第七讲 单片机应用系统设计 本讲重点 正确认识系统设计的基本原则掌握简单任 务分析的一般流程,尝试自己制定方案; 对所举应用实例能消化理解,对部分模块能 独立编程实现 《单片微机原理及应用》教学课件 奔六瘳
《单片微机原理及应用》教学课件 第七讲： 单片机应用系统设计 本讲重点： 正确认识系统设计的基本原则,掌握简单任 务分析的一般流程，尝试自己制定方案； 对所举应用实例能消化理解，对部分模块能 独立编程实现
第七章单片机应用系统设计与开发 系统设计应当考虑的主要技术性能 速度精度功耗可靠性驱动能力 基本设计原则应当考虑: 功能需求,应用需求,开发条件,市场 情况,可靠性需求,成本需求,尽量以 软代硬. 《单片微机原理及应用》教学课件 奔六瘳
《单片微机原理及应用》教学课件 第七章 单片机应用系统设计与开发 系统设计应当考虑的主要技术性能 速度 精度 功耗 可靠性 驱动能力 基本设计原则应当考虑： 功能需求，应用需求，开发条件，市场 情况，可靠性需求，成本需求，尽量以 软代硬……
基本设计原则 ①从系统功能需求出发设计功能模块 显示,键盘,数据采集,检测,通信,控制, 驱动,供电方式 ②丛系统应用需求定位元器件资源分配 定时/计数器,中断,串口,I/o引脚,A/D, D/A,信号调理,晶振频率 ●●●●●● ③从开发条件与市场情况出发选择元器件 仿真机,编程器,元器件,熟悉程度,编程 语言. ④从系统可靠性需求确定系统设计工艺 去耦,光隔,屏蔽,印制板,低功耗,散热, 传输距离/憓度,节电方式,掉电保护,软件 驱解 《单片微机原理及应用》教学课件 奔六瘳
《单片微机原理及应用》教学课件 基本设计原则 ①从系统功能需求出发设计功能模块 显示，键盘，数据采集，检测，通信，控制， 驱动，供电方式…… ②从系统应用需求定位元器件资源分配 定时/计数器，中断，串口，I/O引脚，A/D， D/A，信号调理，晶振频率…… ③从开发条件与市场情况出发选择元器件 仿真机，编程器，元器件，熟悉程度，编程 语言…… ④从系统可靠性需求确定系统设计工艺 去耦，光隔，屏蔽，印制板，低功耗，散热， 传输距离/速度，节电方式，掉电保护，软件 措施……
米基本设计原则(续) ⑤从系统成本需求选择合理电路方案 元器件,外壳,面板,键盘,显示,单/双面 PCB,驱动 ⑥功能满足系统要求的前提下尽量以软代硬 逻辑功能,滤波功能,译码功能,动态显示 模拟ⅣC、SP总线,软ADC,加密 《单片微机原理及应用》教学课件 奔六瘳
《单片微机原理及应用》教学课件 基本设计原则（续） ⑤从系统成本需求选择合理电路方案 元器件，外壳，面板，键盘，显示，单/双面 PCB，驱动…… ⑥功能满足系统要求的前提下尽量以软代硬 逻辑功能，滤波功能，译码功能，动态显示， 模拟I 2C、SPI总线，软ADC，加密……
单片机应用系统设计与开发实例1: 远距离电话遥控装置(与书上P235类似的一种应用) 电话外线 220v 电话机 [ DTMF 译码 8870 AP0.0P1.0 P0.3 P1,2 模拟 摘机 P2,0P1.3 P1.5 振铃 P1.6 检测 P1.7 89C51 话音输入 语音 晶振 芯片 复位 P2.4 电路 语音输出 《单片微机原理及应用》教学课件 奔六瘳
《单片微机原理及应用》教学课件 220V J P1.0 P1.1 P1,2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 语音 芯片 语音输出 话音输入 振铃 检测 DTMF 译码 8870 模拟 摘机 电话机 P0.0 P0.3 P2,0 P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 远距离电话遥控装置（与书上P.235类似的一种应用） 89C51 晶振 复位 电路 电 话 外 线 单片机应用系统设计与开发实例1：
任务分析: 1座机在无人值守情况下首先要通过光耦检测铃流,确定 有电话打进 2振铃响过设定次数后,由三极管组成的模拟摘机电路执 行摘话筒动作,给座机及相应电路供电。 3通过APR9600语音电路发出“请输入密码”提示后, 根据拔叫方输入的密码经MT8870译码后进行身份判识。 身份不符则执行挂机操作。 4.相符则继续提示对方输入控制设备号(此处为0~7,可 外连8个电器开关)和开/关动作类别(开=1,关=0 依此对相应执行电路输出控制信号。然后再提示对方输入 下个要控制的设备号和开/动作类别 5直至对方发岀操作结束信号(#),就执行挂机操作 《单片微机原理及应用》教学课件 奔六瘳
《单片微机原理及应用》教学课件 1.座机在无人值守情况下首先要通过光耦检测铃流，确定 有电话打进。 2.振铃响过设定次数后，由三极管组成的模拟摘机电路执 行摘话筒动作，给座机及相应电路供电。 3.通过APR9600语音电路发出“请输入密码”提示后， 根据拨叫方输入的密码经MT8870译码后进行身份判识。 身份不符则执行挂机操作。 4.相符则继续提示对方输入控制设备号（此处为0～7，可 外连8个电器开关）和开/关动作类别（开＝1，关＝0）， 依此对相应执行电路输出控制信号。然后再提示对方输入 下个要控制的设备号和开/关动作类别…… 5.直至对方发出操作结束信号（＃），就执行挂机操作。 任务分析：
