10.3.2-单片机应用系统的系统方案设计（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方案设计 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的基本概念和设计流程。 · 掌握单片机选型、硬件电路设计和软件编程的基本方法。 · 学会使用仿真工具进行系统设计与调试。 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 · 单片机应用系统的设计流程和方法。 · 单片机的选型与硬件电路设计。 · 单片机软件编程基础。 教学难点 · 如何根据实际需求选择合适的单片机型号。 · 硬件电路设计的稳定性和可靠性。 · 软件编程的逻辑性和可读性。 教学方法 讲授法、任务驱动法、演示法、体验探究法等。 1. 讲授法：通过讲解单片机应用系统设计的基本概念、方法和实例，引导学生掌握系统设计的基本知识和技能。 2. 案例分析法：结合具体案例，分析单片机应用系统的设计过程，帮助学生理解设计思路和方法。 3. 实践操作法：组织学生进行硬件电路搭建、软件编程和系统仿真等实践活动，培养学生的实际操作能力。 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. 介绍单片机技术的发展和应用领域，激发学生的学习兴趣。 2. 简要回顾单片机基础知识，为后续学习打下基础。 3. 展示一些典型的单片机应用系统实例，让学生了解单片机应用系统的实际应用。 2分钟 讲授新课 练习指导 单片机应用系统的基本概念： 单片机应用系统是由单片机及其外围电路组成的微型计算机控制系统。它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性。单片机应用系统广泛应用于各种自动化控制、智能仪器仪表、消费电子、通信设备等领域。 单片机应用系统的设计流程： 1. **方案论证**：明确项目的总体要求，综合考虑系统使用环境、性能指标、可维护性及产品的成本等因素，制定出可行的性能指标。 2. **硬件设计**：根据功能的划分，确定外围电路的配置和接口电路方案的确定，画出各部分的功能框图。同时根据设计要求，进行元件选型，考虑选择性价比合适的单片机芯片和其它电子元器件。 3. **软件设计**：在总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。 4. **系统仿真调试**：软件和硬件设计结束后，需要进行进行进入两者的整合调试阶段。为避免浪费资源，在生成实际电路板之前，可以利用仿真软件进行系统仿真，出现问题可以及时修改。 5. **脱机运行**：完成系统仿真后，将程序烧录到单片机芯片中进行系统联调，直到调试结果符合设计要求。 6. **测试修改、用户试用**：经测试检验符合要求后，将系统交给用户试用，对于出现的实际问题进行修改完善，系统开发完成。 总之，单片机应用系统的设计是一个复杂的过程，需要综合考虑多个因素。通过以上设计流程，可以确保系统的稳定性和可靠性。 **单片机选型** 单片机的选型是设计单片机应用系统的第一步，也是关键的一步。选型时，主要考虑以下几个因素： 1. **功能需求**：根据应用系统的功能需求，选择具有相应功能的单片机型号。例如，如果需要较多的I/O接口，可以选择具有较多GPIO的单片机；如果需要进行数据处理，可以选择具有较强计算能力的单片机。 2. **性能指标**：考虑单片机的运算速度、内存容量、外设接口等资源是否满足应用系统的性能要求。 3. **封装形式**：根据应用场合和安装要求，选择合适的封装形式，如直插式、贴片式等。 4. **成本考虑**：在保证性能的前提下，尽量选择性价比高的单片机型号。 5. **技术支持**：选择有良好技术支持的单片机厂商，以便在开发过程中遇到问题时能够得到及时的解决。 **硬件电路设计** 硬件电路设计是单片机应用系统设计的重要组成部分。设计时需要注意以下几点： 1. **电源设计**：为单片机和其他电路提供稳定的工作电压，防止电源干扰。 2. **地线设计**：合理规划地线布局，减少地线干扰。 3. **信号完整性**：保证信号传输的完整性和稳定性，避免信号失真和干扰。 4. **抗干扰措施**：采取适当的抗干扰措施，如屏蔽、滤波等，提高系统的抗干扰能力。 5. **模块化设计**：采用模块化设计思想，便于电路的扩展和维护。 **软件编程** 软件编程是单片机应用系统的灵魂。编程时需要注意以下几点： 1. **编程语言选择*