第2章如何成为单片机系统工程师

实例解读 51单片机完全学习与应用All you need to know about the 8051 microcontroller杨欣 Yang X张延强 Zhang Y编著莱 诺克斯 Nokes L王玉凤 Wang Y刘湘黔 Liu X主审电子工业出版社 2011.21 欢迎访问 “电路飞翔网 ”获取更多信息 实例解读 8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller编著：杨欣 Yang X 张延强 Zhang Y 主审：莱 诺克斯 Nokes L 王玉凤 Wang Y 刘湘黔 Liu X第第 2章章 如何成为单片机系统设计师如何成为单片机系统设计师2第 2章 如何成为单片机系统设计师知识储备3一个电子系统，比如机器人，其背后蕴涵的知识往往是相当丰富的。既有模拟电路、数字电路，还有嵌入式系统、机电一体化等 。 欢迎访问 “电路飞翔网 ”获取更多信息 实例解读 8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller编著：杨欣 Yang X 张延强 Zhang Y 主审：莱 诺克斯 Nokes L 王玉凤 Wang Y 刘湘黔 Liu X第 2章 如何成为单片机系统设计师2.1.1 综合素质4电子血压计，测量时将一个密封的袖带套在上臂上，按下按钮启动血压测量后，单片机控制气泵工作，向袖带中打气从而增加其中的压力。当压力达到200mmHg左右时即停止打气并缓慢放气，在气压下降的过程中，压力传感器实时监测袖带中的压力变化，通过 ADC进行模数转换后送给单片机分析，从而计算出收缩压（高压）和舒张压（低压）。 欢迎访问 “电路飞翔网 ”获取更多信息 实例解读 8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller编著：杨欣 Yang X 张延强 Zhang Y 主审：莱 诺克斯 Nokes L 王玉凤 Wang Y 刘湘黔 Liu X第 2章 如何成为单片机系统设计师2.1.2 软件工具5单片机及电路仿真：Proteus、 Multisim等。电路原理图及 PCB设计：Altium Designer (Protel)等 欢迎访问 “电路飞翔网 ”获取更多信息 实例解读 8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller编著：杨欣 Yang X 张延强 Zhang Y 主审：莱 诺克斯 Nokes L 王玉凤 Wang Y 刘湘黔 Liu X第 2章 如何成为单片机系统设计师2.1.3 硬件工具之一：面包板6在 面包板上观察电路的现象是不是与设计的一致，以验证电路图设计的正确性，这在电子电路设计中经常用到。 欢迎访问 “电路飞翔网 ”获取更多信息 实例解读 8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller编著：杨欣 Yang X 张延强 Zhang Y 主审：莱 诺克斯 Nokes L 王玉凤 Wang Y 刘湘黔 Liu X第 2章 如何成为单片机系统设计师2.1.3 硬件工具之一：面包板7面包板的表面有规则排列的供插装元器件的插孔，在面包板中间有一条中心分隔槽把它分成上、下两个部分。上半部分每列 5个插孔之间是导通的，下半部分每列 5个插孔之间也是导通的。而上、下部分插孔之间不导通。 欢迎访问 “电路飞翔网 ”获取更多信息 实例解读 8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller编著：杨欣 Yang X 张延强 Zhang Y 主审：莱 诺克斯 Nokes L 王玉凤 Wang Y 刘湘黔 Liu X第 2章 如何成为单片机系统设计师2.1.3 硬件工具之一：面包板8电阻 1，它一支管脚插在电源正极排孔上，与电路的电源正极导通；另一支管脚插在下半部分的插孔中，而该插孔下方用一根导线跨接到第 3列插孔中，而三极管 1的 e极插于同列插孔中，这样就实现了电阻 1与三极管 1的 e极的电气连接 。 