单片机原理第九章分解优秀PPT.ppt

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1、1第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用本讲主要内容本讲主要内容9.1 单片机应用系统的研制单片机应用系统的研制9.2 磁电机性能智能测试台的研制磁电机性能智能测试台的研制9.3 水产养殖水体多参数测控仪水产养殖水体多参数测控仪9.4 课程设计：单片机温度限制试验装置的研制课程设计：单片机温度限制试验装置的研制9.5 单片机的单片机的 C语言程序开发语言程序开发2第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用v主要内容：主要内容：v 从总体设计、硬件设计、软件设计、牢靠性设计、从总体设计、硬件设计、软件设计、牢靠性设计

2、、系统调试与测试等几个方面介绍了单片机应用系统设系统调试与测试等几个方面介绍了单片机应用系统设计的方法及基本过程，并给出了典型设计实例，同时计的方法及基本过程，并给出了典型设计实例，同时还简洁介绍了还简洁介绍了C51编程方法和编程方法和Keil C51开发系统。重开发系统。重点在于单片机应用系统开发的方法与实际应用，难点点在于单片机应用系统开发的方法与实际应用，难点在于将单片机应用系统开发的方法应用于实际工程中，在于将单片机应用系统开发的方法应用于实际工程中，设计出最优的单片机应用系统。设计出最优的单片机应用系统。3第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应

3、用v9.1 单片机应用系统研制过程单片机应用系统研制过程4第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用v9.1.1 总体设计总体设计v1明确设计任务明确设计任务v 细致进行目标分析，依据应用场合、工作环境、细致进行目标分析，依据应用场合、工作环境、具体用途，考虑系统的牢靠性、通用性、可维护性、具体用途，考虑系统的牢靠性、通用性、可维护性、先进性，以及成本等，提出合理的、详尽的功能技术先进性，以及成本等，提出合理的、详尽的功能技术指标。指标。v2器件选择器件选择v（1）单片机选择）单片机选择v 主要从性能指标如字长、主频、寻址实力、指令主要从性能指标如字长、主

4、频、寻址实力、指令系统、内部寄存器状况、存储器容量、有无系统、内部寄存器状况、存储器容量、有无A/D、D/A通道、功耗、价能比等方面进行选择。对于一般通道、功耗、价能比等方面进行选择。对于一般的测控系统，选择的测控系统，选择8位机即能满足要求。位机即能满足要求。5第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用（2）外围器件的选择）外围器件的选择 外围器件应符合系统的精度、速度和牢靠性、功耗、抗干扰等方面的要求。应考虑外围器件应符合系统的精度、速度和牢靠性、功耗、抗干扰等方面的要求。应考虑功耗、电压、温度、价格、封装形式等其他方面的指标，应尽可能选择标准化、模功

5、耗、电压、温度、价格、封装形式等其他方面的指标，应尽可能选择标准化、模块化、功能强、集成度高的典型电路。块化、功能强、集成度高的典型电路。3总体设计总体设计 总体设计就是依据设计任务、指标要求和给定条件，设计出符合现场条件的软、硬总体设计就是依据设计任务、指标要求和给定条件，设计出符合现场条件的软、硬件方案。并进行方案优化。应划分硬件、软件任务，画出系统结构框图。要合理安件方案。并进行方案优化。应划分硬件、软件任务，画出系统结构框图。要合理安排系统内部的硬件、软件资源。包括以下几个方面：排系统内部的硬件、软件资源。包括以下几个方面：（1）从系统功能需求动身设计功能模块。包括显示器、键盘、数据采

6、集、检测、通）从系统功能需求动身设计功能模块。包括显示器、键盘、数据采集、检测、通信、限制、驱动、供电方式等信、限制、驱动、供电方式等 （2）从系统应用需求安排元器件资源。包括定时器）从系统应用需求安排元器件资源。包括定时器/计数器、中断系统、串行口、计数器、中断系统、串行口、I/O接口、接口、A/D、D/A、信号调理、时钟发生器等。、信号调理、时钟发生器等。（3）从开发条件与市场状况动身选择元器件。包括仿真器、编程器、元器件、语言、）从开发条件与市场状况动身选择元器件。包括仿真器、编程器、元器件、语言、程序设计的简易等。程序设计的简易等。（4）从系统牢靠性需求确定系统设计工艺。包括去耦、光隔

