【正文】 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 學(xué)生姓名： XXXX 學(xué) 號(hào)： 09XXXXXXXXX 專(zhuān) 業(yè)： 電子科學(xué)與技術(shù) 題 目： 虛擬 單片機(jī) 實(shí) 驗(yàn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā) 指導(dǎo)教師： 王保柱（副教授 ） 張秀清（講師 ） 評(píng)閱教師： 武瑞紅（副教授 ） 2020 年 6 月河北科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表 姓 名 XXX 學(xué) 號(hào) 09XXXXXXXX 成 績(jī) 專(zhuān) 業(yè) 電子科學(xué)與技術(shù) 題 目 虛擬 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā) 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī) 指導(dǎo)教師： 年 月 日 評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī) 評(píng)閱教師： 年 月 日 答辯小組評(píng)語(yǔ)及成績(jī) 答辯小組組長(zhǎng)： 年 月 日 答辯委員會(huì)意見(jiàn) 答辯委員會(huì)主任： 年 月 日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 中 文 摘 要 基于 C51 的單片機(jī)在現(xiàn)實(shí)生活中有著廣泛的應(yīng)用，課題基于 PROTEUS 軟件，簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)了一個(gè)單片機(jī)虛擬硬件環(huán)境的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，以便做一些簡(jiǎn)單的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)。本課題針對(duì)PROTEUS 軟件和編譯軟件 KEIL 做了一下簡(jiǎn)單的介紹。本文重點(diǎn)對(duì)單片機(jī)虛擬硬件環(huán)境各部分電路進(jìn)行詳細(xì)介紹，包括鍵盤(pán)、顯示、 6位共陽(yáng)數(shù)碼管 、 A/D、 D/A等。重點(diǎn)介紹了4X4 鍵盤(pán)的顯示功能、 8 位發(fā)光二極管以流水燈的方式顯示、 LCD 的顯示以及 A/D 和 D/A轉(zhuǎn)換器的功能。最后作者還介紹了一下 PROTEUS 和 KEIL 的聯(lián)調(diào)設(shè)置以用各電路的仿真結(jié)果。 關(guān)鍵詞 ： proteus 軟件；單片機(jī) ；仿真； 虛擬實(shí)驗(yàn) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 外 文 摘 要 Title Based on the virtual experiment system PROTEUS chip design Abstract Widespread application based on the C51 monolithic integrated circuit in the real life. This article based on PROTEUS software, simply designed a monolithic integrated circuit hypothesized hardware environment experiment system. In order to make some simple MCU subject gives a brief introduction to KEIL and article main introduce the detail to various part of electric circuits. Include keyboard, display, 6 digit 7 segment anode display， A/D, D/A, the 4X4 keyboard39。s demonstration function, 8 light emitter diodes by class lantern floated down river39。s way demonstration, LCD displayed as well as A/D and D/A switch39。s function. At last, writer also introduced the simulation result by KEIL and PROTEUS in different circuits with the jointing setting. Key Words: Proteus software, SCM, Simulation, Virtual experiment 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 I 頁(yè) 共 II 頁(yè) 目 錄 1 緒論 ............................................................. 1 課題背景分析 ................................................... 1 課題概況及發(fā)展趨勢(shì) ............................................. 2 課題的目的 和 意義 ............................................... 2 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì) ......................................................... 3 電路整體設(shè)計(jì) ................................................... 3 課題 解決的問(wèn)題 ................................................. 3 課題 研究的方法 ................................................. 4 電路 仿真部分 ................................................... 6 3 硬件電路設(shè)計(jì) ..................................................... 7 整體框圖設(shè)計(jì) ................................................... 7 主芯片 — AT89C52 ................................................ 8 LED 顯示模塊 .................................................. 14 LCD 顯示模塊 .................................................. 16 數(shù)碼管顯示 .................................................... 17 鍵盤(pán)顯示 ...................................................... 19 A/D 轉(zhuǎn)換 模塊 .................................................. 22 D/A 轉(zhuǎn)換 模塊 .................................................. 24 溫度傳感器 模塊 ................................................ 25 蜂鳴器 模塊 ................................................... 