(3)元器件的性能参数应当匹配
通常,电子器件在出厂前都进行了空载老化等质量处理。必要时可对重要器件进行带载老化处理,使他们通上电,带上额定负载,在恒温箱中存放几十小时后取出再筛选。
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第五章 控制软件的设计与实现
5.1 概述
在进行微机控制系统设计时,一方面要进行系统的硬件设计,另一方面还要对系统的软件进行设计。对于基于单片机的智能玩具电动车系统而言,大量的工作还有应用程序的设计,这个工作对于该系统而言更为重要。 5.1.1 应用软件的一般要求
在应用系统软件设计的过程中,想要设计出一个高质量的程序,必须清楚地掌握程序的功能、程序运行的环境以及用户对系统的要求。而在通常情况下,对软件应用程序的要求大致可以包括以下几个方面: 1.实时性
实时性是指单片机应用系统的软件应具有实时性,在工业或其它各个领域中控制系统一般都是实时控制的,所以对应用软件的执行速度都会或多或少有一定的要求,即要求设计出来的程序在速度上要尽可能的快。 2.程序的简练性
程序的简练性是指设计出来的程序应尽可能的简练,既要完成目标要求,还要以最简洁的方式表达出来。在完成功能和技术要求的前提下,程序应当越简单越好,程序占用的存储空间越小越好,这样可减少空间应用,避免资源的浪费。 3.程序的灵活性、可扩展性
该要求主要是指设计出的系统程序应该具有较强的适应能力,在设计的过程中应尽量编写子程序来增加程序的灵活性,当计算机应用系统的功能需要扩展时,程序在原有基础是否容易修改,即位程序的扩展性。 4.程序的可靠性
在单片机应用系统设计的过程中,系统运行的过程中如果经常出现因软件问题而产生的故障,那么就失去了程序应该具有的可靠性,系统的可靠性在整个系统中
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是至关重要的,是决定系统正常工作的保障。单片机应用系统的可靠性一方面取决于硬件系统,另一方面也取决于软件系统。 5.1.2 应用软件的设计过程
根据程序设计的要求,以及应用系统功能及性能的要求,我们便可以进行单片机汇编语言程序设计了,具体的设计步骤为: 1.明确要求,划定软硬件界面。 2.分析具体问题,建立数学模型。 3.根据数学模型确定相应的算法。
4.绘制出各程序模块,如主程序、子程序的流程图。
5.选择合适的语言,如 C51 或汇编语言等,根据流程图编制源程序,编写的过程中,应尽量使用子函数,以提高程序设计的速度。 6.最后将各个程序模块组合在一起,构成一个完整的程序。 5.1.3 应用软件的设计注意事项
在软件系统的设计过程中,应用软件是根据系统的功能和技术要求,需要根据硬件设计进行设计。然而,由于应用系统有很多种类,不同硬件有不同的特点,因此,单片机应用系统的软件设计也是千差万别的。一般在设计的过程中应注意以下几点:
1.尽量增强软件抗干扰能力;
2.各功能的程序尽量模块化和层次化;
3.存储空间规划合理、分配明确,并注意节省内存; 4.软件结构要简洁,软件流程要合理,软件布局要清晰; 5.及时整理和备份软件资料,使软件档案工作规范化。
5.2 软件的结构设计
软件控制系统有两个基本的类型:数据处理和过程控制。数据处理有标度的变换、数据的采集和数字滤波等。过程控制主要指单片机按一定的算法实行计算,计算
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后输出,从而控制生产。
在进行软件设计时,通常把整个控制分解成很多个部分,每一个小的部分叫做一个控制模块。所说的“模块”,实际上就是为了实现一定功能而相对独立的小程序段,这种设计程序的方法就叫做程序的模块设计法。
该系统软件的软件结构设计采用了模块化结构设计,由主程序模块、避障程序模块﹑显示程序模块﹑电机驱动调速程序模块等构成。
主控单元 主控程序模块 电机驱动程序模块 显示程序模块 可靠性及保护程序 复位控制程序 启停控制程序 图5-1系统软件结构图
5.3 主要模块实现
5.3.1 电机驱动流程图及程序
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该部分主要实现的功能是:一方面,无障碍时车速的自动控制;另一方面,40到障碍后,根据障碍控制小车电机的转速和正反转方向,使小车在相应车速下或右转,或左转。从而实现避开障碍,继续前进。电机驱动程序如下: 1. PWM 控制小车速度程序 #include
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