按键控制单片机PWM输出设计Word格式.docx

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1.2STC12C5A60S2简介1

1.3仿真工具介绍2

1.3.1Protues简介2

1.3.2KeiluVision3简介4

第二章硬件电路设计5

2.1复位电路5

2.2时钟电路5

2.3按键中断5

2.4显示电路6

第三章程序设计流程图7

第四章系统仿真8

4.1仿真图8

4.2程序8

4.3PCB11

参考资料12

第一章系统方案设计

1.1PWM

PWM的全称是PulseWidthModulation（脉冲宽度调制），它是通过改变输出方波的占空比来改变等效的输出电压。

1.2STC12C5A60S2简介

STC12C5A60S2是STC生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍。

内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换，针对电机控制，强干扰场合。

1）管脚说明:

1、P0.0~P0.7P0：

P0口既可以作为输入/输出口，也可以作为地址/数据复用总线使用。

当P0口作为输入/输出口时，P0是一个8位准双向口，内部有弱上拉电阻，无需外接上拉电阻。

当P0作为地址/数据复用总线使用时，是低8位地址线A0~A7，数据线D0~D7

2、P1.0/ADC0/CLKOUT2

标准IO口、ADC输入通道0、独立波特率发生器的时钟输出

3、P1.1/ADC1

4、P1.2/ADC2/ECI/RxD2

标准IO口、ADC输入通道2、PCA计数器的外部脉冲输入脚，第二串口数据接收端

5、P1.3/ADC3/CCP0/TxD2

外部信号捕获，高速脉冲输出及脉宽调制输出、第二串口数据发送端

6、P1.4/ADC4/CCP1/SS非

SPI同步串行接口的从机选择信号

7、P1.5/ADC5/MOSI

SPI同步串行接口的主出从入（主器件的输入和从器件的输出）

8、P1.6/ADC7/SCLK

SPI同步串行接口的主入从出

9、P2.0~P2.7

10、P2口内部有上拉电阻，既可作为输入输出口（8位准双向口），也可作为高8位地址总线使用。

11、P3.0/RxD

标准IO口、串口1数据接收端

12、P3.1/INT0非

外部中断0，下降沿中断或低电平中断

13、P3.3/INT1

14、P3.4/T0/INT非/CLKOUT0

定时器计数器0外部输入、定时器0下降沿中断、定时计数器0的时钟输出

2）A/D转换器的结构：

STC12C5A60AD/S2系列带A/D转换的单片机的A/D转换口在P1口，有8路10位高速A/D转换器，速度可达到250KHz（25万次/秒）。

8路电压输入型A/D，可做温度检测、电池电压检测、按键扫描、频谱检测等。

上电复位后P1口为弱上拉型IO口，用户可以通过软件设置将8路中的任何一路设置为A/D转换，不须作为A/D使用的口可继续作为IO口使用。

单片机ADC由多路开关、比较器、逐次比较寄存器、10位DAC、转换结果寄存器以及ADC_CONTER构成。

该单片机的ADC是逐次比较型ADC。

主次比较型ADC由一个比较器和D/A转换器构成，通过逐次比较逻辑，从最高位（MSB）开始，顺序地对每一输入电压与内置D/A转换器输出进行比较，经过多次比较，使转换所得的数字量逐次逼近输入模拟量对应值。

逐次比较型A/D转换器具有速度高，功耗低等优点。

需作为AD使用的口先将P1ASF特殊功能寄存器中的相应位置为‘1’，将相应的口设置为模拟功能。

STC12C5A60S2引脚图如图1所示。

图1STC12C5A60引脚图

1.3仿真工具介绍

1.3.1Protues简介

Protues软件是英国Labcenterelectronics公司出版的EDA工具软件。

它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。

它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。

虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。

Proteus是世界上著名的EDA工具（仿真软件），从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。

是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。

在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译。

Protues软件具有其它EDA工具软件（例：

multisim）的功能。

这些功能是：

（1）原理布图

（2）PCB自动或人工布线

　　（3）SPICE电路仿真　

革命性的特点：

（1）互动的电路仿真。

用户甚至可以实时采用诸如RAM，ROM，键盘，马达，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。

（2）仿真处理器及其外围电路。

可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流单片机。

还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，再配合显示及输出，能看到运行后输入输出的效果。

配合系统配置的虚拟逻辑分析仪、示波器等，Protues建立了完备的电子设计开发环境。

Protues具有4大功能模块:

1）智能原理图设计（ISIS）

　　丰富的器件库：

超过27000种元器件，可方便地创建新元件；

智能的器件搜索：

通过模糊搜索可以快速定位所需要的器件；

智能化的连线功能：

自动连线功能使连接导线简单快捷，大大缩短绘图时间；

支持总线结构：

使用总线器件和总线布线使电路设计简明清晰；

可输出高质量图纸：

通过个性化设置，可以生成印刷质量的BMP图纸，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多种文档使用。

