单片机应用系统总体设计
基于单片机的恒温箱控制系统设计
基于单片机的恒温箱控制系统设计一、引言在现代科技的众多应用领域中，恒温控制技术扮演着至关重要的角色。
无论是在医疗、化工、科研还是在食品加工等行业，对环境温度的精确控制都有着严格的要求。
恒温箱作为实现恒温控制的重要设备，其性能的优劣直接影响到相关工作的质量和效率。
基于单片机的恒温箱控制系统凭借其精度高、稳定性好、成本低等优点，得到了广泛的应用。
二、系统总体设计（一）设计目标本恒温箱控制系统的设计目标是能够在设定的温度范围内，精确地控制箱内温度，使其保持恒定。
温度控制精度为±05℃，温度调节范围为 0℃ 100℃。
（二）系统组成该系统主要由温度传感器、单片机、驱动电路、加热制冷装置和显示模块等部分组成。
温度传感器用于实时采集恒温箱内的温度数据，并将其转换为电信号传输给单片机。
单片机作为核心控制单元，对采集到的温度数据进行处理和分析，根据预设的控制算法生成控制信号，通过驱动电路控制加热制冷装置的工作状态，从而实现对箱内温度的调节。
显示模块用于实时显示箱内温度和系统的工作状态。
三、硬件设计（一）单片机选型选择合适的单片机是系统设计的关键。
考虑到系统的性能要求和成本因素，本设计选用了_____型号的单片机。
该单片机具有丰富的片上资源，如 ADC 转换模块、定时器/计数器、通用 I/O 口等，能够满足系统的控制需求。
（二）温度传感器选用_____型号的数字式温度传感器，其具有高精度、低功耗、响应速度快等优点。
传感器通过 I2C 总线与单片机进行通信，将采集到的温度数据传输给单片机。
（三）驱动电路驱动电路用于控制加热制冷装置的工作。
加热装置采用电阻丝加热，制冷装置采用半导体制冷片。
驱动电路采用_____芯片，通过单片机输出的控制信号来控制加热制冷装置的通断，从而实现温度的调节。
（四）显示模块显示模块选用_____型号的液晶显示屏，通过单片机的并行接口与单片机进行连接。
显示屏能够实时显示箱内温度、设定温度以及系统的工作状态等信息。
基于STM32单片机的温度控制系统设计
基于STM32单片机的温度控制系统设计一、本文概述本文旨在探讨基于STM32单片机的温度控制系统的设计。
我们将从系统需求分析、硬件设计、软件编程以及系统测试等多个方面进行全面而详细的介绍。
STM32单片机作为一款高性能、低功耗的微控制器，广泛应用于各类嵌入式系统中。
通过STM32单片机实现温度控制，不仅可以精确控制目标温度，而且能够实现系统的智能化和自动化。
本文将介绍如何通过STM32单片机，结合传感器、执行器等硬件设备，构建一套高效、稳定的温度控制系统，以满足不同应用场景的需求。
在本文中，我们将首先分析温度控制系统的基本需求，包括温度范围、精度、稳定性等关键指标。
随后，我们将详细介绍系统的硬件设计，包括STM32单片机的选型、传感器和执行器的选择、电路设计等。
在软件编程方面，我们将介绍如何使用STM32的开发环境进行程序编写，包括温度数据的采集、处理、显示以及控制策略的实现等。
我们将对系统进行测试，以验证其性能和稳定性。
通过本文的阐述，读者可以深入了解基于STM32单片机的温度控制系统的设计过程，掌握相关硬件和软件技术，为实际应用提供有力支持。
本文也为从事嵌入式系统设计和开发的工程师提供了一定的参考和借鉴。
二、系统总体设计基于STM32单片机的温度控制系统设计，主要围绕实现精确的温度监测与控制展开。
系统的总体设计目标是构建一个稳定、可靠且高效的环境温度控制平台，能够实时采集环境温度，并根据预设的温度阈值进行智能调节，以实现对环境温度的精确控制。
在系统总体设计中，我们采用了模块化设计的思想，将整个系统划分为多个功能模块，包括温度采集模块、控制算法模块、执行机构模块以及人机交互模块等。
这样的设计方式不仅提高了系统的可维护性和可扩展性，同时也便于后续的调试与优化。
温度采集模块是系统的感知层，负责实时采集环境温度数据。
我们选用高精度温度传感器作为采集元件，将其与STM32单片机相连，通过ADC（模数转换器）将模拟信号转换为数字信号，供后续处理使用。
