第十章单片机控制系统设计与调试 第一节单片机控制系统的设计 第二节单片机的开发设备与开发方式 第三节开发设备简介 Micro Controller unit
第十章 单片机控制系统设计与调试 第一节 单片机控制系统的设计 第二节 单片机的开发设备与开发方式 第三节 开发设备简介
本章要点 简略介绍单片机控制系统的设计方法 以及单片机与外围器件选择中需要考虑 的问题。 简略介绍单片机的开发设备与开发方 式
本章要点 • 简略介绍单片机控制系统的设计方法， 以及单片机与外围器件选择中需要考虑 的问题。 • 简略介绍单片机的开发设备与开发方 式
第一节单片机控制系统的设计 硬件设计 1.选择单片机型号 选择单片机型号首先要考虑所设计的系统配 置状况,例如外设I/0口的数量,是否需要配 置显示器、键盘、A/D转换,是否需要连接按 键及开关,需要多大容量的片内RAM和ROM,是 否在片外扩展某些功能器件等等,然后根据这 些条件要求,去选择合适的单片机型号。 除此之外,一般还要考虑产品价格,是否有 开发工具,设计人员本身对这种型号是否熟悉 等等因素
第一节 单片机控制系统的设计 一、硬件设计 1.选择单片机型号 选择单片机型号首先要考虑所设计的系统配 置状况,例如外设 I/O 口的数量，是否需要配 置显示器、键盘、A/D 转换，是否需要连接按 键及开关，需要多大容量的片内RAM和ROM，是 否在片外扩展某些功能器件等等，然后根据这 些条件要求，去选择合适的单片机型号。 除此之外，一般还要考虑产品价格，是否有 开发工具，设计人员本身对这种型号是否熟悉 等等因素
2.选择片外程序或数据存储器 选好单片机型号之后,可以根据系统所 需要的存储器容量,决定是否还要在片外 扩展,如要在片外扩展应考虑: 1)选择片外扩展的存储器类型和容量 2)确定片外扩展存储器的地址分配 3)根据地址分配确定存储器与单片机的连 接方法
2.选择片外程序或数据存储器 选好单片机型号之后，可以根据系统所 需要的存储器容量，决定是否还要在片外 扩展，如要在片外扩展应考虑： 1)选择片外扩展的存储器类型和容量。 2)确定片外扩展存储器的地址分配。 3)根据地址分配确定存储器与单片机的连 接方法
3.选择输入输出通道与接口 输入通道是指外设向系统输入信号的电路 输出通道是指单片机向外设输出控制信号的电 路。输入和输岀都需要通过接口 设计时要根据所选的单片机型号,以及系统 所需要的接口,决定是否还要在片外扩展,如 要在片外扩展应考虑: 1)选择I/0接口芯片的类型。 2)确定扩展后Ⅰ/0接口的连接方式与地址空间 分配。 3)根据输入输出信号的性质,考虑是否需要 光耦隔离,以及必要的驱动电路
3.选择输入输出通道与接口 输入通道是指外设向系统输入信号的电路。 输出通道是指单片机向外设输出控制信号的电 路。输入和输出都需要通过接口。 设计时要根据所选的单片机型号，以及系统 所需要的接口，决定是否还要在片外扩展，如 要在片外扩展应考虑： 1)选择I／O接口芯片的类型。 2)确定扩展后I/O接口的连接方式与地址空间 分配。 3)根据输入输出信号的性质，考虑是否需要 光耦隔离，以及必要的驱动电路
开关型或频率型的输入通道 对属于开关型或频率型的输入信号,一般只 要加上必要的防抖动措施,就可以如下图所示 直接与系统连接 5V +5V R Rs S R
开关型或频率型的输入通道 对属于开关型或频率型的输入信号，一般只 要加上必要的防抖动措施，就可以如下图所示 直接与系统连接
输入输出通道设计中的光稠隔离与控制 为防止输入电路因共地引起的干扰,输入电路 可用光耦隔离,若要求输入信号为可控制的,则 需选用可控三态门,如图所示。 1+5 R +2V一 AT89C51 如果输岀通道需要控制外围的大功率器件,也 要进行光耦隔离,防止负载的噪声对系统的干扰
输入输出通道设计中的光耦隔离与控制 为防止输入电路因共地引起的干扰，输入电路 可用光耦隔离，若要求输入信号为可控制的，则 需选用可控三态门，如图所示。 如果输出通道需要控制外围的大功率器件，也 要进行光耦隔离，防止负载的噪声对系统的干扰
输入输出通道中的信号转换 对于输入的模拟信号,需通过AD转换。若要输 出模拟信号则要经DA转换。对于非标准电平的外 围设备需要经过电平转换后才能与系统相连。例 如图中的TTL/RS232的电平转换电路。 TTL电平 RS232电平 12V TXD 1488○ RXD ○1489 AT89C51
输入输出通道中的信号转换 对于输入的模拟信号，需通过A/D转换。若要输 出模拟信号则要经D/A转换。对于非标准电平的外 围设备需要经过电平转换后才能与系统相连。例 如图中的TTL/RS232的电平转换电路。 TTL电平 RS232电平
4.电源选择 系统电路的设计工作完成之后,就 要根据电路的要求选择功率和电压合 适的电源,也可以自行设计。凡采用 光耦隔离的电路,光耦两侧的电源不 能共地,否则将失去隔离的作用
4.电源选择 系统电路的设计工作完成之后，就 要根据电路的要求选择功率和电压合 适的电源，也可以自行设计。凡采用 光耦隔离的电路，光耦两侧的电源不 能共地，否则将失去隔离的作用
二、软件设计 进行软件设计可以采用汇编语言或面向单 片机的高级语言例如C语言。 软件设计要经过编写、汇编或编译、调试 固化等几个步骤。 1.编写源程序 源程序可使用任意一种编辑软件进行编 写,并以纯文本方式存储,以供下一步汇 编或编译时使用
二、软件设计 进行软件设计可以采用汇编语言或面向单 片机的高级语言例如C语言。 软件设计要经过编写、汇编或编译、调试、 固化等几个步骤。 1.编写源程序 源程序可使用任意一种编辑软件进行编 写，并以纯文本方式存储，以供下一步汇 编或编译时使用
