第章單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)

1第9章單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)總體要求：●了解單片機(jī)的開發(fā)系統(tǒng)及開發(fā)工具●掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)的基本方法●了解單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì)的基本方法●理解單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)試的基本方法●了解應(yīng)用實(shí)例軟、硬件設(shè)計(jì)過程2學(xué)習(xí)重點(diǎn)：●單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則與過程目前，MCS-51系列單片機(jī)以其獨(dú)特優(yōu)越的性能和低廉的價(jià)格，在工業(yè)實(shí)時(shí)控制、智能化儀表、數(shù)據(jù)采集、計(jì)算機(jī)通信等各個(gè)領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用。本章將結(jié)合單片機(jī)的特點(diǎn)，從應(yīng)用角度出發(fā)，對單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開發(fā)工具和應(yīng)用實(shí)例作進(jìn)一步的分析和討論。9.1單片機(jī)的開發(fā)系統(tǒng)及開發(fā)工具9.2單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則與過程9.3單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)9.4單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)例349.1單片機(jī)的開發(fā)系統(tǒng)及開發(fā)工具9.1.1單片機(jī)的開發(fā)系統(tǒng)

1.概述單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)建立以后，電路正確與否，程序是否有誤，怎樣將程序裝入機(jī)器等，這都必須借助單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)裝置來完成。單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)是單片機(jī)編程調(diào)試的必需工具。單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)和一般通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相比，在硬件上增加了目標(biāo)系統(tǒng)的在線仿真器、編程器等部件，所提供的軟件除有類似一般計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的簡單的操作系統(tǒng)之外，還增加了目標(biāo)系統(tǒng)的匯編和調(diào)試程序等。5

⑴在線仿真功能在線仿真器簡稱ICE（InCircuitEmulator），是由一系列硬件組成的單片機(jī)開發(fā)裝置。①仿真功能在線仿真時(shí)，開發(fā)系統(tǒng)應(yīng)能將在線仿真器中的單片機(jī)完整地出借給目標(biāo)系統(tǒng)，不占用目標(biāo)系統(tǒng)單片機(jī)的任何資源。②模擬功能在開發(fā)目標(biāo)系統(tǒng)的過程中，單片機(jī)的開發(fā)系統(tǒng)允許用戶使用它內(nèi)部的RAM存儲(chǔ)器和I/O來替代目標(biāo)系統(tǒng)中的ROM程序存儲(chǔ)器、RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和I/O，使用戶在目標(biāo)系統(tǒng)樣機(jī)還未完全配置好以前，便可以借用開發(fā)系統(tǒng)提供的資源進(jìn)行軟件的開發(fā)。

2.單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)的功能6⑵調(diào)試功能開發(fā)系統(tǒng)的調(diào)試功能應(yīng)包含以下幾個(gè)方面：①運(yùn)行控制功能開發(fā)系統(tǒng)應(yīng)能使用戶有效地控制目標(biāo)程序的運(yùn)行，以便檢查程序運(yùn)行的結(jié)果，對存在的硬件故障和軟件錯(cuò)誤進(jìn)行修改。至少應(yīng)具有下列運(yùn)行模式：

a)單步運(yùn)行：從任意的程序地址開始執(zhí)行一條指令后停止運(yùn)行。

b)斷點(diǎn)運(yùn)行：允許用戶任意設(shè)置斷點(diǎn)，從規(guī)定地址開始運(yùn)行后，遇到符合條件的斷點(diǎn)后停止運(yùn)行。

c)連續(xù)運(yùn)行：從指定地址開始，連續(xù)地、全速地運(yùn)行目標(biāo)程序。

d)起?？刂疲涸试S用戶根據(jù)需要啟動(dòng)或停止運(yùn)行目標(biāo)程序。7②對目標(biāo)系統(tǒng)狀態(tài)的讀出、修改功能當(dāng)CPU停止執(zhí)行目標(biāo)系統(tǒng)的程序后，允許用戶方便地讀出或修改目標(biāo)系統(tǒng)所有資源的狀態(tài)，以便檢查程序運(yùn)行的結(jié)果?？晒┯脩糇x出、修改的目標(biāo)系統(tǒng)資源應(yīng)包括：

a)程序存儲(chǔ)器(開發(fā)系統(tǒng)中的仿真ROM或目標(biāo)機(jī)中的ROM)；

b)單片機(jī)片內(nèi)資源(工作寄存器、特殊功能寄存器、I/O

口、RAM及位存儲(chǔ)單元)；

c)系統(tǒng)中擴(kuò)展的RAM和I／O口。③跟蹤功能8⑶輔助設(shè)計(jì)功能單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)的輔助設(shè)計(jì)功能體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①程序編輯②程序設(shè)計(jì)語言③其他軟件功能⑷程序固化功能當(dāng)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)程序調(diào)試完成后，需要把目標(biāo)程序?qū)懭肽繕?biāo)機(jī)的ROM中，這個(gè)過程稱為程序固化。固化時(shí)需要有適當(dāng)?shù)木幊屉妷汉陀曹浖l件，開發(fā)系統(tǒng)應(yīng)具有這種功能。9

3.開發(fā)系統(tǒng)的分類目前國內(nèi)用于MCS-51系列單片機(jī)的開發(fā)系統(tǒng)很多，大致可分為以下四種：（1）通用型單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)（2）實(shí)用型開發(fā)系統(tǒng)（3）通用機(jī)開發(fā)系統(tǒng)（4）模擬開發(fā)系統(tǒng)

109.1.2單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)工具

1.開發(fā)工具概述一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)經(jīng)過預(yù)研，總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、制版、元器件安裝后，在系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器中寫入編制好的應(yīng)用程序，系統(tǒng)即可運(yùn)行。但一次性成功幾乎是不可能的，多少會(huì)出現(xiàn)一些硬件或軟件上的錯(cuò)誤，需通過調(diào)試來發(fā)現(xiàn)和改正錯(cuò)誤。然而單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)本身并無自開發(fā)能力，僅靠萬用表、示波器等常規(guī)工具顯然是不夠的，通常要借助于一個(gè)特殊的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來完成，這個(gè)特殊的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)稱為單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)或單片機(jī)開發(fā)機(jī)（仿真器）。11

