单片机应用系统设计开发主要步骤
单片机应用系统设计开发主要步骤
单片机应用系统的研究开发步骤，大致分为几个部分：
1.策划阶段：
策划阶段决定研发方向，是整个研发流程中的重中之重，所谓“失之毫厘谬以千里”。因此必须“运筹帷幄，谋定而动”。策划有两大内涵：做什么？怎么做？
1）项目需求分析。解决“做什么？”“做到什么程度？”问题。
对项目进行功能描述，要能够满足用户使用要求。对项目设定性能指标，要能够满足可测性要求。所有的需求分析结果应该落实到文字记录上。
2）总体设计，又叫概要设计、模块设计、层次设计，都是一个意思。解决“怎么做？”“如何克服关键难题？”问题。
以对项目需求分析为依据，提出解决方案的设想，摸清关键技术及其难度, 明确技术主攻问题。
针对主攻问题开展调研工作, 查找中外有关资料, 确定初步方案，包括模块功能、信息流向、输入输出的描述说明。在这一步，仿真是进行方案选择时有力的决策支持工具。
3）在总体设计中还要划分硬件和软件的设计内容。单片机应用开发技术是软硬件结合的技术, 方案设计要权衡任务的软硬件分工。硬件设计会影响到软件程序结构。如果系统中增加某个硬件接口芯片, 而给系统程序的模块化带来了可能和方便, 那么这个硬件开销是值得的。在无碍大局的情况下, 以软件代替硬件正是计算机技术的长处。
4）进行总体设计时要注意，尽量采纳可借鉴的成熟技术, 减少重复性劳动，同时还能增加可靠性，对设计进度也更具可预测性。
2. 实施阶段之硬件设计
策划好了之后就该落实阶段，有硬件也有软件。随着单片机嵌入式系统设计技术的飞速发展，元器件集成功能越来越强大，设计工作重心也越来越向软件设计方面转移。硬件设计的特点是设计任务前重后轻。
单片机应用系统的设计可划分为两部分: 一部分是与单片机直接接口的电路芯片相关数字电路的设计，如存储器和并行接口的扩展, 定时系统、中断系统扩展, 一般的外部设备的接口, 甚至于A/D、 D/A芯片的接口。另一部分是与模拟电路相关的电路设计, 包括信号整形、变换、隔离和选用传感器，输出通道中的隔离和驱动以及执行元件的选用。
工作内容：
1）模块分解。策划阶段给出的方案只是个概念方案，在这一步要把它转化为电子产品设计的概念描述的模块，并且要一层层分解下去，直到熟悉的典型电路。尽可能选用符合单片机用法的典型电路。当系统扩展的各类接口芯片较多时, 要充分考虑到总线驱动能力。当负载超过允许范围时, 为了保证系统可靠工作, 必须加总线驱动器。
2）选择元器件。尽可能采用新技术, 选用新的元件及芯片。
3）设计电原理图及说明。
4）设计PCB及说明。
5）设计分级调试、测试方法。
设计中要注意：
1）抗干扰设计是硬件设计的重要内容, 如看门狗电路、去耦滤波、通道隔离、合理的印制板布线等。
2）所有设计工作都要落实到文字记录上。
3. 实施阶段之软件设计
实施阶段的另一支路是软件设计。软件设计的特点：贯穿整个产品研发过程，有占主导地位的趋势。在进行软件设计工作时，选择一款合用的编程开发环境软件，对提高工作效率特别是团队协作开发效率很重要。工作内容：
1）模块分解。策划阶段给出的方案是面向用户功能的概念方案，在这一步要把它转化为软件设计常用的的概念描述的模块，并且要采用自顶向下的程序设计方法，一层层分解下去，直到最基本的功能模块、子程序（函数）。
2) 依据对模块的分解结果及硬件设计的元器件方案，进行数据结构规划和资源划分定义。结果一定要落实到文字记录中。
3）充分利用流程图这个工具。用分层流程图，可以完满前面的工作。第一步，先进行最原始的规划，将总任务分解成若干个子任务，安排好它们的关系，暂不管各个子任务如何完成。第二步，将规划流程图的各个子任务进行细化。主要任务是设计算法，不考虑实现的细节。利用成熟的常用算法子程序可以简化程序设计。通常第二张程序流程图已能说明该程序的设计方法和思路，用来向他人解释本程序的没计方法是很适宜的。这一步算法的合理性和效率决定了程序的质量。第三步，以资源分配为策划重点，要为每一个参数、中间结果、各种指针、计数器分配工作单元，定义数据类型和数据结构。在进行这一步工作时，要注意上下左右的关系，本模块的入口参数和出口参数的格式要和全局定义一致，本程序要调用低级子程序时，要和低级子程序发生参数传递，必须协调好它们之间的数据格式。本模块中各个环节之间传递中间结果时，其格式也要协调好。在定点数系统中，中间结果存放格式要仔细设计，避免发生溢出和精度损失。一般中间结果要比原始数据范围大，精度高，才能使最终结果可靠。
4）一般的程序都可划分为监控程序、功能模块子程序（函数）、中断服务程序这几种类型。参考现成的模板可大大简化设计的难度。监控程序中的初始化部分需要根据数据结构规划和资源划分定义来设计。
5）到了这一步，软件编程工作其实已经完成了九成，剩下就是把流程图代码化，不少人把这一步错称为“编程序”。难度不大但很繁琐，只要认真有耐心，坚持到汇编（编译）通过就看到曙光了。
6）拟定调试、试验、验收方案。这一步不光是方案，还得搭建测试环境，主要内容还是编程序，可以当做一个新项目再做一遍策划与实施，有时还得考虑硬件（包括信号源、测量仪器、电源等）。
注意：
1）外部设备和外部事件尽量采用中断方式与CPU联络, 这样, 既便于系统模块化, 也可提高程序效率。
2）目前已有一些实用子程序发表, 程序设计时可适当使用, 其中包括运行子程序和控制算法程序等。本书附录中就收录了一些常用子程序。见附录五。
3）系统的软件设计应充分考虑到软件抗干扰措施。
4）一切设计都要落实到文字记录上。文档的作用怎么强调都不过分。
4.验证阶段
验证阶段包括的内容比较多也比较杂：软硬件调试，局部和整理的测试大纲及实施，整体测试成功后EPROM固化脱机运行及测试，最后别忘了整理所有的设计检验文档记录。毕竟所谓“设计”，指的是文档而不是样品（包括实物和软件演示效果），样品只是证明文档正确的一种手段。这一步内容因项目而异，变化多端，大概的工作内容如下：
1）软硬件联调，包括局部联调和整体联调。主要目标是尽量使设计结果能够按预想的目标运行。联调离不了开发机，有时候反复很大，甚至推倒重来都不罕见。联调的每一步目标在软件设计时就设定好了。一个很重要的问题是软件硬件的抗干扰、可靠性测试。要考虑到尽可能多的意外情况。
