程序烧录与样机开发.ppt

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1、11 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发11 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发教学目的教学目的q了解项目开发了解项目开发 过程过程q学会单片机系统需求分析学会单片机系统需求分析q掌握单片机系统硬件设计与焊接过程掌握单片机系统硬件设计与焊接过程q掌握单片机系统软件调试方法掌握单片机系统软件调试方法q理解程序下载原理理解程序下载原理q掌握单片机程序下载过程掌握单片机程序下载过程q掌握简单单片机系统设计制作过程掌握简单单片机系统设计制作过程 211 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程

2、序烧录与样机开发本章内容本章内容q单片机项目开发概述单片机项目开发概述q需求分析需求分析q硬件电路设计与焊接硬件电路设计与焊接q软件开发软件开发q程序下载程序下载q综合调试综合调试q综合实例掉电不丢失日历时钟综合实例掉电不丢失日历时钟311 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发11.1 单片机系统开发流程单片机系统开发流程411 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发11.2 需求分析需求分析q主要功能和技术指标分析主要功能和技术指标分析 CPU运算速度、数据总线运算速度、数据总线位数、程序存储器大小、位数、程序

3、存储器大小、RAM内存大小、内存大小、I/O数量及驱数量及驱动能力、定时器动能力、定时器/计数器数量、中断数量及外中断数量、计数器数量、中断数量及外中断数量、串口通信、片内串口通信、片内A/D及及D/A、片内、片内PWM、CAN、USB、q功耗分析功耗分析电池供电、野外作业应用电池供电、野外作业应用q系统安装空间分析系统安装空间分析贴片式、少管脚贴片式、少管脚q运行环境分析运行环境分析 环境温度环境温度/湿度、环境噪声、环境亮度湿度、环境噪声、环境亮度等等q开发设备、个人知识能力开发设备、个人知识能力511 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发11.3

4、 硬件电路设计与焊接硬件电路设计与焊接 q 准备工作准备工作q 最小系统硬件电路焊接最小系统硬件电路焊接q电路板焊接效果检查电路板焊接效果检查 11.3 硬件电路设计与焊接硬件电路设计与焊接611 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发q 准备原理图准备原理图专用软件专用软件protues/protel 99 se/protel dxp、手工、手工q以最小系统为例以最小系统为例11.3.1 准备工作准备工作11.3 硬件电路设计与焊接硬件电路设计与焊接7最最小小系系统统原原理理图图811 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧

5、录与样机开发q硬件准备硬件准备主要工具、辅助工具、和电子元器件等主要工具、辅助工具、和电子元器件等 q主要工具主要工具数字万用表、电烙铁、焊锡、松香、导线等数字万用表、电烙铁、焊锡、松香、导线等q辅助工具辅助工具剪刀，镊子，吸焊器等剪刀，镊子，吸焊器等 q元器件准备元器件准备AT89S51单片机（以单片机（以51单片机为例），单片机为例），12MHz晶振一个，晶振一个，30pF独石电容两个，独石电容两个，10uF极性电容极性电容两个，两个，0.1uF电容一个，电容一个，10K电阻一个，普通小按键一电阻一个，普通小按键一个，个，单列排针，管座，万能板等。单列排针，管座，万能板等。q 元器件的用途

6、及实用方法元器件的用途及实用方法q 焊接方法介绍焊接方法介绍11.3.1 准备工作准备工作11.3 硬件电路设计与焊接硬件电路设计与焊接9硬件准备硬件准备原件、万用板原件、万用板11.3 硬件电路设计与焊接硬件电路设计与焊接1011 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发q焊接顺序焊接顺序管座、晶振电路、复位电路、插针管座、晶振电路、复位电路、插针q焊接结果焊接结果11.3.2 最小系统硬件电路焊接最小系统硬件电路焊接 11.3 硬件电路设计与焊接硬件电路设计与焊接1111 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发q

7、检测方法检测方法 应用数字万用表的二极管和蜂鸣功能档位，检测两管脚之间的连接电阻。q断路错误的检测断路错误的检测两管脚间连接电阻为无穷大q短路错误的检测短路错误的检测 两管脚间连接电阻为0或几欧11.3.3 电路板焊接效果检查电路板焊接效果检查 11.3 硬件电路设计与焊接硬件电路设计与焊接1211 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发11.4 软件开发软件开发 q软件开发过程软件开发过程qVision3软件调试软件调试 11.4 软件开发软件开发1311 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发11.4 软件开发

8、软件开发q划分功能模块及安排程序结构划分功能模块及安排程序结构q画出各程序模块的详细流程图画出各程序模块的详细流程图 q编写程序编写程序q调试程序调试程序 11.4.1 软件开发过程软件开发过程 1411 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发11.4 软件开发软件开发q启动调试启动调试q反汇编窗口反汇编窗口查看真正的指令查看真正的指令 q设置断点设置断点简单断点、复杂断点简单断点、复杂断点q执行目标程序方法执行目标程序方法跟踪运行调试跟踪运行调试 qWatch窗口窗口 查看变量值和变化查看变量值和变化qCPU寄存器窗口寄存器窗口查看和修改寄存器值查看和