2．開發(fā)工具的主要作用單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)與一般的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相比，在硬件上增加了目標(biāo)系統(tǒng)在線仿真器、編程器，所提供的軟件除計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一般的操作系統(tǒng)外，還增加了匯編、反匯編和調(diào)試程序等。其主要作用是：①對系統(tǒng)硬件電路診斷、檢查；②應(yīng)用程序的輸入和修改；③程序調(diào)試、單步運(yùn)行、設(shè)置斷點(diǎn)運(yùn)行，各寄存器狀態(tài)查詢；④將程序固化到ROM中去。129.2單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則與過程9.2.1單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則通常我們要求單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)具有可靠性高、性價(jià)比高、操作維護(hù)方便和設(shè)計(jì)周期短等特點(diǎn)，下面我們將對這幾點(diǎn)作詳細(xì)討論。13

1．高可靠性①使用可靠性高的元器件，以防止器件的損壞影響系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。②對供電電源采用抗干擾措施。③采用雙機(jī)系統(tǒng)。④設(shè)計(jì)電路板時(shí)布線和接地要合理，嚴(yán)格安裝硬件設(shè)備及電路。⑤輸入輸出通道抗干擾措施。⑥進(jìn)行軟硬件濾波。⑦采用必要的冗余設(shè)計(jì)或增加系統(tǒng)自診斷功能。142．高性能價(jià)格比

單片機(jī)除體積小、功耗低等特點(diǎn)外，最大的優(yōu)勢在于高性能價(jià)格比。一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)能否被廣泛使用，性價(jià)比是其中一個(gè)關(guān)鍵因素。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，除了保持高性能外，簡化外圍硬件電路，在系統(tǒng)性能和速度許可的范圍內(nèi)，盡可能用軟件程序取代硬件功能電路，以降低系統(tǒng)的制造成本。

3．操作維護(hù)方便

操作方便表現(xiàn)在操作簡單、直觀形象和便于操作，應(yīng)從普通人的角度考慮操作和維護(hù)方便，盡量減少對操作人員專用知識(shí)的要求，以利用系統(tǒng)的推廣。154．設(shè)計(jì)周期短系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期是衡量一個(gè)產(chǎn)品有無效益的一個(gè)主要依據(jù)，只有縮短設(shè)計(jì)周期，才能有效地降低設(shè)計(jì)成本，充分發(fā)揮新系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢，及早地占領(lǐng)市場并具有一定的競爭力。9.2.2單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程

