超棒的单片机课件c.ppt

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1、第二章第二章:应用系统的基本组成与设计内容应用系统的基本组成与设计内容OUTLINEOUTLINE基本组成基本组成设计内容综述设计内容综述2022/10/291典型单片机应用系统结构典型单片机应用系统结构一、单片机应用系统的一般硬件组成一、单片机应用系统的一般硬件组成温度显示调节器温度显示调节器温度显示调节器温度显示调节器数字式超声波探伤仪数字式超声波探伤仪数字式超声波探伤仪数字式超声波探伤仪2022/10/292典型单片机应用系统结构典型单片机应用系统结构一、单片机应用系统的一般硬件组成一、单片机应用系统的一般硬件组成 单片机用于工业测控时，其典型应用系统应包括:单片机系统;用于测控目的前向

2、传感器输入通道;后向伺服控制输出通道基本的人机对话通道。大型复杂的测控系统是一个多机系统，还包括机与机之间进行通信的互相通道。2022/10/2931.1.前向通道的组成及其特点前向通道的组成及其特点一、单片机应用系统的一般硬件组成一、单片机应用系统的一般硬件组成 前向通道是单片机与测控对象相连的部分，是应用系统的数据采集的输入通道。来自被控对象的现场信息按物理量的特征可分为模拟量和数字、开关量两种。数字量数字量(频率频率,周期周期,计数计数)的采集的采集:可通过I/O口输入或中断源输入进行事件计数、定时计数，实现脉冲的频率、周期、相位及记数测量。开关量的采集开关量的采集:通过I/O口线或扩展

3、I/O 口线输入。为了抗干扰和强、弱电分离，以及解决地电平不一致等问题，在数字量和开关量采集通道中，要用隔离器件进行隔离(如光电耦元器件)。2022/10/294变换器：各种传感器的总称，它采集现场的各种信号，并变换成电信号(电压信号或电流信号)，以满足单片机的输入要求。现场信号有各种各样，有电信号，如电压、电流、电磁量等；也有非电量信号，如温度、湿度、压力、流量、位移量等，对于不同物理量应选择相应的传感器。传感器的输出信号一般是比较微弱的，要经过放大处理后才能作为输入信号。减少来自各种工业现场的干扰信号。实现一个A/D转换器分时对多路模拟信号进行转换。在单片机的控制下，在某一个时刻采样模拟信

4、号的值，并能保持该瞬时值，直到下一次重新采样。模拟信号采集通道结构一、单片机应用系统的一般硬件组成一、单片机应用系统的一般硬件组成2022/10/295常见的传感器介绍一、单片机应用系统的一般硬件组成一、单片机应用系统的一般硬件组成电阻式远传压力表感应式流量表称重传感器CCD传感器2022/10/296常见的传感器介绍一、单片机应用系统的一般硬件组成一、单片机应用系统的一般硬件组成质子旋进式磁敏传感器压阻式液位传感器光敏传感器温度传感器色彩传感器色彩传感器.swf.swf2022/10/297常见的传感器介绍一、单片机应用系统的一般硬件组成一、单片机应用系统的一般硬件组成风力参数传感器地震检波

5、器反射式光敏传感器磁、气、力敏传感器超声传感器涡轮流量计涡轮流量计2022/10/2982.后向通道的组成与特点道结构一、单片机应用系统的一般硬件组成一、单片机应用系统的一般硬件组成特点特点:(1)(1)后向通道是应用系统的输出通道，大多数需要功后向通道是应用系统的输出通道，大多数需要功率驱动。率驱动。(2)(2)靠近伺服驱动现场，伺服控制系统的大功率负荷靠近伺服驱动现场，伺服控制系统的大功率负荷易从后向通道进入单片机系统，故后向通道的隔离对系统易从后向通道进入单片机系统，故后向通道的隔离对系统的可靠性影响很大。的可靠性影响很大。(3)(3)根据输出控制的不同要求，后向通道电路有多种根据输出控

6、制的不同要求，后向通道电路有多种多样，如模拟电路、数字电路、开关电路等，输出信号形多样，如模拟电路、数字电路、开关电路等，输出信号形式有电流输出、电压输出、开关量输出及数字量输出等。式有电流输出、电压输出、开关量输出及数字量输出等。2022/10/299 模拟输出通道一、单片机应用系统的一般硬件组成一、单片机应用系统的一般硬件组成n n模拟量输出通道模拟量输出通道是计算机输出量（数字量）和被控对象的是计算机输出量（数字量）和被控对象的执行机构（模拟量）之间的桥梁。计算机一般通过模拟量执行机构（模拟量）之间的桥梁。计算机一般通过模拟量输出通道把输出控制量送到执行机构（电、液、气动）和输出通道把输

