單片機應用程序的開發(fā)課件

第12章單片機應用程序開發(fā)

12.1單片機應用系統(tǒng)開發(fā)的一般方法12.2交通燈模擬控制系統(tǒng)案例實現(xiàn)12.3空調(diào)制冷控制系統(tǒng)案例實現(xiàn)

第12章單片機應用程序開發(fā)12.1單片機應用系統(tǒng)開發(fā)1學習目標1．掌握應用MCS-51單片機進行系統(tǒng)開發(fā)的方法和步驟；2．掌握交通燈模擬控制系統(tǒng)和空調(diào)制冷控制系統(tǒng)的設計。重點內(nèi)容單片機應用系統(tǒng)開發(fā)的方法學習目標1．掌握應用MCS-51單片機進行212.1單片機應用系統(tǒng)開發(fā)的一般方法單片機應用系統(tǒng)是為完成某項具體任務而研制開發(fā)的用戶系統(tǒng)，可以分為智能儀器儀表和工業(yè)測控系統(tǒng)兩大類。雖然每個系統(tǒng)都有很強的針對性，結(jié)構(gòu)和功能也不相同，但它們的開發(fā)過程和方法大致相同，

12.1單片機應用系統(tǒng)開發(fā)的一般方法單片機應用系31．確定任務在系統(tǒng)設計前，首先要進行廣泛的市場調(diào)查，了解該系統(tǒng)的市場應用概況，分析系統(tǒng)當前存在的問題，研究系統(tǒng)的市場前景，確定系統(tǒng)開發(fā)設計的目的和目標。對系統(tǒng)的具體實現(xiàn)進行規(guī)劃，包括應該采集的信號的種類、數(shù)量、范圍，輸出信號的匹配和轉(zhuǎn)換，控制算法的選擇，技術(shù)指標的確定等。1．確定任務在系統(tǒng)設計前，首先要進行廣泛的市場調(diào)查，了解該系42．總體設計在對應用系統(tǒng)進行總體設計時，應根據(jù)應用系統(tǒng)提出的各項技術(shù)性能指標，擬訂出性價比最高的一套方案。首先，應根據(jù)任務的繁雜程度和技術(shù)指標要求選擇機型。選定機型后，再選擇系統(tǒng)中要用到的其它外圍元器件，如傳感器、執(zhí)行器件等。在選取定單片機機型和器件時，應注意：（1）性能特點要適合所要完成的任務，避免過多的功能閑置。（2）性能價格比要高，以提高整個系統(tǒng)的性能價格比。（3）結(jié)構(gòu)原理要熟悉，以縮短開發(fā)周期。（4）貨源要穩(wěn)定，有利于批量的增加和系統(tǒng)的維護。

