单片机应用系统设计
单片机应用系统设计实例
初始化:
uchar code a[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; //段码组合,共阴极
uchar m=0; //计数循环变量
uint n=0; //计数值
3
2
1
void timer0(void) interrupt 1 { TH0=0x3C; TL0=0xB0; m++; if(m==19) {m=0; n++; P1_0=~P1_0; } }
05
中断初始化
06
延时功能
07
中断服务程序设计
3.2软件设计
中断服务程序设计
中断初始化
触发方式设置
中断允许控制
中断初始化
IT0=1;
EA=1;
EX0=1;
中断服务程序
函数名()interrupt n [using m ]
{ }
Void int0(void) interrupt 0
/* 外部中断0的服务函数定义,使用第二组工作寄存器组*/
}
如何设计硬件和软件?
用1个LED发光二极管,设计一个循环闪烁的指示灯。
注意:在接下来的仿真中,省略时钟及复位电路。
1.2软件设计
01
初始化
02
51头文件、宏定义
03
主程序,即main()程序
04
灯的亮灭控制
05
延时功能
06
延时子程序设计
void main(void) { while(1) { P1_0=0; delay(5000); P1_0=1; delay(5000); } }
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。
《单片机应用系统设计》教学大纲及知识点
《单片机应用系统设计》课程教学大纲一、本课程的地位、作用和任务本课程是在学生学完电子技术类基础课程和微机应用类基础课程之后,为加强对学生技术应用能力的培养而开设的体现电子技术、计算机技术综合应用的综合性课程。
本课程的任务是使学生获得单片机应用系统设计的基本理论、基本知识与基本技能,掌握单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法,并了解单片机在测量、控制等电子技术应用领域的应用。
初步具备应用单片机进行设备技术改造、产品开发的能力。
二、理论教学内容绪论单片机概述0.1 引言0.2 单片机的特点0.3 单片机的发展0.4 MCS-51单片机系列简介第一章MCS–51单片机的结构和原理1. 1 单片机的内部结构1. 2 MCS–51的外部引脚及功能1. 3 MCS–51的存储器配置1. 4 并行输入/输出接口电路1. 5 时钟电路与时序1. 6 MCS –51最小系统设计第二章MCS-51的指令系统2.1 MCS-51指令系统概述2.2 数据传送类指令2.3 算术运算类指令2.4逻辑运算及移位类指令2.5 控制转移类指令2.6 布尔变量操作类指令第三章汇编语言程序设计3.1 汇编语言源程序的格式3.2 伪指令3.3 汇编语言程序举例第四章MCS—51的中断与定时4.1 MCS—51单片机的中断系统4.2 MCS–51的定时/计数器第五章存储器扩展技术5.1 概述5.2 程序存储器的扩展5.3 数据存储器的扩展5.4 PROME2及其扩展第六章I/O扩展技术6.1 I/O接口概述6.2 MCS-51并行I/O口的直接使用6.3 简单I/O扩展6.4 8255并行I/O口6.5 8155简介第七章键盘/显示器扩展技术7.1 单片机应用系统中的人机通道7.2 键盘及其接口7. 3 显示器及接口7.4 专用的8279键盘/显示器接口第八章模拟量输入/输出通道8.1 模拟量输入通道8.2 模拟量输出通道第九章MCS-51的串行通信9.1 串行通信基础9.2 串行接口的构成与工作方式9.3 串行口的典型应用9.4 单片机的多机通信9.5 RS-232C串行总线第十章应用程序设计技术10.1 智能仪表的一般结构10.2 单片机应用系统设计举例第十一章高性能单片机PIC16F8XX介绍11.1 PIC16F87X的特点11.2 PIC16F87X的结构与配置11.3 PIC16F87X的功能部件11.4 PIC16F87X的应用举例三、实践教学的内容和要求实验一联机仿真操作练习实验目的:进一步掌握开发工具的应用实验内容:学习PC机与开发机联机仿真的操作方法实验二指令系统和编程练习实验目的:掌握8051单片机常用指令的使用和编程实验内容:用8051单片机的常见指令编写简单的多字节加减法程序。
