清华大学：《单片机原理与应用技术》课程教材电子教案（PPT课件讲稿）第10章 应用系统设计及接口技术

第10章应用系统设计及接口技术 oror tor rorbrooroo UNIVERSITY PRES (课时:12学时) 清华大学出版社画

http://www.wenyuan.com.cn/webnew/ 第10章 应用系统设计及接口技术 （课时：12学时）

SINGHU生 UNIVER 教学目的 了解单片机应用系统设计方法及开发工具。 掌握独立式键盘和矩阵式键盘的原理与应用 掌握LED显示器的原理与静态显示和动态显示的特点。 掌握LCD显示器的原理与笔段型LCD的应用。 掌握D/A转换常用芯片特性及应用 掌握AD转换常用芯片特性及应用 通过设计二个实例,了解项目设计中的一些方法和技巧。 学习重点和难点 ■四个模块技术(键盘、显示、D/A转换、AD转换)的掌握和综合应用。 应用系统的程序设计和调试 清华大学, 出版社

http://www.wenyuan.com.cn/webnew/ 教学目的 ◼ 了解单片机应用系统设计方法及开发工具。 ◼ 掌握独立式键盘和矩阵式键盘的原理与应用。 ◼ 掌握LED显示器的原理与静态显示和动态显示的特点。 ◼ 掌握LCD显示器的原理与笔段型LCD的应用。 ◼ 掌握D/A转换常用芯片特性及应用。 ◼ 掌握A/D转换常用芯片特性及应用。 ◼ 通过设计二个实例，了解项目设计中的一些方法和技巧。 学习重点和难点 ◼ 四个模块技术(键盘、显示、D/A转换、A/D转换)的掌握和综合应用。 ◼ 应用系统的程序设计和调试

TSINGHUA 第10章应用系统设计及接口技术 10.1单片机应用系统概述 10.2键盘接口 10.3显示器接口 10.4数/模转换接口 10.5模/数转换接口 ■10.6单片机应用系统实例 本章小结 习题 清华大学出版社⑨

http://www.wenyuan.com.cn/webnew/ 第10章 应用系统设计及接口技术 ◼ 10.1 单片机应用系统概述 ◼ 10.2 键盘接口 ◼ 10.3 显示器接口 ◼ 10.4 数/模转换接口 ◼ 10.5 模/数转换接口 ◼ 10.6 单片机应用系统实例 ◼ 本章小结 ◼ 习题

单片机应用系统概述 HUA 10.1.1单片机应用系统的结构 10.1.2单片机应用系统的设计方法 10.1.3单片机应用系统的开发工具 清华大学出版社⑨

http://www.wenyuan.com.cn/webnew/ 10.1 单片机应用系统概述 ◼ 10.1.1 单片机应用系统的结构 ◼ 10.1.2 单片机应用系统的设计方法 ◼ 10.1.3 单片机应用系统的开发工具

10.11单片机应用系统的结构 010 单片机应用系统是为完成某项任务而研制开发的用户系统, 是以单片机为核心,配以外围电路和软件,能实现设定任 务、功能的实际应用系统 根据不同的用途和要求,单片机应用系统的系统配置及软 件也就有所不同,但它们的开发过程和方法大致相同 一般的通用计算机系统大概包括以下一些主要设备:主机 (有主板、CPU、内存条)、人机交流设备(键盘、鼠标、显 示器)、存储器(光驱、软驱、U盘等)、网卡、打印机等。 清华大学出版社⑨

http://www.wenyuan.com.cn/webnew/ 10.1.1 单片机应用系统的结构 ◼ 单片机应用系统是为完成某项任务而研制开发的用户系统， 是以单片机为核心，配以外围电路和软件，能实现设定任 务、功能的实际应用系统。 ◼ 根据不同的用途和要求，单片机应用系统的系统配置及软 件也就有所不同，但它们的开发过程和方法大致相同。 ◼ 一般的通用计算机系统大概包括以下一些主要设备：主机 (有主板、CPU、内存条)、人机交流设备(键盘、鼠标、显 示器)、存储器(光驱、软驱、U盘等)、网卡、打印机等

10.11单片机应用系统的结构 010 单片机应用系统所需要的一般配置: 单片机。 人机交流设备。输入设备有键盘和按键,输出设备有数码管、液晶显示 模块和指示灯等。 信号采集的输入通道。如岀租车的测距、测速装置,温控系统,温度计 的温度传感器、洗衣机的水位测量设备。 向操作对象发出各种控制信号的输岀通道。如空调启动压缩机的开关电 路,控制彩电的频道切换、颜色、音量等的接口电路。 如果需与其他计算机系统或智能设备实现信息交换,还需配置通信接口 电路。 有时还需扩展外部RAM、EEPR0M用于存放数据。如彩电遥控系统中存放 系统数据的存储器。 清华大学出版社⑨

http://www.wenyuan.com.cn/webnew/ 10.1.1 单片机应用系统的结构 ◼ 单片机应用系统所需要的一般配置： ⚫ 单片机。 ⚫ 人机交流设备。输入设备有键盘和按键，输出设备有数码管、液晶显示 模块和指示灯等。 ⚫ 信号采集的输入通道。如出租车的测距、测速装置，温控系统，温度计 的温度传感器、洗衣机的水位测量设备。 ⚫ 向操作对象发出各种控制信号的输出通道。如空调启动压缩机的开关电 路，控制彩电的频道切换、颜色、音量等的接口电路。 ⚫ 如果需与其他计算机系统或智能设备实现信息交换，还需配置通信接口 电路。 ⚫ 有时还需扩展外部RAM、EEPROM用于存放数据。如彩电遥控系统中存放 系统数据的存储器

