单片机技术与应用 教学课件 作者 张文灼 主编 电子教案24.doc

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1、教学内容教学设计一、单片机应用系统的基本要求可靠性高系统的自我诊断及抗干扰能力强易于操作和维修性价虑高、可扩展性强二、单片机应用系统的设计流程简述（一）总体设计1.确定系统要求2.单片机机型选择（1）市场货源（2）单片机的性能（3）研制周期3.外围器件选择4.硬件和软件的功能划分（二）系统硬件设计硬件设计的任务是根据总体设计要求，在所选择机型的基础上，确定系统扩展所需的存储器、I/O电路、A/D电路以及有关外围电路等，然后设计出系统的电路原理图。（三）可靠性设计1.选用可靠的元器件2.接插件的选择应用（1）合理设置插接件（2）插头座上增加接地针数（3）信号针尽

2、量分散（4）考虑信号翻转时差3.供电系统抗干扰4.印制电路板抗干扰设计5.过程通道抗干扰（四）软件设计1.软件方案设计2.建立数学模型3.软件程序流程图设计4.编制程序5.软件检查（五）软件仿真在线仿真器软件调试4一、水温控制器设计（一）系统设计要求利用单片机制作一个水温控制器，要求如下：（1）温度设定范围40~90℃，最小区分度1℃，标定误差≤1℃。（2）用十进制数码显示水的实际温度。（3）环境温度降低时，温度控制的静态误差≤1℃。（二）系统方案设计由设计要求可知，该水温控制器应包括主控制器单片机、温度检测模块、加热控制模块、键盘设定模块及数据显示模块。（三

3、）硬件电路设计AD590感温模块加热控制模块按键模块（四）软件编程设计1.主程序结构2.定时中断服务子程序3.温度检测子程序4.温度控制程序5.温度显示程序6.参考程序见课本。二、基于89C51的IC卡读写器设计（一）IC卡概述1.IC卡根据IC卡中所嵌入的集成电路的不同，将IC卡分为3类：（1）存储器卡卡中的集成电路为EEPROM。（2）逻辑加密卡带加密逻辑和EEPROM。（3）CPU智能卡包括CPU、EEPROM、RAM、及固化在ROM中的片内操作系统。2.IC卡读写器IC卡读写器是能将数据信息“写入”或“读出”IC卡的电子接口设备。根据IC卡与读卡器通信

4、方式不同，将IC卡分为接触式和非接触式两种。（二）硬件的选择与特性（三）硬件电路设计1.功能要求4（1）读取IC卡中地址为20H~2FH单元的数据，放入单片机片内RAM的30H~3FH单元；（2）将单片机片内RAM中地址为40H~4FH单元数据写入IC卡的30H~3FH单元内。1.硬件原理图设计基于89C51的IC卡接口电路比较简单，图见课本。IC卡与接口设备的连接采用I2C总线形式，支持ISO/7816-3同步传输协议。（二）软件编程设计1.软件流程图设计（1）启动条件CLK=1，I/O下降沿。（2）停止条件CLK=0，I/O上升沿。数据的读写操作流程如Er

5、ror!Referencesourcenotfound.所示。密码校验通过IC卡复位读IC卡复位写IC卡启动启动停止发脉冲读IC卡初始化返回读IC卡操作过程：首先进行IC卡复位，然后进行读卡时需要的数据初始化，再根据命令方式发出一个启动信号：在CLK=1时，I/O线信号下跳变，读出IC卡中数据，最后发出停止信号。CPU输出256个时钟脉冲，这是擦写数据所需要的时钟脉冲数。41.程序编制程序见课本二、水塔水位的单片机自动控制（一）系统设计要求（1）水位处于下限以下时启动电机转动，带动水泵给水塔持续注水。（2）水位处于上、下限之间时分两种情况：其一是由于用水使水位

6、不断下降，要求电动机不工作；其二，由于水位下降至下限后，电动机工作供水，水位不断上升达到上、下限之间，要求电动机持续运转。（3）供水超过上限当水位上升到上限水位时，应停止电机和水泵工作，不再向水塔注水。（二）系统硬件设计1.系统硬件电路2.水位检测接口电路（1）水位处于下限以下时（2）水位处于上、下限之间时（3）水位上升到上限水位时3.报警接口电路为了避免系统发生故障时，水位失去控制造成严重后果，在异常时，报警信号从P1.3端口输出经输出缓冲驱动器7407驱动LED报警信号灯。4.输出驱动电路（1）P1.2=0时光电耦合器内二极管发光，光敏三极管集电极有电流，

7、继电器线圈得电，继电器触头动作闭合，电动机电路接通运转。（2）P1.2=1时继电器线圈失电，触头动作打开，电动机停转。（三）系统软件设计参考程序见课本4