欢迎访问 “电路飞翔网 ”获取更多信息 实例解读 8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller编著：杨欣 Yang X 张延强 Zhang Y 主审：莱 诺克斯 Nokes L 王玉凤 Wang Y 刘湘黔 Liu X第 2章 如何成为单片机系统设计师2.1.4 硬件工具之二：万用板和印刷电路板9元器件插在万用板的一面，元器件管脚穿过万用板上的过孔 ， 在万用板另一面使用电烙铁焊接管脚与万用板上的焊盘，然后焊接导线并通过导线实现元器件之间的电气连接。元器件一般都安装在万用板的同一面，导线可以焊接在万用板的任意一面。 欢迎访问 “电路飞翔网 ”获取更多信息 实例解读 8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller编著：杨欣 Yang X 张延强 Zhang Y 主审：莱 诺克斯 Nokes L 王玉凤 Wang Y 刘湘黔 Liu X第 2章 如何成为单片机系统设计师2.1.4 硬件工具之二：万用板和印刷电路板10电路原理图可生成印刷电路板图。把印刷电路板图交给电路板生产厂家就可以把印刷电路板加工出来。电子产品的电路板已经具备工作的基本条件了。 欢迎访问 “电路飞翔网 ”获取更多信息 实例解读 8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller编著：杨欣 Yang X 张延强 Zhang Y 主审：莱 诺克斯 Nokes L 王玉凤 Wang Y 刘湘黔 Liu X第 2章 如何成为单片机系统设计师2.1.5 焊接工具11 欢迎访问 “电路飞翔网 ”获取更多信息 实例解读 8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller编著：杨欣 Yang X 张延强 Zhang Y 主审：莱 诺克斯 Nokes L 王玉凤 Wang Y 刘湘黔 Liu X第 2章 如何成为单片机系统设计师2.1.6 焊接方法12插元器件入过孔，焊接元器件管脚与焊盘。 欢迎访问 “电路飞翔网 ”获取更多信息 实例解读 8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller编著：杨欣 Yang X 张延强 Zhang Y 主审：莱 诺克斯 Nokes L 王玉凤 Wang Y 刘湘黔 Liu X第 2章 如何成为单片机系统设计师2.1.6 焊接方法13焊接时，从个头较小的电阻、瓷介电容等元器件开始。把元器件插入印刷电路板的过孔，并从另一侧伸出。左手拇指和食指捏着焊锡丝，右手拿电烙铁（左撇子可反过来），先在电烙铁头上轻轻蹭一点焊锡以便更好的导热。接着把电烙铁头贴到管脚和焊盘之间，等焊盘上的温度升高之后，一般会看到铜黄色的焊盘表面产生微小的泡泡，这时再把焊锡丝推到焊盘上。由于焊盘温度已经可以把焊锡丝熔化，所以焊锡丝很快熔化在管脚和焊盘之间，当焊点形成一个较为圆滑、饱满的锡点后立即把焊锡丝拿走，然后是电烙铁头。不一会，焊锡冷却而即形成一个焊点。 欢迎访问 “电路飞翔网 ”获取更多信息 实例解读 8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller编著：杨欣 Yang X 张延强 Zhang Y 主审：莱 诺克斯 Nokes L 王玉凤 Wang Y 刘湘黔 Liu X第 2章 如何成为单片机系统设计师2.2.1 需求分析14需求分析是分析功能、确定参数要求的过程。无论在学习单片机系统设计或是将来设计一些解决实际问题的项目，明确最终要达到的功能非常重要。比如一个简单的单片机控制发光二极管的例子，功能确定为单片机控制一个发光二极管点亮 500ms，熄灭 500ms，再点亮 500ms，再熄灭 500ms 如此反复。 欢迎访问 “电路飞翔网 ”获取更多信息 实例解读 8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller编著：杨欣 Yang X 张延强 Zhang Y 主审：莱 诺克斯 Nokes L 王玉凤 Wang Y 刘湘黔 Liu X第 2章 如何成为单片机系统设计师2.2.2 电路设计15左边阴影框里就是单片机，右边的是发光二极管。 