9、修改寄存器值qMemory窗口窗口查看和修改所有查看和修改所有RAM内变量值内变量值q外围部件模拟外围部件模拟软件仿真硬件的执行软件仿真硬件的执行q设置调试选项设置调试选项11.4.2 Vision3软件调试软件调试 1511 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发启动调试功能启动调试功能 11.4 软件开发软件开发1611 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发反汇编窗口反汇编窗口 11.4 软件开发软件开发1711 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发设置简单断点设置简

10、单断点 11.4 软件开发软件开发1811 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发设置复杂断点设置复杂断点 11.4 软件开发软件开发1911 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发Watch窗口窗口 11.4 软件开发软件开发2011 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发内存窗口内存窗口 11.4 软件开发软件开发2111 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发CPU寄存器窗口寄存器窗口 11.4 软件开发软件开发2211 11 程

11、序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发外围部件窗口外围部件窗口 11.4 软件开发软件开发2311 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发外围部件窗口外围部件窗口 11.4 软件开发软件开发2411 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发设置调试选项设置调试选项 11.4 软件开发软件开发2511 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发11.5 程序下载程序下载 p并行模式编程并行模式编程Flash原理原理 p串行模式编程串行模式编程Flash

12、原理原理 p应用专业编程器的程序下载应用专业编程器的程序下载 p简易编程器的程序下载简易编程器的程序下载 pISP编程器制作编程器制作 11.5 程序下载程序下载2611 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发11.5 程序下载程序下载编程编程AT89S52的步骤如下：的步骤如下：1.在地址线上输入所编程的内存地址。在地址线上输入所编程的内存地址。2.在数据线上输入代码数据。在数据线上输入代码数据。3.激活正确的控制信号组合。激活正确的控制信号组合。4.升高升高/Vpp管脚电压到管脚电压到12V。5.在在ALE/管脚上加一次脉冲，编程一字节管脚上加一次脉

13、冲，编程一字节Flash阵列，或编程阵列，或编程加密位。字节写周期是自定时的，典型的写周期不大于加密位。字节写周期是自定时的，典型的写周期不大于50us，对整个阵列重复步骤，对整个阵列重复步骤15，并改变地址和数据，或直到目，并改变地址和数据，或直到目标文件写入结束，就将代码数据写入标文件写入结束，就将代码数据写入Flash 之中了。之中了。11.5.1 并行模式编程并行模式编程Flash原理原理2711 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发11.5 程序下载程序下载编编程程连连线线图图地址见Flash编程模式表11.1编程数据11.5.1 并行模式编

14、程并行模式编程Flash原理原理2811 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发11.5 程序下载程序下载地址见 Flash编 程模式表11.1编程数据（使用10K上拉）校校验验连连线线图图11.5.1 并行模式编程并行模式编程Flash原理原理2911 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发11.5 程序下载程序下载编程地址校验地址数据输入据数输出逻辑0逻辑1编编程程、校校验验时时序序图图11.5.1 并行模式编程并行模式编程Flash原理原理3011 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发

15、程序烧录与样机开发11.5 程序下载程序下载串行编程算法串行编程算法q以串行方法对以串行方法对AT89S52编程和校验时，采取以下步骤：编程和校验时，采取以下步骤：q 上电序列：在上电序列：在Vcc和和GND间加电；置间加电；置RST为高电平；输为高电平；输入时钟信号（内、外均可）且等待入时钟信号（内、外均可）且等待10ms，使振荡稳定。，使振荡稳定。q 首先向首先向AT89S52传送串行编程使能指令，发送指令时由传送串行编程使能指令，发送指令时由MOSI/P1.5传送串行数据，由传送串行数据，由SCK/P1.7传送串行时钟，串传送串行时钟，串行时钟信号要低于系统时钟的行时钟信号要低于系统时钟

16、的1/16。q Flash存储器每次只能编程一个字节。编程时按照编程命存储器每次只能编程一个字节。编程时按照编程命令表，将欲编程的单元地址、数据、存储器类型组合成正令表，将欲编程的单元地址、数据、存储器类型组合成正确的指令，传送给确的指令，传送给AT89S52。写周期是内部定时，。写周期是内部定时，5V供电供电时，典型时间不超过时，典型时间不超过0.5ms。q 编程结束后，编程结束后，RST引脚能立即设置为低电平，开始正常引脚能立即设置为低电平，开始正常工作。也可以将工作。也可以将RST引脚设置为低电平后，关断电源。引脚设置为低电平后，关断电源。11.5.2 串行模式编程串行模式编程Flash

17、原理原理 3111 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发11.5 程序下载程序下载 11.5 程序下载程序下载指令输入数据输出时钟输入串串行行编编程程连连线线图图3211 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发11.5 程序下载程序下载11.5 程序下载程序下载串行数据输入串行数据输出串行时钟输入串串行行编编程程时时序序图图3311 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发11.5 程序下载程序下载安装软件安装软件以南京西尔特公司的以南京西尔特公司的SP280U通用编程器为例