2．總體設計在對應用系統(tǒng)進行總體設計時，應根據(jù)應用系統(tǒng)提出的5硬件和軟件如何分工？用硬件實現(xiàn)速度比較快，節(jié)省CPU的時間，但系統(tǒng)的硬件接線復雜、系統(tǒng)成本較高。用軟件實現(xiàn)則較為經(jīng)濟，但要更多地占用CPU的時間能夠由軟件實現(xiàn)的任務就盡量用軟件來實現(xiàn)，以降低成本，簡化硬件結(jié)構(gòu)。硬件和軟件如何分工？用硬件實現(xiàn)速度比較快，節(jié)省CPU的時間，63．硬件設計硬件的設計是根據(jù)總體設計要求，在選擇完單片機機型的基礎上，具體確定系統(tǒng)中所要使用的元件，并設計出系統(tǒng)的電路原理圖，經(jīng)過必要的實驗后完成工藝結(jié)構(gòu)設計、電路板制作和樣機的組裝。主要硬件設計包括：（1）單片機電路設計：主要完成時鐘電路、復位電路、供電電路的設計。（2）擴展電路和輸入/輸出通道設計：主要完成程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、I/O接口電路、傳感器電路、放大電路、多路開關、A/D轉(zhuǎn)換電路、開關量接口電路、驅(qū)動及執(zhí)行機構(gòu)的設計。3．硬件設計硬件的設計是根據(jù)總體設計要求，在選擇完7硬件設計應注意：1）程序存儲器。一般選用容量較大的EPROM芯片，如2764（8KB）、27128（16KB）或27256（32KB）等。2）數(shù)據(jù)存儲器和I/O接口。根據(jù)系統(tǒng)功能的要求，如果需要擴展外部RAM或I/O口，那么RAM芯片可選用6216（2KB）、6264（8KB）或62256（32KB）。I/O接口芯片一般選用8255或8155（帶有256KB靜態(tài)RAM）。這類芯片具有口線多、硬件邏輯`簡單等特點。若口線要求很少，且僅需要簡單的輸入或輸出功能，則可用不可編程的TTL電路或CMOS電路。A/D和D/A電路芯片主要根據(jù)精度、速度和價格等來選用，同時還要考慮與系統(tǒng)的連接是否方便。硬件設計應注意：1）程序存儲器。一般選用容量較大的EPROM8硬件設計應注意：3）地址譯碼電路。通常采用全譯碼、部分譯碼或線選法，應考慮充分利用存儲空間和簡化硬件邏輯等方面的問題。MCS-51系統(tǒng)有充分的存儲空間，包括64KB程序存儲器和64KB數(shù)據(jù)存儲器，所以在一般的控制應用系統(tǒng)中，主要是考慮簡化硬件邏輯。當存儲和I/O芯片較多時，可選用專用譯碼器74S138或74LS139等。4）總線驅(qū)動能力。MCS-51系統(tǒng)單片機的外部擴展功能很強，但4個8位并行口的負載能力是有限的。P0口能驅(qū)動8個TTL電路，P1～P3口只能驅(qū)動3個TTL電路。在實際應用中，這些端口的負載不應超過總負載能力的70%，以保留一定的余量。如果驅(qū)動較多的TTL電路，則應采用總線驅(qū)動電路，以提高端口的驅(qū)動能力和系統(tǒng)的抗干擾能力。數(shù)據(jù)總線宜采用雙向8路三態(tài)緩沖器74LS245作為總線驅(qū)動器，地址和控制總線可采用單向8路三態(tài)緩沖區(qū)74LS244作為單向總線驅(qū)動器。

硬件設計應注意：3）地址譯碼電路。通常采用全譯碼、部分譯9（3）控制面板設計：主要完成按鍵、開關、顯示器、報警等電路的設計。

（3）控制面板設計：主要完成按鍵、開關、顯示器、報警等電路的104．軟件設計單片機應用系統(tǒng)的軟件設計是研制過程中任務最繁重的一項工作，難度也比較大。單片機應用系統(tǒng)的軟件主要包括兩大部分：用于管理單片機微機系統(tǒng)工作的監(jiān)控程序：應盡可能利用現(xiàn)成微機系統(tǒng)的監(jiān)控程序。許多單片機開發(fā)系統(tǒng)的監(jiān)控軟件功能相當強，并附有豐富的實用子程序，可供用戶直接調(diào)用，例如鍵盤管理程序、顯示程序等，可以直接選用。用于執(zhí)行實際具體任務的功能程序。要根據(jù)應用系統(tǒng)的功能要求來編程序。例如，外部數(shù)據(jù)采集、控制算法的實現(xiàn)、外設驅(qū)動、故障處理及報警程序等等。軟件設計通常采用模塊化程序設計、自頂向下的程序設計方法。

4．軟件設計單片機應用系統(tǒng)的軟件設計是研制過程中任務最繁重的115．系統(tǒng)調(diào)試

——包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試硬件調(diào)試的任務是排除系統(tǒng)的硬件電路故障，包括設計性錯誤和工藝性故障。軟件調(diào)試是利用開發(fā)工具進行在線仿真調(diào)試，除發(fā)現(xiàn)和解決程序錯誤外，也可以發(fā)現(xiàn)硬件故障。程序調(diào)試一般是一個模塊一個模塊地進行，一個子程序一個子程序地調(diào)試，最后聯(lián)起來統(tǒng)調(diào)。在調(diào)試過程中，要不斷調(diào)整、修改系統(tǒng)的硬件和軟件，直到其正確為止。聯(lián)機調(diào)試運行正常后，將軟件固化到EPROM中，脫機運行，并到生產(chǎn)現(xiàn)場投入實際工作，檢驗其可靠性和抗干擾能力，直到完全滿足要求，系統(tǒng)才算研制成功。

