單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計課件

第10章單片機應(yīng)用

系統(tǒng)設(shè)計

第10章單片機應(yīng)用

系統(tǒng)設(shè)計110.1單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的開發(fā)步驟一個完備的單片機應(yīng)用系統(tǒng)包括硬件和軟件兩大部分，其中硬件部分包括擴展的存儲器、鍵盤、顯示、前向通道、后向通道、控制接口電路以及相關(guān)芯片的外圍電路等，軟件的功能就是指揮單片機按預(yù)定的功能要求進行操作的程序。10.1單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的開發(fā)步驟一個完備的單片機應(yīng)210.1.1系統(tǒng)總體設(shè)計

系統(tǒng)總體設(shè)計是單片機系統(tǒng)設(shè)計的前提，合理的總體設(shè)計是系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵?？傮w設(shè)計關(guān)鍵在于對系統(tǒng)功能和性能的認(rèn)識和合理分析。系統(tǒng)單片機及關(guān)鍵芯片的選型，系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)的確立和軟、硬件功能的劃分也是系統(tǒng)總體設(shè)計的重要組成部分。10.1.1系統(tǒng)總體設(shè)計系統(tǒng)總體設(shè)計是單片機系統(tǒng)設(shè)計的310.1.2硬件設(shè)計1．程序存儲器2．?dāng)?shù)據(jù)存儲器3．I/O接口4．總線驅(qū)動器5．抗干擾電路10.1.2硬件設(shè)計1．程序存儲器410.1.3軟件設(shè)計10.1.3軟件設(shè)計5

1．系統(tǒng)定義

（1）定義說明各輸入/輸出口的功能。（2）在程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器區(qū)域中，合理分配存儲空間。（3）對面板控制開關(guān)、按鍵等輸入量以及顯示、打印等輸出量也必須給予定義。（4）針對可能出現(xiàn)的由干擾引起的錯誤進行容錯設(shè)計，給出錯誤處理方案。1．系統(tǒng)定義

（1）定義說明各輸入/輸出口的功能。62．軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計2．軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計710.1.4系統(tǒng)總體調(diào)試

（1）硬件調(diào)試（靜態(tài)調(diào)試和動態(tài)調(diào)試）（2）軟件調(diào)試

（3）系統(tǒng)聯(lián)調(diào)

（4）現(xiàn)場調(diào)試

10.1.4系統(tǒng)總體調(diào)試（1）硬件調(diào)試（靜態(tài)調(diào)試和動態(tài)810.1.5程序固化，系統(tǒng)獨立運行

將程序固化在單片機系統(tǒng)的程序存儲器當(dāng)中，目標(biāo)系統(tǒng)就可以獨立運行了。目標(biāo)樣機獨立運行一段時間進行老化后，如果沒有故障產(chǎn)生，即可認(rèn)為整個系統(tǒng)開發(fā)成功。

10.1.5程序固化，系統(tǒng)獨立運行910.2設(shè)計實例1—步進電機的控制1.設(shè)計目的（1）掌握單片機對步進電機的控制方法（2）掌握步進電機正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、速度及步數(shù)控制的方法2.技術(shù)要求（1）使用三向六拍步進電機，編程使步進電機正向/反向旋轉(zhuǎn)10圈（2）旋轉(zhuǎn)時間為2秒（3）旋轉(zhuǎn)方向由手動控制10.2設(shè)計實例1—步進電機的控制1.設(shè)計目的10步進電機控制原理（1）單相三拍方式：按單相繞組施加電流脈沖正轉(zhuǎn)：A→B→C→A反轉(zhuǎn)：A→C→B→A（2）雙相三拍方式：按雙相繞組施加電流脈沖正轉(zhuǎn)：AB→BC→CA→AB反轉(zhuǎn)：AC→CB→BA→AC（3）三相六拍方式：單相繞組和雙相繞組交替施加電流脈沖正轉(zhuǎn)：A→AB→B→BC→C→CA→A反轉(zhuǎn)：A→AC→C→CB→B→BA→A步進電機控制原理113.設(shè)計方案