欢迎访问 “电路飞翔网 ”获取更多信息 实例解读 8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller编著：杨欣 Yang X 张延强 Zhang Y 主审：莱 诺克斯 Nokes L 王玉凤 Wang Y 刘湘黔 Liu X第 2章 如何成为单片机系统设计师2.2.3 程序设计16单片机程序用汇编语言或 C51语言编写，有许多计算机上的应用软件可支持这两种语言的单片机程序开发，比如第 4章将要介绍的 Vision软件等。用汇编或 C51语言设计好的单片机程序，将通过一个连接计算机 USB口和单片机下载接口的下载器，下载到单片机中。下载完成后，单片机启动时运行下载的程序就可以实现相应的控制功能了。 欢迎访问 “电路飞翔网 ”获取更多信息 实例解读 8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller编著：杨欣 Yang X 张延强 Zhang Y 主审：莱 诺克斯 Nokes L 王玉凤 Wang Y 刘湘黔 Liu X第 2章 如何成为单片机系统设计师2.2.4 系统调试17在调试阶段，也就是 “磨合 ”软件和硬件以便它们共同实现系统功能。当程序下载到单片机系统后，启动单片机运行程序，观察系统的 “反应 ”和我们的设计是不是相符。比如发光二极管以 500ms为间隔进行闪烁。当程序设计完成并下载到单片机之后，可能出现的问题是发光二极管不闪烁或闪烁的时间间隔不对。如果出现这些与设计不符的实验效果，首先在保证硬件电路是正确的前提下，回到程序中找错误，修改后再下载到单片机系统中。如此反复，直到系统运转正常为止。 欢迎访问 “电路飞翔网 ”获取更多信息 实例解读 8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller编著：杨欣 Yang X 张延强 Zhang Y 主审：莱 诺克斯 Nokes L 王玉凤 Wang Y 刘湘黔 Liu X第 2章 如何成为单片机系统设计师2.3.1 发光二极管工作原理18发光二极管（ LED，电路符号 ）是一种最常用的指示器件，近几年因其成本下降和节能的特点大量使用在照明设备中。发光二极管有极性之分，当有足够的正向电流（正极流向负极的电流，约 10mA30mA）通过时便会发光。 欢迎访问 “电路飞翔网 ”获取更多信息 实例解读 8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller编著：杨欣 Yang X 张延强 Zhang Y 主审：莱 诺克斯 Nokes L 王玉凤 Wang Y 刘湘黔 Liu X第 2章 如何成为单片机系统设计师2.3.2 单片机的控制19我们把发光二极管 D1的负极连接在单片机的 P0.4口（ 35管脚）上，电阻 R1起到限流的作用。根据器件的连接关系分析知道：当单片机的P0.4口输出低电平时（接地），发光二极管 D1正、负极之间获得电压而被点亮；当 P0.4口输出高电平时（ +5V），发光二极管 D1则熄灭。所以要实现图 2-17所示的功能，即让发光二极管以 500ms为间隔闪烁，变成了让单片机的 P0.4口以500ms为间隔输出高、低电平。 欢迎访问 “电路飞翔网 ”获取更多信息 实例解读 8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller编著：杨欣 Yang X 张延强 Zhang Y 主审：莱 诺克斯 Nokes L 王玉凤 Wang Y 刘湘黔 Liu X第 2章 如何成为单片机系统设计师2.3.3 体验单片机控制发光二极管20 欢迎访问 “电路飞翔网 ”获取更多信息 实例解读 8051单片机完全学习与应用 All you need to know about the 8051 microcontroller编著：杨欣 Yang X 张延强 Zhang Y 主审：莱 诺克斯 Nokes L 王玉凤 Wang Y 刘湘黔 Liu X见本书光盘中的视频演示见本书光盘中的视频演示第 2章 如何成为单片机系统设计师2.4.1 需求分析21反应时间测试仪的功能 ： 单片机向蜂鸣器输出一个很短的鸣响信号 Vout（比如 500ms），测试者听到这个信号后立即按下按钮开关向单片机输入一个信号 Vin，单片机只要计算出输出信号 Vout与输入信号 Vin之间的时间差就得到反应时间（以 ms为单位），最后输出到反应时间显示器上显示即可。 欢迎访问 “电路飞翔网 ”获取更多信息 实例解读 8051单片机完全学习与应用 All you