单片机原理及应用第2版 教学课件 作者 陈立周 编 第10章.ppt

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1、第九章单片机控制系统设计与调试第一节单片机控制系统的设计第二节单片机的开发设备与开发方式第三节开发设备简介本章要点简略介绍单片机控制系统的设计方法，以及单片机与外围器件选择中需要考虑的问题。简略介绍单片机的开发设备与开发方式。第一节单片机控制系统的设计一、硬件设计1.单片机型号选择选择单片机型号需要考虑的问题片内要有多大容量的RAM和ROM,所选型号能否满足需要要求片内要有多少的并口串口，所选型号能否满足需要需要片内有那些功能部件,所选型号能否满足产品价格如何，如果部分部件选择在片外扩展，对系统总体造价是否更为有利。设计人员本身对该型号是否熟悉是否有开发工具2.片外存储器的扩展及

2、配置选好单片机型号之后，根据系统所需要的存储器容量，决定是否还要在片外扩展，如要在片外扩展应考虑：1)选择片外扩展的存储器类型和容量。2)确定片外扩展存储器的地址分配。3)根据地址分配确定存储器与单片机的连接方法。3.输入输出通道和接口的设计输入通道是指外设向系统输入信号的电路，包括外部设备、接口和输入信号的转换电路等等。输出通道是指单片机向外设输出的控制信号或状态信号的电路，包括显示、音响设备、接口和输出信号的转换。设计通道和接口要根据所选的单片机型号，以及系统所需要的接口，决定是否还要在片外扩展，如要在片外扩展应考虑：1)选择扩展用的I／O接口芯片的类型。2)确定扩展后I/O

3、接口的连接方式与地址空间分配。3)根据输入输出信号的性质，考虑是否需要光耦隔离，以及必要的驱动电路。开关型或频率型的输入输出通道对开关型或频率型的输入信号，一般只要加上必要的防抖动措施，就可以如下图所示直接与系统的并行接口连接。对继电器类的输出设备也可以直接与系统并行接口连接。输入输出通道设计中的光耦隔离与驱动控制为防止输入电路因共地引起的干扰，有的输入电路需要用光耦隔离，若要求输入信号为可控制的，还要通过可控三态门输入，如图所示。如果输出通道需要控制外围的大功率器件，除需要加驱动装置外，对大功率器件的负载噪声及共地干扰也要进行光耦隔离。输入输出通道中的信号转换对于输入的模拟信号

4、，需通过A/D转换。若要输出模拟信号也要经D/A转换。对于非标准电平的外围设备需要经过电平转换后才能与系统相连。例如图中的TTL/RS232的电平转换电路。TTL电平RS232电平4.电源选择系统电路的设计工作完成之后，就要根据电路的要求选择功率和电压合适的电源，也可以自行设计。凡采用光耦隔离的电路，光耦两侧的电源不能共地，否则将失去隔离的作用。5.系统可靠性设计为保证系统运行可靠，还应根据工作环境和外部条件选择合适的元器件，所有元器件应具备足够的负载能力和抗干扰能力，必要时要加上抗干扰措施，如配置看门狗定时器等。一般可选用有内置看门狗的单片机，如果片内没有，也可以片外扩展。二、

5、软件设计进行软件设计可以采用汇编语言或面向单片机的高级语言例如C语言。软件设计要经过。编写源程序、汇编或编译、调试与固化等三个步骤，可以在Windows环境下，利用集成开发软件完成。也可以在DOS环境下利用汇编器A51或编译器C51进行。在DOS环境下，其汇编或汇译步骤为1.编写源程序可用文本编辑软件进行编写，但必须采用ASM或C为扩展名。2.汇编或编译汇编：若是源程序用汇编语言编写，可用汇编器A51、链接器BL51、十六进制符号转换器OH51进行汇编，汇编步骤为。1)汇编:利用命令“A5l文件名.ASM”产生扩展名为OBJ和LST的两个同名文件。2)链接:利用命令“BL51文件

6、名.OBJ”形成同名的无扩展名文件。3)转换:利用命令“OH5l文件名”形成扩展名为HEX的十六进制绝对目标文件。编译：若是源程序用C语言编写，可用编译器C51、链接器BL51和十六进制符号转换器OH51进行编译。1)编译:利用命令“C5l文件名.C”产生扩展名为OBJ和LST的两个同名文件。2)链接:利用命令“BL51文件名.OBJ”形成同名的无扩展名文件。3)转换:利用命令“OH5l文件名”,形成扩展名为HEX的十六进制绝对目标文件。3.调试与固化调试：为检查所编程序是否正确，可将生成的十六进制文件在仿真器上进行调试，也可以直接写入单片机，在试运行中对程序作进一步修改，修改后

7、再重新写入。固化：固化可用编程器，编程器是专用的固化设备，也称烧写器,它可以将目标程序写入单片机的程序存储器，还可以将程序加密。不同型号的编程器对不同型号的单片机进行烧写时，其操作步骤可能略有差异，可根据产品说明书的规定进行操作。返回本章首页在WINDOWS环境下汇编或编译现在各类单片机都用集成开发软件（简称IDE），例如Keil公司针对51系列开发的KeilμVision2forWINDOW集成开发软件，Microchip公司针对PIC系列开发的MPLAB集成开发软件。这些软件