单片机原理及应用 教学课件 作者 谢辉 主编 黄滔李焱 副主编 第10章单片机应用系统设计方法与实例.pptVIP

尚辅网 尚辅网 学习要点 10.1.1 系统设计的基本要求 10.1.2 系统设计的内容和步骤 确定任务 方案设计 a. 单片机的选型 b. 硬件和软件的功能划分 硬件设计 软件设计 10.1.3 抗干扰设计 干扰是指叠加在电源电压或正常工作信号上的其它电信号。干扰有电网、空间电磁场、输入/输出通道等多种来源。 解决干扰问题从两方面着手，一是设法切断干扰通路，减小干扰影响；二是增强系统本身的抗干扰能力。 抗干扰设计应根据实际的单片机应用系统的使用环境来分析干扰源，根据使用要求分析干扰的后果来设计具体的抗干扰措施。抗干扰措施有硬件和软件两个方面。 10.1.3 抗干扰设计 （1）电源 采用滤波和屏蔽 10.1.3 抗干扰设计 （1）电源 采用隔离和交流稳压措施 10.1.3 抗干扰设计 （1）电源 采用分散的直流供电方式 10.1.3 抗干扰设计 （1）电源 采用高抗干扰稳压电源和干扰抑制器 信号线不能与交流电源并行敷设，尽量远离交流电源线和大功率电气设备 10.1.3 抗干扰设计 （2）模拟量输入通道 对常态干扰的抑制 常态干扰是叠加在测量信号上的干扰信号，一般是频率较高的杂乱的交变信号，其来源可能是传感器电路或传输线。 a.在输入电路中接入具有带通滤波功能的双T滤波器 。 b.采用双积分式A/D转换器 c.将电压信号传送改为用电流信号传送方式 10.1.3 抗干扰设计 （2）模拟量输入通道 对共模干扰的抑制 共模干扰是指信号的两根线上共有的干扰信号 a.采用双端输入的差动放大器 b.采用隔离方法，消除不适当的共地带来的共模干扰 10.1.3 抗干扰设计 （3）传输线 敷设线路时要使被测信号线、控制信号线与交流电源线、电气设备驱动线、大功率电气设备保持一定距离。 信号线使用双绞线，使空间电磁场在一个个小环路中产生的感应电动势相互抵消；另外还可以采用屏蔽线或将信号穿入金属管，屏蔽层或金属管的一端良好接地。 通过光电耦合器将长线“浮置”起来，消除从传输线带入单片机应用系统的干扰。 为了避免信号失真，对于长线传输要注意阻抗匹配。 10.1.3 抗干扰设计 接地抗干扰的措施 单片机应用系统中的接地是一个重要问题，不适当的接地会形成产生干扰的回路，而正确的接地能消除干扰，关键是对于不同的地，要有不同的处理方法。 直流电源地与信号地、功率地必须分开，避免干扰信号通过地线传入单片机，信号地与功率地也要分开，以免影响被测信号。 数字地与模拟地必须区分开，且只在一点相连，否则两种回路会相互影响。 长传输线的屏蔽层应一端接地。屏蔽地都接到机柜，然后单独接大地。 当有多个元器件要接在同一地线上时，这些元器件应多点就近接地还是统一接地要视具体情况而定。在低频（＜1MHz）电路中，因元件和布线的电感不大，为减小地线环路形成的干扰，常采用一点接地；在高频（＞10MHz）电路中，元件和布线的电感和分布电容将造成各接地线之间的耦合，为缩短接地线采用多点就近接地；当频率为1~10MHz之间时，如采用一点接地，其地线长度不应超过波长的1/20，否则应采用多点接地。 10.1.3 抗干扰设计 10.1.3 抗干扰设计 10.1.3 抗干扰设计 10.1.3 抗干扰设计 10.2 简易数字电压表设计 10.2.1 功能要求 简易数字电压表可以测量0~5V的8路输入电压值，并在四位LED数码管上轮流显示或单路选择显示。测量最小分辨为0.020V，测量误差约为±0.02V。 10.2 简易数字电压表设计 10.2.2 方案论证 10.2 简易数字电压表设计 10.2.3 系统硬件电路设计 10.2 简易数字电压表设计 10.2.3 系统软件设计 10.3 步进电动机控制 10.3.1步进电动机的工作原理 10.3 步进电动机控制 10.3.2 功能要求 10.3 步进电动机控制 10.3.3 系统硬件电路设计 10.3 步进电动机控制 10.3.4 系统软件设计 10.4 单元测试 1. 单片机应用系统设计的基本要求是什么？ 2．提高单片机应用系统的可靠性有哪些措施？ 3. 单片机应用系统硬件抗干扰设计需注意什么问题？采取什么措施？ 4. 单片机应用系统设计的软件抗干扰技术有哪些？ 5. 单片机应用系统的接地要注意什么问题？ 6. 为什么程序