1．系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)是單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的前提，合理的總體設(shè)計(jì)是系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵?？傮w設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于對系統(tǒng)功能和性能的認(rèn)識(shí)和合理分析，系統(tǒng)單片機(jī)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。16圖9-做1單片使機(jī)系忘統(tǒng)研加制過證程框呼圖172．硬艙件設(shè)售計(jì)硬件臂和軟融件是槳單片英機(jī)控捐制系異統(tǒng)的斥兩個(gè)堅(jiān)重要砍方面落，硬縮慧件是撈基礎(chǔ)池，軟始件是歷關(guān)鍵紅，但蝴兩者嗓又是獵可以旱相互省轉(zhuǎn)化敵的。暗硬件撤設(shè)計(jì)攤時(shí)，糞應(yīng)考純慮留杏有充科分余物量，雙電路堤設(shè)計(jì)輪力求領(lǐng)正確漏無誤濱，因假為在什系統(tǒng)汽調(diào)試牲中不燈易修建改硬華件結(jié)漏構(gòu)。⑴巧設(shè)計(jì)護(hù)硬件門原理皇圖⑵果程序魔存儲(chǔ)沿器⑶猛數(shù)據(jù)依存儲(chǔ)肺器和I/國O接口數(shù)據(jù)事存儲(chǔ)萬器的構(gòu)設(shè)計(jì)碌原則口是：小在存稻儲(chǔ)容創(chuàng)量滿罰足的客前提甚下，產(chǎn)盡可盛能減聰少存片儲(chǔ)芯敵片的宴數(shù)量狀。建橡議使殿用大畫容量探的RA妙M芯片崇，以賓減少染存儲(chǔ)鑼器芯同片數(shù)貌目，國使譯庸碼電抓路簡烤單，纖但應(yīng)盜避免愁盲目失地?cái)U(kuò)朱大存蟲儲(chǔ)容險(xiǎn)量。18⑷地址厭譯碼泛電路⑸伙總線唯驅(qū)動(dòng)閘能力⑹哈系統(tǒng)蔥速度拐匹配⑺探抗干罪擾措腦施另外映，可鑰以采燥用隔易離放招大器紛、光棍電耦俗合器發(fā)件抗蓋除輸紡入/輸出右設(shè)備怪與系脈統(tǒng)之腦間的悲地線褲干擾憐；采幸用差溜分放斧大器度抗除引共模頃干擾嶺；采更用平吐滑濾拆波器每抗除風(fēng)噪聲隊(duì)干擾怪；采知用屏蛾蔽手糾段抗管除輻培射干給擾等蜓。最后瞎，應(yīng)域注意織在系冷統(tǒng)硬蜘件設(shè)晝計(jì)時(shí)衛(wèi)，要肯盡可綠能充辛分地爽利用朱單片跳機(jī)的凍片內(nèi)降資源夠，使機(jī)自己獄設(shè)計(jì)朋的電懶路向籠標(biāo)準(zhǔn)引化、左模塊豪化方征向靠攪攏。193．軟陸件設(shè)擔(dān)計(jì)軟件聚是單鞠片機(jī)擾應(yīng)用區(qū)系統(tǒng)財(cái)中的攻一個(gè)選重要紗組成槐部，籃圖9-帥2給出炮了軟療件設(shè)蒙計(jì)的淚流程變圖。冰單片偏機(jī)應(yīng)膊用系戶統(tǒng)的蕉軟件垮設(shè)計(jì)棗是研列制過濫程中服任務(wù)麗最繁鳴重的燒一項(xiàng)嗚工作襪，難尼度也昏比較濫大。瓦對于爐某些兼較復(fù)衣雜的色應(yīng)用問系統(tǒng)蒼，不折僅要商使用書匯編蒙語言坑來編伍程，鄉(xiāng)豐有時(shí)坦還要辛使用嚷高級語言叮。⑴黎軟件年方案坐設(shè)計(jì)⑵琴建立勸數(shù)學(xué)販模型⑶銳軟件饑程序宵流程屬圖設(shè)歡計(jì)⑷辰編制魂程序⑸侄軟件慚檢查20圖9-躍2軟件榆設(shè)計(jì)習(xí)流程扎圖214．系泉統(tǒng)調(diào)弓試單片挨機(jī)應(yīng)息用系祝統(tǒng)的營總體碼調(diào)試旁是系誓統(tǒng)開寄發(fā)的威重要曲環(huán)節(jié)維。當(dāng)政完成水了單逃片機(jī)患應(yīng)用照系統(tǒng)芽的硬電件、它軟件碧設(shè)計(jì)制和硬端件組喉裝后岡，便研可進(jìn)孝入單給片機(jī)對應(yīng)用利系統(tǒng)趕調(diào)試釘階段德。系顯統(tǒng)調(diào)剛試的落目的授是要暈查出涼用戶們系統(tǒng)鋤中硬己件設(shè)奏計(jì)與仆軟件霧設(shè)計(jì)院中存療在的擱錯(cuò)誤李及可懂能出貧現(xiàn)的僅不協(xié)舉調(diào)問性題，鬼以便粱修改涼設(shè)計(jì)奧，最狠終使極用戶耳系統(tǒng)由能正遇確可侮靠地遙工作腥。系統(tǒng)古調(diào)試似包括玻硬件釣調(diào)試飲、軟飼件調(diào)邀試和以軟、呼硬件判聯(lián)調(diào)薯。根班據(jù)調(diào)純試環(huán)棕境不遺同，勝系統(tǒng)責(zé)調(diào)試吧又分愿為模植擬調(diào)賺試與判現(xiàn)場閣調(diào)試竊。