【導(dǎo)讀】摘要：目前國(guó)內(nèi)各高校一般以單片機(jī)C51系列為主要內(nèi)容進(jìn)行單片機(jī)課程的教學(xué)。由于涉及軟硬件的綜合應(yīng)用，需要對(duì)硬件以及軟件都有一定的了解。師往往只是灌輸枯燥的單片機(jī)原理以及一些抽象的電路圖。這樣的授課方式很難讓同。學(xué)們對(duì)此課程感興趣，從而很難自發(fā)主動(dòng)的學(xué)到應(yīng)該掌握的專業(yè)技能。本課題通過(guò)對(duì)單片機(jī)教學(xué)改革的思考，分析單片機(jī)課程教學(xué)。中存在的弊端，提出了一種新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，在實(shí)踐環(huán)節(jié)中引入仿真軟件Proteus。上得到體現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)原理得到詮釋，原理圖設(shè)計(jì)公開化，實(shí)驗(yàn)原理容易理解。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)就以仿真軟件Proteus為平臺(tái)設(shè)計(jì)一套符合高校的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。第二章主要介紹Proteus以及Keil. 第三章主要是四個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例，分別是跑馬燈模塊，點(diǎn)陣顯示模塊，交通燈模塊。且四個(gè)設(shè)計(jì)模塊經(jīng)測(cè)試能正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)其應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的功能。章是此次設(shè)計(jì)的總結(jié)與展望。選題背景及意義···························································&

　　

【正文】 行結(jié)果如下： （ a） 電壓 5v 顯示圖 （ b）電壓 0v 顯示圖 32 （ C） 電壓顯示 圖 圖 313 ADC 模塊效果圖 在這里我截取了 3 個(gè)采集圖樣， 5v， 0v， ，可以看出有些許的誤差，但是基本能夠保證在一定范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集并顯示。 本節(jié) 小結(jié)： 此次實(shí)驗(yàn)只是一個(gè)很簡(jiǎn)單的實(shí)時(shí)采集，利用電壓表通過(guò) 0808 轉(zhuǎn)換，通過(guò)簡(jiǎn)單的一個(gè)公式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而在 led 顯示屏中 得以顯示。只是屬于實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換的入門，而真正的實(shí)時(shí)采集還需要經(jīng)過(guò)放大電路，衰減電路， 等加上 ADC 模塊， DAC 模塊等實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和終端待測(cè)儀器的連接。需要不斷更新采集。利用一些算法 ，微分采集的數(shù)據(jù)，才能更精確的實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集的目的。這是實(shí)驗(yàn)的后續(xù)發(fā)展。 33 第 4 章 總結(jié) 與 展望 總結(jié) 在 本次的四個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，難度是從低到高 ， 從最基礎(chǔ)的跑馬燈實(shí)驗(yàn)，點(diǎn)陣顯示，慢慢到交通燈系統(tǒng)，最后的 ADC模塊。使同學(xué)循序漸進(jìn)的 學(xué)習(xí) 51 系列單片機(jī) ，其中點(diǎn)陣顯示和交通燈系統(tǒng)比較貼近生活。使單片機(jī)實(shí)驗(yàn)除了 理論驗(yàn)證外更多了一份實(shí)用性和趣味性。 完成的工作： 實(shí)驗(yàn)仿真了四個(gè)實(shí)驗(yàn)， 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中包含 許多 芯片，而這點(diǎn)在普通的物理實(shí)驗(yàn)板上是 不是輕易能夠 實(shí)現(xiàn)的。 實(shí)現(xiàn)了跑馬燈的擴(kuò)展，在一個(gè)方向循環(huán)亮的基礎(chǔ)上，使之左右循環(huán)點(diǎn)亮。 實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)陣屏的數(shù)碼顯示，得以顯示字母和數(shù)字，這次實(shí)驗(yàn)輸出的是我自己的學(xué) 號(hào) 和名字的拼音縮寫。 實(shí)現(xiàn)了交通燈的模擬，實(shí)現(xiàn)了 30s內(nèi) 四種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，巧妙利用了計(jì)時(shí)器。 