5．系統(tǒng)調(diào)試

——包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試硬件調(diào)試的任務是排除12確定任務任務分析確定功能、性能要求制定總體方案總體設計系統(tǒng)功能分配確定軟硬件功能關系擬定調(diào)試方案硬件設計繪制硬件原理圖繪制印制板圖配置元器件硬件功能分調(diào)確定算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)程序模塊劃分繪制程序流程圖程序編寫與仿真調(diào)試軟件設計樣機聯(lián)調(diào)在樣機中運行軟件軟硬件修改與完善反復調(diào)試以達設計要求考機定型現(xiàn)場運行樣機組裝定型、軟件固化編寫技術(shù)報告及說明書確定任務分析總體系統(tǒng)功能分配硬件設計繪制硬件原理圖確定算法與1312.2交通燈模擬控制系統(tǒng)案例實現(xiàn)7407740774077407黃黃黃黃RESETWRRD&P0.7．．．P0.0P2.7．．．P2.080518Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1QGOE8D．．．1D373Y6GG2AG2BCBA138PB3PB2PB1PB0PA7PA6PA5PA4PA3PA2PA1PA08255RDWRRESETCSA1A0D7．．．D1RRRRRRRRRRRRVCC12.2交通燈模擬控制系統(tǒng)案例實現(xiàn)74077407740141．硬件電路設計硬件原理圖（1）選擇單片機：目前MCS-51單片機種類繁多，可以選用AT89C51，配備晶振和復位電路。（2）端口地址：根據(jù)原理圖所示，8255端口地址分配如下：A口：0FFD8HB口：0FFD9HC口：0FFDAH1．硬件電路設計硬件原理圖152．軟件設計發(fā)光二極管與相應端口取值關系

規(guī)律PB3PB2PB1PB0PA7PA6PA5PA4PA3PA2PA1PA0十六進制數(shù)北黃北綠北紅東黃東綠東紅南黃南綠南紅西黃西綠西紅紅燈全亮1101101101100DB6H東西綠燈亮,南北紅燈亮1101011101010D75H東西黃燈亮,南北紅燈亮1100111100110CF3H南北紅燈亮1101111101110DF7H東西紅燈亮,南北綠燈亮1011101011100BAEH東西紅燈亮,南北黃燈亮011110011110079EH東西紅燈亮1111101111100FBEH2．軟件設計發(fā)光二極管與相應端口取值關系規(guī)律PB316該案例主要是控制12個發(fā)光二極管亮或滅，而發(fā)光二極管分別與8255的B口低4位及A口8位相連接，控制亮滅則可以通過向這些端口輸出0或1，因此8255主要工作于輸出狀態(tài)，工作于方式0。該案例主要是控制12個發(fā)光二極管亮或滅，而發(fā)光二極管分別與817ORG0BB0HJOD0：MOVSP，#60HMOVDPTR，#0FFDBHMOVA，#88H；A、B口工作于方式0、輸出MOVX@DPTR,A；8255初始化MOVDPTR，#0FFD8HMOVA，#0B6HMOVX@DPTR，AINCDPTRMOVA，#0DHMOVX@DPTR，A；點亮4個紅燈MOVR2，#32H；延時5sLCALLDELYJOD3：MOVDPTR，#0FFD8HMOVA，#75H

MOVX@DPTR，AINCDPTRMOVA，#0DHMOVX@DPTR，A；東西綠燈亮,南北紅燈亮MOVR2，#64HLCALLDELY；延時10sORG0BB0H18MOVR7,#03H；閃爍3次JOD1：MOVDPTR,#0FFD8HMOVA，#0F3HMOVX@DPTR,AINCDPTRMOVA，#0CHMOVX@DPTR，A；東西黃燈亮,南北紅燈亮MOVR2，#0AHLCALLDELY；延時MOVDPTR,#0FFD8HMOVA，#0F7HMOVX@DPTR，AINCDPTRMOVA，#0DHMOVX@DPTR，A；南北紅燈亮MOVR2，#0AHLCALLDELY；延時DJNZR7，JOD1；閃爍次數(shù)未到繼續(xù)MOVR7,#03H；閃爍319MOVX@DPTR，A；東西紅燈亮,南北黃燈亮MOVR2，#0AHLCALLDELY；延時1sMOVDPTR，#0FFD8HMOVA，#0BEHMOVX@DPTR，AINCDPTRMOVA，#0FHMOVX@DPTR，A；東西紅燈亮MOVR2，#0AHLCALLDELY；延時DJNZR7，JOD2；閃爍次數(shù)未到繼續(xù)LJMPJOD3；循環(huán)MOVDPTR,#0FFD8HMOVA，#0AEHMOVX@DPTR，AINCDPTRMOVA，#0BHMOVX@DPTR，A；東西紅燈亮,南北綠燈亮MOVR2，#64HLCALLDELY；延時MOVR7，#03H；閃爍次數(shù)JOD2:MOVDPTR，#0FFD8HMOVA，#9EHMOVX@DPTR，AINCDPTRMOVA，#07HMOVX@DPTR，A；東西紅燈亮,南北黃燈亮MO20；---------------------------------------------DELY：MOVR6,＃64H；LOOP1：MOVR5,＃0F8HNOPLOOP2：DJNZR5,LOOP2DJNZR6,LOOP1DJNZR2,DELY

