單片機(jī)綜合設(shè)計(jì)--基于PROTEUS的多功能數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)1

1、單片機(jī)綜合設(shè)計(jì)指導(dǎo)書計(jì)算機(jī)學(xué)院一、綜合設(shè)計(jì)目的： 學(xué)習(xí)單片機(jī)的目的是能把它應(yīng)用到實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)以及儀器儀表和家用電器等各個(gè)領(lǐng)域，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)這門課程的實(shí)驗(yàn)課、綜合設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)是既相互聯(lián)系又有區(qū)別的三大實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，而且是循序漸進(jìn)的。實(shí)驗(yàn)課是穿插在講課過程中進(jìn)行的，每講完一部分內(nèi)容，跟上一個(gè)實(shí)驗(yàn)，及時(shí)鞏固加深學(xué)過的理論知識(shí)；綜合設(shè)計(jì)是針對(duì)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程結(jié)束后的一個(gè)總結(jié)，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)出一個(gè)簡單的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，用PROTUES完成系統(tǒng)仿真，然后獨(dú)立搭出硬件線路，編寫出相應(yīng)的軟件應(yīng)用程序，經(jīng)過調(diào)試，運(yùn)行出結(jié)果。目的是初步培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)單片機(jī)理論知識(shí)的能力和應(yīng)用學(xué)過的單片機(jī)理論知識(shí)解決

2、實(shí)際問題的能力，也為最后的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下一定的基礎(chǔ)。學(xué)生應(yīng)提交相應(yīng)的電子和打印規(guī)范文檔，實(shí)驗(yàn)結(jié)果、程序源代碼和原理圖等。通過綜合設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際分析問題、編程和動(dòng)手能力，最終目標(biāo)是想通過綜合設(shè)計(jì)的形式，幫助學(xué)生系統(tǒng)掌握該門課程的主要內(nèi)容，更好地完成教學(xué)任務(wù)。二、綜合設(shè)計(jì)題目：1.十字路口交通燈的設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)（1）設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)用單片機(jī)控制的十字路口交通燈及撞紅燈報(bào)警控制系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)這些功能。（2）設(shè)計(jì)要求<1>用8255驅(qū)動(dòng)三種顏色的十二只發(fā)光二極管，用軟件使它們模擬十字路口交通燈的功能。<2>當(dāng)某一方向的紅燈亮?xí)r，若該方向有車輛通過，則發(fā)聲報(bào)警。<3&g

3、t;根據(jù)時(shí)段調(diào)整路口通行和禁止通行的時(shí)間。2.溫度檢測與上限報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（1）設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)能檢測溫度等模擬信號(hào)，并能產(chǎn)生上限報(bào)警信號(hào)的系統(tǒng)。（2）設(shè)計(jì)要求<1>能對(duì)輸入的05V模擬電壓信號(hào)進(jìn)行檢測。<2.>能判斷所檢測的信號(hào)是否越界，界限通過單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。<3>若信號(hào)越界則進(jìn)行聲、光報(bào)警。3.電子鐘的設(shè)計(jì)及定時(shí)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)（1）設(shè)計(jì)內(nèi)容 利用單片機(jī)開發(fā)裝置完成顯示時(shí)，分，秒的時(shí)間顯示功能，可通過鍵盤的任意設(shè)定，修改顯示時(shí)間和鬧鐘時(shí)間。（2）設(shè)計(jì)要求<1>能在LED上實(shí)時(shí)顯示時(shí)，分，秒。<2>可通過鍵盤或開關(guān)設(shè)置報(bào)時(shí)時(shí)間

4、并能實(shí)現(xiàn)報(bào)時(shí)。<3>可進(jìn)行對(duì)時(shí)操作，通過發(fā)光二極管配合提示相應(yīng)操作狀態(tài)。4.頻率及持續(xù)時(shí)間自動(dòng)控制的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)（1）設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)一個(gè)每秒采樣次數(shù)和采樣持續(xù)時(shí)間能用軟件自動(dòng)控制的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。（2）設(shè)計(jì)要求<1>A/D轉(zhuǎn)換器采集的數(shù)據(jù)由8255 A讀入并送去存儲(chǔ)。<2>通過單片機(jī)可選擇不同的采樣頻率。 三、考核辦法： 采用五級(jí)分制進(jìn)行考查，通過以下幾個(gè)方面進(jìn)行考核：1功能實(shí)現(xiàn) 要求現(xiàn)場說明軟、硬件的設(shè)計(jì)思路，并演示各種功能，考核對(duì)設(shè)計(jì)功能的實(shí)現(xiàn)程度。2. 完成作品的數(shù)量（PROTUES仿真、試驗(yàn)箱的硬件實(shí)現(xiàn)、開發(fā)板的焊接和調(diào)試）3設(shè)計(jì)報(bào)告 內(nèi)容