单片机原理及应用系统设计
单片机原理及应用系统设计单片机是一种集成电路芯片,其中包含了微处理器、存储器、输入输出接口等功能模块。
它具有体积小、功耗低、性能高、可编程性强等特点,被广泛应用于各种电子设备和嵌入式系统中。
单片机原理和应用系统设计主要包括以下几个方面:1. 单片机的基本原理:单片机通常由CPU、存储器和外设接口等组成。
CPU负责执行指令,存储器用于储存指令和数据,外设接口用于与外部设备的连接。
2. 单片机的编程:单片机可以通过编写程序来实现各种功能。
常用的编程语言有汇编语言和高级语言(如C语言)。
编程时,需要先了解单片机的指令集和寄存器等硬件特性,然后使用适当的编译器将程序转换成机器码,最后通过下载工具将程序下载到单片机中执行。
3. 单片机应用系统的设计方法:在设计单片机应用系统时,首先需要明确系统的功能需求和硬件资源限制。
然后,依据需求选择适当的单片机型号,并设计硬件电路连接与外设接口。
接着,进行软件设计,编写相应的程序。
最后,通过仿真和测试验证系统的功能和性能。
4. 单片机应用系统案例:单片机在各个领域都有广泛的应用。
以家电控制为例,可以通过单片机设计实现智能家居系统。
通过单片机控制开关、传感器、驱动器等,实现家电设备的自动控制和远程控制,提高生活的便利性和舒适度。
5. 单片机的优点和挑战:单片机具有体积小、功耗低、成本低、可编程性强等优点,使得它在嵌入式系统中得到广泛应用。
但单片机的资源有限,编程和调试难度较大,对程序的效率和硬件资源的合理利用要求较高。
综上所述,单片机原理及应用系统设计涉及到单片机的原理、编程、应用系统设计方法、案例等方面内容。
掌握这些知识,可以帮助我们更好地理解和应用单片机技术,实现各种电子设备和嵌入式系统的设计与开发。
单片机应用系统设计的方法
4.选择检测元件 选择好被测参数的测量元件是影响控制系统精度的重要因素之
一。测量各种参数的传感器,如温度、流量、压力、液位、成分、 位移、重量、速度等,种类繁多,规格各异,因此要选择合适的检 测元器件。 5.选择执行机构
2.硬件设计的步骤
根据系统需要确定使用哪种结 构,确定系统中主要电路是最 小应用系统还是扩展系统。除 单片机外,系统中还需要哪些 扩展芯片、模拟电路等。
1
2
3
进行电路连接,绘制出完 整的电路连接图。
4
根据各输入输出数据的传送方 式确定是中断方式、查询方式 还是无条件方式等。
进行资源分配,各输入输 出信号应分别使用哪个并 行口、串行口、中断、定 时/计数器等。
执行机构是单片机控制系统的重要组成部件之一。执行机构的 选择一方面要与控制算法匹配,另一方面要根据被控对象的实际情 况决定。
6.软件和硬件的功能划分 软件和硬件功能的划分如同人的思想和躯干功能的划分一
样。在实际应用中,一旦一个系统功能确定,其软件和硬件的 功能就基本确定。但从另一方面说,具有相同功能的单片机应 用系统,其软硬件功能可以在很宽的范围内变化,一些硬件电 路的功能可以由软件来实现,反之亦然。软件替代硬件,可以 降低成本,但可能降低系统速度;硬件替代软件,会增加成本, 但也提高工作速度。
3.选择单片机 单片机种类繁多,选择合适的单片机是应用系统设计的关键。
一般可以从以下几个方面考虑: (1)所选的单片机型号必须有稳定、充足的货源,最好选择该
领域应用最广的单片机系列产品。 (2)根据系统的功能要求和各种单片机的性能,选择最容易实
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。
单片机应用系统设计 丘系
单片机应用系统设计丘系单片机应用系统设计是一门涉及电子技术、计算机科学和工程学等多个领域的综合性学科。
随着科技的不断发展,单片机应用系统设计在各个领域都有着广泛的应用,如家电控制、智能家居、工业自动化、医疗设备等。
本文将从丘系角度出发,探讨单片机应用系统设计的相关内容。
单片机应用系统设计需要考虑的一个重要方面是硬件设计。
硬件设计包括选择合适的单片机芯片、外围器件、电源管理电路等。
针对不同的应用场景,需要选择不同性能的单片机芯片,如51系列、STM32系列、PIC系列等。
外围器件的选择也至关重要,如传感器、执行器、通信模块等,它们与单片机之间的连接方式、通信协议等都需要仔细设计。
