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时间:2020-03-08
《单片微机原理与应用 教学课件 作者 罗印升 2011-part_09.ppt》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、“单片机原理与应用”课程第9章51系列单片机应用系统设计7/25/20211第9章51系列单片机应用系统设计9.1单片机应用系统设计概述9.2单片机应用系统设计方法9.3单片机应用系统的抗干扰技术9.4单片机应用系统设计举例7/25/20212【基本知识点与要求】(1)了解单片机应用系统设计的基本要求。(2)掌握单片机应用系统的组成(3)掌握单片机应用系统的设计过程。(4)掌握单片机应用系统的设计方法和抗干扰的基本技术。【重点与难点】单片机应用系统的设计过程;单片机应用系统的设计方法和抗干扰的基本技术。单片机应用系
2、统是以单片机为核心,扩展必需的外围电路、开发相应的应用软件,实现给定任务和功能的实际应用系统。本章首先概述单片机应用系统的基本结构和设计过程;其次介绍单片机应用系统的设计方法和抗干扰技术;然后结合前面介绍的方法给出单片机应用系统的例子。第9章51系列单片机应用系统设计7/25/202139.1单片机应用系统设计概述9.1.1单片机应用系统的结构与设计要求单片机应用系统是软件和硬件相结合的工程系统,其设计必须围绕应用系统的功能和技术指标来进行。单片机应用系统设计包括总体设计、硬件设计、软件设计、软硬件联合调试和现场调
3、试运行等环节。单片机又称为微控制器,在大多数情况下,单片机常被用作工业测控系统或者测试系统的主控制器。基于单片机的测控系统结构如图9-1所示。1.单片机应用系统的结构7/25/20214、9.1单片机应用系统设计概述7/25/202159.1单片机应用系统设计概述(1)单片机应用系统的硬件组成单片机组成的测控系统硬件包括以下部分:①通信模块。利用串行接口,通过载波通信等通讯设备或者经过调制解调等方式和远端主机进行通信,上传终端信息,或接收受控信号。②操作控制台。包括键盘、控制按钮等,是单片机测控系统中人-机交流的桥
4、梁,通过它操作者可以向系统发出各种控制命令,输入各种控制参数。③输入输出设备。包括光笔、打印机、显示屏、触摸屏等,主要用来进行显示和操控、打印、存储及传送数据。④模拟量输入通道。通过传感器、放大与变送器、A/D转换器、并行输入接口等将测控对象的模拟量转换为数字量。7/25/202169.1单片机应用系统设计概述⑤模拟量输出通道。通过并行输出接口、D/A转换器、驱动电路和执行器等,将系统的数字量转换为模拟量输出。⑥开关量输入通道。通过开关量输入接口、光电隔离器等实现开关量的输入。⑦开关量输出通道。通过开关量输出接口、
5、驱动电路、固态继电器等来实现开关量的输出。⑧单片机及其扩展的存储器。2.单片机应用系统的软件组成应用系统中的软件一般包括系统监控程序和应用程序两部分。①系统监控程序。是控制单片机系统按照预定操作方式顺序运行的无限循环程序。它负责组织调度各个应用程序模块,完成系统的自检、初始化、键盘扫描、显示程序、处理条件触发等。7/25/20217(1)高可靠性。(2)高性价比。(3)实时性强。(4)操作、维护方便。9.1单片机应用系统设计概述②应用程序。是主要完成系统各个部分功能的软件。如数据采集(包括A/D转换)、键功能处理、
6、数字滤波程序、控制算法程序、通信程序、控制量输出程序(包括D/A转换)、中断服务程序等等。3.单片机应用系统的设计要求9.1.2单片机应用系统的设计过程(1)根据用户或研究课题的任务、功能要求进行功能和性能的认识与合理分析,确定合理、详尽的技术指标。(2)单片机应用系统的设计。包括系统基本结构的确立、主要器件选型、测控电路的选择以及软硬件功能的划分等。(3)单片机应用系统的硬件设计与调试。7/25/20218(4)单片机应用系统的软件设计与调试。(5)单片机应用系统联合调试与试运行。(6)单片机应用系统现场调试运行
7、或产品化设计。1.确定单片机应用系统的任务、功能要求和性能技术指标在设计一个单片机应用系统之前,必须确定系统的具体功能和各项技术指标以及应用的范围和场所。形成设计文件。9.2单片机应用系统设计方法2.确定单片机应用系统的设计方案确定系统的功能和技术指标后,就可以进行调研、查找资料、分析研究以确定系统的设计方案。根据测控对象的要求,确定被控参数,选择可靠、经济、实用的传感器和执行器,确定模拟量输入、输出通道的数目和主要环节,开关量输出、输出通道的数目和主要环节。综合考虑硬、软件分工与配合方案。在此基础上画出整个系统的
8、原理框图。7/25/202199.2单片机应用系统设计方法3.单片机应用系统的硬件设计与调试单片机应用系统的硬件是系统的载体,其设计包括以下几个方面:(1)单片机机型的选择。(2)信号输入通道硬件设计。根据系统的输入信号多少和性能要求来设计信号调理电路,A/D转换器、多路选择开关的选择与电路设计主要由信号采集的速度、精度以及抗干扰的要求来定。开关量输入需考虑
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