单片机应用系统设计技术 第8章ppt课件

1、本章以电梯控制器的设计和实现为例，本章以电梯控制器的设计和实现为例，引见引见80C51单片机运用系统硬件电路设单片机运用系统硬件电路设计和软件编程方法。计和软件编程方法。第第8章章 单片机运用系统设计实例单片机运用系统设计实例n8.1 设设 计计 要要 求求n8.2 总总 体体 方方 案案n8.3 硬件电路设计硬件电路设计n8.4 软软 件件 设设 计计n本章小结本章小结3、步进电动机正转表示电梯上行，步进电动机反转表示电梯、步进电动机正转表示电梯上行，步进电动机反转表示电梯下行。启动按钮按下去表示电梯控制系统可以运转。紧急停下行。启动按钮按下去表示电梯控制系统可以运转。紧急停顿按钮按下，电动

2、机停顿运动。顿按钮按下，电动机停顿运动。设设 计计 要要 求求 以以8位微处置器位微处置器/微控制器和步进电动机为中心设计四层的小微控制器和步进电动机为中心设计四层的小楼上电梯控制器。楼上电梯控制器。1、人机接口、人机接口:显示器、按键、喇叭、指示灯显示器、按键、喇叭、指示灯2、中间层每层楼的电梯口都有上楼、下楼两个按钮，顶层只、中间层每层楼的电梯口都有上楼、下楼两个按钮，顶层只需下楼按钮，底层只需上楼按钮。一个需下楼按钮，底层只需上楼按钮。一个7段数码管显示器作为段数码管显示器作为电梯当前层的指示灯，两个发光二极管作为电梯运转方向指示电梯当前层的指示灯，两个发光二极管作为电梯运转方向指示灯；

3、进入电梯里边，按数字键选择想要去的目的楼层，一个灯；进入电梯里边，按数字键选择想要去的目的楼层，一个7段数码管显示器作为电梯当前层的指示灯，两个发光二极管作段数码管显示器作为电梯当前层的指示灯，两个发光二极管作为电梯上行和下行指示灯。为电梯上行和下行指示灯。4、报警按钮按下，启动蜂鸣器和闪烁红色报警灯。、报警按钮按下，启动蜂鸣器和闪烁红色报警灯。要求：要求：总总 体体 方方 案案电梯控制器组成可分为六个单元：电梯控制器组成可分为六个单元：图图8.2 电梯控制器仿真电路电梯控制器仿真电路硬件电路设计硬件电路设计步进电机单元步进电机单元 电梯内部形状显示单元电梯内部形状显示单元 电梯内部按键操作单

4、元电梯内部按键操作单元 电梯外部按键电梯外部按键操作单元操作单元软软 件件 设设 计计主程序模块主程序模块主程序可分为三大部分主程序可分为三大部分外部按键扫描外部按键扫描内部按键扫描内部按键扫描电机运转电机运转程序初始化后，便循环执行上述三个部分，外部按键一被扫程序初始化后，便循环执行上述三个部分，外部按键一被扫描到有按下时，假设电梯不在当前层，那么马上呼应并运转，描到有按下时，假设电梯不在当前层，那么马上呼应并运转，否那么依然停在当前层。当内部按键按下时，需再次按下否那么依然停在当前层。当内部按键按下时，需再次按下“启启动键，相当实践中的动键，相当实践中的“关门，此时电梯以内部按键按下的关门

5、，此时电梯以内部按键按下的层为目的层运转。在电机运转循环中，也添加了内外按键的层为目的层运转。在电机运转循环中，也添加了内外按键的扫描，以时电梯运转时能接受恳求。扫描，以时电梯运转时能接受恳求。电梯控制器软件主要设计人机交互和步进电机驱动电梯控制器软件主要设计人机交互和步进电机驱动电梯主程序流程图电梯主程序流程图每到一层的形状控制每到一层的形状控制首先判别该层能否有当首先判别该层能否有当前运转方向的恳求，假前运转方向的恳求，假设有，那么停留在此层，设有，那么停留在此层，按下启动键继续运转，按下启动键继续运转，假设没有任何恳求或者假设没有任何恳求或者恳求方向不同，那么不恳求方向不同，那么不停留停

