单片机第六章课件.doc
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第17讲
课题：单片机应用系统设计
教学目的：掌握单片机应用系统设计的原则和调试方法
学习单片机应用系统的抗干扰技术和传感器接口
教学难点、重点：应用系统的抗干扰技术
课程复习、引入
我们已经学习了单片机的结构、指令、编程、系统扩展，能够单独地扩展RAM、ROM、I/O接口芯片，如8255、A/D、D/A芯片等，本章内容是讲这些部分连接起来，设计成一个完整的应用系统，并学习有关编程、调试的一般方法。
单片机用于控制系统的特点是：
控制系统的精度高。
功能强。
可靠性高，抗干扰能力强。
系统的数据记录、处理方便。
体积小、重量轻、功耗省、投资少、见效快。
应用领域：
在各类仪器仪表中的应用
各类仪器仪表中（包括温度、湿度、流量、流速、电压、频率、功率、厚度、角度、硬度、元素、压力测定等），引入单片机可以使仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能大大提高。
单片机在工业测控中的应用
用单片机可以构成各种工业测控系统、自适应控制系统、数据采集系统等。例如，MCS－51单片机控制的铁路车站控制台按钮记录器、交通灯的控制、人防报警系统控制、PC机和单片机组成的二级计算机控制系统等。
单片机在计算机网络与通信技术中的应用
MCS－51系列单片机具有通信接口，为单片机在计算机网络与通信设备中的应用提供了条件。例如，MCS－别系列单片机控制的小型电话交换机、列车无线通信系统、单片机控制无线遥控系统、光端机等。
单片机在日常生活及家电中的应用
单片机越来越广泛地应用干日常生活中的智能电器与产品及家电中。例如，电子秤、银行计息电脑、电脑缝纫机、心率监护仪、电冰箱控制、彩色电视机控制、洗衣机控制等。 单片机除了上述应用领域之外，还广泛应用干商业流通领域、汽车电子及航空电子等。
本课内容
第六章 单片机应用系统设计
6.1 概述
6.1.1 微型计算机应用系统设计
6.1.2 微型计算机控制系统设计与调试的一般原则
1）确定系统设计的任务
2）系统方案设计
一般包括：
（1）机型及支持芯片的选择 机型选择应适于应用系统的要求。
（2）综合考虑软、硬件的分工与配合
3）系统的硬件和软件设计
（1）系统的硬件设计
系统扩展、系统配置
硬件设计工作主要是输人、输出接口电路设计和存储器的扩展。
考虑驱动、抗干扰、芯片的性能匹配等
（2）系统的软件设计
一个应用系统的工作程序实际上就是该系统的监控程序。对用于控制系统的应用程序，一般是用汇编语言编写的，编写程序时常常与输人、输出接口设计和存储器的扩展交织在一起。
在编制程序前先画出流程框图，要求框图结构清晰、简捷、合理。
使编制的各功能程序实现模块化、子程序化
不仅便于调试、链接，还便于修改和移植。
合理地划分程序存储区和数据存储区，既能节省内存容量，也使操作方便。
工作寄存器(R0~R7)
标志位（安排在20H～2FI位寻址区域），让各功能程序的运行状态、运行结果以及运行要求都设置状态标志以便查询。使程序的运行、控制、转移都可通过标志位的状态来控制
还要估算子程序和中断嵌套的最大级数，用以估算程序中的栈区范围。(SP)
把使用频繁的数据缓冲器尽量设置在内部RAM中，以提高系统的工作速度。
4）系统调试
（1）硬件电路检查：静态检查和动态检查。
硬件的静态检查主要检查电路制作的正确性
动态检查是在开发系统上进行的。把开发系统的仿真头连接到应用系统中，代替应用系统的单片机。然后向开发系统输人各种诊断程序，检查应用系统中的各部分工作是否正常。
（2）软、硬件联调。
各模块程序分别调试
链成了一个完整的系统应用软件调试
将程序固化到EPROM中，进行脱机运行
到现场进行调试，是否能正常而可靠地工作，同时再检测其功能是否达到技术指标
系统进行修改，直到满足要求
6.2 传感器接口电路
6.2.1 概述
1、传感器作用
非 电 量 信 号 传感器 电 量 A／D转换器 数 字 量
2、传感器类型：
压力传感器：主要用于各种压力如对静压、动压、绝对压力、真空压力、负压及压差的测量等。
力传感器：有静态力、动态力以及力矩传感器等。
温度传感器：指各种测量温度的传感器，包括按不同温度范围划分的各种测温元件：热电阻、热电偶及各种半导体测量元件等。
振动传感器：包括测量振幅、速度、加速度等各种振动及冲击的传感器
6.2.2传感器接口电路
在传感器的测量电路中，最简单的形式为电桥电路，通过对一个相似元件的比较来进行测量。电桥具有两种基本的工作方式：零点检测；直接读出电压或电流差值。
只要当Rl／R4＝R2／R3时，电桥就达到0输出状态。如果R2／R3的比值固定为K，当被测物理量的大小能使Rl＝KR4时，电桥为平衡状态，EOUT输出为0。
1、压力传感器
电阻应变式传感器是利用电阻应变
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