单片机原理及应用（基于C语言） 教学课件 作者 吴政江张定祥 编著 第9章 单片机应用系统的开发设计.pptVIP

尚辅网 尚辅网 * 基于C语言的单片机原理及应用电子课件 尚辅网 第9章 单片机应用系统的开发设计 吴政江制作 尚辅网 尚辅网 9.1 单片机应用系统开发的一般方法 9.2 单片机应用系统的开发工具 9.3 单片机应用系统举例 实训十：单片机控制球赛计分牌设计 小结 习题与思考题 尚辅网 9.1 单片机应用系统开发的一般方法 9.1.1 确定任务 在系统开发前必须明确课题的完成期限，认真进行目标分析，并根据应用场合、工作环境、具体用途，考虑系统的可靠性、通用性、可维护性、先进性，以及成本等，提出合理的、详尽的功能技术指标。 9.1.2 总体设计 总体设计就是根据设计任务、指标要求和给定条件，比较国内外相似课题的现状，设计出符合现场条件的软、硬件方案，并进行方案优化。一般包括以下几个方面。 尚辅网 （1）明确设计任务和技术指标 （2）建立被控对象的数学模型 （3）总体方案的设计 ①系统构成。 ②单片机机型的选择。 ③单片机硬件/软件的功能分配。 ④器件资源分配。 ⑤开发工具选择。 ⑥外围器件的选择。 ⑦系统工艺设计。 ⑧开发研制的周期。 尚辅网 9.1.3 硬件设计 硬件设计就是在总体方案的指导下，对构成单片机系统的所有功能部分进行详细具体的电路设计。首先要设计出各部分硬件电路原理图，然后在面包板上搭出电路进行具体实验(一些简单、成熟的方案可不用单独实验)。 解决抗干扰问题，提高系统可靠性的常用措施有以下几个方面。 （1）在硬件设计和加工时应注意选用质量好的电子元件、连接器等，并进行严格的测试和筛选。 （2）电路设计时要注意电平匹配。 （3）设计时要充分考虑阻抗匹配，各部分间驱动能力要留有余地。 （4）在设计印刷电路板时，强、弱电要严格分开，数字地和模拟地也要分开，分别与电源端地线相连。并且接地线要尽量加粗，在印刷电路板的关键部位应加去耦电容。 （5）对供电电源要采取抗干扰措施。 （6）对输入/输出通道采取抗干扰措施。 尚辅网 9.1.4 软件设计 软件设计就是在总体设计和硬件设计的基础上，对单片机系统的应用程序进行具体设计。它包括程序的总体结构，程序流程图，具体程序的编制以及程序的检查修改等。 （1）程序的结构设计 （2）建立数学模型。描述出各输入变量和输出变量之间的数学关系。 （3）绘制程序流程图 （4）程序的编制 （5）程序的检查与修改 （6）软件抗干扰技术 ①抑制叠加在模拟输入信号上的干扰噪声的影响，如数字滤波技术、输出口重新刷新技术等。 ②防止由于干扰使程序运行发生混乱，导致程序跑飞或陷入死循环时能将其纳入正轨的措施，如软件指令冗余技术、软件陷阱技术、看门狗技术等。 尚辅网 9.1.5 系统的仿真调试与运行 1、系统调试的重要意义。 2、硬件调试。 3、软件调试。一般包括分块调试和联机调试两个阶段。 4、试运行。 5、程序固化及现场检验。 尚辅网 9.2 单片机应用系统的开发工具 9.2.1 单片机开发系统的组成结构 如图9-1所示，它是由一台系统主机、一台在线仿真器和一台通用编程器构成。其中最基本的、必不可少的工具是系统主机和编程器。如果使用EPROM作为程序存储器，还需要—台紫外线擦除器。 图9-1 单片机开发系统组成结构 开发系统 主机 在线仿真器 通用编程器 尚辅网 9.2.2 单片机开发系统的功能 （1）在线仿真功能 ①单片机仿真功能。 ②模拟功能。 （2）调试功能 ①运行控制功能。 ②对目标系统状态的读出修改功能。 ③跟踪功能。 （3）软件辅助设计功能 ①程序设计语言。 ②其它软件功能。 （4）程序固化功能 尚辅网 9.2.3 单片机开发系统的类型 （1） 通用型单片机开发系统。 ①MICE-5l单片机开发系统。 ②DICE-5208K开发型单片机综合实验仪。 ③EB-XA。 ④MMEVS（Motoro1a Modular Evaluation System）。 ⑤东芝公司仿真系统RTE系列可开发各种单片机，其中的RTE Model 10支持实时在线调试TLCS-870系列单片机应用系统。 ⑥日立单片机的开发工具有各种仿真器和开发软件，E1000仿真器主要用来仿真H8／300和H8／300L系列8位单片机。 （2）实用型开发系统。 （3）通用机开发系统。 （4）模拟开发系统。 尚辅网 9.3.1 信号发生器设计 （1）任务要求 由单片控制输出矩形波、锯齿波、三角波、正弦波等四种波形的信号发生器。 （2）任务分析及电路设计 信号发生器主要由单片机和D/A转换器组成，单片机输出离散数字信号，经D/