10.11单片机应用系统的结构 单片机典型应用系统的结构 EEPROM RAM 单片机 人机通道 输入输出设备 MCU 输入通道 传感器等 测控 对象 输出通道 执行机构 通信接口 其他计算机系统或智能设备 社

http://www.wenyuan.com.cn/webnew/ 10.1.1 单片机应用系统的结构 测控 对象 其他计算机系统或智能设备 单片机 MCU EEPROM 人机通道 RAM 输出通道 输入通道 通信接口 输入/输出设备 传感器等 执行机构 单片机典型应用系统的结构

10.1.2单片机应用系统的设计方法 单片机应用系统的技术要求各不相同,针对具体的任务,设 计方法和步骤也不完全相同。这里我们只能讨论单片机应用 系统的一般设计方法。 为完成某一任务的单片机应用系统需要包含硬件和软件系统。 硬件和软件必须紧密结合,协调一致才能正常工作。在系统 研制过程中,硬件设计和软件设计不能截然分开。硬件设计 时应考虑软件设计方法,而软件也一定是基于硬件基础上进 行设计的。这就是所谓的“软硬结合” 单片机应用系统的研制过程包括确定任务、总体设计、硬件 设计、软件设计、系统调试、产品化等几个阶段。它们不是 绝对分开的,有时是交叉进行的 清华大学出版社⑨

http://www.wenyuan.com.cn/webnew/ 10.1.2 单片机应用系统的设计方法 ◼ 单片机应用系统的技术要求各不相同，针对具体的任务，设 计方法和步骤也不完全相同。这里我们只能讨论单片机应用 系统的一般设计方法。 ◼ 为完成某一任务的单片机应用系统需要包含硬件和软件系统。 硬件和软件必须紧密结合，协调一致才能正常工作。在系统 研制过程中，硬件设计和软件设计不能截然分开。硬件设计 时应考虑软件设计方法，而软件也一定是基于硬件基础上进 行设计的。这就是所谓的“软硬结合” 。 ◼ 单片机应用系统的研制过程包括确定任务、总体设计、硬件 设计、软件设计、系统调试、产品化等几个阶段。它们不是 绝对分开的，有时是交叉进行的

10.1.3单片机应用系统的开发工具 单片机应用系统开发必须经过调试阶段,只有经过调试才 能发现问题,改正错误,最终完成开发任务。实际上,对 于较复杂的程序,大多数情况下都不可能一次性就调试成 功,即使是资深程序员也是如此 单片机只是一块芯片而已,本身并无开发能力,要借助开 发工具才能实现系统设计。开发工具主要包括电脑、编程 器(又称写入器)、仿真机。如果使用EPRM作为存储器还要 配备紫外线擦除器。其中必不可少的工具是电脑和编程器 (当然对于在线可编程的单片机,如89S51,也可以不用编 程器,而通过下载电缆下载)。 清华大学出版社⑨

http://www.wenyuan.com.cn/webnew/ 10.1.3 单片机应用系统的开发工具 ◼ 单片机应用系统开发必须经过调试阶段，只有经过调试才 能发现问题，改正错误，最终完成开发任务。实际上，对 于较复杂的程序，大多数情况下都不可能一次性就调试成 功，即使是资深程序员也是如此。 ◼ 单片机只是一块芯片而已，本身并无开发能力，要借助开 发工具才能实现系统设计。开发工具主要包括电脑、编程 器(又称写入器)、仿真机。如果使用EPROM作为存储器还要 配备紫外线擦除器。其中必不可少的工具是电脑和编程器 (当然对于在线可编程的单片机，如89S51，也可以不用编 程器，而通过下载电缆下载)

10.1.3单片机应用系统的开发工具 1.仿真机及其使用 (1)开发环境 单片机程序的编写、编译、调试等都是在一定的集成开发 环境下进行的。 集成开发环境仿真软件(CE)将文件的编辑,汇编语言的汇 编、连接,高级语言的编译、连接高度集成于一体,能对 汇编程序和高级程序进行仿真调试 单片机程序如果是汇编编写的,文件名后必须加后缀名 “ASM"。如果是051编写的,必须加后缀名“.C"。 清华大学出版社⑨

http://www.wenyuan.com.cn/webnew/ 10.1.3 单片机应用系统的开发工具 1. 仿真机及其使用 (1) 开发环境 ⚫ 单片机程序的编写、编译、调试等都是在一定的集成开发 环境下进行的。 ⚫ 集成开发环境仿真软件(ICE)将文件的编辑，汇编语言的汇 编、连接，高级语言的编译、连接高度集成于一体，能对 汇编程序和高级程序进行仿真调试。 ⚫ 单片机程序如果是汇编编写的，文件名后必须加后缀名 “.ASM”。如果是C51编写的，必须加后缀名“.C”