交通控制器的设计与实现.doc

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1、班 级 08121 学 号 本科毕业设计论文题 目 交通控制器的设计及实现 学 院 长安学院 专 业 信息及计算科学 学生姓名 马凤娟 导师姓名 高 峰 毕业设计论文诚信声明书本人声明：本人所提交的毕业论文 交通控制器的设计及实现 是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果，论文中所引用他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在论文中加以说明；有关教师、同学与其他人员对本文的写作、修订提出过并为我在论文中加以采纳的意见、建议，均已在我的致谢辞中加以说明并深致谢意。本论文与资料假设有不实之处，本人承当一切相关责任。论文 马凤娟 签字 时间：2021年5月10日指导教师已阅： XXXXX 签字

2、 时间：2021年5月10日西 安 电 子 科 技 大 学 长 安 学 院毕业设计论文任务书学生姓名 马凤娟 学号 指导教师 顶峰 职称 讲师 学院 长安学院 专业 信息及计算科学 题目名称 交通控制器的设计及实现 任务及要求：近年来随着科技的飞速开展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测与自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件构造软硬件结合，加以完善。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。本课题要求学生对单片机的深入研究，并实现交通灯在Prot

3、ell99Proteus下进展系统仿真。开场日期 2021年1月15日 完成日期 2021年5月20日 院长签字 年 月 日注：本任务书一式两份，一份交学院，一份学生自己保存。西 安 电 子 科 技 大 学 长 安 学 院毕业设计论文工作方案学生姓名 马凤娟 学号 08121054 指导教师 顶峰 职称 学院 长安学院 专业 题目名称 交通控制器的设计及实现 一、毕业设计论文进度起 止 时 间 工 作 内 容2021.2.29 查阅相关资料，学习交通控制器的相关内容，学习 电路仿真软件MULTISIM、Protell99、Proteus等，熟悉C语言与汇编语言2021.4.10 设计出交通控制

4、灯的最正确方案，并画出电路原理图，制作PCB板，配齐所需的元器件2021.4.20 安装KielProtell99Proteus软件，编好交通控制灯的程序，并进展仿真及调试2021.5.10 整理资料，完成毕业论文2021.5.20 毕业论文辩论二、主要参考书目资料1 何立民单片机应用系统设计M. 北京：北京航空航天大学出版社，20002 周明德，单片机原理及技术M 北京：人民邮电出版社，20213 姜志海，刘连新. 单片微型计算机原理接口及应用M. 北京：机械工业出版社，2007 4 胡健，单片机原理及接口技术M. 北京：机械工业出版社，2002三、主要仪器设备及材料硬件：计算机、单片机软件

5、：Kiel、Protell99、Proteus、器件：数码管、红黄绿灯、电阻、电容、开关、插座四、教师的指导安排情况场地安排、指导方式等每周面授辅导一次；地点：在教学A楼309教室电子邮件、 等方式五、对方案的说明注：本方案一式两份，一份交学院，一份学生自己保存方案书双面打印西 安 电 子 科 技 大 学 长 安 学 院毕业设计论文中期检查表学 院长安学院专 业信息及计算科学学生姓名马凤娟学 号班 级08121导师姓名顶峰职 称讲师单 位西安电子科技大学题目名称交通控制器的设计及实现检 查 内 容检 查 结 果题目是否更换及更换原因否学生出勤情况90%出勤率，时间抓的比拟紧进 度 评 价完成总

6、工作量的百分比80%质量评价、进度描述已制订出设计方案，并设计出电路原理图，完成了交通控制灯的硬件设计总 体 评 价按优、良、中、及格、不及格五挡评价良存在的问题及建议建议多查阅Prolell99Proteus等方面的书籍，以便掌握如何调试程序与系统仿真学 院 审 核盖章注：此表由指导教师填写，中期检查成绩将作为毕业设计总成绩的一局部；此表装订入毕业设计论文中。西 安 电 子 科 技 大 学 长 安 学 院毕业设计论文成绩登记表学 院长 安 学 院专 业信息及计算科学姓 名马凤娟学 号成 绩题目名称交通控制器的设计及实现指导教师顶峰职 称讲师指导教师评语及对成绩的评定意见签名 年 月 日评阅人

