开关量 开关量输入通道
EPROM
通信数据
RAM 通信口
单片机
D/A 模拟量
开关量输 开关量 出通道
键 盘通
显示器
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
用 外
打印机 设
电子设计与制作 2017年4月1日
9 单片机应用电路制作实例
1.1单片机应用电子系统的组成
单片机及其扩展电路用于存储程序、数据并进行一系列运算处 理。如微处理器内部组成不能满足系统要求时，尚有外部扩展程序 存储器、数据存储器以及I/O等。
电子设计与制作100例 （第3版）
电子设计与制作 2017年4月1日
9 单片机应用电路制作实例
1.1 单片机应用电子系统的组成
单片机应用系统是指微处理器用于工业测量控制功能所必备 的硬件结构系统。它包括微处理器及其扩展电路、过程输入 输出通道、人机会话和接口电路等，如图9.1.1所示。
模拟量
A/D
电子设计与制作 2017年4月1日
9 单片机应用电路制作实例
1.1单片机应用电子系统的组成
人机对话部分沟通操作者与系统之间的联系，通常由键盘、显 示器、打印机等通过接口与单片机相连接。
通信接口实现系统与外界的数据交换，通常用串行标准接口RS232C，随着技术的发展，通用串行总线USB接口和以太网络接口 的应用也逐渐普及。
电子设计与制作 2017年4月1日
9 单片机应用电路制作实例
1.2 单片机应用系统基本设计思想
•（1）转变设计观念
单片机应用系统的设计，从总体上来看，设计任务可分为硬件 设计和软件设计，这两者相互结合，不可分离。随着技术的发展， 各种功能强大的芯片不断出现，硬件电路的设计变得越来越简单， 在整个单片机应用系统的设计任务中占的比例逐渐减小，设计任务 的重点转移到软件上。软件设计比较复杂，程序编写的方法较多， 要达到最佳设计，必须进行优化，仔细推敲、合理安排，利用程序 设计技巧，使编写的程序功能可靠、占内存空间小、执行时间短、 调试排错方便。这就要求设计人员把设计思想从以往的以硬件设计 为主转向以软件为主。
过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和开关量输入输出 通道两大部分。对模拟量信号的采集，需要经过模拟量输入通道的 A/D转换器转换成数字信号，再通过接口送入微处理器进行加工处 理、分析运算等。其结果通过模拟量输出通道的D/A转换器，转换 为模拟量的输出控制，通常为伺服驱动控制。开关量输入输出通道 用来输入输出开关量信号。 。
电子设计与制作 2017年4月1日
9 单片机应用电路制作实例 （2）基本设计思想
1.2 单片机应用系统基本设计思想
单片机应用系统的基本设计思想是“模块化设计”。它是依据 系统功能和技术经济指标要求，自顶向下地按系统功能层次把硬 件和软件分成若干个相对独立的功能模块，分别进行设计和调试， 待各个软、硬件模块调试成功后，再按系统要求进行模块的连接 和调试。
电子设计与制作 2017年4月1日
9 单片机应用电路制作实例
1.3 单片机应用系统的开发过程
（1）确定任务，完成总体设计
a. 确定设计任务和系统功能指标，编写设计任务书。
设计任务书是将来项目验收的依据，是项目设计开发的依据， 是研制人员对软件、硬件设计的基本技术要求。因此，设计任务书 的编写必须尽可能详细、合理，明确说明整个系统最终达到的技术 指标。一般情况下，技术指标达到某一限度后，再想提高一点点也 是不容易的，所以填写具体的指标数字要特别慎重。
电子设计与制作 2017年4月1日
9 单片机应用电路制作实例
1.3 单片机应用系统的开发过程
设计任务书不但要明确系统设
确定任务
计任务，还要对系统规模做出 规定，如主机机型、分机机型、
总体设计
配备哪些外围设备等，这是硬 件设计、成本的依据。同时还
硬件设计调试
硬件设计调试
应详尽说明系统的操作规范， 这是软件设计的基础，操作规
电子设计与制作 2017年4月1日
9 单片机应用电路制作实例 •（1）转变设计观念
1.2 单片机应用系统基本设计思想
设计思想转变为软件设计为主不等于轻视硬件设计。相反硬件 设计的方案要周密论证、具体电路要仔细推敲、印制电路板的绘制 要一丝不苟、硬件设计的改动往往意味着设计周期的重新开始，造 成时间和资金的浪费，延误设计任务的进程。
（1）确定任务，完成总体设计
a. 确定设计任务和系统功能指标，编写设计任务书。
在单片机应用系统开发的前期阶段，首先必须认真细致地调查研究， 深入了解用户各个方面的技术要求，了解国内、外相似课题的技术 水平，进行系统分析，摸清软件、硬件设计的技术难点等。然后确 定课题所要完成的任务和应具备的功能，以及要达到的技术指标。 综合考虑各种因素提出设计的初步方案，编写设计任务书。
模块化设计的优点：无论硬件还是软件，每个功能模块都是相 对独立的，能够独立地进行设计、研制、调试和修改，从而使复 杂的工作得以简化。
电子设计与制作 2017年4月1日
9 单片机应用电路制作实例
1.3 单片机应用系统的开发过程
单片机应用系统的开发大体可分为3个阶段：确定任务的总体 设计；硬件、软件研制；调试以及性能测定，如图9.1.3所示。
通常把硬件分成主机、过程通道、人机对话、通信接口和电源 等几个模块。硬件连接的一般方法是以主机模块为核心，通过地 址总线、数据总线和控制总线连接其它功能模块。
电子设计与制作 2017年4月1日
9 单片机应用电路制作实例 （2）基本设计思想
1.2 单片机应用系统基本设计思想
软件设计分成监控程序（包括初始化键盘、显示、时钟、中断 管理和自诊断等）、中断服务程序以及各种测量和控制算法等功 能模块。软件模块的连接一般是通过监控程序调用各个功能模块 或采用中断的方法实时执行相应的服务模块来实现。
联机总调
范要尊重操作者和用户的意见
性能测定
图9.1.3 单片机应用系统的开发过程
电子设计与制作 2017年4月1日
9 单片机应用电路制作实例
1.3 单片机应用系统的开发过程
b. 总体设计。
拟定总体设计方案一般要通过认真调研、论证、最后定稿，以 避免方案上的疏忽造成软件、硬件设计产生较大的返工，延误项目 开发进程。总体方案的关键性计算难点，应设专题深入讨论。例如 传感器的选择，传感器常常是测试系统中的关键环节，一个设计合 理的测控系统，往往会因传感器精度非线性温漂等指标限制，造成 系统达不到指标要求。