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《89C51单片机 第10章.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第10章89C51应用系统设计和开发单片机应用系统设计包括总体方案、硬件系统、软件系统设计,系统仿真调试和运行维护等。介绍一个实用的数据采集和超限报警系统的设计和开发。10.1单片机应用系统典型的单片机应用系统除主机外，还包括有：前向通道(即输入部分):数字量、开关量、模拟量信号(A/D)的输入。后向通道(输出部分):数字量、开关量、模拟量信号(D/A)的输出。人机对话通道，即人机交互部分:键盘、显示器、打印机、看门狗(监视)电路等.单片机应用系统设计的特点：单片机应用系统一般规模比较小。设计开发过程要借助专用的开发器、仿真器或开发系统来进行。设计中要综合考
2、虑硬件、软件的组成,以达到较高性能价格比。可以采用软件固化实现部分硬件功能，也可以采用硬件来实现某些软件的功能。单片机应用系统要求可靠性高，特别是工作于无人值守、不间断工作的环境中，必须保证安全可靠。要从电路设计、软件程序等加以考虑。看门狗监视电路就是其中一种。单片机应用系统要尽量作到低功耗、小体积。软件程序固化在单片机内的程序存储器中。要在专门的编程器或下载设备中完成。10.2单片机应用系统的设计过程设计过程包括以下几部分：⑴.总体方案的设计⑵.硬件系统设计⑶.软件系统设计⑷.系统仿真调试⑸.运行维护。这5个部分不是孤立的，而是相互关联、相互依靠、互相制约
3、的。10.2.1总体方案的设计1.根据市场需求,进行分析,提出本项目的任务。2.熟悉和了解控制对象,确定合理可行的技术指标.3.确定系统功能具体实现形式,选择出适合该项目，能迅速开发出性能价格比高的应用系统的单片机。4.合理地划分硬件和软件两部分的功能要求。5.确定总体方案，拟定设计任务书。按照软件工程的思想，列出各子系统的任务书,以及软件、硬件及它们之间的接口标准、技术要求。10.2.2硬件系统设计根据功能要求,选择系统的CPU、存储器、I/O接口以及传感器、继电器、显示器、键盘等元器件。2.原理图和PCB板(印制电路板)的设计。使用专门的EDA(电子设计
4、自动化)工具软件(如Protel)。它们有强大的自动设计能力,高速有效的编辑功能,使得设计过程简便高效。3.制版和组装设计完成后,交付制版生产厂家。在PCB板和元器件齐套时，焊接组装。4.硬件调试利用电子仪器及编写测试程序，进行硬件调试。10.2.2软件系统设计根据总体方案提出的要求和具体的硬件电路，设计出实现应用系统功能要求的控制程序。选择软件的开发环境，确定设计使用的编程语言。根据任务的要求，建立一个好的数学模型。采用模块化程序设计方法。提高效率,保证可靠性。软件设计开始，把软件要实现的功能结合硬件进行具体的定义。根据功能实现过程,画出程序主流程图。编写
5、程序。实现系统功能及抗干扰的要求。软件模拟仿真。调试。10.2.4系统仿真调试应用系统测试工作包括：⑴.功能测评。根据技术指标要求,逐项测试。完成功能测试,指标测量,追踪程序执行,分析执行时间等。⑵.系统优化。如硬件电路去除冗余器件、提升性能指标,降低功耗等。软件程序存储空间、循环优化等。⑶.可靠性测试。检验其抗干扰能力、可靠性等。系统仿真调试要在集成开发环境中完成。软件仿真中,在虚拟硬件平台上验证程序的正确性.硬件仿真通过仿真器、开发系统、ICE设备等，借助示波器、逻辑分析仪等电子测量仪器，对开发的目标系统进行实时在线仿真。10.2.5系统运行与维护应用系
6、统在仿真调试环境中成功后,确定硬件和软件基本正确，将程序代码固化到单片机的程序存储器中。独立运行该应用系统。在系统独立运行中，随时观察系统，有时需要对其进行改进。如果运行正常，就可以投入正常的工作中。一般来说，在连续工作的过程中，有可能出现调试中没有遇到的问题，需要设计人员进一步改进。经过一定时间的监护，系统运行正常，单片机应用系统的开发工作胜利完成。10.3基于89C51单片机的数据采集系统介绍一个实用的数据采集和超限报警系统。该系统以单片机89C51为核心，可以采集最多16路模拟量输入信号，可以作数据采集、运算和控制调节，及进行超限报警处理等。设开关量输
7、出,控制继电器对外设控制或报警处理。系统利用RTC芯片提供实时的日期、时间信息。通过串行RS-485接口和上位机通信构成多机系统。采用LED数码管和发光管显示，进行人机对话。增加硬件看门狗（监视器），保证系统可靠运行。系统中选用同步串行接口芯片芯片间采用串行通信，大大简化了硬件电路，减小仪器的体积。该系统功能齐全，是一个实用性很强的应用系统。10.3.1单片机数据采集系统的总体设计CPU：89C51单片机主频：11.0592MHz数据采集：16通道模拟量输入多路选择器:4067(16选1模拟开关电路)A/D转换器:MAX187(12位串行接口A/D转换器)开
8、关量输出：8路开关量输出。看门狗:X5045(带E2