5、包括：設(shè)計(jì)題目、設(shè)計(jì)要求、所用設(shè)備與器材、硬件方案、軟件方案、方案論證、調(diào)試過程、運(yùn)行結(jié)果及收獲體會(huì)。注：元器件可在一定范圍報(bào)銷預(yù)習(xí)要求：學(xué)習(xí) 利用進(jìn)行原理圖的繪制、仿真運(yùn)行。材料：參考書、王心明等視頻（網(wǎng)上下載）、綜合設(shè)計(jì)指導(dǎo)書、軟件附基于PROTEUS的多功能數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)前 言單片機(jī)技術(shù)是現(xiàn)代電子工程領(lǐng)域一門迅速發(fā)展的技術(shù)，它的應(yīng)用已經(jīng)滲透到各種嵌入式系統(tǒng)中?？梢院敛豢鋸埖卣f：掌握單片機(jī)技術(shù)是電子信息類專業(yè)學(xué)生就業(yè)的一個(gè)重要條件。同時(shí)單片機(jī)技術(shù)又是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。課程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)和實(shí)施，在很大程度上決定了學(xué)生對(duì)單片機(jī)技術(shù)的掌握程度。為了更好地完成課程設(shè)計(jì)這一重要教學(xué)環(huán)節(jié)，我

6、們采用Proteus軟件與Keil軟件整合構(gòu)建單片機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。學(xué)生首先在PC上利用Proteus軟件自己搭建硬件電路，并利用系統(tǒng)提供的功能完成電路分析、系統(tǒng)調(diào)試和輸出顯示的硬件設(shè)計(jì)部分；同時(shí)在Keil軟件中編制程序，進(jìn)行相應(yīng)的編譯和仿真，完成系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)部分。當(dāng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作完成后，學(xué)生可以在PC上看到最終的運(yùn)行效果。采用以上方案具有以下優(yōu)勢：有利于促進(jìn)課程和教學(xué)改革，更有利于人才的培養(yǎng)；從經(jīng)濟(jì)性、可移植性、可推廣性角度講，建立這樣的課程設(shè)計(jì)平臺(tái)是非常有意義的；利用仿真系統(tǒng)，可以節(jié)約開發(fā)時(shí)間和開發(fā)成本；利用仿真系統(tǒng)，具有很大的靈活性和可擴(kuò)展性。第一章 概述Proteus ISIS是英國L

7、abcenter公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。它運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232動(dòng)態(tài)仿真、I2C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機(jī)類型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿

8、真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能，同時(shí)可以觀察各個(gè)變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時(shí)支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如Keil C51 uVision2等軟件。具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能。總之，該軟件是一款集單片機(jī)和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大。本章介紹Proteus ISIS軟件的工作環(huán)境和一些基本操作。一、進(jìn)入Proteus ISIS雙擊桌面上的ISIS 6 Professional圖標(biāo)或者單擊屏幕左下方的“開始”“程序”“Proteus 6 Professional” “ISIS 6 Professional”，出現(xiàn)如圖1-

9、1所示屏幕，表明進(jìn)入Proteus ISIS集成環(huán)境。圖1-1 啟動(dòng)時(shí)的屏幕二、工作界面Proteus ISIS的工作界面是一種標(biāo)準(zhǔn)的Windows界面，如圖1-2所示。包括：標(biāo)題欄、主菜單、標(biāo)準(zhǔn)工具欄、繪圖工具欄、狀態(tài)欄、對(duì)象選擇按鈕、預(yù)覽對(duì)象方位控制按鈕、仿真進(jìn)程控制按鈕、預(yù)覽窗口、對(duì)象選擇器窗口、圖形編輯窗口。圖1-2 Proteus ISIS的工作界面第二章 幾個(gè)基本例子例1-基本電路：交流電供電1.- 點(diǎn)擊 Pick Devices按鈕，（該按鈕位于工作區(qū)左邊的面板中，就是那個(gè)P按鈕），這是會(huì)打開標(biāo)題為Pick Devices的對(duì)話框。2.- 在Category列表框中 (位于左邊)

10、 找到Simulator Primitives,這是會(huì)在Results中列出該類的所有元件（如果該類有太多元件，你利用Sub-Category列表框過濾），ALTERNATOR就是我們要找的交流電電源。3.- 在Results中雙擊 ALTERNATOR 會(huì)在The Object Selector（元件列表框）列出ALTERNATOR。4.- 同樣的方法添加LAMP，在Category>Optoelectronics-> LAMP。5.- 單擊 Pick Devices 對(duì)話框的OK按鈕結(jié)束添加元件。6.- 在The Object Selector（元件列表框）單擊選擇ALTERN