此外,电源管理电路的设计也是硬件设计中不可忽视的一部分,保证系统的稳定供电对系统的正常运行至关重要。
单片机应用系统设计中的软件设计也是至关重要的一环。
软件设计包括系统架构设计、算法设计、程序编写等多个方面。
系统架构设计是软件设计的基础,它确定系统的整体结构和模块划分,保证系统的可扩展性和可维护性。
算法设计是解决实际问题的关键,需要根据具体的应用场景选择合适的算法,并进行优化。
程序编写是软件设计的具体实现,需要根据系统需求编写代码,保证系统的功能完整和稳定。
单片机应用系统设计还需要考虑系统的测试和调试。
系统测试是验证系统功能和性能的重要手段,需要设计合适的测试用例,并进行全面的测试。
同时,系统调试也是确保系统正常运行的关键,需要找出系统中的问题并进行修复。
测试和调试是系统设计中不可或缺的环节,可以帮助发现问题并不断改进系统的性能和稳定性。
总的来说,单片机应用系统设计涉及多个方面,包括硬件设计、软件设计、测试和调试等。
只有综合考虑这些方面,才能设计出性能优越、稳定可靠的单片机应用系统。
希望通过本文的介绍,读者对单片机应用系统设计有更深入的了解,从而在实际应用中可以更加灵活、高效地运用单片机技朩。
单片机应用系统设计技术
单片机应用系统设计技术单片机应用系统设计技术是现代电子技术的重要组成部分,它在工业自动化、通信、消费电子等领域得到广泛应用。
本文将介绍单片机应用系统设计技术的基本原理和实际应用。
一、单片机应用系统设计技术的基本原理单片机是一种微型计算机,具有微处理器、存储器、输入输出端口等基本部件。
单片机应用系统设计技术是在单片机硬件平台上实现特定功能的软件系统设计技术。
它的基本原理是通过编写程序,利用单片机的计算、控制、通讯等功能,实现系统的自动化控制、数据采集、信息处理等功能。
单片机应用系统设计技术的核心是软件设计。
软件设计包括程序设计和系统设计两个方面。
程序设计是指编写程序实现特定功能,包括算法设计、数据结构设计、程序流程设计等。
系统设计是指根据系统需求,确定硬件平台和软件功能模块,进行系统模块之间的接口设计、数据传输协议设计等。
单片机应用系统设计技术在各个领域得到广泛应用,下面将以工业自动化和消费电子两个方面为例,介绍单片机应用系统设计技术的实际应用。
1.工业自动化在工业自动化领域,单片机应用系统设计技术被广泛应用于工业控制、仪表测量、机器人控制等方面。
例如,在自动化生产线上,通过编写程序控制机械手的运动,实现对产品的自动化生产;在仪表测量方面,通过编写程序读取传感器采集的数据,实现对工业生产过程的监测和控制。
2.消费电子在消费电子领域,单片机应用系统设计技术被广泛应用于家电控制、智能家居等方面。
例如,在智能家居中,通过编写程序控制家电的开关、温度调节等功能,实现对家居环境的智能化控制;在家电控制方面,通过编写程序实现对电视、音响等设备的遥控功能。
三、单片机应用系统设计技术的未来发展随着科技的不断进步和应用需求的不断增加,单片机应用系统设计技术的未来发展具有广阔的前景。
未来,单片机应用系统设计技术将更加注重软硬件的协同设计,实现更高效、更智能的系统控制和数据处理;同时,单片机应用系统设计技术也将更加注重系统的可靠性和安全性,保障系统运行的稳定性和安全性。
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
单片机应用系统设计技术基于C51的Proteus仿真第二版教学设计
单片机应用系统设计技术基于C51的Proteus仿真第二版教学设计一、前言单片机已被广泛应用于各种电气控制系统和通信系统中。
为了更好地学习单片机的应用,C51是一个较为常用的单片机,而Proteus是一种具有很好仿真和调试功能的软件,在单片机程序开发和调试方面,应用非常广泛。
本文主要探讨单片机应用系统设计技术基于C51的Proteus仿真的教学设计。
二、教学设计2.1 学生对象本教学设计主要是为电气、电子、通信等相关专业的学生和对单片机感兴趣的自学者准备的。
2.2 教学方法本教学设计主要采用讲解法和实验法相结合的教学方法。
其中,学生需要自主学习C语言、单片机的基本原理和常用电气元器件等知识,并通过实验和模拟仿真的方式深入了解单片机应用系统。