2）脱机调试。调试通过的程序, 最终要脱机运行, 即将仿真ROM中运行的程序固化到EPROM脱机运行。但在开发装置上运行正常的程序, 固化后脱机运行并不一定同样正常。若脱机运行有问题, 需分析原因, 如是否总线驱动功能不够, 或是对接口芯片操作的时间不匹配等。经修改的程序需再次写入。这是真实环境下的软硬件联调。
3）验证设计。以策划阶段的项目需求分析、硬件设计的测试设计文件、软件设计的测试设计文件和搭建的测试环境为依据，编写功能测试大纲、性能测试大纲，并实施验收检验。
4）项目验收时最重要的是完整的文档记录。大致包括：项目管理类、硬件设计类、软件设计类、验收检验类等。
单片机应用概述
第１讲单片机应用概述 教学目的： 1、初步了解单片机的发展历史, 基础知识以及应用范围； 2、通过演示单片机产品的实物来激发学生的学习兴趣； 3、了解单片机的发展方向和主流技术。 重点、难点： 1、单片机的概念和特点； 2、单片机的主要发展方向和主流技术； 3、几种常见的单片机产品。 教学方式、步骤： 一、课程介绍、学习的目标、学习本课程的方法 1、课程介绍 单片机是当今信息时代的产物，自20世纪70年代问世以来，以实时控制能力强，成本低，体积小，受到人们的重视和关注，应用很广，发展很快。尤其在电子产品、工业控制等领域的应用广泛，已对人类社会产生了巨大的影响。单片机技术开发和应用水平已成为衡量一个国家工业化发展水平的标志之一。 由于单片机的广泛使用使得社会对掌握单片机技术的人才的需求在不断增加，目前全国普通工科大学均已经将单片机课列为必修的专业（基础）课程。 2、学习的目标 通过对孝感周边相关电子企业（亚光电子公司、○六六集团、四四○四厂等）的毕业生跟踪调查和人才需求调研，相关工作岗位都对单片机应用能力都提出了一定的要求。且不同的岗位对单片机应用能力要求的高低不同。要求较高的岗位如电路联调岗和电子线路设计助理工程师岗，对单片机的应用能力要求如下： 掌握常见单片机芯片及外围芯片的功能和引脚分布； 理解掌握单片机系统结构、存储器结构、指令系统，中断、定时器、串行口、接口技术等重要概念和基本知识； 具备一定的电子线路基本知识，能看懂典型单片机外围硬件的原理图，并具备相应的硬件线路调试的基本技能； 能看懂程序流程图，掌握程序调试的基本技能； 具有基本的单片机编程能力； 掌握单片机软硬件联调的基本技能； 掌握单片机产品开发的基本流程和工艺。 课程标准： 作为一门核心的专业基础课程，本课程的专业目标定位为：通过基于实际工作过程（项目制作）的项目导向、任务驱动的理论实践一体化教学模式，教、做、学三者合一，使学生在做中学，学中做，在理解掌握单片机系统结构、存储器结构、指令系统，中断、定时器、串行口、接口技术和单片机初步应用知识的基础上，掌握智能电子应用相关岗位所需要的单片机应用系统的初步的应用分析和软硬件设计能力，掌握基本的编程和程序调试能力，掌握单片机典型外围硬件线路的分析与初步设计能力、硬件调试能力，掌握单片机系统的安装和软硬件联调、故障诊断维护技能，掌握单片机产品开发的基本流程和工艺。在以上述单片机应用能力培养为主线的教学过程中，还要注重学生职业能力的培养，使学生毕业后能够直接适应单片机相关岗位的工作。
单片机应用技术试卷A及答案
《单片机应用技术（C语言版）》试卷A一、单项选择题(每题1.5分，共30分) 1、51单片机的CPU主要由（）组成。 A、运算器、控制器 B、加法器、寄存器 C、运算器、加法器 D、运算器、译码器 2、程序是以（）形式存放在程序存储器中。 A、C语言源程序 B、汇编程序 C、二进制编码 D、BCD码 ——引脚（）3、单片机8031的EA。 A、必须接地 B、必须接+5V电源 C、可悬空 D、以上三种视需要而定 4、单片机上电复位后，PC的内容为（）。 A、0x0000 B、0x0003 C、0x000B D、0x0800 5、外部扩展存储器时，分时复用做数据线和低8位地址线的是（） A、P0口 B、P1口 C、P2口 D、P3口 6、单片机的ALE引脚是以晶振振荡频率的（）固定频率输出正脉冲，因此它可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。 A、1/2 B、1/4 C、1/6 D、1/12 7、下面叙述不正确的是（）。 A、一个C源程序可以由一个或多个函数组成。 B、一个C源程序必须包含一个主函数main( )。 C、在C程序中，注释说明只能位于一条语句的后面。 程序的基本组成部分单位是函数。C、D 8、在C语言中，当do-while语句中的条件为（）时，循环结束。 A、0 B、false C、true D、非0 9、下面的while循环执行了（）次空语句。 While（i=3）； A、无限次 B、0次 C、1次 D、2次 10、C程序总是从（）开始执行的。 A、主函数 B、主程序 C、子程序 D、主过程 11、在C51程序中常常把（）作为循环体，用于消耗CPU运行时间，产生延时效果。 A、赋值语句 B、表达式语句 C、循环语句 D、空语句 12、在单片机应用系统中，LED数码管显示电路通常有（）显示方式。 A、静态 B、动态 C、静态和动态 D、查询 13、共阳极LED数码管加反相器驱动时显示字符“6”的段码是（） A、0x06 B、0x7D C、0x82 D、0xFA 14、51单片机的定时器T1用做定时方式时，采用工作方式1，则工作方式控制字为（） A、0x01 B、0x05 C、010 D、0x50 15、启动T0开始计数是使TCON的（）。
单片机技术应用课程标准