7、评语及成绩评定意见 签名 年 月 日辩论小组意见签名 年 月 日学院辩论委员会意见辩论委员会主任签名 学院盖章 年 月 日注：学院、专业名均写全称；成绩登记表双面打印。摘要现在随着科技的飞速开展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测与自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件构造软硬件结合，加以完善。在日常生活中，我们不难发现车辆与行人有条不紊的通过十字路口，那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。本系统采用MSC-51系列单片机ATSC51与可编程并

8、行I/O接口芯片8255A为中心器件来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过8051芯片的P1口设置红、绿灯燃亮时间的功能；红绿灯循环点亮，倒计时剩5秒时黄灯闪烁警示交通灯信号通过PA口输出，显示时间直接通过8255的PC口输出至双位数码管；车辆闯红灯报警；绿灯时间可检测车流量并可通过双位数码管显示。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。 关键词： 单片机 交通灯 控制器 闯红灯AbstractNow with the rapid development of science and technology, SCM applications are continually deepeni

9、ng, and promote the traditional control detection technology is updated. In real-time detection and automatic control of the SCM application system, the microcontroller is often used as a core component, only SCM knowledge is not enough, should be based on specific hardware structure of hardware and

10、 software combination, to be perfect.In daily life, we discover not hard for vehicles and pedestrians to everything in good order and well arranged by crossroads. So what is this orderly order Is the traffic light on the automatic command system A lot of traffic signal control. The system uses MCS-5

11、1series single-chip ATSC51and programmable parallel I/O interface chip 8255A as the center device to design the traffic light controller, can be achieved according to the actual traffic flow through the 8051 chip P1port is arranged red, green light time function; traffic lights lit cycle, countdown5

12、 seconds left when the yellow light flashing warning (the traffic light signal through the output port PA, display time directly through the 8255PC output to a digital tube); vehicle running the red light green light time alarm; traffic flow can be detected by two digital tube display. This system i

13、s practical, simple operation, strong expanding function.Keywords: SCM traffic light controller running the red light第一章 绪论1.1 设计背景随着经济的开展，城市现代化程度不断提高，交通需求与交通迅速增长，城市交通网络中交通拥挤日益严重，道路运输所带来的交通拥堵、交通事故与环境污染等负面效应日益突出。逐步成为经济与社会开展中的全球性共同问题。交通问题已经日益成为世界性的难题，城市交通事故、交通堵塞与交通污染问题愈加突出。为了解决车与路的矛盾，常用的两种方法：一是控制需求，最直

14、接的方法就是限制车辆的增长：二是增加供应，也就是修路。但是这两个方法都有其局限性。交通是社会开展与人民生活水平提高的根本条件，经济的开展必然带来出行的增加而且在我国汽车工业正处在起步阶段的时期。因此限制车辆的增长不是解决问题的好方法。而采取增加供应，即大量修筑道路根底设施的方法，在自愿、环境矛盾越来越突出的今天。面对越来越拥挤的交通，有限的财力是很难支持的！所以在道路管理方面就要加强交通平安，而在道路管理中最长见的就是交通灯。今天，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见与最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机

15、械扳手式信号灯，用以指挥马车通行，这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两块以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停顿，绿色表示“注意。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。1914年，电气启动的红绿灯出现在美国。这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，安装在纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示：“停顿，绿灯亮表示：“通行。1918年，又出现了带控制的红绿灯与红外线红绿灯。带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，当车辆接近时,红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机

