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专业方向论文

题目：

单片机p1口控制转弯灯实验

院系电子信息工程学院

专业光电信息工程

学号1208451063

姓名胡章志

2015年6月15日

摘要

1）摘要正文

本设计基于Protuse自动设计能力、高速有效的编辑功能、简捷方便的设计过程管理PDM，并且可以完整地实现单片机的仿真，从单片机概念设计到生成物理生产数据的全过程，以及这中间的所有分析、仿真和验证功能详细阐述了电路原理图的绘制、实现功能。

本设计还基于keil软件的使用编写程序，生成可被protuse软件识别的.hex文件,实现自己设计想要的功能。

以及在自学过程和制作过程中所遇到的种种问题。

并且给了相应的解决方法。

2）关键词：

Protuse软件；keil软件；仿真；程序；

目录

1、单片机1

1.1、单片机介绍1

1.2、单片机分类1

1.3、单片机应用：

1

1.4、AT8951系列优点：

2

1.7单片机类型3

1.8、中国主要应用51单片机的总类4

2、Proteus软件5

2.2、独有特点5

2.3功能模块5

2.5、丰富资源7

3、Keil8

3.1、系统概述8

3.2、KeilC51单片机软件开发系统的整体结构9

4、本组设计10

4.1、以下是本人利用protuse软件的绘图10

总结11

参考文献12

附录13

附录A13

附录B13

1、单片机

1.1、单片机介绍

单片机在一块半导体材料上集成了CPU、存储器、I/O接口等各种功能部件，具有体积小、功耗低、价格便宜、功能强、可靠性好和使用方便灵活的特点,使单片机在工业控制、数据采集、智能化仪表、办公自动化以及家用电器方等各个领域中得到了越来越广泛的应用。

将单片机技术与测量控制技术相结合，可以使工业自动控制变得更方便、控制效果更佳。

在机电一体化方面，单片机也发挥了它的特殊作用，使许多传统产业发生了巨大的变化，使许多工业产品体积缩小，能耗降低，功能增加，操作方便。

由于单片机在如此广泛的领域里获得了应用,世界上许多集成电路生产厂家相继推出了各种类型的单片机,其中,MCS-51系列单片机以其优越的性能、成熟的技术和高可靠性,占领了工业控制的主要市场。

特别是在我国,MCS-51系列单片机,成为单片机应用领域的主流。

1.2、单片机分类

目前的单片机分通用型和专用型两种。

MCS-51系列单片机是属于通用型的单片机，通用型的单片机把开发资源全部公开，用户可以根据自己的应用系统进行设计，适用面广，应用灵活。

制造单片机的材料也从TTL材料发展到CMOS材料，通常工作电压是5V，如5V±5%或5V±10%，也有3V/3.3V电压的产品，更低的可在1.5V工作。

现在单片机又出现了宽电压范围型，在2.5～6.5V内都可正常工作。

低功耗是单片机所追求的一个指标，目前低功耗单片机的静态电流可以低至μA或nA级。

有的单片机还有等待、关断、睡眠等多种工作模式以降低功耗。

单片机的低功耗在智能化仪表中有重要的应用。

封装有双列直插和贴片系列，体积变得更小，另外，单片机的时钟频率也达到20MHz以上。

单片机的种类很多，在工业中应用最广泛的是MCS-51系列单片机，MCS-51系列的片内程序存储器分掩膜ROM、EPROM和无ROM存储器三种。

一般情况下，片内有掩膜ROM的芯片用于程序已经固定的大批量生产场合。

片内带EPROM的适合于做样机，便于修改程序,做试验。

而外接EPROM的适用于做小批量产品或用于ROM大于8K的场合。

1.3、单片机应用：

1、单片机在数据处理中的应用

单片机在应用中的数据处理有数制转换的处理、查表计算、函数计算等多种运算。

可以利用单片机进行函数计算来处理数据，可以进行矩阵运算和微积分之类的复杂运算。

2、单片机在工业控制中的应用

在工业控制中的控制器，可以应用软件的方法，实现复杂的控制过程，改变控制算法方便。

有丰富的逻辑判断和位操作指令，可以在开关量控制、顺序控制、逻辑控制中发挥作用。

目前，在加热控制、电机控制、锅炉控制、汽车电器、数控机床等各个领域，单片机得到了广泛的使用，并取得了很好的效果。

3、智能化仪器

在仪表中引入单片机后，可以利用单片机完成数据的采集、处理、零位校正、数字显示、报警、记录打印等工作。

使仪表具有智能化的功能，有温度计、流量计、气体分析仪、转速表、电子秤、血压计、万用表、电度表等。

4、家用电器

在家电产品中，为了改善产品的性能，使操作使用更人性化，在电冰箱、微波炉、空调、电视机、音响设备、洗衣机、玩具中，大量使用了单片机技术。

单片机正在迅速渗透到各个方面，改变了原有产品的现状。

1.4、AT8951系列优点：

1、AT89C51系列：

内部的硬件到软件有一套完整的按位操作系统，称作位处理器，或布尔处理器。

它的处理对象不是字或字节而是位。

虽然其他种类的单片机也具有位处理功能，但能进行位逻辑运算的实属少见。

2、AT89C51系列在片内RAM区间还特别开辟了一个双重功能的地址区间，十六个字节，单元地址20H～2FH，它既可作字节处理，也可作位处理（作位处理时，合128个位，相应位地址为00H～7FH），使用极为灵活。

