【文章內(nèi)容簡介】 圖32 復(fù)位電路圖4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) proteus軟件環(huán)境介紹本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)首先是在Proteus軟件環(huán)境中仿真實(shí)現(xiàn)的。Proteus軟件是來自英國Labcenter electronics公司的EDA工具軟件，Proteus軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用，除了具有和其它EDA工具一樣的原理布圖、PCB自動(dòng)或人工布線及電路仿真的功能外，其革命性的功能是，它的電路仿真是互動(dòng)的。針對(duì)微處理器的應(yīng)用，還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，并實(shí)現(xiàn)軟件源碼級(jí)的實(shí)時(shí)調(diào)試。如果有顯示及輸出，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀等，還能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果。Proteus建立了完備的電子設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境，尤其重要的是Proteus Lite可以完全免費(fèi)，也可以花微不足道的費(fèi)用注冊(cè)達(dá)到更好的效果。Proteus是目前最好的模擬單片機(jī)外圍器件的工具?？梢苑抡?1系列、AVR、PIC等常用的MCU及其外圍電路（如LCD，RAM，ROM，鍵盤，馬達(dá)，LED，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件...）。其實(shí)Proteus 與 multisim比較類似，只不過它可以仿真MCU，當(dāng)然，軟件仿真精度有限，而且不可能所有的器件都找得到相應(yīng)的仿真模型，用開發(fā)板和仿真器當(dāng)然是最好選擇，可是初學(xué)者擁有它們的可能性比較小。當(dāng)然，硬件實(shí)踐還是必不可少的。在沒有硬件的情況下，Proteus能像pspice 仿真模擬/數(shù)字電路那樣仿真MCU及外圍電路。另外，即使有硬件，在程序編寫早期用軟件仿真一下也是很有必要的。Proteus軟件主要具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：設(shè)計(jì)和仿真軟件Proteus 是一個(gè)很有用的工具，它可以幫助學(xué)生和專業(yè)人士提高他們的模擬和數(shù)字電路的設(shè)計(jì)能力。它允許對(duì)電路設(shè)計(jì)采用圖形環(huán)境，在這種環(huán)境中，可以使用一個(gè)特定符號(hào)來代替元器件，并完成不會(huì)對(duì)真實(shí)電路造成任何損害的電路仿真操作。它可以仿真儀表以及可描述在仿真過程中所獲得的信號(hào)的圖表。它可以仿真目前流行的單片機(jī)，如PICS, ATMELAVR, MOTOROLA, 8051 等。在設(shè)計(jì)綜合性方案中,還可以利用ARES開發(fā)印制電路板。 Protel軟件環(huán)境介紹Protel印制板設(shè)計(jì)軟件包是澳大利亞protel technology公司與1990年推出的電子CAD產(chǎn)品，具有方便、易學(xué)、實(shí)用、快速以及高速度、高步通率的特點(diǎn)。它采用了分層次下拉窗口菜單結(jié)構(gòu)形式，用戶基本上不需要記背太多的鍵盤命令，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊菜單命令就能操作，protel有著很高的自動(dòng)布線布通率。布通率是電子產(chǎn)CAD產(chǎn)品的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它反映電子元件在電路圖中連接關(guān)系有多少能在印刷版圖中實(shí)現(xiàn)。在設(shè)計(jì)常用的單、雙面印制板時(shí)只要選擇適當(dāng)?shù)脑季趾筒季€策略方法，protel就可以輕易的達(dá)到98%100%的布通率。對(duì)于極少數(shù)不能布通的定方，protel可以用飛線指示出來，引導(dǎo)用戶用手工方法連通。另外，protel有強(qiáng)大的宏命令設(shè)置功能，利用宏命令功能多定義的熱鍵可以大大提高操作速度。 