【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 短路時(shí) , 電源能否正確反應(yīng)。電子負(fù)載可采用短路測(cè)試鍵來(lái)模擬短路負(fù)載 ,可以直接測(cè)量其短路時(shí)的輸出電壓及電流。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 匯編程序設(shè)計(jì)概述 程序設(shè)計(jì)有時(shí)可能是很復(fù)雜的工作，為了把復(fù)雜的工作條理化，就要有相應(yīng)的步驟和方法，其步驟一般概括為以下幾點(diǎn)： ⑴分析題意確定算法。對(duì)復(fù)雜的問(wèn)題進(jìn)行具體分析，找出合理的計(jì)算方法及適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 ⑵根據(jù)算法畫(huà)出程序框圖。畫(huà)程序框圖可以把算法和解題步驟逐步具體化，以減少出錯(cuò)的可能性。 ⑶編寫(xiě)程序。根據(jù)程序框圖所表示的算法和步驟，選用適當(dāng)指令排列起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體，即程序。 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)是研制過(guò)程中任務(wù)最繁重的一項(xiàng)工作，難度也比較大。對(duì)于某些較復(fù)雜 的應(yīng)用系統(tǒng)，不僅要使用匯編語(yǔ)言來(lái)編程，有時(shí)還要使用高級(jí)語(yǔ)言。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件主要包括兩大部分：用于管理單片機(jī)微機(jī)系統(tǒng)工作的監(jiān)控程序和用于執(zhí)行實(shí)際具體任務(wù)的功能程序。對(duì)于前者，應(yīng)盡可能利用現(xiàn)成微機(jī)系統(tǒng)的監(jiān)控程序。為了適應(yīng)各種應(yīng)用的需要，現(xiàn)代的單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的監(jiān)控軟件功能相當(dāng)強(qiáng)，并附有豐富的實(shí)用子程序，可供用戶直接調(diào)用，例如鍵盤(pán)管理程序、顯示程序等。因此，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件邏輯和確定應(yīng)用系統(tǒng)的操作方式時(shí)，就應(yīng)充分考慮這一點(diǎn)。這樣可大大減少軟件設(shè)計(jì)的工作量，提高編程效率。后者要根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的功能要求來(lái)編程序。例如 ，外部數(shù)據(jù)采集、控制算法的實(shí)現(xiàn)、外設(shè)驅(qū)動(dòng)、故障處理及報(bào)警程序等等。 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)千差萬(wàn)別，不存在統(tǒng)一模式。開(kāi)發(fā)一個(gè)軟件的明智方法是盡可能采用模塊化結(jié)構(gòu)。根據(jù)系統(tǒng)軟件的總體構(gòu)思，按照先粗后細(xì)的方法，把整個(gè)系統(tǒng)軟件劃分成多個(gè)功能獨(dú)立、大小適當(dāng)?shù)哪K。應(yīng)明確規(guī)定各模塊的功能。盡量使每個(gè)模塊功能單一，各模塊間的接口信息簡(jiǎn)單、完備，接口關(guān)系統(tǒng)一，盡可能使各模塊間的聯(lián)系減少到最低限度。這樣，各個(gè)模塊可以分別獨(dú)立設(shè)計(jì)、編制和調(diào)試，最后再將各個(gè)程序模塊連接成一個(gè)完整的程序進(jìn)行調(diào)試。 Keil 開(kāi)發(fā)軟件介紹 Keil IDE μ Vision2 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境是 Keil Software 開(kāi)發(fā)的基于 80C51 內(nèi)核的微型處理器軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，內(nèi)嵌多種符合當(dāng)前工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)工具。可以完成從工程建立、管理、編譯和鏈接，目標(biāo)代碼的生成，軟件仿真，硬件仿真等完整的開(kāi)發(fā)流程。