文档介绍：1
第9章单片机应用系统开发技术
总体要求:
●了解单片机的开发系统及开发工具
●掌握单片机应用系统软、硬件设计的基本方法
●了解单片机应用系统抗干扰设计的基本方法
●理解单片机应用系统调试的基本方法
●了解应用实例软、硬件设计过程
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学习重点:
●单片机应用系统的设计原则与过程
目前,MCS-51系列单片机以其独特优越的性能和低廉的价格,在工业实时控制、智能化仪表、数据采集、计算机通信等各个领域得到了极为广泛的应用。本章将结合单片机的特点,从应用角度出发,对单片机应用系统的设计、开发工具和应用实例作进一步的分析和讨论。
单片机的开发系统及开发工具
单片机应用系统的设计原则与过程
单片机应用系统的抗干扰设计
单片机应用系统实例
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单片机的开发系统及开发工具
单片机的开发系统
单片机应用系统建立以后,电路正确与否,程序是否有误,怎样将程序装入机器等,这都必须借助单片机开发系统装置来完成。单片机开发系统是单片机编程调试的必需工具。
单片机开发系统和一般通用计算机系统相比,在硬件上增加了目标系统的在线仿真器、编程器等部件,所提供的软件除有类似一般计算机系统的简单的操作系统之外,还增加了目标系统的汇编和调试程序等。
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⑴在线仿真功能
在线仿真器简称ICE(In Circuit Emulator),是由一系列硬件组成的单片机开发装置。
①仿真功能在线仿真时,开发系统应能将在线仿真器中的单片机完整地出借给目标系统,不占用目标系统单片机的任何资源。
②模拟功能在开发目标系统的过程中,单片机的开发系统允许用户使用它内部的RAM存储器和I/O来替代目标系统中的ROM程序存储器、RAM数据存储器和I/O,使用户在目标系统样机还未完全配置好以前,便可以借用开发系统提供的资源进行软件的开发。
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⑵调试功能
开发系统的调试功能应包含以下几个方面:
①运行控制功能开发系统应能使用户有效地控制目标程序的运行,以便检查程序运行的结果,对存在的硬件故障和软件错误进行修改。至少应具有下列运行模式:
a)单步运行:从任意的程序地址开始执行一条指令后停止运行。
b)断点运行:允许用户任意设置断点,从规定地址开始运行后,遇到符合条件的断点后停止运行。
c)连续运行:从指定地址开始,连续地、全速地运行目标程序。
d)起停控制:允许用户根据需要启动或停止运行目标程序。
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②对目标系统状态的读出、修改功能当CPU停止执行目标系统的程序后,允许用户方便地读出或修改目标系统所有资源的状态,以便检查程序运行的结果。可供用户读出、修改的目标系统资源应包括:
a) 程序存储器(开发系统中的仿真ROM或目标机中的ROM);
b) 单片机片内资源(工作寄存器、特殊功能寄存器、I/O
口、RAM及位存储单元);
c) 系统中扩展的RAM和I/O口。
③跟踪功能
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⑶辅助设计功能
单片机开发系统的辅助设计功能体现在以下几个方面:
①程序编辑
②程序设计语言
③其他软件功能
⑷程序固化功能
当单片机应用系统程序调试完成后,需要把目标程序写入目标机的ROM中,这个过程称为程序固化。固化时需要有适当的编程电压和硬软件条件,开发系统应具有这种功能。
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目前国内用于MCS-51系列单片机的开发系统很多,大致可分为以下四种:
(1)通用型单片机开发系统
(2)实用型开发系统
(3)通用机开发系统
(4)模拟开发系统
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单片机应用系统的开发工具
一个单片机应用系统经过预研,总体设计、硬件设计、软件设计、制版、元器件安装后,在系统程序存储器中写入编制好的应用程序,系统即可运行。但一次性成功几乎是不可能的,多少会出现一些硬件或软件上的错误,需通过调试来发现和改正错误。然而单片机应用系统本身并无自开发能力,仅靠万用表、示波器等常规工具显然是不够的,通常要借助于一个特殊的计算机系统来完成,这个特殊的计算机系统称为单片机开发系统或单片机开发机(仿真器)。