18、通用编程器为例 11.5.3 专业编程器的程序下载专业编程器的程序下载 3411 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发11.5 程序下载程序下载程序下载：程序下载：硬件准备硬件准备 选择器件选择器件 将数据装入缓冲区将数据装入缓冲区 设置选项设置选项 下载下载 11.5.3 专业编程器的程序下载专业编程器的程序下载 3511 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发11.5 程序下载程序下载程程序序下下载载 主菜单工具条选择器件缓冲区器件信息文件信息器件操作功能项操作项工具条操作信息窗口进度条11.5.3 专业编程

19、器的程序下载专业编程器的程序下载 3611 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发11.5 程序下载程序下载程序下载：程序下载：硬件准备硬件准备 选择器件选择器件 将数据装入缓冲区将数据装入缓冲区 设置选项设置选项 下载下载 11.5.4 简易编程器的程序下载简易编程器的程序下载 3711 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发11.5 程序下载程序下载11.5.4 简易编程器的程序下载简易编程器的程序下载 3811 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发11.6 ISP编程

20、器制作编程器制作 11.6 ISP编程器制作编程器制作 q自制自制ISP编程器的原理编程器的原理q应用应用AVR单片机单片机ATMEGA8的制作方案的制作方案 q应用应用CH341A/CH341H的制作方案的制作方案 3911 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发11.6 ISP编程器制作编程器制作 11.6.1 自制自制ISP编程器的原理编程器的原理q自制自制ISP编程器的原理编程器的原理qAT89S51/52单单片片机机的的ISP接接口口是是一一个个SPI同同步步串串行行接接口口，共共有有4个个引引脚脚：RST、MOSI、MISO和和SCK，在在编

21、编程程时时，这这四四个个引引脚脚按按照照一一定定时时序序，遵遵循循表表11.2的的四四字字节节数数据据格格式式，向向单单片片机机传传输输数数据据，就就可可以以将将代代码码数数据据写写入入单单片片机机程序存储器中。程序存储器中。4011.6 程序下载程序下载11.6.2 ATMEGA8的制作方案的制作方案4111.6 11.6 程序下载程序下载程序下载程序下载11.6.2 ATMEGA8的制作方案的制作方案4211 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发11.6 程序下载程序下载11.6.2 ATMEGA8的制作方案的制作方案4311.6 程序下载程序下载

22、11.6.3 CH341A的制作方案的制作方案4411 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发11.7 综合调试综合调试11.7 综合调试综合调试q综合排错的顺序：综合排错的顺序：通通常常，综综合合排排错错的的顺顺序序是是，首首先先保保证证电电源源正正常常，其其次次是是最最小小系系统统能能够够正正常常工工作作，第第三三是是调调试试显显示示部部分分，在在调调试试其其它它复复杂杂功功能能之之前前，保保证证显显示示器器能能够够正正常常显显示示信信息息，依依次是调试其它各项功能，最后调试按键功能。次是调试其它各项功能，最后调试按键功能。4511 11 程序烧录与

23、样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发11.7 综合调试综合调试 11.7 综合调试综合调试q上电检查上电检查 q启振检查启振检查 q显示功能调试显示功能调试 q其它各项功能的调试其它各项功能的调试 q最终调试最终调试 4611 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发11.8 综合实例综合实例 11.8 综合实例综合实例q任务：任务：设计制作一个掉电不丢失日历时钟设计制作一个掉电不丢失日历时钟 q设计制作步骤：设计制作步骤：q系统功能要求系统功能要求 q功能分析及系统设计功能分析及系统设计q主要元器件确定主要元器件确定q主要元器件

24、性能介绍主要元器件性能介绍 q硬件设计硬件设计 q软件设计及下载软件设计及下载 47实实例例原原理理图图4811 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发11.8 综合实例综合实例 11.8 综合实例综合实例q实际样品运行图实际样品运行图4911 11 程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发程序烧录与样机开发本章小结本章小结11.8 综合实例综合实例q本章以本章以51系列单片机为例，详细讲述了单片机系统系列单片机为例，详细讲述了单片机系统实际开发过程的相关知识和技巧，主要包括需求分实际开发过程的相关知识和技巧，主要包括需求分析与总体方案设计、硬件焊接、硬件检查、软件调析与总体方案设计、硬件焊接、硬件检查、软件调试、程序烧录、综合调试等几个主题。为了方便大试、程序烧录、综合调试等几个主题。为了方便大家今后的实际开发，还详细介绍了家今后的实际开发，还详细介绍了AT89S52等单片等单片机程序烧录原理，并提供了两个自制简易编程器的机程序烧录原理，并提供了两个自制简易编程器的原理方案和自制方法。最后给出了一个完整的综合原理方案和自制方法。最后给出了一个完整的综合设计实例。设计实例。50