16、遇红灯时按一下喇叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能发觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。中国车辆数量不断增加，交通控制在未来的交通管理中起着越来越重要的作用。智能交通灯的管理比重修一条马路无论在经济、交通运行速率上都有很好的效益、更加节约资源。使交管人员有更多的精力投入到管理整个城市交通控制，带来更大的经济与社会效益,为创造美好的城市交通形象发挥更多的作用。因此交通灯是目前道路最为常见，也是最为广泛的交通标准工具！1.2 设计意义1、本毕业设计是在学完单片机原理及课程之后综合利用所学单片机知识完成一个单片机

17、应用系统设计并在实验室实现；2、本毕业设计的主要任务是通过解决一、两个实际问题，稳固与加深“单片机原理及应用课程中所学的理论知识与实验能力；3、根本掌握单片机应用电路的一般设计方法，提高电子电路的设计与实验能力，加深对单片机软硬知识的理解，获得初步的应用经历；4、为以后从事生产与科研工作打下一定的根底。第二章 整体设计方案2.1 设计方案2.1.1 设计思路道路交通控制的作用主要表现为以下几个方面：1、改善交通秩序，增加交通平安。2、减少交通延误，提高经济效益。3、降低污染程度，保护生态环境。4、节省能源与土地消耗。交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯组成。红灯表示制止通行，绿灯表示准许通行，黄灯表示

18、警示。交通信号灯分为机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯、方向指示信号灯、闪光警告信号灯、道路及铁路平面穿插道口信号灯。交通信号灯用于道路平面穿插路口，通过对车辆、行人发出行进或停顿的指令，使各路口同时到达的人、车交通流尽可能减少相互干扰，从而提高路口的通行能力，保障路口畅通与平安。1机动车信号灯。由绿黄红三种颜色的灯组成，绿灯亮时，准许车辆通行，但转弯车辆不得阻碍被放行的直行车辆、行人通行；黄灯亮时，已越过停顿线的车辆可继续通行；红灯亮时，制止车辆通行。2车道信号灯。车道信号灯由绿色箭头灯与红色叉形灯或红色箭头灯组成，绿色箭头灯亮时，准许本车道车辆按指示方向通行；红色叉形

19、灯或红色箭头灯亮时，制止本车道车辆通行。3人行横道信号灯。人行横道信号灯由绿灯与红灯组成，绿灯亮时，准许行人通过人行横道；红灯亮时，制止行人进入人行横道，但是已经进入人行横道的，可以继续通过或者在道路中心线处停留等候。设计方案南北方向：红灯30S 、绿灯 20S、黄灯5S东西方向：绿灯 30S 、红灯 20S、黄灯5S2.2 什么是单片机单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大局部功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大局部部件：CPU、内存、内部与外部总线系统，目前大局部还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系

20、统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。单片机也被称为微控制器Microcontroller，是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器开展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备与CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进而复杂的而对提及要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机与专用处理器的开展便分道扬镳。早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上开展出了MCS51系列单片机系统。基于这一系统的单片

21、机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开场出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大开展，单片机技术得到了巨大的提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发与使用，大量专用的嵌入式操作系统

22、被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑与手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows与Linux操作系统。单片机比专用处理器最适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子与机械产品中都会集成有单片机：手机、 、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机，而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作。单片机的数量不仅远超过PC机与其他计算的综合，甚至比人类的数量还要多。2.3 什么是单片机

23、系统单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统.对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路.下面给出一个51单片机的最小系统电路图. 图2-1复位电路:由电容串联电阻构成,由图并结合电容电压不能突变的性质,可以知道,当系统一上电,RST脚将会出现高电平,并且,这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定.典型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位,所以,适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位.一般教科书推荐C取10u,R取.当然也有其他取法的,原那么就是要让RC组合可以在RST脚上产生不少于2个机周期的高电平.至