11、ATOR。7.- 接著在位于主窗口左下角的角度調(diào)整工具條中設(shè)置在原理圖窗口中ALTERNATOR的方向（這一步也可以在放置元件后再設(shè)置）。第一按鈕是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度，第二個(gè)按鈕是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度，第三個(gè)按鈕是水平翻轉(zhuǎn)，第四的按鈕是垂直翻轉(zhuǎn)，中間的那個(gè)可輸入0, +/-90, +/-180, +/-270。8.- 放置ALTERNATOR到原理圖窗口中，方法很簡單：完成步驟7后，在原理圖窗口中單擊左鍵即可。9.- 用同樣的方法放置 LAMP。10.- 配置元件參數(shù)。 a.- 在原理圖窗口中先右擊再左擊 ALTERNATOR，出現(xiàn)Edit Component對(duì)話框，按下面參數(shù)進(jìn)行設(shè)置（第一、二個(gè)參

12、數(shù)與仿真無關(guān)，起到標(biāo)識(shí)作用）。b.- 單擊 OK完成。c.- 同樣方法設(shè)置LAMP的參數(shù)。11.- 連接元件:a.- 重新調(diào)整元件的角度。在步驟7時(shí)我們已經(jīng)調(diào)整過了，但如果仍然不太符合要求，你可以重新調(diào)整，方法：在原理圖窗口中右擊該元件，再在角度調(diào)整工具條中設(shè)置。b.- 把鼠標(biāo)移到ALTERNATOR的一個(gè)引腳末端，這時(shí)鼠標(biāo)變成×字型，單擊左鍵一下并移動(dòng)鼠標(biāo)，會(huì)出現(xiàn)一條線，你可以再在原理圖的其他地方單擊左鍵幾下以確定連接線的形狀，最后在LAMP的一個(gè)引腳末端單擊左鍵一下就完成一條連接線。其實(shí)，你只要在需要連接的兩個(gè)元件的引腳處分別單擊左鍵一下，Proteus會(huì)自動(dòng)完成這條連接線。c.

13、- 修改連接線。如果連錯(cuò)了，你就在該連接線上雙擊右鍵就把它給刪除掉了。如果要修改走線的形狀，你可以在連接線上單擊右鍵再在某一個(gè)位置上按住左鍵拖動(dòng)，滿意后再在原理圖的空的地方單擊一下右鍵。最終結(jié)果：12.- 開始仿真，找到主窗口底部的仿真工具條，單擊左邊第一個(gè)按鈕。13.- 原理圖的放縮操作，你可以用放縮工具條來完成。說明一下： a.以當(dāng)前點(diǎn)擊的位置為屏幕中心顯示 b.以屏幕中心對(duì)應(yīng)的位置為中心向四周放大c.以屏幕中心對(duì)應(yīng)的位置為中心向四周縮小d.顯示整個(gè)原理圖e.顯示選擇的區(qū)域14.- 配置Set Animation Options，這樣使你的仿真結(jié)果更加形象。方法：到System菜單看一下，

14、那里有一個(gè)Set Animation Options選項(xiàng)，單擊它出現(xiàn)以下對(duì)話框左邊的我們一般不用修改，我們要改的是右邊的Animation Options，Show Wire Voltage by Colour? 元件間的連接線的顏色會(huì)隨電壓變化Show Wire Current with Arrows? 元件間的連接線上顯示電流方向15.- 這個(gè)例子最后的工作就保存文件了。例2-基本電路：電池、可調(diào)電阻、直流電流表、直流電壓表1.- 新建一個(gè)文檔2.- 使用Pick Devices添加以下元件（方法見例1）- BATTERY - LAMP - POT-LIN這里介紹一個(gè)更快捷的方法，就是使用

15、Pick Devices的搜索功能（前提是你知道要找的元件的名字至少知道名字的前幾個(gè)字母），該功能位于Pick Devices 對(duì)話框的左上角。3.- 搭好以下電路POT-LIN的電阻值設(shè)為200BATTERY的電壓值設(shè)為123.- 添加直流電流表和直流電壓表 a.- 找到這個(gè)工具條，紅色圈的那個(gè)就是INSTRUMENTS（儀表元件）了。 b.- 單擊這個(gè)按鈕，會(huì)在The Object Selector（元件列表框）列出所有儀表，其中的DC AMMETER和DC VOLTMETER是我們要用到的，選中DC AMMETER并在原理圖的適當(dāng)位置單擊左鍵，這樣DC AMMETER就被放置到原理圖中了