RET；---------------------------------------------END延時程序，延時R2*100ms；-----------------------------2112.3空調(diào)制冷控制系統(tǒng)案例實現(xiàn)

1．確定任務設計空調(diào)制冷控制系統(tǒng)，要求該系統(tǒng)能夠自動控制制冷壓縮機的運行和停止(制冷壓縮機工作，則將空氣熱量帶走，環(huán)境溫度下降)，使環(huán)境溫度保持在人們設定的溫度上(調(diào)溫范圍為10℃～30℃)?？刂葡到y(tǒng)要控制的是空氣溫度，是通過壓縮機的運行、停止控制的，實際上單片機直接控制的是壓縮機的工作狀態(tài)。該系統(tǒng)要實現(xiàn)以下功能。

1）根據(jù)環(huán)境溫度控制壓縮機工作?？刂茀?shù)是溫度，被控參數(shù)是壓縮機電路通、斷的工作狀態(tài)。2）設置希望的環(huán)境溫度值。由人手動控制。3）顯示設定的溫度值。

12.3空調(diào)制冷控制系統(tǒng)案例實現(xiàn)1．確定任務222．總體設計

（1）信號、參數(shù)的轉(zhuǎn)化設計1）利用溫度傳感器將空氣溫度轉(zhuǎn)化為電信號。因溫度傳感器輸出的是模擬信號，必須經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。2）單片機通過繼電器控制壓縮機的工作狀態(tài)。3）利用二位LED溫度顯示燈顯示預置溫度值。4）溫度設置方法為：系統(tǒng)啟動時，自動設置調(diào)節(jié)溫度為20℃，若調(diào)高或調(diào)低溫度，分別由“升溫”和“降溫”按鈕產(chǎn)生脈沖實現(xiàn)，每個脈沖控制升高或降低1℃。（2）機型選擇：選用80C51

2．總體設計（1）信號、參數(shù)的轉(zhuǎn)化設計23壓縮機電源指示燈～220V單片機溫度傳感器A/D升溫按鈕降溫按鈕LED溫度顯示燈M壓縮機指示燈繼電器壓縮機電源指示燈～220V溫度傳感器A/D升溫降溫LED溫度243．硬件設計

(1)該制冷控制系統(tǒng)可由80C51單片機最小系統(tǒng)即可實現(xiàn)。電源由220V市電經(jīng)直流電源轉(zhuǎn)化為+5V直流電壓，采用內(nèi)部時鐘電路。(2)選用熱敏電阻式溫度傳感器和ADC0809轉(zhuǎn)換器。溫度傳感器產(chǎn)生的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后，由P0口輸入。ADC0809由P3.0啟動轉(zhuǎn)換，由P3.1控制輸出。信號傳輸采用無條件輸入方式，啟動A/D轉(zhuǎn)換后延時100μs從P0口采集數(shù)據(jù)。時間延遲由T0實現(xiàn)。(3)溫度設置信號由脈沖電路產(chǎn)生，為簡化系統(tǒng)，通過導線分別與單片機INT0、INT1引腳相連，以中斷方式工作。(4)利用電磁繼電器控制制冷壓縮工作狀態(tài)。繼電路由P3.7驅(qū)動。(5)兩位顯示溫度的共陽LED七段碼分別由P1口、P2口驅(qū)動。3．硬件設計(1)該制冷控制系統(tǒng)可由80C51單片機最25硬件設計電路圖CKQQD11+5VUPDOWN830pF30pFθT+5VR+5VSTARTOEABCD0~D7IN0CLKADC0809P1P2P3.7EA+5VINT0INT1ALEP0P3.0P3.1XTAL1XTAL2VCCRST80C51~220VM~壓縮機指示燈繼電器直流電流~220V指示燈10μF100Ω8.2kΩR×8R×888硬件設計電路圖CKQQD11+5VUPDOWN830pF30264．軟件設計