Protel對(duì)微機(jī)的軟硬件配置要求很低：cpu在8088以上，內(nèi)存640kb以上，雙軟件（或一個(gè)軟件一個(gè)硬盤），單色顯示器（多層板設(shè)計(jì)時(shí)最好用彩色），各種兼容打印機(jī)。也能在Windows9X平臺(tái)的模擬DOS下運(yùn)行。 Protel已成為印制板設(shè)計(jì)加工方面的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)protel在CAD的市場占有率達(dá) 95%，成為電子產(chǎn)品制造業(yè)界的首選CAD軟件。 程序流程圖 主程序開 始 端口初始化 啟動(dòng)按鍵是否按下 Y 判斷方向鍵是否按下燈 滅 N N LED燈向右移動(dòng)LED燈向左移動(dòng) Y 圖41 主程序流程圖 子程序 LED流水燈方向控制 LED燈向左（右）快速亮LED燈向左（右）慢速亮燈流速控制鍵是否按下開 始 Y N 結(jié) 束 圖42 LED流水燈方向控制流程圖 流水燈流程圖 開 始 P1口賦初值讓第一個(gè)燈亮 調(diào)用延時(shí)函數(shù)延時(shí) P1口的值循環(huán)左移一位 圖43 流水燈流程圖 LED顯示原理LED 點(diǎn)陣顯示器亦稱LED 矩陣板,具有亮度高、發(fā)光均勻、可靠性好、接線簡單、拼裝方便等優(yōu)點(diǎn),能構(gòu)成各種尺寸的大屏幕顯示器。因此,它被廣泛應(yīng)用于大型LED 智能顯示屏、智能儀器儀表和機(jī)電一體化設(shè)備的顯示單元中,取得了較好的效果。由于它經(jīng)濟(jì)、小型的顯示系統(tǒng),同時(shí)要求使用方便靈活，方便地組成了由多塊大屏幕LED 顯示器構(gòu)成的顯示系統(tǒng),該系統(tǒng)可廣泛用于商場、車站、碼頭及其它公共場合。LED 顯示屏由 ED 點(diǎn)陣顯示器(常見型號(hào)為P2158A) 構(gòu)成。它是以發(fā)光二極管為像素,按照行與列的順序排列而成的顯示器件,采用逐行(或逐列) 掃描方式工作,由峰值較大的窄脈沖驅(qū)動(dòng),從上到下逐次不斷地對(duì)顯示屏的各行進(jìn)行選通,同時(shí)又向各列送出表示圖形或文字信息的脈沖信號(hào),反復(fù)循環(huán)以上操作,就可顯示各種圖形或文字信息。5 系統(tǒng)的調(diào)試過程通過上面的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)過程，設(shè)計(jì)的工作已經(jīng)基本完成，接下來的工作就是對(duì)所設(shè)計(jì)好的應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。通過調(diào)試可以檢查出系統(tǒng)出現(xiàn)的一些錯(cuò)誤，從而進(jìn)行下一步的修改。 原理圖與ERC檢查 圖51 protel原理圖 圖52 ERC電氣規(guī)則檢查結(jié)果 PCB板圖 圖 53 PCB板圖6 仿真結(jié)果圖有按鍵控制的LED流水燈仿真圖如下： 圖 61 有按鍵控制的LED流水燈仿真圖不受開關(guān)控制鍵控制的LED流水燈仿真圖如下（八個(gè)LED先從左向右依次點(diǎn)亮，再從兩邊向中間點(diǎn)亮，再從中間向兩邊點(diǎn)亮，最兩邊的燈亮完后，再從右邊向左邊依次點(diǎn)亮）： 圖 62 不受開關(guān)控制鍵控制的LED流水燈仿真圖7 系統(tǒng)調(diào)試存在的問題在硬件調(diào)試中常見故障有：邏輯錯(cuò)誤：它是由設(shè)計(jì)錯(cuò)誤或加工過程中的工藝性錯(cuò)誤所造成的。這類錯(cuò)誤包括錯(cuò)線、開路、短路等。元器件失效：有兩方面的原因：一是器件本身已損壞或性能不符合要求；二是組裝錯(cuò)誤造成元件失效，如電解電容、集成電路安裝方向錯(cuò)誤等?？煽啃圆睿阂蚱淇煽啃圆畹脑蚝芏?，如金屬化孔、接插件接觸不良會(huì)造成系統(tǒng)時(shí)好時(shí)壞，經(jīng)不起振動(dòng)；走線和布局不合理也會(huì)引起系統(tǒng)可靠性差。電源故障：若樣機(jī)由電源故障，則加電后很容易造成器件損壞。電源故障包括電壓值不符合設(shè)計(jì)要求，電源引線和插座不對(duì)，功率不足，負(fù)載能力差等。調(diào)試方法：包括多級(jí)調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試。在調(diào)試過程中要針對(duì)可能出現(xiàn)的故障認(rèn)真分析，直至檢查出原因并排除。