單片機開發(fā)板設(shè)計課件

第13章單片機開發(fā)板設(shè)計

本章主要介紹單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計思想、設(shè)計理念和設(shè)計一個單片機應(yīng)用系統(tǒng)要考慮的一些問題。本章中還介紹了筆者自主設(shè)計的一款基于proteus仿真平臺的單片機開發(fā)板第13章單片機開發(fā)板設(shè)計

本章主要介紹單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計113.1單片機開發(fā)概述

單片機應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)是以單片機為核心，選擇一定的外部電路，并進行軟件設(shè)計，從而實現(xiàn)特定測量及控制功能的應(yīng)用系統(tǒng)。一個完整的單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計包括分析測控系統(tǒng)、單片機選型、硬件資源分配、單片機程序設(shè)計、仿真測試并最終下載到實際硬件電路中執(zhí)行，其中單片機的選型、資源分配及程序設(shè)計是整個系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵。13.1單片機開發(fā)概述

單片機應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)是以單片機為213.1.1分析測控系統(tǒng)

①可行性分析可行性分析主要是分析整個設(shè)計任務(wù)的可行性。②系統(tǒng)總體方案設(shè)計當完成可行性分析并確認方案可行后，便可以進入系統(tǒng)整體方案設(shè)計階段。13.1.1分析測控系統(tǒng)

①可行性分析313.1.2單片機的選型

在進行正式的單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)之前，需要了解各個不同型號單片機的特性，從中做出合理的選擇。在單片機選型時，主要需要注意以下幾點：①根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)對硬件資源的要求，在滿足性能指標的情況下，盡量選擇硬件資源集成在單片機內(nèi)的型號13.1.2單片機的選型

在進行正式的單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)4②調(diào)查市場，盡量選用廣泛應(yīng)用、貨源充足的單片機型號，避免使用過時或缺貨的型號，使得硬件投資不過時。③對于手持式設(shè)備或其他需要低功耗的設(shè)備，應(yīng)選擇低電壓、低功耗的單片機型號。④在條件允許的情況下，盡量選擇功能強的單片機，這樣便于以后的升級擴展。⑤對于商業(yè)性的最終產(chǎn)品，盡量選擇體積小的貼片封裝的單片機型號，這樣可以減小單片機板面積，從而降低硬件成本。②調(diào)查市場，盡量選用廣泛應(yīng)用、貨源充足的單片機型號，避免使用513.1.3硬件資源分配需要注意以下幾點：①如果單片機的硬件資源豐富，盡量選擇使用單片機內(nèi)部集成的硬件資源來實現(xiàn)，這樣可以提高系統(tǒng)的可靠性。②對于一些常用的功能部件，盡量選擇標準化、模塊化的典型電路，這樣可以提高設(shè)計的合理性，確保系統(tǒng)設(shè)計的成功率。③合理規(guī)劃單片機的硬件及軟件資源，充分發(fā)揮單片機的最大功能。④硬件上最好留出擴展的接口，以方便后期的維護及升級。⑤要仔細考慮各部分硬件的功率消耗及驅(qū)動能力，如驅(qū)動能力不夠?qū)е孪到y(tǒng)無法正常運行。13.1.3硬件資源分配613.1.4程序設(shè)計

主要需要從以下幾點來考慮。采用結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計，將各個功能部件模塊化，用子程序來實現(xiàn)，其優(yōu)點是便于調(diào)試及后續(xù)的移植和修改等。合理使用單片機的資源，包括RAM、ROM、定時器/計數(shù)器、中斷等。除非特殊要求，盡量選擇使用C語言來進行程序開發(fā)和設(shè)計，這樣可以使程序易懂，便于交流和后期維護。程序中應(yīng)添加注釋，提高程序的可讀性。13.1.4程序設(shè)計

主要需要從以下幾點來考慮。713.1.5仿真測試

單片機仿真測試和程序設(shè)計是緊密相關(guān)的?？梢赃x擇Keil公司的μVision系列、Labcenterelectronics公司的PROTEUS等編譯仿真環(huán)境，也可以選擇硬件仿真器進行在線調(diào)試。13.1.5仿真測試

單片機仿真測試和程序設(shè)計是緊密相關(guān)813.1.6實際硬件測試

當程序設(shè)計通過后，便可以將其下載到單片機中進行硬件電路測試。在實際硬件電路測試階段，主要檢查單片機程序和外部硬件接口是否正常，單片機的驅(qū)動能力是否夠用，以及整個硬件電路的邏輯時序配合是否正常等。硬件測試通過后，便可以投入使用或生產(chǎn)。13.1.6實際硬件測試

當程序設(shè)計通過后，便可以將其下913.2單片機開發(fā)硬件設(shè)計

本書設(shè)計的開發(fā)板能進行12個實驗，分別為：流水燈、數(shù)碼顯示、ADC0804模數(shù)轉(zhuǎn)換、單鍵識別、4x4矩陣鍵盤、DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換、蜂鳴器、RS232串口通信、DS18B20溫度采集、IIC總線、8x8點陣、LCD1602顯示。13.2單片機開發(fā)硬件設(shè)計