24、于如何具体定量计算,可以参考电路分析相关书籍. 图2-2晶振电路:典型的晶振取11.0592MHz(因为可以准确地得到9600波特率与19200波特率,用于有串口通讯的场合)/12MHz(产生准确的US级时歇,方便定时操作)局部电路功能。 图2-3信号灯控制电路，LED及显示接口图2-4 第 48 页发光二极管简称LED，采用砷化镓、镓铝砷、与磷化镓等材料制成，其内部构造为一个PN结，具有单向导电性。 当在发光二极管PN结上加正向电压时，PN结势垒降低，载流子的扩散运动大于漂移运动，致使P区的空穴注入到N区，N区的电子注入到P区，这样相互注入的空穴及电子相遇后会产生复合，复合时产生的能量大局部

25、以光的形式出现，因此而发光。当所有二极管都发出光时，大多数都不是很有效的。在普通二极管里，半导体材料本身吸引大量的光能而完毕。发光二极管是由一个塑性灯泡覆盖集中灯光在一个特定方向。由于不同材料的禁带宽度不同，所以由不同材料制成的发光二极管可发出不同波长的光。另外，有些材料由于组分与掺杂不同，例如，有的具有很复杂的能带构造，相应的还有间接跃迁辐射等，因此有各种各样的发光二极管。发光二极管在制作时，使用的材料有所不同，那么就可以发出不同颜色的光。 发光二极管的发光颜色有：红色光、黄色光、绿色光、红外光等。发光二极管的外形有：圆形、长方形、三角形、正方形、组合形、特殊形等。 常用的发光二极管应用电路

26、有四种，即直流驱动电路、交流驱动电路、脉冲驱动电路、变色发光驱动电路。 使用LED作指示电路时，应该串接限流电阻，该电阻的阻值大小应根据不同的使用电压与LED所需工作电流来选择。发光二极管的压降LED的光学参数及PN结温有很大的关系。一般工作在小电流IF10mA，或者1020mA长时间连续点亮LED温升不明显。因此我们选的二极管颜色为绿色、红色、黄色。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行；红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在穿插路口的停车线后停车；黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能平安停车时可以进入穿插路口。第三章 设计原理及主要器件介绍3.1.设计原

27、理本设计基于AT89C51单片机实现十字路口交通灯的模拟控制。利用红、黄、绿三个发光二级管模拟交通信号灯，另外利用数码管计数器显示时间。本系统利用了AT89C51单片机的众多资源，比方定时器、定时器中断、外部中断以及I/O口资源。通过定时器T1实现准确的秒的定时；通过两个单片机的外部中断模拟现实中的交通紧急情况，如果出发外部中断，那么驱动蜂鸣器发出预警声音；另外通过单片机的P1P11P16与P2(P20P25)接口控制12个模拟的交通灯，通过P0口驱动数码管计时器实现交通信号灯中的计时，在本设计中红绿黄灯的时间分别设为30S、20S、5S，其中P26、P27为数码管的选通信号输出。系统原理图如

28、下：图 3-13.2 AT89C52介绍AT89C52是51系列单片机的一个型号，它是ATMEL公司生产的。AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器与256bytes的随机存取数据存储器RAM，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器与Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出I/O端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，

29、2个读写线，AT89C52可以按照常规方法进展编程,但不可以在线编程(S系列的才支持在线编程)。其将通用的微处理器与Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发本钱。 AT89C52P为40 脚双列直插封装的8位通用微处理器，采用工业标准的C51内核，在内部功能及管脚排布上及通用的8xc52 一样，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 内部存放器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及及主板CPU通信等。主要管脚有：XTAL119 脚与XTAL218 脚为振荡器输入输出端口，外接12M

30、Hz 晶振。RST/VPD9 脚为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。VCC40 脚与VSS20 脚为供电端口，分别接+5V电源的正负端。P0P3 为可编程通用I/O 脚，其功能用途由软件定义，在本设计中，P0 端口3239 脚被定义为N1 功能控制端口，分别及N1的相应功能管脚相连接，13 脚定义为IR输入端，10 脚与11脚定义为I2C总线控制端口，分别连接N1的SDAS18脚与SCLS19脚端口，12 脚、27 脚及28 脚定义为握手信号功能端口，连接主板CPU 的相应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。1、P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据

