单片机应用系统的研制和调试

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1、第八章单片机应用系统的研制和调试教学内容：1、单片机应用系统研制方法2、单片机应用系统的调试方法3、应用举例本章重点：单片机应用系统研制和调试方法教学要求：1、通过本章的学习，应掌握单片机应用系统的研制和调试方法。2、通过应用实例了解单片机应用系统开发过程。3、通过本章的学习，结合单片机原理与编程方法，能进行简单的单片机应用系统的开发与研究。教案：第一节单片机应用系统研制方法单片机应用系统随着用途的不同，它们的硬件和软件结构差别很大，但系统研制的方法和步骤是基本相同的，其研制过程可以用图1表示。1、确定任务如同任何

2、一个新产品设计一样，单片机应用系统的研制过程也是从确定目标系统的任务开始的。在着手系统设计之前，必须确定系统的技术指标，这是系统设计的依据和出发点，它贯串于系统设计全过程的。不管是老产品改造还是新产品设计，应对产品性能改善的程度、成本、可靠性、可维护性以及经济效益等进行综合考虑，参考国内外同类产品的资料，提出比较合理的技术指标。使所设计的产品达到最佳的性能/价格比。应该指出，技术指标在设计过程中还需调整。2、总体设计一般而言，任务和技术指标确定以后，下一步便是调研阶段。这个阶段的任务是通过调查研究和查阅资料来完成系

3、统的总体设计。1）机型和元器件选择选择机型的出发点有以下几方面：·市场的货源：设计者只能在市场上能提供的几个机型中挑选。特别是将作为产158测试系统动态性能目标机脱离开发系统插CPU检查错误原因排除样机硬件故障调试硬件,修改软件仿真运行EPROM中目标程序系统研制完成EPROM插入目标样机目标程序固化到EPROM系统达到设计指标否?软件固化错误?有错误否?硬件逻辑框图设计软件结构设计选择机型,划分软,硬件功能确定任务,系统功能,技术指标开始选择器件,完成逻辑设计确定算法,程序流程设计加工,组装样机编写程序程序编译,

4、部分软件调试样机静态测试,插上器件联机仿真调试调整硬件,修改软件仿真运行目标程序调整样机硬件测试样机硬件有故障否?有错误否?图1单片机应用系统研制过程品生产的系统，所选机种必须有稳定充足的货源。·在研制任务重、时间短的情况下，应选择最熟悉的机种，这样可以缩短研制周期。·158选择最容易实现技术指标的机种。一般说来，从性能/价格比考虑，MCS-51系列中的AT89C51单片机最适合于国内控制型应用领域。还应考虑是否有现成的开发工具。因为开发工具的优劣，往往是产品研制周期长短的决定性因素。元器件的选择应包括传感器、模拟

5、电路、I/O电路等。这些元器件在总体设计阶段，只需了解大体的市场情况，待硬件设计时最后确定。2）硬件和软件的功能划分一般来说，硬件和软件具有一定的互换性。有些由硬件实现的功能依然可以由软件来完成，反之亦然。多用硬件完成一些功能，可以提高工作速度。但增加了硬件成本；若用软件代替某些硬件的功能，可使硬件成本降低，但软件的工作量增加。总体设计时，必须在硬件和软件之间均衡。一般的原则是看所设计的目标系统的生产量，如果成产量比较大，则能用软件实现的功能由软件完成，以便硬件结构简化。3、硬件设计方法单片机系统的各个模块（如存储

6、器、I/O电路）加上模拟电路、传感器等构成硬件电路。前几章对单片机的结构及其功能模块作了介绍，本节重点讨论硬件方案设计。1）程序存储器的容量选择单片机时，应从容量、速度和价格方面考虑。目前市场上不同存储器容量的单片机价格相差不大。所以在固化设备允许的条件下，宜选用容量大的器件，减少外部扩展的程序存储器，简化硬件逻辑。ATMEL的89CXX系列和WINBOND的W77系列是目前国内最实用的单片机，它不要外接EPROM电路作为存储器。2）数据存储器和I/O接口158对于数据存储器的容量需求，各个系统之间差别比较大。对于

7、常规的智能仪表和实时控制器，80C51片上RAM已能满足要求。若需要扩展少量的RAM和/IO，可用扩展器8155。如前所述，8155功能强，接口方便，适用于单片机系统。对于单片机系统，如果要求有较大容量的RAM存储器，这时RAM电路选择的原则是尽可能地减小芯片数量。因为存储器容量大的电路性能价格依然高。如32K字节的62256和同样的四片6264相比，前者的价格低于后者。80C51的应用系统一般都需要扩展I/O接口，在选择I/O接口电路时，应从性能、价格和负载等方面考虑。应选用标准I/O接口电路（如8255等），使

8、编程方便，应用灵活，负载小，但它的I/O性和一些功能往往没有被充分利用，造成浪费。选用TTL电路作I/O口，负载较大，同时因一个电路的口线少，利用率会提高，成本也降低。应根据系统总的接口要求来权衡。模拟电路应根据系统对它的速度、精度和价格来选择。同时还需要和传感器、放大器等匹配。3）地址译码器80C51是根据地址来选择外部扩展电路进行信息交换的。外部的地址由