实用单片机应用系统的开发
MCS-51单片机应用系统设计
6 通信电路的设计 单片机应用系统一般需要其具有数据通信的能力，通常采用RS-
232C、RS-485、I2C、CAN、工业以太网、红外收发等通信标准。
7 印刷电路板的设计与制作 电路原理图和印制电路板常采用专业设计软件进行设计， 如
Protel、Proteus、OrCAD等。设计印制电路板需要有很多的技巧和经 验。设计好印制电路板图后，应送到专业厂家制作生产，在生产出来 的印制电路板上安装好元件，则完成硬件设计和制作。
3. 程序设计 1 建立数学模型：描述出各输入变量和各输出变量之间 的数 学关系。
2 绘制程序流程图：以简明直观的方式对任务进行描述。 3 程序的编制：选择语言、数据结构、控制算法、存储 空间 分配，系统硬件资源的合理分配与使用，子程序的入/出口 参 数的设置与传递。
4. 软件装配 各程序模块编辑之后，需进行汇编或编译、调试，当满足设
单 片 机 应 用 系 统 设 计 的 一 般 过 程
7.1 MCS-51单片机应用系统设计过程
1. 总体设计 2. 硬件设计 3. 软件设计 4. 可靠性设计 5. 单片机应用系统的调试、测试
7.1.1 总体设计
1．明确设计任务 单片机应用系统的设计是从确定目标任务开始的。 认真进行目标分析，根据应用场合、工作环境、具体用途，
2. 程序设计技术
软件结构实现结构化，各功能程序实行模块化、子程序化。 一般有以下两种设计方法：
1 模块程序设计：优点是单个功能明确的程序模块的设 计和 调试比较方便，容易完成，一个模块可以为多个程序所共 享 。其缺点是各个模块的连接有时有一定难度。
2 自顶向下的程序设计：优点是比较符合于人们的日常 思维 ，设计、调试和连接同时按一个线索进行，程序错误可以 较早的发现。缺点是上一级的程序错误将对整个程序产生影响， 一处修改可能引起对整个程序的全面修改。
简述单片机应用研发过程和研发工具
简述单片机应用研发过程和研发工具
一、单片机应用研发过程
单片机是现代电子技术中的一种基础芯片，它具有体积小、功耗低、性能优良等特点，广泛用于电子设备和控制领域。
单片机应用研发过程主要包括以下几个步骤：
1.需求分析：根据实际需求确定单片机应用的功能和性能要求，包括硬件和软件方面。
2.系统设计：设计单片机应用的整体框架和模块，包括硬件电路的设计和软件系统的设计。
3.原型开发：根据系统设计方案，制作单片机应用的实际原型，并进行测试和调试。
4.功能测试：对原型进行功能测试，确保单片机应用能够正常工作，并满足设计要求。
5.性能优化：对单片机应用进行性能优化，提高响应速度和稳定性。
6.批量生产：对单片机应用进行批量生产，并进行质量控制和测试。
二、单片机应用研发工具
单片机应用研发需要使用一些专门的工具，包括硬件工具和软件工具。
1.硬件工具：硬件工具主要包括PCB设计软件、万用表、示波器、逻辑分析仪等。
2.软件工具：软件工具主要包括单片机编程工具、仿真软件、调试工具等。
常用的单片机编程工具包括Keil、IAR、CodeWarrior等。
这些工具提供了丰富的API库和编程环境，方便开发人员进行单片机应用开发和调试。
仿真软件可以模拟单片机硬件电路和软件系统，帮助开发人员进行系统设计和调试。
调试工具可以帮助开发人员定位单片机应用的问题，提高开发效率。
总之，单片机应用研发需要使用各种工具和技术，需要开发人员具备扎实的硬件电路和软件编程知识，才能开发出稳定、高效的单片机应用。
单片机的软件开发工具与环境介绍
单片机的软件开发工具与环境介绍单片机是指集成在单个芯片上的微型计算机系统。
它具备较小的体积、低功耗、低成本以及较强的功能等特点，被广泛应用于各个领域。
在单片机的开发过程中，选择合适的软件开发工具和环境非常关键。
本文将介绍几种常用的单片机软件开发工具与环境。
一、Keil μVisionKeil μVision是一款由Keil Software公司推出的嵌入式系统开发工具。
它是一套集成开发环境（IDE），包含了编译器、调试器、仿真器等功能模块，可以实现单片机程序的编写、编译以及调试。
KeilμVision支持多种芯片系列，如STMicroelectronics的STM32系列、NXP的LPC系列等。
其可视化界面友好，功能强大，被广泛应用于单片机软件开发领域。
二、IAR Embedded WorkbenchIAR Embedded Workbench是由IAR Systems推出的单片机开发工具。
它提供了完整的软件开发流程，包括编写、编译、调试和优化等环节。
IAR Embedded Workbench支持多种单片机系列，如Texas Instruments的MSP430系列、Renesas的RL78系列等。
该工具具有较高的代码生成效率和卓越的调试功能，可以帮助开发者提高开发效率和代码质量。
三、MPLAB X IDEMPLAB X IDE是由Microchip公司开发的一款集成开发环境。
它主要用于开发与Microchip单片机相关的应用程序。
MPLAB X IDE支持多种编程语言，如C、C++以及汇编语言。
该工具提供了丰富的调试功能和模拟器功能，并能够与硬件调试器（如PICkit）结合使用，使得开发者可以更加方便地进行单片机程序的开发和调试。
四、Arduino IDEArduino IDE是一款面向Arduino单片机的开发工具。
Arduino是一种开源的电子原型平台，广泛应用于各个领域的快速原型开发。
单片机控制系统的开发流程
单片机控制系统的开发流程一、引言单片机控制系统是一种应用广泛的嵌入式系统，具有体积小、功耗低、成本低等优点。
开发单片机控制系统需要经过一系列的步骤和流程。
本文将详细介绍单片机控制系统的开发流程。
二、需求分析在开发单片机控制系统之前，我们首先需要明确系统的需求。
需求分析是整个开发流程的关键步骤，它包括对系统功能、性能、接口、可靠性等方面进行详细的分析和定义。
在需求分析阶段，我们需要与用户充分沟通，确保对系统需求的准确理解。
三、系统设计在需求分析的基础上，我们进行系统设计。
系统设计是将需求分解为模块和功能的过程。
在单片机控制系统的设计中，需要确定硬件平台、选择合适的单片机型号、设计电路原理图、选择合适的外设等。
