1、電子設計競賽培訓電子設計競賽培訓單片機系統應用單片機系統應用物電學院 盧超2013年7月一、一、概述概述u 單片機屬于超大規模集成電路，單片機單片機屬于超大規模集成電路，單片機系統在時鐘脈沖作用下，按節系統在時鐘脈沖作用下，按節拍順序執行用戶編制的軟件程序，從而實現相應的邏輯功能拍順序執行用戶編制的軟件程序，從而實現相應的邏輯功能。u 顯然，由于有軟件的參與，利用單片機可以顯然，由于有軟件的參與，利用單片機可以實現復雜的邏輯功能實現復雜的邏輯功能，使，使用也很方便、靈活。用也很方便、靈活。u 其缺點是由于程序的執行是按節拍進行，隨著控制復雜性的增加，程其缺點是由于程序的執行是按節拍進行，隨著控

2、制復雜性的增加，程序也將變得復雜，從而導致序也將變得復雜，從而導致執行時間增加，系統速度下降執行時間增加，系統速度下降。u 因此，單片機只適合工作因此，單片機只適合工作速度要求不高速度要求不高，但需要，但需要對信息作相對復雜處對信息作相對復雜處理理的場合使用。另外，單片機的應用還需要有相應的軟件開發平臺支撐的場合使用。另外，單片機的應用還需要有相應的軟件開發平臺支撐 。單片機系統特點單片機系統特點在全國大學生電子設計競賽中，幾乎所有競賽題的設在全國大學生電子設計競賽中，幾乎所有競賽題的設計都會用到單片機系統；計都會用到單片機系統；依據單片機系統在設計中的作用和地位，有三種可能：依據單片機系統在

3、設計中的作用和地位，有三種可能：二、單片機系統在競賽題中應用二、單片機系統在競賽題中應用v很多賽題以很多賽題以單片機系統為核心單片機系統為核心進行設計，主要功能由單片機系統完進行設計，主要功能由單片機系統完成，如：成，如：u測量類的測量類的“簡易邏輯分析儀簡易邏輯分析儀”、“數字式工頻有效值多用表數字式工頻有效值多用表”等；等；u數據采集類的數據采集類的“數字化語音存儲與回放系統數字化語音存儲與回放系統”、“多路數據采集系多路數據采集系統統”等；等；u控制類的控制類的“懸掛運動控制系統懸掛運動控制系統”、 “簡易智能電動車簡易智能電動車”等。等。u電源類的電源類的“簡易數控直流電源設計簡易數控

4、直流電源設計”、“數控直流電流源設計數控直流電流源設計”等。等。在這類賽題中，單片機系統完成的主要功能有：在這類賽題中，單片機系統完成的主要功能有：u信號的采集、輸入控制；信號的采集、輸入控制；u信號的存儲、運算、分析、判斷；信號的存儲、運算、分析、判斷；u信號的輸出控制；信號的輸出控制；u人機交互功能；人機交互功能；u多機通訊功能等。多機通訊功能等。v有些賽題需要有些賽題需要單片機系統與專用芯片或可編程器件單片機系統與專用芯片或可編程器件結合，完成設計結合，完成設計要求，如：要求，如：u信號源類的信號源類的“正弦信號發生器設計正弦信號發生器設計”、“實用信號源設計實用信號源設計”等；等；u無

5、線電類的無線電類的“調頻收音機設計調頻收音機設計”、“單工無線呼叫系統設計單工無線呼叫系統設計”等；等；u測量類的測量類的“簡易數字儲存示波器簡易數字儲存示波器”、 “簡易數字頻率計簡易數字頻率計”等。等。u電源類的電源類的“三相正弦波變頻電源設計三相正弦波變頻電源設計”、“開關穩壓電源開關穩壓電源”等。等。在這類賽題中，單片機系統完成的主要功能有：在這類賽題中，單片機系統完成的主要功能有：u 信號的輸入、輸出輔助控制；信號的輸入、輸出輔助控制；u 信號的存儲；信號的存儲；u 人機交互功能；人機交互功能；u 多機通訊功能等；多機通訊功能等；u 信號的處理過程由專用芯片或可編程器件完成。信號的處

