單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)—基于C5的Proteus仿真

1、本章以電梯控制器的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)為例，本章以電梯控制器的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)為例，介紹介紹80C51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)硬件電路設(shè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)硬件電路設(shè)計和軟件編程方法。計和軟件編程方法。第第8章章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實(shí)例單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實(shí)例n8.1 設(shè)設(shè) 計計 要要 求求n8.2 總總 體體 方方 案案n8.3 硬件電路設(shè)計硬件電路設(shè)計n8.4 軟軟 件件 設(shè)設(shè) 計計n本章小結(jié)本章小結(jié)3、步進(jìn)電動機(jī)正轉(zhuǎn)表示電梯上行，步進(jìn)電動機(jī)反轉(zhuǎn)表示電梯、步進(jìn)電動機(jī)正轉(zhuǎn)表示電梯上行，步進(jìn)電動機(jī)反轉(zhuǎn)表示電梯下行。啟動按鈕按下去表示電梯控制系統(tǒng)可以運(yùn)行。緊急停下行。啟動按鈕按下去表示電梯控制系統(tǒng)可以運(yùn)行。緊急停止按鈕按下，電動

2、機(jī)停止運(yùn)動。止按鈕按下，電動機(jī)停止運(yùn)動。設(shè)設(shè) 計計 要要 求求 以以8位微處理器位微處理器/微控制器和步進(jìn)電動機(jī)為核心設(shè)計四層的小微控制器和步進(jìn)電動機(jī)為核心設(shè)計四層的小樓上電梯控制器。樓上電梯控制器。1、人機(jī)接口、人機(jī)接口:顯示器、按鍵、喇叭、指示燈顯示器、按鍵、喇叭、指示燈2、中間層每層樓的電梯口都有上樓、下樓兩個按鈕，頂層只、中間層每層樓的電梯口都有上樓、下樓兩個按鈕，頂層只有下樓按鈕，底層只有上樓按鈕。一個有下樓按鈕，底層只有上樓按鈕。一個7段數(shù)碼管顯示器作為段數(shù)碼管顯示器作為電梯當(dāng)前層的指示燈，兩個發(fā)光二極管作為電梯運(yùn)行方向指示電梯當(dāng)前層的指示燈，兩個發(fā)光二極管作為電梯運(yùn)行方向指示燈；

3、進(jìn)入電梯里邊，按數(shù)字鍵選擇想要去的目的樓層，一個燈；進(jìn)入電梯里邊，按數(shù)字鍵選擇想要去的目的樓層，一個7段數(shù)碼管顯示器作為電梯當(dāng)前層的指示燈，兩個發(fā)光二極管作段數(shù)碼管顯示器作為電梯當(dāng)前層的指示燈，兩個發(fā)光二極管作為電梯上行和下行指示燈。為電梯上行和下行指示燈。4、報警按鈕按下，啟動蜂鳴器和閃爍紅色報警燈。、報警按鈕按下，啟動蜂鳴器和閃爍紅色報警燈。要求：要求：總總 體體 方方 案案電梯控制器組成可分為六個單元：電梯控制器組成可分為六個單元：圖圖8.2 電梯控制器仿真電路電梯控制器仿真電路硬件電路設(shè)計硬件電路設(shè)計步進(jìn)電機(jī)單元步進(jìn)電機(jī)單元 電梯內(nèi)部狀態(tài)顯示單元電梯內(nèi)部狀態(tài)顯示單元 電梯內(nèi)部按鍵操作單

4、元電梯內(nèi)部按鍵操作單元 電梯外部按鍵電梯外部按鍵操作單元操作單元軟軟 件件 設(shè)設(shè) 計計主程序模塊主程序模塊主程序可分為三大部分主程序可分為三大部分外部按鍵掃描外部按鍵掃描內(nèi)部按鍵掃描內(nèi)部按鍵掃描電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)程序初始化后，便循環(huán)執(zhí)行上述三個部分，外部按鍵一被掃程序初始化后，便循環(huán)執(zhí)行上述三個部分，外部按鍵一被掃描到有按下時，如果電梯不在當(dāng)前層，則馬上響應(yīng)并運(yùn)轉(zhuǎn)，描到有按下時，如果電梯不在當(dāng)前層，則馬上響應(yīng)并運(yùn)轉(zhuǎn)，否則仍然停在當(dāng)前層。當(dāng)內(nèi)部按鍵按下時，需再次按下否則仍然停在當(dāng)前層。當(dāng)內(nèi)部按鍵按下時，需再次按下“啟啟動動”鍵，相當(dāng)實(shí)際中的鍵，相當(dāng)實(shí)際中的“關(guān)門關(guān)門”，此時電梯以內(nèi)部按鍵按下，此時

5、電梯以內(nèi)部按鍵按下的層為目標(biāo)層運(yùn)行。在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)中，也增加了內(nèi)外按鍵的層為目標(biāo)層運(yùn)行。在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)中，也增加了內(nèi)外按鍵的掃描，以時電梯運(yùn)行時能接受請求。的掃描，以時電梯運(yùn)行時能接受請求。電梯控制器軟件主要設(shè)計人機(jī)交互和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電梯控制器軟件主要設(shè)計人機(jī)交互和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電梯主程序流程圖電梯主程序流程圖每到一層的狀態(tài)控制每到一層的狀態(tài)控制首先判斷該層是否有當(dāng)首先判斷該層是否有當(dāng)前運(yùn)行方向的請求，若前運(yùn)行方向的請求，若有，則停留在此層，按有，則停留在此層，按下啟動鍵繼續(xù)運(yùn)行，若下啟動鍵繼續(xù)運(yùn)行，若沒有任何請求或者請求沒有任何請求或者請求方向不同，則不停留方向不同，則不停留其狀態(tài)控制流程圖其