7、、屏蔽、印制板、低功）从系统牢靠性需求确定系统设计工艺。包括去耦、光隔、屏蔽、印制板、低功耗、散热、传输距离耗、散热、传输距离/速度、节电方式、掉电爱护、软件措施等。速度、节电方式、掉电爱护、软件措施等。6第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用v9.1.2 硬件设计硬件设计v 由总体设计所给出的硬件框图所规定的硬件由总体设计所给出的硬件框图所规定的硬件功能，在确定单片机类型的基础上进行硬件设计、试功能，在确定单片机类型的基础上进行硬件设计、试验。进行必要的工艺结构设计，制作出印刷电路板，验。进行必要的工艺结构设计，制作出印刷电路板，组装后即完成了硬件设

8、计。组装后即完成了硬件设计。v 一个单片机应用系统的硬件设计包含系统扩展和系一个单片机应用系统的硬件设计包含系统扩展和系统的配置（依据系统功能要求配置外围设备）两部分。统的配置（依据系统功能要求配置外围设备）两部分。v1硬件电路设计的一般原则硬件电路设计的一般原则v （1）接受新技术，留意通用性，选择典型电路。）接受新技术，留意通用性，选择典型电路。v （2）向片上系统（）向片上系统（SOC）方向发展。扩展接口）方向发展。扩展接口尽可能接受尽可能接受PSD等器件。等器件。v （3）留意标准化、模块化。）留意标准化、模块化。v （4）满足应用系统的功能要求，并留有适当余）满足应用系统的功能要求，

9、并留有适当余地，以便进行二次开发。地，以便进行二次开发。v （5）工艺设计时要考虑安装、调试、修理的便）工艺设计时要考虑安装、调试、修理的便利。利。7第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用2 2硬件电路各模块设计的原则硬件电路各模块设计的原则单片机应用系统的一般结构单片机应用系统的一般结构 如下图所示。如下图所示。各模块电路设计时应考虑以下几个方面：各模块电路设计时应考虑以下几个方面：（1）存储器扩展：类型、容量、速度和接口，尽量削）存储器扩展：类型、容量、速度和接口，尽量削减芯片的数量。减芯片的数量。（2）I/O接口的扩展：体积、价格、负载实力、功能

10、，接口的扩展：体积、价格、负载实力、功能，合适的地址译码方法。合适的地址译码方法。8第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用 （3）输输入入通通道道的的设设计计：开开关关量量（接接口口形形式式、电电压压等等级级、隔隔离离方方式式、扩扩展展接接口口等等），模模拟拟输输入入通通道道（信信号号检检测测、信信号号传传输输、隔隔离离、信信号号处处理理、A/D、扩展接口、速度、精度和价格等）。、扩展接口、速度、精度和价格等）。（4）输输出出通通道道的的设设计计：开开关关量量（功功率率、限限制制方方式式等等），模模拟拟量量输输出出通通道（输出信号的形式、道（输出信号的

11、形式、D/A、隔离方式、扩展接口等）、隔离方式、扩展接口等）（5）人人机机界界面面的的设设计计：键键盘盘、开开关关、拨拨码码盘盘、启启/停停操操作作、复复位位、显显示示器、打印、指示、报警、扩展接口等。器、打印、指示、报警、扩展接口等。（6）通通信信电电路路的的设设计计：依依据据须须要要选选择择RS-232C、RS-485、红红外外收收发发等等通信标准。通信标准。（7）印印刷刷电电路路板板的的设设计计与与制制作作：专专业业设设计计软软件件（Protel，OrCAD等等）、设计、专业化制作厂家、安装元件、调试等。设计、专业化制作厂家、安装元件、调试等。9第第9 9章章 MCS-51MCS-51单

