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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对于沥青混凝土摊铺机自动找平控制系统来说,数字式控制系统的研制是目前的一个方向。介绍了一种基于CAN总线的数字式自动找平控制系统。该系统以CAN总线作为通信方式,PWM控制信号通过C8051F040单片机内部PCA可编程计数器阵列产生,并具有结构简单、信号稳定、实时性强、易扩展的特点。通过硬件实现和系统运行达到了比较理想的控制效果,验证了系统的可行性。 Abstract: A digital auto-leveling control system based on CAN Bus is introduced.It uses CAN Bus as the method of communication and creates PWM signals by programmable counter array in C8051F040 microcontroller. The system is simple, stable, real-time and expansive.
上传时间: 2013-10-09
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为了提高环境参数采集的自动化水平,提升效率,设计了无线传感器系统。本系统运用了传感器技术、通信技术和单片机技术,实现了对环境温度、湿度、光照度以及可燃性气体浓度等参数的检测。它能够实时地与上位机进行无线通信,满足对环境参数实时监测的要求。 Abstract: In order to increase the degree of automation and improve the efficiency of the environment monitoring parameters,the wireless sensor system was developed.Combining with the technique of sensor,automatic monitoring,communication and single-chip microcomputer,it realized real-time monitoring environment parameters,such as temperature,humidity,illumination,concentration of com- bustible gas and so on.At the same time it can communicate with upper personal computers,satisfy the desire of real-time monitoring.
上传时间: 2013-11-22
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为解决输油管道温度压力参数实时监测的问题,设计了以C8051F930单片机作为控制核心的超低功耗输油管道温度压力远程监测系统。现场仪表使用高精度电桥采集数据,通过433 MHz短距离无线通信网络与远程终端RTU进行通信,RTU通过GPRS网络与PC上位机进行远程数据传输,在上位机中实现数据存储和图形化界面显示,从而实现输油管道温度压力参数的实时监测和异常报警。经实验证明,该系统的12位数据采集精度满足设计要求,漏码率小于1%,正常工作时间超过5个月,能实时有效地监测输油管道的温度压力参数,节省大量人工成本,有效预防管道参数异常造成的经济损失和环境污染。 Abstract: In order to solve the problems on real-time monitoring of pipeline temperature and pressure parameters, the ultra-low power remote pipeline temperature and pressure monitoring system was designed by using the single chip processor C8051F930 as the control core. The high-precision electric bridge was used in field instruments for data collection, the 433MHz short-range wireless communication network was used to make communication between field instrument and RTU, the GPRS was used by the RTU to transmit data to the PC host computer, and the data was stored and displayed in the PC host computer, so the real-time monitoring and exception alerts of pipeline temperature and pressure parameters were achieved. The experiment proves that the system of which error rate is less than 1% over five months working with the 12-bit data acquisition accuracy can effectively monitor the pipeline temperature and pressure parameters in real time, it saves a lot of labor costs and effectively prevents environmental pollution and economic losses caused by abnormal channel parameters.
上传时间: 2013-11-07
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串行传送的特点 随着多微机系统的应用和微机网络的发展,通信功能显得越来越重要。这里所说的通信是指计算机与外界的信息交换。因此,通信既包括计算机与外部设备之间,也包括计算机和计算机之间的信息交换。由于串行通信所用的传输线少,并且可以借助现存的电话网进行信息传送,因此,特别适合于远距离传送。对于那些与计算机相距不远的人机交换设备和串行存储的外部设备(磁盘等),采用串行方式交换数据也很普遍。在实时控制和管理方面,采用多台微处理机组成分级分布式控制系统,其中各CPU之间的通信一般都是串行方式。所以,串行接口是微机应用系统常用的接口。串行传送是在一根传输线上一位一位的传送,这根线既做数据线又做联络线,也就是说要在一根传输线上既传送数据信息,又传送联络控制信息,这就是串行方式传送的第一个特点。那么,如何来识别在一根线串行传送的信息流中,哪一部分是联络信号,哪一部分是数据信号。为解决这个问题,就引出了串行通信的数据格式的约定。因此,串行传送的第二个特点是它的数据格式有固定的要求(即固定的数据格式),分异步和同步数据格式,与此相应,就有异步通信和同步通信两种方式。异步通信方式是按字符传送的,而同步通信是按数据块传送的。
上传时间: 2014-12-27
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详细介绍了一种基于单片机实时语音播报、带有LED数码显示功能的脉冲反射式超声测距系统。利用AT89S51定时功能来计算超声波在媒质中的传播时间,进而计算出超声波在媒质中的传播距离。该仪器在工业控制、能源勘探、水利监测等领域具有广泛的应用,特别是在实时性要求比较高的领域具有更大的优势和更广阔的应用前景。
上传时间: 2013-11-27
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在现代测控系统中,由于PC机具有强大的数据处理能力和良好的用户交互界面,单片机具有较强的现场抗干扰能力及良好的性价比,因此以PC机为上位机实施用户控制和以单片机为下位机进行实时数据采集的分布式智能化控制系统无疑具有很好的应用前景。本文中单片机实现了温度检测,具有较好的实时性;PC机完成了数据显示、存储及统计分析,绘制了实时温度曲线,并对系统目前所处状况做出了评判。两者之间以串行口进行通信联络
上传时间: 2013-11-06
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摘要:Proteus是目前最先进的单片机CPU和外围电路仿真工具之一。本文介绍了单片机仿真软件Proteus的特点,并结合实时时钟电路的实例详细介绍了使用Proteus进行电路设计与仿真的过程及方法,旨在为单片机爱好者和技术人员提供了一个很好的学习平台。关键词:Proteus 实时时钟 单片机 仿真
上传时间: 2013-11-02
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[摘要]系统主要分为两大部分:上位机通过测控管理软件实现对多个库房温度数据的巡回采集、处理、实时显示和控制系统的管理;下位机通过,!-单片机控制各个测温点完成温度转换、发送能调信号并与上位机实现多机通信。此外,各下位机还具有独立显示温度的功能,避免因通信网络故障而造成整个系统的瘫痪。[关键词:PIC单片机;冷库;温度测控
上传时间: 2013-10-18
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摘要:介绍了采取专用电平转换芯片MAX232实现PC机与MCS51单片机之间的串行通信的方法.通过对系统的通信方式选择89C51通信波特率的设置、通信的设置,以及对接口电路的软件和硬件的设计分析,展示了该电路的实用性.关键词:微处理器;PC机;串行通信;RS-232接口;MAX232芯片
上传时间: 2014-01-22
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