同时，还需进行软件设计，包括编写程序流程图、确定算法等。
四、硬件开发硬件开发是指根据设计要求，进行电路板的布线和焊接工作。
在硬件开发阶段，我们需要绘制电路板布线图，选择合适的元器件，并进行电路板的制作。
在制作过程中需要注意电路板的布线规范和焊接质量，确保电路的稳定性和可靠性。
五、软件开发软件开发是单片机控制系统开发的重要环节，它包括编写程序、调试、测试和优化等步骤。
在软件开发中，我们可以使用编程语言如C语言、汇编语言等来编写程序。
程序的编写需要根据系统设计的要求，实现相应的功能。
在编写过程中，需要进行调试和测试，确保程序的正确性和稳定性。
同时，还需要进行性能优化，提高系统的运行效率。
六、系统集成系统集成是将硬件和软件组合在一起，形成完整的单片机控制系统的过程。
在系统集成中，我们需要将编写好的程序下载到单片机中，与硬件平台进行连接，进行功能测试和调试。
在测试过程中，需要验证系统的功能是否符合需求，是否稳定可靠。
七、系统调试和优化在系统集成之后，我们需要进行系统的调试和优化。
在调试过程中，需要排除硬件和软件方面的问题，确保系统的正常运行。
同时，还可以对系统进行优化，提高系统的性能和可靠性。
八、系统验收和发布在系统调试和优化完成后，我们进行系统的验收。
单片机应用系统设计方法
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。
1.2 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
在单面板和双面板设计中，电源线和地线尽量粗些，以确保能通过大电流。
1.4 硬件设计
元器件选择原则
在硬件电路成本允许的情况下，尽可能选择集成度高、功能完备的芯片 对于需要大批量生产的产品，一定要选用通用性强、供货渠道充足的元器件 整个系统中相关的器件要尽可能做到性能匹配 选择元器件时应遵从以下原则
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，可直接接地或接电源。
1.4 硬件设计
PCB设计原则
晶振必须尽可能靠近CPU晶振引脚，且晶振电路下方不能走线，最好在晶振电 路下方放置一个与地线相连的屏蔽层。
在双面印制板上，电源线和地线应安排在不同的面上，且平行走线，这样寄生 电容将起滤波作用。对于功耗较大的数字电路芯片，如CPU、驱动器等应采用 单点接地方式，即这类芯片电源、地线应单独走线，并直接接到印制板电源、 地线入口处。电源线和地线宽度尽可能大一些。模拟信号和数字信号不能共地， 即采用单点接地方式。
1.4 硬件设计
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，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。
25124-项目1单片机应用系统开发入门实践
· 在调试状态下，Keil uVision2的主窗 口以及调试工具图标按钮的功能如图1-27 所示。
（2）显示观察窗口
· 单击菜单栏上的“View”→“Watch & Call Stack Window”子菜单项或者单击工 具栏上的观察窗口图标按钮“ ”。
· 如图1-28所示。
·
显示特定变量值，如图1-29所示。
· 这 时 系 统 会 出 现 如 图 1-19 所 示 的 “Option for Target„Target 1‟”对话框。
· 单击temory model”下拉列表框各选项的 含义如表1-6所示。
· Code Rom Size”下拉列表框含义如表 1-7所示。
· 单击Output标签，显示如图1-20所示 的Output页面。
· 单击Listing标签，显示如图1-21所示 的Listing页面。
· 单击C51标签，显示如图1-22所示的 C51页面。
· 单击Debug标签，显示如图1-23所示 的Debug页面。
· 先单击“Use”单选钮，选择硬件仿真， 然后单击右上角的“Setting”按钮，系统会 弹出如图1-24所示的设置仿真器对话框。
③ 在菜单栏中单击“project”→“new project”菜单，系统会弹出如图1-12所示的 新建工程对话框。
④保存工程文件如图1-13所示的选择 单片机对话框。
⑤单击“STC89C51RC Series”前面的 “+”号，选择本例实践中所用的单片机
（3）在Keil工程中添加程序文件
（2）复位电路
· 图1-8（a）是上电复位电路，由RC充 电电路构成。
· 图1-8（b）是常用的按键复位电路， 图中C1、R1为上电复位电路，S、R2构成 开关复位电路。
9-1单片机应用系统的设计与开发
1 1 1 1 0 1 1
0 0 0 0 1 1 1
11 1 1 1
0 1 1 1 0 0 0
1 1 1 1 1 0 1
1 1 1 1 0 1 1
0 0 0 0 1 1 1
1 1 0 1 1 1 1
1 0 1 1 1 1 1
0 1 1 1 0 0 0
南北红灯亮
东西红灯亮, 南北绿灯亮 东西红灯亮, 南北黄灯亮
MOVX
@DPTR,A
;东西红灯
亮,南北黄灯亮
MOV R2,#0AH LCALL DELY ;延时10s MOV DPTR,#0FFD8H MOV A,#0BEH MOVX @DPTR,A INC DPTR MOV A,#0FH MOVX @DPTR,A ;东西红 灯亮 MOV R2,#0AH LCALL DELY ;延时 DJNZ R7,JOD2 ;闪烁次 数未到继续 LJMP JOD3 ;循环
9.3 空调制冷控制系统案例实现
1.确定任务
设计空调制冷控制系统,要求该系统能够自动控制制冷压 缩机的运行和停止(制冷压缩机工作,则将空气热量带走,环 境温度下降),使环境温度保持在人们设定的温度上(调温范 围为10℃～30℃). 控制系统要控制的是空气温度,是通过压缩机的运行, 停止控制的,实际上单片机直接控制的是压缩机的工作状态. 该系统要实现以下功能. 1)根据环境温度控制压缩机工作.控制参数是温度,被 控参数是压缩机电路通,断的工作状态. 2)设置希望的环境温度值.由人手动控制. 3)显示设定的温度值.
