嵌入式系统设计实例课件.ppt

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1、CHAPTER嵌入式系统设计实例---远程温度监控系统本章提要13254嵌入式系统的开发过程系统定义阶段系统集成阶段总体设计阶段构建设计阶段系统定义设计要求可行性分析需求分析规格说明系统总体设计总体设计方案的确定软硬件功能划分硬件体系架构设计操作系统选择开发环境选择选择软件系统总体设计软件体系结构设计系统详细设计硬件详细设计引导与操作系统移植驱动程序设计软件详细设计应用程序设计与调试系统集成与测试元器件选择线路板设计与制做线路板测试①②③④一、嵌入式系统的开发过程二、系统定义阶段系统定义阶段需要确定系统开发最终实现的目标、实现目标的可行性

2、、实现目标应采用的策略、估计完成系统开发所需的资源和成本、制定工程进度安排计划。这一阶段的工作主要包括：系统定义、可行性分析、需求分析和规格说明二、系统定义阶段1、系统定义示例：远程温度监控系统的设计要求（注：设计要求一般由用户提出，形成文档。这是项目的来源。设计要求尽可能详细，尽量不要有歧义。）在某工业现场，需控制厂房内的温度。要求采集现场的温度信号，可通过控制现场的排气扇或加热器进行温度的控制。具体要求如下：（1）现场温度可控范围为10-60℃，具体温度可设。（2）排气扇功率为500w，加热器功率为3kw，均为交流220V供电。（3）

3、要求具备远程通信接口，可与微机相连。（4）可在微机上观察现场温度、排气扇及加热器的工作状况。（5）可通过微机设定需要的温度。（6）仪表可显示当前温度，并能通过简单的按键设定需要的温度。二、系统定义阶段1.引言1.1编写目的1.2背景1.3定义1.4参考资料2.可行性研究的前提2.1要求2.2目标2.3条件、假定和限制2.4进行可行性研究的方法2.5评价方法与尺度3.对现有系统的分析3.1处理流程和数据流程3.2所需的人员3.3设备3.4局限性4.所建议的系统4.1对所建议系统的说明4.2处理流程和数据流程4.3改进之处4.4影响4.5技术

4、条件方面的可能性5.可选择的其他系统方案6.投资及效益分析6.1项目经费预算6.2收益分析7.社会因素方面的可能性8.结论2、可行性分析示例：远程温度监控系统的可行性分析二、系统定义阶段3、需求分析示例：远程温度监控系统需求分析是针对设计要求进行分析，以确定各项要求的可行性，以及相应的实现方法。通过需求分析，可以确定要实现哪种功能、实现到什么程度、技术指标等。需求可分为功能部分和非功能部分。非功能性需求包括了性能、价格、物理尺寸和重量、功耗等方面的因素。建议采用UML建立模型，进行准确描述。二、系统定义阶段3、需求分析示例：远程温度监控系

5、统（1）温度的检测：温度的可控范围为10-60℃，因此其检测范围也比较小，可确定为0~100℃，采用普通的热电阻即可实现该测量范围。测量精度在要求中没有提到，可与用户具体商定。假定控制精度要求在1℃之内，则测量精度至少应该比控制精度高1倍，即0.5℃。因此，测量范围为0~100℃，测量精度为0.5℃。可以采用8位的A/D转换器实现测量。二、系统定义阶段3、需求分析示例：远程温度监控系统（2）温度控制的实现：降温措施是排气扇；升温措施是加热器。排气扇或加热器的控制方法比较简单，只要控制上电或断电即可。这可通过继电器来实现。继电器的输出功率应

6、该超出被控对象功率1倍，这样比较安全：排气扇控制继电器1kw；加热器控制继电器6kw。即继电器输出参数为：排气扇控制继电器（AC220V，5A）；加热器控制继电器（AC220V，30A）。从控制角度来看，被控对象是房间的温度。根据房间的大小不同，控制对象有较大的时间滞后及较大的时间常数，因而，需要通过实际测量来确定控制周期，从而确定信号的测量周期。在此省略这一步。假定测量与控制周期为1分钟。二、系统定义阶段3、需求分析示例：远程温度监控系统（3）通信方式的确定：在工业现场，可用的通讯方式有多种，从经济性和可靠性方面考虑，可采用RS485通

7、讯方式，这样，与微机的连接也比较方便，在微机端，选用RS485/232转换器即可。通讯速率可采用较低的速率，如9600bps，这是因为通信数据较少，而且并不频繁。二、系统定义阶段3、需求分析示例：远程温度监控系统（4）存储要求：在用户的设计要求中，没有明确提出存储要求。但从使用角度考虑，设定的温度应该需要存储。该数值可存储在微机中，也可以存储在仪表中。从设计角度考虑，为简化仪表的设计，通常仪表可以没有存储功能。因此数值应该存放在微机上。而且，考虑到温度曲线也可以保存，而温度曲线的数据量非常大，不适合在仪表内保存，因而也需要在微机中保存。二

8、、系统定义阶段3、需求分析示例：远程温度监控系统（5）其他接口要求：要求具备显示温度的功能。因为只要求显示数字信息，而且用两位十进制数即可显示，因此，采用两位LED数码管即可。按键的设计：需要