程序烧录与样机开发

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1、11 程序烧录与样机开发,2,教学目的,了解项目开发 过程 学会单片机系统需求分析 掌握单片机系统硬件设计与焊接过程 掌握单片机系统软件调试方法 理解程序下载原理 掌握单片机程序下载过程 掌握简单单片机系统设计制作过程,3,本章内容,单片机项目开发概述 需求分析 硬件电路设计与焊接 软件开发 程序下载 综合调试 综合实例掉电不丢失日历时钟,4,11.1 单片机系统开发流程,5,11.2 需求分析,主要功能和技术指标分析 CPU运算速度、数据总线位数、程序存储器大小、RAM内存大小、I/O数量及驱动能力、定时器/计数器数量、中断数量及外中断数量、串口通信、片内A/D及D/A、片内PWM、CAN、

2、USB、 功耗分析电池供电、野外作业应用 系统安装空间分析贴片式、少管脚 运行环境分析 环境温度/湿度、环境噪声、环境亮度等 开发设备、个人知识能力,6,11.3 硬件电路设计与焊接,准备工作 最小系统硬件电路焊接 电路板焊接效果检查,11.3 硬件电路设计与焊接,7,准备原理图专用软件protues/protel 99 se/protel 、手工 以最小系统为例,11.3.1 准备工作,11.3 硬件电路设计与焊接,最小系统原理图,9,硬件准备主要工具、辅助工具、和电子元器件等 主要工具数字万用表、电烙铁、焊锡、松香、导线等 辅助工具剪刀，镊子，吸焊器等 元器件准备AT89S51单片机（以5

3、1单片机为例），12MHz晶振一个，30pF独石电容两个，10uF极性电容两个，0.1uF电容一个，10K电阻一个，普通小按键一个， 单列排针，管座，万能板等。 元器件的用途及实用方法 焊接方法介绍,11.3.1 准备工作,11.3 硬件电路设计与焊接,硬件准备原件、万用板,11.3 硬件电路设计与焊接,11,焊接顺序管座、晶振电路、复位电路、插针 焊接结果,11.3.2 最小系统硬件电路焊接,11.3 硬件电路设计与焊接,12,检测方法 应用数字万用表的二极管和蜂鸣功能档位，检测两管脚之间的连接电阻。 断路错误的检测两管脚间连接电阻为无穷大 短路错误的检测 两管脚间连接电阻为0或几欧,11.

4、3.3 电路板焊接效果检查,11.3 硬件电路设计与焊接,13,11.4 软件开发,软件开发过程 Vision3软件调试,11.4 软件开发,14,11.4 软件开发,划分功能模块及安排程序结构 画出各程序模块的详细流程图 编写程序 调试程序,11.4.1 软件开发过程,15,11.4 软件开发,启动调试 反汇编窗口查看真正的指令 设置断点简单断点、复杂断点 执行目标程序方法跟踪运行调试 Watch窗口 查看变量值和变化 CPU寄存器窗口查看和修改寄存器值 Memory窗口查看和修改所有RAM内变量值 外围部件模拟软件仿真硬件的执行 设置调试选项,11.4.2 Vision3软件调试,16,启

5、动调试功能,11.4 软件开发,17,反汇编窗口,11.4 软件开发,18,设置简单断点,11.4 软件开发,19,设置复杂断点,11.4 软件开发,20,Watch窗口,11.4 软件开发,21,内存窗口,11.4 软件开发,22,CPU寄存器窗口,11.4 软件开发,23,外围部件窗口,11.4 软件开发,24,外围部件窗口,11.4 软件开发,25,设置调试选项,11.4 软件开发,26,11.5 程序下载,并行模式编程Flash原理 串行模式编程Flash原理 应用专业编程器的程序下载 简易编程器的程序下载 ISP编程器制作,11.5 程序下载,27,11.5 程序下载,编程AT89S

6、52的步骤如下： 1. 在地址线上输入所编程的内存地址。 2. 在数据线上输入代码数据。 3. 激活正确的控制信号组合。 4. 升高/Vpp管脚电压到12V。 5. 在ALE/管脚上加一次脉冲，编程一字节Flash阵列，或编程加密位。字节写周期是自定时的，典型的写周期不大于50us，对整个阵列重复步骤15，并改变地址和数据，或直到目标文件写入结束，就将代码数据写入Flash 之中了。,11.5.1 并行模式编程Flash原理,28,11.5 程序下载,编程连线图,11.5.1 并行模式编程Flash原理,29,11.5 程序下载,校验连线图,11.5.1 并行模式编程Flash原理,30,11

