freescalemc9s08單片機原理與應用第01章-資料下載頁
2025-08-12 09:50本頁面
【導讀】一個典型的微型計算機包括：運算器、控制器、存儲器和輸入/輸出接口四部分。存儲器包括程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器兩類。軟件部分包括系統(tǒng)軟件和應用軟件。算機的組成如圖1-1所示。微型計算機種類繁多，型號各異。因此，可以從不同角度對其進行分類。微處理器的字長和按微型機的構成形式進行分類。產(chǎn)品和簡單的過程控制，是微型機的低級階段。用8位字長的微處理器作CPU，其數(shù)據(jù)總線寬度為8位。8位機中字長和字節(jié)是同一個。8位微處理器推出時，微型機在硬件和軟件技術方面都已比較成熟，所以8位機的指。16位微處理器不僅在集成。公司推出Pentium微處理器之后，使32位微處理器技術進入一個嶄新階段。稱為單板微型計算機，簡稱單板機。機，早期的英文名稱是Single-chipMicroputer，簡稱單片機。后來將單片機稱之為微控制。我國學者或技術人員一般使用“單片機”。一詞，所以本書后面還是統(tǒng)一使用“單片機”這個術語。保密化、價格低廉等特點。利用單片機可以較方
【正文】 其他器件代替。 4） 考慮硬件系統(tǒng)總體結構時，同樣要注意通用性的問題。對于一個較復雜的系統(tǒng)，設計者往往希望將其模塊化，即對中央控制單元、輸入接口、輸出接口、人機接口等分塊進行10 設計，然后采用一定的連接方式將其組合成一個完整的系統(tǒng)。 5） 在滿足應用系統(tǒng)功能要求的基礎上，系統(tǒng)的擴展及各功能模塊的設計應適當留有余地，以備將來修改、擴展之需。 6） 設計時應盡可能地多 做 調(diào)研，采用最新的技術。因為電子技術發(fā)展迅速，器件更新?lián)Q代很 快，市場上不斷推出性能更優(yōu)、功能更強的芯片，只有時刻注意這方面的發(fā)展動態(tài)，采用新技術、新工藝，才能使產(chǎn)品具有最先進的性能，不落后于時代發(fā)展的潮流。 7） 電路設計時，要充分考慮應用系統(tǒng)各部分的驅(qū)動能力。不同的電路有不同的驅(qū)動能力，對后級系統(tǒng)的輸入阻抗要求也不一樣。如果阻抗匹配不當，系統(tǒng)驅(qū)動能力不夠，將導致系統(tǒng)工作不可靠甚至無法工作。值得注意的是，這種不可靠很難通過一般的測試手段來確定，而排除這種故障往往需要對系統(tǒng)作較大的調(diào)整。因此，在電路設計時，要注意增加系統(tǒng)的驅(qū)動能力或減少系統(tǒng)的功耗。 電路原理圖設計可以使 用專門的電路設計軟件，如常見的 Protel、 ORCAD 等。 （ 5）印刷電路板設計 設計完了硬件原理圖，就可以進行印刷電路板（ PCB）的設計了。在進行 PCB 設計時，應注意以下幾個方面： 1） 元器件布局要盡量合理。 2） 模擬地與數(shù)字地盡量分開，以減少干擾。 3） 地線加粗、覆銅。 4） 根據(jù)工藝要求，設計機箱、面板、配線、接插件等，這也是一個初次進行系統(tǒng)設計人員容易疏忽但又十分重要的問題。設計時要充分考慮到安裝、調(diào)試、維修的方便。 印刷電路板設計好后，應進行檢查，核對是否與原理圖相符，并且檢查有無其他的電氣問題。確 認所設計的印刷電路板沒有 錯誤后 ，將設計的 PCB 文件交給電路板制作廠家進行印刷電路板的制作。 印刷電路板的設計可以使用專門的印刷電路板設計軟件，如 Protel。 （ 6）程序設計與模擬調(diào)試 印刷電路板的制作一般需要 十天 左右的時間。在印刷電路板制作期間，可以進行某些程序模塊的編寫和模擬調(diào)試。 特別是 對那些與硬件關系不大的程序模塊進行模擬調(diào)試，如數(shù)據(jù)運算、邏輯關系測試等。