本章基本要求:通过对本章的学习主要了解一个单片机系统设计的全过程,包括:提出要求、方案确定、硬件设计、软件设计、系统可靠性设计及最后的调试通过、产品定型等。 7.1.1设计要求与设计步骤(1)设计要求单片机应用系统大多数用于工业环境、嵌入到其它设备或作为部件组装到某种产品中,所以单片机应用系统的设计应满足以下要求:●高可靠性●较强的环境适应能力●较好的实时性●易于操作和维护●具有一定的可扩充性●具有通信功能(2)设计步骤单片机不同应用系统的开发过程基本相似,其一般步骤可以分为需求分析,总体方案设计、硬件设计与调试、软件设计与调试、系统功能调试与性能测试、产品验收和维护、文件编制和技术归档等。①需求分析需求分析就是要明确所设计的单片机应用系统要“做什么”和“做的结果怎样”。需求分析阶段的结果是形成可操作的设计需求任务书。任务书应包含单片机应用系统所应具有的功能特性和性能指标等主要内容。如果是自主开发产品,还应附有市场调研和可行性论证等内容;如果是委托开发,则应该与委托方讨论拟制的需求任务书是否满足对方的需求。②总体方案设计总体方案设计就是要从宏观上解决“怎么做”的问题。其主要内容应包括:技术路线或设计途径、采用的关键技术、系统的体系结构、主要硬件的选型和加工技术、软件平台和开发语言、测试条件和测试方法、验收标准和条文等。如果是委托开发,设计需求任务书和总体方案设计的主要内容往往以技术文件的形式附于合同书之后。③硬件设计硬件设计的主要内容是基于总体方案设计,选择系统所需的各类元器件、设计系统的电子线路图和印刷电路板、安装元器件的调试硬件线路。硬件设计应确保功能设计和接口设计满足系统的需求,并且充分考虑和软件的协调工作关系,注重选用高集成度的器件和采用硬件软化、软件硬化等设计技术。④软件设计本阶段的主要任务是:基于软件工程的思想,拟制出本系统的软件设计方案,划分出主要的软件模块、根据需要绘制部分软件模块的流程图、调试程序和测试软件的基本功能。⑤系统功能调试与测试本阶段的重点是:基于系统的设计需求,进行系统功能调试和性能指标的测试,形成测试报告,核对用户需求或设计需求和系统现有功能、指标的一致性程度,提出修改意见,循环上述某些步骤,直至满足需求。⑥产品验收和维护单片机应用系统设或产品开发结束后,必须经过用户的验收。属于国家或部委的科研项目,还应通过有关部门的鉴定。产品投入市场或用户生产现场后,维护工作就开始了,这步工作一直要持续到该产品退出市场。⑦文档编制和技术归档为了维护单片机系统,或将目前的设计成果作为资源用于以后的设计,有必要编制相应的文档。提供给用户的安装手册、操作手册和维护手册等,是技术文档的重要组成部分之一。技术文档必须按国家标准对其进行标准化,经相关人员审核后存入技术档案室进行统一管理。
上传时间: 2014-12-27
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为了解决磁放大器性能测试过程中,需要对其供给不同数值恒定电流的问题,设计了一种基于DAC7512和单片机的数控恒流源系统。该系统采用AT89C51作为主控器件,将计算机发送的电流控制字命令转换为D/A转换器控制字,通过模拟SPI通信接口,写D/A控制字到DAC7512,从而控制其输出相应数字电压值,经差动缩放电路、电压/电路变换电路和功率驱动电路,最后输出恒定电流。实验结果表明,恒流源输出电流调节范围为-45~+45 mA、精度为±0.1 mA,分辨率达0.024 4 mA,具有应用灵活,外围电路简单,可靠性高的特点。该数控直流恒流源也可为相关产品的测试系统研发提供参考。 Abstract: In order to solve the need to supply different values constant current for the magnetic amplifier in testing process, numerical control constant current source system was designed based on DAC7512 chip and microcontroller technology. The system used the AT89C51 as the main chip, which can convert the current control word from computer into to D/A control words. And the system wrote D/A control word into the DAC7512 chip to control the output voltage value by the SPI communication interface, which can output corresponding constant current figures by scaling circuit, the V/I converter and power drive circuit. Experimental results show that the current source output current adjustment range is -45~+45mA, accuracy is ± 0.1mA, and resolution ratio is 0.024 4mA
上传时间: 2014-12-27
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为解决传统可视倒车雷达视频字符叠加器结构复杂,可靠性差,成本高昂等问题,在可视倒车雷达设计中采用视频字符发生器芯片MAX7456。该芯片集成了所有用于产生用户定义OSD,并将其插入视频信号中所需的全部功能,仅需少量的外围阻容元件即可正常工作。给出了以MAX7456为核心的可视倒车雷达的软、硬件实现方案及设计实例。该方案具有电路结构简单、价格低廉、符合人体视觉习惯的特点。经实际装车测试,按该方案设计的可视倒车雷达视场清晰、提示字符醒目、工作可靠,可有效降低驾驶员倒车时的工作强度、减少倒车事故的发生。 Abstract: A new video and text generation chip,MAX7456,was used in the design of video parking sensor in order to simplify system structure,improve reliability and reduce cost. This chip included all the necessary functions to generate user-defined OSDs and to add them into the video signals. It could be put into work with addition of just a small number of resistances and capacitors. This paper provided software and hardware implementation solutions and design example based on the chip. The system had the characteristics of simplicity in circuit structure,lower cost,and comfort for the nature of human vision. Loading road test demonstrates high video and text display quality and reliable performance,which makes the driver easy to see backward and reduces chance of accidents.