實(shí)現(xiàn)了 ADC模塊的仿真，用讀取電壓表的數(shù)值，通過(guò) ADC轉(zhuǎn)換成為一個(gè)數(shù)值，再通過(guò)一個(gè)公式將他轉(zhuǎn)換回來(lái)，并在 led中顯示出 來(lái)，有一定的誤差。 未完成的工作： 由于時(shí)間 以及自己所掌握的知識(shí)有限 ， 有些實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展沒有去完成，只是提出了一個(gè)擴(kuò)展的思路 ， 此外四個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K 都是通過(guò)軟件仿真來(lái) 實(shí)現(xiàn)的 ，這與以往的實(shí)驗(yàn)理念有很大的差異。 同學(xué)們 可以利用 Proteus 強(qiáng)大的 元件庫(kù) 實(shí)現(xiàn)大多數(shù)的系統(tǒng) 實(shí)驗(yàn) ，不用擔(dān)心在硬件實(shí)驗(yàn)中元件的缺失，更不用擔(dān)心在實(shí)驗(yàn)中由于 焊接技術(shù)的差異 造成的元件損壞甚至實(shí)驗(yàn)板的損壞。這 讓同學(xué)們 在學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中 可以放心大膽的去創(chuàng)新，去實(shí) 34 踐。 以 EDA 技術(shù) 特別是 Proteus軟件 為平臺(tái)的仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái) 將會(huì) 給學(xué)生搭建了很大的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。 展望 我 所 設(shè)計(jì)的 四個(gè) 51單片機(jī) 系列 模塊 僅僅只是 Proteus 的一個(gè)方面。其 實(shí) 對(duì) 于AVR、 PCI、 ARM7 等系列的 CPU 都能進(jìn)行仿真。我所做的 實(shí)驗(yàn)也是比較基礎(chǔ)的 實(shí)驗(yàn) 加以擴(kuò)展，很多地方也是淺嘗即止，提出 Proteus仿真 是 一是 完善 ，豐富枯燥乏味的51 系列 單片機(jī) 的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提出一個(gè)新的 實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念； 二是為了介紹和推廣 Proteus的仿真設(shè)計(jì)觀念。這種仿真技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)不僅僅只是 在電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得到充分的體現(xiàn)， 在實(shí)際生活中 利用 EDA 工具，電子設(shè)計(jì)師大量工作可以通過(guò)計(jì)算機(jī)完成， 大大節(jié)省了開發(fā)所用的時(shí)間 ，節(jié)省了大量的研發(fā)費(fèi)用。 軟件仿真 技術(shù)是電子設(shè)計(jì) 未來(lái)的發(fā)展方向 ，目前 市面上每年都會(huì) 有新的 EDA 工具問(wèn)世， 而 我國(guó) 這項(xiàng) 技術(shù)的應(yīng)用 大大的 落后于發(fā)達(dá)國(guó)家， 與發(fā)到國(guó)家的差距十分巨大。真因?yàn)槿绱?，我們 更 應(yīng)該盡早 熟練的 掌握這一先進(jìn)技術(shù)，在 我們的學(xué)生階段就盡早的接觸 這類 設(shè)計(jì)理念，而 Proteus的出現(xiàn)正好使我們得以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo) 。應(yīng)用 EDA 做設(shè)計(jì)開發(fā)，這不僅是提高設(shè)計(jì)效率的需要，更是我國(guó)電子工業(yè)在世界市場(chǎng)上生存、競(jìng)爭(zhēng)與發(fā)展的需要。 EDA 設(shè)計(jì)方案取代傳統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)調(diào)試方法將是大勢(shì)所趨。 35 致 謝 時(shí)間如流水 ，轉(zhuǎn)眼已 過(guò)四 年。在這難忘的四年 求學(xué)中，首先，我要衷心地 感謝我的導(dǎo)師馬立平 老師在我 本科 學(xué)習(xí)期間 對(duì)我的幫助 ， 由于我是申請(qǐng)?jiān)谕鈱?shí)習(xí)在外做畢業(yè)設(shè)計(jì)的，因此與老師之間的溝通很多時(shí)候是 聯(lián)系，每次老師都要在百忙之中收取我的郵件并給予我 諄諄教導(dǎo)和悉心幫助 ， 對(duì)我在專業(yè)方面的研究和學(xué)習(xí)大有裨益，他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和求實(shí)進(jìn)取的科研精神教會(huì)了我以 認(rèn)真負(fù)責(zé)任的態(tài)度去治學(xué) 。在本人畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中，從論文的選題、資料的查詢、開題、 中期檢查 、 直至論文的撰寫修改， 導(dǎo)師都給予了耐心的指導(dǎo)和適時(shí)的鼓勵(lì)，使我能夠解決畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的難題，順利完成學(xué) 業(yè)。 