7、出控制量送到执行机构（电、液、气动）和其它伺服元件。以达到调节工业对象的目的，从而实现对其它伺服元件。以达到调节工业对象的目的，从而实现对生产过程的控制。生产过程的控制。2022/10/2910一、单片机应用系统的一般硬件组成一、单片机应用系统的一般硬件组成 D/AD/A单元：单元：实现数字量向模拟实现数字量向模拟量的转换。量的转换。并行转换方式：并行转换方式：直接把数字转直接把数字转换为电压或电流信号。用连续的换为电压或电流信号。用连续的电压电流信号去控制执行机构。电压电流信号去控制执行机构。串行转换方式。串行转换方式。输出脉冲串输出脉冲串信号，主要用于控制步进电机，信号，主要用于控制步进电

8、机，它将计算机送出的变成步进电机它将计算机送出的变成步进电机的旋转角度。的旋转角度。将D/A输出的弱信号转换为满足执行机构所需的控制信号 模拟输出通道的作用2022/10/2911一、单片机应用系统的一般硬件组成一、单片机应用系统的一般硬件组成 1.1.电动执行器的控制器采用主从式多电动执行器的控制器采用主从式多电动执行器的控制器采用主从式多电动执行器的控制器采用主从式多CPUCPU系统模块化结构，系统模块化结构，系统模块化结构，系统模块化结构，电机控制和检测电路及现场总线接口都采用了独立电机控制和检测电路及现场总线接口都采用了独立电机控制和检测电路及现场总线接口都采用了独立电机控制和检测电路

9、及现场总线接口都采用了独立CPUCPU控制，控制，控制，控制，各模块之间通过总线母板连接。各模块之间通过总线母板连接。各模块之间通过总线母板连接。各模块之间通过总线母板连接。执行机构膜头侧装增力型气动薄膜阀.exe双座气动调节阀执行阀执行阀.avi.avi水温水温控制控制.avi.avi2022/10/2912一、单片机应用系统的一般硬件组成一、单片机应用系统的一般硬件组成3.人机通道的结构及其特点PC机除了主机以外还需要哪些部分呢？单片机电路有时候也需要键盘、显示等外设。2022/10/2913一、单片机应用系统的一般硬件组成一、单片机应用系统的一般硬件组成 (1)(1)由于通常的单片机应用

10、系统大多数是小规模系统，因此，由于通常的单片机应用系统大多数是小规模系统，因此，应用系统中的人机对话通道以及人机对话设备的配置都是小规应用系统中的人机对话通道以及人机对话设备的配置都是小规模的，如微型打印机、功能键、模的，如微型打印机、功能键、LED/LCDLED/LCD显示器等。若需高显示器等。若需高水平的人机对话配置，如通用打印机、水平的人机对话配置，如通用打印机、CRTCRT、硬盘、标准键盘、硬盘、标准键盘等，则往往将单片机应用系统通过外总线与通用计算机相连，等，则往往将单片机应用系统通过外总线与通用计算机相连，享用通用计算机的外围人机对话设备。享用通用计算机的外围人机对话设备。(2)(

11、2)单片机应用系统中，人机对话通道及接口大多采用内总线单片机应用系统中，人机对话通道及接口大多采用内总线形式，与计算机系统扩展密切相关。形式，与计算机系统扩展密切相关。(3)(3)人机通道接口一般都是数字电路，电路结构简单，可靠性人机通道接口一般都是数字电路，电路结构简单，可靠性好。好。3.人机通道的结构及其特点2022/10/2914一、单片机应用系统的一般硬件组成一、单片机应用系统的一般硬件组成3.人机通道的结构及其特点2行16列LCDLED2022/10/2915二、单片机应用系统的设计内容二、单片机应用系统的设计内容1）单片机主系统设计2)通道与接口设计3)系统抗干扰设计4)应用软件设计主系统设计内容主系统设计内容 a.单片机选型；系列片内有程序存储器的机型，只需在片外配上电源、复位电路、振荡电路，这样便于对单片机系统进行测试与调试。c.配置能满足应用系统要求的一些外围功能器件。单片机主系统单片机主系统单片机主系统单片机主系统2022/10/2916