6、理過程由專用芯片或可編程器件完成。v還有少量的賽題還有少量的賽題單片機系統僅起一個輔助作用單片機系統僅起一個輔助作用，主要功能，主要功能由純硬件電路完成，如：由純硬件電路完成，如：u放大器類的放大器類的“測量放大器設計測量放大器設計”、 “實用低頻功率放大器實用低頻功率放大器設計設計”等。等。在這類賽題中，單片機系統完成的主要功能有：在這類賽題中，單片機系統完成的主要功能有：u信號的輔助控制；信號的輔助控制；u人機交互功能；人機交互功能；u主要功能由純硬件電路完成。主要功能由純硬件電路完成。 單片機系統是一個軟、硬結合的系統，系統功能的實現既有單片機系統是一個軟、硬結合的系統，系統功能的實現既

7、有硬件設計任務，也有軟件設計任務。因此，在進行系統軟、硬件設計任務，也有軟件設計任務。因此，在進行系統軟、硬件設計之前，首先要對系統功能進行軟、硬件劃分；硬件設計之前，首先要對系統功能進行軟、硬件劃分； 單片機系統的硬件與軟件之間有密切的相互制約的聯系，硬單片機系統的硬件與軟件之間有密切的相互制約的聯系，硬件和軟件具有一定的互換性；件和軟件具有一定的互換性； 由硬件來完成一些功能可以提高工作速度，減少軟件工作量；由硬件來完成一些功能可以提高工作速度，減少軟件工作量；由軟件來完成某些功能，可降低硬件成本、簡化電路，提高由軟件來完成某些功能，可降低硬件成本、簡化電路，提高系統可靠性；系統可靠性；

8、可根據系統的運行速度、成本、可靠性和研制周期等要求來可根據系統的運行速度、成本、可靠性和研制周期等要求來確定軟、硬件功能的劃分。確定軟、硬件功能的劃分。三、單片機三、單片機系統功能劃分系統功能劃分 v 根據運行速度要求根據運行速度要求 在絕大多數單片機系統中，劃分軟、硬件功能往往是由系統在絕大多數單片機系統中，劃分軟、硬件功能往往是由系統的運行速度決定；的運行速度決定； 例如，單片機的時鐘頻率一般在例如，單片機的時鐘頻率一般在6 612MHz12MHz左右，執行一條指左右，執行一條指令至少需要令至少需要1s1s，而完成任何一項工作需要若干條指令，因，而完成任何一項工作需要若干條指令，因此比數字

9、邏輯電路此比數字邏輯電路( (無論是組合電路還是時序電路無論是組合電路還是時序電路) )都慢得多；都慢得多； 如果某一任務的執行時間要求少于如果某一任務的執行時間要求少于10s10s，就必須采用硬件電，就必須采用硬件電路實現。否則，如采用確能完成此項任務的高速單片機系統，路實現。否則，如采用確能完成此項任務的高速單片機系統，則會造成浪費。則會造成浪費。v 根據成本要求根據成本要求 單片機系統研的制費用包括硬件和軟件費用，軟件的費用不單片機系統研的制費用包括硬件和軟件費用，軟件的費用不僅是設計師所花費的腦力勞動，還有各種調試工具、消耗品僅是設計師所花費的腦力勞動，還有各種調試工具、消耗品的費用；

10、的費用； 軟件費用的特點是研制費用昂貴，復制費用低廉；軟件費用的特點是研制費用昂貴，復制費用低廉； 在批量生產的產品研制中，應盡可能利用軟件代替硬件，降在批量生產的產品研制中，應盡可能利用軟件代替硬件，降低成本；低成本； 小批量或單件產品不宜采用軟件代替硬件辦法，這會增加軟小批量或單件產品不宜采用軟件代替硬件辦法，這會增加軟件研制費用；件研制費用； 直接利用已成熟原理或軟件來替代硬件不受此限。直接利用已成熟原理或軟件來替代硬件不受此限。v 根據可靠性要求根據可靠性要求 硬件線路越復雜，系統可靠性就越差； 采用軟件替代硬件功能，是提高可靠性的一個好辦法； 在一些特殊場合，如軍用及各種惡劣環境中，