16、。同理放置DC VOLTMETER。最終電路：c.- 設(shè)置DC AMMETER和DC VOLTMETER，DC AMMETER和DC VOLTMETER 不會(huì)根據(jù)電路的實(shí)際電流、電壓值來自動(dòng)改變量程（比如DC AMMETER 默認(rèn)的單位是A，它能測量的最小電流值是0.01A，如實(shí)際電路的電流值為9mA，那它就顯示為0.00A），需要手動(dòng)修改。操作跟修改一般元件一樣。Display Range 有三個(gè)值A(chǔ)、mA、uAe.- 仿真結(jié)果。在仿真過程中，你可以點(diǎn)擊可調(diào)電阻POT-LIN上方的兩個(gè)紅色箭頭來調(diào)節(jié)電阻值，這時(shí)LAMP的亮度也隨之改變，DC AMMETER和DC VOLTMETER的顯示值也

17、隨之改變。注意到了沒有？！這個(gè)圖好像有點(diǎn)特別，對(duì)了！它就是例1后面介紹Set Animation Options中選擇Show Wire Voltage by Colour? 和Show Wire Current with Arrows?后的效果。例子3-邏輯測試添加以下元件： A-INPUT = LOGICSTATEB-INPUT = LOGICSTATEQ-OUTPUT = LOGICPROBE(BIG)AND = AND例4.- 使用ADC、示波器和仿真表格.1. 添加以下元件：ADC0808 555 POT-LIN LED-BLUE 電阻添加GROUND、POWER單擊紅色的那個(gè)按鈕，

18、在元件列表中會(huì)有GROUND、POWER添加示波器單擊綠色的那個(gè)按鈕，在元件列表中會(huì)有OSCILLOSCOPE添加仿真圖表單擊藍(lán)色的那個(gè)按鈕，在元件列表中會(huì)有ANALOGUE放置仿真圖表的方法：選中ANALOGUE后，在原理圖中單擊左鍵，并按住左鍵拖動(dòng)，這是你會(huì)看到一個(gè)虛線方框，釋放左鍵后就可以看到ANALOGUE了。2. 按照上圖連接好元件3. 設(shè)置參數(shù)，這里主要介紹一下示波器和仿真表格的設(shè)置 a. 示波器設(shè)置，示波器需要運(yùn)行仿真后才可以對(duì)其參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)它有兩個(gè)輸入通道，它的設(shè)置與真實(shí)數(shù)字示波器的差不多。左邊黑色的方框用于顯示波形，其中綠色的線條就是代表某一通道的波形，默認(rèn)它只顯示通道1的波

19、形，要切換為通道2需要使用右上角的方形按鈕，這個(gè)按鈕有兩種狀態(tài)，一個(gè)是CH1另一個(gè)是CH2，你可以通過單擊它實(shí)現(xiàn)通道間互相切換。這個(gè)按鈕下方還有一個(gè)方形按鈕，這個(gè)方形按鈕有三種狀態(tài)，一個(gè)是僅顯示一個(gè)通道、一個(gè)是同時(shí)顯示兩個(gè)通道(Dual)、另一個(gè)是顯示兩個(gè)通道之差（X-Y）。明顯，要實(shí)現(xiàn)通道間互相切換必須使這個(gè)按鈕處于第一種狀態(tài)。還要注意的是，如果同時(shí)顯示兩個(gè)通道的波形，還需要改變其中一個(gè)的Y-POS，因?yàn)槟J(rèn)它們的Y-POS是一樣的，它們的波形會(huì)重疊在一起。 b.設(shè)置仿真圖表，使用仿真圖表前，我們要在需要觀測的信號(hào)線上添加一個(gè)探針，有電壓、電流兩種探針紫色的那兩個(gè)就是探針了，本例使用電壓探針

20、，要觀測的信號(hào)是555輸出的波形，找到這條連接線，點(diǎn)擊了電壓探針符號(hào)后再在這條連接線的某一個(gè)位置上單擊一下左鍵，這樣就添加了一個(gè)電壓探針，接著為這探針起個(gè)名字(A)（方法跟設(shè)置一般元件屬性方法的類似）?，F(xiàn)在要將這個(gè)電壓探針跟仿真圖表關(guān)聯(lián)起來，菜單Graph中有一個(gè)叫Add Trace的子菜單，單擊它會(huì)出現(xiàn)由圖可見，仿真圖表可以連接四個(gè)探針，也就可以看到四個(gè)波形。本例我們只用一個(gè)探針，單擊Probe P1下拉列表，你會(huì)看到（A），選中它后，單擊OK就完成連接工作了。接著是配置仿真表格ANALOGUE，默認(rèn)ANALOGUE的仿真時(shí)間是0S1S，這個(gè)時(shí)間對(duì)本例來說實(shí)在太長了，我們需要0S2mS就夠了

