❶ 开发单片机应用系统需要什么样的开发环境
明确任务
分析和了解项目的总体要求,并综合考虑系统使用环境、可靠性要求、可维护性及产品的成本等因素,制定出可行的性能指标。
(2)划分软、硬件功能
单片机系统由软件和硬件两部分组成。在应用系统中,有些功能既可由硬件来实现,也可以用软件来完成。硬件的使用可以提高系统的实时性和可靠性;使用软件实现,可以降低系统成本,简化硬件结构。因此在总体考虑时,必须综合分析以上因素,合理地制定硬件和软件任务的比例。
(3)确定希望使用的单片机及其他关键部件
根据硬件设计任务,选择能够满足系统需求并且性价比高的单片机及其他关键器件,如A/D、D/A转换器、传感器、放大器等,这些器件需要满足系统精度、速度以及可靠性等方面的要求。
(4)硬件设计
根据总体设计要求,以及选定的单片机及关键器件,利用Protel等软件设计出应用系统的电路原理图。
(5)软件设计
在系统整体设计和硬件设计的基础上,确定软件系统的程序结构并划分功能模块,然后进行各模块程序设计。
单片机程序设计语言可分为三类:
➢ 机器语言 :又称为二进制目标代码,是CPU硬件唯一能够直接识别的语言(在设计CPU时就已经确定其代码的含义)。人们要计算机所执行的所有操作,最终都必须转换成为相应的机器语言由CPU识别、控制执行。CPU系列不同,其机器语言代码的含义也不尽相同。
➢ 汇编语言 :由于机器语言必须转换为二进制代码描述,不便于记忆、使用和直接编写程序,为此产生了与机器语言相对应的汇编语言。用汇编语言编写的程序执行速度快,占用存储单元少,效率高。
➢ 高级语言 :高级语言具有很好的可读性,使程序的编写和操作都十分方便,目前广泛使用的高级语言是C51。
汇编语言和高级语言都必须被翻译成机器语言之后才能被CPU识别。
❷ 一般来说单片机开发系统应具备哪些功能
单片机应用系统的开发大体可分为三个阶段
1)确定任务,完成总体设计
(1)确定设计任务和系统功能指标,编写设计任务书
在单片机应用系统开发的前期阶段,首先必须认真细致地调查研究,深入了解用户各个方面的技术要求,了解国内外相似课题的技术水平,进行系统分析,摸清软件、硬件设计的技术难点等。然后确定课题所要完成的任务和应具备的功能,以及要达到的技术指标。综合考虑各种因素提出设计的初步方案,编写设计任务书。
设计任务书不但要明确系统设计任务,还要对系统规模做出规定,如主机机型、分机机型、配备哪些外围设备等,这是硬件设计、成本的依据。同时还应详尽说明系统的指标参数,操作规范,这是软件设计的基础。
(2)总体设计
拟定总体设计方案一般要通过认真调研、论证,最后定稿,以避免方案上的疏忽造成软件、硬件设计产生较大的返工,延误项目开发进程一总体方案的关键性计算难点,应设专题深入讨论,如传感器的选择。传感器常常是测试系统中的关键环节,一个设计合理的测控系统,往往会因传感器精度、非线性、温漂等指标限制,造成系统达不到指标要求。
总体设计要选择确定系统硬件的类型和数量,绘出系统硬件的总框图。其中主机电路是系统硬件的核心,耍依据系统功能的复杂程度、性能指标、精度要求,选定一种性能价格比合适的单片机型号,同时根据需要选定外围扩展芯片、人机接口电路及配置外部设备。
输入/输出通道是系统硬件的重要组成部分,总体设计要根据信号参数、功能指标要求合理选择通道数量、通道的结构、抗干扰措施、驱动能力等,确定输入/输出通道所需的硬件类型和数量。硬件电路各种类型的选择,一般都要进行综合比较,这些比较和选择必须是在局部试验的基础之上完成的。
总体设计还应完成软件设计任务分析,绘出系统软件的总框图。设计人员还应反复权衡哪些功能由硬件完成,哪些任务由软件完成,对软件、硬件比例做出合理安排。
总体设计一旦确定,系统的大致规模、软件的基本框架就确定了。然后就可将系统设计任务按功能模块分解成若干课题,拟定出详细的工作计划,使后面的软件、硬件设计同时并行展开。
2)硬件、软件设计与调试 U209B