2.3 教学目标通过本教学设计,学生能够: 1. 掌握单片机应用系统设计的基本原理和技术;2. 熟练运用C51单片机进行编程和调试;3. 能够使用Proteus仿真软件进行电路仿真和调试。
2.4 教学内容本教学设计的主要内容包括以下几个方面: 1. 单片机系统的基本结构和原理;2. C51单片机的基本编程语言和编译工具;3. 单片机应用系统的仿真和调试方法;4. 基本电路设计和仿真实验。
2.5 教学流程本教学设计的具体教学流程如下: 1. 理论授课:介绍单片机应用系统的基本原理和技术,并介绍C51单片机的基本编程语言和编译工具等知识点; 2. 实验演示:利用示波器、电源等相关设备对C51单片机进行仿真和调试,同时介绍常用的单片机应用系统包括模拟电路、数字电路等的实现方法; 3. 学生自主学习:学生在教学完成后进行自主学习、实践和探究,完成基于C51的Proteus仿真实验设计。
三、教学评估为了更好地评估学生在教学过程中的学习效果和能力,本教学设计采用以下方式进行评估: 1. 实验报告:每个学生需要根据教学要求,独立完成相关实验,并撰写实验报告,以评估其对所学知识的掌握情况和实验设计能力; 2. 课堂测试:每个章节教学完成后,安排相应的测试,以测评学生对所学知识的掌握情况; 3. 学生互评:采用同伴评估的方式,让学生对其他学生的实验报告进行评估,以提高学生的互动和学习能力。
单片机应用系统的设计方法及实例(1)
P3 .3 P3.2 P3.1 P3 .0
+5V
图 8-6 动态扫描显示接口电路
;-----------------主程序------------------
STAR: ∶
∶
LOOP: ∶
ACALL S00EF
;将显示缓冲区内容送去显示
∶
∶
SJMP LOOP
;--------------送显示子程序--------------
P1.3 P1.2 P1.1 P1.0
D C B A LE
D C B A LE MC14495 …
D C B A LE
G
Y0
A
Y1
B
Y2
C
74LS138
Y7
图 8-3 采用译码器的静态显示接口电路
2.串行显示接口
8031
RXD TXD P1.0
AB CLK C LR
AB CLK C LR
… 74LS164
;置键有效标志
:
JNB
SETB
10H
R4,A RETUR
CLR
11H
CLR
10H
R4,#00H
11H,RETUR ;键有效标志等于0,未按过键,返回
SJMP
KEYDO
;键放开,转键处理
;置第一次发现键按下标志
;保存键值
;返回
;清键有效标志
;清第一次发现键按下标志
;清键值暂存单元
RRC JUS2 DOS1 JC DOS2 JC DOS3 JC ALMP ……
74 LS2 44
图 8-10 键盘与单片机的接口电路
开始
向所有的行输出 0
单片机应用系统设计实例
一、控制原理: 虚线表示允许水位变化的上下限。 水塔由电机带动水泵供水,单片 机控制电机转动以达到对水位控 制的目的。 ①当水位上升,达到上限时,因水导电,B、C棒连通+5V。b、c均为“1”,应停止电机和水泵的工作,不再供水; ②当水位降到下限时,B、C棒都不能与A棒导电。 b、c均为“0”,应启动电机,带动水泵工作,给水塔供水; ③当水位处于上下限之间时,B与A棒导通。 b为“1”, c为“0”,无论怎样都应维持原有的工作状态。
输出控制电路
输出高电平:双向可控硅导通,电热丝通电; 输出低电平:双向可控硅截止,电热丝断电。 8155 I/O端口的负载能力不足以驱动光电耦合器的发光 二极管,用1413作为功放。 控制算法:对于温度控制系统,系统具有大热惯性,系统采用脉冲宽度调制的控制方法。 也可用PID算法、Smith算法、Dalin算法等。
温度信号输入通道
MC14433是双积分3 ½ 位的A/D转换器:采用扫描的方法, 输出3 ½ 位的BCD码,从0000~1999共2000个数码。内部有时钟源(振荡器)。 VR:基准电压输入线,其值为200mV或2V; VX:被测电压输入线,最大为199.9mV或1.999V。 DS4~DS1:分别是个、十、百、千位的选通脉冲输出线; Q3~Q0 :BCD码数据输出线,动态地输出千位、百位、十位、个位值。 即DS4有效时,Q3~Q0表示的是个位值(0~9);依次类推。 EOC与INT0相接使得MC14433每次A/D结束后,同时启动下一次转换,使其处于 连续的A/D转换中,并使得单片机在中断服务程序中读入该次转换结果。
