proteus课程设计.docx
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proteus课程设计
沈阳航空航天大学电子信息工程学院
电子设计应用软件训练
总结报告
学生姓名：
专业：
班级：
学号：
指导教师：
训练时间：
2013年7月8日至2013年7月12日
电子信息工程学院电子设计应用软件训练任务
【训练任务】：
1、熟练掌握PROTEUS软件的使用；
2、按照设计要求绘制电路原理图；
3、能够按要求对所设计的电路进行仿真；
【基本要求及说明】：
1、按照设计要求自行定义电路图纸尺寸；
2、设计任务如下：
51单片机内部定时计数器T0,按计数器模式和方式1工作，对P3.4（T0）引脚进行计数，将其数值P1口驱动LED灯上显示出来，由按键产生计数脉冲，LED分别显示脉冲个数（10个以内）。
3、按照设计任务在Proteus6Professional中绘制电路原理图；
4、根据设计任务的要求编写程序，在Proteus下进行仿真，实现相应功能。
成绩：
任务说明
51单片机内部定时计数器TO，按计数器模式和方式1工作，对P3.4（TO）引脚进行计数，将其数值P1口驱动LED灯上显示出来，由按键产生计数脉冲，LED分别显示脉冲个数（10个以内）。
按照设计任务在Proteus6Professional中绘制电路原理图。
根据设计任务的要求编写程序，在Proteus下进行仿真，实现相应功能
、PROTEUS软件的使用
1、软件概述:
ProteusISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。
它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析（SPICE洛种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：
①实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。
具有模拟电路仿真、
数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。
②支持主流单片机系统的仿真。
目前支持的单片机类型有：
68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80
系列、HC11系列以及各种外围芯片。
③提供软件调试功能。
在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如KeilC51uVision2等软件。
④具有强大的原理图绘制功能。
总之，该软件是一款集单机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大。
图1proteus工作界面
2、对象的添加和放置
点击工具箱的元器件按钮，使其选中，再点击IsIs对象选择器左边中间的置P
按钮，出现“PickDevices”对话框。
在这个对话框里我们可以选择元器件和一些
虚拟仪器。
在“Gategory（器件种类）”下面，我们找到“MicoprocessorIC”选项,鼠标左键点击一下，在对话框的右侧，会发现这里有大量常见的各种型号的单片机
找到单片机80C51。
这样在左边的对象选择器就有了80C51这个元件了。
点击一下这个元件，然后
把鼠标指针移到右边的原理图编辑区的适当位置，点击鼠标的左键，就把80C51放
到了原理图区。
图2元件放置
3、画导线
Proteus的智能化可以在想要画线的时候进行自动检测。
当鼠标的指针靠近一个对象的连接点时，跟着鼠标的指针就会出现一个“x”号，鼠标左键点击元器件的连接点，移动鼠标（不用一直按着左键）就。
出现了粉红色的连接线变成了深绿色。
如果你想让软件自动定出线路径,只需左击另一个连接点即可。
这就是Proteus的线路自动路径功能（简称WAR），如果你只是在两个连接点用鼠标左击，WAR将选择一个合
适的线径。
WAR可通过使用工具栏里的“WAR”命令按钮来关闭或打开，也可以在菜单栏的“Tools”下找到这个图标。
如果你想自己决定走线路径，只需在想要拐点
处点击鼠标左键即可。
在此过程的任何时刻，你都可以按ESC或者点击鼠标的右键
来放弃画线。
4、单片机程序的添加
对于设计好的电路，在仿真之前需要将所编写的程序添加到单片机中，添加程序的方法是双击单片机，便可弹出如下图所示的窗口
图3添加程序
5、仿真的开始、暂停与结束
对于设计完毕的电路，在成功添加程序后就可以进行仿真了，在proteus软件
中仿真的选项在整个工作区的左下角，分别是开始、暂停、结束。
图4仿真选项
三、AT80C51芯片简介及原理图绘制
1、AT80C51简介
U1
图5AT80C51管脚图
AT80C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—
FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
AT80C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。
该
器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT80C51是一种高效微控制器，AT80C2051是它的一种精简版本。
AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
各管脚说明：
VCC:
供电电压。
GND:
接地。
P0口：
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当
P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：
P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口
也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：
口管脚备选功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2/INTO（外部
中断0）P3.3/INT1（外部中断1）P3.4T0（记时器0外部输入）P3.5T1
（记时器1外部输入）P3.6/WR（外部数据存储器写选通）P3.7/RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST:
复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG:
当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是:
每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
PSEN:
外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
