【正文】 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。本課題針對PROTEUS 軟件和編譯軟件 KEIL 做了一下簡單的介紹。本文重點對單片機虛擬硬件環(huán)境各部分電路進行詳細介紹，包括鍵盤、顯示、 6位共陽數(shù)碼管 、 A/D、 D/A等。s demonstration function, 8 light emitter diodes by class lantern floated down river39。 現(xiàn)代科技 技術(shù) 的發(fā)展，促進了計算機技術(shù)在軟件和硬件上的飛速發(fā)展，利用計算機軟件的仿真技術(shù)，可以充分地 仿真 電路的工作等實際的工程問題。 在 調(diào)試和仿真的過程中，關(guān)心的是從工程的角度直接看程序運行的結(jié)果和 電路 的工作過程。 在 現(xiàn)代教學(xué)中計算機網(wǎng)絡(luò)和虛擬實驗等技術(shù)已經(jīng)逐漸成為教學(xué)的的 手段 和 工具 。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 3 頁 共 43 頁 本課題共分為幾大模塊，具體為 LED 顯示、 1602 液晶顯示 、 溫度傳感器 、 獨立按鍵 、數(shù)字按鍵、 4X4 鍵盤顯示、 6 位數(shù)碼管 、 蜂鳴器 、 8位發(fā)光二極管流水燈顯示、 LCD 顯示以及 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換幾個模塊。 （ 1） 4X4 鍵盤：主要輸入數(shù)據(jù) （ 2）顯示部分： LED： LED 是一種特別的二極管 ,當(dāng)連接最電的時候就會發(fā)出光 ,通常被用在電子器具來顯示電路是否關(guān)閉或打開的指示燈 。 DAC 一般被放置在數(shù)字系統(tǒng)中。 如圖 22所示。如果仿真沒有成功則修改電路或源程序后重新進行仿真測試。 這樣的 仿真 彌補了工程和實驗見的 矛盾 和脫節(jié)。 圖 31 電路總設(shè)計 圖 主芯片 — AT89C52 本設(shè)計主要是圍繞芯片 AT89C52 來設(shè)計的，下圖為芯片 AT89C52 引腳的具體說明，如圖 32 所示。 管腳說明 主要管腳有： XTAL1（ 19 腳）和 XTAL2（ 18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接 12MHz 晶振。 VCC：供電電壓。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流 (IIL)。在訪問外部程序存儲器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR 指令）時， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。 P3 口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。 RST：復(fù)位輸入。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置 ALE 禁止位無效。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為 0000H— FFFFH），EA 端必須保持低電平（接地）。晶振電路通常與鎖相環(huán)電路配合使用，以提供系統(tǒng)所需的時鐘頻率。內(nèi)部記數(shù)器在單片機中主要有定時器和記數(shù)器兩個功能。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 11 頁 共 43 頁 圖 外圍 電路 LED顯示模塊 （ 1） 電路接法 以 AT89C52 為主芯片設(shè)計的一個 8 位發(fā)光二極管以流水燈的形式顯示的基本電路 ,首先 ,8個發(fā)光二極管的輸出端是和 74HC573 的端口從 Q0 到 Q7 端相接 ,形成 8個輸入端口 ,其次 ,8 位二極管的負極接 9引腳的排阻，排阻的 1腳接 VCC。 圖 34 LED顯示電路 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 12 頁 共 43 頁 （ 2） 8位發(fā)光 二極管 的 工作原理 因為二極管左邊接的是 Vcc 作為高電平，所以如果要二極管亮的話 P1口必須輸入低電平，就一條通路而言，在 輸入低電平后，第一個 發(fā)光二極管 導(dǎo)通，所以就亮了。 VDD 接 +5V， RS、 RW、 E 分別接 到 。 圖 35 LCD顯示電路 第 1 腳： VSS 為電源地 。