6、狀態(tài)控制流程圖內(nèi)部按鍵掃描內(nèi)部按鍵掃描按順序掃描每個按鍵，如果按鍵被按下，則保存其值，按順序掃描每個按鍵，如果按鍵被按下，則保存其值，若發(fā)現(xiàn)被按下的按鍵剛好是電梯當(dāng)前所在的層，則電梯若發(fā)現(xiàn)被按下的按鍵剛好是電梯當(dāng)前所在的層，則電梯保持不動，否則，若電梯當(dāng)前為停止?fàn)顟B(tài)，則馬上做運(yùn)保持不動，否則，若電梯當(dāng)前為停止?fàn)顟B(tài)，則馬上做運(yùn)行方向相應(yīng)的調(diào)整并自動啟動，若電梯當(dāng)前為運(yùn)行狀態(tài)，行方向相應(yīng)的調(diào)整并自動啟動，若電梯當(dāng)前為運(yùn)行狀態(tài)，則只保存請求則只保存請求內(nèi)部按鍵掃描流程內(nèi)部按鍵掃描流程外部按鍵掃描外部按鍵掃描按順序掃描每個按鍵，按順序掃描每個按鍵，如果按鍵被按下，則保如果按鍵被按下，則保存其值，若發(fā)現(xiàn)

7、被按下存其值，若發(fā)現(xiàn)被按下的按鍵剛好是電梯當(dāng)前的按鍵剛好是電梯當(dāng)前所在的層，則電梯保持所在的層，則電梯保持不動，否則，若電梯當(dāng)不動，否則，若電梯當(dāng)前為停止?fàn)顟B(tài)，則馬上前為停止?fàn)顟B(tài)，則馬上做運(yùn)行方向相應(yīng)的調(diào)整做運(yùn)行方向相應(yīng)的調(diào)整并自動啟動，若電梯當(dāng)并自動啟動，若電梯當(dāng)前為運(yùn)行狀態(tài)，則只保前為運(yùn)行狀態(tài)，則只保存請求存請求外部按鍵掃描流程外部按鍵掃描流程仿真運(yùn)行仿真運(yùn)行本本 章章 小小 結(jié)結(jié)根據(jù)嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能要求，對系統(tǒng)功能細(xì)化，根據(jù)嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能要求，對系統(tǒng)功能細(xì)化，分成若干功能模塊，畫出系統(tǒng)功能框圖，再對功能模塊進(jìn)分成若干功能模塊，畫出系統(tǒng)功能框圖，再對功能模塊進(jìn)行硬件和

8、軟件功能實(shí)現(xiàn)的分配。行硬件和軟件功能實(shí)現(xiàn)的分配。 具體設(shè)計包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。具體設(shè)計包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。 硬件設(shè)計主要是根據(jù)性能參數(shù)要求對各功能模塊所需要使硬件設(shè)計主要是根據(jù)性能參數(shù)要求對各功能模塊所需要使用的元器件進(jìn)行選擇和組合，其選擇的基本原則就是市場上用的元器件進(jìn)行選擇和組合，其選擇的基本原則就是市場上可以購買到的性價比最高的通用元器件。必要時，須分別對可以購買到的性價比最高的通用元器件。必要時，須分別對各個沒有把握的部分進(jìn)行搭試、功能檢驗(yàn)和性能測試，從模各個沒有把握的部分進(jìn)行搭試、功能檢驗(yàn)和性能測試，從模塊到系統(tǒng)找到相對優(yōu)化的方案，畫出電路原理圖。塊到系統(tǒng)找到相對優(yōu)化的方案，

9、畫出電路原理圖。 硬件設(shè)計的關(guān)鍵一步就是利用印制板（硬件設(shè)計的關(guān)鍵一步就是利用印制板（PCB）計算機(jī)輔）計算機(jī)輔助設(shè)計（助設(shè)計（CAD）軟件對系統(tǒng)的元器件進(jìn)行布局和布線，接著）軟件對系統(tǒng)的元器件進(jìn)行布局和布線，接著是印制板加工、裝配和硬件調(diào)試。是印制板加工、裝配和硬件調(diào)試。 軟件設(shè)計軟件設(shè)計軟件設(shè)計貫穿整個系統(tǒng)的設(shè)計過程，主要包括任務(wù)分析、軟件設(shè)計貫穿整個系統(tǒng)的設(shè)計過程，主要包括任務(wù)分析、資源分配、模塊劃分、流程設(shè)計和細(xì)化、編碼調(diào)試等。軟資源分配、模塊劃分、流程設(shè)計和細(xì)化、編碼調(diào)試等。軟件設(shè)計的工作量主要集中在程序調(diào)試，所以軟件調(diào)試工具件設(shè)計的工作量主要集中在程序調(diào)試，所以軟件調(diào)試工具就是關(guān)鍵。就是關(guān)鍵?；诨赑roteus電路設(shè)計、電路設(shè)計、Keil C51程序設(shè)計以及兩者聯(lián)合程序設(shè)計以及兩者聯(lián)合仿真調(diào)試的方法，建立起單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)硬件電路設(shè)計、仿真調(diào)試的方法，建立起單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)硬件電路設(shè)計、軟件設(shè)計以及調(diào)