《单片机技术与应用》课程标准课程名称：单片机技术与应用 适用专业：通信技术 开设学期：第2学年第1学期 学时： 48 学分： 3 （一）课程性质与作用 随着电子设备智能化的不断发展和日益普及，单片机作为电子设备智能的核心其应用日益广泛，在包括各种通信设备在内的电子应用领域中随处可见单片机的应用。因此，高职院校信息电子类专业大都开设了单片机应用的相关课程。我院通信技术专业作为一个信息电子类专业，特开设《单片机技术与应用》课程，作为一门专业选修课程，以培养学生单片机应用相关的技能，并为后继通信设备相关课程的学习打下基础，同时有效拓宽学生的就业方向。 《单片机技术与应用》课程主要讲述单片机及其应用技术，该门课程的主要作用在于通过单片机相关知识的讲解和单片机应用系统开发过程的训练，使学生具备单片机使用方面的基本知识和技能，以为后继的通信专业设备课程的学习打下一定的基础。同时本课程也和本专业的《电路分析与制作》、《通信电子技术与实践》共同构成电子相关技能培养的课程体系，为学生毕业后到电子相关岗位就业打下较好的基础，以拓宽学生的就业方向。 （二）课程设计思路 本课程标准的总体设计思路是：根据高职学生的学习特点，并结合本课程的性质及教学内容，以及我国高职教育的发展方向，力求课程的教学在本课程标准的指导下能够最大限度地激发学生的学习兴趣、调动学生的学习主动性和积极性，以更好地达到本课程的教学目的和要求。为此，引导本课程的教学由传统的学科式知识组织方式转换为基于工作过程的任务引领式知识组织方式，以“交通信号灯控制器设计”这一单片机实际应用系统作为教学项目，以该项目的实现过程为主线串起相应的知识要点讲解和技能训练，并将该项目的实现过程分解成由简到繁的多个工作任务，紧紧围绕完成工作任务的需要来选择课程内容；同时变知识学科本位为职业能力本位，从“任务与职业能力”分析出发，为每一个工作任务设定职业能力培养目标；变书本知识的传授为动手能力的培养，打破传统的知识传授方式，以工作
基于STM32的经典项目设计实例
13个基于STM32的经典项目设计实例，全套资料STM32单片机现已火遍大江南北，各种教程资料也是遍布各大网站论坛，可谓一抓一大把，但大部分都差不多。今天总结了几篇电路城上关于STM32 的制作，不能说每篇都是经典，但都是在其他地方找不到的，很有学习参考意义的设计实例。尤其对于新手，是一个学习stm32单片机的“活生生”的范例。 1.开源硬件-基于STM32的自动刹车灯设计 自动刹车灯由电池供电并内置加速度传感器，因此无需额外连接其他线缆。使用两节5号电池时，设计待机时间为一年以上(待机功耗66微安)，基本可以实现永不关机，即装即忘。 2.基于STM32F407的openmv项目设计资料 本项目是一个openmv，通过摄像头可以把图像实时传输给显示屏显示。MCU选择的是STM32F407（STM32F407数据手册），ARM Cortex-M4内核，最高频率可达180Mhz，包含一个单精度浮点DSP，一个DCMI（数字相机接口）。 3.STM32无线抢答器 无线抢答器采用STM32F302（STM32F302数据手册）芯片主控，同时用蓝牙，语音模块，数码管，七彩灯等部件构成，当主持人按下抢答键时，数码管进入倒记时，选手做好准备，当数码管从9变为0时，多名选手通过手机上虚拟按键进行抢答，同时语音播报抢答结果，显示屏上显示选手的抢答时间。 4.基于ARM-STM32的两轮自平衡小车 小车直立和方向控制任务都是直接通过控制小车两个电机完成的。假设小车电机可以虚拟地拆解成两个不同功能的驱动电机，它们同轴相连，分别控制小车的直立平衡、左右方向。 5.基于STM32F4高速频谱分析仪完整版（原创） 本系统是以STM32F407（STM32F407数据手册）进行加Blackman预处理，再做1024个点FFT进行频谱分析，最后将数据显示在LCD12864上，以便进行人机交互！该系统可实现任意波形信号的频谱显示，以及可以自动寻找各谐波分量的幅值，频率以及相位并进行8位有效数据显示。 6.基于STM32F4的信号分析仪设计（有视频，有代码） 这次基于discovery的板子做一个信号分析仪，就是练手，搞清楚STM32F4（STM32F4系列数据手册）中的USB固件编写，USB驱动的开发，上位机UI开发等一整套流程，过一把DIY的瘾。 7.基于STM32F4的解魔方机器人-stm32大赛二等奖（有视频） 本系统是基于Cortex-M4内核的STM32微控制器的解魔方机器人，在硬件方面主要有OV7670摄像头，LCD，舵机，在软件方面主要有OV7670的驱动，摄像头颜色识别算法，解魔方算法和舵机动作算法。整个设计过程包括电子系统的设计技术及调试技术，包括需求分析，原理图的绘制，制版，器件采购，安装，焊接，硬件调试，软件模块编写，软件模块测试，系统整体测试等整个开发调试过程。
单片机课后习题答案(《单片机应用技术》C语言版)
MCS-51在通常应用情况下，使用振荡频率为的6MHz或12MHz的晶振，如果系统中使用了单片机的串行口通信，则一般采用振荡频率为11.059MHz的晶振。 1.11 答： 规定一个机器周期的宽度为12个振荡脉冲周期，因此机器周期就是振荡脉冲的十二分频。 当振荡脉冲频率为12 MHz时, 一个机器周期为1μs；当振荡脉冲频率为6 MHz时，一个机器周期为2 μs。 1.12 答： （a）上电复位电路（b）按键复位电路 单片机常见的复位电路 图（a）为上电复位电路，它是利用电容充电来实现的。在接电瞬间，RST 端的电位与VCC相同，随着充电电流的减少，RST的电位逐渐下降。只要保证RST为高电平的时间大于两个机器周期，便能正常复位。 图（b）为按键复位电路。该电路除具有上电复位功能外，若要复位，只需按图（b）中的RESET键，此时电源VCC经电阻R1、R2分压，在RST端产生一个复位高电平。 习题2答案 2.1 单项选择题 （1）C （2）A （3）B （4）A （5）D 2.2 答： 单片机开发过程所用的设备与软件称为单片机开发系统或开发工具。 单片机开发系统包括计算机、单片机在线仿真器、开发工具软件、编程器等。连接方法如下图所示。 单片机开发系统连接方法示意图 2.3 答：单片机应用系统的开发过程如下： 设计电路图→制作电路板→程序设计→硬软件联调→程序下载→产品测试2.4 答： 1.在线仿真功能 在线仿真器（In Circuit Emulator，简称ICE）是由一系列硬件构成的设备，它能仿真用户系统中的单片机，并能模拟用户系统的ROM、RAM和I/O口。因此，在线仿真状态下，用户系统的运行环境和脱机运行的环境完全“逼真”。 2.调试功能 1）运行控制功能 开发系统应能使用户有效地控制目标程序的运行，以便检查程序运行的结果，对存在的硬件故障和软件错误进行定位。 2）单片机状态查看修改功能