单击此处添加大标题内容
硬件:时钟电路片 软件:片内定时器 在单片机计时的过程中,每一次秒加1,都与规定的作 息时间比较,如比较相等就进行电铃或扩音设备的开关控制。 本系统共有4项控制内容:接通电铃和断开电铃; 接通和断开扩音设备。 由P1口输出控制码进行控制,其控制码定义为: 接通电铃:0FEH 断开电铃:0FDH 接通扩音设备:7FH 断开扩音设备:0BFH
单片机应用系统设计方法与实例
第11章 单片机应用系统设计方法与实例
第一节 单片机应用系统的研发步骤
11.1.4 系统调试、测试与运行
在系统调试阶段,考查的重点是解决本系统与其它设备的连接适应性、外观造型与机箱结构设计、长期运行可靠性、发热情况的影响等。测试不仅包括定性测试,更要做严格的定量测试,以确保精度、速度等满足设计指标,还要进行安全测试、EMC测试、高低温工作与存储等耐候性测试,以便于及早发现设计中的不足并改进。正式投产之前,还要进行一定数量的试生产,以验证批量产品的一致性、是否适合批量生产工艺等。
第11章 单片机应用系统设计方法与实例
第二节 单片机应用系统设计方法
3. 接 地
接地分为两大类:一是真正的接大地,如设备的机箱外壳、机架等裸露的金属部分均要求通过较低阻抗接入大地,这也称为安全地,主要为确保接触设备的人的安全而设置。二是工作地,即设备用电回路的电压参考点。工作地是为保障电路系统正常工作而设置,一个设备中如果有多个独立电源及用电回路,就存在多个工作地。
实例1:公交车车上人数统计器
功能
第11章 单片机应用系统设计方法与实例
公交车内的人数一般不会超过100人,采用2位LED数码管显示即可,当前车内人数=总上车人数-总下车人数,因此,只要能够分别检测旅客上车和下车的信息,即可进行统计,为此规定公交车的前门上车,后门下车,分别在上车门和下车门上安装开关型传感器,人每经过上车门或下车门,即发出一个脉冲进入到单片机。信号以中断的方式进行检测,上车门检测到脉冲,车上人数加1,下车门检测到脉冲,车上人数减1。
11.2 硬件设计过程
第11章 单片机应用系统设计方法与实例
第二节 单片机应用系统设计方法
主要器件选型
原理图设计
确定器件封装
单片机应用系统设计技术-基于C语言编程课程设计
单片机应用系统设计技术-基于C语言编程课程设计概述单片机应用系统设计技术是现代电子技术中最重要的技术之一。
本课程旨在通过实践项目,提供基于C语言编程的单片机应用系统设计技术,为学生提供了一个理论与实践相结合的平台。
在该平台上,学生将通过设计并实现一个完整的基于单片机的应用系统,从而锻炼解决实际问题的能力,掌握单片机应用开发的基本原理和技术方法。
课程设计要求课程目标通过本课程的学习,学生应该掌握以下技能: 1. 了解单片机系统的结构;2.掌握C语言的基础知识;3.能够使用Keil C51编写单片机应用程序;4.理解通用串行总线(USB)和串行外设接口(SPI)等通信协议的基础知识;5.熟悉液晶显示屏,按键输入、模拟量采集等常用外设的原理;6.能够独立设计和实现从通讯硬件到单片机软件的完整项目。
项目要求通过本项目的实践,学生应该完成以下任务:1.设计一个基于单片机的应用系统,可以通过串行通信接口(UART)与PC机通信,完成数据的传输和处理;2.使用液晶显示屏和按键输入进行交互,通过按键控制显示内容,并能够实时采集和显示模拟量信号;3.独立设计和实现从通讯硬件到单片机软件的完整项目,包括硬件设计(包括电路原理图和PCB设计)和软件设计(包括Keil C51程序设计和系统测试)。
课程设计步骤第一步:系统设计根据项目要求,设计单片机系统结构图,并确定所需的外设和接口。
第二步:硬件设计根据系统设计的要求,进行硬件设计,包括PCB设计和电路原理图。
第三步:软件设计根据系统设计的要求,进行软件设计,包括Keil C51程序设计和系统测试。
第四步:调试测试完成硬件和软件的设计后,进行系统的调试测试,包括功能测试、性能测试和可靠性测试等。
第五步:项目评估根据学生的实际情况,在设计和实现完成后,评估项目的难度和质量,并进行总结和归纳,以便今后学习和工作中的借鉴。
