【正文】 擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)我們實(shí)踐精神、創(chuàng)造精神的平臺(tái)。這在相當(dāng)程度上替代了傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測(cè)、電路修改、軟件調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果等。前者可在相當(dāng)程度上得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，后者則是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果。（4） 具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能；:在PROTUES繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好的目標(biāo)代碼文件：*.HEX，可以在PROTEUS的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過(guò)程。這樣很接近實(shí)際，在仿真時(shí)，可以選擇不同的方案。:支持當(dāng)前的主流單片機(jī)，如51系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列、68000系列等。（4）Proteus可提供的調(diào)試手段 Proteus提供了比較豐富的測(cè)試信號(hào)用于電路的測(cè)試。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標(biāo)，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗。理論上同一種儀器可以在一個(gè)電路中隨意的調(diào)用。:（1）—個(gè)易用而又功能強(qiáng)大的ISIS原理布圖工具；（2）PROSPICE混合模型SPICE仿真；（3） ARES PCB設(shè)計(jì)；:（1）Proteus可提供的仿真元器件資源：仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件，有30多個(gè)元件庫(kù)。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果。這些功能是：（1）原理布圖（2）PCB自動(dòng)或人工布線（3）SPICE電路仿真：（1）互動(dòng)的電路仿真用戶甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如LED/LCD、鍵盤(pán)、RS232終端等動(dòng)態(tài)外設(shè)模型來(lái)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行交互仿真。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛(ài)好者和從事單片機(jī)教學(xué)的教師以及致力于單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。故在程序應(yīng)該注意以上問(wèn)題，不然會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題，不能正確的對(duì)按鍵進(jìn)行識(shí)別。圖42 中斷程序流程圖 鍵盤(pán)掃描程序數(shù)字轉(zhuǎn)速表的鍵盤(pán)操作應(yīng)具有3個(gè)功能，即：?jiǎn)?dòng)、停止、復(fù)位。如圖41所示。 脈沖產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)圖 在實(shí)際做試驗(yàn)是由另一塊單片機(jī)產(chǎn)生脈沖，在本次設(shè)計(jì)中我讓另一塊單片機(jī)輸入1Hz頻率的脈沖。 顯示電路設(shè)計(jì)圖 本課題所采用得是由LED（數(shù)碼管）作為顯示電路，用以顯示由單片機(jī)所接收的脈沖轉(zhuǎn)換來(lái)的BCD碼，以及開(kāi)始測(cè)速時(shí)的各種狀態(tài)。本課題總共需要3按鍵，所以采用獨(dú)立按鍵設(shè)計(jì)。TCON主要功能是為定時(shí)器在溢出時(shí)設(shè)定標(biāo)志位，并控制定時(shí)器的運(yùn)行或停止等。采用硬件定時(shí)和軟件定時(shí)并用的方式，即用T0溢出中斷功能實(shí)現(xiàn)50ms定時(shí)，通過(guò)軟件延時(shí)程序?qū)崿F(xiàn)1s定時(shí)。 設(shè)計(jì)方案在單片機(jī)中，定時(shí)功能既可以由硬件（定時(shí)/記數(shù)器）實(shí)現(xiàn)，也可通過(guò) 3軟件定時(shí)實(shí)現(xiàn)。 4) 采樣時(shí)間用定時(shí)/計(jì)數(shù)器0來(lái)實(shí)現(xiàn)。2) 當(dāng)前轉(zhuǎn)速與電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)顯示用4段LED數(shù)碼管。 設(shè)計(jì)思路為了確定其設(shè)計(jì)方案，首先必須構(gòu)思好初步的設(shè)計(jì)思路。電機(jī)轉(zhuǎn)速采用光電脈沖傳感器來(lái)測(cè)量，通過(guò)設(shè)置定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0為1S，設(shè)置定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1為計(jì)數(shù)器對(duì)光電傳感器傳過(guò)來(lái)的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，電動(dòng)機(jī)測(cè)速采用測(cè)周法，即每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生一個(gè)脈沖，則設(shè)在1s內(nèi)測(cè)量的脈沖個(gè)數(shù)為n，故測(cè)到轉(zhuǎn)速n就是脈沖頻率，再乘以60就是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，單位為r/min。工作方式1：16位定時(shí)/計(jì)數(shù)方式，因此，最多可以計(jì)到2的16次方，也就是65536次。一般情況處，只有在T1以工作方式2運(yùn)行（當(dāng)波特率發(fā)生器用）時(shí)，才讓T0工作于方式3的。我們知道作定時(shí)、計(jì)數(shù)器來(lái)用，需要控制，計(jì)滿后溢出需要有溢出標(biāo)記，T0被分成兩個(gè)來(lái)用，那就要兩套控制及、溢出標(biāo)記了，從何而來(lái)呢？TL0還是用原來(lái)的T0的標(biāo)記，而TH0則借用T1的標(biāo)記。