单片微型计算机及应用——第七章 单片机应用系统设计与开发01
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第7章 单片机应用系统设计与开发
第7章 单片机应用系统设计与开发
7.1 单片机应用系统的开发过程 7.2 单片机应用系统设计的基本原则与方法
第7章 单片机应用系统设计与开发
7.1 单片机应用系统的开发过程
通常，开发一个单片机应用系统需要经过以下几个过程： ·系统需求调查； ·可行性分析； ·系统方案设计； ·系统建造； ·系统调试； ·系统方案局部修改、再调试； ·生成正式产品。
第7章 单片机应用系统设计与开发
6500/1系列Rockwell(美国洛克威尔公司) TMS700系列TI(美国得克萨斯仪器公司) NS8070系列NS(美国国家半导体公司) CDP1800系列RCA(美国无线电公司) MN6800系列National(日本松下公司) μCOM87(μPD7800)系列NEC(日本电气公司) HD6301，HD6305，HD63L05Hitachi(日本日立公司) AT89C系列ATMEL公司
第7章 单片机应用系统设计与开发
7.2.2 单片机应用系统的一般设计方法 在进行单片机应用系统方案设计时，可以下述一
般设计方法作为指导。 1.确定系统功能与性能 由需求调查可以确定出单片机应用系统的设计目
标，这一目标包括系统功能Hale Waihona Puke Baidu性能。系统功能主要有 数据采集、数据处理、输出控制等。
第7章 单片机应用系统设计与开发
第7章 单片机应用系统设计与开发
2.可行性分析 可行性分析将对新系统开发研制的必要性及可实 现性给出明确的结论，根据这一结论决定系统的开发 研制工作是否进行下去。 可行性分析通常从以下几个方面进行论证：①市 场或用户需求；②经济效益和社会效益；③技术支持 与开发环境；④现在的竞争力与未来的生命力。
选择单片机的原则是： ·有供货渠道； ·最适宜实现系统的功能与性能； ·有开发手段。 以下列出较有影响的单片机型号及厂家，供选型参考。 ·8位机 MCS-51系列Intel(美国英特尔公司) SUPER8,Z8系列Zilog(美国) F8,3870系列Fairchild(美国仙童公司) 68HC05,68HC11系列Motorola(美国摩托罗拉公司)
第7章 单片机应用系统设计与开发
通常，高可靠性可从以下5个方面进行考虑： (1)使用可靠性高的元器件； (2)严格安装硬件设备及电路； (3)采取必要的抗干扰措施，以防止环境干扰(如空 间电磁辐射、强电设备启停、酸碱环境腐蚀等)、信号 串扰、电源或地线干扰等影响系统的可靠性； (4)请专家和有经验的设计人员对系统的设计方案 严格把关； (5)作必要的冗余设计或增加自诊断功能。
2. 确定系统基本结构 单片机应用系统结构一般是以单片机为核心外部 扩展相关电路的形式。确定了系统中的单片机、存储 器分配及输入/输出方式就可大体确定出单片机应用系 统的基本组成。 1)单片机 在系统详细方案设计时，先要确定单片机的型号。 所选单片机的型号不同，组成的系统结构也就不同。
第7章 单片机应用系统设计与开发
1. 系统需求调查
第7章 单片机应用系统设计与开发
做好详细的系统需求调查是对研制新系统准确定
位的关键。当你建造一个新的单片机应用系统时，首
先要调查市场或用户的需求，了解用户对未来新系统
的希望和要求，通过对各种需求信息进行分析综合，
得出市场或用户是否需要新系统的结论。
第7章 单片机应用系统设计与开发
其次，应对国内外同类系统的状况进行调查。调 查的主要内容包括：①原有系统的结构、功能以及存 在的问题；②国内外同类系统的最新发展情况以及与 新系统有关的各种技术资料；③同行业中哪些用户已 经采用了新的系统，它们的结构、功能、使用情况以 及所产生的经济效益。
经过需求调查，整理出需求报告，作为系统可行 性分析的主要依据。显然，需求报告的准确性将左右 可行性分析的结果。