31、总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口P0写“1时，可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址低8 位与数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash 编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。2、P1是一个带内部上拉电阻的8 位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动吸收或输出电流4个TTL逻辑门电路。对端口写“1，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。及AT89C51

32、 不同之处是，P1.0 与P1.1 还可分别作为定时/计数器2 的外部计数输入与输入，参见表1，Flash 编程与程序校验期间，P1 接收低8 位地址。表与的第二功能引脚号功能特性T2，时钟输出T2EX定时/计数器23、P2 是一个带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 的输出缓冲级可驱动吸收或输出电流4个TTL逻辑门电路。对端口P2 写“1，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。在访问外部程序存储器或16 位地址的外部数据存储器例如执行MOVX DPTR 指令时，P2 口送出高8 位地

33、址数据。在访问8 位地址的外部数据存储器如执行MOVX RI 指令时，P2 口输出P2 锁存器的内容。Flash 编程或校验时，P2亦接收高位地址与一些控制信号。4、P3口是一组带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口。P3 口输出缓冲级可驱动吸收或输出电流4个TTL逻辑门电路。对P3 口写入“1时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3 口将用上拉电阻输出电流IIL。P3 口除了作为一般的I/O 口线外，更重要的用途是它的第二功能，P3口还接收一些用于Flash 闪速存储器编程与程序校验的控制信号。5、RST复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平

34、将使单片机复位。ALE/PROG当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE地址锁存允许输出脉冲用于锁存地址的低8 位字节。一般情况下，ALE 仍以时钟振荡频率的1/6 输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE 脉冲。对Flash 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲PROG。如有必要，可通过对特殊功能存放器SFR区中的8EH 单元的D0位置位，可制止ALE操作。该位置位后，只有一条MOVX与MOVC指令才能将ALE 激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE 制止位无效。PSEN程序储存允许PSEN

35、输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C52 由外部程序存储器取指令或数据时，每个机器周期两次PSEN 有效，即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。6、EA/VPP外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器地址为0000HFFFFH，EA端必须保持低电平接地。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平接VCC端，CPU那么执行内部程序存储器中的指令。Flash存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源VPP，当然这必须是该器件是使用12V 编程电压VPP。7、XTAL1振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端

36、。8、XTAL2振荡器反相放大器的输出端。3.3交通控制灯元器件清单序号元件名称型号及规格单位数量1电阻R1 10K只12电阻R2-R13 R16R23 560R只203电阻R14 R15 2K只24数码管数码管25电源插座黑色、红色根26电解电容C1 10UF只17磁片电容C3 30P只18磁片电容C2 30P只19磁片电容C4 104只110二级管D1- D12 LED只1211 蜂鸣器LS只112晶振12M只113三级管9012 V1-V2 块214单片机AT89S52只116开关K1、K2只217线路板PCB板块1第四章 相关软件介绍4.1 Proteus软件介绍4.1.1 Prote

37、us概述Proteus软件是英国Lab center electronics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。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。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机及外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件与虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器

38、模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086与MSP430等，2021年即将增加Cortex与DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Kiel与MPLAB等多种编译器。4.1.2 电路功能仿真在PROTEUS绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件：*.HEX，可以在PROTEUS的原理图中看到模拟的实物运行状态与过程。PROTEUS 是单片机课堂教学的先进助手。PROTEUS不仅可将许多单片机实例功能形象化，也可将许多单片机实例运行过程形象化。前者可在相当程度上得到实物演示实验的效果，后者

39、那么是实物演示实验难以到达的效果。它的元器件、连接线路等却与传统的单片机实验硬件高度对应。这在相当程度上替代了传统的单片机实验教学的功能，例：元器件选择、电路连接、电路检测、电路修改、软件调试、运行结果等。课程设计、毕业设计是学生走向就业的重要实践环节。由于PROTEUS提供了实验室无法相比的大量的元器件库，提供了修改电路设计的灵活性、提供了实验室在数量、质量上难以相比的虚拟仪器、仪表，因而也提供了培养学生实践精神、创造精神的平台。随着科技的开展，“计算机仿真技术已成为许多设计部门重要的前期设计手段。它具有设计灵活，结果、过程的统一的特点。可使设计时间大为缩短、耗资大为减少，也可降低工程制造的