這樣可以加快項目的開發(fā)。目前，許多集成開發(fā)環(huán)境具有模擬調(diào)試功能，如著名的 Keil uVision2 集成環(huán)境、萬利公司的 MedWin、 Holtek 公司 的 HTIDE 等。 應用系統(tǒng)種類繁多，程序設計人員的編程風格也不盡相同，因此應用程序因系統(tǒng)而異，因人而異。盡管如此，優(yōu)秀的應用程序還是有其共同特點和規(guī)律的。設計人員在進行程序設計時應從以下幾個方面加以考慮： 1） 模塊化、結構化的程序設計。根據(jù)系統(tǒng)功能要求，將軟件分成若干個相對獨立的模塊 ， 實現(xiàn)各功能程序的模塊化、子程序化。根據(jù)模塊之間的聯(lián)系和時間上的關系，設計出合理的軟件總體結構，使其清晰、簡捷、流程合理。這樣，既便于調(diào)試，又便于移植、修改。 2） 建立正確的數(shù)學模型。即根據(jù)功能要求，描述出各個輸入和輸出變量之 間的數(shù)學關系，它是關系到系統(tǒng)性能好壞的重要因素。 3） 為提高軟件設計的總體效率，以簡明、直觀的方法對任務進行描述，在編寫應用軟件之前， 一般 應繪制出程序流程圖。這不僅是程序設計的一個重要組成部分，而且是決定成敗11 的關鍵部分。從某種意義上講，設計 正確恰當?shù)?程序流程圖，可以縮短源程序編輯調(diào)試時間。 4） 合理分配系統(tǒng)資源，包括 ROM、 RAM、定時 /計數(shù)器、中斷源等。其中，片內(nèi) RAM的 分配 是 關鍵，當資源規(guī)劃好后，應列出一張資源詳細分配表，以 方便 編程 查閱 。 5） 注意在程序的 相關 位置寫上功能注釋，提高程序的可讀性。 6） 加 強軟件抗干擾設計， 這 是提高計算機應用系統(tǒng)可靠性的有力措施。 通過編輯軟件編輯出的源程序，必須用編譯程序匯編后生成目標代碼。如果源程序有語法錯誤則返回編輯過程，修改源文件后再繼續(xù)編譯，直到無語法錯誤為止。這之后就可以利用目標碼進行程序調(diào)試或者模擬調(diào)試了，在運行中 ，如果 發(fā)現(xiàn)設計上的錯誤 ，則需要 重新修改源程序 并編譯調(diào)試 ，如此反復直到成功。 （ 7）印刷電路板的測試 印刷電路制作完成后，需要對其進行必要的測試，如檢查是否存在短路等。然后，進行元器件的焊接。元器件的焊接按照元器件的高度從低到高的順序進行焊接。焊接完畢， 應在不接電源的情況下，再進行必要的檢查（如檢查是否存在因焊接引起的短路問題）。若沒有問題，則可以上電進行仿真調(diào)試了。 （ 8）系統(tǒng)在線仿真調(diào)試 將所設計的印刷電路板連接到仿真環(huán)境中，進行程序的仿真調(diào)試工作。 這個階段的工作可以按照功能要求，分模塊進行，將各個模塊逐一進行仿真調(diào)試。各個模塊都調(diào)試成功后，將各個模塊組合到一起進行系統(tǒng)的整體仿真調(diào)試。直到所有的功能都能夠正常工作為止。 （ 9）系統(tǒng)試運行 系統(tǒng)所有的功能模塊都設計完畢并進行了仿真調(diào)試后，就可以將程序?qū)懭氲絾纹瑱C中，進行系統(tǒng)試運行。若試運行中出現(xiàn)問題，則對 出現(xiàn)的現(xiàn)象進行分析，然后修改程序，并轉(zhuǎn)到（ 8），直到系統(tǒng)試運行不出現(xiàn)問題為止。系統(tǒng)試運行成功后，可以進行項目的驗收。 習題與思考 題 簡述微型計算機的基本構成及分類。 簡述一般單片機的結構及各個部分的功能。 簡述單片機技術的特點及應用。 簡述單片機應用系統(tǒng)設計的方法和過程。 設計印刷電路板時，應注意哪些事項？
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