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第十章 AT89S单片机系统的应用设计与分析 10.1 单片机应用系统的设计 10.1.1单片机应用系统的开发过程 通常，开发一个单片机应用系统需要经过以下几个过程： 系统需求调查； 可行性分析； 系统方案设计； 系统建造； 系统调试； 系统方案局部修改、再调试； 生成正式产品。 1. 系统需求调查 做好详细的系统需求调查是对研制新系统准确定位的关键。当你建造一个新的单片机应用系统时，首先要调查市场或用户的需求，了解用户对未来新系统的希望和要求，通过对各种需求信息进行分析综合，得出市场或用户是否需要新系统的结论。 其次，应对国内外同类系统的状况进行调查。调查的主要内容包括：①原有系统的结构、功能以及存在的问题；②国内外同类系统的必威体育精装版发展情况以及与新系统有关的各种技术资料；③同行业中哪些用户已经采用了新的系统，它们的结构、功能、使用情况以及所产生的经济效益。 经过需求调查，整理出需求报告，作为系统可行性分析的主要依据。显然，需求报告的准确性将左右可行性分析的结果。 2.可行性分析 可行性分析将对新系统开发研制的必要性及可实现性给出明确的结论，根据这一结论决定系统的开发研制工作是否进行下去。 可行性分析通常从以下几个方面进行论证：①市场或用户需求；②经济效益和社会效益；③技术支持与开发环境；④现在的竞争力与未来的生命力。 3.系统方案设计 系统方案设计是系统实现的基础，这项工作要十分仔细，考虑周全。方案设计的主要依据是市场或用户的需求、应用环境状况、关键技术支持、同类系统经验借鉴及开发人员设计经验等。主要内容包括：①系统结构设计；②系统功能设计；③系统实现方法。 4.系统建造 这一阶段的工作是将前面产生的系统方案付诸实施， 将硬件框图转化为具体电路，软件流程用程序加以实 现。设计硬件电路时，单片机的选用对电路结构及复杂 度有较大影响。一个合适的单片机将会最大限度地降低 其外围连接电路，从而简化整个系统的硬件。 5.系统调试 系统调试检验所设计系统的正确与可靠，从中发现组 装问题或设计错误。这里所指的设计错误，是指设计过 程中所出现的小错误或局部错误，决不允许出现重大错 误。 6. 系统方案局部修改、再调试 对于系统调试中发现的问题或错误以及出现的不可靠因素要提出有效的解决方法，然后对原方案做局部修改，再进入调试。 7. 生成正式系统(或产品) 作为正式系统(或产品)，不仅要提供一个能正确可靠运行的系统(或产品)，而且还应提供关于该系统(或产品)的全部文档。这些文档包括系统设计方案、硬件电原理图、软件程序清单、软/硬件功能说明、软/硬件装配说明书、系统操作手册等。在开发产品时，还要考虑到产品的外观设计、包装、运输、促销、售后服务等商品化问题。 10.1.2单片机应用系统设计的基本原则与方法 1．单片机应用系统设计的基本原则 单片机应用系统的基本设计原则是： ①可靠性高；②性能价格比高；③操作简便；④设计周期短。 单片机应用系统的一般设计方法 2．单片机应用系统的设计方法 在进行单片机应用系统方案设计时，可以下述一般设计方法作为指导。 确定系统功能与性能 由需求调查可以确定出单片机应用系统的设计目标，这一目标包括系统功能与性能。系统功能主要有数据采集、数据处理、输出控制等。 确定系统基本结构 单片机应用系统结构一般是以单片机为核心外部扩展相关电路的形 式。确定了系统中的单片机、存储器分配及输入/输出方式就可大体 确定出单片机应用系统的基本组成。 3．硬件设计 单片机应用系统的硬件设计是围绕着单片机做外部功能扩展而展开 的，其结构如图10-1所示，它主要涉及以下扩展部分的设计。 1)程序存储器 若单片机内无片内程序存储器或存储容量不够时，需外部扩展程序 存储器。外部扩展的存储器通常选用E2PROM和Flash ROM。集成 度高、价格便宜，编程容易。 2) 数据存储器 数据存储器利用RAM构成。大多数单片机都提供了小容量的片内数据存储区，只有当片内数据存储区不够用时才扩展外部数据存储器。存储器的设计原则是：在存储容量满足的前提下，尽可能减少存储芯片的数量。建议使用大容量的存储芯片以减少存储器芯片数目，但应避免盲目地扩大存储容量。 3) I/O接口 由于外设多种多样，使得单片机与外设之间的接口电路也各不相同。因此，I/O接口常常是单片机应用系统中设计最复杂也是最困难的部分之一。 4)译码电路 当需要外部扩展电路时，就需要设计译