12、片机系统的开发应用单片机系统的开发应用 （8）负载容限：总线驱动。）负载容限：总线驱动。（9）信号逻辑电平兼容性：电平兼容和转换。）信号逻辑电平兼容性：电平兼容和转换。（10）电源系统的配置：电源的组数、输出功率、抗干扰。）电源系统的配置：电源的组数、输出功率、抗干扰。（11）抗抗干干扰扰的的实实施施：芯芯片片、器器件件选选择择、去去耦耦滤滤波波、印印刷刷电电路路板板布布线线、通道隔离等。通道隔离等。10第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用v9.1.4 软件设计软件设计11第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应

13、用1总体规划总体规划 结合硬件结构，明确软件任务，确定具体实施的方法，合理安排资源。定结合硬件结构，明确软件任务，确定具体实施的方法，合理安排资源。定义输入义输入/输出、确定信息交换的方式（数据速率、数据格式、校验方法、状输出、确定信息交换的方式（数据速率、数据格式、校验方法、状态信号等）、时间要求，检查与订正错误。态信号等）、时间要求，检查与订正错误。2程序设计技术程序设计技术 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：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

14、便）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便利，简洁完成，一个模块可以为多个程序所共享。其缺点是各个模块的连利，简洁完成，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确定难度。接有时有确定难度。（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）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觉。缺点是上一级试和连接同时按一个线索进行，程序错误可以较早的发觉。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

15、个程序的全面修改。修改。12第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用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：选择语数据结构、限制算法、存储空间安排，系统硬件资源的合理安排与运用，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，当满足设计要求后，将各程序模块依据软件结构设计的要求连接起来，即为软件装配。在软件装配时，应留意软件接口。13第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发

16、应用v9.1.5 系统调试系统调试v单片机应用系统的软、硬件制作完成后，必需反复进单片机应用系统的软、硬件制作完成后，必需反复进行调试、修改，直至完全正常工作，经过测试，功能行调试、修改，直至完全正常工作，经过测试，功能完全符合系统性能指标要求，应用系统设计才算完成。完全符合系统性能指标要求，应用系统设计才算完成。v 1硬件调试硬件调试v （1）静态检查）静态检查v 依据硬件电路图核对元器件的型号、极性、依据硬件电路图核对元器件的型号、极性、安装是否正确，检查硬件电路连线是否与电路图一样，安装是否正确，检查硬件电路连线是否与电路图一样，有无短路、虚焊等现象。有无短路、虚焊等现象。v （2）通电

17、检查）通电检查v 通电检查时，可以模拟各种输入信号分别送通电检查时，可以模拟各种输入信号分别送入电路的各有关部分，视察入电路的各有关部分，视察I/O口的动作状况，查看口的动作状况，查看电路板上有无元件过热、冒烟、异味等现象，各相关电路板上有无元件过热、冒烟、异味等现象，各相关设备的动作是否符合要求，整个系统的功能是否符合设备的动作是否符合要求，整个系统的功能是否符合要求。要求。14第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用2 2软件调试软件调试 程程序序模模块块编编写写完完成成后后，通通过过汇汇编编或或编编译译后后，在在开开发发系系统统上上进进行行调调试试

18、。调调试试时时应应先先分分别别调调试试各各模模块块子子程程序序，调调试试通通过过后后，再再调调试试中中断断服服务务子程序，最终调试主程序，并将各部分进行联调。子程序，最终调试主程序，并将各部分进行联调。3 3系统调试系统调试 当当硬硬件件和和软软件件调调试试完完成成之之后后，就就可可以以进进行行全全系系统统软软、硬硬件件调调试试，对对于于有有电电气气限限制制负负载载的的系系统统，应应先先试试验验空空载载，空空载载正正常常后后再再试试验验负负载载状状况况。系系统统调调试试的的任任务务是是解解除除软软、硬硬件件中中的的残残留留错错误误，使使整整个个系系统统能能够够完完成成预预定定的工作任务，达到要

19、求的性能指标。的工作任务，达到要求的性能指标。4 4程序固化程序固化 系系统统调调试试成成功功之之后后，可可以以将将程程序序通通过过专专用用程程序序固固化化器器固固化化到到ROMROM。15第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用5脱机运行调试脱机运行调试 将固化好程序的将固化好程序的ROM插回到应用系统电路板的相应位置，即可脱机运插回到应用系统电路板的相应位置，即可脱机运行。系统试运行要连续运行相当长的时间（也称为考机），以考验其稳定行。系统试运行要连续运行相当长的时间（也称为考机），以考验其稳定性。并要进一步进行修改和完善处理。性。并要进一步进行修改

