【正文】 件簡(jiǎn)介PROTEUS 軟件由 Labcenter 公司開(kāi)發(fā)，是目前世界上最先進(jìn)、最完整的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路、模擬電路及微控制器系統(tǒng)與外設(shè)的混合電路系統(tǒng)的電路仿真、軟件仿真、系統(tǒng)協(xié)同仿真和 PCB 設(shè)計(jì)等功能，是目前唯一能夠?qū)Ω鞣N處理器進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真、調(diào)試與測(cè)試的 EDA 工具。 其革命性的功能是：將電路仿真和微處理器仿真進(jìn)行協(xié)同，直接在基于原理圖的虛擬原型上進(jìn)行處理器編程調(diào)試，并進(jìn)行功能驗(yàn)證，通過(guò)動(dòng)態(tài)器件如電機(jī)、LED、LCD、開(kāi)關(guān)等，實(shí)時(shí)看到運(yùn)行后的輸入、輸出的效果，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀等， Proteus 為我們建立了完備的電子設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)環(huán)境。 INTEL 的 Z80 是 最 早 按照 這 種 思 想 設(shè) 計(jì) 出 的 處 理 器 ， 從 此 以 后 ， 單 片 機(jī) 和 專 用 處 理 器 的 發(fā) 展 便 分 道揚(yáng) 鑣 。 8 位單片機(jī) 1972 年，美國(guó) Intel 公司首先推出 8 位微處理器 8008，并于 1976 年 9 月率先推出 MCS48 系列單片機(jī)。例如，1978 年摩托羅拉公司的 MC6801 系列及齊洛格公司的 Z8 系列，1979 年 NEC 公司的UPD78XX 系列。這一階段的代表產(chǎn)品有 1983 年 Intel 公司推出的 MCS96 系列，1987 年 Intel 推出了 80C96，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司推出的 HPC16040，NEC 公司推出的 783XX 系列等。 64 位單片機(jī) 近年來(lái)，64 位單片機(jī)在引擎控制，智能機(jī)器人，磁盤控制，語(yǔ)音圖像通信，算法密集的實(shí)時(shí)控制場(chǎng)合已有應(yīng)用，如英國(guó) Inmos 公司的 Transputer T800 是高性能的 64 位單片機(jī)。 2 . 采用面向控制的指令系統(tǒng)。 4 . 單片機(jī)的外部擴(kuò)展能力很強(qiáng)。 單 片 機(jī) 的 可 擦 除 只 讀 存 儲(chǔ) 器 可 以 反 復(fù) 擦 除100 次 。AT89C51 單片機(jī) 主要特性與 MCS51 兼 容 4K 字 節(jié) 可 編 程 閃 爍 存 儲(chǔ) 器 壽 命 ： 1000 寫 /擦 循 環(huán) 數(shù)據(jù) 保 留 時(shí) 間 ： 10 年 全 靜 態(tài) 工 作 ： 0Hz24Hz 三 級(jí) 程 序 存 儲(chǔ) 器 鎖 定 128*812位 內(nèi) 部 RAM 32 可 編 程 I/O 線 兩 個(gè) 16 位 定 時(shí) 器 /計(jì) 數(shù) 器 5 個(gè) 中 斷 源 可 編程 串 行 通 道 低 功 耗 的 閑 置 和 掉 電 模 式 片 內(nèi) 振 蕩 器 和 時(shí) 鐘 電 路 管腳說(shuō)明VCC： 供 電 電 壓 。 P0 能 夠 用 于外 部 程 序 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 ， 它 可 以 被 定 義 為 數(shù) 據(jù) /地 址 的 第 八 位 。 在 FLASH 編 程 和 校 驗(yàn) 時(shí) ， P1 口 作 為 第 八 位 地 址 接 收 。 P2 口 當(dāng) 用 于 外 部 程 序 存 儲(chǔ) 器 或16 位 地 址 外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 進(jìn) 行 存 取 時(shí) ， P2 口 輸 出 地 址 的 高 八 位 。 當(dāng) P3 口 寫 入 “1”后 ， 它 們 被 內(nèi) 部 上 拉 為 高 電 平 ， 并 用作 輸 入 ?！?　 ALE/PROG： 當(dāng) 訪 問(wèn) 外 部 存 儲(chǔ) 器 時(shí) ， 地 址 鎖 存 允 許 的 輸 出 電 平 用 于 鎖存 地 址 的 地 位 字 節(jié) 。 然 而 要 注 意 的 是 ： 每 當(dāng) 用 作外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 時(shí) ， 將 跳 過(guò) 一 個(gè) ALE 脈 沖 。 如 果 微 處 理 器 在 外 部 執(zhí) 行 狀 態(tài) ALE 禁 止 ，置 位 無(wú) 效 ?！?　 /EA/VPP： 當(dāng) /EA 保 持 低 電 平 時(shí) ， 則 在 此 期 間 外 部 程 序 存 儲(chǔ) 器（ 0000HFFFFH） ， 不 管 是 否 有 內(nèi) 部 程 序 存 儲(chǔ) 器 ?！?　 XTAL2： 來(lái) 自 反 向 振 蕩 器 的 輸 出 。 