在課題的研究過(guò)程中，還得到了 我以前專科學(xué)校，綿陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院的楊 居義老師的幫助，他給了我一些他自己所寫的書籍供我查驗(yàn)，使我設(shè)計(jì)輕松不少。 感謝 我的同學(xué)，李建樺，李歡，翟彬 。正是由于你們對(duì)我的關(guān)懷和幫助，使我能一直堅(jiān)持下來(lái)完成設(shè)計(jì)。 在論文結(jié)束之際要特別感謝我的父母，他們 不計(jì)報(bào)酬，對(duì)我無(wú)私的關(guān)愛， 鼓勵(lì) ，鞭策 給予了我克服困難 并戰(zhàn)勝困難 的信心和勇氣。衷心感謝所有幫助和關(guān)心過(guò)我的人 。 最后，對(duì)百忙之中抽出時(shí)間審閱本論文的各位專家、學(xué)者表示衷心感謝感謝您們給予的批評(píng)和指導(dǎo)意見。 36 參考文獻(xiàn) [1]楊居義 ,馬寧，靳光明，王宜斌著 .單片機(jī)原理與工程應(yīng)用 [M].清華大學(xué)出版社 2020 年 [2]王毅 . 單片機(jī)器件應(yīng)用手冊(cè) .[M] 人民郵電出版社 ,1994. [3]Wang Li, Su Bo, Application of Proteus Virtual System Modeling (VSM) in Teaching of Microcontroller[J].Vocational Education Research,2020. [4]李東生 .EDA仿真與虛擬儀器技術(shù) [M].北京 :高等教育出版社， 2020. [5]張靖武，周靈彬著 .單片機(jī)系統(tǒng)的 PROTEUS 設(shè)計(jì)與仿真 .電子工業(yè)出版社 [M]. . [6]彭偉編著 .單片機(jī) C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn) 100 例 — 基于 8051+Proteus仿真 [M].電子工業(yè)出版社，2020. [7]趙義強(qiáng)，康靜，郭向亮 .Proteus仿真軟件在單片機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 [J].中國(guó)集成電路 2020年第二期 . [8][奧地利 ]卡斯蒂著，王千祥，權(quán)利寧譯 .虛實(shí)世界 :計(jì)算機(jī)仿真如何改變科學(xué)的疆域 [M].上 海 :上?？萍冀逃霭嫔纾?1998. [9]沙春芳 .Proteus仿真軟件 在單片機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 .現(xiàn)代電子技術(shù) [J].2020年第 24期 . [10][美 ],[法 ]PhilippeC。 iffet 著，魏迎梅，栗悉道等譯 .虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) [M].北京 :電子工業(yè)出版社， 2020. [11][美 ]萊斯利 ()， [美 ]杰里蓋爾 (JerryGale)主編，高文等譯 .教育中的建構(gòu)主義 [M].上海 :華東師范大學(xué)出版社， 2020. [12]周潤(rùn)景，張麗娜、劉印群 .PROTEUS 入門實(shí)用教程 .[M]北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 2020. [13][美 ]， [美 ] ,魏迎梅 ,楊冰等譯 .虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng) :接口、應(yīng)用與設(shè)計(jì) [M].北京 :電子工業(yè)出版社， 2020. 37 附錄 跑馬燈模塊代碼： include include //包含循環(huán)左移右移函數(shù) define uchar unsigned char define uint unsigned int /**** 延時(shí)函數(shù) 功能：實(shí)現(xiàn)函數(shù)的軟件延時(shí) *****/ void DelayMS(uint x) { uchar i。 for(。x0。x) for(i=0。i120。i++)。 { } } /**** 主程序 功能：實(shí)現(xiàn)跑馬燈的循環(huán)左移 到了最低位又在循環(huán)右移 *****/ void main() { uchar i。 P2=0xfe。 while(1) 38 { for(i=0。i7。i++) { P2=_crol_(P2,1)。 //P2 的值向左循環(huán)移動(dòng) DelayMS(1500)。 } for(i=0。i7。i++) { P2=_cror_(P2,1)。 //P2 的值向右循環(huán)移動(dòng) DelayMS(1500)。 } } } 點(diǎn)陣顯示模塊代碼： include include define uchar unsigned char define uint unsigned int uchar i=0,time=0,Num_Index。 