本書設(shè)計的開發(fā)板能進行12個1013.2.1開發(fā)板基本配置

1、6位數(shù)碼管（做動態(tài)掃描及靜態(tài)顯示實驗）；2、8位LED發(fā)光二極管（做流水燈實驗）；3、RS232通信接口（可以作為與計算機通訊的接口同時也可作為C51下載程序的接口）；4、蜂鳴器（做單片機發(fā)聲實驗）；5、ADC0804芯片（做模數(shù)轉(zhuǎn)換實驗）；6、DAC0832芯片（做數(shù)模轉(zhuǎn)換實驗）；7、DS18B20溫度傳感器（做溫度測量實驗）；8、AT24C00芯片（做IIC總線元件實驗）；9、字符液晶1602（做LCD字符顯示實驗）；10、4*4鍵盤另加四個獨立鍵盤（鍵盤檢測實驗）；11、8*8點陣（做點陣實驗）。13.2.1開發(fā)板基本配置

1、6位數(shù)碼管（做動態(tài)掃描及11開發(fā)板端口分配表

表13.2.1開發(fā)板端口分配表開發(fā)板端口分配表表13.2.1開發(fā)板端口分配表1213.3實驗指導

13.3.1流水燈實驗

一、實驗?zāi)康?、熟悉開發(fā)板的基本操作；2、初步了解單片機I/O口基本操作方法；3、學會控制延時函數(shù)的延時時間；4、結(jié)合程序的調(diào)試掌握keilc編譯軟件的基本使用方法。13.3實驗指導

13.3.1流水燈實驗

一、實驗?zāi)?3實驗原理圖圖13.3.1流水燈原理圖實驗原理圖圖13.3.1流水燈原理圖1413.3.2單按鍵識別

一、實驗?zāi)康?、了解I/O口輸入輸出功能；2、了解單鍵按鍵識別原理。13.3.2單按鍵識別

一、實驗?zāi)康?5實驗原理圖圖13.3.2單鍵識別實驗原理圖實驗原理圖圖13.3.2單鍵識別實驗原理圖1613.3.3數(shù)碼管顯示

一、實驗?zāi)康木毩曔M位操作，了解數(shù)碼管的靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示。13.3.3數(shù)碼管顯示

一、實驗?zāi)康?7實驗原理圖圖13.3.3數(shù)碼管顯示實驗原理圖實驗原理圖圖13.3.3數(shù)碼管顯示實驗原理圖1813.3.4A/D轉(zhuǎn)換實驗

一、實驗?zāi)康?、學習如何用單片機控制ADC0804芯片進行模數(shù)轉(zhuǎn)換；2、掌握數(shù)碼管動態(tài)掃描原理。13.3.4A/D轉(zhuǎn)換實驗

一、實驗?zāi)康?9實驗原理圖圖13.3.4A/D轉(zhuǎn)換實驗原理圖實驗原理圖圖13.3.4A/D轉(zhuǎn)換實驗原理圖2013.3.5D/A轉(zhuǎn)換實驗

一、實驗?zāi)康膶W習使用單片機控制DAC0832芯片進行數(shù)模轉(zhuǎn)換。13.3.5D/A轉(zhuǎn)換實驗

一、實驗?zāi)康?1實驗原理圖圖13.3.5D/A轉(zhuǎn)換實驗原理圖

實驗原理圖圖13.3.5D/A轉(zhuǎn)換實驗原理圖2213.3.6蜂鳴器

一、實驗?zāi)康膶W習、掌握控制蜂鳴器發(fā)聲的原理。13.3.6蜂鳴器

一、實驗?zāi)康?3實驗原理圖圖13.3.6蜂鳴器實驗原理圖實驗原理圖圖13.3.6蜂鳴器實驗原理圖2413.3.74*4矩陣鍵盤

一、實驗?zāi)康?、學習掌握矩陣鍵盤的掃描原理；2、掌握數(shù)碼管的靜態(tài)顯示原理。13.3.74*4矩陣鍵盤

一、實驗?zāi)康?5實驗原理圖圖13.3.74*4矩陣鍵盤原理圖實驗原理圖圖13.3.74*4矩陣鍵盤原理圖2613.3.88*8點陣

一、實驗?zāi)康?、學習掌握點陣顯示圖形的原理；2、了解視覺暫留原理及其效果。13.3.88*8點陣

一、實驗?zāi)康?7實驗原理圖圖13.3.8點陣實驗電路圖實驗原理圖圖13.3.8點陣實驗電路圖2813.3.9LCD1602顯示實驗

一、實驗?zāi)康?、了解LCD1602的顯示原理；2、學習掌握LCD1602的控制步驟和方法。13.3.9LCD1602顯示實驗

一、實驗?zāi)康?9實驗原理圖圖13.3.10LCD1602顯示實驗原理圖實驗原理圖圖13.3.10LC