常用单片机及其应用举例基于51单片机的应用1.基于51单片机的智能灯光控制系统2.基于51单片机的智能家居系统3.基于51单片机的数字锁控制系统4.基于51单片机的音乐播放器基于STM32单片机的应用1.基于STM32单片机的电子秤设计2.基于STM32单板机的湿度测量与显示系统3.基于STM32单片机的24小时温度监测系统4.基于STM32单板机的手势识别系统总结单片机应用系统设计技术是电子工程技术中不可或缺的基础技术之一。
单片机应用系统设计 稿本
单片机应用系统设计稿本单片机应用系统设计稿本随着科技的不断进步,单片机应用系统在各个行业中得到了广泛的应用。
单片机应用系统是将单片机作为核心控制器,通过软硬件的设计实现特定功能的系统。
单片机应用系统设计需要经过多个阶段,包括需求分析、硬件设计、软件设计以及测试等。
本文将介绍单片机应用系统设计的基本框架和流程。
一、需求分析需求分析是单片机应用系统设计的第一步。
在这个阶段,需要明确系统要实现的功能、性能要求、接口要求等。
同时,还需要考虑系统的可靠性、可维护性以及成本等方面的问题。
通过需求分析,可以明确系统的整体设计方向,为后续的工作奠定基础。
二、硬件设计硬件设计是单片机应用系统设计的第二步。
在这个阶段,需要根据需求分析的结果,设计系统的硬件框架。
硬件设计包括电路原理图设计、PCB设计、器件选型、硬件测试等。
电路原理图设计是硬件设计的核心,通过电路原理图设计可以明确各个模块的连接方式和信号传输方向。
PCB设计是电路原理图的具体实现,通过PCB设计可以将电路原理图转化为实际的电路板。
器件选型是硬件设计中重要的一环,需要根据应用的需求选择合适的器件。
硬件测试是硬件设计的最后一步,通过硬件测试可以验证硬件设计的正确性和可靠性。
三、软件设计软件设计是单片机应用系统设计的第三步。
在这个阶段,需要根据需求分析的结果和硬件设计的结果,设计系统的软件框架。
软件设计包括软件模块划分、算法设计、程序编写、调试等。
软件模块划分是软件设计的核心,通过软件模块划分可以将系统分成多个模块,方便程序编写和调试。
算法设计是软件设计中重要的一环,需要根据应用的需求选择合适的算法。
程序编写是软件设计的具体实现,通过程序编写可以将软件模块转化为实际的程序。
调试是软件设计的最后一步,通过调试可以验证软件设计的正确性和可靠性。
四、测试测试是单片机应用系统设计的最后一步。
在这个阶段,需要对系统进行整体测试,包括功能测试、性能测试、接口测试等。
通过测试可以发现系统中存在的问题,并进行修正。
单片机应用系统的设计与开发
单片机应用系统的设计与开发在当今科技飞速发展的时代,单片机作为一种集成度高、功能强大的微型计算机,已经广泛应用于各个领域。
从智能家居到工业自动化,从医疗设备到汽车电子,单片机的身影无处不在。
那么,如何设计和开发一个高效、稳定的单片机应用系统呢?这需要我们从多个方面进行考虑和实践。
一、需求分析在开始设计之前,充分了解和明确系统的需求是至关重要的。
这包括确定系统要实现的功能、性能指标、工作环境以及可能的限制条件等。
例如,如果是设计一个用于温度监测的单片机系统,我们需要明确测量的温度范围、精度要求、数据显示方式以及是否需要与其他设备进行通信等。
通过与客户或相关人员的沟通,以及对市场和现有类似产品的研究,可以更全面地把握需求。
同时,还需要对需求进行可行性分析,确保在技术、成本和时间等方面是可行的。
二、硬件设计硬件设计是单片机应用系统的基础。
首先,要选择合适的单片机型号。
这需要根据系统的需求来确定,例如处理能力、存储容量、引脚数量、功耗等。
常见的单片机品牌有 STM32、Arduino、PIC 等。
在确定单片机型号后,需要设计外围电路。
这包括电源电路、时钟电路、复位电路、输入输出接口电路等。
对于输入电路,要考虑信号的类型(模拟信号还是数字信号)、幅度和频率等,并选择合适的传感器和调理电路。
对于输出电路,要根据负载的类型和要求选择合适的驱动电路。
此外,还需要考虑电路板的布局和布线。
良好的布局和布线可以提高系统的稳定性和抗干扰能力。
要注意电源线和地线的宽度和走向,尽量减少信号的反射和串扰。
三、软件设计软件设计是实现单片机系统功能的核心。
首先,需要选择合适的编程语言和开发工具。
常见的编程语言有 C、C++和汇编语言等。
开发工具则包括 Keil、IAR 等。
在编写软件代码之前,要制定详细的软件流程和算法。
根据系统的功能需求,将整个任务分解为多个子任务,并确定每个子任务的执行顺序和逻辑关系。