基于单片机指纹识别系统设计
基于单片机指纹识别系统设计一、引言随着科技的不断发展，身份识别技术在各个领域的应用越来越广泛。
传统的身份识别方式，如密码、钥匙等，存在着容易丢失、遗忘、被窃取等安全隐患。
而指纹识别作为一种生物识别技术，具有唯一性、稳定性和便捷性等优点，逐渐成为了身份识别领域的主流技术之一。
单片机作为一种微型计算机系统，具有体积小、成本低、性能可靠等特点，被广泛应用于各种控制系统中。
本文将介绍一种基于单片机的指纹识别系统的设计方案，旨在为相关领域的研究和应用提供参考。
二、系统总体设计（一）系统功能需求本指纹识别系统主要实现以下功能：1、指纹采集：能够采集用户的指纹图像。
2、指纹处理：对采集到的指纹图像进行预处理、特征提取和匹配等操作。
3、存储管理：能够存储用户的指纹模板，并对其进行有效的管理。
4、显示输出：能够将识别结果通过显示屏输出给用户。
5、通信接口：具备与其他设备进行通信的接口，如USB、蓝牙等。
（二）系统总体结构系统主要由指纹采集模块、单片机控制模块、指纹处理模块、存储模块、显示模块和通信模块等组成。
指纹采集模块负责采集用户的指纹图像，并将其传输给单片机控制模块。
单片机控制模块对采集到的指纹图像进行控制和处理，将处理结果传输给指纹处理模块进行进一步的分析和处理。
指纹处理模块完成指纹的特征提取和匹配等操作，并将结果返回给单片机控制模块。
存储模块用于存储用户的指纹模板和相关数据。
显示模块用于显示识别结果和系统状态等信息。
通信模块用于实现系统与其他设备之间的数据传输和通信。
三、硬件设计（一）指纹采集模块指纹采集模块是整个系统的关键部分，其性能直接影响到系统的识别准确率和速度。
目前，常用的指纹采集技术主要有光学式、电容式和超声波式等。
本系统采用电容式指纹采集模块，其具有体积小、分辨率高、采集速度快等优点。
（二）单片机控制模块单片机控制模块是整个系统的核心部分，负责对系统的各个模块进行控制和协调。
本系统采用 STM32 系列单片机，其具有高性能、低功耗、丰富的外设接口等特点，能够满足系统的控制需求。
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。
单片机课程设计
单片机课程设计《机器人入门》2021年亚太大学生机器人大赛——胜利鼓乐课程名称：单片机课程设计系部：自控系则专业班级：计算机控制20931学生姓名：陆小祥一、总体方案：1.工作原理:本设计使用stc89c52rc单片机做为本系统的掌控模块。
单片机可以把由ds18b20、ds1302、at24c02中的数据利用软件去展开处置，从而把数据传输至表明模块，同时实现温度、日历和闹铃的表明。
以lcd液晶显示器为表明模块，把单片机响起的数据表明出，并且表明多样化。
在表明电路中，主要依靠按键去同时实现各种表明建议的挑选与转换。
2.总体设计:设计总体框架图例如图二、系统硬件设计（单元电路设计及分析）：1.stc89c52rc单片机最轻系统：最小系统包括晶体振荡电路、复位开关和电源部分。
图2为stc89c52rc单片机的最小系统。
图2最轻系统电路图2.温度测量模块:温度测量传感器使用dallas公司ds18b20的单总线数字化温度传感器，测温范围为-55℃~125℃，可编程为9十一位~12十一位a/d切换精度，测温分辨率达至0.0625℃，使用真菌电源工作方式，cpu只需一根口线便能够与ds18b20通信，挤占cpu口线太少，可以节省大量引线和逻辑电路。
USB电路例如图3右图。
图3ds18b20测量电路3.时钟模块:时钟模块采用ds1302芯片，ds1302是dallas公司推出的涓流充电时钟芯片内含有一个实时时钟/日历和31字节静态ram通过简单的串行接口与单片机进行通信实时时钟/日历电路提供秒分时日日期月年的信息每月的天数和闰年的天数可自动调整时钟操作可通过am/pm指示决定采用24或12小时格式ds1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信仅需用到三个口线：rst复位、i/o数据线、sclk串行时钟。