（1）主程序模塊：主要包括設置、顯示默認調(diào)節(jié)溫度為20℃的進行系統(tǒng)初始化工作。參見6.5節(jié)，流程圖如圖12-4所示。（2）溫度設置模塊：包括“升溫”和“降溫”兩段程序，它們的內(nèi)容相仿。參見5.4節(jié)。（3）溫度顯示模塊：將2位表示設定溫度值的壓縮BCD碼拆分，查表得到相應的共陽LED碼，分別送往P1、P2口。參見10.5節(jié)。（5）定時讀取環(huán)境溫度模塊：該模塊是完成控制系統(tǒng)的核心工作，根據(jù)環(huán)境溫度控制壓縮機電路，參見11.3節(jié)及例4-7。4．軟件設計（1）主程序模塊：主要包括設置、顯示默認調(diào)節(jié)溫27ORG0000HSJMPMAINORG0003HSJMPUP;見第5章（略）ORG000BHAJMPTIME；見第11章（略）ORG0013HSJMPDOWN；見第5章（略）ORG0030HMAIN：MOVR7，#20HACALLDISPLAYMOVTCON，#05HMOVTMOD，#02HMOVTH0，#0CEHMOVTL0，#0CEHSETBTR0MOVIE，#87HSJMP$開始預置溫度20℃在數(shù)碼管上顯示20初始化外中斷0、1設置初始化定時器T0設置啟動中斷等待ORG0000H開始預置溫度20℃在28布置作業(yè)：P205T2、3布置作業(yè)：P20529第12章單片機應用程序開發(fā)

12.1單片機應用系統(tǒng)開發(fā)的一般方法12.2交通燈模擬控制系統(tǒng)案例實現(xiàn)12.3空調(diào)制冷控制系統(tǒng)案例實現(xiàn)

第12章單片機應用程序開發(fā)12.1單片機應用系統(tǒng)開發(fā)30學習目標1．掌握應用MCS-51單片機進行系統(tǒng)開發(fā)的方法和步驟；2．掌握交通燈模擬控制系統(tǒng)和空調(diào)制冷控制系統(tǒng)的設計。重點內(nèi)容單片機應用系統(tǒng)開發(fā)的方法學習目標1．掌握應用MCS-51單片機進行3112.1單片機應用系統(tǒng)開發(fā)的一般方法單片機應用系統(tǒng)是為完成某項具體任務而研制開發(fā)的用戶系統(tǒng)，可以分為智能儀器儀表和工業(yè)測控系統(tǒng)兩大類。雖然每個系統(tǒng)都有很強的針對性，結(jié)構(gòu)和功能也不相同，但它們的開發(fā)過程和方法大致相同，

12.1單片機應用系統(tǒng)開發(fā)的一般方法單片機應用系321．確定任務在系統(tǒng)設計前，首先要進行廣泛的市場調(diào)查，了解該系統(tǒng)的市場應用概況，分析系統(tǒng)當前存在的問題，研究系統(tǒng)的市場前景，確定系統(tǒng)開發(fā)設計的目的和目標。對系統(tǒng)的具體實現(xiàn)進行規(guī)劃，包括應該采集的信號的種類、數(shù)量、范圍，輸出信號的匹配和轉(zhuǎn)換，控制算法的選擇，技術(shù)指標的確定等。1．確定任務在系統(tǒng)設計前，首先要進行廣泛的市場調(diào)查，了解該系332．總體設計在對應用系統(tǒng)進行總體設計時，應根據(jù)應用系統(tǒng)提出的各項技術(shù)性能指標，擬訂出性價比最高的一套方案。首先，應根據(jù)任務的繁雜程度和技術(shù)指標要求選擇機型。選定機型后，再選擇系統(tǒng)中要用到的其它外圍元器件，如傳感器、執(zhí)行器件等。在選取定單片機機型和器件時，應注意：（1）性能特點要適合所要完成的任務，避免過多的功能閑置。（2）性能價格比要高，以提高整個系統(tǒng)的性能價格比。（3）結(jié)構(gòu)原理要熟悉，以縮短開發(fā)周期。（4）貨源要穩(wěn)定，有利于批量的增加和系統(tǒng)的維護。

