最新单片机原理及应用11[1]教学讲义ppt.ppt

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1、单片机原理及应用11[1]1.1.1可靠性高可靠性是单片机系统应用的前提，在系统设计的每一个环节，都应该将可靠性作为首要的设计准则。提高系统的可靠性通常从以下几个方面考虑：1.使用可靠性高的元器件2.采用双机系统3.设计电路板时布线和接地要合理，严格安装硬件设备及电路11.1单片机应用系统设计的基本准则4.对供电电源采用抗干扰措施5.输入输出通道抗干扰措施6.进行软硬件滤波7.系统自诊断功能11.1.2操作维护方便11.1.3性价比11.1.4设计周期短。1.程序存储器2.数据存储器3.I/O接口4.译码电路5.总线驱动器6.抗干扰电路11.2.

2、2硬件设计11.2.3软件设计软件设计通常分作系统定义、软件结构设计和程序设计等三个步骤，图11.3给出了软件设计的流程图。1.系统定义①定义说明各输入/输出口的功能，确定信息交换的方式、与系统接口方式、所占口地址、读取和输出方式等。②在程序存储器和数据存储器区域中，合理分配存储空间，其中包括系统主程序、常数表格、数据暂存区域、堆栈区域和入口地址等。③对面板控制开关、按键等输入量以及显示、打印等输出量也必须给予定义，以此作为编程依据。④针对可能出现的由干扰引起的错误进行容错设计，给出错误处理方案，以达到提高软件可靠性的目的。⑤明确所设计的用户程序

3、应达到的精度、速度指标。2.软件结构设计3.程序设计图11.4系统调试包括硬件调试、软件调试和软、硬件联调。根据调试环境不同，系统调试又分为模拟调试与现场调试。各种调试所起的作用是不同的，它们所处的时间段也不一样，不过它们的目的都是为了查出用户系统中存在的错误或缺陷。系统调试的一般过程如图11.5。11.2.4系统总体调试图11.51.单片机应用系统调试工具(1)单片机开发系统(2)万用表(3)逻辑笔(4)逻辑脉冲发生器与模拟信号发生器(5)示波器(6)逻辑分析仪2.单片机应用系统的一般调试方法(1)硬件调试①静态调试②动态调试(2)软件调试①先

4、独立后联机②先分块后组合③先单步后连续(3)系统联调①软、硬件能否按预定要求配合工作。②系统运行中是否有潜在的设计时难以预料的错误。③系统的动态性能指标(包括精度、速度参数)是否满足设计要求。(4)现场调试11.3数码管时钟电路的设计11.3.1系统设计引言LED数码管时钟电路采用24h计时方式，时、分、秒用六位数码管显示。该电路采用AT89C2051单片机，使用3V电池供电。11.3.2系统设计原理以AT89C2051单片机来实现时钟计时显示有如下几个要点：1.计算计数初值时钟计时的关键问题是秒的产生，因为秒是最小时钟单位，但使用MCS-51的

5、定时器/计数器进行定时，即使按工作方式1，其最大定时时间也只能达到131ms，离1s还差很远。为此，我们把秒计时用硬件定时和软件计数相结合的方法实现，即：把定时器的定时时间定为125ms，这样计数溢出8次就可得到1s，而8次计数可用软件方法实现。为得到125ms定时，我们可使用定时器/计数器0，以工作方式1进行，假定单片机为6MHZ晶振，设计数初值为X，则有如下等式：（216–X）×2=125000计算得计数初值X=3036，二进制表示为110011011100B，十六进制表示为0CDCH。2.设定定时器定时方式定时器采用中断定时方式完成，以便于

6、通过中断服务程序进行溢出次数(每次125ms)的累计，计满8次即得到秒计时。3.实现方法通过在程序中的数值累加和数值比较来实现从秒到分和从分到时的计时。4.设置时钟显示及显示缓冲区假定时钟时间在6位LED数码管上进行显示(时、分、秒各占两位)。为此，要在内部RAM中设置显示缓冲区，共6个单元，与数码管对应关系如图11.12所示。显示缓冲区从左向右依次存放时、分、秒的数值。LED5LED4LED3LED2LED1LED07EH7DH7CH7BH7AH79H图11.12LED显示器的缓冲单位11.3.3系统硬件设计数码管时钟电路如图11.13所示，其

7、采用AT89C2051单片机最小化应用设计，LED显示用动态扫描方式实现，P1口输出段码数据，P3.0～P3.5口作扫描输出，P3.7接按钮开关。了提供LED数码管的驱动电流，用三极管9012作电源驱动输出。为了提高秒计时的精确中。本设计中的计时采用定时器T0中断完成，其余状态循环调用显示子程序，当P3.7端口开关按下时，转入调时功能程序。图11.13采用AT89C2051的六位时钟电路11.3.4系统软件设计1.主程序(MAIN)主程序的主要功能是进行定时器／计数器的初始化编程，然后通过反复调用显示子程序的方法，等待125ms定时中断的到来。系

8、统主程序流程图如图11.14所示。调用显示子程序设置循环次数开中断定时开始计数初值定时器0工作方式1显示缓冲区单元清0定义堆栈区MAIN