9.2 交通灯模拟控制系统案例实现
1.硬件电路设计 硬件原理图如图所示. (1)选择单片机:目前MCS-51单片机种类繁 多,可以选用AT89C51,配备晶振和复位电路. (2)端口地址:根据原理图所示,8255端口 地址分配如下: A口:0FFD8H B口:0FFD9H C口:0FFDAH
单片机开发案例
单片机开发案例在现代科技的浪潮中，单片机以其强大的功能和广泛的应用领域，成为了电子工程师们手中的得力工具。
从智能家居到工业自动化，从医疗设备到消费电子，单片机的身影无处不在。
下面，让我们一起来深入了解几个单片机开发的案例。
案例一：智能温度控制系统在工业生产中，对温度的精确控制至关重要。
为了实现这一目标，我们基于单片机开发了一套智能温度控制系统。
首先，我们选用了一款性能稳定、功能强大的单片机，如 STM32系列。
它具有丰富的外设资源和较高的运算速度，能够满足系统的实时性要求。
温度传感器采用了高精度的热敏电阻或热电偶，将温度变化转化为电信号。
这些电信号经过放大、滤波等处理后，输入到单片机的模拟数字转换器（ADC）中，单片机对转换后的数字信号进行处理和计算，得到当前的温度值。
根据设定的温度范围，单片机通过控制继电器或可控硅等器件，来调节加热或冷却设备的工作状态。
例如，当温度低于下限值时，单片机控制加热设备开启；当温度高于上限值时，控制冷却设备启动。
为了实现人机交互，我们还配备了液晶显示屏（LCD）和按键。
通过显示屏可以实时显示当前温度和设定的温度范围，按键则用于设置温度上下限等参数。
在软件方面，我们采用了 C 语言进行编程。
通过合理的算法和控制逻辑，实现了温度的精确控制和稳定运行。
同时，还加入了故障检测和报警功能，当传感器故障或温度异常时，系统能够及时发出警报，提醒工作人员进行处理。
案例二：智能家居灯光控制系统随着人们生活水平的提高，对家居智能化的需求也日益增长。
智能家居灯光控制系统就是其中的一个重要应用。
在这个系统中，我们选用了低功耗的单片机，如 Arduino 系列。
它具有简单易用、成本低廉的特点，非常适合智能家居应用。
灯光控制采用了智能灯泡或 LED 灯带，通过蓝牙或 WiFi 模块与单片机进行通信。
用户可以通过手机 APP 或语音指令，向单片机发送控制信号。
单片机接收到控制信号后，解析并执行相应的操作。
单片机应用系统的开发方法
２单 片机应 用 系统 设计 的一 般流 程
２１ 定 系统 的功 能 与性 能 ．确
对 一 个 待 开 发 的单 片机 应 用 系 统 ，收 集 相 关 的 技 术 资 料 ， 确
定系统的功能与性能 ． 系统 功 能 主要 有 数 据 采 集 、 据 处 理 、 出 数 输
合适 ． ８ ３ ， 过外部扩 展 Ｅ Ｒ Ｍ 和 Ｒ Ｍ 即可构 成系统 ， 如 ０ １通 ＰＯ Ａ 这 样 不需 专 门的 设 备 即可 固化 应 用 程 序 。但 是 当设 计 的 应用 系统 批 量比较大时 ． 则可选择带 Ｒ Ｍ、Ｐ Ｏ Ｏ Ｐ Ｏ Ｏ Ｅ Ｒ Ｍ、Ｔ Ｒ Ｍ或 Ｅ Ｐ Ｏ Ｅ Ｒ Ｍ等
几 个 方 面 采浅 谈 单 片 机 应 用 系统 的 开发 方 法 。
中圈分类号 ：Ｐ １ Ｔ ３２
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：０ ９ ３４ （０６３ — １２ ０ １０ — ０４２０ ） ００ — ２ ５
ＪＮ Ｒｅ。 ｕ Ｉ ｎ。 ｉ ｇ
Ｔｈ ｔ ｏ ｆＤｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｈ ｎ ｌ ｉ ｃ ｏ ｃ ｍｐ ｔ ｒＡｐ ｌａ ｉｎＳｙ ｔ ｍ ｅ Ｍｅｈ ｄ ｏ ｖ ｌｐ ｎ ｔｅ Ｓｉｇｅ Ｃｈｐ Ｍｉｒ － ｏ ｕｅ ｐｉ ｔ ｓｅ ｆ ｃ ｏ
ｔｅｇｎ ｍ ｒｃｓｏ ｅｍ ｃｏ ｃｍ ｕｅ ｐｉ ｔ ｎｓｓｍ ｅｉ ｏ ｔｅｓ ｇ ｈｐ ｄｖｌｐｍｅ ｏ ｎ ｅｄｖｌ ｍｅｔｏ ｌｌ ｙｉａ ｈ ｅｅ ｌ ｏｅ ｆｈ ｒ— ｏ ｐ ｔ ａ ｌａ ｏ ｔ ｄ ｓ ｎｆ ｍ ｎ ｅｃ 、ｅｅ ｔ ｄａｄｔ ｅｅ ｐ ｎ ｏ ｉｅ ｐ ｓ ｔ ｉ ｒ ｐ ｃｉ ｙ ｅ ｇ ｒ ｈ ｉｌ ｉ ｏ ｈ ｈ ｏ ｔ ｓ ｂ ｔ ｆ ｓｅｔｓａｏ ｔｋｔｅ ｔｏ ｆ ｅｅ ｐ ｎ ｆ ｅｓ ｇｅｃ ｐｍ ｃ — ｏ ｕｅ ａｐｉ ｔ ｎｓｓ ｍ． ｅ ａ ｃ ｌ ｗ ｌ ｈ ｈ ｄｏ ｖ ｌ ｍｅｔ ｎ ｈ ｒ ｃｍｐ ｔ ｐ ｌａｏ ｔ ｗ ｐ ｓ ｈ ｌ ａ ｍｅ ｄ ｏ ｏｔ ｉ ｈ ｌ ｉ ｉ ｏ ｒ ｃｉ ｙ ｅ Ｋ ｙｗｏｄ：ｉｇ ｈ ｃｏ。ｏ ｕｅｓｓ ｍ；ｄｕｔｏｔ ； ｅｅ ｐａ ｔｏ ｅ ｒｓｓ ｌ ｃｉ ｍｉ ｍｐｔ ｙｔ ａ ｓｔ ｙ ｄｖｌ ｈ ｄ ｎｅ ｐ ｒ ｃ ｅ ｊ ｒ ｏ ｍｅ
