第12章 单片机应用系统设计资料ppt课件.ppt

《第12章 单片机应用系统设计资料ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第12章单片机应用系统设计12.1单片机应用系统构成12.2单片机应用系统设计方法12.2.1需求分析12.2.2可行性分析12.2.3系统体系结构设计12.2.4硬件设计12.2.5软件设计12.2.6综合调试12.3全自动洗衣机控制器设计12.3.1需求分析12.3.2可行性分析12.3.3系统体系结构设计12.3.4硬件设计12.3.5软件设计12.3.6综合调试单片机应用系统是以单片机为核心的软硬件结合的智能系统，根据不同的应用目标，系统的构成、规模、功能、复杂程度都有差异，设计内容也不尽相同但系统的逻辑结构是相同的，设计方法是一致的，设计过程中应遵循的规律和注意的问题是相似的设计开发

2、高质量单片机应用系统的基础:深入了解单片机应用系统的基本构成全面掌握单片机应用系统的设计方法12.1单片机应用系统构成单片机从逻辑结构上看，任何单片机应用系统都可分为单片机、输入通道、输出通道、通信接口、人机接口等几个部分。1.输入通道指将被测信号正确合理输入单片机所需的所有电路。主要任务是将被测信号转化为单片机可以接收的标准数字信号。对于数字量，可以直接送入单片机；对于开关量，经过整形、隔离后送入单片机；对于模拟量，需要经过放大、A/D转换后送入单片机；对于频率信号，可以经隔离后送单片机在设计输入通道时应注意以下问题信号形式多样。干扰信号多。电路性质复杂。2.输出通道指将单片机输出的数字信号

3、转化为控制对象需要的信号形式所需的所有电路。根据输出控制对象的不同输出电路可能是模拟电路或数字电路输出信号可以是模拟信号或开关量在设计输出通道时应注意以下问题功率隔离电路形式3.通信接口指单片机应用系统中的标准数字通信通道在多机系统、网络系统或与其他设备通信时，必须配置有标准的RS232、RS422/RS485通信接口或CAN现场总线的通信接口。单片机一般都提供串行通信接口，选择合适的器件就能方便地将串行通信接口扩展成相应的RS232、RS422/RS485接口。在设计通信接口时应注意以下问题串行口通信协议。专用芯片传输距离4.人机对话人机对话通道是“人—机”联系的主要手段常用的人机对话部件有

4、键盘、显示器、打印机等设计人机对话接口时应注意以下问题设备规模电路形式12.2单片机应用系统设计方法单片机应用系统设计过程一般包括需求分析、可行性分析、系统体系结构设计、软/硬件设计、综合调试等几个步骤。12.2.2可行性分析可行性分析是从原理、技术、需求、资金、材料、环境、研发/生产条件等方面分析论证产品开发研制的必要性及可行性，论证产品的经济效益、社会效益和生态效益，决定产品的开发研制工作是否需要继续进行下去可行性分析通常从以下几个方面进行论证市场或用户需求科学原理与技术资金、材料及研发/生产条件经济效益、社会效益和生态效益现在的竞争力与未来的生命力12.2.3系统体系结构设计指产品由哪些

5、功能模块构成，实现哪些功能，怎样实现这些功能。主要包括软硬件功能分配、技术路线、核心器件的选型等内容。系统体系结构决定产品的综合性能，要从正确性、可行性、先进性、可用性和经济性等多个角度综合考虑。体系结构可以用逻辑框图明确表述。体系结构设计时应注意以下问题硬件和软件功能划分技术路线核心器件选择12.2.4硬件设计硬件设计的任务主要包括硬件功能模块划分、电路原理图设计、系统仿真、印刷电路板（PCB板）绘制、元器件的焊接与测试硬件系统设计应采用模块化系统原理图的设计是硬件设计最重要的一步在PCB板设计过程中要充分考虑元器件分放位置的合理性在产品开发时，IC芯片多采用焊接插座的方法，如果是批量生产，

6、除了易损坏的IC芯片外，应把IC芯片直接焊在PCB板上。硬件电路焊接完成后，就可以进行测试。最好的测试方法是分模块进行，再进行综合调试。硬件设计原则尽可能选择典型通用的电路，并符合单片机的常规用法。为硬件系统的标准化、模块化奠定良好的基础。系统的扩展与外围设备配置应在满足应用系统当前功能的同时，留有适当余地，便于以后产品升级和功能扩充。硬件结构应结合软件方案一并考虑。元器件性能要匹配。单片机外围电路较多时，必须考虑驱动能力。设计一个较复杂的系统时，要考虑把硬件系统设计成模块化结构。电源系统采用稳压、隔离、滤波、屏蔽和去耦措施。采用交流稳压器，以防止电网欠压或过压；采用初次级双层屏蔽的隔离变压器

7、，以提高系统抗共模干扰的能力；采用低通滤波器，以除去电网中的高次谐波；滤波器要加屏蔽外壳，以防止感应和辐射耦合；在电源的不同部分（如每个芯片的电源）配置去耦电容，消除以各种途径进入电源中的高频干扰。选择可靠性高的专用器件。这是保护系统安全运行的有效手段。对输入输出通道进行光电隔离，以防止干扰信号从I/O通道进入系统而导致系统程序跑飞（死机）。对于闲置的I/O口或输入引脚，不要悬空，可直接接地或接电