(1)硬件设计
总体设计之后,就进入正式研制阶段。为使硬件设计尽可能合理,应注意下列原则。
①尽可能选择典型电路,采用硬件移植技术,力求硬件标准化、模块化。
②尽可能选择功能强的新型芯片取代若干普通芯片,以简化硬件电路,同时随着新型芯片价格不断降低,硬件系统成本也可能育所下降。
③系统扩展与配置应充分满足应用系统的功能要求,并留有余地,以备将来系统维护及更新换代。
④尽可能以软代硬。软、硬件具有可换性,硬件多了不但会增加成本,而且使系统出现故障的概率增加。以软代硬的实质是以时间代空间,可见这种代替是以降低系统的实时性为代价的。同此,考虑以软代硬的原则,应以不影响系统的性能为前提。
⑤可靠性及抗干扰设计。为确保系统长期可靠运行,硬件设计必须采取相应的可靠性及抗干扰措施,包括芯片、器件选择,去耦滤波,合理布线,通道隔离等。
⑥必须考虑驱动能力。单片机各I/O端口的负载能力有限,外部扩展应不超过其总负载能力的70%,如果扩展芯片较多,可能造成负载过重,系统工作不可靠。此时,应考虑设置线路驱动器。
⑦监测电路的设计。系统运行中出现故障,应能及时报警,这就要求系统具有自诊断功能,必须为系统设计有关监测电路。
⑧结构工艺设计。结构工艺设计是单片机应用系统设计的重要内容,可以单独列为硬件设计、软件设计之外的第三项设计内容,这里把它放在硬件设计中来研究。结构工艺设计包括系统设备的造型、壳体结构、外形尺寸、面板布局、模块固定连接方式、印制电路板、配线和插接件等。要求尽量做到标准化、规范化、模块化。一般以单片机为核心的产品,其单片机系统都足内装式、嵌入式,与设备本身有机地融为一体,这类产品都要求结构紧凑、美观大方,人机界面友好,便于操作、安装、调试及维修。
为提高硬件设计质量,加快研制速度,通常在设计印制电路板时,考虑开辟一小片机动布线区。在机动布线区中,可以插入若干片集成电路插座,并有金属化孔,但无布线。当样机研制中发现硬件电路有明显不足需要增加若干元器件时,可在机动布线区中临时拉线来完成,从而避免大返工。
(2)软件设计
单片机应用系统的设计以软件设计为重点,软件设计的工作量比较大。首先将软件总框图中的各功能模块具体化,逐级画出详细框图,作为软件设计的依据。
编程可采用汇编语言或各种高级语言。对于规模不大的软件多采用汇编语言编写,而对于较复杂的软件,且运算任务较重时,可考虑采用高级语言编程。C51、C96交叉编译软件是近年来较为流行的一种软件开发工具,它采用c语言编写源程序。
软件设计应当尽可能采用结构化设计和模块化编程的方法,这有利于查错、调试和增删程序。为提高可靠性,应实施软件抗干扰措施,编程必须进行优化,仔细推敲,合理安排,利用各种程序设计技巧,设计出结构清晰,便于调试和移植,占内存空间小,执行时间短的应用程序。
(3)碗件、软件调试
单片机应用系统硬件、软件研制与调试,由于单片机系统本身不具备自开发能力,所以必须借助于开发工具——单片机开发系统。通过它可方便地进行编程、汇编、调试、运行、仿真等操作。
单片机开发系统性能的优劣直接影响应用系统的设计水平和研制的工作效率。目前使用较多的是“通用型开发系统”,由通用微机系统、在线仿真器、EPROM及EEPROM读/写器等部分组成,如图5.3所示。另外,还有“简易型开发系统”、“软件模拟开发系统”、“专用开发系统”等。
硬件调试分以下两步进行。
①硬件电路检查。硬件电路检查在单片机开发系统之外进行,可用万用表、逻辑笔等常规工具,检查电路制作是否正确无误,要核对元器件规格、型号,检查芯片间连线是否正确,是否有短路、虚焊等故障,对电源系统更应仔细检查以防电源短路,极性错误。
②硬件诊断调试。硬件诊断调试在单片机开发系统上进行,用单片机开发系统的仿真头代替应用系统的单片机,再编制一些调试程序,即可迅速排除故障完成硬件的诊断调试。
硬件电路运行是否正常,还可通过测定一些重要的波形来确定。例如,可检查单片机及扩展器件的几个控制信号的波形与硬件手册所规定的指标是否相符,断定其工作正常与否。