20、和完善处理。6测试单片机系统的牢靠性测试单片机系统的牢靠性 单片机系统设计完成时，一般需进行单片机软件功能的测试，上电、掉单片机系统设计完成时，一般需进行单片机软件功能的测试，上电、掉电测试，老化测试，静电放电（电测试，老化测试，静电放电（ElectroStatic Discharge，ESD）抗扰度）抗扰度和电快进瞬变脉冲群（和电快进瞬变脉冲群（Electrical Fast Transient，EFT）抗扰度等测试。）抗扰度等测试。可以运用各种干扰模拟器来测试单片机系统的牢靠性，还可以模拟人为运可以运用各种干扰模拟器来测试单片机系统的牢靠性，还可以模拟人为运用中可能发生的破坏状况。用中可能

21、发生的破坏状况。经过调试、测试后，若系统完全正常工作，功能完全符合系统性能指标经过调试、测试后，若系统完全正常工作，功能完全符合系统性能指标要求，则一个单片机应用系统的研制过程全部结束要求，则一个单片机应用系统的研制过程全部结束16第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用9.2 磁电机性能智能测试台的研制磁电机性能智能测试台的研制9.2.1 系统概述系统概述 双缸摩托车上的磁电机有一个发电线圈和二个点火线圈，双缸摩托车上的磁电机有一个发电线圈和二个点火线圈，为摩托车供应前灯照明电压，及通过放电器为发动机的二个气为摩托车供应前灯照明电压，及通过放电器为发动

22、机的二个气缸供应点火信号，其质量干脆影响到摩托车的运行性能。目前，缸供应点火信号，其质量干脆影响到摩托车的运行性能。目前，磁电机性能测试普遍运用人工视察和推断的方法。磁电机性能测试普遍运用人工视察和推断的方法。通常接受通常接受标准针状放电器替代火花塞检测点火装置产生电火花的实力，标准针状放电器替代火花塞检测点火装置产生电火花的实力，用刻度盘加指针的方法来测取点火提前角，精度低，且效率低用刻度盘加指针的方法来测取点火提前角，精度低，且效率低下。为此研制了磁电机性能智能测试台，对双缸摩托车用磁电下。为此研制了磁电机性能智能测试台，对双缸摩托车用磁电机的多项参数进行自动测试。机的多项参数进行自动测试

23、。17第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用v测试内容、条件及标准如下测试内容、条件及标准如下v1点火线圈高压绝缘介电强度测试点火线圈高压绝缘介电强度测试v 在放电器极距为在放电器极距为11mm，磁电机转速为，磁电机转速为6000rmin时，放时，放电器应能产生每秒不少于电器应能产生每秒不少于50次的火花。次的火花。v2连续点火性能测试连续点火性能测试v 磁电机在放电器极距为磁电机在放电器极距为6mm时，最低连续点火转速为时，最低连续点火转速为280rmin，最高连续点火转速为，最高连续点火转速为13 000rmin，每次运行，每次运行20s，不能有缺

24、火现象不能有缺火现象v3照明及充电性能测试照明及充电性能测试v 直流负载用直流负载用2.2士士0.05 无感等效电阻，磁电机转速为无感等效电阻，磁电机转速为2400rmin时，直流负载电压大于时，直流负载电压大于13.5V；磁电机转速为；磁电机转速为6800rmin时，负载电压应小于时，负载电压应小于28V。v4点火提前角与自动进角测试点火提前角与自动进角测试v 点火提前角是磁电机的点火信号超前于摩托车活塞上死点点火提前角是磁电机的点火信号超前于摩托车活塞上死点的角度。磁电机转速为的角度。磁电机转速为28013000rmin的范围内，点火提的范围内，点火提前角应能从前角应能从15土土2随转速上

