基于PROTEUS的单片机虚拟实验_精品文档Word下载.doc
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摘要 III
ABSTRACT IV
第一章绪论 1
1.1项目背景分析 1
1.2技术概况及发展趋势 1
1.3课题解决的问题 2
1.4课题的意义 2
第二章系统设计 2
2.1电路整体设计 2
2.2电路图仿真部分 2
2.3程序编译部分 2
2.4开发工具介绍 2
2.4.1proteus软件 2
2.4.2KeilC51uVision3软件 2
第三章硬件电路详细设计 2
3.1整体框图设计 2
3.2主芯片——AT89C52 2
3.34×
4矩阵式键盘 2
3.48位发光二极管 2
3.5数模转换电路设计 2
第四章电路仿真与测试 2
4.1PROTEUS和KEIL的硬件环境设置 2
4.2电路仿真演示 2
第五章总结 28
5.1课题前期遇到的问题 28
5.2课题中期遇到的问题 28
5.3课题后期遇到的问题 28
结束语 29
参考文献 30
附录一 31
致谢 32
18
金陵科技学院学士学位论文摘要
基于PROTEUS的单片机虚拟实验系统的设计
摘要
基于C51的单片机在现实生活中有着广泛的应用，本文基于PROTEUS软件，简单设计了一个单片机虚拟硬件环境的实验系统，以便做一些简单的单片机实验。
本课题针对PROTEUS软件和编译软件KEIL做了一下简单的介绍。
本文重点对单片机虚拟硬件环境各部分电路进行详细介绍，包括键盘、显示、A/D、D/A等人机通道、前向通道、后向通道。
重点介绍了4X4键盘的显示功能、8位发光二极管以流水灯的方式显示、LCD的显示以及A/D和D/A转换器的功能。
最后作者还介绍了一下PROTEUS和KEIL的联调设置以用各电路的仿真结果。
关键词：
proteus软件；
单片机
；
仿真；
虚拟实验
金陵科技学院学士学位论文Abstract
BasedonthevirtualexperimentsystemPROTEUSchipdesign
Abstract
WidespreadapplicationbasedontheC51monolithicintegratedcircuitinthereallife.ThisarticlebasedonPROTEUSsoftware,simplydesignedamonolithicintegratedcircuithypothesizedhardwareenvironmentexperimentsystem.InordertomakesomesimpleMCUexperiment.ThissubjectgivesabriefintroductiontoKEILandPROTEUS.Thisarticlemainintroducethedetailtovariouspartofelectriccircuits.Includekeyboard,display,A/D,D/A,man-machinechannel,forwardchannel,backwardchannel,the4X4keyboard'
sdemonstrationfunction,8lightemitterdiodesbyclasslanternfloateddownriver'
swaydemonstration,LCDdisplayedaswellasA/DandD/Aswitch'
sfunction.Atlast,writeralsointroducedthesimulationresultbyKEILandPROTEUSindifferentcircuitswiththejointingsetting.
KeyWords:
Proteussoftware,SCM,Simulation,Virtualexperiment
金陵科技学院学士学位论文第一章绪论
第一章绪论
1.1项目背景分析
传统的单片机教学实验，要采用硬件仿真器、实验箱或实验板，需采购大量的、昂贵的硬件设备，同时设备维护工作量也非常大。
由于单片机应用技术涉及到数字电子、模拟电子、计算机甚至通信等多学科的知识，且实践性又很强，所以在教学实验过程中必须软件硬件结合，也就是将单片机程序和外围电路相结合。
若用实验箱则费用高，又不能充分利用，若用实验板则开发周期长，方案变更困难。
单片机应用技术所涉及到的实验实践环节比较多，而且硬件投入比较大。
在具体的工程实践中，如果因为方案有误而进行相应的开发设计，会浪费较多的时间和经费。
这里我们利用Proteus仿真软件，设计了纯软件的单片机虚拟实验系统,既可调试单片机程序，也可仿真单片机外围器件的工作情况；
既能充分利用学校计算机房现有计算机，减少硬件设备的维护工作量，也能为学生提供丰富的实验内容。
1.2技术概况及发展趋势
现代科技的发展，促进了计算机技术在软件和硬件上的飞速发展，利用计算机软件的仿真技术，可以充分地仿真诸如电路的工作等实际的工程问题。
目前，嵌入式系统已经广泛地渗透到科学研究、工程设计、军事技术、各类产业和商业文化艺术以及人们的日常生活等方方面面中。