3)系统总调、性能测定
系统样机装配好之后,还必须进行联机总调,排除应用系统样机中的软件、硬件故障。在总调阶段还毖须进行系统性能指标测试,以确定是否满足设计要求,写出性能测试报告。系统样机联机总调、测试工作正常之后便可投入现场试用。
最后一项重要工作是编制设计文件,这不仅是单片机应用系统开发工作的总结,而且是系统使用、维修、更新的重要技术资料文件。设计文件内容应包括:设计任务和功能描述;设计方案论证;性能测试和现场使用报告;使用操作说明;硬件资料:硬件逻辑图、电路原理图、元件布置和接线图、接插件引脚图和印制电路板图等;软件资料:软件框图和说明,标号和子程序名称清单,参量定义清单,存储单元和输入/输出口地址分配表以及程序清单。
随着技术的进步,单片机应用系统开发可采用在系统可编程技术,即采用JTAG接口完成系统软件设计和调试,仅仅需要一根下载线和一台通用PC及相关软件。
❸ 单片机应用系统设计与产品开发怎么样
1、做商业的系统你首先考虑是压缩系统的成本,成本决定你的产品的市场率。而产品的创新决定你是否能够挤入这个市场。 2、对于你现在学习板上面开发的一些应用,是否有很多创新,我还是很质疑的,毕竟我也是从学习板子上面过来的,自己也做过不少系统了。如果你要设计的这个系统没有创新,或者做的不够好,产品的生命周期很短的。 3、对于你所说的把现在学到的一些模块搭建来组成系统只能作为入门电子制作的敲门砖,如果商业化定性为学习类型还行。如果是商业到工业应用,多媒体应用等方面还是需要解决很多问题的。首先你自己必须自学点电子电路方面的知识,以及画PCB板,自己能够设计一个产品的一套流程全部能下来,这可能设计你给产品设计一个外壳之类的。要学习的知识太多了。 4、对于商业化来说,产品不仅成本低,而且高效可靠,特别是单片机这类东西有时是不可靠的,你得有一定的措施去避开可能存在的设计和使用风险,再加上产品有需求和有创新才能有自己产品的立足之地。 希望可以帮到你,如果满意,请采纳!
❹ 用DSP开发系统跟用普通单片机开发系统相比,有何优势DSP一般适用于开发什么样系统
我只知道DSP的浮点运算能力及批量处理数据能力比较强,适合语音图像等大数据量处理的场合,以及一些复杂数学算法的场合.DSP应该是介于单片机和桌面处理器之间的一种产品,其弥补了单片机数据处理方面的不足,有一定的控制能力,同时在功耗和价格方面比桌面处理器要有优势
实际上,有的单片机具有一定的DSP功能至于开发周期成本等,由于和单片机及桌面处理器应用场合不一样,无法直接比较
❺ 什么是单片机开发系统由哪些设备组成如何链接
单片机系统包括 单片机芯片 ,外围电路包括震荡发生器。 输入输出模块,包括 键盘 和液晶显示 。电源模块。
❻ 什么事单片机开发系统,是指程序还是硬件
单片机开发系统严格来讲是包涵硬件跟软件的,因为硬件这块做起来比较容易,而软件就是一个编译器,这不是一个人能做的,另外软件也可以共容易的从网上获取,因此大多指的是硬件。
单片机开发系统的硬件就是一块电路板,上面由单片机跟一些外设,你可以在电脑上面编写单片机程序,然后烧录到单片机里面调试、运行,是学习单片机必不可少的一样东西。现在做这个的人很多,不一样的单片机,不一样的资源,当然价格也不一样。
新手的话建议学习51系列单片机,简单!单片机学习板最好也能有一块,如果没有(或者你电路知识不错、焊接也还可以)的话,可以自己焊一块简易的,先有一个最小系统就行了,其余的外设可以慢慢加,还能用来学习硬件,不要片面的追求学习板的丰富资源,上面的很多功能对以新手来说完全是用来演示的(说不定演示程序还没有),新手连硬件、单片机什么的全都不懂,有些外设连示例程序都看不懂,更不要提修改了,纯粹是烧钱的!因此有一块有基本功能的学习班足矣,等学会了单片机,你想做什么就做什么,那是都不用学习板了!当然,如果您钱多,上面的话当我没说。
❼ 单片机控制系统的优缺点(**是控制系统**)