25、升而自动连续进角到随转速上升而自动连续进角到41土土2。280l 300rmin范围内点火提前角应为范围内点火提前角应为15土土2，600013000rmin范围内点火提前角为范围内点火提前角为41土土2。18第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用9.2.2 测试系统硬件设计测试系统硬件设计 磁电机性能智能测试系统硬件结构图磁电机性能智能测试系统硬件结构图19第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用接口电路原理图接口电路原理图20第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用接口

26、电路中有关节点电压波形接口电路中有关节点电压波形21第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用v9.2.4 程序设计程序设计 系统程序结构图系统程序结构图22第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用v中断服务程序流程图中断服务程序流程图23第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用9.3 水产养殖水体多参数测控仪水产养殖水体多参数测控仪 本系统以单片机为核心，接受本系统以单片机为核心，接受RS-485协议组建协议组建分布式限制网络，利用计算机自动检测养殖水池的温分布式限制网络，利

27、用计算机自动检测养殖水池的温度、溶氧含量、浑浊度等各环境因子，通过对增氧机、度、溶氧含量、浑浊度等各环境因子，通过对增氧机、电磁阀等执行机构的限制，可以把各项环境因子调整电磁阀等执行机构的限制，可以把各项环境因子调整到合适的范围，使鱼类生长在最适宜环境条件下，系到合适的范围，使鱼类生长在最适宜环境条件下，系统还可以自动对大量现场数据和曲线进行分析，实现统还可以自动对大量现场数据和曲线进行分析，实现参数的自校正和自适应限制，真正达到了低成本、高参数的自校正和自适应限制，真正达到了低成本、高效益的现代化水产养殖要求。在相关模型和软件支持效益的现代化水产养殖要求。在相关模型和软件支持下，工控机和下位

28、机均能在发生池水缺氧，温度、酸下，工控机和下位机均能在发生池水缺氧，温度、酸碱度不适等异样状况时自动发出报警信号。碱度不适等异样状况时自动发出报警信号。24第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用v监控系统硬件结构图监控系统硬件结构图25第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用vv传感器选型传感器选型传感器选型传感器选型vv温度与温度与温度与温度与PHPH值传感器：值传感器：值传感器：值传感器：vv 接受了配以导热系数较大的不锈钢爱护钢管的铂电阻元接受了配以导热系数较大的不锈钢爱护钢管的铂电阻元接受了配以导热系数较

29、大的不锈钢爱护钢管的铂电阻元接受了配以导热系数较大的不锈钢爱护钢管的铂电阻元件、玻璃电极和件、玻璃电极和件、玻璃电极和件、玻璃电极和vv参比电极组合在一起的塑壳可充式复合电极参比电极组合在一起的塑壳可充式复合电极参比电极组合在一起的塑壳可充式复合电极参比电极组合在一起的塑壳可充式复合电极(上海雷磁上海雷磁上海雷磁上海雷磁E E201201C C型复合电极型复合电极型复合电极型复合电极)。vv溶解氧传感器：溶解氧传感器：溶解氧传感器：溶解氧传感器：vv 原电池式薄膜电极（青岛昱昌科技有限公司的原电池式薄膜电极（青岛昱昌科技有限公司的原电池式薄膜电极（青岛昱昌科技有限公司的原电池式薄膜电极（青岛昱

30、昌科技有限公司的YC-DO-1YC-DO-1溶溶溶溶解氧传感器）。解氧传感器）。解氧传感器）。解氧传感器）。vv水位传感器：水位传感器：水位传感器：水位传感器：vv 全温度补偿低压力传感器；恒流供电，全温度补偿低压力传感器；恒流供电，全温度补偿低压力传感器；恒流供电，全温度补偿低压力传感器；恒流供电，0 070mV70mV；电压；电压；电压；电压线性输出；精度：线性输出；精度：线性输出；精度：线性输出；精度：vv气压传感器：气压传感器：气压传感器：气压传感器：vv JQYB-1A JQYB-1A型气压变送器，型气压变送器，型气压变送器，型气压变送器，0110Kpa,24VDC0110Kpa,2

