第8章单片机应用系统设计精选PPT.ppt

第8章 单片机应用系统设计第1页，本讲稿共14页8.1 8.1 单片机应用系统设计的基本原则单片机应用系统设计的基本原则单片机典型应用系统单片机典型应用系统第2页，本讲稿共14页系统设计的原则系统设计的原则1.1.单片机机型的选择。单片机机型的选择。2.2.充分利用片内资源，简化设计。充分利用片内资源，简化设计。3.3.充分了解被控对象，设计上留有余地。充分了解被控对象，设计上留有余地。4.4.保证系统性能，力求高性价比。保证系统性能，力求高性价比。5.5.软件采用模块设计，合理利用编译系统。软件采用模块设计，合理利用编译系统。6.6.根据使用条件，合理利用抗干扰设计。根据使用条件，合理利用抗干扰设计。第3页，本讲稿共14页8.2 8.2 单片应用系统设计的过程单片应用系统设计的过程技术设计过程技术设计过程1.1.分析需求，用分析需求，用CADCAD设计硬件设计硬件线路原理图线路原理图。2.2.搭建搭建试验板试验板，编制，编制测试软件测试软件，对部分或全部电路进行试验，对部分或全部电路进行试验，确定硬件设计。确定硬件设计。3.3.用用CADCAD设计硬件设计硬件印制板图印制板图，并在专业生产厂加工。，并在专业生产厂加工。4.4.焊接并调试焊接并调试硬件。硬件。5.5.设计调试设计调试系统软件系统软件。工艺设计过程工艺设计过程1.1.电磁兼容设计。电磁兼容设计。2.2.使用人性化设计。使用人性化设计。3.3.安装方式及安装步骤设计。安装方式及安装步骤设计。4.4.测试方法及测试步骤设计。测试方法及测试步骤设计。5.5.工装夹具设计。工装夹具设计。第4页，本讲稿共14页考考机机定定型型样样机机联联调调总总体体设设计计总总体体论论证证任务分析确定功能、性能要求制定总体方案绘制硬件原理图绘制印制板图配置元器件硬件功能分配硬硬件件设设计计系统功能分配确定软硬件功能关系拟定调试方案确定算法与数据结构程序模块划分绘制程序流程图程序编写与仿真调试软软件件设设计计在样机中运行软件软硬件修改与完善反复调试以达到设计要求现场运行样机组装定型、软件固化编写技术文件及说明书单片机应用系统设计开发流程单片机应用系统设计开发流程第5页，本讲稿共14页8.3 8.3 单片机应用系统的开发工具单片机应用系统的开发工具1.1.单片机应用系统的开发工具单片机应用系统的开发工具 编程器 仿真器 调试接口第6页，本讲稿共14页 软件集成环境(1)伟福 V2.7第7页，本讲稿共14页(2)Keil uVision2第8页，本讲稿共14页2.2.应用系统的调试应用系统的调试PC电脑仿真器接口线仿真头用户系统方式一调试步骤PC电脑编程器接口线PC电脑用户系统调试接口方式一：电脑+模拟仿真软件+编程器方式二：电脑+在线仿真器方式三：电脑+调试接口（ICD、BDM、JTAG、RS232）编辑修改程序编译程序芯片插入用户系统模拟调试程序上电运行用户系统编程单片机芯片开发成功满足要求YN满足要求NY第9页，本讲稿共14页8.4 8.4 单片机应用系统的可靠性设计单片机应用系统的可靠性设计一.软件抗干扰1.数字滤波 算术平均值法、移动平均滤波法、防脉冲干扰平均值法、数字低通滤波器，等。2.软件陷阱例：在程序存储器程序段中加入00020000第10页，本讲稿共14页二二.硬件抗干扰（电磁兼容）硬件抗干扰（电磁兼容）如果设计不当，PCB工作时会使电路板内的电源电压和地电平产生波动，导致信号波形产生尖峰过冲、衰减振荡、反射、串扰、传输延时等问题，严重影响产品的功能。1.良好的接地方式 基本要求：保证地线电位尽量稳，消除各电路电流流经一个公共地线时阻抗所产生的噪声电压，避免形成环路。常见地：数字地、模拟地、屏蔽地、大地第11页，本讲稿共14页2.有效的滤波电路 抑制（导线）信号噪声：无源滤波电路、有源滤波电路 抑制分布参数噪声：去耦电容3.采用隔离技术 在单片机应用系统的输入、输出通道中，为减少干扰，普遍采用了通道隔离技术。用于隔离的器件主要有隔离放大器、隔离变压器、纵向扼流圈和光电耦合等，其中应用最多的是光电耦合器。第12页，本讲稿共14页光电耦合线性输入光电耦合线性输入光电耦合脉冲输入光电耦合脉冲输入光电耦合控制继电器光电耦合控制继电器光电耦合控制晶闸管光电耦合控制晶闸管典型光电耦合输入典型光电耦合输入/输出电路输出电路第13页，本讲稿共14页4.采用屏蔽技术隔离电磁干扰对信号的影响（包括导线和机箱屏蔽）。5.采用“看门狗”技术例：X5045 上电复位 看门狗定时器 电源电压检测 EEPROM存储器 第14页，本讲稿共14页