21、。還是菜單Graph，它里面有Edit Graph的子菜單，在Stop time 中輸入2m，單擊OK完成。開始仿真ANALOGUE了，到菜單Graph，單擊Simulate Graph，等待仿真完成后就會(huì)看到下圖了第三章 基于單片機(jī)的仿真例子單片機(jī)電路設(shè)計(jì)如圖所示。電路的核心是單片機(jī)AT89C51。單片機(jī)的P1口八個(gè)引腳接LED顯示器的段選碼（a、b、c、d、e、f、g、dp）的引腳上，單片機(jī)的P2口六個(gè)引腳接LED顯示器的位選碼（1、2、3、4、5、6）的引腳上，電阻起限流作用，總線使電路圖變得簡潔。程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)LED顯示器的選通并顯示字符。電路圖的繪制 1、將所需元器件加入到對(duì)象選擇器窗

22、口。Picking Components into the Schematic 單擊對(duì)象選擇器按鈕，如圖所示彈出“Pick Devices”頁面，在“Keywords”輸入AT89C51，系統(tǒng)在對(duì)象庫中進(jìn)行搜索查找，并將搜索結(jié)果顯示在“Results”中，如圖所示。在“Results”欄中的列表項(xiàng)中，雙擊“AT89C51”，則可將“AT89C51”添加至對(duì)象選擇器窗口。 接著在“Keywords”欄中重新輸入7SEG，如圖所示。雙擊“7SEG-MPX6-CA-BLUE”，則可將“7SEG-MPX6-CA-BLUE”(6位共陽7段LED顯示器)添加至對(duì)象選擇器窗口。最后，在“Keywords”欄

23、中重新輸入RES，選中“Match Whole Words”,如圖所示。在“Results”欄中獲得與RES完全匹配的搜索結(jié)果。雙擊“RES”，則可將“RES”(電阻)添加至對(duì)象選擇器窗口。單擊“OK”按鈕，結(jié)束對(duì)象選擇。經(jīng)過以上操作，在對(duì)象選擇器窗口中，已有了7SEG-MPX6-CA-BLUE、AT89C51、RES三個(gè)元器件對(duì)象，若單擊AT89C51，在預(yù)覽窗口中，見到AT89C51的實(shí)物圖，如圖所示；若單擊RES或7SEG-MPX6-CA-BLUE，在預(yù)覽窗口中，見到RES和7SEG-MPX6-CA-BLUE的實(shí)物圖，如圖所示。此時(shí)，我們已注意到在繪圖工具欄中的元器件按鈕處于選中狀態(tài)。

24、2、放置元器件至圖形編輯窗口Placing Components onto the Schematic在對(duì)象選擇器窗口中，選中7SEG-MPX6-CA-BLUE，將鼠標(biāo)置于圖形編輯窗口該對(duì)象的欲放位置、單擊鼠標(biāo)左鍵，該對(duì)象被完成放置。同理，將AT89C51和RES放置到圖形編輯窗口中。如圖所示。若對(duì)象位置需要移動(dòng)，將鼠標(biāo)移到該對(duì)象上，單擊鼠標(biāo)右鍵，此時(shí)我們已經(jīng)注意到，該對(duì)象的顏色已變至紅色，表明該對(duì)象已被選中，按下鼠標(biāo)左鍵，拖動(dòng)鼠標(biāo)，將對(duì)象移至新位置后，松開鼠標(biāo)，完成移動(dòng)操作。由于電阻R1R8的型號(hào)和電阻值均相同，因此可利用復(fù)制功能作圖。將鼠標(biāo)移到R1，單擊鼠標(biāo)右鍵，選中R1，在標(biāo)準(zhǔn)工具欄中，

25、單擊復(fù)制按鈕，拖動(dòng)鼠標(biāo)，按下鼠標(biāo)左鍵，將對(duì)象復(fù)制到新位置，如此反復(fù)，直到按下鼠標(biāo)右鍵，結(jié)束復(fù)制。此時(shí)我們已經(jīng)注意到，電阻名的標(biāo)識(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)加以區(qū)分。3、放置總線至圖形編輯窗口單擊繪圖工具欄中的總線按鈕，使之處于選中狀態(tài)。將鼠標(biāo)置于圖形編輯窗口，單擊鼠標(biāo)左鍵，確定總線的起始位置；移動(dòng)鼠標(biāo)，屏幕出現(xiàn)粉紅色細(xì)直線，找到總線的終了位置，單擊鼠標(biāo)左鍵，再單擊鼠標(biāo)右鍵，以表示確認(rèn)并結(jié)束畫總線操作。此后，粉紅色細(xì)直線被藍(lán)色的粗直線所替代，如圖所示。4、元器件之間的連線Wiring Up Components on the SchematicProteus的智能化可以在你想要畫線的時(shí)候進(jìn)行自動(dòng)檢測。下面，我們

