第二章单片机 应用系统的基本组成与设计内容.ppt

第二章应用系统的基本组成与设计内容 3 单片机应用系统设计内容与设计思路 流程图 第二章应用系统的基本组成与设计内容 3 单片机应用系统设计内容与设计思路 3.3 单片机应用系统硬件设计 1）单片机主系统设计； 2) 接口电路及外设设计(包括抗干扰设计） 包括：选择器件、电路设计、电路板制作和硬件调试。 单片机内容的功能单元如ROM、RAM、I/O、定时器/计数器、中断系统等不能满足应用系统的要求时必须在片外进行扩展，选择适当的芯片，设计相应的电路。--系统开展 按照系统功能要求配置外围设备，如键盘、显示器、打印机、模拟量/数字量的转换器等，设计合适的接口电路。 （1）硬件设计内容： 第二章应用系统的基本组成与设计内容 3 单片机应用系统设计内容与设计思路 3.3 单片机应用系统硬件设计 1）尽可能选择典型电路，并符合单片机常规用法。为硬件系统的标准化、模块化打下良好的基础。 2）应充分满足应用系统的功能要求，并留有余地。 3）硬件结构应结合应用软件方案一并考虑。考虑的原则是：软件能实现的功能尽可能由软件实现，以简化硬件结构。但应注意，系统运行速度,实时性. 4）系统中的相关器件要尽可能做到性能匹配。如选用CMOS芯片单片机构成低功耗系统时，系统中所有芯片都应尽可能选择低功耗产品。 5）必须进行可靠性及抗干扰设计.包括芯片、器件选择、去耦滤波、印刷电路板布线、通道隔离等。 6）单片机外围电路较多时，必须考虑其驱动能力。 （2）硬件设计原则： 第二章应用系统的基本组成与设计内容 3 单片机应用系统设计内容与设计思路 3.3 单片机应用系统软件设计 建立数学模型；编程序。 应对被控对象的物理过程和计算任务进行全面分析，并从中提炼出数学表达式，即建立数学模型。 数学模型的形式是多样的，可以是一系列数学表达式，可以是数学推理和判断，也可以是运行状态的模拟。 例如：在测量系统中从模拟输入通道得到的温度、流量、压力等现场信息与该信号对应的实际值往往存在非线性关系，需要进行非线性补偿。 非线性补偿常用方法有：查表法、插值法、曲线拟合等。 （1）软件设计内容： 第二章应用系统的基本组成与设计内容 3 单片机应用系统设计内容与设计思路 3.3 单片机应用系统软件设计 （2）程序采用结构设计--模块化结构 1)最低一层，(通用子程序库)，包括: a.一般性子程序,如四则运算、开方运算、数的转换等。 b.过程控制通用子程序。包括过程控制中常用的控制算法. 打印机及显示器的驱动子程序、数据传送和变换子程序。 2)执行功能模块层 在通用子程序库的基础上，根据对过程控制系统结构的归纳、分类和规范化，组成各执行功能模块. 3)系统监控与管理模块层 它是专门用来协调各执行模块和操作者的关系，在系统软件中充当组织调度的角色。它包括主程序和管理程序 整个程序体现一个橄榄球状，即：通用子程序和管理程序相对要小 第二章应用系统的基本组成与设计内容 3 单片机应用系统设计内容与设计思路 3.3 单片机应用系统软件设计 （3）程序编写 方法： 1）先从上到下得到程序流程图。 分解为多个子模块。 要根据系统的任务和控制对象的数学模型，结合数学模型确立具体的算法和步骤，将其演化成计算机能处理的形式，然后画出子模块的所有流程图。 第二章应用系统的基本组成与设计内容 3 单片机应用系统设计内容与设计思路 3.3 单片机应用系统软件设计 （3）程序编写 方法： 2）完成软件流程设计后，进行程序编写和调试. 原则:自下而上,先基本子程序后功能子程序,再形成系统程序.这样编程每进行一步都有结果,好调试. 。 如: Y=(A*B)+(C*D)=Y1 + Y2 子程序1 (A*B) 子程序2 (C*D) 第二章应用系统的基本组成与设计内容 4 常用的数据处理数学模型及其程序设计 4.1标度变换及其程序设计 （1）概念 各种被测量不仅量纲不同，其数值变化范围也相差很大。为了便于数据采集，各信号对应的传感器均将他们要处理成与A/D转换器输入特性相匹配的电压信号（如0～5V）送至计算机。即：无论何种量纲信号，计算机通过A/D得到的数字信号是一样的，不是实际数值。为了使显示、记录、打印等结果能反映被测量的实际数值，就必须对A/D转换后的数字信号进行变换。这种测量结果的数字变换就是标度变换 第二章应用系统的基本组成与设计内容 4 常用的数据处理数学模型及其程序设计 4.1标度变换及其程序设计 （