单片机C语言编程实例
单片机C语言编程实例 前言 INTEL公司的MCS-51单片机是目前在我国应用得最广泛的单片机之一.随着 单片机应用技术的不断发展,许多公司纷纷以51单片机为内核,开发出与其兼容的 多种芯片,从而扩充和扩展了其品种和应用领域。 C语言已成为当前举世公认的高效简洁而又贴近硬件的编程语言之—。将C语言向单片机上的移植，始于20世纪80年代的中后期。经过十几年的努力，C语言终于成为专业化单片机上的实用高级语言。用C语言编写的8051单片机的软件，可以大大缩短开发周期，且明显地增加软件的可读性，便于改进和扩充，从而研制出规模更大、性能更完善的系统。因此，不管是对于新进入这一领域的开发者来说，还是对于有多年单片机开发经验的人来说，学习单片机的C语言编程技术都是十分必要的。. C语言是具有结构化.模块化编译的通用计算机语言,是国际上应用最广.最多的计算语言之一。C51是在通用C语言的基础上开发出的专门用于51系列单片机编程的C语言.与汇编语言相比,C51在功能上.结构上以及可读性.可移植性.可维护性等方面都有非常明显的优势。目前 最先进、功能最强大、国内用户最多的C51编译器是Keil Soft ware公司推出的KeilC51。第 一章单片机C语言入门 1.1建立您的第一个C项目 使用C语言肯定要使用到C编译器，以便把写好的C程序编译为机器码， 这样单片机才能执行编写好的程序。KEIL uVISION2是众多单片机应用开发软 件中优秀的软件之一，它支持众多不同公司的MCS51架构的芯片，它集编辑， 编译，仿真等于一体，同时还支持PLM、汇编和C语言的程序设计，它的界面 和常用的微软VC++的界面相似，界面友好，易学易用，在调试程序，软件仿真 方面也有很强大的功能。因此很多开发51应用的工程师或普通的单片机爱好者，都对它十分喜欢。 以上简单介绍了KEIL51软件，要使用KEIL51软件，必需先要安装它。KEIL51是一个商业的软件，对于我们这些普通爱好者可以到KEIL中国代理周 立功公司的网站上下载一份能编译2K的DEMO版软件，基本可以满足一般的个
单片机应用技术课后习题参考答案
1 习题1答案 1.2 填空题 （1）单片级应用系统是由硬件系统、软件系统组成的 （2）除了单片机和电源外，单片机最小系统包括时钟电路、复位电路 （3）除了电源和电线引脚外，XTAL1、XTAL2、RST、EA引脚信号必须连接相应电 路 （4）51系列单片机的存储器主要有4个物理存储空间，即片内数据存储器、片内程序存储器、片外数据存储器、片外程序存储器 （5）51系列单片机的XTAL1和XTAL2引脚是时钟电路 （6）51系列单片机的应用程序一般存放在程序存储器 （7）片内RAM低128单元，按其用途划分为工作寄存器组、位寻址区、用户RAM区（8）但振荡脉冲频率为12MHz时，一个机器周期为1us，当振荡脉冲频率为6MHz时，一个机器周期为2us （9）51系列单片机的复位电路有两种，即上电复位电路、按键复位电路 （10）输入单片机的复位信号需延续2个机器周期以上的高电平即为有效。 1.3 （4）什么是机器周期？机器周期和晶振频率有何关系？当晶振频率为6MHz时，机器周期是多少？ 答： 规定一个机器周期的宽度为12个振荡脉冲周期，因此机器周期就是振荡脉冲的十二分频。 当振荡脉冲频率为6 MHz时，一个机器周期为2 μs。 （5）51系列单片机常用的复位方法有哪几种？画电路图并说明其工作原理。 答： （a）上电复位电路（b）按键复位电路 单片机常见的复位电路 图（a）为上电复位电路，它是利用电容充电来实现的。在接电瞬间，RST端的电位
与VCC相同，随着充电电流的减少，RST的电位逐渐下降。只要保证RST为高电平的时间大于两个机器周期，便能正常复位。 图（b）为按键复位电路。该电路除具有上电复位功能外，若要复位，只需按图（b）中的RESET键，此时电源VCC经电阻R1、R2分压，在RST端产生一个复位高电平。 习题3 答案 3.2 填空题 （2）用C51编程访问51单片机的并行I/O口是，可以按字节，寻址操作，还可以按位操作（4）C51中定义一个可位寻址变量FLAG访问P3口的P3.1引脚的方法是s bit FLAG=P3^1; （10）下面的while循环执行了无限次空语句。 i=3； While（i！=0）； （15）在以下的数组定义中，关键字“code”是为了把tab数组存储在程序存储器ROM中 Unsigned char code b[]=｛｝； 3.3 上机操作题 （1） //xiti3_3_1.c——第三章习题3.3上机操作题（1） #include
单片机应用系统设计开发主要步骤
单片机应用系统设计开发主要步骤 单片机应用系统的研究开发步骤，大致分为几个部分： 1.策划阶段： 策划阶段决定研发方向，是整个研发流程中的重中之重，所谓“失之毫厘谬以千里”。因此必须“运筹帷幄，谋定而动”。策划有两大内涵：做什么？怎么做？ 1）项目需求分析。解决“做什么？”“做到什么程度？”问题。 对项目进行功能描述，要能够满足用户使用要求。对项目设定性能指标，要能够满足可测性要求。所有的需求分析结果应该落实到文字记录上。 2）总体设计，又叫概要设计、模块设计、层次设计，都是一个意思。解决“怎么做？”“如何克服关键难题？”问题。 以对项目需求分析为依据，提出解决方案的设想，摸清关键技术及其难度, 明确技术主攻问题。 针对主攻问题开展调研工作, 查找中外有关资料, 确定初步方案，包括模块功能、信息流向、输入输出的描述说明。在这一步，仿真是进行方案选择时有力的决策支持工具。 3）在总体设计中还要划分硬件和软件的设计内容。单片机应用开发技术是软硬件结合的技术, 方案设计要权衡任务的软硬件分工。硬件设计会影响到软件程序结构。如果系统中增加某个硬件接口芯片, 而给系统程序的模块化带来了可能和方便, 那么这个硬件开销是值得的。在无碍大局的情况下, 以软件代替硬件正是计算机技术的长处。 4）进行总体设计时要注意，尽量采纳可借鉴的成熟技术, 减少重复性劳动，同时还能增加可靠性，对设计进度也更具可预测性。 2. 