第12章 单片机应用系统设计举例
a）路路路路路路
b）路测路路
增强型8051单片机实用开发技术
9/24
4．电机驱动电路 ．
U11 PWMP PWMN VCC R29 1K R30 1K 3 19 13 18 20 1 9 10 11 12 IN1 IN2 D2 D1 DNC AGND PGND PGND PGND PGND MC33886 OUT1 OUT1 OUT2 OUT2 DNC V+ V+ V+ Ccp FS 6 7 14 15 8 4 5 16 17 2 VBAT J1 2 1 Header 2
U13 IN GND OUT OUT 2 4 C14 47uF
VCC
REG1117-5
C15 0.1uF
增强型8051单片机实用开发技术
11/24
12.1.4 12.1.4 系统软件设计
单片机的检测报警程序采用C语言编写。 单片机的检测报警程序采用 语言编写。 语言编写 单片机的7个 单片机的 个ADC转换通道对小车路径检测的模拟量进 转换通道对小车路径检测的模拟量进 行采样， 行采样，进行二值化和坐标变换后得到小车中心与路径的 偏差， 偏差，然后根据偏差大小对舵机转角和小车速度进行相应 的调整。由于舵机和电机驱动对PWM频率要求差别较大， 的调整。由于舵机和电机驱动对 频率要求差别较大， 频率要求差别较大 驱动电机的PWM由单片机内部 由单片机内部PWM模块产生，而驱动舵 模块产生， 驱动电机的 由单片机内部 模块产生 机的PWM则由定时器 产生。 则由定时器T0产生 机的 则由定时器 产生。
增强型8051单片机实用开发技术
具体程序请参见教材！！！ 具体程序请参见教材！！！
增强型8051单片机实用开发技术
12.2 基于实时操作系统 基于实时操作系统uC/OS-II的压力测控系统 的压力测控系统
单片机在嵌入式系统开发中的应用
单片机在嵌入式系统开发中的应用单片机是一种集成电路，由中央处理器、存储器、输入输出接口和时钟等组成。
它在嵌入式系统开发中具有广泛的应用，为系统提供了强大的控制和处理能力。
本文将从硬件和软件两个角度探讨单片机在嵌入式系统开发中的应用。
一、单片机在硬件设计中的应用1.1 电路原理图设计在嵌入式系统开发中，电路原理图设计是最早的一步。
单片机作为核心部件，需要合理地与其他外围芯片进行连接。
通常使用开发工具软件如Altium Designer、Eagle等进行电路原理图的设计。
1.2 PCB设计电路板(PCB)是实现嵌入式系统的重要组成部分。
通过PCB设计，将电路原理图上的元件布局和连线实现在实际的电路板上。
在PCB设计过程中，需要根据单片机的引脚需求进行布局，同时保证信号线的走向合理和电气特性的匹配。
1.3 外设接口设计嵌入式系统往往需要与外设进行通信，如显示器、键盘、传感器等。
在单片机的应用中，需要根据具体需求设计相应的外设接口电路，以实现与外设之间的数据传输和控制。
二、单片机在软件开发中的应用2.1 嵌入式系统固件开发单片机主要通过嵌入式软件来实现对外部硬件的控制。
通过编程语言如C、C++等来开发嵌入式系统的固件，实现各种功能。
开发过程中，需要根据硬件设计的接口规范进行编码，同时考虑系统的实时性、稳定性和可靠性。
2.2 嵌入式系统驱动程序开发嵌入式系统中的各种外设通常需要相应的驱动程序来实现对其的控制和使用。
驱动程序的编写需要充分理解各外设的特性和通信协议，以保证与单片机的良好兼容性。
2.3 系统调试与优化在嵌入式系统开发的过程中，调试和优化是不可或缺的环节。
通过单片机的调试接口，可以对系统进行在线调试和错误分析，以找出并修正系统中的问题。
此外，通过有效的编码和算法优化，可以提高嵌入式系统的效率和性能。
三、单片机在嵌入式系统中的应用案例3.1 家用电器控制系统现代家庭中的许多电器设备如冰箱、空调、洗衣机等都可以通过单片机实现自动控制和远程监控。
第9章 单片机应用系统开发的一般方法
单片机应用系统开发的一般方法单片机应用系统是为完成某项任务而研制开发的用户系统，虽然每个系统都有很强的针对性，结构和功能各异，但其开发过程和方法大致相同。
这里介绍单片机应用系统开发的一般方法和步骤.1.确定任务单片机应用系统的开发过程由确定系统的功能与性能指标开始。
首先要细致分析、研究实际问题，明确各项任务与要求，综合考虑系统的先进性、可靠性、可维护性以及成本、经济效益，拟订出合理可行的技术性能指标。