系僚統(tǒng)調(diào)贊試的于一般饅過程陸如圖9-羊3。各梯種調(diào)推試所舅起的脖作用眠是不跑同的背，它蔥們所賽處的答時(shí)間懷段也仆不一惹樣，只不過倘它們懲的目少的都互是為互了查勉出用供戶系榜統(tǒng)中尋存在擊的錯(cuò)蛙誤或劃缺陷刮。在皺調(diào)試格過程統(tǒng)中要嚼不斷困調(diào)整背、修物改系閣統(tǒng)的愚硬件衫和軟旨件，焦直到見其正擔(dān)確為蒙止。22圖9-怕3系統(tǒng)辱調(diào)試竟的一琴般過趣程23⑴單片牽機(jī)應(yīng)猾用系堪統(tǒng)調(diào)趁試工碑具在單刊片機(jī)該應(yīng)用豈系統(tǒng)掩的調(diào)智試過恐程中伍，常蝕用的膠調(diào)試沾工具蒙有以葬下幾府種。①狠單片表機(jī)開嚇發(fā)系影統(tǒng)②膜萬用促表③溫邏輯貨筆④港邏輯析脈沖堆發(fā)生翁器與零模擬杏信號(hào)火發(fā)生進(jìn)器⑤長示波糖器⑥上邏輯鉤分析膚儀⑵肺單片臨機(jī)應(yīng)腦用系斜統(tǒng)的沖一般布調(diào)試羨方法崗單片寇機(jī)應(yīng)錄用系雙統(tǒng)的抖一般羽調(diào)試光方法吧有。①低硬件色調(diào)試醫(yī)：a)靜態(tài)扛調(diào)試b)動(dòng)態(tài)緒調(diào)試24②軟件減調(diào)試辭：a)先獨(dú)葵立后嘴聯(lián)機(jī)b)先分而塊后喉組合c)先單像步后搜連續(xù)③壺系統(tǒng)濁聯(lián)調(diào)逃：a)軟、腰硬件翅能否何按預(yù)蜜定要舒求配境合工股作b)系統(tǒng)欣運(yùn)行失中是慰否有蹲潛在滴的設(shè)切計(jì)時(shí)爬難以預(yù)料爺?shù)腻e(cuò)溫誤c)系統(tǒng)甘的動(dòng)郵態(tài)性輔能指棟標(biāo)（坑包括甚精度葬、速度參蔥數(shù)）熱是否河滿足寨設(shè)計(jì)評要求覽。④鉤現(xiàn)場幫調(diào)試現(xiàn)場愿調(diào)試蜂對用筑戶系膽統(tǒng)的炭調(diào)試勞來說蛙是最愈后必棄需的護(hù)一個(gè)透過程飾，只敢有經(jīng)冊過現(xiàn)蘋場調(diào)頑試的絞用戶數(shù)系統(tǒng)族才能絨保證粘其可災(zāi)靠地塵工作耽?，F(xiàn)倒場調(diào)擦試仍斯需利揪用開幼發(fā)系遷統(tǒng)來涌完成令，其區(qū)調(diào)試胃方法孫與前蔑述類徒似。259.懇3單片萌機(jī)應(yīng)蠶用系狂統(tǒng)的檢抗干角擾設(shè)饒計(jì)9.棋3.度1硬件燭抗干鄰擾設(shè)上計(jì)由于云各應(yīng)乖用系瘋統(tǒng)所省處的裹環(huán)境異不同耀，面殲臨的橫干擾話源也嫁不同欠，相犁應(yīng)采幟取的午抗干囑擾措循施也總不盡設(shè)相同慢。在賴單片恢機(jī)應(yīng)測用系迅統(tǒng)的申設(shè)計(jì)塞中，暫硬件西抗干篇擾措弟施主痛要從框下面低幾個(gè)膛方面縱考慮碎。261．電赴源的灶干擾救及抗甘干擾鐵措施對于淺單片高機(jī)應(yīng)驚用系窩統(tǒng)來勝說，嚴(yán)最嚴(yán)列重的址干擾鑰來源倦于電補(bǔ)源。泉由于叮任何冊電源炕及輔霜電線斜都存頸在內(nèi)喚阻、漁分布胖電容如和電邁感等鐵，正歌是這虜些因舒素引雹發(fā)了稀電源儀的噪雹聲干尸擾。迎一般釘解決懶的方槳法是基：(1膽)采用春交流弄穩(wěn)壓浙電源齊保證挺供電備的穩(wěn)層定性糕，防雅止電燥源的筆過電憑壓和還欠電知壓。(2絕)利用尸低通銜濾波異器濾核除高喪次諧螺波，隸改善趟電源勾波形肉。(3跨)采用圣隔離斧變壓衛(wèi)器，海并使材其一惜次側(cè)誦、二彎次側(cè)帆之間剝均采續(xù)用屏隸蔽層巷隔離掃，以嘩減少翅其分臂布電以容，津提高能抗共陡模干供擾能格力。(4愿)采用懂分散債獨(dú)立津功能臘塊供妄電，摧以減偉少公來共阻給抗的脂相互省耦合解以及淡公共吐電源攜的相帆互耦斜合。272．輸夢入輸躺出通揭道干眉擾及旬抗干跑擾措暖施(1壁)輸入脈輸出鉆通道似是單魚片機(jī)密與外覽設(shè)、局被控串對象共進(jìn)行廁信息撥交換釘?shù)那碌??？坝奢敹溉胼敃鐾ò椎酪齼?chǔ)起的穴干擾銀主要蠢由公芒共地小線引造發(fā)，綿其次我是受石到靜腥電噪櫻聲和菜電磁齒波干粒擾。懼常用守的方毒法有襖：(2稿)摸擬隨電路勻通過展隔離羨放大輕器隔久離，健數(shù)字男電路切通過久光電腦耦合妹器隔膀離。悄模擬吉接地仆和數(shù)斧字接逐地嚴(yán)聾格分壇開，斯隔離郊器輸矛入回汪路和聰輸出驗(yàn)回路禮的電比源分弊別供鉗電。(3犬)用雙覆絞線垮作長講線傳即輸線令能有康效地裳抑制其共模薄噪聲速及電弟磁場磨干擾維，并懶應(yīng)對堤傳輸次線進(jìn)進(jìn)行阻搜抗匹概配，場以免調(diào)產(chǎn)生戶反射蹤蝶，使漏信號(hào)播失真斯。(4乎)傳感政器后仔級的菌變送留器應(yīng)劑盡量灣采用拉電流別型傳蛙輸方匯式，節(jié)因電互流型乏比電館壓型現(xiàn)抗干溪擾能籠力要墓高。283.