文档介绍：第八章单片机控制系统设计及应用
第一节单片机控制系统的设计方法
第二节提高系统可靠性的常用方法
第三节单片机在步进电动机控制中的应用
第四节单片机在直流调速中的应用
第五节单片机在电子显示屏中的应用
第一节单片机控制系统的设计方法
一、系统设计的内容及步骤
(1)从元件级开始,构成系统针对具体任务,选用合适的单片机,配以必要的存储器、接口芯片和外围设备来构成系统。
(2)应用已有的单片机系统,适当扩展已有的单片机系统是51、96等系列单片机组成的单板机。根据实际需要,在此系统的基础上适当扩展I/O通道或其它器件,构成一个测控系统。
二、控制系统设计的内容和步骤

(1)单片机机型和器件的选择
,避免过多的功能闲置;
,以提高整个系统的性能价格比;
,以缩短开发周期;
,有利于批量的增加和系统的维护。
(2)硬件与软件的功能划分
系统的硬件和软件要作统一的考虑。因为一种功能往往是既可以由硬件实现,又可以由软件实现。要根据系统的实时性和系统的性能价格比进行综合确定。

(1)单片机电路设计
主要完成时钟电路、复位电路、供电电路、I/O电路的设计
(2)扩展电路设计
主要完成程序存储器、数据存储器、I/O接口电路的设计
(3)输入/输出通道设计
主要完成传感器电路、放大电路、多路开关、A/D转换电路、D/A转换电路、开关量接口电路、驱动及执行机构的设计。
(4)控制面板设计
主要完成按键、开关、显示器、报警等电路的设计。

结合硬件组成,首先明确软件部分各个模块的功能,详细地画出各模块的流程图,然后进行主程序设计和各模块程序设计,最后连接起来得到完整的应用程序。

将硬件和软件相结合,分模块进行调试,修正和完善原始方案。最后进行整个系统的调试,以达到控制系统的要求。调试完成后将应用程序固化在程序存储器中。
第二节提高系统可靠性的常用方法
一、提高系统可靠性的常用方法
(一)电源干扰及其抑制

在工业控制现场,生产负荷经常变化,大型用电设备的启动、停止等,往往要造成电源电压的波动,因此,我们一方面要尽量使控制系统远离这些干扰源,另一方面可在系统中采用干扰抑制器。

①采用集成稳压块单独供电
②直流开关电源
③DC-DC变换器
(二)地线干扰及其抑制

数字地指的是TTL或CMOS芯片、I/O接口电路芯片、CPU芯片等数字逻辑电路的地端,以及A/D、D/A转换器的数字地端。模拟地指的是运算放大器、采样保持器等模拟器件的地和A/D、D/A转换器中模拟信号的接地端。

印刷电路板的地线分布一般应遵循下列几个原则:
①TTL、CMOS器件的地线要呈辐射网状,避免形成环状。
②线路板上的地线要根据通过电流的大小决定其宽度,最好不小于3mm。
③旁路电容的地线不要太长
④功率地通过的电流信号一般较大,其地线应较宽些,且必须与小信号地分开。

当采用屏蔽双绞线传送信号时,应将屏蔽体与工作地连在一起,并应注意只能有一个接地点,否则屏蔽体两端就会形成回路,在屏蔽体上产生较大的噪声.

在一个完整的单片机应用系统中,存在着三种类型的地:一是低电平电路地线,如数字地、模拟地等;二是电动机、继电器、电磁开关等强电设备的地(亦可称为噪声地);三是机壳、控制柜外壳地(也称为金属件地)。