时钟/ram的读/写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信。
ds1302工作时功耗很低，保持数据和时钟信息时功率小于1mw，其接线电路如图4所示：图4时钟电路4.存储器模块:图5at24c02存储器电路5.lcd液晶显示模块:lcd液晶显示模块使用lcd1602型号，具备很低的功耗，正常工作时电流仅2.0ma/5.0v。
单片机课程设计
单片机原理及应用课程设计任务书一、课程设计的目的通过本课程设计使学生进一步巩固单片机原理及应用的基本概念、基本理论，分析问题的基本方法，增强系统地运用已学的理论知识解决实际问题的能力和查阅资料的能力。
培养一定的自学能力和独立分析问题、解决问题的能力，能通过独立思考、查阅工具书、参考文献，寻找解决方案。
二、课程设计的内容和要求课题一：题目：数字音乐盒的设计设计要求：以单片机为核心，设计一个数字音乐盒：利用I/O口产生一定频率的方波，驱动蜂鸣器，发出不同的音调，从而演奏乐曲（最少3首乐曲，每首不少于30s）。
采用LCD显示信息。
a. 开机时有英文欢迎提示字符，播放时显示歌曲序号（或名称）。
b. 可通过功能键选择乐曲、暂停、播放。
课题二：题目：单片机电梯控制器设计要求：以51单片机和步进电机为核心设计单片机电梯控制器，要求具备如下基本功能。
显示：要求实现5层控制，实时显示电梯所在楼层号位置；升降控制：采用一台步进电机，利用电机的正反转来模拟电梯的升降；具备不可逆响应的功能：电梯上升途中只响应上升呼叫，下降途中只响应下降呼叫，任何反方向呼叫均无效。
课题三：题目：抢答器设计设计要求：1）抢答器的抢答路数为6路；2）设置一个系统清除和抢答控制开关s，开关由主持人控制；3）抢答器具有定时抢答功能：且一次抢答时间由主持人设定为30秒，当主持人启动开始按键后，定时器进行倒计时，并在数码管上显示计时间；4）系统采用2个数码管显示，抢答启动后首先显示时间，当有人抢答时，显示抢答人员所对应的编号；5）抢答器具备锁存与显示功能，当选手按下按钮时，锁存相应的编号，扬声器发生声响提示，并在数码管上显示该选手的编号，选手抢答实现优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
课题四：题目：4×4矩阵键盘设计要求：1）设计4×4矩阵键盘，共16个键；2）每个键位具有一个固定的键码，用十六进制表示为0H～FH；3）当按下一个键时用数码管显示其对应的键码。
基于C51单片机的温度控制系统应用系统设计(附程序)
基于C51单片机的温度控制系统应用系统设计（附程序）基于C51单片机的温度控制系统应用系统设计--------- 单片机原理及应用实践周设计报告姓名：班级：学号：同组成员：指导老师：成绩：时间：2011 年7 月3 日单片机温度控制系统摘要温度是日常生活中无时不在的物理量，温度的控制在各个领域都有积极的意义。
很多行业中都有大量的用电加热设备，如用于热处理的加热炉，用于融化金属的坩锅电阻炉及各种不同用途的温度箱等，采用单片机对它们进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点，而且还可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量。
因此，智能化温度控制技术正被广泛地采用。
本温度设计采用现在流行的AT89S51单片机，配以DS18B2数字温度传感器，上、下限进行比较，由此作出判断是否触发相应设备。
本设计还加入了常用的液晶显示及状态灯显示灯常用电路，使得整个设计更加完整，更加灵活。
