单片机011研讨.ppt

* 单片机应用系统设计 第十一章 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 。 11.2.1 系统总体设计 系统总体设计是单片机系统设计的前提，合理的总体设计是系统成败的关键。总体设计关键在于对系统功能和性能的认识和合理分析，系统单片机及关键芯片的选型，系统基本结构的确立和软、硬件功能的划分 11.2 单片机应用系统的设计方法 明确系统的功能与性能 系统单片机选型 划分系统软、硬件功能 4. 确定系统结构组成 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 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 11.5 1. 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24 h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3 V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0CDC