实施阶段之硬件设计 策划好了之后就该落实阶段，有硬件也有软件。随着单片机嵌入式系统设计技术的飞速发展，元器件集成功能越来越强大，设计工作重心也越来越向软件设计方面转移。硬件设计的特点是设计任务前重后轻。 单片机应用系统的设计可划分为两部分: 一部分是与单片机直接接口的电路芯片相关数字电路的设计，如存储器和并行接口的扩展, 定时系统、中断系统扩展, 一般的外部设备的接口, 甚至于A/D、 D/A芯片的接口。另一部分是与模拟电路相关的电路设计, 包括信号整形、变换、隔离和选用传感器，输出通道中的隔离和驱动以及执行元件的选用。 工作内容： 1）模块分解。策划阶段给出的方案只是个概念方案，在这一步要把它转化为电子产品设计的概念描述的模块，并且要一层层分解下去，直到熟悉的典型电路。尽可能选用符合单片机用法的典型电路。当系统扩展的各类接口芯片较多时, 要充分考虑到总线驱动能力。当负载超过允许范围时, 为了保证系统可靠工作, 必须加总线驱动器。 2）选择元器件。尽可能采用新技术, 选用新的元件及芯片。 3）设计电原理图及说明。 4）设计PCB及说明。 5）设计分级调试、测试方法。 设计中要注意： 1）抗干扰设计是硬件设计的重要内容, 如看门狗电路、去耦滤波、通道隔离、合理的印制板布线等。 2）所有设计工作都要落实到文字记录上。
单片机应用系统设计工程实践报告
2016-2017学年第1学期 单片机应用系统设计/工程实践 (课号:103G06B/D/E) 实验报告 项目名称：基于AT89C51单片机温度报警系统 学号 姓名 班级 学院信息科学与工程学院 完成时间
目录 一、项目功能及要求 (3) 1.1、课程设计的性质和目的 (3) 1.3、项目设计要求 (3) 二、系统方案设计及原理 (3) 2.1、设计主要内容 (3) 2.2 、AT89C51单片机简介 (3) 2.3 、DS18B20简介 (4) 2.4 、数码管显示 (5) 2.5、报警电路 (6) 三、系统结构及硬件实现 (7) 3.1、总电路图 (7) 3.2、单片机控制流程图 (8) 四、软件设计过程 (8) 五、实验结果及分析 (8) 5.1 、Proteus仿真 (8) 5.2 、C程序调试 (9) 六、收获及自我评价 (14) 七、参考文献 (15)
一、项目功能及要求 1.1、课程设计的性质和目的 本温度报警器以AT89C51单片机为控制核心,由一数字温度传感器DS18B20测量被控温度，结合7段LED以及驱动LED的74LS245组合而成。当被测量值超出预设范围则发出警报，且精度高。 利用现代虚拟仿真技术可对设计进行仿真实验，与单片机仿真联系紧密的为proteus仿真，利用keil软件设计单片机控制系统，然后与proteus进行联合调试，可对设计的正确性进行检验。 1.2、课程设计的要求 1、遵循硬件设计模块化。 2、要求程序设计结构化。 3、程序简明易懂，多运用输入输出提示，有出错信息及必要的注释。 4、要求程序结构合理，语句使用得当。 5、适当追求编程技巧和程序运行效率。 1.3、项目设计要求 1、基于AT89C51单片机温度报警系统； 2、设计3个按键分别为：设置按钮、温度加、温度减； 3、DS18B20温度传感器采集温度，并在数码管上显示按键的区别； 二、系统方案设计及原理 2.1、设计主要内容 本设计以AT89C51单片机为核心，从而建立一个控制系统，实现通过3个按键控制温度，以达到设置温度上下限的功能，并在数码管上显示三个数字当前的温度上下限设置值和DS18B20温度采集值的显示（精确到小数点后一位），当温度高于上限或者低于下限蜂鸣器报警。 2.2 、AT89C51单片机简介 AT89C51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机,片内含4kBytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用A TMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及89C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89C51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案.AT89C51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器，32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，片内时钟振荡器。 此外，AT89C51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。AT89C51单片机的基本结构和外部引脚如下图所示。
单片机及其应用的文献综述
单片机及其应用的文献综述 摘要：单片机由于其特点和突出的性能被广泛应用于各个领域，随着社会的发展和技术的进步，各种新型单片机层出不穷，片内集成的功能模块越来越多，整体性能也越来越强大。本文主要介绍了单片机的种类、特点、主要的生产厂家和应用领域等，概述介绍了单片机应用技术的进展和动向。 关键词:单片机；分类；应用；发展 引言 单片微型计算机（Single Chip Microcomputer），又称微控制器（Micro controller Unit）或嵌入式控制器（Embedded Controller）。通常是将组成计算机的基本部件微型化并集成到一块芯片上而形成的微型计算机，其片内常含有CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及系统总线等。据统计，目前全世界单片机（嵌入式处理器）的品种总量已经超过1000多种，流行体系结构约30个系列，其中8051 体系仍占有半壁江山。 1.分类 依据分类方法的不同，单片机可以分为不同的类型。根据数据总线的宽度分类，可分为4位、8位、16位、32位机等，如下表1所示： 表1 根据位宽分类 分类名称简介应用场所 4位单片机功能单一性能较低。