本次硬件調(diào)試過程中，對(duì)所出現(xiàn)的問題進(jìn)行了認(rèn)真的分析和改正，最后能夠很好的達(dá)到設(shè)計(jì)要求的效果。在軟件調(diào)試中軟件調(diào)試一般分為以下四個(gè)階段： 編寫程序并查錯(cuò)；在匯編語言的編譯系統(tǒng)中編譯源程序?qū)Τ绦蜻M(jìn)行編譯連接，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)程序中存在的錯(cuò)誤；改正錯(cuò)誤。在軟件調(diào)試過程中，對(duì)出現(xiàn)的錯(cuò)誤進(jìn)行了認(rèn)真的分析和修改，多次調(diào)試成功后，能夠很好的達(dá)到既定的設(shè)計(jì)效果。8 總結(jié) 經(jīng)過一段時(shí)間的努力，我順利的完成了這次單片機(jī)課設(shè)。這是一個(gè)磨練意志的過程。從課題的選擇開始，硬件和軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、到最后的Proteus軟件仿真完成，這其中經(jīng)歷了很多困難，但是更重要的是在這個(gè)過程中我得到了很大的鍛煉。一方面通過C51單片機(jī)等一些器件的設(shè)計(jì)讓我學(xué)習(xí)和掌握了單片機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)和技術(shù)要點(diǎn)，也使以前學(xué)的很多知識(shí)都得到了運(yùn)用；另一方面在用Protel軟件畫原理圖生成PCB板，用Proteus進(jìn)行仿真的這個(gè)過程中讓我掌握了計(jì)算機(jī)輔助的設(shè)計(jì)技術(shù)。當(dāng)然，這是一個(gè)需要不斷的嘗試，不斷的校核，不斷的修改，最后完成一個(gè)合理的設(shè)計(jì)的過程。需要的是細(xì)心和耐心。在很大程度上培養(yǎng)了我拼搏的工作精神。使我受益匪淺，更加明確了自己專業(yè)的方向。 通過本次課設(shè)，我不僅學(xué)到了關(guān)于單片機(jī)技術(shù)方面的許多專業(yè)知識(shí)，同時(shí)也讓我感覺 到很多方面的的重要性。其實(shí)如何有效和快速的找到資料也是課程設(shè)計(jì)給我的啟發(fā)，利用好圖書館和網(wǎng)絡(luò)，是資源的到最好的利用。與他人交流思想是取得成功的關(guān)鍵，在交流中，不僅強(qiáng)化了自己原有的知識(shí)體系，也擴(kuò)展了自己的思維。課程設(shè)計(jì)是一個(gè)通過思考、發(fā)問、自己解惑并動(dòng)手、提高的過程。我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)中不斷學(xué)習(xí)，積累經(jīng)驗(yàn)，完善自己。對(duì)于這次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)不僅鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上沒有學(xué)到過的知識(shí)，掌握了一種系統(tǒng)的研究方法，可以進(jìn)行一些簡單的編程。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，例如對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，學(xué)習(xí)了單片機(jī)C語言。 這里我要感謝我的指導(dǎo)老師陳飛老師，沒有老師的細(xì)致講解和耐心的檢查，也就沒有我的順利完成，非常感謝！9 參考文獻(xiàn)［1］ 99 SE EDA .［2］.［3］.［4］（C51版）.. 10 附錄程序代碼：有按鍵控制的LED流水燈程序include unsigned char code tab[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80}。unsigned char code tab1[]={0x80,0x40,0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,0x01}。sbit dire=P3^2。 //sbit speed=P3^3。 //sbit start=P3^4。 //void delay1() //慢速 {unsigned int n,m。 for(n=0。n330。n++) for(m=0。m500。m++)。 }void delay2() //快速 {unsigned int n,m。 for(n=0。n330。n++) for(m=0。m10。m++)。