uchar code Table_of_Digits[]= { 0x00,0x27,0x45,0x45,0x45,0x39,0x00,0x00, //2 0x00,0x3e,0x41,0x41,0x41,0x3e,0x00,0x00, //0 0x00,0x3e,0x41,0x41,0x41,0x3e,0x00,0x00, //0 0x00,0x36,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00,0x00, //8 0x00,0x40,0x40,0x40,0x4f,0x70,0x00,0x00, //7 0x00,0x32,0x49,0x49,0x49,0x3e,0x00,0x00, //9 0x00,0x00,0x00,0x21,0x7f,0x01,0x00,0x00, //1 0x00,0x22,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00,0x00, //3 0x00,0x40,0x20,0x1e,0x20,0x40,0x00,0x00,//y 39 0x00,0x40,0x20,0x1e,0x20,0x40,0x00,0x00,//y 0x00,0x3c,0x42,0x42,0x42,0x00,0x00,0x00 //c }。 /**** 主程序 功能：實(shí)現(xiàn)定時(shí)時(shí)間到后， 調(diào)用中斷程序?qū)崿F(xiàn) 數(shù)字 以及字母的顯示 ****/ void main() { P3=0x80。 Num_Index=0。 //從 0 開始顯示 TMOD=0x00。 //T0方式 0 TH0=(81922020)/32。 //2ms 定時(shí) TL0=(81922020)%32。 IE=0x82。 TR0=1。 //啟動(dòng) T0 while(1)。 } //T0中斷函數(shù) void LED_Screen_Display() interrupt 1 { TH0=(81922020)/32。 //恢復(fù)初值 TL0=(81922020)%32。 P0=0xff。 //輸出位碼和段碼，清除環(huán)境 P0=~Table_of_Digits[Num_Index*8+i]。 P3=_crol_(P3,1)。//循環(huán)左移 if(++i==8) i=0。 //每屏一個(gè)數(shù)字由 8 個(gè)字節(jié)構(gòu)成 if(++time==250) //每個(gè)數(shù)字刷新顯示一段時(shí)間 { 40 time=0。 Num_Index++。 if(Num_Index==11) Num_Index=0。 //顯示下一個(gè)數(shù)字 } } 交通燈模塊代碼： include define uchar unsigned char define uint unsigned int DSY_CODE[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}。 //0 到 9 的字符表 sbit RED_A=P2^0。 //東西向指示燈 sbit YELLOW_A=P2^1。 sbit GREEN_A=P2^2。 //初始置位 sbit RED_B=P2^3。 //南北向指示燈 sbit YELLOW_B=P2^4。 sbit GREEN_B=P2^5。 sbit P1_0=P1^0。 //控制 led 75eg 位輸出 sbit P1_1=P1^1。 uchar sec=30。 uchar t=0。Flash_Count=0,Operation_Type=1。 //延時(shí)倍數(shù)，閃爍次數(shù)，操作類型 void Delay(void) { uchar i,j。 for(i=0。i121。i++) { for(j=0。j10。j++)。 } 41 } void Change(void) { if((sec18)amp。amp。(sec=30)amp。amp。(Operation_Type=1))//18 到 30 s 南北紅燈，東西綠燈 { RED_A=0。YELLOW_A=0。GREEN_A=1。 RED_B=1。YELLOW_B=0。GREEN_B=0。 Operation_Type=2。 } if((sec=16)amp。amp。(sec=18)amp。amp。(Operation_Type=2)) // 16 到 18 秒 東西向黃燈開始閃爍，綠燈關(guān)閉 { YELLOW_A=~YELLOW_A。GREEN_A=0。 if(++Flash_Count!=10) return。 //閃爍 Flash_Count=0。 Operation_Type=3。 } if((sec3)amp。amp。(sec16)amp。amp。(Operation_Type=3))//4 到 15 秒 南北綠燈，東西紅燈 { RED_A=1。YELLOW_A=0。GREEN_A=0。 RED_B=0。YELLOW_B=0。GREEN_B=1。 Operation_Type=4。 } if((sec=0)amp。amp。(sec=3)amp。amp。(Operation_Type=4)) //0 到 3 秒 南北向黃燈開始閃爍，綠燈關(guān)閉 { YELLOW_B=~YELLOW_B。GREEN_A=0。 42 if(++Flash_Count!=10) return。 //閃爍 Flash_Count=0。 Operation_Type=1。 } } //定 時(shí)器 0 中斷函數(shù) 實(shí)現(xiàn) 50ms*20=1s 控制 void T0_INT() interrupt 1 { TH0=(6553650000)/256。 TL0=(6553650000)%256。 ++t。 if(t==20) { t=0。 sec。 if(sec==0) { sec=30。 } } }