電磁般場干尖擾及蛛抗干櫻擾措艙施(1漸)對干驕擾源預(yù)進(jìn)行夸電磁壁屏蔽境（如俊變壓地器、吸繼電騰器等連）。(2愧)對整汁個(gè)系駕統(tǒng)進(jìn)喚行電斗磁屏濱蔽，穿傳輸療線采氏用屏倆蔽線殼。4．印疾制電斥路板視及電印路的繞抗干舞擾措居施(1郵)將強(qiáng)震、弱秀電路跑嚴(yán)格役分開胖，盡龍量不熔要把青它們旦設(shè)計(jì)聞在一變塊印制侮電路每扳上腹。(2臘)電源絮線的茫走向倉應(yīng)盡珠量與繩數(shù)據(jù)李傳輸減方向政一致痰。(3倚)電源穿的地狐線應(yīng)雜盡量焦加粗次。(4拒)在大咬規(guī)模雀集成但電路穩(wěn)芯片勵(lì)的供鵝電端晉都應(yīng)村加高票頻濾躬波電容，竭在各麥個(gè)供悶電接稼點(diǎn)上絡(luò)還應(yīng)賠加足寬夠容數(shù)量的紅退耦防電容伴。299.促3.列2軟件膽抗干稈擾設(shè)饒計(jì)軟件綢抗干命擾設(shè)奔計(jì)是蠢單片獅機(jī)應(yīng)剝用系脹統(tǒng)的李一個(gè)鄭重要診組成嬌部分田。干炕擾對塑單片術(shù)機(jī)系剖統(tǒng)可坡能造倘成下菠列后險(xiǎn)果：艦數(shù)據(jù)需采集鼻誤差移增大責(zé)，程誦序“亭飛走側(cè)”失貫控或諸陷入雁死循香環(huán)。層盡管記在硬旅件方濾面采葉取種么種抗棍干擾完措施托，但列仍不加能完浪全消虎除這妥些干稍擾，才必須蒸同時(shí)亂從軟塑件方猶面采驢取適汪當(dāng)?shù)母翊胧┐?，才蕩能取頌得良掀好的箱抗干竹擾效亡果。景如能鹿正確膽地采刊用軟植件抗評干擾告措施爺，與統(tǒng)硬件責(zé)抗干湖擾措炎施構(gòu)駛成雙缸重抑鋒制，條將大販大地乏提高盜系統(tǒng)蝕的可貿(mào)靠性衣。而搭且采跡用軟決件抗義干擾養(yǎng)設(shè)計(jì)蜓，通某常成荒本低擇、見番效快達(dá)，能訊起到杰事半迫功倍帆的效懷果。罰軟件度方面滲抗干萄擾措菌施通檔常有持以下疊幾種填方法匆：301．?dāng)?shù)睡據(jù)采著集誤甘差對于丑實(shí)時(shí)批數(shù)據(jù)乎采集嶺系統(tǒng)承來說翻，為答了消朽除傳語感器令通道療中的減干擾筍信號(hào)迅，在符早期廳常采袖用硬多件電質(zhì)路措粉施，拜如有輕源或孩無源待濾波融網(wǎng)絡(luò)纏、過倡程模投擬濾后波器微對信膜號(hào)實(shí)刑現(xiàn)濾拴波。譯同樣綿，隨滴著計(jì)梳算機(jī)咬運(yùn)算磨速度售的提引高，租可以差利用繩軟件鳳技術(shù)跡對信屑號(hào)實(shí)拾現(xiàn)數(shù)介字濾廈波。阻下面學(xué)介紹渠幾種濕常用意的方破法。(1扭)算術(shù)講平均給值法(2回)比較玻舍取窯法(3哭)中位釘值法(4銷)一階薦遞推掌數(shù)字矛濾波差法312．開廚關(guān)量牧的抗墓干擾賤措施(1閱)對于沸開關(guān)切量輸文入，唉為了休確保櫻信息杠的正綱確性擴(kuò)，可缺以采奸取多壺次讀欄入進(jìn)碰行比蘆較，遺取多皂數(shù)情挽況的刻狀態(tài)極。(2作)對于鎮(zhèn)開關(guān)生量輸卻出，津通常襖是用層來控廳制電什感性蝕的執(zhí)江行機(jī)壞構(gòu)，么如控忘制電帽磁閥左。為隆了防鏟止電白磁閥藝因干鋪擾產(chǎn)們生誤譽(yù)動(dòng)作腳，可哨以在逝應(yīng)用投程序草中每究隔一并段時(shí)杏間（濕比如塊幾個(gè)婚毫秒辮）發(fā)衰出一軋次命鼻令，毛不斷興地關(guān)羅閉閥棄門或停打開都閥門杠。這猶樣就魔可以統(tǒng)較好瓶地消守除由貴于擾泡動(dòng)而幼引起礦的誤掏動(dòng)作折。(3逗)對于待輸入氣開關(guān)倚量的公機(jī)械善抖動(dòng)脹干擾其，軟嘉件程允序可仔以通盾過延她時(shí)來境進(jìn)行賺消除擺。323．程絹序“幻玉飛走硬”失級控或侄進(jìn)入霧死循住環(huán)系統(tǒng)艦受到戰(zhàn)干擾發(fā)導(dǎo)致PC值改僑變后評，PC值不葛是指蜜向指嗽令的概首字向節(jié)地庸址而伸可能曉指向蹤蝶指令哪中的弟中間養(yǎng)字節(jié)勢單元望即操億作數(shù)稅，將特操作廳數(shù)作培為指癢令碼底執(zhí)行惰；或低使PC值超域出程拾序區(qū)念，將萄非程娛序區(qū)騾的隨捕機(jī)數(shù)守作為奇指令菠碼運(yùn)碗行，挪從而詞使程脆序失罩控“昆飛走衰”，漫或由考于偶健然巧俊合進(jìn)處入死卸循環(huán)憂。這站里所飼說的聞死循峰環(huán)并屬非程肉序編鏟制中素出現(xiàn)活的死追循環(huán)副錯(cuò)誤卸，而齡是指副正常右運(yùn)行調(diào)時(shí)程弄序正嗎確，傍只是譯因?yàn)楸Ц蓴_采而產(chǎn)供生的伙死循扁環(huán)。振解決旺方法熔有：(1巧)設(shè)置墓軟件野陷阱(2申)設(shè)置炮“看并門狗畫”(1壓)設(shè)置辣軟件蹲陷阱即在儀非程丑序區(qū)駝安排誦指令專強(qiáng)迫濕復(fù)位銹。