在代码编写过程中,要注重代码的可读性和可维护性。
增强型8051单片机应用系统设计
功能定义
根据需求调研结果,明确 系统需要实现的功能,并 对其进行分类和整理。
性能指标
根据功能定义,制定系统 的性能指标,包括响应时 间、稳定性、可靠性等。Leabharlann 系统架构设计架构规划
根据系统需求和性能指标, 设计系统的整体架构,包 括硬件和软件两部分。
模块划分
将系统划分为若干个模块, 明确每个模块的功能和接 口,便于后续的硬件和软 件设计。
算法设计
根据系统需求和架构设计,设计系统的算法,包 括数据处理、控制策略等。
程序编写
使用C语言等编程语言,编写系统的程序代码,实 现算法的功能。
程序调试
通过仿真、实际测试等方式,对程序进行调试和 优化,确保软件的稳定性和可靠性。
04
实际应用案例
智能家居控制系统
系统功能
通过无线通信技术、传感器技术和智能控制算法,实现对家庭照明、空调、门 窗、安防等设备的远程控制和定时控制,提高家庭生活的便利性和舒适性。
具备高可靠性和稳定性,适应恶劣的工业环境;支持多种通 信协议和工业标准,方便与工业控制系统的集成;具备强大 的数据处理和算法处理能力,可实现复杂的控制逻辑和数据 处理。
智能仪表系统
系统功能
通过采集各种传感器数据和执行器状 态,实现对水、电、气等能源的自动 计量、远程抄表和智能控制,提高能 源利用效率和降低能源消耗。
重要性和应用范围。
通过实际案例和应用场景,展 示了增强型8051单片机在智能 家居、工业控制、物联网等领
域的应用效果和优势。
分析了增强型8051单片机在应 用系统设计中需要考虑的关键 因素,包括硬件设计、软件编 程、系统集成等方面。
总结了增强型8051单片机应用 系统设计的优点和不足,并提 出了改进和优化的建议。
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4)添加源程序文件到工程中。现在,一个空的源程序文件 “test1.asm”已经建立,但是这个文件与刚才新建的工程 之间并没有什么内在联系。我们需要把它添加到工程中去。 单击Keil C51 软件左边项目工作窗口“Target 1”上的 “+”,将其展开。然后右击“Source Group 1”文件夹, 会弹出如图19-20所示的选择菜单。单击其中的“Add Files to Group ‘Source Group 1’”项,将弹出如图 19-21所示的对话框。
数最好配置一下,仍然按“ ”图标进入编译环境设置,如 图19-25,找到“target”下的“Xtal (MHz)”项,填入 合适的晶振频率,比如12。最后点击“确定”。进入仿真状 态很简单,直接点击工具栏红色的“ ”图标。
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19.1 软件编译与调试
2)仿真窗口 (1)源程序窗口 Keil C51 调试界面的中间是源程序窗口。黄色箭头“ ”
所指为当前即将执行的代码。以深灰色标记的程序行是可以 执行的代码(当然,在调试过程中未必一定要去执行)。以 浅灰色标记的程序行不可作为代码来执行,它们是注释、空 行、标号或ROM 数据表。以绿色标记的程序行表示曾经执 行过的代码。如图19-26所示。
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19.1 软件编译与调试
6)单击Keil C51 工具栏的“ ”图标,弹出名为 “Options for Target ‘Target 1’”的对话框。单击 “Output”标签页,选中“Create HEX File”项,然后 “确定”。参见图19-22。
7)编译程序图19-23中1、2、3都是编译按钮,不同是1 是用于编译单个文件;2是编译当前项目,如果先前编译过 一次之后文件没有做动编辑改动,这时再点击是不会再次重 新编译的;3是重新编译,每点击一次均会再次编译链接一 次,不管程序是否有改动。在3右边的是停止编译按钮,只 有点击了前三个中的任一个,停止按钮才会生效。
请在文件类型下拉列表中选择Asm source file源文件, 再选择刚刚保存的文件“test1.asm”,按ADD按钮(请不 要多次点击“Add”按钮),最后按“Close”按钮,程序文 件已加到项目中了。这时可以点击Source Group1文件夹 图标左边的“+” 展开后查看。