关键词：温度箱；AT89C52 LCD1602单片机；控制目录1引言11.1温度控制系统设计的背景、发展历史及意义11.2温度控制系统的目的11.3温度控制系统完成的功能12总体设计方案22.1方案一 22.2方案二 23DS18B20温度传感器简介73.1温度传感器的历史及简介73.2DS18B20的工作原理7DS18B20工作时序7ROM操作命令93.3DS18B20的测温原理98B20的测温原理：9DS18B20的测温流程104单片机接口设计124.1设计原则124.2引脚连接12晶振电路12串口引脚12其它引脚135系统整体设计145.1系统硬件电路设计14主板电路设计14各部分电路145.2系统软件设计16 系统软件设计整体思路系统程序流图176结束语2116附录22参考文献391引言1.1温度控制系统设计的背景、发展历史及意义随着社会的发展，科技的进步，以及测温仪器在各个领域的应用，智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。
基于单片机的全自动洗衣机系统设计
基于单片机的全自动洗衣机系统设计一、本文概述随着科技的进步和人们生活水平的提高，家用电器在日常生活中扮演着越来越重要的角色。
全自动洗衣机作为其中的一种，其便捷性和高效性受到了广大用户的青睐。
传统的洗衣机设计在智能化、节能性、操作简便性等方面仍有待提升。
为此，本文提出了一种基于单片机的全自动洗衣机系统设计，旨在通过技术创新和智能控制，为用户提供更加人性化、高效且节能的洗衣体验。
本文将详细介绍该系统的设计原理、硬件构成、软件编程以及实际应用效果。
我们将对单片机的选择及其在系统中的作用进行阐述，同时分析洗衣机控制系统中所需的传感器和执行器。
接着，我们将深入探讨软件设计的关键技术和算法，包括控制逻辑的实现、人机交互界面的设计以及故障检测和处理机制。
我们将通过实际测试和用户体验反馈，对该系统的性能进行评估和优化。
本文旨在提供一种基于单片机的全自动洗衣机系统设计方案，为相关领域的研究和实践提供有益的参考和借鉴。
通过不断优化和创新，我们期待这种智能化、高效且节能的洗衣机能够在未来得到更广泛的应用，为人们的生活带来更多便利和舒适。
二、系统总体设计全自动洗衣机系统的设计，基于单片机作为核心控制器，旨在实现洗衣机的全自动化和智能化。
整个系统由单片机、电机驱动模块、水位检测模块、洗涤剂投放模块、温度控制模块、显示模块和用户交互模块等多个子模块组成。
我们选择一款性能稳定、价格适中且易于编程的单片机作为本系统的核心控制器。
该单片机将负责接收用户输入指令、处理传感器信号、控制各功能模块以及实现与显示模块的通信。
通过编程，单片机能够实现对洗衣机的全面控制，包括启动、停止、调整洗涤方式、设定洗涤时间等功能。
电机驱动模块是洗衣机的动力来源，负责驱动洗衣机的电机进行旋转。
我们选用一款能够驱动电机正反转且具备调速功能的驱动模块，通过单片机输出的PWM信号实现对电机转速的精确控制。
电机驱动模块还具备过流保护功能，以确保系统的安全可靠。
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
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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
单片机温度控制系统的总体设计
电流 ， 有 一 定 余 量 ， 可 能 的情 况 下 尽 量加 大线 并 在 径 。一般 情况 下 ， 源 和地 线 应 至 少 保 证 ５ ｒ ｌ 电 ０ ｉ 以 ａ 上， 信号 线一般为 １ ｒ ｌ ２ ｉ ａ 。
１２ ３ 可靠性 设计 ．．
单片机应 用系统 的可靠性 是指 在指 定 的应用 环
理 图， 焊接 上 了元件 ， 完成 了硬件调试 。根据硬件 的设计和单 片机温度控制 系统所要 实现的功能 ， 本文对软件也进
行 了一 一 设 计 ， 经过 反 复 的模 拟 运行 、 试 ， 改 简 化 了软 件 系统 ， 后 形 成 了一 套 完 整 的 程序 系统 。 并 调 修 最 关键词 单 片机 ８７ Ａ Ｃ ８ ４ ２９ Ｄ ００
境 和条件下 ， 系统 稳定 的工作 能力 。单 片 机 系统 已 逐 步深入到 各个 领 域 ， 对单 片机 系 统工 作 的 可靠 性 也就 提出 了越来越 高 的要求 。因为 系统 一旦 出现 问