11、往往采用硬件冗余線路來提高系統可靠性。v 根據研制周期要求根據研制周期要求 為了加快單片機系統的研制速度，應盡量考慮采用各種標準軟硬件或利用已有成熟的軟硬件來完成系統的功能，而不必拘泥于前面所述細節。v 單片機系統組成單片機系統組成單片機系統單片機系統基本系統基本系統（信號處理）（信號處理）通道接口通道接口（信號傳輸）（信號傳輸）最小系統最小系統基本系統擴展基本系統擴展前向通道前向通道后向通道后向通道人機通道人機通道相互通道相互通道四、單片機四、單片機系統系統硬件設計硬件設計 u C51系列系列單片機由單片機由8個部件組成個部件組成：微處理器微處理器(ALU)、數據存儲器、數據存儲器(RAM)

12、、程序存儲器、程序存儲器(ROM/EPROM)、I/O口口(P0P3)、串行口、串行口、定時定時/計數器、中斷系統及特殊功能寄存器計數器、中斷系統及特殊功能寄存器(SFR)。v了解單片機的主要應用特性了解單片機的主要應用特性 片內結構片內結構 存儲空間存儲空間 存儲空間存儲空間（內部、外部）（內部、外部）程序存儲器空間程序存儲器空間數據存儲器空間數據存儲器空間I/O空間空間u C51系列單片機有三維存儲空間：系列單片機有三維存儲空間：u 程序存儲器空間：使用程序存儲器空間：使用MOVC A，ADPTR等指令；等指令；u 內部數據存儲器空間：使用內部數據存儲器空間：使用MOV A，DIRECT等

13、指令；等指令；u 外部數據存儲器和外部數據存儲器和I/O空間：使用空間：使用MOVX A，DPTR等指令。等指令。u 時序是指信號變化的先后關系和時間要求；時序是指信號變化的先后關系和時間要求；u 在進行單片機系統擴展時，主要要解決的問題就是接口的時序配合問題；在進行單片機系統擴展時，主要要解決的問題就是接口的時序配合問題；u 時序圖中給出的主要參數有：地址建立時間時序圖中給出的主要參數有：地址建立時間tSA，地址保持時間，地址保持時間tHA，數據建，數據建立時間立時間tSD，數據保持時間，數據保持時間tHD，讀信號脈沖寬度，讀信號脈沖寬度tRD和寫信號脈沖寬度和寫信號脈沖寬度tWR等。等。

14、外部存儲器讀寫時序外部存儲器讀寫時序 v掌握單片機系統接口技術掌握單片機系統接口技術u 當單片機片內集成的功能單元不能滿足應用需要時就必須進行基本系當單片機片內集成的功能單元不能滿足應用需要時就必須進行基本系統擴展；統擴展；u 擴展擴展的內容的內容包括程序存儲器包括程序存儲器(ROM/EPROM)(ROM/EPROM)擴展、數據存儲器擴展、數據存儲器(RAM)(RAM)擴展、擴展、輸入輸入/ /輸出口輸出口(I/O(I/O口口) )擴展、定時擴展、定時/ /計數器計數器( (T/C)T/C)擴展、中斷系統擴展擴展、中斷系統擴展及其及其他特殊功能擴展他特殊功能擴展；u 擴展的方法是以接口電路為橋

15、梁，連接擴展的方法是以接口電路為橋梁，連接CPUCPU與外圍芯片或外部設備與外圍芯片或外部設備u 擴展的途徑是通過單片機的并行總線、串行總線或擴展的途徑是通過單片機的并行總線、串行總線或I/OI/O口進行擴展。口進行擴展。 概述概述 接口的功能接口的功能 u 接口是接口是CPU與外界連接的電路部分，是與外界連接的電路部分，是CPU與外界進行信息交換的與外界進行信息交換的中轉站中轉站；u 單片機外圍擴展電路芯片大多是一些常規芯片，因此擴展電路及擴展單片機外圍擴展電路芯片大多是一些常規芯片，因此擴展電路及擴展方法都較為典型、規范；方法都較為典型、規范；u 但也有一些外設不能直接與但也有一些外設不能