（4）工作方式3 這種式作方式之下，定時(shí)/計(jì)數(shù)器0被拆成2個(gè)獨(dú)立的定時(shí)/計(jì)數(shù)器來(lái)用。（3）工作方式2 通常這種式作方式用于波特率發(fā)生器（我們將在串行接口中講解），用于這種用途時(shí)，定時(shí)器就是為了提供一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)。它由TL（1/0）的低5位和TH（0/1）的8位構(gòu)成13位的計(jì)數(shù)器，此時(shí)TL（1/0）的高3位未用，由我們根據(jù)需要自行決定。另外，此腳可接上備用電源，在VCC掉電時(shí)，可保護(hù)片內(nèi)RAM中的信息不丟失。VCC：主電源+5V。對(duì)于EPROM型單片機(jī)此引腳VPP為內(nèi)部EPROM編程提供+21V的編程電壓。在執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的程序時(shí)，該信號(hào)無(wú)輸出，在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，該信號(hào)將不會(huì)出現(xiàn)。另外它又可做為8751片內(nèi)EPROM的編程脈沖輸入端。ALE信號(hào)的頻率為振蕩頻率的1/6。： P3口8位準(zhǔn)雙向并行I/O線，另外其第二功能為： （串行數(shù)據(jù)接收） （串行數(shù)據(jù)發(fā)送） （外部中斷0請(qǐng)求） （外部中斷1請(qǐng)求） （定時(shí)/計(jì)數(shù)器0外輸入） （定時(shí)/計(jì)數(shù)器1外輸入） （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)脈沖） （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀脈沖）(2)ALE/PROG地址鎖存允許控制信號(hào)當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE將P0口輸出的低8位地址信號(hào)鎖存，完成低～： P2口8位準(zhǔn)雙向并行I/O?！?P1口8位準(zhǔn)雙向并行I/O。在EPROM編程時(shí)，由P0輸入指令?，F(xiàn)在對(duì)這些引腳的功能加以說(shuō)明： 單片機(jī)引腳功能圖（1）～P0口是8位漏極開(kāi)路型雙向并行I/O端口。INTEL的MCS51系列單片機(jī)采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品16位的MCS96系列單片機(jī)則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。（7）時(shí)鐘電路：8051內(nèi)置最高頻率達(dá)12MHz的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但8051單片機(jī)需外置振蕩電容。（5）并行輸入輸出(I/O)口：8051共有4組8位I/O口(P0、 PP2或P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。（3）程序存儲(chǔ)器(ROM)：8051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。 單片機(jī)的結(jié)構(gòu) 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8051是MCS51系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品， 8051單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說(shuō)明：（1）中央處理器：中央處理器(CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。另外一般EPROM中的程序很容易被復(fù)制，OTP單片機(jī)可以把保密熔絲燒斷以保密，而有的EEPROM單片機(jī)有種“鎖”，使別人無(wú)法讀取其中的程序，若要讀，EEPROM中原來(lái)的信息會(huì)自動(dòng)銷毀，就達(dá)到了保密的目的。以前的開(kāi)發(fā)要用EPROM，需要編程器（把程序?qū)懭隕PROM中）和紫外線燈（EPROM擦除器），擦完后還要校驗(yàn)，非常不便。通常仿真器通過(guò)RS232串口于PC機(jī)連接，用軟件編程調(diào)試，PC機(jī)顯示器顯示狀態(tài)。對(duì)于這種“開(kāi)發(fā)手段”，一般只能應(yīng)用在軟硬件比較簡(jiǎn)單的情況下，也特別適用于學(xué)生或者業(yè)余愛(ài)好者。一般有兩種開(kāi)發(fā)方法，其一是軟件模擬仿真后把沒(méi)有錯(cuò)誤的程序用編程器寫(xiě)入EPROM或單片機(jī)內(nèi)，廉價(jià)的PIC單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)就是這樣，早期的sim51軟件是對(duì)8031仿真的。開(kāi)發(fā)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，首先時(shí)軟硬件設(shè)計(jì)，很難說(shuō)誰(shuí)先誰(shuí)后，大致是更據(jù)應(yīng)用的要求畫(huà)出框圖，想想哪些功能是由硬件實(shí)現(xiàn)的，哪些是由軟件實(shí)現(xiàn)的，然后畫(huà)出軟件的流程圖。具有虛擬外設(shè)功能,柔性化I/O端口,所有的I/O端口都可單獨(dú)編程設(shè)定,公司提供各種I/O的庫(kù)函數(shù),用于實(shí)現(xiàn)各種I/O模塊的功能以及應(yīng)用,如多路UART,多路A/D,PWM,SPI,DTMF,FS,LCD驅(qū)動(dòng)等等. 采用EEPROM/FLASH程序存儲(chǔ)器,采用專用串行電纜即可對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)仿真.（5）8051單片機(jī):8051單片機(jī)最早由Intel公司推出,其后,多家公司購(gòu)買(mǎi)了8051的內(nèi)核,使得以8051為內(nèi)核的MCU系列單片機(jī)在世界上產(chǎn)量最大,應(yīng)用也最廣泛,有人推測(cè)8051可能最終形成事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)MCU芯片. 單片機(jī)的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)單片機(jī)有多種類型，并且逐漸發(fā)展16位、32位單片機(jī)，但是掌握好基本的8031是十分重要的。 單片機(jī)的分類ATMEL公司的AVR單片機(jī),是增強(qiáng)型RISC內(nèi)載Flash的單片機(jī),芯片