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2. 性能价格比高 单片机除体积小、功耗低等特点外，最大的优势在 于高性能价格比。 3.操作简便 如果所设计的产品人机交互过多，必然会给用户操 作带来一定困难，也不利于最大限度地降低劳动强度。 4.设计周期短 只有缩短设计周期，才能有效地降低设计费用，充 分发挥新系统的技术优势，及早占领市场并具有一定的 竞争力。
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7.2 单片机应用系统设计的 基本原则与方法
7.2.1 单片机应用系统的基本设计原则 单片机应用系统的基本设计原则是：①可靠性高；
②性能价格比高；③操作简便；④设计周期短。 1.可靠性高 高可靠性是系统应用的前提，在系统设计的每一个
环节，都应该将可靠性作为首要的设计准则。
第7章 单片机应用系统设计与开发
3. 系统方案设计 系统方案设计是系统实现的基础，这项工作要十分 仔细，考虑周全。方案设计的主要依据是市场或用户 的需求、应用环境状况、关键技术支持、同类系统经 验借鉴及开发人员设计经验等。主要内容包括：①系 统结构设计；②系统功能设计；③系统实现方法。
第7章 单片机应用系统设计与开发
第7章 单片机应用系统设计与开发
7. 生成正式系统(或产品)
作为正式系统(或产品)，不仅要提供一个能正确可 靠运行的系统(或产品)，而且还应提供关于该系统(或 产品)的全部文档。这些文档包括系统设计方案、硬件 电原理图、软件程序清单、软/硬件功能说明、软/硬件 装配说明书、系统操作手册等。在开发产品时，还要 考虑到产品的外观设计、包装、运输、促销、售后服 务等商品化问题。
4. 系统建造 这一阶段的工作是将前面产生的系统方案付诸实 施，将硬件框图转化为具体电路，软件流程用程序加 以实现。设计硬件电路时，单片机的选用对电路结构 及复杂度有较大影响。一个合适的单片机将会最大限 度地降低其外围连接电路，从而简化整个系统的硬件。
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5. 系统调试 系统调试检验所设计系统的正确与可靠，从中发 现组装问题或设计错误。这里所指的设计错误，是指 设计过程中所出现的小错误或局部错误，决不允许出 现重大错误。 6.系统方案局部修改、再调试 对于系统调试中发现的问题或错误以及出现的不 可靠因素要提出有效的解决方法，然后对原方案做局 部修改，再进入调试。
第7章 单片机应用系统设计与开发
7.1 单片机应用系统的开发过程 7.2 单片机应用系统设计的基本原则与方法
第7章 单片机应用系统设计与开发
7.1 单片机应用系统的开发过程
通常，开发一个单片机应用系统需要经过以下几个过程： ·系统需求调查； ·可行性分析； ·系统方案设计； ·系统建造； ·系统调试； ·系统方案局部修改、再调试； ·生成正式产品。
第7章 单片机应用系统设计与开发
6500/1系列Rockwell(美国洛克威尔公司) TMS700系列TI(美国得克萨斯仪器公司) NS8070系列NS(美国国家半导体公司) CDP1800系列RCA(美国无线电公司) MN6800系列National(日本松下公司) μCOM87(μPD7800)系列NEC(日本电气公司) HD6301，HD6305，HD63L05Hitachi(日本日立公司) AT89C系列ATMEL公司
第7章 单片机应用系统设计与开发
7.2.2 单片机应用系统的一般设计方法 在进行单片机应用系统方案设计时，可以下述一
般设计方法作为指导。 1.确定系统功能与性能 由需求调查可以确定出单片机应用系统的设计目
标，这一目标包括系统功能Hale Waihona Puke Baidu性能。系统功能主要有 数据采集、数据处理、输出控制等。
第7章 单片机应用系统设计与开发
第7章 单片机应用系统设计与开发
2.可行性分析 可行性分析将对新系统开发研制的必要性及可实 现性给出明确的结论，根据这一结论决定系统的开发 研制工作是否进行下去。 可行性分析通常从以下几个方面进行论证：①市 场或用户需求；②经济效益和社会效益；③技术支持 与开发环境；④现在的竞争力与未来的生命力。