尤其 C編譯工具在產(chǎn)生代碼的準(zhǔn)確性和效率方面達(dá)到了較高的水平，而且可以附加靈活的控制河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 選項(xiàng)，在開(kāi)發(fā)大型項(xiàng)目時(shí)非常理想。 Keil 軟件開(kāi)發(fā)的流程： ⑴建立工程。 ⑵為工程選擇目標(biāo)器件。 ⑶設(shè)置工程的配置參數(shù)。 ⑷打開(kāi) /建立程序文件。 ⑸編譯和鏈接工程。 ⑹糾正程序中 的書(shū)寫(xiě)和語(yǔ)法錯(cuò)誤并重新編譯連接。 ⑺對(duì)程序中某些純軟件的部分使用軟件仿真驗(yàn)證。 ⑻使用 TKS 硬件仿真器對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行硬件仿真。 ⑼將生成的 Hex 文件燒寫(xiě)到 ROM中運(yùn)行測(cè)試。 上面的流程只是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)流程，實(shí)際中用戶可能反復(fù)重復(fù)一個(gè)或幾個(gè)步驟。 ADC0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計(jì) 電子負(fù)載系統(tǒng)對(duì)外界電壓電流參數(shù)的測(cè)試過(guò)程中，我們可以把模數(shù)轉(zhuǎn)換程序以子程序的形式在程序段中出現(xiàn)，而在主程序中當(dāng)需要測(cè)量電壓電流參數(shù)時(shí)，直接調(diào)用 ADC 轉(zhuǎn)換子程序?qū)崿F(xiàn)。程序形式如下： ORG 00H ；主程序段 開(kāi)始 ?? ?? CALL ADC _convert ；調(diào)用 ADC轉(zhuǎn)換子程序 ADC_convert: ； ADC 轉(zhuǎn)換子程序 ?? ?? RET ；子程序調(diào)用返回 ?? END ；主程序結(jié)束 結(jié)合本設(shè)計(jì)硬件的連接方式，模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序?yàn)椋? ADC_convert: CLR ；選通 IN0 通道測(cè)電壓值 CLR SETB ；啟動(dòng) ADC0809 CLR CALL DELAY ；延時(shí) 1ms 等待 AD轉(zhuǎn)換結(jié)束 MOV A,P0 ；送轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)到累加器 A 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) MOV 30H,A ；轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)暫放緩存區(qū) SETB ；選通 IN1 通道測(cè)電流值 CLR SETB ；啟動(dòng) 0809 CLR CALL DELAY ；延時(shí) 1ms 等待 AD轉(zhuǎn)換結(jié)束 MOV A,P1 MOV 31H,A ；轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)暫放緩存區(qū) RET ； AD轉(zhuǎn)換結(jié)束，返回 顯示子程序 為節(jié)省單片機(jī)端口，此設(shè)計(jì)使用 74LS138三－八譯碼器及 4543－ BCD碼七段譯碼器。這樣只需占用單片機(jī)的一個(gè)口，就可以動(dòng)態(tài)顯示 8位 LED 數(shù)碼管，大 大減少了對(duì)單片機(jī)管腳的占用。 74LS138 三－八譯碼器及 4543－ BCD 碼七段譯碼器外形封裝如圖所示。 MOV A,33H ANL A,00001111B MOV P1,A ；送第 1位顯示 CALL DELAY MOV A,33H SWAP A ANL A,00001111B ORL A,00010000B MOV P1,A ；送第 2位顯示 CALL DELAY MOV A,34H ANL A,00001111B ORL A,00100000B MOV P1,A ；送第 3位顯示 CALL DELAY MOV A,34H SWAP A ANL A,00001111B ORL A,00110000B MOV P1,A ；送第 4位顯示 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) CALL DELAY RET 電子負(fù)載程序設(shè)計(jì)流程圖 ⑴電子負(fù)載程序設(shè)計(jì)主程序流程圖如圖 3－ 1 所示。 