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 13 頁 共 43 頁 第 5 腳： RW為讀寫信號線，高電平 (1)時進行讀操作，低電平 (0)時進行寫操作。 15腳背光正極， 16 腳背光負極。這些段分別由字母 a,b,c,d,e,f,g,dp 來表示。小尺寸數(shù)碼管的顯示筆畫常用一個發(fā)光二極管組成，而大尺寸的數(shù)碼管由二個或多個發(fā)光二極管組成，一般情況下，單個發(fā)光二極管的管壓降為 左右，電流不超過 30mA。 LED 數(shù)碼管（ LED Segment Displays）是由多個發(fā)光二極管封裝在一起組成“ 8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需將它們的各個筆劃引出，公共電極。 圖 36 6位 數(shù)碼管 ： 電路 采用 共陽 的 接法 ， 數(shù)碼管 電路 用 2個 74HC573， 其中一個 的 Q0Q7分別 與 6位數(shù)碼管的 A,B,C,D,E,F,G,DP 引腳相 連，另一個的 Q0Q5與 6位 數(shù)碼管的 16 引腳 相連 。 A、靜態(tài)顯示： 靜態(tài)顯示也稱直流驅(qū)動。 B、動態(tài)顯 示： 數(shù)碼管動態(tài)最為廣泛的一種顯示方式之一是顯示界面， 它在 是單片機中應(yīng)用非常廣泛 ， 動態(tài)顯示是將所有 8個顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp 的數(shù)碼管的的同名端連在一起，同時增加位元選通控制電路為每個數(shù)碼管的公共極 COM，各自獨立的 I/O 線控制位元選通由。 鍵盤模塊 獨立按鍵電路 獨立按鍵 電路 有四個 按鍵組成， 分別接 單片機 AT89C52 的 ,、 。如圖 39 所示 。 當(dāng)按下 2 號開關(guān)時，數(shù)碼管顯示為‘ 0110111’。 當(dāng)按下 6 號開關(guān)時，數(shù)碼管顯示為‘ 1111101’。 當(dāng)按下開關(guān) A 時，數(shù)碼管顯示為 ‘ 1110111’。 當(dāng)按下開關(guān) E 時，數(shù)碼管顯示為 ‘ 1111001’。這種鍵盤 的格局 方 方正正，而且可以大大地利用了 I/O 口 。 圖 310 數(shù)字 按鍵電路 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 圖 311 ADC0804 （ 1） 芯片 介紹 ADC0804 是一個 8位、單通道、低價格 A/D 轉(zhuǎn)換器，主要特點是：摸數(shù)轉(zhuǎn)換時間大約 100us，方便的 TTL 或 CMOS 標(biāo)準(zhǔn)接口，可以滿足差分電壓輸入；具有參考電壓輸入端；內(nèi)含時鐘發(fā)生器；單電源工作時（ 0V～ 5V）輸入信號電壓范圍是 0V～ 5V，不需要調(diào)零等本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 19 頁 共 43 頁 等。此信號低電平時 ADC0804 把轉(zhuǎn)換完成的數(shù)據(jù)加載到 DB 口。 ADC0804 使用 RC振蕩器作為 A/D 時鐘， CLK IN是振動 的輸入端。 Vin（ +）（引腳 6）：輸入信號電壓的正極。 Vref/2（引腳 9）：參考電源輸入端。 DB8～ DB0（引腳 11～引腳 18）：數(shù)字信號輸出口，連接單片機的數(shù)據(jù)總線。 CLK IN 接一個 電容 在接到 VIN， CLK R 接 CLK IN，A GND與 D GND相連，在 與 VIN相連接地， D GND串聯(lián) 兩個 1k的 電阻， 在 接高電平。 1LSB，轉(zhuǎn)換時間為 1μ s 分辨率為 8 位。 引腳說明如下： DI0～ DI7： 8 位數(shù)據(jù)輸入線。 WR2：寫選通信號 (輸入 ) DAC 寄存器，低電平有效。內(nèi)部接反饋電阻，外部通過該引腳接運放輸出端。 Vcc：芯片工作電源，其值為 +5V 到 l5V。 溫度傳感器模塊 DS18B20 的 VCC 接 電源， GND 接地， DQ 接 AT89C52 芯片 的 引腳。 蜂鳴器分兩種：有源和無源，有源的是 一通電就響的，標(biāo)有正負極，而無源的是需要方波信號驅(qū)動的，沒有正負極。 圖 317 蜂鳴器 模塊 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 24 頁 共 43 頁 編程語言的選擇 目前，支持單片機 語言比較常用的是匯編語言和 C語言。本次設(shè)計采用 Keil C51 集成開發(fā)環(huán)境， Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具 uVision3。 