功能电路模块 振铃检测电路是以光耦817为主构成的。当有振铃信号时 铃流进入817输入端1、2脚,4脚输出脉冲方浪信号,送至 AT89C51的/TNT端,由于语音信号和双音多频信号电压 远低于振铃信号电压,该电路不会引起误判 2模拟摘机电路是由两个高压三极管组成,AT89C51输出 高低电平,使三极管导通或截止,从而改变挂接在电话线上 的阻抗来模拟摘机和挂机 3双音多频解码电路由电桥B1、电容C1、电阻R1及双音多 频识别集成电路MT8870等组成。电桥起极性校正作用,信 号经RC送至MT8870解码,最后输出相应的8421码,供单 片机判识。 4语音芯片SP+SP-端受控将预先录好的语音提示送至 LM386进行放大,再经变压器T耦合至电话回路,用户可 纵电话里听到系统控制语音芯片发出的提示,进行相应操作。 《单片微机原理及应用》教学课件 奔六瘳
《单片微机原理及应用》教学课件 1.振铃检测电路是以光耦817为主构成的。当有振铃信号时， 铃流进入817输入端1、2脚，4脚输出脉冲方波信号，送至 AT89C51的/INT1端，由于语音信号和双音多频信号电压 远低于振铃信号电压，该电路不会引起误判。 2.模拟摘机电路是由两个高压三极管组成，AT89C51输出 高低电平，使三极管导通或截止，从而改变挂接在电话线上 的阻抗来模拟摘机和挂机。 3.双音多频解码电路由电桥B1、电容C1、电阻R1及双音多 频识别集成电路MT8870等组成。电桥起极性校正作用，信 号经RC送至MT8870解码，最后输出相应的8421码，供单 片机判识。 4.语音芯片SP+,SP-端受控将预先录好的语音提示送至 LM386进行放大，再经变压器T1耦合至电话回路，用户可 从电话里听到系统控制语音芯片发出的提示，进行相应操作。 功能电路模块：
FL F 双音多频DTMF DIGIT D3D2 697 1209 0 Double Tone multi 0001 D01100 D10 697 1336 0 Frequency 697 1477 0 770 1209 0 101 ①每一个拨号音是由两 7701336 7701477 1234567890 000 0 个正弦波单音混合而成 852 1209 4个高音和4个低音有16 852 1336 种组合。 852 1477 10000 1100 010 941 1336 ②在电信信令中 941 1209 “#”仅作为开放电 941 1477 0 信新型业务中作特殊识别 697 1633 码。而“A"“B"“c 7701633 #ABC 111 D”作为备用码。 852 1633 1110 00110 1010 941 1633 D 0 《单片微机原理及应用》教学课件 奔六瘳
《单片微机原理及应用》教学课件 双音多频 DTMF—— Double Tone Multi Frequency： ①每一个拨号音是由两 个正弦波单音混合而成。 4个高音和4个低音,有16 种组合。 ②在电信信令中： “*”“#”仅作为开放电 信新型业务中作特殊识别 码。而“A”“B”“C” “D”作为备用码
双音多频解码芯片MT8870D MT8870D片内集成了裂带滤波器和数字解码功能滤浪 器针对高音频和低音频采用了开关电容式滤波技术;译码 器通过数字计数器对全部16个DTMF音频组台进行探测 和译码。片上的差分输入放大器、时钟振荡电路和带锁存 地三态接口仅需要极少的外接元件。 特性: N口2 17 St/GT 完全的DTMF接收/解码器 ESt 15$D 低功耗 內建增益设置放大器 FNDN□ 122 可调警卫时间 1囗TE 提供掉电模式和禁止模式 与MT8870c/MT8870c-1 菲容 《单片微机原理及应用》教学课件 奔六瘳
《单片微机原理及应用》教学课件 双音多频解码芯片MT8870D 特性： 完全的DTMF接收/解码器 低功耗 内建增益设置放大器 可调警卫时间 提供掉电模式和禁止模式 与MT8870C/MT8870C-1 兼容 MT8870D片内集成了裂带滤波器和数字解码功能,滤波 器针对高音频和低音频采用了开关电容式滤波技术；译码 器通过数字计数器对全部16个DTMF音频组合进行探测 和译码。片上的差分输入放大器、时钟振荡电路和带锁存 地三态接口仅需要极少的外接元件
语音芯片APR9600 APR9600语音录放芯片,是继美国ISD公司以后 采用模拟存储技术的又一款音质好、噪音低、不 怕断电、可反复录放的新型语音电路,单片电路 可录放32-60秒,串行控制时可分256段以上,并 行控制时最大可分8段。与ISD同类芯片相比它具 有:价格便宜,有多种手动控制方式,分段管理 方便、多段控制时电路简单、采样速度及录放音 时间可调、每个单键均有开始停止循环多种功能 等特点。 《单片微机原理及应用》教学课件 奔六瘳
《单片微机原理及应用》教学课件 语音芯片APR9600 APR9600语音录放芯片，是继美国ISD公司以后 采用模拟存储技术的又一款音质好、噪音低、不 怕断电、可反复录放的新型语音电路，单片电路 可录放32-60秒，串行控制时可分256段以上，并 行控制时最大可分8段。与ISD同类芯片相比它具 有：价格便宜，有多种手动控制方式，分段管理 方便、多段控制时电路简单、采样速度及录放音 时间可调、每个单键均有开始停止循环多种功能 等特点