1、单片机技术及应用基于汇编及C51程序设计,第9章 单片机应用系统设计及举例,主 要 章 节,9.1 单片机应用系统开发过程9.2 单片机电子时钟的设计9.3 单片机数显温度计设计,2018/7/6,2,1,9.1 单片机应用系统开发过程,9.1.1 单片机应用系统开发的基本过程1. 明确系统的任务和功能要求2. 系统的总体方案设计3系统详细设计4系统仿真与制作5系统调试与修改6生成正式系统或产品,2018/7/6,3,1,9.1.2 单片机应用系统的硬件系统设计,1. 是单片机芯片及主要器件的选择1） 程序存储器2） 数据存储器3） 集成的外部设备4） 并行I/O接口5） 系统速度匹配2. 系
2、统扩展和配置。1）扩展：程序存储器、数据存储器、I/O口、定时/计数器、中断系统2）配置：键盘、显示器、打印机、A/D转换器、D/A转换器3. 其他电路设计1）译码电路 2）总线驱动器3） 抗干扰电路,2018/7/6,4,1,9.1.3 单片机应用系统的软件设计,1. 软件设计的特点(1)软件结构清晰、简捷、流程合理。(2)各功能程序实现模块化、系统化。这样，既便于调试、连接，又便于移植、修改和维护。(3)程序存储区、数据存储区规划合理，既能节约存储容量，又能给程序设计与操作带来方便。(4)运行状态实现标志化管理。各个功能程序运行状态、运行结果以及运行需求都设置状态标志以便查询，程序的转移、
3、运行、控制都可通过状态标志来控制。(5)经过调试修改后的程序应进行规范化，除去修改“痕迹”。规范化的程序便于交流、借鉴，也为以后的软件模块化、标准化打下基础。(6)实现全面软件抗干扰设计。软件抗干扰是计算机应用系统提高可靠性的有力措施。(7)为了提高运行的可靠性，在应用软件中设置自诊断程序，在系统运行前先运行自诊断程序，用以检查系统各特征参数是否正常。,2018/7/6,5,1,2. 资源分配1）程序存储器ROM/EPROM资源的分配2）数据存储器RAM资源的分配3）定时/计数器、中断、串行口等分配,2018/7/6,6,1,9.2 单片机电子时钟的设计,9.2.1 功能要求本设计电子时钟主要
4、功能为：(1)自动计时功能。(2)能显示计时时间，显示效果良好。(3)有校时功能，能对时间进行校准。扩展功能：（用户自己添加）(4)具有整点报时功能，在整点时使用蜂鸣器进行报时。(5)具有定时闹钟功能，能设定定时闹钟，在时间到时能使蜂鸣器鸣叫。,2018/7/6,7,1,9.2.2 总体方案设计,1计时方案第一种是通过单片机内部的定时器/计数器，采用软件编程来实现时钟计时，这种实现的时钟一般称为软时钟，这种方法的硬件线路简单，系统的功能一般与软件设计相关，通常用在对时间精度要求不高的场合；第二种是采用专用的硬件时钟芯片计时，这种实现的时钟一般称为硬时钟。专用的时钟芯片功能比较强大，除了自动实现
5、基本计时外，一般还具有日历和闰年补偿等功能，计时准确，软件编程简单，但硬件成本相对较高，通常用在对时钟精度要求较高的场合。,2018/7/6,8,1,2显示方案LED数码管, LED数码管显示亮度高，显示内容清晢，根据具体的连接方式可分为静态显示和动态显示。LCD液晶显示, 一般能显示的信息多，显示效果好，而且液晶显示器一般都带控制器，显示过程由自带的控制器控制，不须要CPU参与，但液晶显示器造价相对较高。,2018/7/6,9,1,定时选择硬件定时，显示选择LCD液晶显示，总体设计框图,2018/7/6,10,1,9.2.3 主要器件介绍,1. DS1302简介DS1302是DALLAS公司
6、推出的高性能低功耗涓流充电时钟芯片，内含有一个实时时钟/日历寄存器和31个字节静态RAM，实时时钟/日历寄存器能提供2100年之前的秒、分、时、日、日期、月、年等信息，每月的天数和闰年的天数可自动调整，时钟操作可通过AM/PM指示决定采用24小时或12小时格式。内部31个字节静态RAM可提供用户访问。对时钟/日历寄存器、RAM的读/写，可以采用单字节方式或多达31个字节的字符组方式；工作电压范围宽：2.05.5V；与TTL兼容，VCC=5V；温度范围宽，可在-40C+85C正常工作；采用主电源和备份电源双电源供电，备份电源可由电池或大容量电容实现；功耗很低，保持数据和时钟信息时功率小于1mW。
7、,2018/7/6,11,1,2. DS1302引脚功能,2018/7/6,12,1,X1、X2：32.768kHz晶振接入引脚。 GND：地。 ：复位引脚，低电平有效。I/O：数据输入/输出引脚，具有三态功能。SCLK：串行时钟输入引脚。VCC1：电源1引脚，备用电源。VCC2：电源2引脚,主电源。,3. DS1302的时钟/日历寄存器及片内RAM,1)控制寄存器 DS1302的 /RST引脚回到高电平后写入的第一个字就为控制命令。,2018/7/6,13,1,2018/7/6,1,14,2018/7/6,1,15,2)日历、时钟寄存器,4)DS1302的输入/输出过程,DS1302通过 -
8、RST引脚驱动输入/输出过程，当 置过 -RST高电平启动输入/输出过程，在SCLK时钟的控制下，首先把控制命令字写入DS1302的控制寄存器，其次根据写入的控制命令字，依次读写内部寄存器或片内RAM单元的数据，对于日历、时钟寄存器，根据控制命令字，一次可以读写一个日历、时钟寄存器，也可以一次读写8个字节，对所有的日历、时钟寄存器(表10.5中的时钟突发模式)，写的控制命令字为0BEH，读的控制命令字为0BFH；对于片内RAM单元，根据控制命令字，一次可读写一个字节，一次也可读写31个字节。当数据读写完后，过 -RST变为低电平结束输入/输出过程。无论是命令字还是数据，一个字节传送时都是低位在
9、前，高位在后，每一位的读写发生在时钟的上升沿。,4. DS1302与51单片机的接口,2018/7/6,17,1,驱动程序见书。,9.2.4 硬件电路设计,2018/7/6,18,1,9.2.5 软件程序设计,2018/7/6,19,1,软件程序划分为以下几个部分：系统主程序、DS1302驱动程序、LCD驱动程序。在主程序中调用DS1302驱动程序和LCD驱动程序，另外在主程序中还包含按键处理。 DS1302驱动程序和LCD驱动程序在前面已介绍，这里主要介绍主程序。,2018/7/6,1,20,程序见书,9.3 单片机数显温度计设计,9.3.1 功能要求本设计数显温度计主要功能为： (1)测量温度范围-5599。(2)测量精度0.5。(3)显示效果良好。扩展功能：（用户自己添加）(4)测量多点温度。(5)可温度上下限报警。,2018/7/6,21,1,