16、直接與CPU相連，必須通過接口電路使相連，必須通過接口電路使CPU與與外設之間達到最佳耦合與匹配；外設之間達到最佳耦合與匹配；u 接口一般有如下功能：數據緩沖功能、設備選擇功能和信號轉換功能。接口一般有如下功能：數據緩沖功能、設備選擇功能和信號轉換功能。 信號鎖存與緩沖信號鎖存與緩沖 u 信號的鎖存與緩沖的目的是解決主機高速與外設低速的矛盾，信號的鎖存與緩沖的目的是解決主機高速與外設低速的矛盾，避免因速度不一致而丟失數據。避免因速度不一致而丟失數據。u 鎖存器的作用是把輸入信號鎖存起來，鎖存器的作用是把輸入信號鎖存起來，等待外設讀取；等待外設讀取；u 緩沖器的作用是在需要時通過緩沖器的作用是在

17、需要時通過選通信號來選通信號來讀取外設提供的讀取外設提供的信信息息；u 常用的鎖存器有常用的鎖存器有74LS27374LS273，74LS37374LS373，74LS37474LS374，74LS37774LS377等，等，緩沖器有緩沖器有74LS24074LS240，74LS24174LS241，74LS24474LS244，74LS24574LS245，74LS36774LS367等等。CPU鎖存器緩沖器外設DDDCLKEN 地址譯碼地址譯碼 u單片機系統中通過并行總線擴展的芯片有多種，同單片機系統中通過并行總線擴展的芯片有多種，同一種芯片也可能有多片，而一種芯片也可能有多片，而CPU在

18、同一時間里只能在同一時間里只能與某一芯片交換信息，這就要借助于接口中的地址與某一芯片交換信息，這就要借助于接口中的地址譯碼電路對擴展芯片進行尋址，只有被選中的芯片譯碼電路對擴展芯片進行尋址，只有被選中的芯片或單元才能與或單元才能與CPU進行數據交換或通信進行數據交換或通信u譯碼電路直接確定了每個芯片在單片機訪問時的唯譯碼電路直接確定了每個芯片在單片機訪問時的唯一編號一編號(接口地址接口地址)；u單片機系統單片機系統常用譯碼方式有三種：常用譯碼方式有三種：直接譯碼、直接譯碼、譯碼譯碼器器譯碼譯碼和和完全地址譯碼完全地址譯碼。u 是指不采用專門的譯碼電路，直接利用單片機地址總線的高位輸出作片選信號

19、的是指不采用專門的譯碼電路，直接利用單片機地址總線的高位輸出作片選信號的地址譯碼方式；地址譯碼方式；u 直接譯碼直接譯碼電路的連接較為簡單，但許多地址空間因可能使兩片以上外設同時被選電路的連接較為簡單，但許多地址空間因可能使兩片以上外設同時被選中而不能使用，存儲空間浪費嚴重；中而不能使用，存儲空間浪費嚴重；u 一般用在需要譯碼信號不多的場合。一般用在需要譯碼信號不多的場合。v直接譯碼直接譯碼8K RAM(1)CS8K RAM(2)CS8K RAM(3)CSA12A0A15A14A13u 是指利用譯碼器進行地址譯碼的方式；是指利用譯碼器進行地址譯碼的方式；u 例如例如A15A13經經3/8譯碼器

20、譯碼，可產生譯碼器譯碼，可產生8個地址連續的片選信號。當個地址連續的片選信號。當需要更多的片選信號時，可采用級聯擴展技術；需要更多的片選信號時，可采用級聯擴展技術；u 譯碼器譯碼可獲得幾個地址連續、大小一樣的片選信號；級聯擴展譯碼譯碼器譯碼可獲得幾個地址連續、大小一樣的片選信號；級聯擴展譯碼則可產生更多片選信號，各級之間片選信號對應地址范圍大小不同。則可產生更多片選信號，各級之間片選信號對應地址范圍大小不同。v譯碼器譯碼器譯碼譯碼A15A14A13CS0CS7C Y0BA 3/8譯碼器(1)EN Y7 C Y0BA 3/8譯碼器(2)EN Y7 A12A11A10CS5CS8CS15u 由于擴