無(wú) 圖 3－ 1 主程序流程圖 ⑵ 電子負(fù)載程序設(shè)計(jì)按鍵程序流程圖如圖 3－ 2所示。 開(kāi)始 系統(tǒng)初始化 數(shù)碼管測(cè)試 調(diào) AD 轉(zhuǎn)換子程序 調(diào)顯示子程序顯示 U 調(diào) PWM 占空比 有按鍵按下否？ 調(diào) AD 轉(zhuǎn)換子程序 調(diào)顯示子程序顯示 I 有按鍵按下否？ 調(diào) AD 轉(zhuǎn)換子程序 調(diào)顯示子程序顯示 P 有按鍵按下否？ 調(diào) PWM 占空比 調(diào) PWM 占空比 調(diào) AD 轉(zhuǎn)換子程序 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 圖 3－ 2 按鍵程序流程圖 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 4 系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì) 硬件系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì) 內(nèi)部如 ROM、 RAM、 I/O 口、計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等容量不夠使用時(shí)，必須在外部擴(kuò)充，選擇適當(dāng)?shù)臄U(kuò)充 IC，設(shè)計(jì)相容的電路。二是系統(tǒng)裝置，即按照系統(tǒng)功能要求配備外圍設(shè)備，如一個(gè)單片機(jī)微處理器 的硬件電路設(shè)計(jì)包括兩個(gè)部分：一是系統(tǒng)擴(kuò)充，即單片機(jī)外圍鍵盤(pán)、顯示器、打印機(jī)、 A/D 轉(zhuǎn)換器、 D/A 轉(zhuǎn)換器、串行通信接口，設(shè)計(jì)合適的接口電路。 硬件設(shè)計(jì)需要考慮下列幾點(diǎn)： ⑴盡可能選擇典型的電路（市場(chǎng)已有的）。 ⑵系統(tǒng)的擴(kuò)充與外圍裝置，應(yīng)充分滿足應(yīng)用系統(tǒng)的要求，并留一些擴(kuò)充槽，以便進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。 ⑶硬件結(jié)構(gòu)應(yīng)結(jié)合應(yīng)用軟件一并考慮。軟件有執(zhí)行的功能盡可能由軟件來(lái)執(zhí)行，以簡(jiǎn)化硬件結(jié)構(gòu)。但是必須注意，由軟件執(zhí)行硬件的功能，其響應(yīng)時(shí)間比直接使用硬件要長(zhǎng)，且占用 CPU時(shí)間。 ⑷整個(gè)系統(tǒng)器件盡可能做到性 能匹配。例如選用石英震蕩器頻率較高時(shí)，應(yīng)選擇存取速度較快的 IC；選擇 COMS 單片機(jī)構(gòu)成低功耗系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)所有的 IC 都應(yīng)選擇低功耗的 IC。 ⑸可靠性及抗干擾設(shè)計(jì)及其重要的部分，包括器件選擇、電路板布線，通道隔離等。 ⑹單片機(jī)微處理器外接電路較多時(shí)，必須考慮其驅(qū)動(dòng)能力，驅(qū)動(dòng)能力不足時(shí)，系統(tǒng)工作不可靠。解決辦法是增加驅(qū)動(dòng)能力，或減少 IC 功耗，降低總線負(fù)荷。 硬件系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)所注意事項(xiàng) ⑴與外界容易產(chǎn)生干擾的輸入點(diǎn)、繼電器的輸出接點(diǎn)等器件部分，采用光耦隔離，使外界雜散信號(hào)無(wú)法干擾 CPU 的運(yùn)行，即易受干 擾的輸入或輸出接點(diǎn)以光耦隔離（ PC81 PC82 4N2 4N35 等）。 ⑵沒(méi)有使用到的端口引腳（尤其是 P0 口）應(yīng)接到一個(gè)固定邏輯電位上（ 0 或 1），以免受到外界靜電干擾，導(dǎo)致 CPU 運(yùn)行失常而產(chǎn)生“死機(jī)”。 ⑶易受雜散信號(hào)干擾處，則接一個(gè) 的樹(shù)脂電容到機(jī)體外殼，使雜散信號(hào)的尖峰毛刺經(jīng)此電容后到外殼。 ⑷每一顆 IC的 VCC 與 GND 之間一般接 ～ 的積層電容，以使電源電壓波的波紋及雜散信號(hào)有所旁路，不致影響該 IC 的正常運(yùn)行。