优缺点:
(1)单片机的存储器ROM和RAM是严格区分的。ROM称为程序存储器,只存放程序、固定常数及数据表格。RAM则为数据存储器,用作工作区及存放用户数据。
(2)采用面向控制的指令系统。
(3)单片机的I/O引脚通常是多功能的。
(4)单片机的外部扩展能力强。
(5)单片机体积小,成本低,运用灵活,易于产品化。
(6)面向控制,能有针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务,因而能获得最佳的性能价格比。
(7)抗干扰能力强,适用温度范围宽。
(8)可以方便地实现多机和分布式控制,使整个控制系统的效率和可靠性大为提高。
单片机控制器
由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序发生器和操作控制器等组成,是发布命令的“决策机构”,即协调和指挥整个微机系统的操作。其主要功能有:
(1) 从内存中取出一条指令,并指出下一条指令在内存中的位置。
(2) 对指令进行译码和测试,并产生相应的操作控制信号,以便于执行规定的动作。
(3) 指挥并控制CPU、内存和输入输出设备之间数据流动的方向。
以上内容参考:网络-单片机
❽ 单片机系统的优势是什么
1、单片机集成度高。单片机包括CPU、4KB容量的ROM(8031 无)、128 B容量的RAM、 2个16位定时/计数器、4个8位并行口、全双工串口行口。
2、系统结构简单,使用方便,实现模块化;
3、单片机可靠性高,可工作到10^6 ~10^7小时无故障;
4、处理功能强,速度快。
应用广泛:目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此,单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
❾ 做单片机、嵌入式系统、驱动开发前景怎么样依次要学什么
朋友,您好!
个人认为学习这些东西的前景还是比较不错的,尤其是嵌入式系统设计,驱动开发,虽然好多大学里都由这些课程,但是学精的没有多少,社会还是比较缺这样的人才。
首先,做单片机、嵌入式设计在电子方面要下一定的功夫,比如要熟悉模拟电子技术和数字电子技术,在系统硬件电路设计上是非常重要的。
然后,可以学习对硬件的编程,进一步来学习驱动开发。这里常用的是汇编和C语言。而C语言中的结构体也是很重要的,如果要做驱动的话,建议学一下数据结构。
当然,也可以从软件下手,根据项目的需要来逐步完善硬件知识。但是如果要做驱动开发,还是先打号硬件基础。
以上是个人看法,希望对您的学习有所帮助,组您学习顺利。
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单片机开发板
http://laobingjia.blog.163.com/blog/static/1958594142011828373371/
ARM系统开发板
http://laobingjia.blog.163.com/blog/static/1958594142011103092650258/
❿ 单片机开发系统的组成及各部分的作用
单片机的全称为:单片微型计算机
也就是说将计算机的所有功能都集成在一块芯片内的芯片都可以称之为单片机
说白了就是一块集成IC
内部包含中央处理器CPU、程序存储器ROM、数据存储器RAM、I/O口、定时计数器、外部中断、串行通信等内部结构
以单片机为核心,再配合其它外部电路组成的控制系统称为单片机系统
单片机开发一般要求硬件和软件都要在行,因为单片机开发面向的都是最底层的开发,硬件方面可以先从一些常用的电子器件开始(如二极管,三极管,74XXXX系列CD4XXX系列的逻辑芯片,以及一些运放,AD、DA转换,各种串行接口的芯片开始着手),软件方面的话则可以先从汇编开始,然后再转向C语言开发。