步進電機速度控制的方法就是改變各通電脈沖的時間間隔，由脈沖延時程序控制即可。在輸出控制電平后，由延時程序控制每一步的時間，即可達到控制步進電機速度的目的。如本設(shè)計要求2秒旋轉(zhuǎn)10圈，則每一步需要的時間為：t=2s/10×N×Zr=2000ms/10×3×2×40=833μs。 其中N=MCC，即運行拍數(shù)，其中MC為繞組相數(shù)（本題為三相），C為狀態(tài)系數(shù)。三拍時，C=1；六拍時，C=2。Zr為轉(zhuǎn)子齒數(shù)（40個）。步進電機的步數(shù)控制由要求旋轉(zhuǎn)圈數(shù)除以每一步旋轉(zhuǎn)的角度即可。設(shè)計要求旋轉(zhuǎn)10圈，則10×360o/1.5=2400圈（960H）。3.設(shè)計方案步進電機速度控制的方法就是改變各通電脈沖的時間124.電路4.電路13

5.參考程序ORG 1000HAA1： MOV R3，#960H ；確定步進電機前進步數(shù)AA2： MOV R4，#00HMOV DPTR，#STEP；控制模型首地址送DPTRJNB P1.4，F(xiàn)AN ；判斷正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)ZHENG： MOV A，R4MOVC A，@A+DPTRJZ AA2 ；旋轉(zhuǎn)一圈后轉(zhuǎn)回AA2MOV P1，A ；控制步進電機旋轉(zhuǎn)ACALL DELAY ；延時，控制速度INC R4 ；控制步數(shù)加1DJNZR3，ZHENG；步數(shù)未完繼續(xù)RET5.參考程序14FAN：MOV A，R4；取反向控制模型偏移量ADD A，#07HMOV R4，A

AJAMP ZHENGDELAY： （延時833μs）STEP： DB01H，03H，02H，06H，04H，05H，00H；正向控制模型DB01H，05H，04H，06H，02H，03H，00H；反向控制模型FAN：MOV A，R4；取反向控制模型偏移量1510.3設(shè)計實例2—數(shù)字電壓表的設(shè)計10.3設(shè)計實例2—數(shù)字電壓表的設(shè)計16單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計課件17單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計課件18ENDEND19第10章單片機應(yīng)用

系統(tǒng)設(shè)計

第10章單片機應(yīng)用

系統(tǒng)設(shè)計2010.1單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的開發(fā)步驟一個完備的單片機應(yīng)用系統(tǒng)包括硬件和軟件兩大部分，其中硬件部分包括擴展的存儲器、鍵盤、顯示、前向通道、后向通道、控制接口電路以及相關(guān)芯片的外圍電路等，軟件的功能就是指揮單片機按預(yù)定的功能要求進行操作的程序。10.1單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的開發(fā)步驟一個完備的單片機應(yīng)2110.1.1系統(tǒng)總體設(shè)計

系統(tǒng)總體設(shè)計是單片機系統(tǒng)設(shè)計的前提，合理的總體設(shè)計是系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵?？傮w設(shè)計關(guān)鍵在于對系統(tǒng)功能和性能的認(rèn)識和合理分析。系統(tǒng)單片機及關(guān)鍵芯片的選型，系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)的確立和軟、硬件功能的劃分也是系統(tǒng)總體設(shè)計的重要組成部分。10.1.1系統(tǒng)總體設(shè)計系統(tǒng)總體設(shè)計是單片機系統(tǒng)設(shè)計的2210.1.2硬件設(shè)計1．程序存儲器2．?dāng)?shù)據(jù)存儲器3．I/O接口4．總線驅(qū)動器5．抗干擾電路10.1.2硬件設(shè)計1．程序存儲器2310.1.3軟件設(shè)計10.1.3軟件設(shè)計24

1．系統(tǒng)定義

（1）定義說明各輸入/輸出口的功能。（2）在程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器區(qū)域中，合理分配存儲空間。（3）對面板控制開關(guān)、按鍵等輸入量以及顯示、打印等輸出量也必須給予定義。（4）針對可能出現(xiàn)的由干擾引起的錯誤進行容錯設(shè)計，給出錯誤處理方案。1．系統(tǒng)定義

