第9章单片机应用系统的设计与开发

第九章单片机应用系统的设计与开发9.1单片机系统的设计开发过程9.2单片机系统的可靠性技术9.3单片机系统设计开发应用举例9.1单片机系统的设计开发过程9.1单片机典型应用系统9.2单片机应用系统开发过程9.2单片机系统的可靠性技术9.3单片机系统设计开发应用举例第9章单片机应用系统的设计与开发一个完整的单片机应用系统由单片机最小应用系统、前向通道、后向通道、人机交互通道与计算机相互通道组成。第9章单片机应用系统的设计与开发单片机最小系统8031最小应用系统（外扩ROM）EA8031P2.7P2.0～P0.7P0.0～地址锁存器PSENOEA15A8～CEA7A0～D7D0～外部程序存储器0K～64K最小应用系统——具有最简单配置的单片机系统第9章单片机应用系统的设计与开发8051和8751最小应用系统P0P1P2P3+5V+5VEA80518751XTAL1XTAL28888第9章单片机应用系统的设计与开发是单片机实现外部信息的输入的通道，主要是数据采集单元、信号调理单元等前向通道第9章单片机应用系统的设计与开发是单片机实现外部信息的输出通道，主要有DA转换电路、输出驱动电路等。后向通道第9章单片机应用系统的设计与开发为对应用系统进行干预或了解系统运行状态所设置的交互通道。主要有键盘、显示器等接口电路。人机对话通道第9章单片机应用系统的设计与开发是解决计算机系统之间信息交换目的而建立的数据传输通道，主要为串行口方式。相互通道第9章单片机应用系统的设计与开发9.1单片机系统的设计开发过程9.1单片机典型应用系统9.2单片机应用系统开发过程9.2单片机系统的可靠性技术9.3单片机系统设计开发应用举例第9章单片机应用系统的设计与开发对于一个实际的课题和项目，从任务的提出到系统的选型、确定、研制直至投入运行要经过一系列的过程。第9章单片机应用系统的设计与开发第9章单片机应用系统的设计与开发第9章单片机应用系统的设计与开发单片机本身无开发能力，必须借助开发工具开发应用软件。独立型仿真结构，配备有EPROM读出/写入器、仿真插头和其它外设，通过USB接口与计算机相连。方法1：通用型单片机开发系统第9章单片机应用系统的设计与开发方法2：软件模拟开发系统基于Proteus（Keil）仿真软件的设计与开发工具第9章单片机应用系统的设计与开发9.1单片机系统的设计开发过程9.2单片机系统的可靠性技术9.3单片机系统设计开发应用举例第9章单片机应用系统的设计与开发智能仪器是一种依靠嵌入式计算机技术发展的新型电子测控单元，其基本功能是根据传感器的实时信号和仪器设定的目标参数进行测量与控制。一种典型智能仪器形式第9章单片机应用系统的设计与开发智能仪器结构：仪器面板(机箱)+线路板+接线端子。第9章单片机应用系统的设计与开发仪器面板：4～6位数码管显示器、3～5只薄膜按键和若干只LED状态指示灯组成。智能仪器通常都不采用0～9数字按键方案，而是通过【增大】和【减小】两只功能键，与【设置/切换】和【确认】等键配合，实现对智能仪器内置参数的设定与输出控制功能。第9章单片机应用系统的设计与开发本例的总体设计目标：实现1路电压信号实时测量/显示/报警输出功能。输入信号电压：0～5VDCAD转换分辨率：8bit显示信息：1位参数字符+3位十进制采样值。控制参数：下限报警值（L）和上限报警值（H）。基本功能：当采样值大于H时，高位报警；当采样值小于L时，低位报警；当采样值介于L和H之间时，无报警。第9章单片机应用系统的设计与开发参数设置与按键控制功能：0#——进入或退出参数设置状态键。可先后调出H和L两个参数当前值；当一轮循环完成后可退出参数设置状态；1#——参数设置确认键。可保存当前参数值，并转入等待下一参数确认状态；当两个参数都轮回后可退出参数设置状态；2#和3#——增、减键，可对当前参数值加减10计算，并更新显示；若结果值超出0-255范围后可自动循环处理。要求：只有压下并随后抬起某键时才能认定为按键过程有效（防止连击）；只有在参数设置状态下才对1-3#键的动作有响应；在按键未抬起或在参数设置状态未退出期间不能影响对数据采集和控制过程——并行结构。第9章单片机应用系统的设计与开发动态显示器六联共阴极数码管，段码通过锁存器74LS245驱动后接于P0口，位码则由反相器74LS04驱动后接于P1.0～P1.5口。硬件设计部分第9章单片机应用系统的设计与开发AD转换器采用逐次比较方式的芯片ADC0809，其并行数据输出端直接连接于P2口，四个控制端CLOCK、START、EOC和OE分别接于P3.2～P3.5。第9章单片机应用系统的设计与开发串口键盘四只按键通过串行输入并行输出移位寄存器74LS164与单片机接口。第9章单片机应用系统的设计与开发C[0..5]S[0..7]P10P11P12P13P14P15S0S1S2S3S4S5S6S7S7S6S5S4S3S2S1S0C0C1C2C3C4Q7Q6Q4P36P36P36P36Q5P27P33P34P32P26P25P24P23P22P21P20P35Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7P31P20P21P22P23P24P25P30P11P31P32P33P12P34P26P10P27P35P36P14P13P15C0C1C2C4C3C5P30C5A02B018A13B117A24B216A35B315A46B414A57B513A68B612A79B711CE19AB/BA1U274LS245R120R2R3R4R5R612U2:A34U2:B56U2:C1312U2:D1110U2:E98U2:F74LS04XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51C130pFC230pFX1CRYSTALR710kC310uF+5VOUT121ADDB24ADDA25ADDC23VREF(+)12VREF(-)16IN31IN42IN53IN64IN75START6OUT58EOC7OE9CLOCK10OUT220OUT714OUT615OUT817OUT418OUT319IN228IN127IN026ALE22U3ADC0809SRG8RC1/-&1D1324561081112913U474LS164P33D1D2R8100R9100U3(IN0)+5VLED驱动电路LED驱动电路负载模拟电路第9章单片机应用系统的设计与开发程序由两个主要的功能模块组成——控制模块（control.c）和菜单模块（menu.c）。控制模块建立在A/D转换和LED显示的基础上，菜单模块建立在按键检测和LED显示的基础上，而按键检测又建立在串口输出的基础上。软件设计部分第9章单片机应用系统的设计与开发整个项目由7个程序文件所组成：六个C语言文件，一个汇编语言文件。第9章单片机应用系统的设计与开发实际运行效果第9章单片机应用系统的设计与开发本章小结1.单片机本身无开发能力，必须借助开发工具进行开发。2.单片机应用系统的典型组成包括：单片机最小应用系统、前向通道、后向通道、人机交互通道、相互通道等。3.单片机应用系统的研制过程包括总体设计、硬件设计、软件设计、仿真调试等几个阶段。研制单片机应用系统的特点是“软硬兼施”，硬件设计和软件设计必须综合考虑，才能组成高性价比的产品。第9章单片机应用系统的设计与开发