强烈推荐毕业论文设计单片机常用电路设计及C51仿真专科.docx
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强烈推荐毕业论文设计单片机常用电路设计及C51仿真专科
毕业设计报告（论文）
报告（论文）题目：
所在系部：
所在专业：
所在班级：
姓名：
学号：
指导教师姓名：
完成时间：
北华航天工业学院教务处制
北华航天工业学院电子工程系
毕业设计（论文）任务书
姓名：
专业：
班级：
学号：
指导教师：
职称：
完成时间：
毕业设计（论文）题目：
单片机常用电路设计及C51仿真
设计目标：
1．8255A应用电路设计与仿真
2．8155应用电路设计与仿真
3．利用74LS164扩展并行输出电路设计与仿真
4．利用74LS165扩展并行输入电路设计与仿真
5．并行时钟芯片DS12C887应用电路设计与仿真
6．串行时钟芯片DS1302应用电路设计与仿真
技术要求：
利用KeilC51集成开发环境进行C程序的编辑、编译和链接，利用ProteusISIS7设计电路原理图，并实现Keil与Proteus软件的联合仿真。
完成8155、8255A、74LS164、74LS165、DS12C887和DS1302等常用芯片的应用电路设计与仿真。
所需仪器设备：
计算机一台、KeilC51软件和ProteusISIS7Professtional软件一套。
成果验收形式：
原理图、C51程序清单、仿真运行结果
参考文献：
《51单片机C语言程序设计》、《数字电子技术基础》
时间
安排
1
5周---6周
立题论证
3
9周---13周
仿真调试
2
7周---8周
方案设计
4
14周---16周
成果验收
指导教师：
教研室主任：
系主任：
摘要
单片机最小系统，无论对单片机初学人员还是开发人员都具有十分重要的意义，可以利用最小系统进行编程实现工业控制。
单片机最小系统电路板在单片机开发市场和大学生电子设计方面十分流行。
本次课程设计主要内容是对AT89C51单片机最小系统的IO口扩展、串并口扩展和常用的时钟芯片与51单片机的电路连接与C程序设计。
利用proteus电路设计软件进行原理图设计，利用keilC51进行程序设计与调试，借此巩固了单片机应用、模拟电路、数字电路课程及学会工程软件proteus和keil的使用。
关键字81558255A74LS16474LS165DS1302
绪论1
第一章单片机简介2
1.1单片机的历史2
1.2单片机的特点2
1.3单片机的应用3
1.3.1在工业控制中的应用3
1.3.2在智能仪器中的应用3
1.3.3在家用电器中的应用4
1.3.4在计算机网络和通信领域中的应用4
1.3.5在办公自动化设备中的应用4
1.3.6在商业营销设备中的应用4
1.3.7在医用设备领域中的应用4
1.3.8在汽车电子产品中的应用4
1.4单片机的应用前景5
第二章系统硬件概况6
2.180C51单片机的内部结构6
2.280C51单片机的引脚功能7
2.2.1引脚介绍7
2.2.2IO口的介绍8
第三章keil与proteus软件介绍11
3.1keil软件11
3.1.1语言环境介绍11
3.1.2软件安装11
3.1.3keil使用12
3.2proteus软件16
3.2.1Proteus窗口16
3.2.2proteus绘制电路图17
3.2.3proteus调试20
第四章常用电路的仿真调试21
4.18255简单控制电路21
4.1.1设计要求21
4.1.2程序设计21
4.1.3原理图设计22
4.1.4实现方式22
4.28155H芯片扩展并行接口22
4.2.1设计要求22
4.2.2程序设计22
4.2.3原理图设计24
4.2.4实现方式24
4.3用74LS165扩展并行输入接口24
4.3.1设计要求24
4.3.2程序设计25
4.3.3原理图设计26
4.3.4实现方式26
4.4用74LS164扩展并行输出接口26
4.4.1设计要求26
4.4.2程序设计26
4.4.3原理图设计28
4.4.4实现方式28
4.5串行时钟DS1302应用28
4.5.1设计要求28
4.5.2程序设计28
4.5.3原理图设计32
4.5.4实现方式32
第五章结论33
致谢34
参考文献35
单片机常用电路设计及C51仿真
绪论
单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。
单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。
由于具有上述优点，在我国，单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面，而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。
这次毕业设计通过对它的学习、应用，以AT89C51芯片为核心，辅以必要的电路，设计了一些典型的电路，从而到达学习、设计、开发软、硬件的能力。
LED显示电路和电子时钟电路已成为人们日常生活中必不可少的东西，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧院、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。