如詳用LJ蜂MP耍0搞00銀0H的機(jī)歡器碼拆填滿菠非程掙序區(qū)沉。這診樣不盒論P(yáng)C失控濕后飛握到非矩程序寨區(qū)的媽哪個(gè)回字節(jié)漆，都益能復(fù)竿位。妙也可怪在程怎序區(qū)絡(luò)每隔余一段咽（如電幾十悉條指釀令）惕連續(xù)碧安排序三條NO差P指令訴。因畫為80掘51指令飯字節(jié)察最長籌為三煮字節(jié)初。當(dāng)齒程序插失控訓(xùn)時(shí)，士只要更不跳返轉(zhuǎn)，尿指令柳連續(xù)駕執(zhí)行否，就倍會(huì)運(yùn)澆行NO縮慧P指令粉，就漲能使繭程序臣恢復(fù)腰正常笛。(2氏)設(shè)置堂“看托門狗嬸”設(shè)置瓜軟件西陷阱罰能解弄決一礙部分莖程序棟失控盞問題唉，但垮當(dāng)程道序失雀控“刊飛走貴”進(jìn)鎮(zhèn)入某致種死緊循環(huán)失時(shí)，寒軟件怒陷阱公可能巴不起混作用堵。使史程序材從死退循環(huán)提中恢段復(fù)到歌正常抽狀態(tài)網(wǎng)的有滔效方短法是茄設(shè)置乳時(shí)間趣監(jiān)視窗器，堂時(shí)間畝監(jiān)視絲式器又況稱“斗看門掛狗”輸。33時(shí)間今監(jiān)視湖器有車兩種業(yè)：一蹲種是欄硬時(shí)蘭鐘，很一種蔥是軟峰時(shí)鐘日。硬濫時(shí)鐘角是在CP貞U芯片嶼外用伶硬件膝構(gòu)成繁一個(gè)遞定時(shí)晃器，柜軟時(shí)宜鐘是歌利用楊片內(nèi)盲定時(shí)/計(jì)數(shù)恐器，燙定時(shí)固時(shí)間欺比正些常執(zhí)只行一易次程僵序循改環(huán)所逝需時(shí)盛間要策大。黃正常盟運(yùn)行聚未受抄干擾襪時(shí)，CP藝U每隔拘一段畏時(shí)間里“喂附狗”芬一次訴，即酸對硬通時(shí)鐘鹽輸出輛復(fù)位御脈沖格使其算復(fù)位放；對墊軟時(shí)樓鐘重罩置時(shí)鵲間常怠數(shù)復(fù)脾位。破“喂熟狗”旬時(shí)間賴應(yīng)比爽設(shè)定毅的定為時(shí)時(shí)冬間要消短，晶即在棒狗“攔未餓鳥未叫釘”時(shí)胸“喂自狗”聽（復(fù)葬位）攻，使停其始暴終不誘“叫丟”（虧不中嚴(yán)斷、貌不溢插出）遞。當(dāng)蓮受到傲干擾降，程更序不醉能正登常運(yùn)與行，明陷入陳死循征環(huán)時(shí)峰，因伸不能助及時(shí)艇“喂專狗”擱，硬酷時(shí)鐘貸或軟鈔時(shí)鐘陷運(yùn)行提至既冶定的筍定時(shí)汁時(shí)間旁，硬滑時(shí)鐘雷輸出介一個(gè)稅復(fù)位朵脈沖癥至CP圍U的RE鑒SE潛T端使福單片羊機(jī)復(fù)棟位。彼軟時(shí)遲鐘可吉產(chǎn)生始中斷夾，在奮中斷次服務(wù)潤子程憶序中秒修正扎或復(fù)隙位。俱上述掀硬、譯軟時(shí)就鐘只膀需設(shè)抱置其淡中一棚種，徒各有詞利弊癢。軟還時(shí)鐘洽不需倚增加羊硬件窗電路蛛但要尼占用從一個(gè)喪寶貴體的定海時(shí)/計(jì)數(shù)各器資迷源；手硬時(shí)吵鐘不涉占資產(chǎn)源，蓄但要御增加真硬件毅電路膽和材涼料成悅本。34359.說4單片巨機(jī)應(yīng)路用系聚統(tǒng)實(shí)封例9.謎4.變1數(shù)碼架管時(shí)市鐘電緒路的帽設(shè)計(jì)1.系統(tǒng)拐設(shè)計(jì)世引言AT母89鋒C2既05籠1是一施個(gè)低狠電壓傘，高傾性能CM碌OS不8位單赴片機(jī)另，片侵內(nèi)含2k四b佳yt構(gòu)es的可制反復(fù)競擦寫腳的只田讀Fl叫as糾h程序積存儲(chǔ)素器和12簽8蜘by喜te償s的隨稍機(jī)存紙取數(shù)希據(jù)存剃儲(chǔ)器?。≧A負(fù)M），奪器件尾采用AT鞏ME燃L公司港的高覺密度倆、非回易失聚性存洞儲(chǔ)技痛術(shù)生勾產(chǎn)，荒兼容笛標(biāo)準(zhǔn)MC毫S-巡壽51指令遭系統(tǒng)遙，片腹內(nèi)置鞠通用8位中惜央處熄理器勾和Fl戶as熟h存儲(chǔ)框單元茄。AT造89盯C2堆05醒1是一凡個(gè)功騰能強(qiáng)跌大的御單片愚機(jī)，襯但它潮只有20個(gè)引搶腳，15個(gè)雙床向輸統(tǒng)入/輸出度（I/橫O）端電口，受其中P1是一遮個(gè)完枝整的8位雙囑向I/洪O口，鬼兩個(gè)延外中往斷口療，兩維個(gè)16位可歲編程撥定時(shí)蘭計(jì)數(shù)扶器,兩個(gè)遺全雙碑向串納行通著信口矛，一儀個(gè)模削擬比下較放沒大器園。其哲引腳撓如圖9-盡4所示浮。36圖9-晨4AT斯89暮C2要05跌1引腳禍圖372.系統(tǒng)理設(shè)計(jì)行原理以AT料89底C2臂05爬1單片紐奉機(jī)來典實(shí)現(xiàn)遺時(shí)鐘歇計(jì)時(shí)賠顯示鳳有如羽下幾誰個(gè)要室點(diǎn)：⑴兄計(jì)算靠計(jì)數(shù)公初值時(shí)鐘悉計(jì)時(shí)把的關(guān)介鍵問筆題是謊秒的輝產(chǎn)生怨，因眠為秒貢是最苦小時(shí)霜鐘單幼位，距但使科用MC方S-擁51的定揭時(shí)器/計(jì)數(shù)管器進(jìn)途行定你時(shí)，齡即使狐按工匹作方所式1，其唱最大工定時(shí)牢時(shí)間喝也只跨能達(dá)思到13如1m耐s，離1s還差族很遠(yuǎn)恥。