2.总体设计在对应用系统进行总体设计时，应根据应用系统提出的各项技术性能指标，拟订出性价比最高的一套方案。
总体设计最重要的问题包括以下三个方面：（1）机型选择根据系统的功能目标、复杂程度、可靠性要求、精度和速度要求来选择性能/价格比合理的单片机机型。
目前单片机种类、机型多，有8位、16位、32位机等，片内的集成度各不相同，有的机型在片内集成了WDT、PWM、串行EEPROM 、A/D、比较器等多种功能以及提供UART、I2C、SPI协议的串行接口，最大工作频率也从早期的0~12MHz增至33~40MHz。
在进行机型选择时应考虑：①所选机型性能应符合系统总体要求，且留有余地，以备后期更新。
②开发方便，具有良好的开发工具和开发环境。
③市场货源（包括外部扩展器件）在较长时间内充分。
④设计人员对机型的开发技术熟悉，以利缩短研制周期。
（2）系统配置选定机型后，再选择系统中要用到的其他外围元器件，如传感器、执行器件、人机接口、存储器等。
整个系统中的相关器件要尽可能做到性能匹配，例如，选用晶振频率较高时，存储器的存取时间就短，应选择存取速度较快的芯片；选择CMOS型单片机构成低功耗系统时，系统中的所有芯片都应该选择低功耗产品。
如果系统中相关器件性能差异很大，系统综合性能将降低，甚至不能正常工作。
（3）软硬件分工在总体方案设计过程中，对软件和硬件进行分工是一个首要的环节。
原则上，能够由软件来完成的任务就尽可能用软件来实现，以降低硬件成本，简化硬件结构，提高可靠性，但是可能会降低系统的工作速度。
浅谈单片机应用系统的设计方法
浅谈单片机应用系统的设计方法作者：徐晓建来源：《科技资讯》2012年第34期摘要：单片机应用系统开发过程像一般的计算机系统一样，单片机的应用系统也是由硬件和软件组成。
硬件和软件只有紧密配合，协调一致，才能组成高性能的单片机应用系统。
本文简要介绍了单片机应用系统的硬件与软件的设计流程和方法。
关键词：单片机硬件设计软件设计中图分类号：TB1 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（a）-0019-011 总体设计在进行系统设计之前，首先应根据对系统的功能要求及其应用环境等确定合理、具体的功能和技术指标，对应用系统的可靠性、通用性、先进性、可维护性以及成本等进行综合考虑，以尽量合理并符合单片机性能及开发工具等因素选择合适的单片机机型。
接下来要根据系统中可能涉及的传感器、模拟电路、I/O接口、存储器、打印机和显示器等器件和设备进行器件选择，使之符合系统在精度、速度和可靠性等方面的要求。
最后确定硬件和软件的功能划分，由于在系统设计中某些功能用硬件和软件都能实现，在设计中应综合考虑研制周期和成本等因素具体划分软、硬件功能。
2 系统硬件设计硬件系统设计的任务是根据总体设计要求，在所选择的单片机型的基础上，确定系统扩展所要用的存储器、I/O电路、A/D及D/A电路和有关的外围电路等，然后设计出系统的电路原理图。
单片机内部没有程序存储器或存储器容量不够时需扩展外部程序存储器。
可作为程序存储器的芯片有多种非易失存储器，从它们的价格和性能特点上考虑选择。
由于目前单片机片内存储器的容量越来越大，如设计的应用系统所需的存储器空间比较小，则可能就没有必要扩充程序存储器。
对于数据存储器的容量要求，各个系统之间差别比较大。
有的测量仪器和仪表只需少量的RAM即可，此时应尽量选用容量能符合要求的单片机。
对于要求较大容量RAM的系统，对RAM芯片的选择原则是尽可能减少芯片的数量。
由于外设多种多样，这使得单片机与外设之问的接口电路也各不相同。
单片机应用系统的软硬件开发
Ｐ９ ８ ８ Ｃ８ ４单 片 机 内部 有 ６ Ｋ 字 节 Ｆ ＡＳ （ 闪 存 储 ４ Ｌ Ｈ 快 器 ）３个 计 数 器 、３ 、 ３ ＭＨｚ时 钟 、 ６个 机 器 周 期 执 行 一 条 指 令 、 总 线 、 ／ＡＰ等 ， 而使 开 发 的 系统 有 更 高 Ｉ ℃ Ｉ Ｉ ＳＰ 从
摘 要
本 文 结 合 作 者 多 年 的 实 际 开 发 单 片 机 应 用 系统 的 体 会 ， 硬 件 开 发 、 件 编 程 、 靠 性 设 计 以 及 开 发 手 段 等 方 面 做 从 软 可 了 归 纳 式 叙 述 ， 其 是 普 通 开 发 者 容 易 忽 视 的 地 方 做 了较 细 致 的 分 析 ， 对 单 片 机 应 用 系 统 的 开 发 者 无疑 具 有 一 定 价 值 尤 这 的参考 作 用。 关 键 词 ： 片 机 ， 件 设 计 ， 件 编 程 ， 靠 性 单 硬 软 可