26、來操作將電阻R1的右端連接到LED顯示器的A端。當(dāng)鼠標(biāo)的指針靠近R1右端的連接點(diǎn)時(shí)，跟著鼠標(biāo)的指針就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)“×”號(hào)，表明找到了R1的連接點(diǎn)，單擊鼠標(biāo)左鍵，移動(dòng)鼠標(biāo)(不用拖動(dòng)鼠標(biāo))，將鼠標(biāo)的指針靠近LED顯示器的A端的連接點(diǎn)時(shí)，跟著鼠標(biāo)的指針就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)“×”號(hào)，表明找到了LED顯示器的連接點(diǎn)，同時(shí)屏幕上出現(xiàn)了粉紅色的連接，單擊鼠標(biāo)左鍵，粉紅色的連接線變成了深綠色，同時(shí)，線形由直線自動(dòng)變成了90º的折線，這是因?yàn)槲覀冞x中了線路自動(dòng)路徑功能。Proteus具有線路自動(dòng)路徑功能(簡稱WAR)，當(dāng)選中兩個(gè)連接點(diǎn)后，WAR將選擇一個(gè)合適的路徑連線。WAR可通過使用標(biāo)準(zhǔn)工

27、具欄里的“WAR”命令按鈕來關(guān)閉或打開，也可以在菜單欄的“Tools”下找到這個(gè)圖標(biāo)。同理，我們可以完成其它連線。在此過程的任何時(shí)刻，都可以按ESC鍵或者單擊鼠標(biāo)的右鍵來放棄畫線。 5、元器件與總線的連線畫總線的時(shí)候?yàn)榱撕鸵话愕膶?dǎo)線區(qū)分，我們一般喜歡畫斜線來表示分支線。此時(shí)我們需要自己決定走線路徑，只需在想要拐點(diǎn)處單擊鼠標(biāo)左鍵即可，如圖所示。6、給與總線連接的導(dǎo)線貼標(biāo)簽PART LABELS單擊繪圖工具欄中的導(dǎo)線標(biāo)簽按鈕，使之處于選中狀態(tài)。將鼠標(biāo)置于圖形編輯窗口的欲標(biāo)標(biāo)簽的導(dǎo)線上，跟著鼠標(biāo)的指針就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)“×”號(hào)，如圖所示。表明找到了可以標(biāo)注的導(dǎo)線，單擊鼠標(biāo)左鍵，彈出編輯導(dǎo)線標(biāo)簽窗

28、口，如圖所示。 在“string”欄中，輸入標(biāo)簽名稱(如a)，單擊“OK”按鈕，結(jié)束對(duì)該導(dǎo)線的標(biāo)簽標(biāo)定。同理，可以標(biāo)注其它導(dǎo)線的標(biāo)簽，如圖所示。注意，在標(biāo)定導(dǎo)線標(biāo)簽的過程中，相互接通的導(dǎo)線必須標(biāo)注相同的標(biāo)簽名。 至此，完成了整個(gè)電路圖的繪制。Keil C與Proteus連接調(diào)試1、假若KeilC與Proteus均已正確安裝在C:Program Files的目錄里； 2、安裝Keil C與Proteus的連接插件vdmagdi.exe；3、進(jìn)入KeilC Vision2開發(fā)集成環(huán)境，創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目(Project)，并為該項(xiàng)目選定合適的單片機(jī)CPU器件（如：Atmel公司的AT89C51）。并為

29、該項(xiàng)目加入KeilC源程序。源程序如下：#define LEDS 6#include "reg51.h"/led燈選通信號(hào)unsigned char code Select=0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20;unsigned char code LED_CODES= 0xc0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,/0-4 0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,/5-9 0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,/A,b,C,d,E 0x8E,0xFF,0x0C,0x89,0x7F,0xBF/F,空格,P,H,.,- ;voi

30、d main() char i=0; long int j; while(1) P2=0; P1=LED_CODESi; P2=Selecti; for(j=3000;j>0;j-); /該LED模型靠脈沖點(diǎn)亮，第i位靠脈沖點(diǎn)亮后，會(huì)自動(dòng)熄來頭。/修改循環(huán)次數(shù)，改變點(diǎn)亮下一位之前的延時(shí)，可得到不同的顯示效果。 i+; if(i>5) i=0; 4、單擊“Project菜單/Options for Target”選項(xiàng)或者點(diǎn)擊工具欄的“option for ta rget”按鈕，彈出窗口，點(diǎn)擊“Debug”按鈕，出現(xiàn)如圖所示頁面。在出現(xiàn)的對(duì)話框里在右欄上部的下拉菜單里選中“Proteu