同時(shí)也可抵消電路的電感河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 性，使整個(gè)電路具有較佳的穩(wěn)定性。 ⑸石英晶體的兩腳越短越好，越接近 8051 的 1 19 腳震蕩效果越好、越穩(wěn)定。 ⑹硬件電路中若有接近開(kāi)關(guān)、按鈕開(kāi)關(guān)及切撥開(kāi)關(guān)等設(shè)計(jì)時(shí)，其輸入到 8051 的端口引腳，最好加接斯密特門電路，如 74244，以排除不必要的雜散信號(hào)，使工作穩(wěn)定；且導(dǎo)線太長(zhǎng)可考慮將輸入端電壓提高為 12V 或 24V，再串接光耦或使用磁簧繼電器。 ⑺設(shè)計(jì)時(shí)個(gè)外圍 IC（如 825 ROM、 RAM 等）盡量使用同一品牌，以免因相互間的延遲時(shí)間不同，而導(dǎo)致存取數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤。 ⑻所設(shè)計(jì)的的邏輯門，盡量使用“ 高速 CMOS”型，如 74HCXXX 的 IC，以配 合 CPU的快速動(dòng)作要求。 ⑼硬件設(shè)計(jì)時(shí)盡量使用商品化的設(shè)計(jì)電路，以減少個(gè)人開(kāi)發(fā)時(shí)間。 軟件系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì) 在提高硬件系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)的同時(shí)，軟件系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)以其設(shè)計(jì)靈活、節(jié)約硬件資源、可靠性好越來(lái)越受到重視。 在工程實(shí)踐中，軟件系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要是： 一、消除模擬輸入信號(hào)的嗓聲（如數(shù)字濾波技術(shù)）；二、程序運(yùn)行混亂時(shí)使程序重入正軌的方法。本文針對(duì)后者提出了幾種有效的軟件抗干擾方法。 指令冗余 CPU 取指令過(guò)程是先取操作碼，再取操作數(shù)。當(dāng) PC 受干擾出現(xiàn)錯(cuò)誤，程序便脫離正常軌道“亂飛”，當(dāng)亂飛到某雙字節(jié)指令，若取指令時(shí)刻落在操作數(shù)上，誤將操作數(shù)當(dāng)作操作碼，程序?qū)⒊鲥e(cuò)。若“飛” 到了三字節(jié)指令，出錯(cuò)機(jī)率更大。 在關(guān)鍵地方人為插入一些單字節(jié)指令，或?qū)⒂行巫止?jié)指令重寫(xiě)稱為指令冗余。通常是在雙字節(jié)指令和三字節(jié)指令后插入兩個(gè)字節(jié)以上的 NOP。這樣即使亂飛程序飛到操作數(shù)上，由于空操作指令 NOP 的存在，避免了后面的指令被當(dāng)作操作數(shù)執(zhí)行，程序自動(dòng)納入正軌。 此外，對(duì)系統(tǒng)流向起重要作用的指令如 RET、 RETI、 LCALL、 LJMP、 JC 等指令之前插入兩條 NOP，也可將亂飛程序納入正軌 ，確保這些重要指令的執(zhí)行。 攔截技術(shù) 所謂攔截，是指將亂飛的程序引向指定位置，再進(jìn)行出錯(cuò)處理。通常用軟件陷阱來(lái)攔截亂飛的程序。因此先要合理設(shè)計(jì)陷阱，其次要將陷阱安排在適當(dāng)?shù)奈恢谩? 軟件陷阱的設(shè)計(jì) 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 當(dāng)亂飛程序進(jìn)入非程序區(qū)，冗余指令便無(wú)法起作用。通過(guò)軟件陷阱，攔截亂飛程序，將其引向指定位置，再進(jìn)行出錯(cuò)處理。軟件陷阱是指用來(lái)將捕獲的亂飛程序引向復(fù)位入口地址 0000H 的指令。通常在 EPROM 中非程序區(qū)填入以下指令作為軟件陷阱： NOP NOP LJMP 0000H 其機(jī)器碼為 0000020210。 陷阱的安排： 通常在程序中未使用的 EPROM 空間填 0000020210。最后一條應(yīng)填入 020210，當(dāng)亂飛程序 落到此區(qū)，即可自動(dòng)入軌。在用戶程序區(qū)各模塊之間的空余單元也可填入陷阱指令。當(dāng)使用的中斷因干擾而開(kāi)放時(shí)，在對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序中設(shè)置軟件陷阱，能及時(shí)捕獲錯(cuò)誤的中斷。如某應(yīng)用系統(tǒng)雖未用到外部中斷 1，外