proteus 和 keil的配置 proteus 軟件 1） Proteus 介紹 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仿真的外圍電路和其他電路的工作情況。通過工具欄中的 p(從庫本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 25 頁 共 43 頁 中選擇元件 )命令，從 pick devices 窗口中選擇電路設(shè)計所需要的元器件，將元件放置在相應(yīng)的位置并調(diào)整相應(yīng)的位置 ，然后在 設(shè)置 元件參數(shù)，再將該 鏈接的 器件 連接起來，最后就是在 keil 里編寫程序， 首先 打開 keil，建立工程 輸入 工程 名 ， 在 就是選器件，一般就是 AT89C51 或者是 C52 系列的 芯片 ， 然后就是 和 Proteus 聯(lián)調(diào)，在 keil 中運行debug,在運行 run,就能看到 proteus 中的仿真結(jié)果了。 4） Proteus 軟件所提供的調(diào)試手段 Proteus 提供了兩種方法對于單片機硬件電路和軟件的調(diào)試：一是整個系統(tǒng)總體的執(zhí)行，一是對軟件的分步調(diào)試的執(zhí)行情況。 在 debug 的菜單下可以查看 仿真中 所出 現(xiàn) 的信息，如軟件列表和單片機系統(tǒng)資源 和調(diào)試 分析等 。所在 所有 的開發(fā) 軟件 中占很大的優(yōu)勢 。 （ 3）、找到安裝 keil 的文件夾修改 keil 安裝目錄下 文件 ,在 C51 字段加入 TDRV3=BIN\ (Proteus VSM Monitor51 Driver)。39。注意：可以在一臺機器上運行 keil,另一臺中運行 proteus 進行 遠程仿真。 圖 48 proteus設(shè)置界面 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 28 頁 共 43 頁 LED 實驗演示 圖 51 流水燈 演示 演示說明： 從上面 的原理圖 中可以看出，如果要讓第一個 燈亮 起來 就是 接在 口的 LED1，只需要把 口的電平變?yōu)榈碗娖骄湍軌驅(qū)崿F(xiàn)；相反，如果把把 口的電平變?yōu)楦唠娖?，則接在 口的 LED1 燈 就會 熄滅；同理，如果 想 以同樣的 方法點亮其他的 LED燈，來實現(xiàn)點亮和熄滅，則就要使得接在 到 口 變?yōu)?低電平 會點亮 ，高電平就會熄滅。 程序 見 （ 附錄 ） 。 如此 重復(fù)，就會看到流水的效果了， 程序 流程如 圖 52 所示。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 31 頁 共 43 頁 鍵盤測試 單鍵識別 演示 說明 ： 第一次按鍵按下 LED 燈 第一個開始亮 ，第二次 按鍵按下 第二 個 LED燈 亮，以此 輪推 。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 34 頁 共 43 頁 計時器 圖 512 計數(shù)器 演示 演示 說明： 運行仿真后 ，從 零 開始計時到 59 自動 清零， 從零開始計時 。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 36 頁 共 43 頁 綠燈用八位發(fā)光二極管流動閃爍作代表； 紅燈用八位發(fā)光二極管全亮作代表； 黃燈用八位發(fā)光二極管全亮全滅閃爍作代表。 DAC 電流指示燈由暗變亮。 圖 517 流水燈 演示 演示 說明： 8 個 LED 燈 從上到下流動一遍 ，同時蜂鳴器發(fā)出 “ 嘟嘟 ” 的 聲音。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 40 頁 共 43 頁 結(jié) 論 剛開始對于 PROTEUS 和 KEIL 軟件的使用還不是太熟練，對于虛擬電路的組成，主要電路的設(shè)計不是很了解。 在電路設(shè)計中，我們遇到了好多的困難。原來此元件就是在工具欄中 Terminals Mode 中的 DEFAULT 元件，知道了這點之后，在同學(xué)的幫助下，我又了解到了在線上標(biāo)記字樣的方法，原來選中此線之后右擊然后找到 Place wrie Label 屬性，打開以后在里面輸入相應(yīng)的名字就行了， 這種方法就叫網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號 。另外 就是鍵盤去抖動的問題，困擾了我好久 ， 最終解決了問題。 歷時三個月的畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)告一段落。柳暗花明又一村 ” 的感覺。這三個月的設(shè)計是對過去所學(xué)知識的系統(tǒng)提高和擴充的過程，為今后的發(fā)展打下了良好的基