智能数字控制系统 第2页
随着材料科学、工艺技术、计算机技术的发展与进步，电路系统向着集成度极高的方向发展。CPU的生产制造技术，也朝着综合性、技术性、实用性发展。如CPU的运算位数从4位、8位 ……到32位机的发展，运算速度从8 MHz、32 MHz……到1.6 GHz。可以说是日新月异的发展着。其中单片机在控制系统中的应用是越来越普遍了。单片机控制系统是以单片机（CPU）为核心部件，扩展一些外部接口和设备，组成单片机工业控制机，主要用于工业过程控制。要进行单片机系统设计首先必须具有一定的硬件基础知识；其次，需要具有一定的软件设计能力，能够根据系统的要求，灵活地设计出所需要的程序；第三，具有综合运用知识的能力。最后，还必须掌握生产过程的工艺性能及被测参数的测量方法，以及被控对象的动、静态特性，有时甚至要求给出被控对象的数学模型。
单片机的开发与应用必须借助于单片机开发系统来完成，换句话说，没有单片机开发系统，单片机不可能得到应用。只有对开发系统原理和监控程序有深入的了解，才能更好地使用开发系统，才能更好的进行单片机的开发和应用。此开发系统是以8031为核心的单板系统。因此它既是开发系统又是典型的MCS-51单片机的应用系统，是MCS-51单片机软、硬件知识的综合体。它包括数据存储扩展，程序存储扩展，串行I/O口应用，键盘输入，数字显示等电路硬件结构。
本文着重讨论以键盘作为输入设备、LED数码管作为输出设备的单片机控制系统的设计与实现首先在对几种常见的单片机与键盘接口技术进行分析比较的基础上，设计出了一种简单实用的单片机和键盘的接口电路，可结合监控程序用数码管显示出地址及该地址对应的内容，也可对此地址的内容进行修改。
一个完整的单片机开发系统往往也是一个计算机系统。它通过附加的配件还可以实现单片机仿真。用户只要把实际应用系统的单片机芯片拔掉，把单片机仿真插头插入单片机芯片插座上，整个开发系统就取代了单片机的功能。
本文中将详细地分析MCS-51单片机开发机的硬件结构和原理，将全面的介绍开发过程及所用到的绘图软件平台。
第一章 智能数字控制系统 第2页装置的介绍与指导
1．1 智能数字控制系统 第2页装置开发概念
目前大多数单片机应用，都是围绕正常运行下的单片机展开的，也就是说，都是在假设正确完好的程序已经存放在单片机内部程序存储器或者外部程序存储器之中的条件下进行的设计。然而，怎样才能建立满足用户要求的单片机用户系统？怎样才能得到满足应用要求的正确的完善的程序？怎样才能把这些程序固化到单片机内部程序存储器（或者外部程序存储器）呢？等等，所谓单片机的开发就是要解决这些问题。
为了得到满足要求的用户程序，一般都需要有调试过程，甚至需要经过多次反复调试才能完成，这项工作单片机自身是无法完成的，因为程序在机器内部连续高速地运行，难以观测程序的运行情况。程序存储器不是ROM类型就是EPROM类型，无法对程序加以修改和调试。因此，需要一种装置，它能够输入用户程序，并在运行中提供诊断、修改等调试手段，直到得到满意的程序为止。
另外，把程序固化到单片机片内部或外部程序存储器中，也不是一般单片机自身能做到的。对于ROM型单片机，用户只能通过提供绝对可行的程序，由制造单片机芯片的厂家固化在片内。而对EPROM型单片机或存储器，用户必须借助于专用的装置才能完成程序的固化工作。
当单片机运行起来后，对整个用户样机系统的软、硬件进行实时诊断调试，则需要有强有力的仿真工具才能完成。
综上所述，可以认为：单片机程序的调试、诊断、修改、固化，以至于整个系统的软、硬件诊断、调试工作，或者说，从用户源程序的编写到单片机应用系统的正常运行之前的一切准备工作，都可称之为单片机的开发，而实现开发的装置称之为开发系统（开发机）。显然，单片机的开发和开发系统在单片机应用中占有十分重要的地位。
1．2 智能数字控制系统 第2页装置的作用
完成一个有关单片机应用的科研课题，大致可以分为以下几个阶段：
（1） 对课题进行全面分析，明确要解决的问题、参数，确定算法，制定总体方案。
（2） 设计硬件系统。
（3） 设计软件系统。
（4） 在开发机上，对各个程序模块进行分块调试。
（5） 硬件系统完成后借助于开发系统连成仿真系统，进行在线开发和总调。
（6） 把调试成功的程序在开发系统上固化到程序存储器中。
（7） 把固化好的程序插入实际应用系统，投入实际使用。
上述过程中，可能会由于硬件系统设计不合理而更改设计。从上述可以得出一个结论，没有单片机开发系统，单片机的应用几乎是不可能的。而开发系统装置的研制则为单片机开发系统的第一步。
1．3 智能数字控制系统 第2页基本功能
1、程序输入与修改
在开发系统（装置）中，使用随机存储器RAM来存放用户程序。程序通过键盘输入，并由显示器显示存储单元地址和内容。程序修改和输入类似。
2、程序运行故障诊断
当程序输入之后，就可以在开发系统中进行运行和故障诊断。其中单步运行和断点运行是广泛采用而又行之有效的调试方法。单步运行时，操作者可以用单步执行键一条指令、一条指令地执行用户程序，并且可以随时检查第一条指令执行的结果，以诊断指令是否全理。当程序较长或有循环操作时，可采用断点运行方式。通过设置断点，使程序运行到断点处自动停下，操作者可以检查这一段程序执行的正确性。断点运行和单步执行结合使用就更加灵活有效。
3、应用系统仿真
用开发系统中的单片机取代应用系统的单片机（通过仿真插头），从而可以利用开发系统的资源和能力进行实时系统仿真。
4、应用程序固化
开发系统可以把已调好的程序写入到单片机内部EPROM或外部EPROM芯片中。
以上是开发系统应具有的基本功能。
上一页 [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] ... 下一页 >>