21、展芯片所能提供的狀態信號和它所需要的控制信號往往與由于擴展芯片所能提供的狀態信號和它所需要的控制信號往往與單片機的總線信號不兼容，所以信號轉換不可避免；單片機的總線信號不兼容，所以信號轉換不可避免；u 信號轉換包括信號轉換包括CPU信號與外設信號的邏輯關系上、時序配合上、信號與外設信號的邏輯關系上、時序配合上、以及電平匹配上的轉換；以及電平匹配上的轉換；u 信號的轉換可以通過組合邏輯電路和時序邏輯電路來實現。信號的轉換可以通過組合邏輯電路和時序邏輯電路來實現。 信號轉換信號轉換u 單片機最小系統是指能使系統運行的最小配置電路；單片機最小系統是指能使系統運行的最小配置電路；u 大多數單片機芯片內

22、部都缺乏晶振電路和復位電路，因此，最小系統的組成中大多數單片機芯片內部都缺乏晶振電路和復位電路，因此，最小系統的組成中一般都包含晶振和復位電路；一般都包含晶振和復位電路；v最小系統組成最小系統組成 v單片機基本系統擴展單片機基本系統擴展 u 在單片機系統中，常用的擴展芯片主要有程序存儲器、數據在單片機系統中，常用的擴展芯片主要有程序存儲器、數據存儲器、存儲器、I/O口，以及其他專用功能芯片如定時口，以及其他專用功能芯片如定時/計數器、中計數器、中斷控制器、通信控制器等斷控制器、通信控制器等。u 典型單片機典型單片機基本基本系統系統擴展如圖所示。擴展如圖所示。該系統中除了包括必需該系統中除了包括

23、必需的時鐘電路和復位電路以外，還擴充了一片的時鐘電路和復位電路以外，還擴充了一片2764作為外部程作為外部程序存儲器，一片序存儲器，一片6264作為外部數據存儲器，一片作為外部數據存儲器，一片2864作為掉作為掉電保持的外部數據存儲器以及用電保持的外部數據存儲器以及用74LS245和和74LS273擴展的簡擴展的簡單單I/O口口。89C516264CE8255CS8155IO/M CECE8253CS0832P2.5P2.6P2.7P2.0ABCG2AG2BG1Y0Y1Y2Y3Y4+5V138外圍器件外圍器件地址選擇線（地址選擇線（A15A0）片內地址單元單元數地址編碼地址編碼6264000A

24、 AAAA AAAA AAAA8K00001FFFH8255 0011 1111 1111 11AA43FFC3FFFH 8155 RAM 0101 111 0 AAAA AAAA2565E005EFFH8155 I/O 0101 1111 1111 1AAA65FF85FFDH0832 0111 1111 1111 111117FFFH8253 1001 1111 1111 11AA49FFC9FFFH譯碼法譯碼地址v單片機系統通道設計單片機系統通道設計u 前向通道是被測對象信號輸出到單前向通道是被測對象信號輸出到單片機片機CPUCPU信號輸入的通道，其結構信號輸入的通道，其結構形式取決于被

25、測對象的環境和輸出形式取決于被測對象的環境和輸出信號的類型、數量、大小等；信號的類型、數量、大小等；u 對于模擬量信號，應將小信號放大對于模擬量信號，應將小信號放大到能滿足到能滿足A/DA/D轉換、轉換、V/FV/F轉換要求的轉換要求的輸入電壓；輸入電壓；u 對于頻率信號和開關信號，能滿足對于頻率信號和開關信號，能滿足TTLTTL電平要求時可直接接入單片機電平要求時可直接接入單片機的的I/OI/O口、擴展口、擴展I/OI/O口或中斷入口，口或中斷入口，否則也應通過放大、整形變換成否則也應通過放大、整形變換成TTLTTL電平的方波信號后再送入單片電平的方波信號后再送入單片機系統。機系統。 前向通

26、道設計前向通道設計ADC0809與單片機的接口與單片機的接口v對于頻率量和開關量對于頻率量和開關量u 單片機系統應留有足夠的輸入口線，例如用單片機芯片提供單片機系統應留有足夠的輸入口線，例如用單片機芯片提供的的I/OI/O口，或通過緩沖器口，或通過緩沖器74LS24574LS245、可編程、可編程I/OI/O擴展芯片擴展芯片82558255、81558155等提供擴展等提供擴展I/OI/O口。口。v對于模擬量對于模擬量u 一般考慮用一般考慮用A/DA/D轉換器實現模擬量到數字量的轉換；轉換器實現模擬量到數字量的轉換；u 根據應用場合不同，可以準備普通根據應用場合不同，可以準備普通A/DA/D（