31、4VDC供电，供电，供电，供电，05V05V输出，精度：输出，精度：输出，精度：输出，精度：北京昆仑海岸传感技术中心生产。北京昆仑海岸传感技术中心生产。北京昆仑海岸传感技术中心生产。北京昆仑海岸传感技术中心生产。26第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用前端桥式电路的输出：系统设计保证如下条件：系统设计保证如下条件：前端桥式电路放大倍数前端桥式电路放大倍数 27第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用vpH值调理电路值调理电路28第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用vA

32、/D与与D/A转换电路转换电路29第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用v单片机系统与看门狗电路单片机系统与看门狗电路30第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用v通信接口电路通信接口电路31第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用v限制面板电路限制面板电路32第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用系统主程序流程图系统主程序流程图33第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用v9.4 单片机温度

33、限制试验装置的研制单片机温度限制试验装置的研制v 单片机温度限制试验装置的系统框图见图。该系统主要单片机温度限制试验装置的系统框图见图。该系统主要由单片机及扩展电路、固态继电器（由单片机及扩展电路、固态继电器（Solid State Relay,简写简写为为SSR）、加热元件、）、加热元件、R/V变换电路、感温元件、铝块、变换电路、感温元件、铝块、PC机等组成。其中单片机及扩展电路包括机等组成。其中单片机及扩展电路包括8255、ADC0809、键、键盘、盘、LED显示器、显示器、RS232/TTL 电平转换电路及其它电路。电平转换电路及其它电路。34第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片

34、机系统的开发应用单片机系统的开发应用v电热丝为一般电烙铁用电热丝，用2根，固定在铝块的左右两侧深孔内，使铝块加温。v热敏电阻为负温度系数热敏电阻，其阻值随四周的温度上升而减小。热敏电阻嵌入铝块内部来感知铝块温度，通过R/V转换电路，将铝块温度转化为对应的电压。vADC0809为模/数转换器，将R/V转换电路的模拟输出电压转换为对应的数字量，送单片机。vSSR为过零触发固态继电器，只有在沟通电压的过零点旁边才能使双向晶闸管触发导通。该器件能对沟通电进行限制的最小周期为半个周波，即10ms。35第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用基本内容基本内容1.熟悉

35、单片机温控系统硬件结构和温控原理。了熟悉单片机温控系统硬件结构和温控原理。了解常用的温控算法。解常用的温控算法。2.编制测温程序。编制测温程序。A/D转换值在转换值在LED显示器上显显示器上显示，铝块温度由插入铝块深孔中的温度计读数示，铝块温度由插入铝块深孔中的温度计读数反映。实测铝块在升温顺降温过程中的温度反映。实测铝块在升温顺降温过程中的温度/A/D转换关系表。转换关系表。3.编制单片机温控程序，在编制单片机温控程序，在PC机上编译后，经机上编译后，经串行口下载到单片机，并调试。串行口下载到单片机，并调试。36第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用

36、v连线图37第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用v设计说明设计说明 1.1.数码管显示字形数码管显示字形 LED显示器是由发光二极管构成的字段组成的显示器。显示器是由发光二极管构成的字段组成的显示器。38第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用v设计说明设计说明显示程序任务：设置显示缓冲区设置显示缓冲区(7EH(7EH 79 H)79 H)，存放待显示数据和字符（位置码）。，存放待显示数据和字符（位置码）。显示译码：程序存储器中建立字形码常数表，查表得出对应数据和字符的显示译码：程序存储器中建立字形码常数表，查

37、表得出对应数据和字符的字形码。字形码。输出显示：输出字形码到显示端口输出显示：输出字形码到显示端口。n2.字位口表（从高位起）位置G5G4G3G2G1G0数值20H10H08H04H02H01Hn3.键盘显示原理图39第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用40第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用v设计说明设计说明v4.周波限制法：周波限制法：v 实现温度限制。以某一时间间隔（例如实现温度限制。以某一时间间隔（例如200ms）为）为1个限制周期个限制周期Tc，调整每个限制周期中加到固态继电，调整每个限制周期中加