由于社会对掌握嵌入式技术人才的大量需求，使得嵌入式软硬件工程师成为未来几年内最为热门的职业之一，相当一部分高校已开设嵌入式系统的相关课程。
嵌入式系统是理论与实践结合密切的课程。
但对于嵌入式系统开发的爱好者而言，往往没有足够的资金购买昂贵的开发板来进行开发，这时可以选择通过软件仿真来学习嵌入式系统开发。
Proteus是目前最好的能够虚拟嵌入式系统开发中常用的处理器和外围器件的EDA工具。
Proteus与其它单片机仿真软件不同的是，它不仅能仿真单片机CPU的工作情况，也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电路的工作情况。
因此在仿真和程序调试时，关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改变，而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。
对于这样的仿真实验，从某种意义上讲，是弥补了实验和工程应用间脱节的矛盾和现象。
1.3课题解决的问题
（1）4X4键盘：
主要输入数据
（2）显示部分：
LED：
LED是一种特别的二极管,当连接最电的时候就会发出光,通常被用在电子器具来显示电路是否关闭或打开的指示灯。
LCD：
LCD为英文LiquidCrystalDisplay的缩写，即液晶显示器，是一种数字显示技术，可以通过液晶和彩色过滤器过滤光源，在平面面板上产生图象。
与传统的阴极射线管（CRT）相比，LCD占用空间小，低功耗，低辐射，无闪烁，降低视觉疲劳。
不足：
与同大小的CRT相比，价格更加昂贵。
（3）A/D和D/A：
真实世界的模拟信号，例如温度、压力、声音或者图像等，被不断转换成更容易储存、处理和发射的数字形式。
但是在很多系统中，数字信息也必须重新转换成模拟信号来实现一些真实世界的功能。
数模转换器（DAC）就可以做到这一点，而且它们的输出还可以用来驱动各种设备，例如扩音器、发动机、射频发射器和温度控制器等。
DAC一般被放置在数字系统中。
在数字系统中，一些真实世界的信号通过模数转换器（ADC）数字化和处理过后，然后需要重新转化成模拟信号的系统中。
这些系统所要求的DAC性能会受到系统其它组件的性能和要求的影响。
1.4课题的意义
单片机技术是现代电子工程领域一门迅速发展的技术，应用于各种嵌入式系统中。
单片机技术的发展和推广极大地推动了电子工业的发展，其在教学和产业界的技术推广仍然是当今业界的一个热点。
单片机技术是现代电子工业中不可缺少的一项技术，掌握单片机技术是电子信息类专业学生就业的一个基本条件
由于现代科技的发展，单片机促进了计算机技术在软件和硬件上的飞速发展，利用计算机软件的仿真技术，可以充分地仿真诸如电路的工作等实际的工程问题。
本课题充分利用了PROTEUS软件的功能，对各个电路部分进行仿真。
为进行一些简单的单片机实验构建一个虚拟硬件环境。
金陵科技学院学士学位论文 第二章系统设计
第二章系统设计
模数转换电路
主芯片AT89C52
键盘部分
LCD显示电路
数模转换电路
发光二极管
2.1电路整体设计
本课题共分为几大模块，具体为4X4键盘显示、8位发光二极管流水灯显示、LCD显示以及A/D和D/A转换5个模块。
所有电路都是围绕主芯片AT89C52来完成的,下图为作者设计的电路的整体框图，如图2-1所示。
图2-1系统电路图
2.2电路图仿真部分
电路图仿真部分主要通过PROTEUS实现，Proteus与其它单片机仿真软件不同的是，它不仅能仿真单片机CPU的工作情况，也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电路的工作情况。
采用Proteus
仿真软件进行虚拟单片机实验，具有比较明显的优势，如涉及到的实验实习内容全面、硬件投入少、学生可自行实验、实验过程中损耗小、与工程实践最为接近等。
2.3程序编译部分
KeilC51是美国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。
用过汇编语言后再使用C来开发，体会更加深刻。
编译部分主要通过KeilC51uVision3来编译，KeilC51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。
另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到KeilC51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。
在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。
2.4开发工具介绍
2.4.1proteus软件
Proteus与其它单片机仿真软件不同的是
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