第十章单片机应用象统设计 方法与综合案例 1.单片机应用系统设计的基本要求 2.单片机应用系统设计的步骤 3.提高系统可靠性的方法 4.单片机应用系统设计案例 向蒙古农业大学机电工程学院 2
2 第十章 单片机应用系统设计 方法与综合案例 1. 单片机应用系统设计的基本要求 2. 单片机应用系统设计的步骤 3. 提高系统可靠性的方法 4. 单片机应用系统设计案例
第一节单片机应用象统设计的基本要求 可操作性 ■设计观念：注重使用和维修 ■功能设置：开关简洁、顺序明了、符号直观 ■ 通用性 ■设计时必须使系统设计标准化，尽量采用标准接口 ■系统设计时的设计指标留有一定的余量 可靠性高 ■处于前端数据采集、控制输出 系统规划时要考虑可靠性措施 设计时要考虑故障自动检测和处理环节 性价比高 内蒙古农业大学机电工程学院
3 第一节 单片机应用系统设计的基本要求 可靠性高 处于前端数据采集、控制输出 系统规划时要考虑可靠性措施 设计时要考虑故障自动检测和处理环节 通用性 设计时必须使系统设计标准化，尽量采用标准接口 系统设计时的设计指标留有一定的余量 性价比高 可操作性 设计观念：注重使用和维修 功能设置：开关简洁、顺序明了、符号直观
第二节单片机应用系统设计的步骤 以单片机为核心的产品或项目，虽然单片机的选型不尽相同， 软件编写也千差万别，但系统研制步骤和方法是基本一致的，一 般都分为总体功能设计、硬件电路原理设计、软件的编制和系统 的仿真调试等几个阶段。 ■确定任务 ■前提：i 市场需求 ■目标：克服旧缺点、 开发新功能 ■规划：系统功能、技术指标、系统构成 方案设计 ■单片机型号选择 ■硬件与软件的功能划分 ■应采取的可靠性措施 内蒙古农业大学机电工程学院
4 第二节单片机应用系统设计的步骤 确定任务 前提：市场需求 目标：克服旧缺点、开发新功能 规划：系统功能、技术指标、系统构成 方案设计 单片机型号选择 硬件与软件的功能划分 应采取的可靠性措施 以单片机为核心的产品或项目，虽然单片机的选型不尽相同， 软件编写也千差万别，但系统研制步骤和方法是基本一致的，一 般都分为总体功能设计、硬件电路原理设计、软件的编制和系统 的仿真调试等几个阶段
总体 ●任务分析 ●确定功能、性能要求 ■硬件设计 证 ●制定总体方案 单片机基本系统设计 扩展电路和输入/输出通道设计 ●系统功能分配 ●确定软硬件功能关系 ■人机界面设计 设 ●拟定调试方案 硬 ●绘制硬件原理图 软 ●确定算法与数据结构 ●绘制印制板图 ●程序模块划分 ●配置元器件 设 ●绘制程序流程图 计 ●硬件功能分调 ●程序编写与仿真调试 软件设计 功能模块化：信号采集、 ●在样机中运行软件 控制算法、人机交互 机联调 ●软硬件修改与完善 ●反复调试以达设计要求 ■ 设计方法：模块化设计、 自顶向下设计 考 ●现场运行样机 附图单片机 ●组装定型、软件固化 应用系统设计 型 ●编写技术报告及说明书 的一般流程
硬件设计 总 体 论 证 ●任务分析 ●确定功能、性能要求 ●制定总体方案 总 体 设 计 ●系统功能分配 ●确定软硬件功能关系 ●拟定调试方案 硬 件 设 计 ●绘制硬件原理图 ●绘制印制板图 ●配置元器件 ●硬件功能分调 软 件 设 计 ●确定算法与数据结构 ●程序模块划分 ●绘制程序流程图 ●程序编写与仿真调试 样 机 联 调 ●在样机中运行软件 ●软硬件修改与完善 ●反复调试以达设计要求 考 机 定 型 ●现场运行样机 ●组装定型、软件固化 ●编写技术报告及说明书 单片机基本系统设计 扩展电路和输入/输出通道设计 人机界面设计 软件设计 功能模块化：信号采集、 控制算法、人机交互 设计方法：模块化设计、 自顶向下设计 附图 单片机 应用系统设计 的一般流程
第三节提高系统可靠性的方法 ■电源干扰及其抑制 抑制措施 电源 ~220V ■交流电源干扰及其抑制 滤波器 干扰现象 ●尽量远离干扰源 ●采用交流电源滤波器 ●采用交流稳压器 ●采用1：1隔离变压器 1:1隔高变压器 电源变压器 ●持续时间：几个纳秒 ●幅度约在50V~4000V 220V 交流 电源 直流 稳压器 滤波器 稳压器 ●使系统的程序“跑飞” 内蒙古农业大学机电工程学院
6 第三节提高系统可靠性的方法 交流电源干扰及其抑制 干扰现象 t V 持续时间：几个纳秒 幅度约在50V～4000V 使系统的程序“跑飞” 电源干扰及其抑制 抑制措施 尽量远离干扰源 采用交流电源滤波器 采用交流稳压器 采用1:1隔离变压器 电源 滤波器 ～220V 电源 滤波器 交流 稳压器 直流 稳压器 ～220V U 1:1 隔离变压器 电源变压器 + -