2．總體設計在對應用系統(tǒng)進行總體設計時，應根據(jù)應用系統(tǒng)提出的34硬件和軟件如何分工？用硬件實現(xiàn)速度比較快，節(jié)省CPU的時間，但系統(tǒng)的硬件接線復雜、系統(tǒng)成本較高。用軟件實現(xiàn)則較為經(jīng)濟，但要更多地占用CPU的時間能夠由軟件實現(xiàn)的任務就盡量用軟件來實現(xiàn)，以降低成本，簡化硬件結(jié)構(gòu)。硬件和軟件如何分工？用硬件實現(xiàn)速度比較快，節(jié)省CPU的時間，353．硬件設計硬件的設計是根據(jù)總體設計要求，在選擇完單片機機型的基礎上，具體確定系統(tǒng)中所要使用的元件，并設計出系統(tǒng)的電路原理圖，經(jīng)過必要的實驗后完成工藝結(jié)構(gòu)設計、電路板制作和樣機的組裝。主要硬件設計包括：（1）單片機電路設計：主要完成時鐘電路、復位電路、供電電路的設計。（2）擴展電路和輸入/輸出通道設計：主要完成程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、I/O接口電路、傳感器電路、放大電路、多路開關、A/D轉(zhuǎn)換電路、開關量接口電路、驅(qū)動及執(zhí)行機構(gòu)的設計。3．硬件設計硬件的設計是根據(jù)總體設計要求，在選擇完36硬件設計應注意：1）程序存儲器。一般選用容量較大的EPROM芯片，如2764（8KB）、27128（16KB）或27256（32KB）等。2）數(shù)據(jù)存儲器和I/O接口。根據(jù)系統(tǒng)功能的要求，如果需要擴展外部RAM或I/O口，那么RAM芯片可選用6216（2KB）、6264（8KB）或62256（32KB）。I/O接口芯片一般選用8255或8155（帶有256KB靜態(tài)RAM）。這類芯片具有口線多、硬件邏輯`簡單等特點。若口線要求很少，且僅需要簡單的輸入或輸出功能，則可用不可編程的TTL電路或CMOS電路。A/D和D/A電路芯片主要根據(jù)精度、速度和價格等來選用，同時還要考慮與系統(tǒng)的連接是否方便。硬件設計應注意：1）程序存儲器。一般選用容量較大的EPROM37硬件設計應注意：3）地址譯碼電路。通常采用全譯碼、部分譯碼或線選法，應考慮充分利用存儲空間和簡化硬件邏輯等方面的問題。MCS-51系統(tǒng)有充分的存儲空間，包括64KB程序存儲器和64KB數(shù)據(jù)存儲器，所以在一般的控制應用系統(tǒng)中，主要是考慮簡化硬件邏輯。當存儲和I/O芯片較多時，可選用專用譯碼器74S138或74LS139等。4）總線驅(qū)動能力。MCS-51系統(tǒng)單片機的外部擴展功能很強，但4個8位并行口的負載能力是有限的。P0口能驅(qū)動8個TTL電路，P1～P3口只能驅(qū)動3個TTL電路。在實際應用中，這些端口的負載不應超過總負載能力的70%，以保留一定的余量。如果驅(qū)動較多的TTL電路，則應采用總線驅(qū)動電路，以提高端口的驅(qū)動能力和系統(tǒng)的抗干擾能力。數(shù)據(jù)總線宜采用雙向8路三態(tài)緩沖器74LS245作為總線驅(qū)動器，地址和控制總線可采用單向8路三態(tài)緩沖區(qū)74LS244作為單向總線驅(qū)動器。

