基于EDA技术的数字电子时钟设计答辩PPT.ppt

单片微机计算机应用系统开发过程 单片微型计算机应用系统设计过程 应用系统设计要求 应用系统设计步骤 应用系统的硬件设计方法 1.1.1 应用系统设计要求 单片机的应用系统是指以单片机为核心，配以一定的外围电路和软件，能实现某种或几种功能的应用系统。 目前，MCS-51系列单片机以其独特优越的性能，广泛应用于智能仪器仪表、工业实时控制、数据采集和处理等各种领域，组成各种各样的应用系统。由于应用目的不同，设计单片机的应用系统自然要考虑应用特点。 1.1.1 应用系统设计要求 如针对智能仪器仪表，要求有较高的测量精度，功能齐全；对工业实时控制系统，要求有较强的实时控制能力，较完善的输入/输出设备；对数据采集系统，则要求具有一定的精度和较强的数据处理能力等等。所以，设计一个符合生产要求的单片机系统，必须充分了解这个系统的应用目的和其特殊性，才能有的放矢，提出合理的设计方案。 1.1.1 应用系统设计要求 一般来说，单片机应用系统设计原则是： 1)系统功能应满足生产要求； 2)系统运行应安全可靠； 3)系统具有较高的性能价格比； 4)系统易于操作维护； 5)系统功能应灵活，便于扩展； 6)系统具有自诊断功能； 7)系统应能与上位机通信或并用。 1.1.1 应用系统设计要求 其中，适用、可靠、经济最为重要。对于一个应用系统的设计要求，应根据具体任务和实际情况进行分析后提出。 1.1.2 应用系统设计步骤 单片机应用系统类型很多，用途和功能各异，因而构成系统硬件和软件也不相同；但就系统的设计方法和步骤来说，却是基本相同的。如图1-1所示。 1.1.2 应用系统设计步骤 1.确定任务 在设计一个单片机应用系统以前，必须通过深入细致的调查研究，明确目的，确定设计任务。 1.1.2 应用系统设计步骤 2.总体设计 总体设计方案包括系统构成方案选择，机型的选择，元器件的选择，硬件、软件的分配等。 1.1.2 应用系统设计步骤 (1)系统构成方案选择 由单片机构成的应用系统，通常有两种方式可供选择。 1)专用系统。系统的扩展和配置电路完全按照应用系统功能要求设计，系统的硬件、软件资源获得充分利用。这种系统有最佳配置，体积小，结构紧凑，性价比较高，因而系统设计常采用这种方式。 1.1.2 应用系统设计步骤 2)模块化方式。由计算机生产厂家将单片机系统扩展的配置电路做成各种用户系列板，如STD总线模式板、BASE总线模式板等，供用户使用。采用这种模块可以大大减少硬件设计。这是大中型应用系统的发展方向。 1.1.2 应用系统设计步骤 (2)机型选择 选择的机型应具备以下特点： 1)货源充足稳定，便于批量生产； 2)在考虑性价比的前提下，选择最容易实现产品技术指标的机种； 3)选择熟悉且前沿的机种，以便于缩短研制周期。 1.1.2 应用系统设计步骤 (3)元器件的选择 元器件选择包括传感器、模拟电路、输入/输出电路和存储器等。元器件的选择应符合系统的精度、速度和可靠性等方面的要求，同时应考虑市场货源和成本。 1.1.2 应用系统设计步骤 (4)硬件和软件的功能划分 系统的硬件配置和软件设计是紧密联系的，硬件和软件有一定的互换性。有些硬件的功能可以由软件完成，有些软件功能也可以由硬件完成。用硬件可以提高工作速度，但成本增加；软件可以降低硬件成本，但编程复杂，且占用CPU时间。因此，在总体设计时，对系统的硬件、软件都应有全面的了解，综合考虑以上因素，合理搭配软/硬件的比重。 1.1.2 应用系统设计步骤 3.硬件设计 在确定系统总体方案后，软件、硬件各自的功能要求已基本明确，硬件、软件设计便可在一定程度上独立进行。硬件的设计任务是根据总体设计要求，对系统各部分硬件提出更具体的要求和实现方法。硬件包括系统的扩展和配置、输入/输出接口电路设计、电源设计、硬件抗干扰设计等。 1.1.2 应用系统设计步骤 4.软件设计 软件设计的任务是根据总体设计要求设计应用系统工作程序，包括用于执行具体任务的功能程序和用于管理单片机系统工作的监控程序。 1.1.2 应用系统设计步骤 5.联机仿真调试 完成了硬件和软件的分别调试以后就可以进行联机调试。通常借助于单片机仿真开发装置，先进行静态调试，进一步排除软件、硬件的错误和不足；然后模拟现场情况运行程序，进行动态调试，分析样机是否能实现系统预期的功能和达到规定的性能指标，以使可能存在的问题和隐患在动态调试阶段充分暴露出来。经反复修改、调试达到最佳指标。 1.1.2