7、.5 程序下载,编程、校验时序图,11.5.1 并行模式编程Flash原理,31,11.5 程序下载,串行编程算法 以串行方法对AT89S52编程和校验时，采取以下步骤： 上电序列：在Vcc和GND间加电；置RST为高电平；输入时钟信号（内、外均可）且等待10ms，使振荡稳定。 首先向AT89S52传送串行编程使能指令，发送指令时由MOSI/P1.5传送串行数据，由SCK/P1.7传送串行时钟，串行时钟信号要低于系统时钟的1/16。 Flash存储器每次只能编程一个字节。编程时按照编程命令表，将欲编程的单元地址、数据、存储器类型组合成正确的指令，传送给AT89S52。写周期是内部定时，5V供电

8、时，典型时间不超过0.5ms。 编程结束后，RST引脚能立即设置为低电平，开始正常工作。也可以将RST引脚设置为低电平后，关断电源。,11.5.2 串行模式编程Flash原理,32,11.5 程序下载,11.5 程序下载,指令输入,数据输出,时钟输入,串行编程连线图,33,11.5 程序下载,11.5 程序下载,串行编程时序图,34,11.5 程序下载,安装软件以南京西尔特公司的SP280U通用编程器为例,11.5.3 专业编程器的程序下载,35,11.5 程序下载,程序下载： 硬件准备 选择器件 将数据装入缓冲区 设置选项 下载,11.5.3 专业编程器的程序下载,36,11.5 程序下载,

9、程序下载,11.5.3 专业编程器的程序下载,37,11.5 程序下载,程序下载： 硬件准备 选择器件 将数据装入缓冲区 设置选项 下载,11.5.4 简易编程器的程序下载,38,11.5 程序下载,11.5.4 简易编程器的程序下载,39,11.6 ISP编程器制作,11.6 ISP编程器制作,自制ISP编程器的原理 应用AVR单片机ATMEGA8的制作方案 应用CH341A/CH341H的制作方案,40,11.6 ISP编程器制作,11.6.1 自制ISP编程器的原理,自制ISP编程器的原理 AT89S51/52单片机的ISP接口是一个SPI同步串行接口，共有4个引脚：RST、MOSI、M

10、ISO和SCK，在编程时，这四个引脚按照一定时序，遵循表11.2的四字节数据格式，向单片机传输数据，就可以将代码数据写入单片机程序存储器中。,11.6 程序下载,11.6.2 ATMEGA8的制作方案,11.6 程序下载,11.6.2 ATMEGA8的制作方案,43,11.6 程序下载,11.6.2 ATMEGA8的制作方案,11.6 程序下载,11.6.3 CH341A的制作方案,45,11.7 综合调试,11.7 综合调试,综合排错的顺序： 通常，综合排错的顺序是，首先保证电源正常，其次是最小系统能够正常工作，第三是调试显示部分，在调试其它复杂功能之前，保证显示器能够正常显示信息，依次是调

11、试其它各项功能，最后调试按键功能。,46,11.7 综合调试,11.7 综合调试,上电检查 启振检查 显示功能调试 其它各项功能的调试 最终调试,47,11.8 综合实例,11.8 综合实例,任务：设计制作一个掉电不丢失日历时钟 设计制作步骤： 系统功能要求 功能分析及系统设计 主要元器件确定 主要元器件性能介绍 硬件设计 软件设计及下载,实例原理图,49,11.8 综合实例,11.8 综合实例,实际样品运行图,50,本章小结,11.8 综合实例,本章以51系列单片机为例，详细讲述了单片机系统实际开发过程的相关知识和技巧，主要包括需求分析与总体方案设计、硬件焊接、硬件检查、软件调试、程序烧录、综合调试等几个主题。为了方便大家今后的实际开发，还详细介绍了AT89S52等单片机程序烧录原理，并提供了两个自制简易编程器的原理方案和自制方法。最后给出了一个完整的综合设计实例。,