单片机应用系统设计与开发课件.pptVIP

6.2.2可行性分析可行性分析的目的是對系統開發研製的必要性及可行性作出明確的判定結論。根據這一結論決定系統的開發研製工作是否進行下去。可行性分析通常從以下幾個方面進行論證：(1)市場或用戶的需求情況。(2)經濟效益和社會效益。(3)技術支持與開發環境。(4)現在的競爭力與未來的生命力。6.2.3系統方案設計系統功能設計包括系統總體目標功能的確定及系統硬、軟體模組功能的劃分與協調關係。系統結構設計是根據系統硬、軟體功能的劃分及其協調關係，確定系統硬體結構和軟體結構。系統硬體結構設計的主要內容包括單片機系統擴展方案和週邊設備的配置及其介面電路方案，最後要以邏輯框圖形式描述出來。系統軟體結構設計主要完成的任務是確定出系統軟體功能模組的劃分及各功能模組的程式實現的技術方法，最後以結構框圖或流程圖描述出來。6.2.4系統詳細設計與製作系統詳細設計與製作就是將前面的系統方案付諸實施，將硬體框圖轉化成具體電路，並製作成電路板，軟體框圖或流程圖用程式加以實現。6.2.5系統調試與修改系統調試是檢測所設計系統的正確性與可靠性。單片機應用系統設計是一個相當複雜的勞動過程，在設計、製作中，難免存在一些局部性問題或錯誤。系統調試中可發現存在的問題和錯誤，應及時地進行修改。調試與修改的過程可能要反復多次，最終使系統試運行成功，並達到設計要求。6.2.6生成正式系統(或產品)系統硬、軟體調試通過後，把鏈接調試完畢的系統軟體固化在EPROM中，然後脫機(脫離開發系統)運行。如果脫機運行正常，再在真實環境或模擬真實環境下運行，經反復運行正常，開發過程即告結束。這時的系統只能作為樣機系統，給樣機系統加上外殼、面板，再配上完整的文檔資料，就可生成正式的系統(或產品)。6.3單片機應用系統的一般設計方法6.3.1確定系統的功能與性能系統功能主要有數據採集、數據處理、輸出控制等。每一個功能又可細分為若干個子功能。比如數據採集可分為模擬信號採樣與數字信號採樣。模擬信號採樣與數字信號採樣在硬體支持與軟體控制上是有明顯差異的。數據處理可分為預處理、功能性處理、抗干擾等子功能，而功能性處理還可以繼續劃分為各種信號處理等。輸出控制按控制對象不同可分為各種控制功能，如繼電器控制、D/A轉換控制、數碼管顯示控制等。系統性能主要由精度、速度、功耗、體積、重量、價格、可靠性的技術指標來衡量。系統研製前，要根據需求調查結果給出上述各指標的定額。一旦這些指標被確定下來，整個系統將在這些指標限定下進行設計。系統的速度、體積、重量、價格、可靠性等指標會左右系統軟、硬體的功能的劃分。系統功能盡可能用硬體完成，這樣可提高系統的工作速度，但系統的體積、重量、功耗、硬體成本都相應地增大，而且還增加了硬體所帶來的不可靠因素。用軟體功能盡可能地代替硬體功能，可使系統體積、重量、功耗、硬體成本降低，並可提高硬體系統的可靠性，但是可能會降低系統的工作速度。因此，在進行系統功能的軟、硬體劃分時，一定要依據系統性能指標綜合考慮。6.3.2確定系統基本結構1.單片機選型單片機性價比。(2)開發週期。在選擇單片機晶片時，一般選擇內部不含ROM的晶片比較合適，如8031，通過外部擴展EPROM和RAM即可構成系統，這樣不需專門的設備即可固化應用程式。但是當設計的應用系統批量比較大時，則可選擇帶ROM、EPROM、OTPROM或EEPROM等的單片機，這樣可使系統更加簡單。通常的做法是在軟體開發過程中採用EPROM型晶片，而最終產品採用OTPROM型晶片(一次性可編程EPROM晶片)，這樣可以提高產品的性能價格比。2.存儲空間分配存儲空間分配既影響單片機應用系統硬體結構，也影響軟體的設計及系統調試。不同的單片機具有不同的存儲空間分佈。MCS-51單片機的程式記憶體與數據記憶體空間相互獨立，工作寄存器、特殊功能寄存器與內部數據記憶體共用一個存儲空間，I/O端口則與外部數據記憶體共用一個空間。8098單片機的片內RAM程式存儲區、數據存儲區、I/O端口全部使用同一個存儲空間。總的來說，大多數單片機都存在不同類型的器件共用同一個存儲空間的問題。因此，在系統設計時就要合理地為系統中的各種部件分配有效的地址空間，以便簡化解碼電路，並使CPU能準確地訪問到指定部件。3.I/O通道劃分單片機應用系統中通道的數目及類型直接決定系統結構。設計中應