為艙此，印我們家把秒款計(jì)時(shí)奔用硬屑件定剃時(shí)和貴軟件探計(jì)數(shù)壞相結(jié)噸合的貓方法扯實(shí)現(xiàn)看，即蝦：把鐮定時(shí)脖器的虹定時(shí)并時(shí)間狠定為12帽5m脈s，這堵樣計(jì)尤數(shù)溢駐出8次就速可得午到1s，而8次計(jì)稠數(shù)可娘用軟寄件方罩法實(shí)足現(xiàn)。為得曉到12率5m價(jià)s定時(shí)液，我鋤們可擺使用踏定時(shí)贈(zèng)器/計(jì)數(shù)源器0，以繞工作妨方式1進(jìn)行艱，假喘定單騙片機(jī)表為6M予Hz晶振犯，設(shè)與計(jì)數(shù)距初值兵為X，則軍有如揮下等村式：(2忘16－X)旺×2清=1夏25礎(chǔ)00鞭0計(jì)算貞得計(jì)女?dāng)?shù)初躬值X=染30峰36，二肚進(jìn)制戚表示橡為11撈00弊11槽01樸11異00豬B，十括六進(jìn)雀制表槍示為0C胸DC安H。⑵鬧設(shè)定鳥定時(shí)貝器定取時(shí)方滾式定時(shí)融器采炮用中盡斷定炎時(shí)方姻式完沒成，搭以便呢于通稼過中諒斷服趴務(wù)程航序進(jìn)凈行溢說出次狹數(shù)(每次12很5m榮s)的累制計(jì)，羽計(jì)滿8次即撕得到歌秒計(jì)株時(shí)。⑶吉實(shí)現(xiàn)媽方法通過鈴在程寸序中駁的數(shù)錫值累興加和們數(shù)值澤比較潤來實(shí)咸現(xiàn)從舅秒到壟分和雜從分徹到時(shí)郊的計(jì)噴時(shí)。3839⑷設(shè)置恭時(shí)鐘眾顯示值及顯廚示緩勢沖區(qū)假定燦時(shí)鐘鳥時(shí)間鐵在6位LE胡D數(shù)碼牌管上漿進(jìn)行貞顯示突（時(shí)蛙、分俘、秒莖各占著兩位犁）。蠻為此乳，要霧在內(nèi)坦部RA套M中設(shè)線置顯浩示緩腔沖區(qū)銀，共6個(gè)單閘元，退與數(shù)仁碼管酬對應(yīng)洪關(guān)系追見表9-霸1。顯瀉示緩朽沖區(qū)幫從左老向右遣依次廣存放鹽時(shí)、御分、攏秒的貢數(shù)值垮。表9-功1丑L攏ED顯示析器的跳緩沖倘單位LED5LED4LED3LED2LED1LED07EH7DH7CH7BH7AH79H403.系統(tǒng)慈硬件羨設(shè)計(jì)數(shù)碼晶管時(shí)腹鐘電懇路如耍圖9-顯5所示忠，其拐采用AT嚴(yán)89劍C2扯05薦1單片垮機(jī)最遼小化霞應(yīng)用掘設(shè)計(jì)經(jīng)，LE谷D顯示銜用動(dòng)縮慧態(tài)掃境描方拋式實(shí)必現(xiàn)，P1口輸品出段蒸碼數(shù)揉據(jù)，P3盲.0郵~P謹(jǐn)3.脅5口作羽掃描大輸出慮，P3蒙.7接按城鈕開伯關(guān)。勒為了雨提供LE雖D數(shù)碼閣管的果驅(qū)動(dòng)印電流煮，用濱三極罵管90幕12作電稈源驅(qū)妨動(dòng)輸從出。都為了身提高竿秒計(jì)包時(shí)的宅精確鼻中。谷本設(shè)微計(jì)中叨的計(jì)后時(shí)采榜用定項(xiàng)時(shí)器T0中斷肝完成拌，其院余狀門態(tài)循藝環(huán)調(diào)昨用顯慌示子種程序隸，當(dāng)P3低.7端口夸開關(guān)謠按下啄時(shí)，再轉(zhuǎn)入蠢調(diào)時(shí)質(zhì)功能盼程序糧。41圖9-餡5采用AT以89晨C2藥05疲1的六女位時(shí)景鐘電悲路424.系統(tǒng)祥軟件勻設(shè)計(jì)⑴托主程伯序（MA項(xiàng)IN）主程錯(cuò)序的拋主要鹽功能王是進(jìn)鑄行定犁時(shí)器/計(jì)數(shù)客器的撈初始放化編理程，截然后促通過茅反復(fù)揚(yáng)調(diào)用緞顯示賴子程煮序的盞方法抹，等破待12盡5m娛s定時(shí)底中斷權(quán)的到貼來。型系統(tǒng)景主程屯序流奏程圖療如圖9-肆6所示潤。圖9-田6系統(tǒng)預(yù)主程序想流程刑圖43⑵罩加1子程佳序（DA搞AD腐1）加1子程黃序用攜于完培成對旁秒、赤分和歪時(shí)的親加1操作文，中墨斷服眉務(wù)程柴序中控在秒史、分棍、時(shí)敢加1時(shí)共蝕有三戚處調(diào)堅(jiān)用此診子程將序。市加1子程甲序流剃程圖哪如圖9-輝7所示嶄。圖9-倘7加1子程南序流紀(jì)程44⑶雹中斷絹服務(wù)笛程序菌（PI貴TO）中斷導(dǎo)服務(wù)易程序疼的主歪要功挎能是幟進(jìn)行貝計(jì)時(shí)慚操作俯。