制。
图 １ 单 片 机 温 度控 制 系统 原 理 图 １２ 硬 件 设 计 ．
１２ １ 硬件原 理设计 ．． 硬件 原 理 设 计 的 任 务 是 设 计 并 绘 制 硬 件 原 理
图， 主要 应从 以下 几个方 面考 虑 。
（ ） 系统 设计 １用 包括 微处 理器 的选择 、 序存 储 器 的选 择 、 程 晶振 的选 择 、 复位 电路 的设计 、 资源 的分 配使用 等 。 （ ） 程 ＩＯ通 道设计 ２过 ／ 包括 开 关 量 ＩＯ通 道 ， 口电 路 、 口地 址 问 ／ 接 端
制 系统还 广 泛应 用 于其 他 领 域 ， 用 途 很 广 的一 类 是 工业 控制 系统 。温度 控制 系统 常 用来 保 持 温度 恒 定
单片机原理与应用系统设计 第09章 单片机应用系统设计实例
9.1.3 控制程序：总体设计
系统上电
中断服务程序入口 保护现场 清除中断标志 TF2
上电初始化
启动定时器
读取 AD转换的结果
读 P1口数据
CPU工作指示 启动 AD转换 计算控制量
根据 P1口数据查 表，得到 Kp,Kv,Ka Ki四个增益参数
N
停机？
更新 PWM脉宽 恢复现场 中断服务程序返回
率管GS极上导通电压14.3V，关断电压为-0.7V。关断负压的设计可以使得
功率管可靠地截止。此外，栅极驱动电阻取为20Ω。
9.1.2 电路设计：驱动与吸收保护电路
(1) 续流和吸收保护电路 电磁铁是感性元件，为此应使用快恢型二极管D1为电感L提供续流回 路，以防止MOSFET关断时漏极电位急剧上升而损坏功率管。图中，R、C、 D组成的吸收网络能够吸收MOSFET在开关时刻的电压和电流尖峰。其中，C 用于限制MOSFET的漏极-源极间电压突变，R用于限制MOSFET开通时C的放 电电流，D则便于在MOSFET关断时，C能迅速吸收MOSFET上的关断尖峰。
磁悬浮球演示系统是一个典型的嵌入式数字控制系统，由电磁铁、 铁磁性小球及控制部分组成，其电磁铁通电后产生磁场，吸引铁磁性小
球，动态调节电磁铁中的电流，可使其产生的电磁吸力等于小球的重量，
从而使小球悬浮在空中保持不动。这个动态调节的过程称为磁悬浮控制。 本例进行磁悬浮球演示系统的设计，首先介绍系统组成以及磁悬浮控制
9.1.1 组成及工作原理：悬浮控制原理
d0 , i0 线性化后，可得到系统的传递函数为：
G s d s Ki i s ms2 K d
设额定悬浮间隙为 d 0 ，额定电磁铁平均电流为i0 ，将上述模型在
ATC单片机应用系统的设计与调试
包括机箱、面板、配线、接插件等。必须考虑到安装、调试、 维修的方便。另外，硬件抗干扰措施也必须在硬件设计时 一并考虑进去。
因6264、2764都是8KB，故需要13条低位地址线（A12～A0）进 行片内寻址，低8位地址线A7～A0经8D锁存器74LS373输出， 图中没有画出。其他三条高位地址线A15～A13经3-8译码器 74LS138译码后作为外围芯片的片选线。图中尚剩余三条地 址选择线Y7*～ Y5* ，可扩展三片存储器芯片或外围I/O接口 电路芯片。
第13章 AT89C51单片机应用系统的设 计与调试
13.1 AT89C51 单片机应用系统的设计步骤 设计一个单片机测控系统，一般可分为四个步骤： （1）需求分析，方案论证和总体设计 需求分析:被测控参数的形式（电量、非电量、模拟量、数字量
等）、被测控参数的范围、性能指标、系统功能、工作环境、 显示、报警、打印要求等。 方案论证:根据要求，设计出符合现场条件的软硬件方案，又要 使系统简单、经济、可靠，这是进行方案论证与总体设计一 贯坚持的原则。
（5）预留A/D和D/A通道。和I/O端口同样的原因，留出一些 A/D和D/A通道将来可能会解决大问题。
2．以软代硬
原则上，只要软件能做到且能满足性能要求，就不用硬件。 硬件多了不但增加成本，而且系统故障率也会提高。以软 带硬的实质，是以时间换空间，软件执行过程需要消耗时 间，因此这种代替带来的问题就是实时性下降。在实时性 要求不高的场合，以软代硬是很合算的。