上传时间: 2013-12-10
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针对船舶气象仪保障维修而设计的船舶气象仪测试系统,包括信息处理终端、主仪器检测模块、传感器检测模块,各个模块都采用基于AVR单片机的嵌入式系统,模块之间通过CAN总线进行通信。结果表明,船舶气象仪测试系统能够快速检测船舶气象仪故障,与单纯依靠人工方式排查故障相比,故障检测时间缩短了60%以上。 Abstract: The test system of ship meteorological instrument was developed to satisfy the maintenance of ship meteorological instruments,which composed of information processing terminal, testing module of main instrument and testing module of sensors. Each of these modules included an embedded system based on microcontroller of AVR series and communicated with other module by CAN bus. The results show that the test system can judge the fault of ship meteorological instrument quickly and shorten the fault detection time as much as 60% compared with simple manual troubleshooting.
上传时间: 2013-11-23
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为了在工业生产及过程控制中准确测量温度,设计了一种基于低功耗MSP430单片机的数字温度计。整个系统通过单片机MSP430F1121A控制DS18B20读取温度,采用数码管显示,温度传感器DS18B20与单片机之间通过串口进行数据传输。MSP430系列单片机具有超低功耗,且外围的整合性高,DS18B20只需一个端口即可实现数据通信,连接方便。通过多次实验证明,该系统的测试结果与实际环境温度一致,除了具有接口电路简单、测量精度高、误差小、可靠性高等特点外,其低成本、低功耗的特点使其拥有更广阔的应用前景。 Abstract: In order to obtain accurate measuring temperature in industrial production and process control, a digital thermometer based on MSP430 MCU is designed. The system uses MSP430F1121A MCU to control DS18B20, and gets the temperature data, which is displayed on the LED. The temperature sensor DS18B20 and MCU transmit data through serial communication. MSP430 series has ultra-low power and high integration, DS18B20 only needs one port to achieve data communication. Through many experimental results prove, this system is consistent with actual environment temperature. The system has characteristics of interface circuit simple, high measuring accuracy, minor error, high reliability, besides, the characteristics of low cost and low power make it having vaster application prospect.
上传时间: 2013-10-16
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随着科学技术的快速发展,超声波将在科学技术中的应用越来越广。本文对超声波传感器测距的可能性进行了理论分析,利用模拟电子、数字电子、微机接口、超声波换能器、以及超声波在介质的传播特性等知识,采用以STC89C52 单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距的硬件电路和软件设计方法在此基础上设计了系统的总体方案,最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。为了保证超声波测距传感器的可靠性和稳定性,采取了相应的抗干扰措施。就超声波的传播特性,超声波换能器的工作特性、超声波发射、接收、超声微弱信号放大、波形整形、速度变换、语音提示电路及系统功能软件等做了详细说明.实现障碍物的距离测试、显示和报警,超声波测距范围30CM-300CM,精度在十厘米左右。这套系统软硬件设计合理、抗干扰能力强、实时性良好,经过系统扩展和升级,可以用于倒车雷达、建筑施工工地以及一些工业现场,例如:测量液位、井深、管道长度等场合。可以广泛应用于工业生产、医学检查、日常生活、无人驾驶汽车、自动作业现场的自动引导小车、机器人、液位计等。
上传时间: 2013-11-05
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大家好!单片机人才是集软件、电子技术于一体的复合型人才,并且技术连续性好,越老越吃香,不会像计算机软件那样两三年就要更新换代,随着仿真技术的发展,学习单片机技术的成本和难度已经和软件相当,“中关村单片机实验室”的培训帮您将学过的理论知识迅速转化为实践技能。实验环境、实践项目,培训内容都是围绕着初学者常见的困惑设置,相信我当初的困惑,也是每个初学者的困惑,解决这个问题,是我办学的动力和教学的方向。 自学考试作为成才的途径,考试难度也在逐年加大,由于教学资源的限制,自考生的实践机会不是很多,我们实验室可以接受学生到我们实验室做“电工、模拟电子、数字电子、计算机接口技术、数据库、C语言、FoxPro、数据结构、自动化控制等实验,我们的专业指导,一定能弥补自学路上的实践环节的不足,促进学习兴趣和融会贯通理论知识。
上传时间: 2014-12-03
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摘要:总结了目前使用比较广泛的四种单片机复位电路,为微分型、积分型复位电路建立了数学模型,并比较了它们在使用中的可靠性,同时介绍了专用复位芯片。
上传时间: 2013-10-31
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摘要:随着电子技术的发展,镍镉和镍氢等充电电池的使用愈来愈多,购买和使用充电电池时,电池容量(Ah)成为人们关注的指标.本文采用一种基于AT89C2051单片机制作的电池容量测试电路,可对镍镉和镍氢等充电电池的容量进行自动测试,并以数字形式显示其测试结果,测量范围为0.01—9.99Ah.分析了电路硬件与软件设计实现,具有一定的实用价值.关键词:电池容量;单片机;硬件;软件
上传时间: 2013-10-22
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[摘要]本文以学院单片机课程的实验教学为背景,较为全面地阐述了基于Proteus软件仿真的单片机虚拟实验室只配置有限的硬件设备,就能够很好地解决资金和设备维护问题的建设方案。方案的设计采用的大量的仿真工作是在软件环境中实现,极大地增强了实验室向学生开放的便利性。[关键词]Proteus单片机仿真虚拟实验室
上传时间: 2013-10-18
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