proteus课程设计.doc

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Proteus 6 Professional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： 电子设计应用软件训练总结报告一、 任务说明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）。按照设计任务在Proteus 6 Professional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。二、 PROTEUS软件的使用1、软件概述：Proteus ISIS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)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：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。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。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Keil C51 uVision2等软件。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1 proteus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“Pick Devices” 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“×”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简介图5 AT80C51管脚图AT80C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）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 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（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（0000H-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T0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TCONTCONT1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TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H表1 控制寄存器TCON(1) TCON.7 TF1：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。(2) TCON.6 TR1：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。(3) TCON.5 TF0：定时器0溢出标志位。其功能及操作情况同TF1。(4) TCON.4 TR0：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T0门控位计数/定时方式选择工作方式选择门控位计数/定时方式选择工作方式选择GC / TM1M0GC / TM1M0表2 控制寄存器TMOD(iii)M1M0 工作方式选择位M1M0工作方式功能0 0方式013位计数器0 1方式116位计数器1 0方式2两个8位计数器，初值自动装入1 1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=0，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显示电路图7 LED显示电路 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。加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 图8 总电路图附录II#include <reg51.h>void main() char a=0; TH0=0; TL0=0; TMOD=0x05; TR0=1; while(1) if(TL0>10) TL0=0; P1=TL0; 10