31、s VSM Driver”。并且還要點(diǎn)擊一下“Use”前面表明選中的小圓點(diǎn)。再點(diǎn)擊“Setting”按鈕，設(shè)置通信接口，在“Host”后面添上“127.0.0.1”，如果使用的不是同一臺(tái)電腦，則需要在這里添上另一臺(tái)電腦的IP地址(另一臺(tái)電腦也應(yīng)安裝Proteus)。在“Port”后面添加“8000”。設(shè)置好的情形如圖所示，點(diǎn)擊“OK”按鈕即可。最后將工程編譯，進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)，并運(yùn)行。 5、Proteus的設(shè)置進(jìn)入Proteus的ISIS，鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊菜單“Debug”， 選中“use romote debuger monitor”，如圖所示。此后，便可實(shí)現(xiàn)KeilC與Proteus連接調(diào)試。6、

32、KeilC與Proteus連接仿真調(diào)試 單擊仿真運(yùn)行開始按鈕，我們能清楚地觀察到每一個(gè)引腳的電頻變化，紅色代表高電頻，藍(lán)色代表低電頻。在LED顯示器上，循環(huán)顯示0、1、2、3、4、5。第四章 基于51單片機(jī)的數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)任 務(wù) 書一、 任務(wù) 設(shè)計(jì)一款電子鐘。二、 設(shè)計(jì)要求（一）合格要求：用PROTEUS畫出原理圖，并完成下列任務(wù)： 用4只LED數(shù)碼管輸出顯示時(shí)和分。 可通過按鍵設(shè)置鬧鐘功能，且停鬧無須手工操作。 可通過按鍵設(shè)置分校時(shí)。(4) 寫出詳細(xì)的設(shè)計(jì)報(bào)告。（5）給出電路的原理圖、源程序，仿真實(shí)現(xiàn)。34數(shù)字電子鐘 目前市場上提供的無論是機(jī)械鐘還是石英鐘在晚上無照明的情況下都是不可見的。要知

33、道當(dāng)前的時(shí)間，必須先開燈，故較為不便?，F(xiàn)在市場上也出現(xiàn)了一些電子鐘，它以六只LED數(shù)碼管來顯示時(shí)分秒，與傳統(tǒng)的以指針顯示秒的方式不同，違背了人們傳統(tǒng)的習(xí)慣與理念，而且這類電子鐘一般是采用大型顯示器件，適用于銀行、車站等公共場所，且外觀設(shè)計(jì)欠美觀，很少進(jìn)入百姓家庭。此外，無論是機(jī)械鐘、石英鐘還是電子鐘，都存在著共同的問題：時(shí)間誤差。針對(duì)以上存在的問題，我們?cè)O(shè)計(jì)了一款采用LED顯示器件顯示的電子時(shí)鐘，有效克服了時(shí)鐘存在的誤差問題。1 系統(tǒng)主要功能 電子鐘的主要功能有：整點(diǎn)報(bào)時(shí)；四只LED數(shù)碼管顯示當(dāng)前時(shí)分；并且具有鬧鐘功能。2 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及功能電腦鐘的原理框圖如圖1所示。它由以下幾個(gè)部件組成：

34、單片機(jī)89C2051、電源、時(shí)分顯示部件。時(shí)分顯示采用動(dòng)態(tài)掃描，以降低對(duì)單片機(jī)端口數(shù)的要求，同時(shí)也降低系統(tǒng)的功耗。時(shí)分顯示模塊以及顯示驅(qū)動(dòng)都通過89C2051的I/O口控制。電源部分：電源部分有二部分組成。一部分是由220V的市電通過變壓、整流穩(wěn)壓來得到+5V電壓，維持系統(tǒng)的正常工作。 圖1 電子鐘系統(tǒng)原理框圖21 AT89C2051單片機(jī)及其引腳說明AT89C2051單片機(jī)是51系列單片機(jī)的一個(gè)成員，是8051單片機(jī)的簡化版。內(nèi)部自帶2K字節(jié)可編程FLASH存儲(chǔ)器的低電壓、高性能COMS八位微處理器，與Intel MCS-51系列單片機(jī)的指令和輸出管腳相兼容。由于將多功能八位CPU和閃速存儲(chǔ)

