微机原理与接口技术 教学课件 ppt 作者 第2版电子教案 13.ppt

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1、微型计算机应用系统设计概述系统可靠性设计和故障诊断技术第13章微型计算机应用系统的设计概述：微型计算机应用系统的设计，首先应该明确用户的需求，确定应用系统设计所完成的功能。系统功能的实现要统筹考虑硬件设计和软件设计，并且还要考虑所用微型计算机系统的硬件环境和所配置的应用软件。在系统的研制过程中，硬件和软件的研制同时或交叉进行，还经常需要调整和折中软件和硬件的设计功能，以便软硬紧密配合、协调一致。13.1微型计算机应用系统设计概述13.1.1系统设计步骤1）明确应用系统设计所完成的功能，进行功能划分。根据微型计算机系统环境，确定哪些功能由硬件完成，哪些功能由软件完成。2）明确微型计

2、算机系统的硬件环境，特别是微机系统总线的结构。各种信号线的物理意义，确定总线的使用方法。3）明确微型计算机系统的软件环境。根据应用系统是实时性系统还是非实时性系统确定开发使用软件。硬件开发的基本方法：1）明确系统总线的结构以及总线中各种信号的物理意义根据硬件完成的功能，选择满足总线要求和功能要求和功能要求的各种电路芯片。2）完成各种电路芯片与总线的硬件连接在设计中要考虑总线的各种时序关系，逻辑关系，逻辑电平的转换，各种电路芯片的负载能力，组成硬件系统的可靠性。3）使用有关的电路板CAD软件设计逻辑图、印刷电路图并制作实验板。13.1.2硬件设计4）与软件协同调试实验板，验证硬件的

3、设计是否合理是否实现。5）完善文档等工作，最终完成硬件设计与开发。实用软件功能性软件为完成系统所要求的功能而设计软件测试软件为测试系统能否正常工作而编写的软件13.1.3软件设计1）明确软件要实现的功能、控制硬件的端口地址，功能软件间交换信息的方式和约定，确定功能模块，画出功能模块框图，并进行建模。2）编写软件控制硬件的控件软件，并能把接收到的数据和硬件配合能验证其数据的正确性。3）在各种控制软件的基础上形成各种功能性软件和各种测试软件，形成各种功能模块程序，并对各模块进行测试。4）连接各模块形成应用系统，并对应用系统进行测试。数据采集系统的主要功能是将外部的模拟信号经采样放大等

4、处理后由A/D转换系统转换为数字信号，再送至计算机处理。1.数据采集系统构成13.1.4数据采集系统传感器信号放大与滤波采样保持A/D转换信号源多路开关控制接口数据接口微型计算机总线下面给出采集100个数据到DBUFFER缓冲区的数据采集程序：DATASEGMENTDBUFFERDB100DUP(?)DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS：CODE，DS：DATASTART：MOVAX，DATAMOVDS，AXMOVSI，OFFSETDBUFFER；数据缓冲区地址指针MOVDX，223HMOVAL，99H；确定8255工作在方式0OUTDX，AL；A口、C口输入，

5、B口输出MOVDX，221HMOVCX，100；采集100个数据BG:MOVAL，00HOUTDX，AL；启动AD574A2.应用实例WAIT1：MOVDX，222HINAL，DXTESTAL，80H；查询转换是否结束JNZWAIT1MOVDX，221HMOVAL，0C0HOUTDX，ALMOVDX，222HINAL，DX；读取4位转换结果MOV[SI]，ALINCSIMOVDX，221HMOVAL，80HOUTDX，ALMOVDX，220HINAL，DX；读取8位转换结果MOV[SI]，ALINCSILOOPBG；采样不到100个，继续采样CODEENDSENDSTART3.数

6、据采集接口设计注意事项（1）采样保持器的使用对于直流或低频信号，可以不用采样保持器，但要求A/D转换期间模拟信号的变化应小于1LSB。假设A/D转换时间为t，分辨率为n，模拟信号最高频率为f，则A/D转换器的最大相对孔径误差为：即：（2）多路模拟开关的使用在进行多路模拟信号数据采集时，如果现有带多路模拟开关的A/D转换器（如ADC0809）性能指标达不到要求，则需要配备多路模拟开关AMUX，按一定顺序进行数据采集。AMUX要求开关导通电阻小，断开电阻无穷大，转换速度快。必要时，可采用数片AMUX的组合进行扩充，以达到更多路输入的目的。如ADC0809，其转换时间为100μs，分辨

7、率为8位，则其不加采样保持器时的模拟信号最高输入频率为：13.2系统可靠性设计和故障诊断技术为了减少系统的错误或故障，提高系统的可靠性，在系统可靠性技术方面需采取的措施如下：1.提高元器件和硬件系统的可靠性选用性能稳定的元器件并进行老化、测试、筛选。结构设计充分考虑元器件的布局。2.抗干扰技术（1）电路结构处理（2）布线（3）接地技术外壳接地工作接地接地系统弱信号地功率地机壳地小信号回路、控制回路，逻辑回路及直流电源等连在一起接地继电器、电磁阀以及驱动电源等连在一起构成功率地机架