6、留其形状控制流程图其形状控制流程图内部按键扫描内部按键扫描按顺序扫描每个按键，假设按键被按下，那么保管其值，按顺序扫描每个按键，假设按键被按下，那么保管其值，假设发现被按下的按键刚好是电梯当前所在的层，那么假设发现被按下的按键刚好是电梯当前所在的层，那么电梯坚持不动，否那么，假设电梯当前为停顿形状，那电梯坚持不动，否那么，假设电梯当前为停顿形状，那么马上做运转方向相应的调整并自动启动，假设电梯当么马上做运转方向相应的调整并自动启动，假设电梯当前为运转形状，那么只保管恳求前为运转形状，那么只保管恳求内部按键扫描流程内部按键扫描流程外部按键扫描外部按键扫描按顺序扫描每个按键，按顺序扫描每个按键，假

7、设按键被按下，那么假设按键被按下，那么保管其值，假设发现被保管其值，假设发现被按下的按键刚好是电梯按下的按键刚好是电梯当前所在的层，那么电当前所在的层，那么电梯坚持不动，否那么，梯坚持不动，否那么，假设电梯当前为停顿形假设电梯当前为停顿形状，那么马上做运转方状，那么马上做运转方向相应的调整并自动启向相应的调整并自动启动，假设电梯当前为运动，假设电梯当前为运转形状，那么只保管恳转形状，那么只保管恳求求外部按键扫描流程外部按键扫描流程仿真运转仿真运转本本 章章 小小 结结根据嵌入式运用系统要实现的功能要求，对系统功能细化，根据嵌入式运用系统要实现的功能要求，对系统功能细化，分成假设干功能模块，画出

8、系统功能框图，再对功能模块分成假设干功能模块，画出系统功能框图，再对功能模块进展硬件和软件功能实现的分配。进展硬件和软件功能实现的分配。 详细设计包括硬件设计和软件设计。详细设计包括硬件设计和软件设计。 硬件设计主要是根据性能参数要求对各功能模块硬件设计主要是根据性能参数要求对各功能模块所需求运用的元器件进展选择和组合，其选择的根所需求运用的元器件进展选择和组合，其选择的根本原那么就是市场上可以购买到的性价比最高的通本原那么就是市场上可以购买到的性价比最高的通用元器件。必要时，须分别对各个没有把握的部分用元器件。必要时，须分别对各个没有把握的部分进展搭试、功能检验和性能测试，从模块到系统找进展

9、搭试、功能检验和性能测试，从模块到系统找到相对优化的方案，画出电路原理图。到相对优化的方案，画出电路原理图。 硬件设计的关键一步就是利用印制板硬件设计的关键一步就是利用印制板PCB计计算机辅助设计算机辅助设计CAD软件对系统的元器件进展规软件对系统的元器件进展规划和布线，接着是印制板加工、装配和硬件调试。划和布线，接着是印制板加工、装配和硬件调试。 软件设计软件设计软件设计贯穿整个系统的设计过程，主要包括义软件设计贯穿整个系统的设计过程，主要包括义务分析、资源分配、模块划分、流程设计和细化、务分析、资源分配、模块划分、流程设计和细化、编码调试等。软件设计的任务量主要集中在程序编码调试等。软件设计的任务量主要集中在程序调试，所以软件调试工具就是关键。调试，所以软件调试工具就是关键。基于基于Proteus电路设计、电路设计、Keil C51程序设计以及两者结合程序设计以及两者结合仿真调试的方法，建立起单片机运用系统硬件电路设计、仿真调试的方法，建立起单片机运用系统硬件电路设计、软件设计以