EA/VPP:
当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（OOOOH-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电（VPP）。
XTAL1:
反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2:
来自反向振荡器的输出。
2、计数器TO的介绍
定时/计数器是单片机系统一个重要的部件，其工作方式灵活、编程简单、使用方便，可用来实现定时控制、延时、频率测量、脉宽测量、信号发生、信号检测等。
此外，定时/计数器还可作为串行通信中波特率发生器。
（i）定时/计数器控制寄存器TCON
TCON
T1
中断标
志
T1
运行标
志
T0
中断标
志
T0
运行标志
INT1
中断标
志
INT1
触发方
式
INT0
中断标
志
INT0
触发方式
位名
称
TF1
TR1
TF0
TR0
IE1
IT1
IE0
IT0
位地
址
8FH
8EH
8DH
8CH
8BH
8AH
89H
88H
表1控制寄存器TCON
（1）TCON.7TF1:
定时器1溢出标志位。
当定时器1计满数产生溢出时，由硬件自动置TF1=1。
在中断允许时，向CPU发出定时器1的中断请求，进入中断服务程序后，由硬件自动清0。
在中断屏蔽时，TF1可作查询测试用，此时只能由软件清0。
⑵TCON.6TR1:
定时器1运行控制位。
由软件置1或清0来启动或关闭定时器1。
当GATE=1，且INT1为高电平时，TR1置1启动定时器1;当GATE=0时，TR1置1即可启动定时器1。
⑶TCON.5TF0:
定时器0溢出标志位。
其功能及操作情况同TF1。
（4）TC0N.4TRO:
定时器0运行控制位。
其功能及操作情况同TR1
（ii）定时/计数器工作方式控制寄存器TMOD
高4位控制T1
低4位控制TO
门控
位
计数/疋时方式选
择
工作方式选
择
门控位
计数/疋时方式选
择
工作方式选择
G
C/T
M1
M0
G
C/T
M1
M0
表2控制寄存器TMOD
（iii）M1M0——工作方式选择位
M1M0
工作方式
功能
00
方式0
13位计数器
01
方式1
16位计数器
10
方式2
两个8位计数器，初值自动装入
11
方式3
两个8位计数器，仅适用T0
表3工作方式选择位
（1）C/T――计数/定时方式选择位
C/T=1,计数工作方式，对外部事件脉冲计数，用作计数器
C/T=0,定时工作方式，对片内机周脉冲计数用作定时器。
（2）GATE——门控位
GATE=O，运行只受TCON中运行控制位TR0/TR1的控制。
GATE=1,运行同时受TR0/TR1和外中断输入信号的双重控制。
只有当
INT0/INT1=1且TR0/TR1=1,T0/T1才能运行。
TMOD字节地址89H,不能位操作，设置TMOD须用字节操作指令。
3、原理图绘制
这次课程设计的主要任务是用51单片机对外来脉冲进行计数，并且将记录的数值通过P1口驱动LED显示出来。
所以，该设计电路的主要部分便是单脉冲产生电路、LED显示电路，下面分别叙述局部电路的设计以及调试过程。
（i）单脉冲产生电路
19
9
*XTAL1
P0.0/AD0
XTAL2
P0.1/AD1
P0.2/AD2
P03/AD3
P0.4/AD4
P0.5/AD5
P0.6/AD6
RST
P0.7/AD7
P2.0/A8
P2.1/A9
P2.2/A10
PSEN
ALE
P2.3/A11
P2.4/A12
EA
P2.5/A13
P2.6/A14
P2.7/A15
P1.0
P3.0/RXD
P3.1/TXD
P1.2
P3.2/INTL
P1.3
P3.3/lNT^
P14
P34/T0
P1.5
P3.5/T1
P1.6
P3.6/WR-
P1.7
P3.7/RD-
18
U1
图6单脉冲产生电路
该电路的设计原理主要依据单片机P3.4管脚在悬空状态的默认电平是高电平,
因此通过一个按键开关使之与地相连，便可通过按键开关的闭合与断开产生负脉冲，
而单片机计数器正是对外来脉冲的下降沿进行计数，因此可以满足本设计的要求
（ii）LED显示电路
U1
19
■30—
■31—
XTAL1
XTAL2
P0.0/AD0
P0.1/AD1
P0.2/AD2
P0.3/AD3
P0.4/AD4
P0.5/AD5
P0.6/AD6
P0.7/AD7
ALE
EA
P1.0
P1.1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
P2.0/A8
P2.1/A9
P2.2/A10
P2.3/A11
P2.4/A12
P2.5/A13
P2.6/A14
P2.7/A15
P3.0/RXD
P3.1/TXD
P3.2/INT0
P3.3/INT1
P3.4/T0
P3.5/T1
P3.6/WR
P3.7/RD
80C&+
GND
该电路设计原理是根据单片机地外脉冲计数，并将记录的数值赋给P1口，P1
口便以二进制的形式将记录的数值通过高低电平在P1口表现出来，高电平代表1、
低电平带便0，所以将LED连接在相应的管脚，记录的数值便可以通过LED显示出来。
四、总结
本次课程设计的，对我过去所学的知识有了进一步的巩固，我对这些知识也有了
更深刻的认识，并且，我又学会了一款对于我们电子人非常有用的软件proteus。
力卩
强我们对电子器件的了解。
比如说，本学期刚刚学习过的单片机课程，虽然课时非常短,但是凭借跟人的兴趣以及在课堂上的认真听讲，我还是很深刻的将老师课堂上传
授的知识掌握了。
但是，毕竟课时太少，我对单片机的认识还是很局限于课堂上的知
识，通过这次课程设计，给我了一个很好的对单片机再次认识的机会，所以，我非常认真的将这次课程设计独立的完成，因此也从中获得了很多课堂上没有学到的知识
五、参考文献
[1]林立、张俊亮.单片机原理及应用（第2版）.[M]出版地：
电子工业出版社，2013年.
[2]艾运阶.MCS-51单片机项目教程.[M]出版地：
北京理工大学出版社，2012年.
[3]阎石.数字电子技术基础（第五版）.[M]出版地：
高等教育出版社，2006年.
[4]陈海晏.51单片机原理及应用.[M]北京航空航天大学出版社，2010年.
[5]张毅刚，刘杰.单片机原理及应用（第3版）.哈尔滨工业大学出版社，2010年.
附录I
c」
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2
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sO.SXDP3VTXDP3a^yRLlmT-3-§30^P3^so
图8总电路图
附录II
#includevoidmain（）
{
chara=0;TH0=0;
TL0=0;
TMOD=0x05;
TR0=1;
while
（1）
{if（TL0>10）
{
TL0=0;
}
P1=TL0;
}
}
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