这一功能无疑给使用者提供了极大的方便，因为一个较复杂的程序在运行过程中会遇到很多分支，因而需建立很多标志位，在运行过程中，需要对有关的标志位进行置位、清零或检测，以确定程序的运行方向。

而实施这一处理（包括前面所有的位功能），只需用一条位操作指令即可。

3、AT89C51系列的另一个优点是乘法和除法指令，这给编程也带来了便利。

八位除以八位的除法指令，商为八位，精度嫌不够，用得不多。

而八位乘八位的乘法指令，其积为十六位，精度还是能满足要求的，用的较多。

作乘法时，只需一条指令就行了，即MULAB（两个乘数分别在累加器A和寄存器B中。

积的低位字节在累加器A中，高位字节在寄存器B中）。

很多的八位单片机都不具备乘法功能，作乘法时还得编上一段子程序调用，十分不便。

4、AT89C51系列中，还有一条二进制-十进制调整指令DA，能将二进制变为BCD码，这对于十进制的计量十分方便。

而在其他的单片机中，则也需调用专用的子程序才行。

5、AT89C51系列I/O口特点：

AT89C51系列的I/O脚的设置和使用非常简单，当该脚作输入脚使用时，只须将该脚设置为高电平（复位时，各I/O口均置高电平）。

当该脚作输出脚使用时，则为高电平或低电平均可。

低电平时，吸入电流可达20mA，具有一定的驱动能力；而为高电平时，输出电流仅数十μA甚至更小（电流实际上是由脚的上拉电流形成的），基本上没有驱动能力。

其原因是高电平时該脚也同时作输入脚使用，而输入脚必须具有高的输入阻抗，因而上拉的电流必须很小才行。

作输出脚使用，欲进行高电平驱动时，得利用外电路来实现，如上拉电阻，I/O脚不通，电流经R驱动LED发光；低电平时，I/O脚导通，电流由该脚入地，LED灭（I/O脚导通时对地的电压降小于1V，LED的域值1.5～1.8V）。

1.7单片机类型

STC单片机：

STC公司的单片机主要是基于8051内核,是新一代增强型单片机,指令代码完全兼容传统8051,速度快8~12倍,带ADC,4路PWM,双串口,有全球唯一ID号,加密性好，抗干扰强.

PIC单片机：

是MICROCHIP公司的产品,其突出的特点是体积小,功耗低,精简指令集,抗干扰性好,可靠性高,有较强的模拟接口,代码保密性好,大部分芯片有其兼容的FLASH程序存储器的芯片.

EMC单片机：

是台湾义隆公司的产品,有很大一部分与PIC8位单片机兼容,且相兼容产品的资源相对比PIC的多,价格便宜,有很多系列可选,但抗干扰较差.

ATMEL单片机（51单片机）：

ATMEl公司的8位单片机有AT89、AT90两个系列,AT89系列是8位Flash单片机,与8051系列单片机相兼容,静态时钟模式;AT90系列单片机是增强RISC结构、全静态工作方式、内载在线可编程Flash的单片机,也叫AVR单片机.

PHLIPIS51PLC系列单片机（51单片机）：

PHILIPS公司的单片机是基于80C51内核的单片机,嵌入了掉电检测、模拟以及片内RC振荡器等功能,这使51LPC在高集成度、低成本、低功耗的应用设计中可以满足多方面的性能要求.

HOLTEK单片机：

台湾盛扬半导体的单片机,价格便宜,种类较多,但抗干扰较差,适用于消费类产品.

TI公司单片机（51单片机）：

德州仪器提供了TMS370和MSP430两大系列通用单片机.TMS370系列单片机是8位CMOS单片机,具有多种存储模式、多种外围接口模式,适用于复杂的实时控制场合;MSP430系列单片机是一种超低功耗、功能集成度较高的16位低功耗单片机,特别适用于要求功耗低的场合

松翰单片机（SONIX）：

是台湾松翰公司的单片，大多为8位机，有一部分与PIC8位单片机兼容，价格便宜，系统时钟分频可选项较多，有PMWADC内振内部杂讯滤波。

缺点RAM空间过小，抗干扰较好。

1.8、中国主要应用51单片机的总类

自从单片机诞生至今，已经发展到70多个系列近500个机种。

目前国内外比较有名，而且影响较大的公司和它们的产品如下：

Intel公司的MCS-48，MCS-51，MCS-96系列产品；

Motorla公司的6801、6802、6803、6805、68HCC11系列产品；

Zilog公司的Z8、super-8系列产品；

仙童公司和Mostek公司的F8、3870系列产品；

NEC公司的μCOM-87系列产品；

Rockwell工地的6500、6501系列产品。

由于它们各具特色，因而在国际市场上都有一定的地位。

据国外资料，Intel公司的单片机在市场上占有量约为67％，其中MCS-51系列产品又占54％。

在我国所应用的单片机中仍然以MCS-48，MCS-51，MCS-96为主要系列。

如下图1-1

图1-1AT89C51

2、Proteus软件

Proteus软件是英国Labcenterelectronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。

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。

2.1、功能介绍

Proteus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

2.2、独有特点

（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，Proteus建立了完备的电子设计开发环境。

2.3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