40、风险。相信在单片机开发应用中PROTEUS也能茯得愈来愈广泛的应用。使用Proteus 软件进展单片机系统仿真设计, 是虚拟仿真技术与计算机多媒体技术相结合的综合运用，有利于培养学生的电路设计能力及仿真软件的操作能力；在单片机课程设计与全国大学生电子设计竞赛中，我们使用 Proteus 开发环境对学生进展培训，在不需要硬件投入的条件下，学生普遍反映，对单片机的学习比单纯学习书本知识更容易承受，更容易提高。实践证明，在使用 Proteus 进展系统仿真开发成功之后再进展实际制作，能极大提高单片机系统设计效率。因此，Proteus 有较高的推广利用价值。目前Proteus的最新版为7.7 sp2,

41、今年将推出版本，增加DSP系列及ARM cortex处理器。4.2 protel99介绍Protell99采用全新的管理方式，即数据库的管理方式。Protel99是在桌面环境下第一个以独特的设计管理与团队合作技术为核心的全方位的印制板设计系统。所有Protell99设计文件都被存储在唯一的综合设计数据库中，并显示在唯一的综合设计编辑窗口。Protell99软件沿袭了Protell以前版本方便易学的特点，内部界面及Protell98大体一样，新增加了一些功能模块。Protell公司引进了德国INCASES公司的先进技术，在Protel99中集成了信号完整性工具，准确的模型与板分析，帮助你在设计周

42、期里利用信号完整性分析可获得一次性成功与消除盲目性。Protel99容易使用的特性就是新的“这是什么帮助。按下任何对话框右上角的小问号，然后选择你所要的信息。现在可以很快地看到特性的功能，然后用到设计中，按下状态栏末端的按钮，使用自然语言帮助参谋。第五章 软件设计5.1 KEIL软件介绍5.1.1 KEIL概述KEIL是德国开发的一个51单片机开发软件平台，最开场只是一个支持C语言与汇编语言的编译器软件。后来随着开发人员的不断努力以及版本的不断升级，使它已经成为了一个重要的单片机开发平台，不过KEIL的界面并不是非常复杂，操作也不是非常困难，很多工程师的开发的优秀程序都是在KEIL的平台上编写

43、出来的。可以说它是一个比拟重要的软件，熟悉他的人很多很多，用户群极为庞大。单片机开发中除必要的硬件外，同样离不开软件，我们写的汇编语言源程序要变为CPU可以执行的机器码有两种方法，一种是手工汇编，另一种是机器汇编，目前已极少使用手工汇编的方法了。机器汇编是通过汇编软件将源程序变为机器码，用于MCS-51单片机的汇编软件有早期的A51，随着单片机开发技术的不断开展，从普遍使用汇编语言到逐渐使用高级语言开发，单片机的开发软件也在不断开展，Kiel软件是目前最流行开发MCS-51系列单片机的软件，这从近年来各仿真机厂商纷纷宣布全面支持Kiel即可看出。Kiel提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管

44、理与一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境vision将这些部份组合在一起。运行Kiel软件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空闲的硬盘空间、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。掌握这一软件的使用对于使用51系列单片机的爱好者来说是十分必要的，如果你使用C语言编程，那么Kiel几乎就是你的不二之选目前在国内你只能买到该软件、而你买的仿真机也很可能只支持该软件，即使不使用C语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。我们将通过一些实例来学习Kiel软件的使用，在这一部份我们将学习如何输入源程序，建立工程、对工程进展详细的设置，以及如何将源程序变为目标代码。5.2 KEIL的编译与连接经