发 难 度 较 小 ， 发 出 的 硬 件性 能 可 靠 、 构 紧 凑 、 于 开 结 利 修 改 、 密性 好 。 这 种 方 法 也 是 硬 件 接 口开 发 的趋 势 ： 保
如 Ａｌ ｒ ｔ ａ公 司 生 产 的 Ｅ Ｍ７ ２ Ｓ应 用 较 广 ， 中 国 市 ｅ Ｐ １８ 在
面 的积 累 ； 件 编 程 方 面 的 积 累 ； 计 与调 试 经 验 方 面 软 设
０ 引言
模 糊 控 制 等 ） 内 部 程 序 存 储 器 和 数 据 存 储 器 容 量 的进 ，
一
单 片机 的应 用 开 发 不 单 是 软 件 的 开发 ，它 与 开 发
语 言 和 硬 件 密切 相 关 。 所 以 要 求 开 发 者 对 单 片 机 的 内
单片机最小应用系统制作实训报告
单片机最小应用系统制作实训报告
首先，我选用了一块常见的8051单片机作为系统的核心芯片。
这款单片机具有强大的处理能力和丰富的外设接口，非常适合用于小型应用系统的开发。
然后，我进行了硬件的搭建。
首先，我将单片机与外部电源和晶振进行了连接，以提供运行所需的电源和时钟信号。
接下来，我通过GPIO口将单片机与LED灯连接，以便控制LED的亮灭。
为了简化系统的搭建，我直接使用了面包板进行连接，并通过杜邦线将各个元件连接在一起。
在硬件搭建完成后，我转入软件部分的开发。
首先，我使用Keil软件进行编写和调试单片机的程序。
我采用了C语言作为开发语言，编写了一个简单的程序，用于控制LED灯的亮灭。
程序的基本逻辑是利用单片机的GPIO口输出高低电平信号，从而控制LED灯的开关。
经过多次调试和修改，我最终成功地实现了LED灯的亮灭控制。
当单片机输出高电平信号时，LED灯会亮起；当单片机输出低电平信号时，LED灯会熄灭。
这样，我就成功地完成了最小应用系统的制作。
通过这次实训，我对单片机应用系统的制作过程和原理有了更深入的了解。
我学会了如何选用合适的单片机、搭建硬件系统、编写程序并进行调试。
我也发现了在实际制作过程中可能出现的问题和解决方法。
这对提高我对单片机应用系统的开发能力非常有帮助。
总之，通过这次实训，我成功地制作了一个单片机最小应用系统，并对该系统的制作过程和原理有了更深入的了解。
我相信这次实训经验对我的学习和将来的工作都将有所帮助，我会继续深入学习和探索单片机应用系统的开发。
单片机在嵌入式系统开发中的应用
单片机在嵌入式系统开发中的应用嵌入式系统是指在产品中以特定功能或任务为目标而设计的计算机系统。
而在嵌入式系统的开发中，单片机是一种常用的硬件设备，它具有小巧、低功耗、功能强大等特点，在各种嵌入式系统中广泛应用。
本文将探讨单片机在嵌入式系统开发中的应用，展示其在不同领域的重要性和优势。
一、医疗设备领域中的单片机应用在医疗设备领域中，单片机的应用非常广泛。
例如，血糖仪、心跳监测仪和体温计等医疗设备都需要通过单片机来实现数据的采集、处理和显示。
单片机的小巧和低功耗使得这些医疗设备能够方便地携带和使用。
此外，单片机还可以实现医疗设备与其他设备的通信，如无线数据传输，便于医生及时获取患者的健康信息。
二、家用电器领域中的单片机应用在家用电器领域中，单片机也扮演着重要的角色。
家用电器如洗衣机、冰箱、空调等产品，它们的智能化由单片机实现。
单片机可以控制各种电器设备的运行状态，根据用户的需求进行各种操作。
同时，单片机还能够实现家电设备的节能化控制，通过对温度、湿度等参数的监测和调控，提高电器设备的能效。
三、汽车电子领域中的单片机应用在汽车电子领域，单片机扮演着至关重要的角色。
现代汽车几乎所有的电子设备都离不开单片机的支持，如发动机控制单元、车身控制单元、防抱死制动系统等。
单片机通过对传感器和执行器的控制，实现汽车各个系统的协调工作，提高行车安全性和驾驶舒适性。
而且，单片机还能够实现汽车智能化，如自动泊车、自动驾驶等功能。
四、工业控制领域中的单片机应用在工业控制领域，单片机广泛应用于各种自动化设备中。
例如生产线上的机器人、流水线上的加工设备等，都需要通过单片机进行程序控制。
单片机通过对传感器数据的采集和执行器的控制，实现对生产线的自动化控制，提高生产效率和质量。
此外，单片机还能够实现对工厂设备的远程监控和远程操作，方便工程师对设备进行维护和管理。
综上所述，单片机在嵌入式系统开发中具有广泛的应用。
在医疗设备、家用电器、汽车电子和工业控制等领域，单片机通过其小巧、低功耗和功能强大的特点，为嵌入式系统的开发和实现提供了重要的支持。
单片机在嵌入式系统开发中的应用