硬件設計應注意：3）地址譯碼電路。通常采用全譯碼、部分譯38（3）控制面板設計：主要完成按鍵、開關、顯示器、報警等電路的設計。

（3）控制面板設計：主要完成按鍵、開關、顯示器、報警等電路的394．軟件設計單片機應用系統(tǒng)的軟件設計是研制過程中任務最繁重的一項工作，難度也比較大。單片機應用系統(tǒng)的軟件主要包括兩大部分：用于管理單片機微機系統(tǒng)工作的監(jiān)控程序：應盡可能利用現(xiàn)成微機系統(tǒng)的監(jiān)控程序。許多單片機開發(fā)系統(tǒng)的監(jiān)控軟件功能相當強，并附有豐富的實用子程序，可供用戶直接調(diào)用，例如鍵盤管理程序、顯示程序等，可以直接選用。用于執(zhí)行實際具體任務的功能程序。要根據(jù)應用系統(tǒng)的功能要求來編程序。例如，外部數(shù)據(jù)采集、控制算法的實現(xiàn)、外設驅(qū)動、故障處理及報警程序等等。軟件設計通常采用模塊化程序設計、自頂向下的程序設計方法。

4．軟件設計單片機應用系統(tǒng)的軟件設計是研制過程中任務最繁重的405．系統(tǒng)調(diào)試

——包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試硬件調(diào)試的任務是排除系統(tǒng)的硬件電路故障，包括設計性錯誤和工藝性故障。軟件調(diào)試是利用開發(fā)工具進行在線仿真調(diào)試，除發(fā)現(xiàn)和解決程序錯誤外，也可以發(fā)現(xiàn)硬件故障。程序調(diào)試一般是一個模塊一個模塊地進行，一個子程序一個子程序地調(diào)試，最后聯(lián)起來統(tǒng)調(diào)。在調(diào)試過程中，要不斷調(diào)整、修改系統(tǒng)的硬件和軟件，直到其正確為止。聯(lián)機調(diào)試運行正常后，將軟件固化到EPROM中，脫機運行，并到生產(chǎn)現(xiàn)場投入實際工作，檢驗其可靠性和抗干擾能力，直到完全滿足要求，系統(tǒng)才算研制成功。

5．系統(tǒng)調(diào)試

——包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試硬件調(diào)試的任務是排除41確定任務任務分析確定功能、性能要求制定總體方案總體設計系統(tǒng)功能分配確定軟硬件功能關系擬定調(diào)試方案硬件設計繪制硬件原理圖繪制印制板圖配置元器件硬件功能分調(diào)確定算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)程序模塊劃分繪制程序流程圖程序編寫與仿真調(diào)試軟件設計樣機聯(lián)調(diào)在樣機中運行軟件軟硬件修改與完善反復調(diào)試以達設計要求考機定型現(xiàn)場運行樣機組裝定型、軟件固化編寫技術(shù)報告及說明書確定任務分析總體系統(tǒng)功能分配硬件設計繪制硬件原理圖確定算法與4212.2交通燈模擬控制系統(tǒng)案例實現(xiàn)7407740774077407黃黃黃黃RESETWRRD&P0.7．．．P0.0P2.7．．．P2.080518Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1QGOE8D．．．1D373Y6GG2AG2BCBA138PB3PB2PB1PB0PA7PA6PA5PA4PA3PA2PA1PA08255RDWRRESETCSA1A0D7．．．D1RRRRRRRRRRRRVCC12.2交通燈模擬控制系統(tǒng)案例實現(xiàn)74077407740431．硬件電路設計硬件原理圖（1）選擇單片機：目前MCS-51單片機種類繁多，可以選用AT89C51，配備晶振和復位電路。（2）端口地址：根據(jù)原理圖所示，8255端口地址分配如下：A口：0FFD8HB口：0FFD9HC口：0FFDAH1．硬件電路設計硬件原理圖442．軟件設計發(fā)光二極管與相應端口取值關系

規(guī)律PB3PB2PB1PB0PA7PA6PA5PA4PA3PA2PA1PA0十六進制數(shù)北黃北綠北紅東黃東綠東紅南黃南綠南紅西黃西綠西紅紅燈全亮1101101101100DB6H東西綠燈亮,南北紅燈亮1101011101010D75H東西黃燈亮,南北紅燈亮1100111100110CF3H南北紅燈亮1101111101110DF7H東西紅燈亮,南北綠燈亮1011101011100BAEH東西紅燈亮,南北黃燈亮011110011110079EH東西紅燈亮1111101111100FBEH2．軟件設計發(fā)光二極管與相應端口取值關系規(guī)律PB345該案例主要是控制12個發(fā)光二極管亮或滅，而發(fā)光二極管分別與8255的B口低4位及A口8位相連接，控制亮滅則可以通過向這些端口輸出0或1，因此8255主要工作于輸出狀態(tài)，工作于方式0。該案例主要是控制12個發(fā)光二極管亮或滅，而發(fā)光二極管分別與846ORG0BB0HJOD0：MOVSP，#60HMOVDPTR，#0FFDBHMOVA，#88H；A、B口工作于方式0、輸出MOVX@DPTR,A；8255初始化MOVDPTR，#0FFD8HMOVA，#0B6HMOVX@DPTR，AINCDPTRMOVA，#0DHMOVX@DPTR，A；點亮4個紅燈MOVR2，#32H；延時5sLCALLDELYJOD3：MOVDPTR，#0FFD8HMOVA，#75H

