以微处理器为核心的智能型电子系统的设计
首先应知道什么是智能型电子系统？
从电子系统的类型来讲，电子系统又可分为智能型与非智能型 两种。 而智能型电子系统一般来说应具备以下特点： 第一是必须有记忆能力； 第二是应具有学习能力，而且所学习的知识可用于实践。 第三是易于接收信息命令。 第四是具有分析、判断和决策能力。 第五是可以控制或执行所作的决定。 而纯硬件电路它的硬件功能是一一对应的，增加一个功能必须 增加紧一组硬件，因此不属于智能型范围内。 5.1.1 智能型电子系统的组成 智能型电子系统的组成大至可分为四个部分：
（2）尽可能选择典型电路，为硬件系统标准化、模块化打下 良好基础。 （3）系统的扩展与外围设备的配置在满足要求的情况下要留 有余地，以便方案的更改和进行二次开发。 （4）硬件结构应结合软件一并考虑，软、硬件功能应匹配。 （5）整个系统中相关器件要尽可能做到性能匹配。 （6）充分考虑硬件设计的可靠性及抗干扰能力。
微型计算机、嵌入式微处理器和高档的单片机都具有通信接口， 因而为它们在计算机网络和通信设备中的应用创造了很好的条件。 因此在通信领域得到了广泛应用。
随着集成电路技术及计算机技术的高速发展，将使智能型电子 系统向更高智能化程度发展。它在人类生活的各个领域都表现出了 强大的生命力。
5.2 智能型电子系统设计方法与过程
返回
返回
返回
在掌握了微处理器原理、基本结构、系统配置及接口技术之后， 就可根据应用系统提出的功能要求设计硬件电路。 5.2.2.1 硬件电路设计原则 智能型电子系统的硬件设计包含两部分内容：
1、系统组成； 2、通道设计。 对应用系统的扩展与配置应遵循以下原则： （1）尽可能选择配置适当的微处理器，以简化系统硬件，减 少设计工作量。
（1）确定输入/输出关系，建立数学模型，寻找合适算法；
（2）划分程序模块； （3）编写程序流程图； （4）编写源程序并翻译成目标程序； （5）分块仿真/调试； （6）连接运行/调试。 联机调试包括： （1）在样机下运行软件； （2）排除故障； （3）对软/硬件进行修改； （4）重复上述调试验过程。 产品定型包括： （1）软件固化； （2）组装正式样机； （3）写出产品技术报告或产品说明书。
智能型电子系统的核心是微处理器，它的性能在很大程度上决 定了系统的性能，因而智能型电子系统的设计也是围绕着微处理器 在系统中的应用而展开的。
智能型电子系统设计方法与过程示意图如下：
总体论证
系统设计
硬件开发
软件开发ห้องสมุดไป่ตู้
联机调试
产品定型
6
7
总体论证包括：
（1）确定系统功能、性能指标； （2）选择系统组成方案。 系统设计包括： （1）确定软、硬件的相互关系； （2）系统功能划分、指标分配； （3）拟定调试方案和手段。 硬件开发包括： （1）系统配置与扩展接口方案选择； （2）系统硬件电路设计； （3）选择元器件进行硬件电路制作； （4）硬件电路检查、分块调试； （5）组装样机、连接调试。 软件开发包括：
5.2.2.2 硬件电路的调试
硬件电路的调试可分为三个步骤进行： 1、脱机检查； 2、单元功能电路调试； 3、整机调试（联调）。 智能型电子系统的开发中，系统软件的开发是十分重要的一个 环节，一个优秀的应用系统软件应具备以下特点： （1）软件结构清晰、简捷、流程合理。 （2）各功能程序实现模块化、子程序化。这样便于调试、连 接、移植、修改。 （3）程序存储区、数据存储区规化合理；这样既能节约内存 容量，又使操作方便。
广义对象
传感器
信息处理
智能型电子系统的组成
执行机构
（1）广义对象 包括通常意义下的控制对象和对象所处的外部环境。 （2）传感器 属于感觉器官。 （3）信息处理 在智能型电子系统中，这部分往往由微处理器完成。 （4）执行机构 具体地去实现指令所要求的动作和功能。
5.1.2 智能型电子系统应用领域 由于大规模集成电路的飞速发展，高性能的单片式微处理器及 嵌入式微处理器的广泛应用，使得以微处理器为核心的智能型电子 系统应用领域越来越广泛，其应用范围达到了前所未有的广度和深 度，极大地推动了现代科技的发展。 智能型电子系统应用的主要领域有以下四个方面： （1）智能产品 智能型电子系统与传统的机械产品相结合，使传统机械产品结 构简化、控制智能化，构成了新一代的机电一体化产品。 目前，已发展到通信、工业设备、医疗仪器、交通运输以及商 业、农业、公安、教育等国民经济各部门和国防工业各部门，成为 现代社会的一个特征。
（4）运行状态实现标志化管理，各功能程序运行状态、运行 结果以及运行要求都设置相应的状态标志以便查询。 （5）实现全面软件抗干扰设计，以提高系统的抗干扰能力。
5.3 单片机应用系统设计
单片机应用系统包括单片机基本系统和各种通道接口。 其中单片机基本系统又包括单片机最小系统和扩展部分，这部 分在不同的应用系统中基本相同。 而各种通道接口视不同应用系统而不同。 5.3.1.2 最小系统组成 最小系统指的是能使系统运行的最小配置系统，它的性价比最 高。
（2）智能仪器仪表
智能化仪器仪表又称微机化仪器仪表。
通常指应用微计算机或微处理器技术，具有一定数据处理和逻 辑分析能力，能够替代或部分替代人脑力劳动的仪器仪表。 智能化仪器仪表中，使用最多的是单片机。用单片机改造原有 的测量、控制仪表，促进了仪表向数字化、智能化、多功能化、综 合化、柔性化方向发展。 （3）工业测控系统 用微型计算机可构成各种工业控制系统、自适应控制系统、数 据采集系统等。目前以微处理器为核心的电子系统在过程控制、数 据采集、各类生产线、流水线的监视和测量控制等方面都得到了广 泛应用。 （4）计算机网络与通信
如有片内 ROM/EPROM的最小配 置系统如下图所示：
VCC
22
RS 10K 8051 P0 P1 P2 XTAL2 P3 8 8 8
8
05讲继续
30P
XTAL1
EA
VCC
EA为程序存储器选择，
EA=1 选择片内程序存储器； EA=0 选择片外程序存储器。 没有片内ROM/EPROM的最小配置系统如下图所示：