（1）定義說明各輸入/輸出口的功能。252．軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計2．軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計2610.1.4系統(tǒng)總體調(diào)試

（1）硬件調(diào)試（靜態(tài)調(diào)試和動態(tài)調(diào)試）（2）軟件調(diào)試

（3）系統(tǒng)聯(lián)調(diào)

（4）現(xiàn)場調(diào)試

10.1.4系統(tǒng)總體調(diào)試（1）硬件調(diào)試（靜態(tài)調(diào)試和動態(tài)2710.1.5程序固化，系統(tǒng)獨立運行

將程序固化在單片機系統(tǒng)的程序存儲器當(dāng)中，目標(biāo)系統(tǒng)就可以獨立運行了。目標(biāo)樣機獨立運行一段時間進行老化后，如果沒有故障產(chǎn)生，即可認(rèn)為整個系統(tǒng)開發(fā)成功。

10.1.5程序固化，系統(tǒng)獨立運行2810.2設(shè)計實例1—步進電機的控制1.設(shè)計目的（1）掌握單片機對步進電機的控制方法（2）掌握步進電機正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、速度及步數(shù)控制的方法2.技術(shù)要求（1）使用三向六拍步進電機，編程使步進電機正向/反向旋轉(zhuǎn)10圈（2）旋轉(zhuǎn)時間為2秒（3）旋轉(zhuǎn)方向由手動控制10.2設(shè)計實例1—步進電機的控制1.設(shè)計目的29步進電機控制原理（1）單相三拍方式：按單相繞組施加電流脈沖正轉(zhuǎn)：A→B→C→A反轉(zhuǎn)：A→C→B→A（2）雙相三拍方式：按雙相繞組施加電流脈沖正轉(zhuǎn)：AB→BC→CA→AB反轉(zhuǎn)：AC→CB→BA→AC（3）三相六拍方式：單相繞組和雙相繞組交替施加電流脈沖正轉(zhuǎn)：A→AB→B→BC→C→CA→A反轉(zhuǎn)：A→AC→C→CB→B→BA→A步進電機控制原理303.設(shè)計方案

步進電機速度控制的方法就是改變各通電脈沖的時間間隔，由脈沖延時程序控制即可。在輸出控制電平后，由延時程序控制每一步的時間，即可達到控制步進電機速度的目的。如本設(shè)計要求2秒旋轉(zhuǎn)10圈，則每一步需要的時間為：t=2s/10×N×Zr=2000ms/10×3×2×40=833μs。 其中N=MCC，即運行拍數(shù)，其中MC為繞組相數(shù)（本題為三相），C為狀態(tài)系數(shù)。三拍時，C=1；六拍時，C=2。Zr為轉(zhuǎn)子齒數(shù)（40個）。步進電機的步數(shù)控制由要求旋轉(zhuǎn)圈數(shù)除以每一步旋轉(zhuǎn)的角度即可。設(shè)計要求旋轉(zhuǎn)10圈，則10×360o/1.5=2400圈（960H）。3.設(shè)計方案步進電機速度控制的方法就是改變各通電脈沖的時間314.電路4.電路32

5.參考程序ORG 1000HAA1： MOV R3，#960H ；確定步進電機前進步數(shù)AA2： MOV R4，#00HMOV DPTR，#STEP；控制模型首地址送DPTRJNB P1.4，F(xiàn)AN ；判斷正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)ZHENG： MOV A，R4MOVC A，@A+DPTRJZ AA2 ；旋轉(zhuǎn)一圈后轉(zhuǎn)回AA2MOV P1，A ；控制步進電機旋轉(zhuǎn)ACALL DELAY ；延時，控制速度INC R4 ；控制步數(shù)加1DJNZR3，ZHENG；步數(shù)未完繼續(xù)RET5.參考程序33FAN：MOV A，R4；取反向控制模型偏移量ADD A，#07HMOV R4，A

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