如OKI公司的 MSM64164C、MSM64481，NEC 公司的75006X 系列，EPSON公司的SMC62系列等。 输入装置(鼠标、游戏杆)、电池充电器、 带液晶显示的音、视频产品控制器、家 用电器的控制及遥控器、玩具控制、记 时器、时钟、表、计算器、多功能电话、 LCD 游戏机。 8位单片机功能强大，品种最为丰富、应用最为广泛。 MCS-51 系列及其兼容机型：ATMEL、PHILIPS、 WINBOND 是MCS-51 单片机生产的老牌厂 家，ST 新推出的μPSD 系列等； MOTOROLA68HC05/08 系列、MICROCHIP 的 PIC 单片机以及ATMEL 的AVR 单片机。 自动化装置、智能仪器仪表、过程控制、 通信、家用电器 16位单片机十六位单片机操作速度及数据吞吐能力在性 能上比8 位机有较大提高。 主要应用于工业控制、智能仪器仪表、 便携式设备等场合。 32位单片机高性能和低功耗。以更低的时钟频率、非常低 的功耗，达到很强的运算处理能力。 DVD、VCD、数码相机(DSC)、数字式电 视机DTV、导航系统、便携式信息终端、 空调机、洗衣机、电冰箱、打印机等 根据程序存储方式的不同分类，单片机可分为MASKROM类、EPROM类、OTPROM类（一次可编程）、ROM less类、Flash ROM（MTPROM）类五种，如下表2所示： 表2 根据程序存储方式分类 分类名称特点 MASKROM 类程序在芯片封装过程中用掩膜工艺制作到ROM区中，如80C51，适合于大批量生产 EPROM 类紫外线可擦写存储器类，如87C51（价格较贵） ROMless类无ROM存储器，如80C31，电路扩展复杂，现在较少用 OTPROM类可一次性写入程序 Flash ROM 可多次编程写入存储器，如芯片89C51、89S51 等，其成本低，开发调试方便，可
《单片机应用技术》课程标准
电子技术应用专业 《单片机应用技术》课程标准 增加附录:51或52单片机说明书,编程软件烧程序软件使用说明,增加实验中使用的各种器件说明 修改任务内容:去掉任务ISP下载线制作 增加点阵及液晶显示 一、概述 (一)课程性质 单片机技术是现代电子工程领域一门飞速发展的技术，其在教学及产业界的技术推广仍然是当今科学技术发展的热点。学习单片机并掌握其应用已经成为电子类学生必须具备的技能，也是现代工科学生就业的一个基本条件。 《单片机应用技术》是电子技术应用专业的一门职业技术课。它以模拟电子技术、数字电子技术、C语言等课程为基础。后续课程如电子产品装调技术、电子产品检测技术及相关实训课程，一般都要应用到单片机系统的应用。它可以充分体现学生利用自己所掌握的知识解决实际工程问题的能力。单片机知识在电子类专业整个课程体系中处于承上启下的核心地位。 通过本课程的学习，使学生掌握单片机技术及其在工业控制、经济建设和日常生活中的应用，培养学生实践能力、创新能力，为将来从事相关产品的检测和维护等工作奠定坚实的基础，为学生将来在电子类专
业领域进一步发展打下良好基础。 (二)课程基本理念 本课程的设计突破了学科体系模式，打破了原来各学科体系的框架，将各学科的内容按“项目”进行整合。本课程的“项目”以职业实践活动为主线，因而，它是跨学科的，且理论与实践一体化。强调学生个人适应劳动力市场变化的需要。因而，本课程的设计兼顾了企业和个人两者的需求，着眼于人的全面发展，以培养全面素质为基础，以提高综合职业能力为核心。 本课程包含了单片机应用技术的五个项目，每个项目均由若干个具体的典型工作任务组成，每个任务均将相关知识和实践（含实验）过程有机结合，力求体现“做中学”、“学中做”的教学理念；本课程内容的选择上降低理论重心，突出实际应用，注重培养学生的应用能力和解决问题的实际工作能力。 (三)课程设计思路 本课程标准注重培养分析问题、解决问题的能力，强化学生动手实践能力，遵循学生认知规律，紧密结合应用电子专业的发展需要，为将来从事应用电子产品的设计、检测奠定坚实的基础。将本课程的教学活动分解设计成若干项目或工作情景，以项目为单位组织教学，并以典型设备为载体，通过具体案例，按单片机项目实施的顺序逐步展开，让学员在掌握技能的同时，引出相关专业理论知识，使学生在技能训练过程中加深对专业知识、技能的理解和应用，培养学生的综合职业能力，满足学生职业生涯发展的需要。 二、课程目标 1、总目标 本课程先修要求：学生已学习《模拟电子技术》、《数字电子技术》等相关专业基础理论课程，有一定的电路识图、分析能力后进行本专业能力实训。通过实训学生应达到： （一）应使学生熟悉单片机的原理与结构，通过试验实训的训练和一些简易单片机项目制作，掌握单片机控制的基本原理、接口技术，掌
单片机原理及应用习题答案
思考与练习题1 1.1单项选择题 （1）单片机又称为单片微计算机，最初的英文缩写是（ D ） A.MCP B.CPU C.DPJ D.SCM （2）Intel公司的MCS-51系列单片机是（ C ）的单片机。 A.1位 B.4位 C.8位 D.16位 （3）单片机的特点里没有包括在内的是（ C ） A.集成度高 B.功耗低 C.密封性强 D.性价比高 （4）单片机的发展趋势中没有包括的是（ B ） A.高性能 B.高价格 C.低功耗 D.高性价比 （5）十进制数56的二进制数是（ A ） A.00111000B B.01011100B C.11000111B D.01010000B （6）十六进制数93的二进制数是（ A ） A.10010011B B.00100011B C.11000011B D.01110011B （7）二进制数11000011的十六进制数是（ B ） A. B3H B.C3H C.D3H D.E3H （8）二进制数11001011的十进制无符号数是（ B ） A. 213 B.203 C.223 D.233 （9）二进制数11001011的十进制有符号数是（ B ） A. 73 B.-75 C.