单片机原理与应用-基于AT89S51+Proteus仿真 第2版 课件 第9章 单片机应用系统设计与开发

单片机原理与应用第9章单片机应用系统设计与开发第9章单片机应用系统设计与开发内容指南本章主要介绍单片机应用系统的一般组成结构、设计步骤以及应用系统设计应考虑的问题，还介绍了目前流行的单片机在线仿真开发工具以及如何利用仿真开发工具对单片机应用系统进行开发调试，以及单片机应用系统的抗干扰和可靠性设计。学习目标了解单片机应用系统的一般组成结构。了解单片机应用系统的设计步骤和应考虑的问题。了解单片机应用系统的在线仿真与调试工具。了解单片机应用系统的抗干扰与可靠性设计措施。单片机应用系统的一般组成结构：由单片机最小系统、前向通道、后向通道、人机交互通道与相互通道组成。第9章单片机应用系统设计与开发89S51/52最小应用系统及资源

51/52单片机片内资源：

4KB/8KBROM;128B/256BRAM;4个并行I/O或32位I/O口;

5/6源中断系统；

2/3个16位定时/计数器；

1个全双工串行口UART；

第9章单片机应用系统设计与开发是单片机实现外部信息的输入的通道，主要是数据采集单元、信号调理单元等前向通道

第9章单片机应用系统设计与开发是单片机实现外部信息的输出通道，主要有DA转换电路、输出驱动电路等。后向通道

第9章单片机应用系统设计与开发为对应用系统进行干预或了解系统运行状态所设置的交互通道。主要有键盘、显示器等接口电路。人机对话通道

第9章单片机应用系统设计与开发是解决计算机系统之间信息交换目的而建立的数据传输通道，主要为串行口方式。相互通道

第9章单片机应用系统设计与开发对于一个实际的课题和项目，从任务的提出到系统的选型、确定、研制直至投入运行要经过一系列的过程。第9章单片机应用系统设计与开发第9章单片机应用系统设计与开发第9章单片机应用系统设计与开发应用系统设计应考虑的问题硬件设计应考虑的问题：1．尽可能采用功能强的芯片2．以软代硬3.工艺设计软件设计应考虑的问题：1．总体规划2．程序设计技术3.程序设计4.软件装配第9章单片机应用系统设计与开发单片机本身无开发能力，必须借助开发工具开发应用软件。独立型仿真结构，配备有EPROM读出/写入器、仿真插头和其它外设，通过USB接口与计算机相连。方法1：通用型单片机开发系统

第9章单片机应用系统设计与开发方法2：软件模拟开发系统

基于Proteus（Keil）仿真软件的设计与开发工具第9章单片机应用系统设计与开发单片机应用系统的可靠性设计应用AT89S51看门狗保证系统可靠性数据采集考虑软件滤波开关量及过程通道的隔离措施PCB设计抗干扰措施第9章单片机应用系统设计与开发单片机应用系统设计实例

-智能交通灯控制器城市智能交通系统（ITS）中，路口信号灯控制子系统是现代城市交通监控指挥系统中的重要组成部分。研制一种稳定、高效的灯控系统模块，能够挂接于各种智能交通控制系统中作为下位机，根据上位机的控制要求或命令，方便灵活的控制交通灯，无疑是很有意义的。传统的交通信号灯控制系统电路复杂、体积大、成本高，采用单片机作为控制器不仅可以简化电路结构、降低成本、减小体积，而且控制能力强、配置灵活、易于扩展，能够根据上位机的交通流量监测适时修改通行参数。第9章单片机应用系统设计与开发系统方案设计对于十字路口交通信号灯来说，应该有东西南北共四组信号灯，且每组信号灯都应该有红黄绿三种颜色，因此需控制12个信号灯，但由于同一方向的两组信号灯的显示情况是相同的，所以只要控制两组（每组6个）就行了，也就是相同方向的两组信号灯采用并联驱动。第9章单片机应用系统设计与开发系统方案设计每个方向上应有两组数码管显示器来显示灯的状态时间，同样这两组数码管显示器也可并联驱动，也就是只控制2组，每组2位。应设置一组按键用来调整两个方向的通行和禁行时间（这里用了4个按钮来实现，分别是方向、加键、减键、确认键），还可通过按键灵活设置夜间通行模式、东西通行模式、南北通行模式等个性化设置（这里用了4个按钮实现个性化设置）。第9章单片机应用系统设计与开发系统硬件设计采用AT89S51单片机做控制器，P2.1、P2.2、P2.3口用来控制东西向绿、黄、红3个信号灯，P2.4、P2.5、P2.6口用来控制南北向绿、黄、红3个信号灯；东西向数码管和南北向数码管共四位采用动态显示，数码管段引脚由P0口经74HC245缓冲器驱动，数码管位引脚分别由P1.0、P1.1、P1.2、P1.3经74HC07缓冲器驱动控制；第9章单片机应用系统设计与开发系统硬件设计8个按键分别由P3.1~P3.7以及P1.5独立式控制，其中东西通行模式和南北通行模式键作为两个外部中断源，通过中断系统硬件检测，其余按键采用查询方式检测；此外P3.0还连接了一个蜂鸣器用于倒计时5秒提示音。硬件电路原理图如图9-13所示第9章单片机应用系统设计与开发第9章单片机应用系统设计与开发系统软件设计软件采用模块化设计，全部控制程序分为若干个程序模块，包括主函数、2个定时器中断函数、2个外部中断函数、按键扫描处理函数、动态显示函数、延时函数等构成。总程序流程如图9-14所示。第9章单片机应用系统设计与开发系统软件设计预处理部分函数原型声明全局变量定义及初始化按键、开关、蜂鸣器定义状态灯的定义共阴字形码表的定义进入主函数main()初始化定时器0和定时器1初始化外部