因此对电子时钟和LED常用显示电路的研究显然具备其不可替代的经济性。
在此项目的设计研究过程中需综合运用所学的模拟电子技术、数字电子技术、单片机原理与应用、微机原理等课程的知识，掌握常用电路的设计和仿真方法，利用现代的单片机等新电子技术以及现代的设计手段，系统地培养了综合设计、操作调试、故障处理的能力，达到综合素质以及创新能力的提高。
第一章单片机简介
1.1单片机的历史
第一代：
七十年代后期，4位逻辑控制器件发展到8位。
使用NMOS工艺（速度低，功耗大、集成度低）。
代表产品：
MC6800、Intel8048。
第二代：
八十年代初，采用CMOS工艺，并逐渐被高速低功耗的HMOS工艺代替。
代表产品：
MC146805、Intel8051。
第三代：
近十年来，MCU的发展出现了许多新特点：
（1）在技术上，由可扩展总线型向纯单片型发展，即只能工作在单片方式。
（2）MCU的扩展方式从并行总线型发展出各种串行总线。
（3）将多个CPU集成到一个MCU中。
（4）在降低功耗，提高可靠性方面，MCU工作电压已降至3.3V。
第四代：
FLASH的使用使MCU技术进入了第四代。
目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。
更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。
因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
1.2单片机的特点
单片机与通用微型计算机相比较，它在硬件结构、指令设置上均有其独到之处，主要特点如下：
（1）单片机中的存储器ROM和RAM是严格分工的。
ROM为程序存储器，只存放程序、常数及数据表格。
而RAM则为数据存储器，用作工作区及存放变量。
这样的结构主要是考虑到单片机用于控制系统中，有较大的程序存储空间，把已调试好的程序固化在ROM中，而把少量的随机数据存放在RAM中，这样，小容量数据存储器能以高速RAM形式集成在单片机内，以加快单片机的执行速度。
但单片机上RAM是作为数据存储器用，而不是当作高速数据缓冲存储器（Cache）用。
（2）采用面向控制的指令系统。
为满足控制的需要，单片机的逻辑控制能力要优于同等级的CPU，持别是单片机具有很强的位处理能力。
单片机的运行速度也较高。
（3）单片机的IO引脚通常是多功能的。
由于单片机芯片上引脚数有限，了解决实际引脚数和需要的信号线数的矛盾，采用了引脚功能复用的方法，引脚处于何种功能，可由指令来设置或由机器状态来区分。
（4）系列齐全，功能扩展性强。
单片机有内部掩膜ROM、内部EPROM和外接ROM等形式，并可方便地扩展外部的ROM、RAM及IO接口，与许多通用的微机接口芯片兼容，对应用系统的设计和生产带来极大的方便。
（5）单片机的功能是通用的。
单片机虽然主要作控制器用，但是功能上还是通用的，可以象一般微处理器那样广泛应用在各个方面。
1.3单片机的应用
单片机技术使用范围广，在各种仪器仪表生产单位、石油、化工，纺织、机械的加工等各个行业中都有广泛的应用。
目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。
更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。
因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴。
1.3.1在工业控制中的应用
工业自动化控制是最早采用单片机控制的领域之一，在测控系统、过程控制、机电一体化设备中主要利用单片机实现逻辑控制、数据采集、运算处理、数据通信等用途。
单独使用单片机可以实现一些小规模的控制功能，作为底层检测、控制单元与上位计算机结合可以组成大规模工业自动化控制系统。
特别在机电一体化技术中，单排年级的结构特点使其更容易发挥其集机械、微电子和计算机技术于一体的优势。
例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。
1.3.2在智能仪器中的应用
单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、压力等物理量的测量。
采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。
例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。
1.3.3在家用电器中的应用
单片机功能完善、体积小、价格廉、易于嵌入，非常适合于对家用电器的控制。
嵌入单片机的家用电器实现了智能化，是传统型家用电器的更新换代，现已广泛应用于洗衣机、空调、电视机、视盘机、微波炉、电冰箱、电饭煲以及各种试听设备等。
1.3.4在计算机网络和通信领域中的应用
现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。
1.3.5在办公自动化设备中的应用
现在办公自动化设备中大多数嵌入了单片机控制核心。
如打印机、复印机、传真机、绘图机、考勤机及电话等。
通过单片机控制不但可以完成设备的基本功能，还
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