第七讲：单片机系统设计.ppt

无锡商院 无锡商院 单片机原理与应用技术》教学课件 第七讲：单片机应用系统设计 本讲重点： 正确认识系统设计的基本原则,掌握简单任 务分析的一般流程，尝试自己制定方案； 对所举应用实例能消化理解，对部分模块能 独立编程实现. 单片机原理与应用技术》教学课件 第七章 单片机应用系统设计与开发 系统设计应当考虑的主要技术性能 速度 精度 功耗 可靠性 驱动能力 基本设计原则应当考虑： 功能需求，应用需求，开发条件，市场 情况，可靠性需求，成本需求，尽量以 软代硬…… 单片机原理与应用技术》教学课件 基本设计原则 ①从系统功能需求出发设计功能模块 显示，键盘，数据采集，检测，通信，控制， 驱动，供电方式…… ②从系统应用需求定位元器件资源分配 定时/计数器，中断，串口，I/O引脚，A/D， D/A，信号调理，晶振频率…… ③从开发条件与市场情况出发选择元器件 仿真机，编程器，元器件，熟悉程度，编程 语言…… ④从系统可靠性需求确定系统设计工艺 去耦，光隔，屏蔽，印制板，低功耗，散热， 传输距离/速度，节电方式，掉电保护，软件 措施…… 单片机原理与应用技术》教学课件 基本设计原则（续） ⑤从系统成本需求选择合理电路方案 元器件，外壳，面板，键盘，显示，单/双面 PCB，驱动…… ⑥功能满足系统要求的前提下尽量以软代硬 逻辑功能，滤波功能，译码功能，动态显示， 模拟I2C、SPI总线，软ADC，加密…… 单片机原理与应用技术》教学课件 ?220V J P1.0 P1.1 P1,2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 语音芯片 语音输出 话音输入 振铃检测 DTMF 译码 8870 模拟摘机 电话机 P0.0 P0.3 P2,0 P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 远距离电话遥控装置（与书上P.235类似的一种应用） 89C51 晶振复位电路 电 话 外 线 单片机应用系统设计与开发实例1： 单片机原理与应用技术》教学课件 1.座机在无人值守情况下首先要通过光耦检测铃流，确定有电话打进。 2.振铃响过设定次数后，由三极管组成的模拟摘机电路执行摘话筒动作，给座机及相应电路供电。 3.通过APR9600语音电路发出“请输入密码”提示后，根据拨叫方输入的密码经MT8870译码后进行身份判识。身份不符则执行挂机操作。 4.相符则继续提示对方输入控制设备号（此处为0～7，可外连8个电器开关）和开/关动作类别（开＝1，关＝0），依此对相应执行电路输出控制信号。然后再提示对方输入下个要控制的设备号和开/关动作类别…… 5.直至对方发出操作结束信号（＃），就执行挂机操作。 任务分析： 单片机原理与应用技术》教学课件 1.振铃检测电路是以光耦817为主构成的。当有振铃信号时，铃流进入817输入端1、2脚，4脚输出脉冲方波信号，送至AT89C51的/INT1端，由于语音信号和双音多频信号电压远低于振铃信号电压，该电路不会引起误判。 2.模拟摘机电路是由两个高压三极管组成，AT89C51输出高低电平，使三极管导通或截止，从而改变挂接在电话线上的阻抗来模拟摘机和挂机。 3.双音多频解码电路由电桥B1、电容C1、电阻R1及双音多频识别集成电路MT8870等组成。电桥起极性校正作用，信号经RC送至MT8870解码，最后输出相应的8421码，供单片机判识。 4.语音芯片SP+,SP-端受控将预先录好的语音提示送至LM386进行放大，再经变压器T1耦合至电话回路，用户可从电话里听到系统控制语音芯片发出的提示，进行相应操作。 功能电路模块： 单片机原理与应用技术》教学课件 双音多频 DTMF—— Double Tone Multi Frequency： ①每一个拨号音是由两 个正弦波单音混合而成。 4个高音和4个低音,有16种组合。 ②在电信信令中： “*”“#”仅作为开放电 信新型业务中作特殊识别 码。而“A”“B”“C” “D”作为备用码。 单片机原理与应用技术》教学课件 双音多频解码芯片MT8870D 特性： 完全的DTMF接收/解码器 低功耗 内建增益设置放大器 可调警卫时间 提供掉电模式和禁止模式 与MT8870C/MT8870C-1兼容 MT8870D片内集成了裂带滤波器和数字解码功能,滤波器针对高音频和低音频采用了开关电容式滤波技术；译码器通过数字计数器对全部16个DTMF音频组合进行探测和译码。片上的差分输入放大器、时钟振荡电路和