5)输入程序(略)
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19.1 软件编译与调试
3)首先我们要在项目中创建新的程序文件或加入旧程序文 件。点击图19-18中1的新建文件的快捷按钮,在2中出现 一个名为“Text n”(其中n 表示序号)的文档,或通过菜 单File-New或快捷键Ctrl+N来实现。
点击图19-18中的3保存新建的程序,也可以用菜单 File|Save或快捷键Ctrl+S进行保存。因是新文件所以保 存时会弹出如图19-19的文件操作窗口,我们把第一个汇编 语言编写的程序命名为test1.asm,保存在项目所在的目录 中。注意:扩展名“.asm”不可省略。
第19章 单片机应用系统设计
19.1 软件编译与调试 19.2 十字路口交通灯模拟控制器设计 19.3 单片机与PC机的串口通讯设计 19.4 语音报站系统设计
19.1 软件编译与调试
19.1.1 WAVE600 的使用
1.建立新程序 1)选择菜单:文件|新建文件,如图19-1所示。 2)在出现的源程序窗口中输入所需编写的程序,如图19-2
6)加入包含文件,若没有包含文件,则可按取消键,此处 按取消键。如图19-6所示。
7)保存项目。在保存项目对话框中输入项目名称,注意此 处无须添加后缀名,软件会自动将后缀名设成“.PRJ”。按 保存键将项目存在与你的源程序相同的文件夹下。如图197所示。
2.调试程序 1)仿真器设置,选择菜单:设置|仿真器设置,在弹出的
“仿真器设置”对话框中,按图19-8设置,选择“使用伟 福软件模拟器”。点击“好”“好”结束仿真器设置。
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19.1 软件编译与调试
2)双击项目中JTXHD.ASM文件,选择菜单:项目|编译, 出现编译信息见图19-9。
3)点击,或按F8,程序单步执行。即按一次执行一条指令。 其他执行方法见图19-10。
1.建立工程 1)新建工程。点击Project菜单,选择弹出的下拉式菜单
中的New Project如图19-15。接着弹出一个名为 “Create New Project”的对话框,如图19-16,先选 择一个合适的文件夹准备来存放工程文件,如“C51” 是新 建的文件夹。在“文件名”中输入您的第一个程序项目名称, 这里我们用“test”,“保存”后的文件扩展名为uv2,这 是KEIL uVision2项目文件扩展名。 2)选择单片机: Keil C51 提示选择CPU 器件。在这里 我们选择Atmel公司的AT89S51。此时屏幕如图19-17 所示。一个空的Keil C51 工程建立完毕。
所示。 3)保存程序,选择菜单[文件|保存文件],保存时文件名称
必须带上后缀名“.ASM”,如图19-3所示。 4)建立新项目,选择菜单 :文件|新建项目,如图19-4所
示。 5)在弹出的窗口中,加入模块文件,选择刚才保存的文件
jtxhd.asm,如图19-5所示。
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19.1 软件编译与调试
4)在所需设置断点的指令上右键设置断点,如图19-11所 示。设置断点的目的是使程序执行到该处,达到调试程序的 目的。
5)查看结果,选择菜单:窗口|数据窗口|DATA,如图 19-12、图19-13,其他窗口见图19-14所示。
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19.1 软件编译与调试
19.1.2 Keil C的使用
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19.1 软件编译与调试
8)编译后的结果会生成Intel HEX 格式的程序文件 “test1.hex”,如图19-24。该文件可以被专门的芯片烧 写工具(例如Top2004 编程器)载入并最终烧录到具体的 芯片中。芯片安装到自己的电路板上,通电,就可以运行里 面的程序了。
2.调试程序 1)进入仿真状态 如果程序编译通过,就可以仿真了。在仿真之前,有一项参