27、如（如ADC0809ADC0809、ADC0804ADC0804等），高精度等），高精度A/D A/D （如（如AD574AD574、MAX144MAX144等），或高速等），或高速A/DA/D（如（如AD9224AD9224、TLC5510TLC5510等）。等）。 后向通道設計后向通道設計u 后向通道是單片機實施控制運算處理后，對控制對象的輸出通道接口；后向通道是單片機實施控制運算處理后，對控制對象的輸出通道接口；u 單片機輸出的數字信號形態主要有開關量、二進制數字量和頻率量，可單片機輸出的數字信號形態主要有開關量、二進制數字量和頻率量，可直接用于開關量、數字控制系統及頻率調制系統；直接用

28、于開關量、數字控制系統及頻率調制系統；u 對于模擬量控制系統，應通過數對于模擬量控制系統，應通過數/模轉換輸出模擬量控制信號。模轉換輸出模擬量控制信號。v開關量、二進制數字量和開關量、二進制數字量和頻率量頻率量u 單片機系統應留有足夠的輸出口線，例如用單片機芯片提供單片機系統應留有足夠的輸出口線，例如用單片機芯片提供的的I/OI/O口，或通過鎖存器口，或通過鎖存器74LS27374LS273、可編程、可編程I/OI/O擴展芯片擴展芯片82558255、81558155等提供擴展等提供擴展I/OI/O口。口。v對于模擬量對于模擬量u 一般考慮用一般考慮用D/AD/A轉換器實現數字量到模擬量的轉換

29、；轉換器實現數字量到模擬量的轉換；u 根據應用場合不同，可以準備普通根據應用場合不同，可以準備普通D/A D/A （如（如ADC0832ADC0832等），高精度等），高精度D/A D/A （如（如MAX539MAX539等），或高速等），或高速D/A D/A （如（如TLC7528TLC7528等）。等）。一、一、DAC0832與與80C51單片機的接口單片機的接口1. 單緩沖工作方式單緩沖工作方式 兩個兩個8位數據寄存器中有一個處于直通方式位數據寄存器中有一個處于直通方式(數據接數據接收狀態收狀態)，而另一個則受微機送來的控制信號控制。，而另一個則受微機送來的控制信號控制。2. 雙緩沖工作

30、方式雙緩沖工作方式 多路多路D/A轉換輸出，如果要求同步進行，就應該采轉換輸出，如果要求同步進行，就應該采用雙緩沖器同步方式用雙緩沖器同步方式 。單片機必須送兩次寫信號才。單片機必須送兩次寫信號才能完成一次能完成一次DA轉換。轉換。兩路兩路D/A同步輸出的程序：同步輸出的程序：MOVDPTR，#0DFFFHMOV A，#data1 MOVX DPTR，A MOV DPTR，#0BFFFHMOV A，#data2MOVX DPTR，A MOV DPTR，#7FFFH MOVX DPTR，A1. 單極性輸出單極性輸出81.2OUTREFfbIVDR8.2fbOUTREFRDRUV8.2fbOUTR

31、EFRRDUV若，則二、二、DAC0832的輸出方式的輸出方式2. 雙極性輸出雙極性輸出7128.()128.2REFREFOUTREFDDVVUV雙極性輸出時的分辨率比單極性輸出時降低雙極性輸出時的分辨率比單極性輸出時降低1/2，這，這是由于對雙極性輸出而言，最高位作為符號位，只是由于對雙極性輸出而言，最高位作為符號位，只有有7位數值位。位數值位。 人機通道設計人機通道設計u 人機通道有人機對話功能，它包括人對應用系統的狀態干人機通道有人機對話功能，它包括人對應用系統的狀態干預、數據輸入以及應用系統向人報告運行狀態與運行結果；預、數據輸入以及應用系統向人報告運行狀態與運行結果；u 人機通道中

32、最常用的輸入設備是按鍵和鍵盤，撥碼盤是對人機通道中最常用的輸入設備是按鍵和鍵盤，撥碼盤是對系統置入數據的一種比較廉價、可靠的方法；系統置入數據的一種比較廉價、可靠的方法；u 人機通道中最常用的輸出設備有各種報警指示燈、人機通道中最常用的輸出設備有各種報警指示燈、LED/LCDLED/LCD顯示器以及打印機等。顯示器以及打印機等。v鍵盤與LED數碼管顯示vLCD液晶顯示組件XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732

