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1、单片机单片机应用系统的设计与开发应用系统的设计与开发第九章第九章第第 节节9.1.2 9.1.2 单片机单片机系统的设计开发过程系统的设计开发过程1 1 对于一个实际的课题和项目，从任务的提出到系统的选型、确定、研制直至投入运行要经过一系列的过程。单片机应用系统的设计开发过程 9.1.2 单片机片机应用系用系统的开的开发过程程 单片机应用系统的设计开发过程 单片机应用系统的设计开发过程 1总体论证主要是对项目进行可行性分析，即对所研制任务的功能和技术指标 详细分析、研究，明确功能的要求；对技术指标进行一些调查、分析和研究；对产品项目的先进性、可靠性、可维护性、可行性以及功能价格比进行综合考虑；
2、了解国内外同类产品或项目的应用和开发情况。当用户提出的要求过高，在目前条件下难以实现时，应根据自己的能力和情况提出合理的功能要求及技术指标。2总体设计主要包括系统功能（任务）的分配、确定软硬件任务及相互关系、单片机系统的选型以及拟定调试方案和手段等。系统任务的分配、确定软硬件任务及相互关系包括两方面的含义：一是确定必须由硬件或软件完成的任务，相互之间是不能替代的；二是有些任务双方均能完成，还有些任务需要软硬件配合才能完成。应综合考虑软硬件的优势和其他因素，如速度、成本、体积等，从而进行合理的分配。单片机应用系统的设计开发过程 在确定用单片机来实现产品功能后还涉及单片机的选型问题。选择性价比最优
3、、开发容易及开发周期短的产品，是要考虑的主要问题之一。选择单片机总体上应从两方面考虑：其一是目标系统需要哪些资源；其二是根据成本的控制选择价格最低的产品，即所谓性价比最高原则。单片机应用系统的设计开发过程 3硬件开发第一步是电路原理图的设计，包括常规通用逻辑电路的设计和特殊专用电路的原理设计。特别是专用电路的原理设计，要根据要求首先进行原理设计，有条件的话可利用软件模拟仿真。在理论分析通过的基础上进行实际电路的试验、调试和确认。系统的硬件电路原理图设计完毕并确认无误后，进行元器件配置，将所有元器件购齐以备绘制印制电路板。印制电路板的设计也可以委托相关厂家，但需要提供系统电路原理图中所有元器件的
4、型号、参数和尺寸，如有特别要求（如元器件的布局）应事先提出。单片机应用系统的设计开发过程 4软件开发单片机软件开发过程与一般高级语言的软件开发基本相同，主要区别在于：第一，它是根据所用单片机的型号进行系统资源的分配；第二，软件的调试环境不同。编写源程序可以采用汇编语言和C51语言，也可以采用混合编程，即用C51编写主程序，用汇编语言编写硬件有关的程序。一般地讲，软件的功能分为两大类：一类是执行软件，它能完成各种实质性的功能，如测量、计算、显示、打印及输出控制等；另一类是监控软件，它是专门用来协调各个执行模块和操作者的关系的，在系统软件中充当组织调度角色。单片机应用系统的设计开发过程 4软件开发
5、单片机软件开发过程与一般高级语言的软件开发基本相同，主要区别：第一，根据所用单片机型号进行系统资源分配；第二，软件调试环境不同：编写源程序可以采用汇编语言和C51语言，也可以采用混合编程 软件的功能分为两大类：执行软件，它能完成各种实质性的功能，如测量、计算、显示、打印及输出控制等监控软件，专门用来协调各个执行模块和操作者的关系，在系统软件中充当组织调度角色单片机应用系统的设计开发过程 设计人员在进行程序设计时应从以下几个方面加以考虑：根据软件功能要求，将系统软件分成若干个相对独立的部分，设计出合理的软件总体结构，使其清晰、简洁、流程合理。功能程序实行模块化、子程序化，既便于调试、连接，又便于
6、移植、修改。在编写应用软件之前，应绘制出程序流程图,这是程序设计的一个重要组成部分。从某种意义上讲，多花一些时间来设计程序流程图,就可以节约几倍于源程序编写、调试时间单片机应用系统的设计开发过程 要合理分配系统资源，包括 ROM、RAM、定时计数器及中断源等，其中最关键的是片内RAM分配。对于汇编语言编程需要人为筹划各个资源的使用，但若使用C51，则只需设置合理的变量类型，编译系统将会自动进行资源分配。注意在程序的有关位置处写上功能注释，以提高程序的可读性。单片机应用系统的设计开发过程 5联机调试:由于MCS-51单片机本身无开发能力，编制应用软件、对硬件电路进行诊断、调试要借助仿真开发工具进
7、行。仿真开发工具的基本功能：模拟用户的实际样机，随时观察运行的中间过程，而不改变运行中原有的数据和结果。要求仿真开发工具应当具有如下4个最基本的功能：用户样机硬件电路的诊断与检查；用户样机程序的输入与修改；程序运行、调试及状态查询等功能；将程序固化到程序存储器中。单片机应用系统的设计开发过程 目前国内使用较多的开发系统大致分为以下两类:（1 1）通用型单片机开发系统）通用型单片机开发系统SICE-、南京伟福（Wave）公司的在线仿真器等。独立型仿真结构，配备有EPROM读写器、仿真插头和其他外设，通过USB接口与计算机相连优点可利用通用计算机系统的软、硬件资源，效率较高。单片机应用系统的设计开
8、发过程（2 2）软件模拟开发系统）软件模拟开发系统一种完全依靠软件手段进行开发的系统，开发系统与用户样机在硬件上没有任何联系。Proteus参与的单片机系统开发过程分为4步：在Proteus 平台上进行单片机系统电路设计、选择元器件、接插件、连接电路和电气检测等。在Keil环境下进行系统源程序设计、编程、编译、调试，最后生成目标代码文件（*.hex或者*.OMF）。在Proteus平台上将目标代码文件加载到单片机系统中，并实现单片机系统的实时交互、协同仿真单片机应用系统的设计开发过程 仿真正确后，制作实际单片机系统电路，并将目标代码文件（*.HEX）下载到实际单片机中运行、调试，直至运行成功Proteus软件能对单片机进行实物级仿真：系统提供有丰富的软件调试功能，可用单步、断点、全速等方式运行用户程序。硬件模拟功能可以进行模拟电路、数字电路和数模混合电路的特性分析和检验。大量内置控件如显示器、电位器、按键、及指示灯等，可在仿真时产生直观的人机互动效果。以虚拟方式提供的调试仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等，可方便地进行电路测试和运行监测。单片机应用系统的设计开发过程 关于单片机应用系统的设计开发过程就讲到这里，同学们再见！单片机应用系统的设计开发过程