文档介绍：第2讲单片机系统的开发过程
1 单片机系统的开发设计
2 单片机应用系统的开发工具
1 单片机系统的开发设计
总体设计
1. 明确设计任务和技术指标
在开始设计前,设计者必须明确单片机系统所要完成的任务、控制对象的状况及所要达到的技术指标。
2. 建立被控对象的数学模型
所谓被控对象的数学模型是指对被控对象的变化规律或控制过程客观真实地描述,从而决定单片机系统需要检测哪些变量,采用怎样的控制算法等。
3. 总体方案的设计
总体方案的设计就是根据单片机系统要实现的功能和技术指标,对单片机系统各部分的构成进行一个总体的构想,对各部分的具体实现有一个初步的方案。
总体方案设计中主要考虑以下几个方面:
(1) 系统构成:指整个单片机系统由哪几部分组成,如显示、键盘、输入通道、输出通道、打印、通信等。
(2) 单片机机型的选择:目前单片机机型很多,如本书介绍的AT89系列,Intel公司的MCS-51和MCS-96/98系列等。
(3) 单片机硬件/软件的功能分配:单片机的硬件和软件设计是紧密联系在一起的,而且某些功能可用硬件实现,也可用软件实现。
(4) 其它器件的选择:单片机系统中,除单片机外,还有许多外围电路,如输入/输出电路、检测电路、显示电路等。
(5) 开发研制的周期:根据系统的复杂程度和实现的难易度,确定一个合理的研制进度时间表,使设计者在规定的时间内完成设计任务。
硬件设计
硬件设计就是在总体方案的指导下,对构成单片机系统的所有功能部分进行详细具体的电路设计。首先要设计出各部分硬件电路原理图,然后在面包板上搭出电路进行具体实验(一些简单、成熟的方案可不用单独实验)。
在硬件设计和调试过程中,当按总体方案的设想满足不了要求时,可更改设计方案并进行实验,直到满足技术指标要求为止。
解决抗干扰问题,提高系统可靠性的常用措施有以下几点:
(1) 在硬件设计和加工时应注意选用质量好的电子元件、连接器等,并进行严格的测试和筛选。
(2) 电路设计时要注意电平匹配。
(3) 设计时要充分考虑阻抗匹配,各部分间驱动能力要留有余地。
(4) 在设计印刷电路板时,强、弱电要严格分开,数字地和模拟地要分开,分别与电源端地线相连。
(5) 对供电电源要采取抗干扰措施。
(6) 对输入/输出通道采取抗干扰措施。
软件设计
单片机系统的硬件设计使单片机CPU的接口分配、接口扩展及各种外围电路与CPU的连接关系,都有了明确的定义。
不论采用何种程序设计方法,程序总体结构确定后,一般以程序流程框图的形式对其进行描述。
程序流程图绘制成后,整个程序的轮廓和思路已十分清楚,便可开始编写实用程序。
一个实用程序编好后,往往会有许多书写、语法、指令等错误,这些错误的出现有时是不可避免的。