2．总线驱动
设计时，有时要扩展多片芯片，注意AT89C51的I/O口驱动能力。
AT89C51有4个并行双向口，P0、P1、P2、P3 4个口的驱动能力 不同，P0口的驱动能力较大，每位可驱动8个LSTTL输入， 当其输出高电平时，可提供400A的电流；
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。
n第八章_80C51单片机的应用系统实例(1)
第八章
80C51单片机的应用系统 实例
② 负电压发生电路主要产生一个-5 V的 电压，为仪表放大器U4（INA118）提供负 电源。电路由U7（7660）和电容C5、C6组 成。 ③仪表放大器U4（INA118）可将压力传 感器桥路输出的毫伏(mV)级电压放大，以 适应VF变换器U5（AD654）的需要。电阻 R7是调节仪表放大器的放大倍数用的。
第八章
80C51单片机的应用系统 实例
图8-2 主机板电路原理图
第八章
80C51单片机的应用系统 实例
(2) 信号电路板 信号电路板电路原理图如图8-3所示。它 通过插座W1与主机板联接，通过插座W与 压力传感器相联，通过插座W′与流速传感 器相联。其中包含压力信号调理电路、流 速信号调理电路和模拟电源控制电路。
第八章
80C51单片机的应用系统 实例
图8-3 信号电路板电路原理图
第八章
80C51单片机的应用系统 实例
(3) 通信接口板电路 通信接口板电路的原理图如图8-4所示。 当系统从井下采集完数据回到地面或进行 标定实验时，该板用插座W1’与主机板上的 W1联接。
第八章
80C51单片机的应用系统 实例
第八章
80C51单片机的应用系统 实例
2) 流速数据采集子程序 设定T0为定时器,定时时间为100 ms/次，采集时 间为6 s=100 ms/次×60次；设定 T1 为计数方 式，所计流量脉冲写入片外RAM中。
第八章
LIU: MOV MOV MOV MOV MOV
80C51单片机的应用系统 实例
第八章
8.1.1
80C51单片机的应用系统 实例
设计目标 本系统使用89C51作为控制芯片，对来自压力 及流速传感器的信号进行采集，并把采集到的数 据存放在数据存储器中。系统可以工作在标定和 实际测量两种工作状态下。标定状态是为了修正 系统误差而在测量前进行一组标准压力和流速数 据的测量。具有可与通用计算机联接的串行通信 接口。在等待状态时，系统工作在低功耗方式。 系统具有工作状态显示系统，可以显示标定、测 量、通信、等待等不同的工作状态。
第9章MSP430单片机应用系统设计实例
图9.1.3 板载仿真器部分电路原理图
9.1 MSP430F5529 Launchpad
2. BoosterPack接口 BoosterPack接口是MSP430F5529 LaunchPad的一大特色，正是由于BoosterPack的存在，MSP430单片机的扩展应 用才变得方便。MSP430F5529单片机片内有128 kB的Flash和10 kB的SRAM，以及SPI、SCI、I2C、ADC、DMA和 USB2.0等丰富的外设资源。MSP430F5529 LaunchPad通过BoosterPack接口引出4组SPI、2组I2C和2组UART功能引脚 ；同时，还包括多组定时器、比较器、DMA及ADC的引脚。这些丰富的引脚为外部扩展功能的实现提供了必备的 条件。BoosterPack接口上的资源和功能如图9.1.4所示。
电压可达7V；EN是芯片的使能端，高电平有效；芯片的输入IN端和输出OUT端，都通过陶瓷电容接
地，对噪声进行滤波；NR/FB通过旁路电容接地，可以减小输出噪声及增加供电电压的抑制比(PSRR)。
图9.1.9 TPS77301可调输出电压电路
图9.1.10 TPS73533固定输出电压电路
9.1 MSP430F5529 Launchpad
9.1.3 软件开发
