第应用系统设计方法

第应用系统设计方法第1页，共24页。优选第应用系统设计方法第2页，共24页。2026/6/303确定任务系统设计的步骤

前提：市场需求

目标：克服旧缺点、开发新功能规划：系统功能、技术指标、系统构成方案设计单片机型号选择硬件与软件的功能划分应采取的可靠性措施第3页，共24页。2026/6/304硬件设计单片机基本系统设计扩展电路和输入/输出通道设计人机界面设计软件设计功能模块化：信号采集、控制算法、人机交互设计方法：模块化设计、自顶向下设计开发流程见下图第4页，共24页。2026/6/305第5页，共24页。2026/6/30611.2提高系统可靠性的一般方法电源干扰及其抑制交流电源干扰及其抑制电网上的尖峰干扰现象持续时间：几个纳秒幅度约在50V～4000V使系统的程序“跑飞”

第6页，共24页。2026/6/307抑制措施使系统尽量远离干扰源采用交流电源滤波器采用交流稳压器采用1:1隔离变压器第7页，共24页。2026/6/308直流电源抗干扰措施采用高质量集成稳压电路单独供电采用直流开关电源采用DC－DC变换器第8页，共24页。2026/6/309地线干扰及其抑制

一点接地和多点接地的应用

数字地与模拟地的连接原则

印刷电路板的地线分布原则

信号电缆屏蔽层的接地

第9页，共24页。2026/6/3010其他提高系统可靠性的方法

使用微处理器监控电路上电复位监控电压变化Watchdog功能片使能备份电池切换开关等软件抗干扰措施输入/输出抗干扰避免系统“死机”的方法第10页，共24页。2026/6/301111.3数据采集系统的设计模拟输入通道的组成

传感器多路开关放大器采样保持器A/D转换器第11页，共24页。2026/6/3012工作方式设置及状态字格式方式设置76543210TM2TM1IEBIEAPC2PC1PBPA地址：000PA：A口方向。0--输入；1--输出PB：B口方向。0--输入；1--输出第12页，共24页。2026/6/3013设计示例

设计要求温度数据采集系统，被测温度范围是0～500℃，被测点为4个。要求测量的温度分辨率为0.5℃，每2秒测量一次。器件选择镍铬-镍硅热电偶，分度号为K（500℃→20.64mV）A/D转换器：5G14433，分辨率1/2048放大器：增益为2000/20.64＝96.9多路开关选用CD4052第13页，共24页。2026/6/3014硬件电路第14页，共24页。2026/6/3015软件流程第15页，共24页。2026/6/301611.4智能二线制温度变送器设计实例智能温度变送器简介

第16页，共24页。2026/6/3017电源管理模块硬件设计

MAX1616+24V→+5V外围器件供电MAX619+5V→+3V微处理器供电A/D参考电压第17页，共24页。2026/6/3018信号处理模块2个TLC27L2信号放大数字电位器X9c104和X9c504

调零及满量程调整△V=V1-V2经放大输出非线性由软件补偿第18页，共24页。2026/6/3019数据运算模块单片机：C8051F017

与80C51完全兼容4路10位A/D32K片内Flash2304字节RAM2路12位D/A等

四个操作键LCD显示器SMS0408

第19页，共24页。2026/6/3020V/I变换模块ILC7660

提供运放电源第20页，共24页。2026/6/3021系统功耗MAX1616的静态电流为80μAMAX619的静态电流为100μA

X9c104静态电流为500μAX9c504静态电流为500μATLC27L2的静态电流为120μAC8051F017的静态电流近似为1mATLE2021的静态电流为230μAICL7660的静态电流近似为200μA其他部分散件的静态电流大约为500μA

总体静态电流IA=3.23mA第21