-93 D.75 （10）十进制数29的8421BCD压缩码是（ A ） A.00101001B B.10101001B C.11100001B D.10011100B （11）十进制数-36在8位微机中的反码和补码是（ D ） A.00100100B、11011100B B.00100100B、11011011B C.10100100B、11011011B D.11011011B、11011100B （12）十进制数+27在8位微机中的反码和补码分别是（ C ） A.00011011B、11100100B B.11100100B、11100101B C.00011011B、00011011B D.00011011B、11100101B （13）字符9的ASCII码是（ D ） A.0011001B B.0101001B C.1001001B D.0111001B （14）ASCII码1111111B的对应字符是（ C ） A. SPACE B.P C.DEL D.{ （15）或逻辑的表达式是（ B ） A.A?B=F B. A+B=F C. A⊕B=F D.(A?B)=F （16）异或逻辑的表达式是（ C ） A.A?B=F B. A+B=F C. A⊕B=F D.(A?B)=F （17）二进制数10101010B与00000000B的“与”、“或”和“异或”结果是（ B ） A.10101010B、10101010B、00000000B B.00000000B、10101010B、10101010B C.00000000B、10101010B、00000000B D.10101010B、00000000B、10101010B （18）二进制数11101110B与01110111B的“与”、“或”和“异或”结果是（ D ） A.01100110B、10011001B、11111111B B.11111111B、10011001B、01100110B C.01100110B、01110111B、10011001B D.01100110B、11111111B、10011001B （19）下列集成门电路中具有与门功能的是（ D ） A.74LS32 B.74LS06 C.74LS10 D.74LS08
《单片机应用技术》试卷B及答案
《单片机应用技术（C 语言版）》试卷B 一、 单项选择题(每题1.5分，共30分) 1、51单片机的CPU 主要由（ ）组成。 A 、运算器、控制器 B 、加法器、寄存器 C 、运算器、加法器 D 、运算器、译码器 2、PSW 中的RS1和RS0用来（ ） 。 A 、选择工作方式 B 、指示复位 C 、选择定时器 D 、选择工作寄存器组 3、单片机8031的EA —— 引脚（ ）。 A 、必须接地 B 、必须接+5V 电源 C 、可悬空 D 、以上三种视需要而定 4、单片机上电复位后，PC 的内容为（ ）。 A 、0x0000 B 、0x0003 C 、0x000B D 、0x0800 5、单片机的4个并行I/O 端口作为通用I/O 端口使用，在输出数据时，必须外接上拉电阻的是（ ） A 、P0口 B 、P1口 C 、P2口 D 、P3口 6、单片机的ALE 引脚是以晶振振荡频率的（ ）固定频率输出正脉冲，因此它可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。 A 、1/2 B 、1/4 C 、1/6 D 、1/12 7、下面叙述不正确的是（ ）。 A 、一个C 源程序可以由一个或多个函数组成。 B 、一个 C 源程序必须包含一个主函数main( )。 C 、在C 程序中，注释说明只能位于一条语句的后面。 D 、C 程序的基本组成部分单位是函数。 8、在C51语言的if 语句中，用做判断的表达式为（ ）。 A 、关系表达式 B 、逻辑表达式 C 、算术表达式 D 、任意表达式
9、下面的while循环执行了（）次空语句。 While（i=3）； A、无限次 B、0次 C、1次 D、2次 10、C程序总是从（）开始执行的。 A、主函数 B、主程序 C、子程序 D、主过程 11、在C51程序中常常把（）作为循环体，用于消耗CPU运行时间，产生延时效果。 A、赋值语句 B、表达式语句 C、循环语句 D、空语句 12、在单片机应用系统中，LED数码管显示电路通常有（）显示方式。 A、静态 B、动态 C、静态和动态 D、查询 13、在共阳极数码管使用中，若要仅显示小数点，则其相应的字段码是（）。 A、0x80 B、0x10 C、0x40 D、0x7F 14、51单片机的定时器T1用做定时方式时，采用工作方式1，则工作方式控制字为（） A、0x01 B、0x05 C、0x10 D、0x50 15、MCS-51系列单片机串行口发送/接收中断源的工作过程是：当串行口接收或发送完一帧数据时，将SCON中的（），向CPU申请中断。 A、RI或TI置1 B、RI或TI置0 C、RI置1或TI置0 D、RI置0或TI置1 16、在定时/计数器的计数初值计算中，若设最大计数值为M，对于工作方式1下的M值为（）。 A、M=213 = 8192 B、M=28 = 256 C、M=24 = 16 D、M=216 = 65536 17、51单片机的串行口是（）。 A、单工 B、全双工 C、半双工 D、并行口 18、表示串行数据传输速率的指标为（）。 A、USART B、UART C、字符帧 D、波特率 19、串行口的控制寄存器为（）。 A、SMOD B、SCON C、SBUF D、PCON 20、串行口的发送数据和接收数据端为（）。 A、TXD和RXD B、TI和RI C、TB8和RB8 D、REN 二、填空题(每空1.5分，共30分)
单片机应用系统实验