如 采 用 外 部 時(shí) 鐘 源 驅(qū)動(dòng) 器 件 ， XTAL2 應(yīng) 不 接 。MAX7219 是 MAXIM 公 司 生 產(chǎn) 的 串 行 輸 入 /輸 出 共 陰 極 數(shù) 碼 管 顯 示 驅(qū) 動(dòng) 芯片 。圖 31 單片機(jī) 8052 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)程序存儲(chǔ)器(ROM)：8052 共有 4096 個(gè) 8 位掩膜 ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。中斷系統(tǒng)：8052 具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有 2 級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。下圖是 MCS52 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。初始化后，程序計(jì)數(shù)器 PC 指向 0000H，P0P3 輸出口全部為高電平，堆棧指針寫入 07H，其它專用寄存器被清“0”。此外，RESET/Vpd還是一復(fù)用腳，V cc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部 RAM 的數(shù)據(jù)不丟失。 如果單片機(jī)是 EPROM，在編程其間， 將用于輸入編程脈沖。顯然，對(duì)內(nèi)部無(wú)程序存儲(chǔ)器的8031,EA 端必須接地。因此，單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。 有的單片機(jī)針對(duì)某一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，集成了相關(guān)的控制設(shè)備，以減少應(yīng)用系統(tǒng)的芯片數(shù)量。使用高級(jí)語(yǔ)言可以降低開(kāi)發(fā) 難度，縮短開(kāi)發(fā)周期，增強(qiáng)軟件的可讀性和可移植性，便于改進(jìn)和擴(kuò)充功能。低價(jià)格 單片機(jī)應(yīng)用面廣，使用數(shù)量大，帶來(lái)的直接好處就是成本的降低。（2）辦公自動(dòng)化領(lǐng)域 單片機(jī)作為嵌入式系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代辦公設(shè)備，如計(jì)算機(jī)的鍵盤、磁盤驅(qū)動(dòng)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、電話機(jī)和傳真機(jī)等。（4）工業(yè)自動(dòng)化 在工業(yè)控制和機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中，除了采用工控計(jì)算機(jī)外，很多都是以單片機(jī)為核心的單片機(jī)和多機(jī)系統(tǒng)。（6）現(xiàn)代交通與航空航天領(lǐng)域 通常應(yīng)用于電子綜合顯示系統(tǒng)、動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)等。 STC89C52 是一個(gè)低功耗高性能單片機(jī)，40 個(gè)引腳，32 個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2 個(gè)外中斷口，2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，STC89C51 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。時(shí)鐘操作可通過(guò) AM\PM 指示決定采用 24 或 12 小時(shí)格式。 Proteus 電路圖設(shè)計(jì)運(yùn)行 Proteus 的 ISIS 后出現(xiàn)程序主窗口界面，鼠標(biāo)左鍵單擊窗口左側(cè)的元器件工具欄的 , 接著再點(diǎn)擊窗口左側(cè)的元器件選擇區(qū)的 Pick ，彈出如圖 1 所示的 Pick Devices 窗口，再在 Categ 欄里點(diǎn)擊MicroprocessorICs 項(xiàng)后，在 Results 欄里會(huì)出現(xiàn)各種類型的 CPU 器件，找到 AT89C51 后雙擊，AT89C51 就被添加到當(dāng)前窗口左側(cè)的元器件列表區(qū)了。 Proteus 中設(shè)計(jì)的電子時(shí)鐘系統(tǒng)原理圖第四章軟件設(shè)計(jì) 程序流程圖設(shè)計(jì)25系 統(tǒng) 程 序 流 程 圖按 鍵 處 理 是 先 檢 測(cè) 秒 按 鍵 是 否 按 下 ， 秒 按 鍵 如 果 按 下 ， 秒 就 加 1； 如果 沒(méi) 有 按 下 ， 就 檢 測(cè) 分 按 鍵 是 否 按 下 ， 分 按 鍵 如 果 按 下 ， 分 就 加 1； 如 果沒(méi) 有 按 下 ， 就 檢 測(cè) 時(shí) 按 鍵 是 否 按 下 ， 時(shí) 按 鍵 如 果 按 下 ， 時(shí) 就 加 1； 如 果 沒(méi)有 按 下 ， 就 把 時(shí) 間 顯 示 出 來(lái) 。 