10.3.1-单片机应用系统的系统设计要求（教案）-《单片机技术与应用》同步教学（化学工业出版社）

教案 编号：PTzZ-169 流水号：168 （首页）共 4页 课程 《单片机技术与应用》 一体化 理论 章节（课题）及内容 单片机应用系统的系统设计要求 班级日期 中职 2024.04 授课方式 讲授与任务驱动相结合 课时 1 作业题数 1 拟用时间 40分钟 教学目标 使学生理解以下理论知识： · 了解单片机应用系统设计的基本要求。 · 掌握单片机应用系统的设计流程和方法。 · 学会分析单片机应用系统的设计约束条件。 · 熟悉单片机应用系统的性能评价指标。 教学资源准备 多媒体设备 课本教材 学生练习素材 教学重点 1. 单片机应用系统设计的基本要求。 2. 单片机应用系统的设计流程和方法。 教学难点 1. 如何根据实际需求进行单片机应用系统的设计。 2. 如何分析和处理设计过程中的约束条件。 教学方法 1. 讲授法、任务驱讲授法：通过讲解单片机应用系统设计的基本要求和方法，引导学生理解系统设计的重要性。 2. 案例分析法：通过分析实际案例，帮助学生掌握单片机应用系统的设计流程和方法。 3. 实践操作法：通过实验和课程设计，让学生在实践中掌握系统设计的实际操作方法。 动法、演示法、体验探究法等。 授课教师： 审阅签名： 教学过程 教学活动内容 时间分配教学方法 课前导入 1. 介绍单片机应用系统设计的背景和意义。 2. 展示一些典型的单片机应用系统设计实例，激发学生的学习兴趣。 3. 提出问题，引导学生思考单片机应用系统设计的关键要素。 2分钟 讲授新课 练习指导 单片机应用系统设计的基本要求主要包括以下几个方面： 1. **软件与硬件设计的统一考虑**：在进行应用系统的总体设计时，软件设计和硬件设计应统一考虑，相结合进行。当系统的电路设计定型后，软件的任务也就明确了，系统中的软件是根据系统功能要求设计的。 2. **软件功能分类**：软件的功能可分为两大类。一类是执行软件，它能完成各种实质性的功能，如测量、计算、显示、打印、输出控制等；另一类是监控软件，它是专门用来协调各执行模块和操作者的关系，在系统软件中充当组织调度角色。 3. **软件结构设计**：根据软件功能要求，将系统软件分成若干个相对独立的部分，根据它们之间的联系和时间上的关系，设计出合理的软件总体结构，使其清晰，简洁，流程合理。培养结构化程序设计风格，各功能程序实行模块化，子程序化。 4. **数学模型建立**：建立正确的数学模型，即根据功能要求，描述出各个输入和输出变量之间的数学关系，它是关系到系统性功能好坏的重要因素。 5. **程序流程图绘制**：在编写应用软件之前，应绘制出程序流程图。这不仅是程序设计的一个重要组成部分，而且是决定成败的关键部分。 6. **系统资源合理分配**：合理分配系统资源，包括ROM、RAM、定时器/计数器、中断源等。其中最关键的是片内RAM分配。 7. **堆栈区设置**：设置堆栈区时应事先估算出子程序和中断嵌套的级数及程序中堆栈操作指令使用情况，其大小应留有余量。 8. **软件抗干扰设计**：加强软件抗干扰设计，它是提高计算机应用系统可靠性的有力措施。 9. **程序调试与仿真**：通过编辑软件编辑出的原程序，必须用编译程序汇编后生成目标代码。如果原程序有语法错误则返回编译过程，修改原文件再继续编译，直到无语法错误为止。这之后就是利用目标码进行程序调试了，在运行中发现设计上的错误再重新修改源程序，如此反复直到成功。一个单片机应用系统经过总体设计，硬件设计，软件设计，制板，元器件安装后，在系统的程序存储器中放入编制好的应用程序，系统即可运行。但一次性成功几乎是不可能的，多少会出现一些硬件，软件上的错误。这就需要通过调试来发现错误并加以改正。由于单片机在执行程序时是无法控制的，为了能调试程序，检查硬件，软件运行状态，就必须借助某种开发工具模拟用户实际的单片机，并且能随时观察运行的中间过程而不改变运行中原有的数据性能和结果，从而进行模仿现场的真实调试。完成这一模仿工作的开发工具就是单片机仿真器。 总之，单片机应用系统设计的基本要求是确保系统的功能实现、稳定性、可扩展性和可维护性。在设计过程中，需要充分考虑硬件和软件的兼容性、资源的合理利用、抗干扰能力。同时，通过合理的软件结构和流程设计，以及详细的仿真和调试，可以确保系统的可靠性和性能。 **单片机应用系统的设计流程和方法**： **设计流程**： 1. **需求分析**：明确系统的功能和性能要求，分析用户的具体需求，确定系统的技术指标。 2. **总体设计**：根据需求分析结果，设计系统的总体方案，包括硬件