38、到固态继电器输入端的限制信号器输入端的限制信号uc的宽度的宽度tp，即可变更加到电热，即可变更加到电热丝上的电压丝上的电压uo和平均功率。和平均功率。41第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用v模块流程模块流程(1)显示子程序模块 接受动态显示方式，即一位一位地轮番点亮（扫描）6位显示器。在8032RAM存储器中设置六个显示缓冲区单元7EH-79H，分别存放6位显示器的显示数据（从高到低）。42第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用(2)键盘输入模块试验系统有48的键盘结构（见键扫显示原理图）。键盘的行线通过电

39、阻接+5V，当键盘上没有键闭合时全部的行线和列线都断开，行线都为高电平。当键盘上某一键闭合时，则该键所对应的行线和列线都短路。CPU逐行逐列地检查键盘的状态，可推断键盘上有无键闭合。CPU对键盘上闭合键的键号确定，可依据行线和列线的状态计算求得，也可以依据行线和列线的状态查表求得。43第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用v主程序和主程序和T0T0中断服务程序。中断服务程序。vT0T0设定设定10ms10ms定时中断一次，对测量结果进行采样。定时中断一次，对测量结果进行采样。v调整周期定为调整周期定为0.50.5秒秒44第第9 9章章 MCS-51MC

40、S-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用v9.5 单片机的单片机的C语言程序开发语言程序开发1.Keil软件系统概述软件系统概述2.Keil uVision2 Keil uVision2 是优秀的单片机开发软件之一是优秀的单片机开发软件之一,读者可以向读者可以向Keil公司代理周立功网站索取并下载得到公司代理周立功网站索取并下载得到,解压后在解压后在Windows下下运行软件包中的运行软件包中的WINSetup.exe安装，在桌面上有安装，在桌面上有Keil uVision2图标图标,点击后出现如图所示界面，该集成软件开发平台，具有汇点击后出现如图所示界面，该集成软件开发平台，具有汇编

41、语言和编语言和C语言源代码编辑、编译、仿真于一体，它的人机界面语言源代码编辑、编译、仿真于一体，它的人机界面友好，操作便利，是友好，操作便利，是51单片机开发者的首选。单片机开发者的首选。45第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用v2.Keil Vision2软件的运行软件的运行v双击软件图标进入集成开发系统，如图所示，界面由双击软件图标进入集成开发系统，如图所示，界面由工程管理窗口、源程序编辑调试窗口和输出窗口组成，工程管理窗口、源程序编辑调试窗口和输出窗口组成，界面上还有菜单和工具栏。当系统工作时还有内存窗界面上还有菜单和工具栏。当系统工作时还有内

42、存窗口，变量视察窗口以及外围设备对话框出现，其中工口，变量视察窗口以及外围设备对话框出现，其中工程管理窗口有三个选择页面程管理窗口有三个选择页面File，Regs，Books。分别显示当前项目的文件结构、分别显示当前项目的文件结构、CPU的寄存器的值、的寄存器的值、CPU的附加说明文件。的附加说明文件。46第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用2.Keil Vision2软件的运行软件的运行47第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用v2.Keil Vision2软件的运行软件的运行48第第9 9章章 MCS-5

43、1MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用v2.Keil Vision2软件的运行软件的运行v在软件运用中还会出现下列窗口在软件运用中还会出现下列窗口1.主窗口（主窗口（Mainframe Window）可设置其它各种调试窗口，设置断点、视察点，修可设置其它各种调试窗口，设置断点、视察点，修改地址空间，改地址空间，v加载文件等等；加载文件等等；2.调试窗口（调试窗口（DEBUG Window）支持用户程序的各种显示方式，可连续运行，单步支持用户程序的各种显示方式，可连续运行，单步运行用户程序，运行用户程序，v并可在线汇编；并可在线汇编；3.吩咐窗口（吩咐窗口（Command Win

44、dow）支持吩咐行的输入；支持吩咐行的输入；4.视察窗口（视察窗口（Watch Window）可设置所要视察的变量、表达式等；可设置所要视察的变量、表达式等；5.寄存器窗口（寄存器窗口（Registe Window）显示内部寄存器的内容，程序运行次数等；显示内部寄存器的内容，程序运行次数等；6.串口窗口（串口窗口（Serical Windows）显示串口接收和发送的数据；显示串口接收和发送的数据；49第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用v2.Keil Vision2软件的运行软件的运行v在软件运用中还会出现下列窗口在软件运用中还会出现下列窗口v 7.