单片机在嵌入式系统开发中的应用嵌入式系统是指在特定应用领域中，将计算机系统组建在各种终端设备或产品中，以实现特定功能的一种计算机系统。
而单片机则作为嵌入式系统中最基础的核心，广泛应用于各个领域，如家电、汽车、电子设备等。
本文将讨论单片机在嵌入式系统开发中的应用，并探讨其优势和挑战。
一、单片机概述单片机是一种将计算机核心功能集成在一颗芯片中的微型计算机系统。
与传统的通用计算机相比，单片机具有成本低、功耗低、体积小、可靠性高等优势。
单片机通常由中央处理器、内存、输入输出接口及定时器等组成，可以根据不同的应用需求进行编程控制。
二、家电中的单片机应用在家用电器领域，单片机被广泛应用于空调、洗衣机、微波炉等产品中。
通过单片机的精确计算和控制，实现家电产品的智能化、自动化。
例如，空调使用单片机控制温度、风速等参数，洗衣机使用单片机控制洗涤时间、水位等功能，微波炉使用单片机控制加热时间和功率等。
三、汽车中的单片机应用在汽车领域，单片机被广泛应用于汽车电子控制单元（ECU）中。
ECU使用单片机控制引擎、刹车、空调等系统，使汽车具备更高的安全性、性能和舒适性。
单片机通过接收传感器信号，实时计算并控制汽车的各个子系统，如发动机控制、制动系统控制以及仪表盘显示等。
四、电子设备中的单片机应用在电子设备领域，单片机被广泛应用于智能手机、数码相机、游戏机等产品中。
通过单片机的高性能运算和低功耗特性，实现电子产品的高效工作和节能。
例如，智能手机使用单片机处理复杂的图像和数据计算，数码相机使用单片机控制曝光和对焦等功能，游戏机使用单片机实现游戏运行和交互控制。
五、单片机应用的优势单片机在嵌入式系统开发中具有以下优势：1. 低功耗：单片机的功耗较低，适合嵌入式设备长时间工作，并且能够利用有限的能源实现更长的续航时间。
2. 快速响应：单片机具有快速的执行速度和响应能力，能够实时处理输入信号，并迅速作出响应。
3. 稳定可靠：单片机以硬件为基础，具有良好的稳定性和可靠性，适应各种工作环境。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
单片机应用系统的开发
大体可分为三个阶段：
1)确定任务，完成总体设计
(1)确定设计任务和系统功能指标，编写设计任务书
在单片机应用系统开发的前期阶段，首先必须认真细致地调查研究，深入了解用户各个方面的技术要求，了解国内外相似课题的技术水平，进行系统分析，摸清软件、硬件设计的技术难点等。
然后确定课题所要完成的任务和应具备的功能，以及要达到的技术指标。
综合考虑各种因素提出设计的初步方案，编写设计任务书。
设计任务书不但要明确系统设计任务，还要对系统规模做出规定，如主机机型、分机机型、配备哪些外围设备等，这是硬件设计、成本的依据。
同时还应详尽说明系统的指标参数，操作规范，这是软件设计的基础。
(2)总体设计
拟定总体设计方案一般要通过认真调研、论证，最后定稿，以避免方案上的疏忽造成软件、硬件设计产生较大的返工，延误项目开发进程一总体方案的关键性计算难点，应设专题深入讨论，如传感器的选择。
传感器常常是测试系统中的关键环节，一个设计合理的测控系统，往往会因传感器精度、非线性、温漂等指标限制，造成系统达不到指标要求。
总体设计要选择确定系统硬件的类型和数量，绘出系统硬件的总框图。
其中主机电路是系统硬件的核心，耍依据系统功能的复杂程度、性能指标、精度要求，选定一种性能价格比合适的单片机型号，同时根据需要选定外围扩展芯片、人机接口电路及配置外部设备。
输入/输出通道是系统硬件的重要组成部分，总体设计要根据信号参数、功能指标要求合理选择通道数量、通道的结构、抗干扰措施、驱动能力等，确定输入/输出通道所需的硬件类型和数量。
硬件电路各种类型的选择，一般都要进行综合比较，这些比较和选择必须是在局部试验的基础之上完成的。
总体设计还应完成软件设计任务分析，绘出系统软件的总框图。
设计人员还应反复权衡哪些功能由硬件完成，哪些任务由软件完成，对软件、硬件比例做出合理安排。
总体设计一旦确定，系统的大致规模、软件的基本框架就确定了。
然后就可将系统设计任务按功能模块分解成若干课题，拟定出详细的工作计划，使后面的软件、硬件设计同时并行展开。
2)硬件、软件设计与调试U209B
(1)硬件设计
总体设计之后，就进入正式研制阶段。
为使硬件设计尽可能合理，应注意下列原则。
①尽可能选择典型电路，采用硬件移植技术，力求硬件标准化、模块化。
②尽可能选择功能强的新型芯片取代若干普通芯片，以简化硬件电路，同时随着新型芯片价格不断降低，硬件系统成本也可能育所下降。