程掘序開題始先晨判斷督計(jì)數(shù)津溢出杰是否卸滿了8次，假不滿8次表例明還療沒達(dá)挺到最胃小計(jì)己時(shí)單皂位秒灰，中臨斷返調(diào)回；籃如滿8次則愈表明察已達(dá)穩(wěn)到最宵小計(jì)耳時(shí)單煮位秒謝，程依序繼臭續(xù)向事下執(zhí)雕行，桌進(jìn)行曾計(jì)時(shí)漸操作毒。中野斷服躺務(wù)程籠序流俱程如盤圖9-購8所示追。45圖9-座8中斷習(xí)服務(wù)鋤程序獄流程錢圖46⑸顯示鳳子程測序數(shù)碼遣管顯貧示的峽數(shù)據(jù)秩存放抽在內(nèi)赴存單揪元79解H～7E附H中，碗其中79拴H～7A志H存放剪秒數(shù)趕據(jù)，7B跳H～7C樹H存放膚分?jǐn)?shù)怨據(jù)，7D武H～7E尾H存放斧時(shí)數(shù)室據(jù)，巡壽每一命地址敘單元激內(nèi)均憶為十啞進(jìn)制BC聰D碼。冤由于擺采用域軟件最動(dòng)態(tài)蹄掃描臟實(shí)現(xiàn)繡數(shù)據(jù)附顯示訊功能箱，顯概示用攻十進(jìn)青制BC靠D碼數(shù)己據(jù)的鄭對應(yīng)痰段碼沙存放白在RO蓬M表中絲式。顯郵示時(shí)回，先源取出79油H～7E優(yōu)H某一摔地址晌中的悶數(shù)據(jù)烤，然達(dá)后查軍得對唱應(yīng)的餡顯示畝用段速碼從P1口輸懼出。P3口將西對應(yīng)長的數(shù)傲碼管狗選中掉，就躺能顯漁示該解地址食單元旁的數(shù)雞據(jù)值鳴。479.牙4.拒2汽車難倒車舅測距墓儀應(yīng)掘用實(shí)縣例汽車關(guān)倒車沃測距目儀能小測量負(fù)并顯馳示車楊輛后繭部障戰(zhàn)礙物多離車友輛的淋距離誤，同岡時(shí)用唯間歇爽嘟嘟筍聲發(fā)俘出警務(wù)報(bào)，幼嘟嘟亞聲間朽隙隨辣障礙直物距址離縮烤短而均縮短放，駕獨(dú)駛員隸不但睬可以索直接課觀察盼顯示揚(yáng)的障筒礙物慮距離錫，還控可以哪憑聽個(gè)覺判剃斷車獵后障解礙物蠶離車邊輛距庭離的婆遠(yuǎn)近愿。1.工作燃原理超聲竄波在駛空氣別中的瓶傳播煙速度扛與聲膏速相口當(dāng)，銅約34碌0m府/s。從梢發(fā)射兩信號(hào)壤到遇轎障礙煩物反扭射接間收，練有幾騰毫秒干到幾撒十毫蓄秒的刺時(shí)間狼間隔距，根矮據(jù)這塞個(gè)時(shí)番間可床以計(jì)膨算出嚇障礙奏物距頃離。隨著低電子傻技術(shù)耕和單擔(dān)片機(jī)坐應(yīng)用融技術(shù)鄭的發(fā)宏展，期能比朱較精基確測尊量車鑄后障余礙物私距離員的汽月車倒想車測費(fèi)距儀正終于聾問世詢了。482.主要杏技術(shù)價(jià)指標(biāo)萍：①刃最大陽探測事距離仆：不蕩小于5m。②躬測距劑相對筐誤差閑：＜±5％。③送工作戴環(huán)境旋：-l博0～+5澤5℃。雨勉、雪競、霧疏、黑消夜均送不受吵影響蓄。3.硬件攏電路圖9-吐9為汽宋車倒右車測誰距儀喪電氣昏原理都圖。49圖9-鑒9汽車耍倒車遼測距壁儀電崇原理孤圖50圖9-引10為40壟kH蜓z超聲伙波發(fā)災(zāi)射電庸路。40緣瑞1l兩個(gè)泉與非餓門E、F組成匪多諧驢振蕩互器，船調(diào)節(jié)RP雹1，可庭調(diào)節(jié)束諧振切頻率賠。P3策.4控制洲多諧帶振蕩濃器的約振蕩百。輸黃出高棕電平仍時(shí)，啞電路堅(jiān)振蕩趨，發(fā)灰射40鋸kH派z超聲屑波；裂輸出泛低電蛾平時(shí)孔，停越發(fā)射店。圖9-師10炮40忽kH春z超聲扁波發(fā)揉射電狂路51圖9-盡11為嘟亞聲音搬響電哥路。40勞11另兩例個(gè)與惑非門G、H組成計(jì)多諧虎振蕩庫器，摧諧振吃頻率醫(yī)約80符0H抓z左右編，作腫為嘟掌聲音完頻率臘，P3桃.控制鞋多諧鋪振蕩兆器振葉蕩，詳高電鎮(zhèn)平時(shí)應(yīng)發(fā)嘟齒聲，費(fèi)低電蛇平時(shí)蹦無聲崇。CP取U可根鞏據(jù)距漸離遠(yuǎn)抹近控似制P3境.5輸出塵方波菌的頻眉率，賭即控追制嘟森聲間劉隙時(shí)殼間。LM泄38共6作為探功率禿放大妨，驅(qū)肝動(dòng)揚(yáng)粥聲器細(xì)發(fā)聲那。圖9-沫11嘟聲亡音響摟電路52圖9-秒12為超些聲波斜遇障惠礙物壤反射塑信號(hào)灑接收米電路丸。前三校個(gè)LM枕32灶4運(yùn)算包放大弟器A、B、C組成饒三級蔑回波短信號(hào)羅放大見電路閑。其柴中L1和C9組成峰選頻李電路術(shù)，濾甩除40登kH圍z之外窗的干棕?cái)_信留號(hào)。VD溝2、C1嬌2組成各信號(hào)赴半波根整流裕濾波狐電路判，將研接收皂到的40描kH診z反射偽波交克流信牽號(hào)轉(zhuǎn)伶化成板直流哥電壓盛信號(hào)符。第四香個(gè)LM茂32嘩4運(yùn)算埋放大話器D作為眼電壓衰比較象器，奮將信裕號(hào)直拴流電廣壓與獸設(shè)定律的基驢準(zhǔn)電陡壓比拋較，治信號(hào)回電壓烈大于團(tuán)基準(zhǔn)貓電壓均，比魂較器悔輸出挨正脈什沖，VT封5導(dǎo)通濟(jì)，P3劑.3接收毫負(fù)脈竟沖信湯號(hào)，CP戴U中斷吵，記倍錄發(fā)潑射信忌號(hào)與咽接收腿信號(hào)