MOVX@DPTR，AINCDPTRMOVA，#0DHMOVX@DPTR，A；東西綠燈亮,南北紅燈亮MOVR2，#64HLCALLDELY；延時10sORG0BB0H47MOVR7,#03H；閃爍3次JOD1：MOVDPTR,#0FFD8HMOVA，#0F3HMOVX@DPTR,AINCDPTRMOVA，#0CHMOVX@DPTR，A；東西黃燈亮,南北紅燈亮MOVR2，#0AHLCALLDELY；延時MOVDPTR,#0FFD8HMOVA，#0F7HMOVX@DPTR，AINCDPTRMOVA，#0DHMOVX@DPTR，A；南北紅燈亮MOVR2，#0AHLCALLDELY；延時DJNZR7，JOD1；閃爍次數(shù)未到繼續(xù)MOVR7,#03H；閃爍348MOVX@DPTR，A；東西紅燈亮,南北黃燈亮MOVR2，#0AHLCALLDELY；延時1sMOVDPTR，#0FFD8HMOVA，#0BEHMOVX@DPTR，AINCDPTRMOVA，#0FHMOVX@DPTR，A；東西紅燈亮MOVR2，#0AHLCALLDELY；延時DJNZR7，JOD2；閃爍次數(shù)未到繼續(xù)LJMPJOD3；循環(huán)MOVDPTR,#0FFD8HMOVA，#0AEHMOVX@DPTR，AINCDPTRMOVA，#0BHMOVX@DPTR，A；東西紅燈亮,南北綠燈亮MOVR2，#64HLCALLDELY；延時MOVR7，#03H；閃爍次數(shù)JOD2:MOVDPTR，#0FFD8HMOVA，#9EHMOVX@DPTR，AINCDPTRMOVA，#07HMOVX@DPTR，A；東西紅燈亮,南北黃燈亮MO49；---------------------------------------------DELY：MOVR6,＃64H；LOOP1：MOVR5,＃0F8HNOPLOOP2：DJNZR5,LOOP2DJNZR6,LOOP1DJNZR2,DELY

RET；---------------------------------------------END延時程序，延時R2*100ms；-----------------------------5012.3空調(diào)制冷控制系統(tǒng)案例實現(xiàn)

1．確定任務設計空調(diào)制冷控制系統(tǒng)，要求該系統(tǒng)能夠自動控制制冷壓縮機的運行和停止(制冷壓縮機工作，則將空氣熱量帶走，環(huán)境溫度下降)，使環(huán)境溫度保持在人們設定的溫度上(調(diào)溫范圍為10℃～30℃)。控制系統(tǒng)要控制的是空氣溫度，是通過壓縮機的運行、停止控制的，實際上單片機直接控制的是壓縮機的工作狀態(tài)。該系統(tǒng)要實現(xiàn)以下功能。

1）根據(jù)環(huán)境溫度控制壓縮機工作?？刂茀?shù)是溫度，被控參數(shù)是壓縮機電路通、斷的工作狀態(tài)。2）設置希望的環(huán)境溫度值。由人手動控制。3）顯示設定的溫度值。

12.3空調(diào)制冷控制系統(tǒng)案例實現(xiàn)1．確定任務512．總體設計

（1）信號、參數(shù)的轉(zhuǎn)化設計1）利用溫度傳感器將空氣溫度轉(zhuǎn)化為電信號。因溫度傳感器輸出的是模擬信號，必須經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。2）單片機通過繼電器控制壓縮機的工作狀態(tài)。3）利用二位LED溫度顯示燈顯示預置溫度值。4）溫度設置方法為：系統(tǒng)啟動時，自