单片机应用系统研究.ppt

存储空间 外部存储器读写时序 键盘与LED数码管显示 格 物 致 新 · 厚 德 泽 人 LCD液晶显示组件 格 物 致 新 · 厚 德 泽 人 微型打印机 格 物 致 新 · 厚 德 泽 人 相互通道设计 相互通道是指单片机系统之间或单片机与微型机、微处理器实现通信的通道接口； 在较大规模系统中不可避免地要采用多机形式，而单片机在结构上已为实现多机系统提供了很好条件。 格 物 致 新 · 厚 德 泽 人 多机系统有两种典型的结构形式：主从分布式和串行总线式； 主从分布式结构是目前单片机系统构成较大规模测控系统的典型结构； 串行总线形式结构中的每个单片机或CPU都联在一个串行总线上，各个应用系统的优先、主从关系由多机系统的软、硬件决定。 结构形式 格 物 致 新 · 厚 德 泽 人 竞赛用单片机系统 系统硬件由学生自己设计、组装、调试； 可用于简单的控制类竞赛题，如： “简易智能电动车”，或仅需要单片机做辅助功能的放大器类竞赛题，如“测量放大器设计”等 。 最小系统 89C51 最小系统 独立式 按键 字符型LCD显示 输入口 输出口 格 物 致 新 · 厚 德 泽 人 * * 电子设计竞赛辅导第二讲 单片机的系统应用 格 物 致 新 · 厚 德 泽 人 一、概述 单片机属于超大规模集成电路，单片机系统在时钟脉冲作用下，按节拍顺序执行用户编制的软件程序，从而实现相应的逻辑功能。 显然，由于有软件的参与，利用单片机可以实现复杂的逻辑功能，使用也很方便、灵活。 其缺点是由于程序的执行是按节拍进行，随着控制复杂性的增加，程序也将变得复杂，从而导致执行时间增加，系统速度下降。 因此，单片机只适合工作速度要求不高，但需要对信息作相对复杂处理的场合使用。另外，单片机的应用还需要有相应的软件开发平台支撑 。 单片机系统特点 格 物 致 新 · 厚 德 泽 人 在全国大学生电子设计竞赛中，几乎所有竞赛题的设计都会用到单片机系统； 依据单片机系统在设计中的作用和地位，有三种可能的情况： 二、单片机系统在竞赛题中应用 格 物 致 新 · 厚 德 泽 人 很多赛题以单片机系统为核心进行设计，主要功能由单片机系统完成，如： 测量类的“简易逻辑分析仪”、“数字式工频有效值多用表”等； 数据采集类的“数字化语音存储与回放系统”、“多路数据采集系统”等； 控制类的“悬挂运动控制系统”、 “简易智能电动车”等。 电源类的“简易数控直流电源设计”、“数控直流电流源设计”等。 在这类赛题中，单片机系统完成的主要功能有： 信号的采集、输入控制； 信号的存储、运算、分析、判断； 信号的输出控制； 人机交互功能； 多机通讯功能等。 格 物 致 新 · 厚 德 泽 人 有些赛题需要单片机系统与专用芯片或可编程器件结合，完成设计要求，如： 信号源类的“正弦信号发生器设计”、“实用信号源设计”等； 无线电类的“调频收音机设计”、“单工无线呼叫系统设计”等； 测量类的“简易数字储存示波器”、 “简易数字频率计”等。 电源类的“三相正弦波变频电源设计”、“开关稳压电源”等。 在这类赛题中，单片机系统完成的主要功能有： 信号的输入、输出辅助控制； 信号的存储； 人机交互功能； 多机通讯功能等； 信号的处理过程由专用芯片或可编程器件完成。 格 物 致 新 · 厚 德 泽 人 还有少量的赛题单片机系统仅起一个辅助作用，主要功能由纯硬件电路完成，如： 放大器类的“测量放大器设计”、 “实用低频功率放大器设计”等。 在这类赛题中，单片机系统完成的主要功能有： 信号的辅助控制； 人机交互功能； 主要功能由纯硬件电路完成。 格 物 致 新 · 厚 德 泽 人 单片机系统是一个软、硬结合的系统，系统功能的实现既有硬件设计任务，也有软件设计任务。因此，在进行系统软、硬件设计之前，首先要对系统功能进行软、硬件划分； 单片机系统的硬件与软件之间有密切的相互制约的联系，硬件和软件具有一定的互换性； 由硬件来完成一些功能可以提高工作速度，减少软件工作量；由软件来完成某些功能，可降低硬件成本、简化电路，提高系统可靠性； 可根据系统的运行速度、成本、可靠性和研制周期等要求来确定软、硬件功能的划分。 三、单片机系统功能划分 格 物 致 新 · 厚 德 泽 人 根据运行速度要求 在绝大多数单片机系统中，划分软、硬件功能往往是由系统的运行速度决定； 例如，单片机的时钟频率一般在6～12MHz左右，执行一条指令至少需要1μs，而完成任何一项工作需要若干条指令，因此比数字逻辑电路(无论是组合电路还是时序电路)都慢得多； 如果某一任务的执行时间要求少于10μs，就必须采用硬件电路实现。否则，如采用确能完成此项任务的高速单片机系统，则会造成浪费。 格 物 致