单片机应用系统设计

山东师范大学传播学院电子信息科学与技术系

单片机原理及应用课程电子教案

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第章12

单片机应用系统设计

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本讲主要内容：

12-1. 单片机典型应用系统组成

12-2.单片机应用系统实例

12-3.单片机应用系统的开发过程


12-1 单片机典型应用系统组成

单

片

机

A/D接口

D/A接口

开关量输入开关量输出

通信接口

存储器

人机界面



单片机系统组成 A/D接口：实现模拟信号的采集

并行 A/D

串行 A/D

D/A接口：输出模拟量的控制信号并行 D/A

串行 D/A

开关量输入输出：实现开关信号的检测和控制步进电机、 PWM控制的直流电机

开关量输出的传感器（如光电、霍尔传感器等）



通信接口：实现系统和外界（单片机或 PC）的数据交换

RS-232C

RS-485

人机界面：沟通用户和系统的渠道

键盘、显示

打印机


12-2 单片机应用系统实例

HW单片机仿真实验开发板


12-2 单片机应用系统实例

单片机存储器

通信接口输出开关量控制信号

输入开关量控制信号


12-3 单片机应用系统的开发过程

确定任务总体设计

硬件设计与调试

软件设计与调试

联机调试性能测试



确定任务明确设计目的

分析系统功能指标

编写设计任务书

总体设计项目调研

方案论证

CPU及关键器件选择

绘制总体框图



硬件、软件设计硬件设计

尽可能选择典型电路，采用硬件移植技术，力求硬件电路标准化、模块化；

尽可能选择功能强的芯片，简化电路的设计；

系统的扩展与配置应充分考虑系统的功能要求，并留有余地；

“ ”在不影响系统功能的条件下，采用以软代硬方法；

可靠性与抗干扰设计；去耦滤波、合理布线、信号隔离等；

I/O的驱动能力；

系统的结构工艺。



软件设计

软件设计是单片机系统设计中最重要的一环。进行软件编程时，可以采用汇编语言或高级语言（常为 C语言）完成。在进行软件设计时，应该注意以下问题：模块化结构

软件抗干扰技术

程序编写的规范性

采用标注，提高程序可读性



硬件、软件调试单片机开发工具应用

在线仿真器

编程器

硬件电路的检查与故障诊断测试仪表检查（万用表、示波器、信号发生器等）

软件程序测试（利用仿真器编制测试程序进行故障判断与分析）



系统总调、性能测定系统总调

测试样机装配后，进行系统的联机调试，优化系统硬件和软件的配置，使系统达到良好的工作状态。

性能测定

利用各种测量设备进行系统参数测量，记录系统的各种性能指标参数，完成系统测试报告。

单片机应用系统设计

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