35、器結(jié)合在單個(gè)芯片中，因此，AT89C2051構(gòu)成的單片機(jī)系統(tǒng)是具有結(jié)構(gòu)最簡單、造價(jià)最低廉、效率最高的微控制系統(tǒng)，省去了外部的RAM、ROM和接口器件，減少了硬件開銷，節(jié)省了成本，提高了系統(tǒng)的性價(jià)比。AT89C2051是一個(gè)有20個(gè)引腳的芯片，引腳配置如圖3所示。與8051相比，AT89C2051減少了兩個(gè)對(duì)外端口（即P0、P2口），使它最大可能地減少了對(duì)外引腳下，因而芯片尺寸有所減小。圖2 AT89C2051引腳配置AT89C2051芯片的20個(gè)引腳功能為：VCC 電源電壓。GND 接地。RST 復(fù)位輸入。當(dāng)RST變?yōu)楦唠娖讲⒈３?個(gè)機(jī)器周期時(shí)，所有I/O引腳復(fù)位至“1”。XTAL1 反向振蕩

36、放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2 來自反向振蕩放大器的輸出。P1口 8位雙向I/O口。引腳P1.2P1.7提供內(nèi)部上拉，當(dāng)作為輸入并被外部下拉為低電平時(shí)，它們將輸出電流，這是因內(nèi)部上拉的緣故。P1.0和P1.1需要外部上拉，可用作片內(nèi)精確模擬比較器的正向輸入（AIN0）和反向輸入（AIN1），P1口輸出緩沖器能接收20mA電流，并能直接驅(qū)動(dòng)LED顯示器；P1口引腳寫入“1” 后，可用作輸入。在閃速編程與編程校驗(yàn)期間，P1口也可接收編碼數(shù)據(jù)。P3口 引腳P3.0P3.5與P3.7為7個(gè)帶內(nèi)部上拉的雙向I/0引腳。P3.6在內(nèi)部已與片內(nèi)比較器輸出相連，不能作為通用I/O引腳訪問。P

37、3口的輸出緩沖器能接收20mA的灌電流；P3口寫入“1”后，內(nèi)部上拉，可用輸入。P3口也可用作特殊功能口，其功能見表1。P3口同時(shí)也可為閃速存儲(chǔ)器編程和編程校驗(yàn)接收控制信號(hào)。22 時(shí)分顯示部件由于系統(tǒng)要顯示的內(nèi)容較簡單，顯示量不多，所以選用數(shù)碼管既方便又經(jīng)濟(jì)。LED有共陰極和共陽極兩種。如圖7所示。二極管的陰極連接在一起，通常此公共陰極接地，而共陽極則將發(fā)光二極管的陽極連接在一起，接入+5V的電壓。一位顯示器由8個(gè)發(fā)光二極管組成，其中7個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成字型“8”的各個(gè)筆劃（段）ag，另一個(gè)小數(shù)點(diǎn)為dp發(fā)光二極管。當(dāng)在某段發(fā)光二極管施加一定的正向電壓時(shí)，該段筆劃即亮；不加電壓則暗。為了保護(hù)各段L

38、ED不被損壞，需外加限流電阻。圖3 LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu)原理圖眾所周知，LED顯示數(shù)碼管通常由硬件7段譯碼集成電路，完成從數(shù)字到顯示碼的譯碼驅(qū)動(dòng)。本系統(tǒng)采用軟件譯碼，以減小體積，降低成本和功耗，軟件譯碼的另一優(yōu)勢還在于比硬件譯碼有更大的靈活性。所謂軟件譯碼，即由單片機(jī)軟件完成從數(shù)字到顯示碼的轉(zhuǎn)換。從LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu)原理可知，為了顯示字符，要為LED顯示數(shù)碼管提供顯示段碼，組成一個(gè)“8”字形字符的7段，再加上1個(gè)小數(shù)點(diǎn)位，共計(jì)8段，因此提供給LED數(shù)碼管的顯示段碼為1個(gè)字節(jié)。各段碼位與顯示段的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1。表1 各段碼位的對(duì)應(yīng)關(guān)系段碼位D7D6D5D4D3D2D1D0顯示段dpgfedcba需說明

39、的是當(dāng)用數(shù)據(jù)口連接LED數(shù)碼管adp引腳時(shí)，不同的連接方法，各段碼位與顯示段有不同的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通常數(shù)據(jù)口的D0位與a段連接，D1位與b段連接，D7位與dp段連接,如表1所示，表2為用于LED數(shù)碼管顯示的十六進(jìn)制數(shù)和空白字符與P的顯示段碼。表2 LED顯示段碼字型共陽極段碼共陰極段碼字型共陽極段碼共陰極段碼0C0H3FH990H6FH1F9H06HA88H77H2A4H5BHB83H7CH3BOH4FHCC6H39H499H66HDA1H5EH592H6DHE86H79H682H7DHF84H71H7F8H07H空白FFH00H880H7FHP8CH73H注：（1）本表所列各字符的顯示段碼均為小數(shù)點(diǎn)不亮的情況。 （2）“空白”字符即沒有任何顯示。根據(jù)AT89C2051單片機(jī)灌