为了帮助初学者更好地学习和使用MSP430F5529 LaunchPad，我们开发了相应的板载实验程序。该板 载实验程序为一个完整的CCS软件工程，不仅能够 应用MSP430F5529单片机的USB通信模块、定时器 模块、外部中断模块等，也能够使用该开发板上的 所有硬件资源，即在一个软件工程下，完成对实验 板上所有硬件资源的测试。板载实验程序软件流程 图如图9.1.11所示。其中，USB通信控制实验为整个 板载实验的主体框架，通过上位机输入相应的命令， 利用USB通信将相应的命令发送给MSP430单片机， 从而控制程序的流向，进入相应的实验。该板载实 验程序包括USB通信控制实验、GPIO输出控制实验、 定时器计时中断实验、PWM产生实验和按键外部中 断实验。
12单片机原理与应用(同济出版社魏鸿磊)：第十二章 单片机应用系统设计
while(i--) //南北绿灯闪5秒
while(i--) //南北绿灯闪5秒
{
{
second = 0;
second = 0;
while(second < 1);
while(second < 1);
GREEN_E = !GREEN_E;
GREEN_W = !GREEN_W;
}
}
GREEN_E = 1;
uchar count=0;
uchar second=0;
DATE: 2019/6/25
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三、单片机应用系统设计举例
void init() {
TMOD = 0x01; //选择16位的定时器 EA=1; //开总中断和定时器0中断 ET0=1; //开定时器0中断 TL0 = (65536-46083)%256; TH0 = (65536-46083)/256; //定时器设定50ms溢出 RED_S = 0; //南方向的红灯 YELLOW_S = 1; //南方向的黄灯 GREEN_S = 1; //南方向的绿灯 RED_N = 0; //北方向的红灯 YELLOW_N =1; //北方向的黄灯 GREEN_N =1; //北方向的绿灯 RED_E = 0; //东方向的红灯 YELLOW_E = 1; //东方向的黄灯 GREEN_E = 1; //东方向的绿灯 RED_W = 0; //西方向的红灯 YELLOW_W = 1; //西方向的黄灯 GREEN_W = 1; //西方向的绿灯 }
GREEN_W = 1;
YELLOW_E = 0;
YELLOW_W = 0;
while(second < 5); //5秒延时
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单片机应用系统总体设计
• 1．用户需求分析 • 对用户提出的功能需求、技术指标等，进行必要的 可行性论证。明确设计任务，并以书面形式确定以 下几方面的内容，经用户认可，形成设计任务书。 • (1)产品名称； (5)总体要求； • (2)设计目的； (6)设计周期； • (3)系统功能要求； (7)设计费用； • (4)系统性能指标； (8)其他。
2．构建系统总体架构
• 根据设计任务书的要求，在满足功能、性能等用户 需求的基础上，初步提出可选技术路线，并对各方 案进行必要的分析，充分听取方方面面的意见，选 择一种实施方案。 • 实施方案中的系统总体架构应以用户需求为出发点。 主要包括：选择机型；根据需要确定扩展；确定主 要的软硬件功能；明确用户界面(键盘、显示、打印 等)的形式；确定系统的结构(或建议，经用户确认)； 单片机内部资源分配及任务分解。
2．构建系统总体架构
• 在总体设计阶段应形成总体报告（实施方案）和设计任务书。报 告形成后，就可分成两组进行同步设计了。第一组负责硬件，第 二组负责软件，两个组由项目负责人协调。有的时候项目较小或 者其它原因,只有一个人,就要先设计硬件部分,然后交给线路板 厂制版,在此期间开始软件设计。
2．构建系统总体架构
传统的单片机应用产品开发流程如图11-1所示：
图11-2 新的产品开发流程图
现在有了Proteus软件，不等做出电路板就可以提 前进行功能测试，大大节省了时间和金钱成本，其 流程可以修改成如上。