單片機應用系統的開發(fā)與設計“浙江省普通高?！笆濉毙滦螒B(tài)教材普通高等教育“十三五”規(guī)劃教材電子設計系列規(guī)劃教材單片機原理及應用第九章01單片機應用系統的設計單片機應用系統的設計本節(jié)將講述一個典型單片機應用系統從最初的總體設計到最后的調試全流程。本節(jié)只做概念性探具體的應用示例請參考下一節(jié)內容。一般來說，單片機應用系統的開發(fā)分為四個步驟，即總體設討，計、硬件設計、軟件設計和下載調試，如圖9.1.1所示。本節(jié)中將詳細講述。單片機應用系統的設計接到設計一個單片機應用系統的任務后先要進行的是系統方案的確定，即總體設計。仔細研究要求的設計指標和實現方法。最好列出多種實現方法或方案，以便進行篩選。一般來說，每個方案都有優(yōu)缺點，找其中最易于實現、性能較好的方案來做設計?？傮w設計單片機應用系統的設計在總體設計中已經確定總體方案后，就可以進行更為細致的硬件原理圖設計，在這個過程中，要在相應的原理圖繪制軟件上繪制所有的硬件原理圖。確定硬件原理圖后就可以進行PCB(印制電路板》的設計，設計過程中需要考慮元器件的布局電路板的外形、抗干擾的處理等。硬件設計單片機應用系統的設計PCB加工需要一段時間，在這段時間中軟件設計可以全面開始了。在設計軟件時，最好預先有一個規(guī)劃，如畫一個流程圖，然后按照程序流程圖來寫出軟件程序。編寫好的軟件一般情況下是需要進行軟件模擬仿真的，在有硬件系統和仿真器的情況下可以做一下初步硬件仿真調試。軟件設計單片機應用系統的設計通過直接在所設計的單片機應用系統上進行程序下載或仿真調試，來檢查設計的正確性，一般來說,調試過程是比較長的。如果調試后的應用系統功能達到要求，那么整個單片機應用系統的開發(fā)就算完成了。下載調試02單片機應用系統舉例單片機應用系統舉例步進電動機在打印設備和工業(yè)控制中經常用到，用單片機驅動步進電動機是一個典型的單片機應用系統設計。下面有一個步進電動機驅動的單片機應用系統，其設計要求如下(1)控制四相五線式步進電動機的轉動(四相八拍方式)。(2)顯示步進電動機的轉動圈數、轉速、角度和方向。(3)用非接觸的方式實時監(jiān)測步進電動機的工作狀態(tài)。步進電動機的驅動單片機應用系統舉例1.總體方案設計下面簡單介紹一下步進電動機的工作原理:步進電動機是數字控制電動機，它將脈沖信號轉變成角位移，即給一個脈沖信號，步進電動機就轉動一個角度，因此非常適合于單片機控制。步進電動機可分為反應式步進電動機(簡稱VR)、永磁式步進電動機(簡稱PM)和混合式步進電動機(簡稱HB)。本次實驗用的是PM，如圖9.2.1所示。步進電動機的驅動單片機應用系統舉例步進電動機的驅動單片機應用系統舉例2.硬件設計圖9.2.3~圖9.2.5所示是步進電動機驅動單片機應用系統的硬件原理圖設計。步進電動機的驅動單片機應用系統舉例步進電動機的驅動本應用系統采用中斷方式控制電動機轉動，采用定時器0工作方式1。電源上電時，電動機轉速為0:執(zhí)行鍵盤掃描，判斷是否有鍵被按下，若有鍵被按下再判斷鍵值(鍵值采用行列式，第一行為11，12，14，18，第一列為11，21，41，81)。單片機應用系統舉例超聲波測距第二個單片機應用系統舉例是關于超聲波測距的。本系統包含電源、鍵盤/顯示、語音播報、溫度傳感器、MCU及超聲波測距模塊電路的設計?？傮w結構框圖設計如圖9.2.8所示。單片機應用系統舉例LED點陣屏顯示系統本節(jié)舉例的單片機應用系統是LED點陣屏顯示系