③系统扩展与配置应充分满足应用系统的功能要求，并留有余地，以备将来系统维护及更新换代。
④尽可能以软代硬。
软、硬件具有可换性，硬件多了不但会增加成本，而且使系统出现故障的概率增加。
以软代硬的实质是以时间代空间，可见这种代替是以降低系统的实时性为代价的。
同此，考虑以软代硬的原则，应以不影响系统的性能为前提。
⑤可靠性及抗干扰设计。
为确保系统长期可靠运行，硬件设计必须采取相应的可靠性及抗干扰措施，包括芯片、器件选择，去耦滤波，合理布线，通道隔离等。
⑥必须考虑驱动能力。
单片机各I/O端口的负载能力有限，外部扩展应不超过其总负
载能力的70%，如果扩展芯片较多，可能造成负载过重，系统工作不可靠。
此时，应考虑设置线路驱动器。
⑦监测电路的设计。
系统运行中出现故障，应能及时报警，这就要求系统具有自诊断功能，必须为系统设计有关监测电路。
⑧结构工艺设计。
结构工艺设计是单片机应用系统设计的重要内容，可以单独列为硬件设计、软件设计之外的第三项设计内容，这里把它放在硬件设计中来研究。
结构工艺设计包括系统设备的造型、壳体结构、外形尺寸、面板布局、模块固定连接方式、印制电路板、配线和插接件等。
要求尽量做到标准化、规范化、模块化。
一般以单片机为核心的产品，其单片机系统都足内装式、嵌入式，与设备本身有机地融为一体，这类产品都要求结构紧凑、美观大方，人机界面友好，便于操作、安装、调试及维修。
为提高硬件设计质量，加快研制速度，通常在设计印制电路板时，考虑开辟一小片机动布线区。
在机动布线区中，可以插入若干片集成电路插座，并有金属化孔，但无布线。
当样机研制中发现硬件电路有明显不足需要增加若干元器件时，可在机动布线区中临时拉线来完成，从而避免大返工。
(2)软件设计
单片机应用系统的设计以软件设计为重点，软件设计的工作量比较大。
首先将软件总框图中的各功能模块具体化，逐级画出详细框图，作为软件设计的依据。
编程可采用汇编语言或各种高级语言。
对于规模不大的软件多采用汇编语言编写，而对于较复杂的软件，且运算任务较重时，可考虑采用高级语言编程。
C51、C96交叉编译软件是近年来较为流行的一种软件开发工具，它采用c语言编写源程序。
软件设计应当尽可能采用结构化设计和模块化编程的方法，这有利于查错、调试和增删程序。
为提高可靠性，应实施软件抗干扰措施，编程必须进行优化，仔细推敲，合理安排，利用各种程序设计技巧，设计出结构清晰，便于调试和移植，占内存空间小，执行时间短的应用程序。
(3)碗件、软件调试
单片机应用系统硬件、软件研制与调试，由于单片机系统本身不具备自开发能力，所以必须借助于开发工具——单片机开发系统。
通过它可方便地进行编程、汇编、调试、运行、仿真等操作。
单片机开发系统性能的优劣直接影响应用系统的设计水平和研制的工作效率。
目前使用较多的是“通用型开发系统”，由通用微机系统、在线仿真器、EPROM及EEPROM 读/写器等部分组成，如图5.3所示。
另外，还有“简易型开发系统”、“软件模拟开发系统”、“专用开发系统”等。
硬件调试分以下两步进行。
①硬件电路检查。
硬件电路检查在单片机开发系统之外进行，可用万用表、逻辑笔等常规工具，检查电路制作是否正确无误，要核对元器件规格、型号，检查芯片间连线是否正确，是否有短路、虚焊等故障，对电源系统更应仔细检查以防电源短路，极性错误。
②硬件诊断调试。
硬件诊断调试在单片机开发系统上进行，用单片机开发系统的仿真头代替应用系统的单片机，再编制一些调试程序，即可迅速排除故障完成硬件的诊断调试。
硬件电路运行是否正常，还可通过测定一些重要的波形来确定。
例如，可检查单片机及扩展器件的几个控制信号的波形与硬件手册所规定的指标是否相符，断定其工作正常与否。
3)系统总调、性能测定
系统样机装配好之后，还必须进行联机总调，排除应用系统样机中的软件、硬件故
障。
在总调阶段还毖须进行系统性能指标测试，以确定是否满足设计要求，写出性能测试报告。
系统样机联机总调、测试工作正常之后便可投入现场试用。
最后一项重要工作是编制设计文件，这不仅是单片机应用系统开发工作的总结，而且是系统使用、维修、更新的重要技术资料文件。
设计文件内容应包括：设计任务和功能描述；设计方案论证；性能测试和现场使用报告；使用操作说明；硬件资料：硬件逻辑图、电路原理图、元件布置和接线图、接插件引脚图和印制电路板图等；软件资料：软件框图和说明，标号和子程序名称清单，参量定义清单，存储单元和输入/输出口地址分配表以及程序清单。
随着技术的进步，单片机应用系统开发可采用在系统可编程技术，即采用JTAG接口完成系统软件设计和调试，仅仅需要一根下载线和一台通用PC及相关软件。