45、性能分析窗口性能分析窗口 显示所要视察的各程序段占用显示所要视察的各程序段占用CPU的空间；的空间；8.内存窗口（内存窗口（Memory Window）显示所选择的内存中的数据；显示所选择的内存中的数据；9.符号阅读窗口（符号阅读窗口（Symbol Browser Window）显示各种符号名称，包括专有符号，用户自定义符显示各种符号名称，包括专有符号，用户自定义符号（函数名、号（函数名、变量、标号）变量、标号）等；等；10.调用线窗口（调用线窗口（CallStack Window）动态显示当前执行的程序段的函数调用关系；动态显示当前执行的程序段的函数调用关系；11.代码覆盖窗口代码覆盖窗口

46、供应当前模块内各程序段中被执行代码的比率；供应当前模块内各程序段中被执行代码的比率；12.外围设备窗口外围设备窗口(peripherals)显示显示I/O口，定时器，中断，串口等外围设备状态；口，定时器，中断，串口等外围设备状态；50第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用v3.菜单和工具栏菜单和工具栏Keil uVision2Keil uVision2软件菜单有软件菜单有:File:File文件和吩咐菜单，文件和吩咐菜单，EditEdit是编辑和编辑吩咐是编辑和编辑吩咐菜单，菜单，ViewView是视图菜单，是视图菜单，ProjectProject是项

47、目和项目吩咐菜单，是项目和项目吩咐菜单，DebugDebug是调试和是调试和调试吩咐菜单，调试吩咐菜单，FlashFlash存储器下载设置菜单存储器下载设置菜单,Peripherals,Peripherals是外围器件菜单，是外围器件菜单，ToolsTools是工具菜单，是工具菜单，SvcsSvcs是软件版本限制系统菜单，是软件版本限制系统菜单，WindowWindow是视窗设置菜是视窗设置菜单，单，HelpHelp是帮助菜单。是帮助菜单。除除WindowWindow常用工具外常用工具外,软件还有一些特地工具软件还有一些特地工具,视图菜单视图菜单ViewView和调试菜和调试菜单单DebugD

48、ebug等的一些功能有特地的工具栏。如等的一些功能有特地的工具栏。如:Options for Target:Options for Target设置对象设置对象或文件工具选项或文件工具选项,Build Target,Build Target编译修改过的文件并生成应用文件编译修改过的文件并生成应用文件,Rebuild all Target,Rebuild all Target重新编译全部文件并生成应用重新编译全部文件并生成应用,Translate current,Translate current编译当前文件编译当前文件,stop Build,stop Build停止生成应用停止生成应用,GO,

49、GO运行程序直到一个断点运行程序直到一个断点,STEP,STEP单步运行程序单步运行程序,遇到子程序进入遇到子程序进入,Start/Stop,Start/Stop起先起先/停止调试模式停止调试模式,Kill,Kill AllAll取消全部断点取消全部断点,Insert/Remove,Insert/Remove设置设置/取消当前行的断点等等。取消当前行的断点等等。51第第9 9章章 MCS-51MCS-51单片机系统的开发应用单片机系统的开发应用v4.软件调试与运用操作过程软件调试与运用操作过程v主要任务的操作过程主要任务的操作过程1、点击软件图标开机，运行、点击软件图标开机，运行Keil uV

50、ision2；2、创建工程；、创建工程；鼠标左键单击主菜单鼠标左键单击主菜单“Project”-项目吩咐菜单项目吩咐菜单鼠标左键单击子菜单鼠标左键单击子菜单“New Project”-创建新项目创建新项目弹出弹出“Creat New Project”对话框对话框-Window格式文件对话框，格式文件对话框，用鼠标在用鼠标在“保存在保存在”下拉框选择你要保存的文件夹下拉框选择你要保存的文件夹(比如比如“我的文档我的文档”)-在在“文件名文件名”文本框处用键盘敲入你给这个工程起的工程名文本框处用键盘敲入你给这个工程起的工程名(如如“test1”)-鼠标左键单击鼠标左键单击“保存保存”按键按键-弹出