26 4 軟件 聯(lián)調(diào)配置 .................................................... 28 軟件 語(yǔ)言的選 擇 ................................................ 28 軟件 運(yùn)行環(huán)境 .................................................. 28 PROTEUS和 KEIL的配置 ............................................ 28 5 電路 的仿真與測(cè)試 ................................................ 32 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 I 頁(yè) 共 II 頁(yè) LED 流水燈 .................................................... 32 LCD 字符顯示 .................................................. 33 數(shù)碼管 動(dòng)態(tài)掃描 ................................................ 34 鍵盤(pán)測(cè)試 ...................................................... 35 A/D 轉(zhuǎn)換 實(shí)驗(yàn) .................................................. 36 D/A 轉(zhuǎn)換 實(shí)驗(yàn) .................................................. 37 計(jì)時(shí)器 ....................................................... 38 1602 液晶顯示 時(shí)鐘 ............................................. 38 DS18B20 溫度按傳感器 .......................................... 39 交通燈設(shè)計(jì) ................................................... 39 整體 電路測(cè)試 ................................................. 40 結(jié)論 .............................................................. 44 致謝 .............................................................. 45 參考文獻(xiàn) .......................................................... 46 附錄 .............................................................. 48 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 1 頁(yè) 共 43 頁(yè) 背景分析 針對(duì) 傳統(tǒng)的 單片機(jī)，需采購(gòu)大量的、比較 貴的 的硬件設(shè)備，而且設(shè)備維護(hù)和工作量也非常大，傳統(tǒng) 的單片機(jī)實(shí)驗(yàn) 采用硬件仿真器，實(shí)驗(yàn)箱或?qū)嶒?yàn)板，由于單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)涉及的 范圍比較廣， 它涉及到 到計(jì)算機(jī)、須硬件和軟件結(jié)合才能 實(shí)現(xiàn) ，也就是將外圍電路和單片機(jī)程序相結(jié)合，如果用真實(shí) 的 實(shí)驗(yàn)箱則費(fèi)會(huì)用高，器材又不能地 發(fā)揮 充分利用，加上所用實(shí)驗(yàn)板開(kāi)發(fā)周期比較長(zhǎng)，可行性 不好。 現(xiàn)在使用 Proteus 仿真軟件，實(shí)現(xiàn)了純軟件的虛擬單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) ,既可調(diào)試單片機(jī)程序，也可以仿真單片機(jī)的外圍器件的工作情況；既能充分利用計(jì)算機(jī)等硬件 資源 ，減少硬件設(shè)備的維護(hù)工作量，還可提供豐富的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。 現(xiàn)代科技 技術(shù) 的發(fā)展，促進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)在軟件和硬件上的飛速發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)軟件的仿真技術(shù)，可以充分地 仿真 電路的工作等實(shí)際的工程問(wèn)題。 目前，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)廣泛地滲透到工程設(shè)計(jì)、科學(xué)研究 、 軍事技術(shù)、各類(lèi)產(chǎn)業(yè)和商業(yè)文化藝術(shù)以及人們的日常生活等方方面面中 ， 由于社會(huì)對(duì)掌握嵌入式技術(shù)人才的大量需求，使得嵌入式軟硬件工程師成為未來(lái)幾年內(nèi)最為熱門(mén)的職業(yè)之一，相當(dāng)一部分高校已開(kāi)設(shè)嵌入式系統(tǒng)的相關(guān)課程。 嵌入式 系統(tǒng) 是 實(shí)踐與理論相 結(jié)合 的課程，對(duì)于嵌入式 處 學(xué)習(xí)者來(lái)說(shuō) 沒(méi)有足夠 的資金來(lái)購(gòu)買(mǎi)開(kāi)發(fā)板， 所以只能選擇仿真 仿真 來(lái) 學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)， proteus 是目前最好的仿真軟件，能夠虛擬出嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中常用的處理器和外圍器件。 Proteus 與其他軟件不同， 它 不僅 能 仿真 CPU 的工作情況，而且也能仿真參與單片機(jī)仿真的外圍電路和其他電路的工作情況。 在 調(diào)試和仿真的過(guò)程中，關(guān)心的是從工程的角度直接看程序運(yùn)行的結(jié)果和 電路 的工作過(guò)程。不再關(guān)心 的 是某些程序語(yǔ)句執(zhí)行 單片機(jī)寄存器和存儲(chǔ)器 內(nèi)容 的改變 。 這樣的 仿真 彌補(bǔ)了工程和實(shí)驗(yàn)見(jiàn)的 矛盾 和脫節(jié)。 課題的目的和意義 單片機(jī)技術(shù) 是 電子專(zhuān)業(yè) 一門(mén)重要的基礎(chǔ)課程，它要求的 對(duì) 動(dòng)手能力 要求很高 ，長(zhǎng)期以來(lái)， 由于 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 資源 的 限制 ， 使得 教學(xué) 實(shí)驗(yàn)受到了限制， 本設(shè)計(jì)是利用 Proteus 軟件 進(jìn)行 虛擬 單片機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā) ， 所涉及到 單片機(jī)及 外圍電路 可以在 沒(méi)有硬件的情況本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 2 頁(yè) 共 43 頁(yè) 下進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)的仿真，從而大大 地 挺高了學(xué)習(xí)的興趣。 在 現(xiàn)代教學(xué)中計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和虛擬實(shí)驗(yàn)等