2）完善的电路仿真功能（Prospice）

　　ProSPICE混合仿真：

基于工业标准SPICE3F5，实现数字/模拟电路的混合仿真；

超过27000个仿真器件：

可以通过内部原型或使用厂家的SPICE文件自行设计仿真器件，Labcenter也在不断地发布新的仿真器件，还可导入第三方发布的仿真器件；

多样的激励源：

包括直流、正弦、脉冲、分段线性脉冲、音频（使用wav文件）、指数信号、单频FM、数字时钟和码流，还支持文件形式的信号输入；

丰富的虚拟仪器：

13种虚拟仪器，面板操作逼真，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、直流电压/电流表、交流电压/电流表、数字图案发生器、频率计/计数器、逻辑探头、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器等；

生动的仿真显示：

用色点显示引脚的数字电平，导线以不同颜色表示其对地电压大小，结合动态器件（如电机、显示器件、按钮）的使用可以使仿真更加直观、生动；

高级图形仿真功能（ASF）：

基于图标的分析可以精确分析电路的多项指标，包括工作点、瞬态特性、频率特性、传输特性、噪声、失真、傅立叶频谱分析等，还可以进行一致性分析。

3）独特的单片机协同仿真功能（VSM）

　　支持主流的CPU类型：

如ARM7、8051/52、AVR、PIC10/12、PIC16、PIC18、PIC24、dsPIC33、HC11、BasicStamp、8086、MSP430等，CPU类型随着版本升级还在继续增加，如即将支持CORTEX、DSP处理器；

支持通用外设模型：

如字符LCD模块、图形LCD模块、LED点阵、LED七段显示模块、键盘/按键、直流/步进/伺服电机、RS232虚拟终端、电子温度计等等，其COMPIM（COM口物理接口模型）还可以使仿真电路通过PC机串口和外部电路实现双向异步串行通信；

实时仿真：

支持UART/USART/EUSARTs仿真、中断仿真、SPI/I2C仿真、MSSP仿真、PSP仿真、RTC仿真、ADC仿真、CCP/ECCP仿真。

　※编译及调试：

支持单片机汇编语言的编辑/编译/源码级仿真，内带8051、AVR、PIC的汇编编译器，也可以与第三方集成编译环境（如IAR、Keil和Hitech）结合，进行高级语言的源码级仿真和调试。

4）实用的PCB设计平台

　　原理图到PCB的快速通道：

原理图设计完成后，一键便可进入ARES的PCB设计环境，实现从概念到产品的完整设计；

　※先进的自动布局/布线功能：

支持器件的自动/人工布局；

支持无网格自动布线或人工布线；

支持引脚交换/门交换功能使PCB设计更为合理；

完整的PCB设计功能：

最多可设计16个铜箔层，2个丝印层，4个机械层（含板边），灵活的布线策略供用户设置，自动设计规则检查，3D可视化预览；

　※多种输出格式的支持：

可以输出多种格式文件，包括Gerber文件的导入或导出，便利与其它PCB设计工具的互转（如protel）和PCB板的设计和加工。

5）Protues提供了丰富的资源

（1）Protues可提供的仿真元器件资源：

仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件，有30多个元件库。

（2）Protues可提供的仿真仪表资源：

示波器、逻辑分析仪、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器、信号发生器、模式发生器、交直流电压表、交直流电流表。

理论上同一种仪器可以在一个电路中随意的调用。

（3）除了现实存在的仪器外，Protues还提供了一个图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来，其作用与示波器相似，但功能更多。

这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标，例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗。

这些都尽可能减少了仪器对测量结果的影响。

　　（4）Protues可提供的调试手段Protues提供了比较丰富的测试信号用于电路的测试。

这些测试信号包括模拟信号和数字信号。

Protues电路功能仿真：

　　在PROTUES绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件：

*.HEX，可以在PROTUES的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。

PROTUES是单片机课堂教学的先进助手。

PROTUES不仅可将许多单片机实例功能形象化，也可将许多单片机实例运行过程形象化。

前者可在相当程度上得到实物演示实验的效果，后者则是实物演示实验难以达到的效果。

它的元器件、连接线路等却和传统的单片机实验硬件高度对应。

这在相当程度上替代了传统的单片机实验教学的功能，例：

元器件选择、电路连接、电路检测、电路修改、软件调试、运行结果等。

课程设计、毕业设计是学生走向就业的重要实践环节。

由于PROTUES提供了实验室无法相比的大量的元器件库，提供了修改电路设计的灵活性、提供了实验室在数量、质量上难以相比的虚拟仪器、仪表，因而也提供了培养学生实践精神、创造精神的平台。

随着科技的发展“计算机仿真技术”已成为许多设计部门重要的前期设计手段。

它具有设计灵活，结果、过程的统一的特点。

可使设计时间大为缩短、耗资大为减少，也可降低工程制造的风险。

相信在单片机开发应用中PROTUES也能茯得愈来愈广泛的应用。

1.3.2KeiluVision3简介

KeiluVision3是德国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，使用接近于传统c语言的语法来开发，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可