所 謂 中 斷 就 是 當(dāng) CPU 正 在 執(zhí) 行 程 序A 時(shí) ， 發(fā) 生 了 另 一 個(gè) 急 需 處 理 的 事 件 B， 這 是 CPU 暫 停 當(dāng) 前 執(zhí) 行 的 程 序 A，立 即 轉(zhuǎn) 去 執(zhí) 行 處 理 事 件 B 的 程 序 ， 處 理 完 事 件 B 后 ， 再 返 回 到 程 序 A 繼 續(xù)執(zhí) 行 ， 這 個(gè) 過(guò) 程 被 叫 做 中 斷 。中 斷 是 一 個(gè) 過(guò) 程 ， 當(dāng) 中 央 處 理 器 CPU 在 處 理 某 件 事 情 時(shí) ， 外 部 又 發(fā) 生了 另 一 緊 急 事 件 ， 請(qǐng) 求 CPU 暫 停 當(dāng) 前 的 工 作 而 去 迅 速 處 理 該 緊 急 事 件 。當(dāng) CPU 正 在 處 理 一 個(gè) 中 斷 源 請(qǐng) 求 的 時(shí) 候 ， 又 發(fā) 生 了 另 一 個(gè) 優(yōu) 先 級(jí) 比 它 高的 中 斷 源 請(qǐng) 求 ， 如 果 CPU 能 夠 暫 時(shí) 中 止 對(duì) 原 來(lái) 中 斷 處 理 程 序 的 執(zhí) 行 ， 轉(zhuǎn) 而 去處 理 優(yōu) 先 級(jí) 更 高 的 中 斷 源 請(qǐng) 求 ， 待 處 理 完 以 后 ， 再 繼 續(xù) 執(zhí) 行 原 來(lái) 的 低 級(jí) 中 斷處 理 程 序 ， 這 樣 的 過(guò) 程 稱 為 中 斷 嵌 套 。sbit ACC7 = ACC^7。//顯 示 定 時(shí)void int_0(void)。 /*實(shí) 時(shí) 時(shí) 鐘 時(shí) 鐘 線 引 腳 */sbit T_IO = P2^4。// 從 DS1302 讀 取 1Byte 數(shù) 據(jù)void v_W1302(uchar ucAddr, uchar ucDa)。//讀 取 DS1302 時(shí) 鐘 數(shù) 據(jù)//void v_BurstW1302R(uchar *pReDa)。 初 始 時(shí) 間 格 式 為 : 秒 分 時(shí) 日 月 星 期 年 void v_Get1302(uchar ucCurtime[]) 。//秒 分 時(shí) 日 月 星 期 年uchar Tmod=7。//初 始 化 max7219cls()。 time)。//下 降 沿 觸 發(fā)IT0=1。showDay()。 time)。(setTime[1]==time[1]))sound()。//十 位showTime[4]=time[1] amp。 0x0f。 showTime)。showTime[4]=time[4] amp。 0x0f。 showTime)。showTime[4]=setTime[1] amp。showTime[7]=13。} 34 KeilC51 進(jìn)行程序調(diào)試35 仿真與調(diào)試 Proteus 中 Hex 文件選擇系統(tǒng)仿真分析電路原理圖在 ISIS 里設(shè)計(jì)完成，文件，再進(jìn)行電子時(shí)鐘的系統(tǒng)虛擬仿真 。實(shí)現(xiàn)功能：36當(dāng)進(jìn)入調(diào)整功能時(shí)，按第一個(gè)鍵 K1 進(jìn)行減運(yùn)算，按第二個(gè)鍵 K2 進(jìn)行加運(yùn)算。時(shí)間顯示格式為：時(shí)分秒；日期顯示格式為：日月年。實(shí)現(xiàn)了硬件軟化的目的。撰寫論文的過(guò)程也是專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程，它使我運(yùn)用已有的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，分析和解決一個(gè)理論問(wèn)題或?qū)嶋H問(wèn)題，把知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力的實(shí)際訓(xùn)練。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我們知道了理論和實(shí)際的距離，也知道了理論和實(shí)際想結(jié)合的重要性，也從中得知了很多書本上無(wú)法得知的知識(shí)。參考文獻(xiàn)[1] Proteus 的電路設(shè)計(jì)與仿真[J].,第19 期.[2] 曹洪奎。 2022 年 04 期38[5] [J].，第 3 期.[6] [J]., 第 286 期[7] 、應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)[M].上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，～256.[8] [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社,96～100.[9] 胡漢才 單片機(jī)原理及其接口技術(shù)[M]. 北京： 清華大學(xué)出版社 , ～110.[10] [M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社.～120.【11】 系列單片機(jī)高級(jí)實(shí)例開(kāi)發(fā)指南 北京航空航天大學(xué)出版社致 謝通過(guò)不斷努力，終于完成了此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此，衷心地感謝你們