序是否支持所有的文件格式和符号格式2.软件平台的选择（3）硬件调试工具的选择常用的硬件调试工具有以下几种：实时在线仿真器（ICE，In-CircuitEmulator）逻辑分析仪ROM仿真器在线调试OCD或在线仿真OCE13嵌入式系统的设计过程13.4设计硬件构件和软件构件构件通常包括硬件和软件两部分。构件设计使得构件与体系结构和规格说明相一致。一些构件是现成的，可以直接使用。在大多数情况下，我们必须自己设计一些构件，即使使用标准集成电路，也必须设计连接它们的印刷线路板。13嵌入式系统的设计过程13.5系统调试与集成只有建立构件后，才能将它们合并得到一个可以运行的系统。当然在系统集成阶段并不是仅仅把所有的构件连接在一起就行，在系统集成中通常都会发现以前设计上的错误。在系统集成时按阶段构架系统，并每次只对一部分模块进行排错，能够更容易地发现并定位错误。温度监测仪开发使用铂电阻传感器探测目标温度，并通过图形的方式显示在LCD上；当温度超过报警温度时，在LCD上显示报警状态；当温度超过报警温度时，通过PWM控制蜂鸣器实现报警；当温度超过报警温度时，点亮LED报警灯；可以通过按键关闭或打开蜂鸣器及报警等功能系统组成硬件设计软件设计程序见RealviewMDK谢谢2010.04.30