33、P1.0/T21P1.1/T2EX2P1.2/ECI3P1.3/CEX04P1.4/CEX15P1.5/CEX26P1.6/CEX37P1.7/CEX48P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U18051D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3LCD1LM016L12

34、U2:A74HC04123U4:A74HC00D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11U574HC373GNDVDDC110uR110k22pX1CRYSTAL22p123U3:A74HC0034U2:B74HC04D0D1D2D3D4D5D6D7VCCD0D1D2D3D4D5D6D7CS11CS22GND3VCC4V05RS6R/W7E8DB09DB110DB211DB312DB413DB514DB615DB716RST17-Vout18LCD1AMPIRE128X64234567891RP1RESPACK

35、-8X212MC330pC430pXTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX/SS2P1.2/ECI3P1.3/CEX04P1.4/CEX15P1.5/CEX2/MISO6P1.6/CEX3/SCK7P1.7/CEX4/MOSI8P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T1

36、15P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U38051C110uFR1210k+5V 相互通道設計相互通道設計u 相互通道是指單片機系統之間或單片機與微型機、微處理器實現相互通道是指單片機系統之間或單片機與微型機、微處理器實現通信的通道接口；通信的通道接口；u 在較大規模系統中不可避免地要采用多機形式，而單片機在結構在較大規模系統中不可避免地要采用多機形式，而單片機在結構上已為實現多機系統提供了很好條件。上已為實現多機系統提供了很好條件。u 多機系統多機系統有兩種典型的結有兩種

37、典型的結構形式：構形式：主從分布式主從分布式和串和串行總線式；行總線式；u 主從分布式結構是目前單主從分布式結構是目前單片機系統構成較大規模測片機系統構成較大規模測控系統的典型結構；控系統的典型結構；u 串行總線形式結構串行總線形式結構中的每中的每個單片機或個單片機或CPU都聯在一都聯在一個串行總線上，各個應用個串行總線上，各個應用系統的優先、主從關系由系統的優先、主從關系由多機系統的軟、硬件多機系統的軟、硬件決定。決定。v結構形式結構形式v競賽用單片機系統競賽用單片機系統u 系統硬件由學生自己設計、組裝、調試；系統硬件由學生自己設計、組裝、調試；u 可用于簡單的控制類競賽題，如：可用于簡單的

38、控制類競賽題，如： “簡易智能電動車簡易智能電動車”，或，或僅需要單片機做輔助功能的放大器類競賽題，如僅需要單片機做輔助功能的放大器類競賽題，如“測量放大測量放大器設計器設計”等等 。 最小系統最小系統89C51最小系統獨立式按鍵字符型LCD顯示輸入口輸出口u 系統硬件可購買成品，也可由教師設計，由學生自己組裝、調試，并掌握其系統硬件可購買成品，也可由教師設計，由學生自己組裝、調試，并掌握其用法；用法；u 可用于一般競賽題中，如：測量類、數據采集類、控制類、電源類等可用于一般競賽題中，如：測量類、數據采集類、控制類、電源類等 。 通用系統通用系統89C51行列式鍵盤LED數碼管顯示圖形LCD顯

39、示接口開關量輸入口鍵盤與LED顯示接口A/D轉換器程序存儲器數據存儲器開關量輸出口D/A轉換器串行通信接口I/O擴展接口圖形LCD顯示組件v 概述概述五、單片機五、單片機系統系統軟件設計軟件設計 u 單片機應用系統的開發除了必須注意硬件電路的正確設計與單片機應用系統的開發除了必須注意硬件電路的正確設計與連接外，更重要的工作是系統軟件開發。連接外，更重要的工作是系統軟件開發。 u 在性能指標允許的條件下，有經驗的設計者往往采用最簡單在性能指標允許的條件下，有經驗的設計者往往采用最簡單的硬件線路加上巧妙的軟件處理方法，來簡化甚至是完全代的硬件線路加上巧妙的軟件處理方法，來簡化甚至是完全代替原來由硬件線路實現的功能。替原來由硬件線路實現的功能。v軟件設計原則軟