补充MCS应用系统开发与设计

1、第第7 7章章 MCS-51MCS-51应用系统应用系统 开发与设计开发与设计MCS-51MCS-51应用系统开发过程应用系统开发过程1. 1. 单片机应用系统设计的基本准则单片机应用系统设计的基本准则p(1) (1) 可靠性可靠性n高可靠性是单片机系统应用的前提。高可靠性是单片机系统应用的前提。n提高系统的可靠性需注意：提高系统的可靠性需注意：p(a) (a) 使用可靠性高的元器件使用可靠性高的元器件p(b) (b) 采用双机系统采用双机系统p(c) (c) 设计电路板时布线和接地要合理，严格安装硬设计电路板时布线和接地要合理，严格安装硬件设备及电路件设备及电路p(d) (d) 对供电电源采

2、用抗干扰措施对供电电源采用抗干扰措施p(e) (e) 输入输出通道抗干扰措施输入输出通道抗干扰措施p(f) (f) 进行软硬件滤波进行软硬件滤波p(g) (g) 系统自诊断功能系统自诊断功能p(2) (2) 操作维护方便操作维护方便p(3) (3) 性价比性价比p(4) (4) 设计周期短设计周期短2. 2. 单片机应用单片机应用系统的设计方法系统的设计方法系统的扩展和配置应遵循的原则系统的扩展和配置应遵循的原则p尽可能选择典型电路，并符合单片机常规用法。尽可能选择典型电路，并符合单片机常规用法。p系统扩展与外围设备的配置水平应充分满足应用系统的功系统扩展与外围设备的配置水平应充分满足应用系统

3、的功能要求，并留有适当余地，以便进行二次开发。能要求，并留有适当余地，以便进行二次开发。p系统中的相关器件要尽可能做到性能匹配。系统中的相关器件要尽可能做到性能匹配。p可靠性及抗干扰设计是硬件设计必不可少的一部分。可靠性及抗干扰设计是硬件设计必不可少的一部分。p单片机外围电路较多时，必须考虑其驱动能力。单片机外围电路较多时，必须考虑其驱动能力。p尽量朝尽量朝“单片单片”方向设计硬件系统。方向设计硬件系统。p整个硬件系统保证电器信号的准确性，输出执行部件能按整个硬件系统保证电器信号的准确性，输出执行部件能按照输出电器信号正确运行。照输出电器信号正确运行。p工艺设计，包括机架、机箱、面板、配线、接

4、插件等，必工艺设计，包括机架、机箱、面板、配线、接插件等，必须考虑安装、调试、维护的方便。须考虑安装、调试、维护的方便。3. 3. 软件设计软件设计4. 4. 印刷电路板计算机辅助设计印刷电路板计算机辅助设计p印刷电路板图的制作印刷电路板图的制作p可以采用的电路板图设计软件可以采用的电路板图设计软件nPROTELPROTEL、CADCADp首先，绘制电路原理图首先，绘制电路原理图p其次，根据原理图绘制印刷电路板图其次，根据原理图绘制印刷电路板图 印刷板布线时注意点印刷板布线时注意点p电路板上每个电路板上每个ICIC要并接一个要并接一个0.01F0.01F0.1F0.1F高频电容，以减小高频电容

5、，以减小ICIC对对电源的影响。注意高频电容的布线，连线应靠近电源端并尽量粗短，电源的影响。注意高频电容的布线，连线应靠近电源端并尽量粗短，否则，等于增大了电容的等效串联电阻，会影响滤波效果。布线时避否则，等于增大了电容的等效串联电阻，会影响滤波效果。布线时避免免9090度折线，减少高频噪声发射。度折线，减少高频噪声发射。p注意晶振布线。晶振与单片机引脚尽量靠近，用地线把时钟区隔离起注意晶振布线。晶振与单片机引脚尽量靠近，用地线把时钟区隔离起来，晶振外壳接地并固定。来，晶振外壳接地并固定。p用地线把数字区与模拟区隔离。数字地与模拟地要分离，最后在一点用地线把数字区与模拟区隔离。数字地与模拟地要

6、分离，最后在一点接于电源地。接于电源地。A/DA/D、D/AD/A芯片布线也以此为原则。芯片布线也以此为原则。p单片机和大功率器件的地线要单独接地，以减小相互干扰。单片机和大功率器件的地线要单独接地，以减小相互干扰。 大功率大功率器件尽可能放在电路板边缘。器件尽可能放在电路板边缘。p整板设计完成后，要及时检查信号走线和连接是否正确符合设计标准，整板设计完成后，要及时检查信号走线和连接是否正确符合设计标准，器件标注是否正确完整，同时还要注意整体外观形象。器件标注是否正确完整，同时还要注意整体外观形象。系统调试过程系统调试过程系系 统统 调调 试试 开开 始始硬硬 件件 调调 试试软软 件件 调调

7、 试试系系 统统 联联 调调现现 场场 调调 试试调调 试试 结结 束束模模拟拟调调试试5. 5. 系统调试系统调试 例例 交通灯信号模拟控制交通灯信号模拟控制p（1）硬件设计）硬件设计交通信号灯模拟控制系统的硬件电路交通信号灯模拟控制系统的硬件电路P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5CPUVDD1红红黄黄绿绿11VDD1红红黄黄绿绿11东西向信号灯东西向信号灯南北向信号灯南北向信号灯p（2 2）软件设计）软件设计n基本思路基本思路p利用软件延时，对相应信号灯的点亮时间加利用软件延时，对相应信号灯的点亮时间加以控制，软件延时时间为以控制，软件延时时间为0.5s0.5sn软件控制软件

8、控制p东西向为东西向为主主路线，通行时间为路线，通行时间为60s60sp南北向为南北向为支支路线，通行时间为路线，通行时间为40s40sp系统时钟为系统时钟为foscfosc=12MHz=12MHz程序如下：程序如下：org 00hljmp startorg 30hStart:mov p1,#00h;信号灯初始状态全灭信号灯初始状态全灭setb p1.2;亮东西向绿灯，东西向放行亮东西向绿灯，东西向放行setb p1.3;亮南北向红灯，南北向禁止通行亮南北向红灯，南北向禁止通行mov r4,#72h;延时延时57sLp1:lcall Dldjnz r4,Lp1clr p1.2;熄灭东西向绿灯熄灭东西向绿灯setb p1.1;点亮东西向黄灯点亮东西向黄灯mov r4,#06h;延时延时3sLp2:lcall Dldjnz r4,Lp2mov p1,#00hsetb p1.0;东西向红灯亮，禁止东西向通行东西向红灯亮，禁止东西向通行setb p1.5;点亮南北向绿灯，南北向放行点亮南北向绿灯，南北向放行mov r4,#4ah;延时延时37sLp3:lcall Dldjnz r4,Lp3clr p1.5;熄灭南北向绿灯熄灭南北向绿灯setb p1.4;点亮南北向黄灯点亮南北向黄灯mov r4,#06h;延时延时3sLp4:lcall Dldjnz r4,