选择单片机的原则是： ·有供货渠道； ·最适宜实现系统的功能与性能； ·有开发手段。 以下列出较有影响的单片机型号及厂家，供选型参考。 ·8位机 MCS-51系列Intel(美国英特尔公司) SUPER8,Z8系列Zilog(美国) F8,3870系列Fairchild(美国仙童公司) 68HC05,68HC11系列Motorola(美国摩托罗拉公司)
第7章 单片机应用系统设计与开发
通常，高可靠性可从以下5个方面进行考虑： (1)使用可靠性高的元器件； (2)严格安装硬件设备及电路； (3)采取必要的抗干扰措施，以防止环境干扰(如空 间电磁辐射、强电设备启停、酸碱环境腐蚀等)、信号 串扰、电源或地线干扰等影响系统的可靠性； (4)请专家和有经验的设计人员对系统的设计方案 严格把关； (5)作必要的冗余设计或增加自诊断功能。
2. 确定系统基本结构 单片机应用系统结构一般是以单片机为核心外部 扩展相关电路的形式。确定了系统中的单片机、存储 器分配及输入/输出方式就可大体确定出单片机应用系 统的基本组成。 1)单片机 在系统详细方案设计时，先要确定单片机的型号。 所选单片机的型号不同，组成的系统结构也就不同。
第7章 单片机应用系统设计与开发
1. 系统需求调查
第7章 单片机应用系统设计与开发
做好详细的系统需求调查是对研制新系统准确定
位的关键。当你建造一个新的单片机应用系统时，首
先要调查市场或用户的需求，了解用户对未来新系统
的希望和要求，通过对各种需求信息进行分析综合，
得出市场或用户是否需要新系统的结论。
第7章 单片机应用系统设计与开发
其次，应对国内外同类系统的状况进行调查。调 查的主要内容包括：①原有系统的结构、功能以及存 在的问题；②国内外同类系统的最新发展情况以及与 新系统有关的各种技术资料；③同行业中哪些用户已 经采用了新的系统，它们的结构、功能、使用情况以 及所产生的经济效益。
经过需求调查，整理出需求报告，作为系统可行 性分析的主要依据。显然，需求报告的准确性将左右 可行性分析的结果。
第7章 单片机应用系统设计与开发
2. 性能价格比高 单片机除体积小、功耗低等特点外，最大的优势在 于高性能价格比。 3.操作简便 如果所设计的产品人机交互过多，必然会给用户操 作带来一定困难，也不利于最大限度地降低劳动强度。 4.设计周期短 只有缩短设计周期，才能有效地降低设计费用，充 分发挥新系统的技术优势，及早占领市场并具有一定的 竞争力。
第7章 单片机应用系统设计与开发
7.2 单片机应用系统设计的 基本原则与方法
7.2.1 单片机应用系统的基本设计原则 单片机应用系统的基本设计原则是：①可靠性高；
②性能价格比高；③操作简便；④设计周期短。 1.可靠性高 高可靠性是系统应用的前提，在系统设计的每一个
环节，都应该将可靠性作为首要的设计准则。
第7章 单片机应用系统设计与开发
3. 系统方案设计 系统方案设计是系统实现的基础，这项工作要十分 仔细，考虑周全。方案设计的主要依据是市场或用户 的需求、应用环境状况、关键技术支持、同类系统经 验借鉴及开发人员设计经验等。主要内容包括：①系 统结构设计；②系统功能设计；③系统实现方法。
第7章 单片机应用系统设计与开发
第7章 单片机应用系统设计与开发
7. 生成正式系统(或产品)
作为正式系统(或产品)，不仅要提供一个能正确可 靠运行的系统(或产品)，而且还应提供关于该系统(或 产品)的全部文档。这些文档包括系统设计方案、硬件 电原理图、软件程序清单、软/硬件功能说明、软/硬件 装配说明书、系统操作手册等。在开发产品时，还要 考虑到产品的外观设计、包装、运输、促销、售后服 务等商品化问题。
4. 系统建造 这一阶段的工作是将前面产生的系统方案付诸实 施，将硬件框图转化为具体电路，软件流程用程序加 以实现。设计硬件电路时，单片机的选用对电路结构 及复杂度有较大影响。一个合适的单片机将会最大限 度地降低其外围连接电路，从而简化整个系统的硬件。
第7章 单片机应用系统设计与开发
5. 系统调试 系统调试检验所设计系统的正确与可靠，从中发 现组装问题或设计错误。这里所指的设计错误，是指 设计过程中所出现的小错误或局部错误，决不允许出 现重大错误。 6.系统方案局部修改、再调试 对于系统调试中发现的问题或错误以及出现的不 可靠因素要提出有效的解决方法，然后对原方案做局 部修改，再进入调试。