实验一系统认识及基本程序设计实验 一、实验目的 1. 学习Keil 集成开发环境的操作； 2. 熟悉TD-51 系统板的结构及使用，熟悉51指令系统； 3．掌握不同进制数及编码相互转换的程序设计方法，加深对数码转换的理解； 4．学习查表程序的设计方法，进一步熟悉51 的指令系统。 二、实验设备 PC机一台，TD-NMC+教学实验系统。 三、实验步骤 ⑴编写实验程序，经编译、链接无误后，启动调试功能； ⑵观察实验现象，并分析原因； ⑶按复位键退出调试状态。 四、实验内容 1. 将BCD 码整数0～255 存入片内RAM 的20H、21H、22H 中，然后转换为二进制整数00H～FFH，保存到寄存器R4 中。修改20H、21H、22H 单元的内容，如：00H，05H，08H；观察实验结果。 参考程序： ;============================================================== ; 文件名称: ; 功能描述: BCD整数转换为二进制整数(8位, 范围从00H--FFH) ;============================================================== ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H MAIN: MOV R0, #20H ;BCD存放高位地址 MOV R7, #03H ;BCD码0--255, 最多3位 CLR A MOV R4, A LP1: MOV A, R4 MOV B, #0AH MUL AB ;乘10 ADD A, @R0 ;加下一位的值 INC R0 ;指向下一单元 MOV R4, A ;结果存入R4 DJNZ R7, LP1 ;转换未结束则继续 SJMP MAIN ;设置断点, 观察实验结果R4中的内容 END 2. 将16 位二进制整数存入R3R4 寄存器中，转换为十进制整数，以组合BCD 形式存储在RAM 的20H、21H、22H 单元中。 参考程序： ;============================================================= ; 文件名称: ; 功能描述: 二进制整数(16位)转换为十进制整数(组合BCD) ;=============================================================
单片机开发技术市场调研
项目调研报告 调研名称:单片机开发技术市场调研 院系：计算机科学与工程学院 专业： 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 调研时间：2015.01.22至2015.01.30 学年短学期 常熟理工学院计算机科学与工程学院制
目录 1引言 0 2单片机开发环境及技术 (2) 2.1单片机开发环境 (2) 2.2开发技术介绍 (3) 3市场调研分析 (4) 3.1市场使用情况分析 (4) 3.2开发技术优缺点分析 (5) 4系统设计 (6) 5系统实现 (9) 5.1系统实现 (9) 5.3系统配置 (14) 5.4系统测试 (14) 参考文献 (15)
1引言 调研期间，我查阅了网上相关资料，关于单片机开发环境、技术、市场主流开发技术等。单片机技术作为计算机技术的一个分支，广泛地应用于工业控制、智能仪器仪表、机电一体化产品、家用电器等各个领域。单片微型计算机从诞生到现在从体积到功能不断得到完善。其中一个重要的应用就是单片机仿真软件。电气工程电路及其组成的系统主要功能是能源变换、传递过程的控制。要变换的是电力形态，控制方法靠电子线路。计算机仿真具有效率高、精度高、可靠性高和成本低等特点，已经广泛应用于电力电子电路( 或系统) 的分析和设计中。计算机仿真不仅可以取代系统的许多繁琐的人工分析，减轻劳动强度，提高分析和设计能力，避免因为解析法在近似处理中带来的较大误差，还可以与实物试制和调试相互补充，最大限度地降低设计成本，缩短系统研制周期。
2开发环境及技术介绍 2.1 单片机开发环境 目前一些市场常用的单片机仿真软件： 1.PSpice 仿真软件 PSPICE是由SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）发展而来的用于微机系列的通用电路分析程序。于1972年由美国加州大学伯克利分校的计算机辅助设计小组利用FORTRAN语言开发而成，主要用于大规模集成电路的计算机辅助设计。 2.saber仿真软件 Saber是美国Analogy公司开发并于1987年推出的模拟及混合信号仿真软件。Saber可同时对模拟信号、事件驱动模拟信号、数字信号以及模数混合信号设备进行仿真。 Saber是美国Analogy公司开发并于1987年推出的模拟及混合信号仿真软件。Saber可同时对模拟信号、事件驱动模拟信号、数字信号以及模数混合信号设备进行仿真。利用Analogy公司开发的Calaversas算法，可以实现两个进程之间的信息交换。Saber适用包括电子学、电力电子学、电机工程、机械工程、电光学、光学、水利、控制系统以及数据采样系统等等。用于仿真对象能够用数学表达式进行描述的系统。 在Saber中，仿真模型可以直接用数学公式和控制关系表达式来描述。因此，Saber可以对复杂的混合系统进行精确的仿真，仿真对象不同系统的仿真结果可以同时获得。为了解决仿真过程中的收敛问题，Saber内部采用5种不同的算法依次对系统进行仿真，如某一种算法失败，Saber将自动采用下一种算法。Saber 工作在SaberDesigner图形界面环境下，能够实现与Cadence Design System、Mentor Graphics和Viewlogic的集成。通过上述软件可以直接调用Saber进行仿真。 3. Matlab 仿真工具包Simulink Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。
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- 第10章 单片机应用系统设计与实例(ghl)
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- 单片机应用系统设计开发主要步骤
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- 第13章89C51单片机应用系统的设计与开发
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- 单片机应用系统设计.
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- MCS-51单片机应用系统设计