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1、 毕 业 设 计学生姓名： 端木青云 学 号： 09XXXXXXXXX 专 业： 电子科学与技术 题 目： 虚拟单片机实验系统的开发 指导教师： 王保柱（副教授） 张秀清（讲师） 评阅教师： 武瑞红（副教授） 2013 年 6 月河北科技大学理工学院毕业设计成绩评定表姓 名端木青云学 号09xxxxxxxx成 绩专 业电子科学与技术题 目虚拟单片机实验系统的开发指导教师评语及成绩指导教师： 年 月 日评阅教师评语及成绩评阅教师： 年 月 日答辩小组评语及成绩答辩小组组长： 年 月 日答辩委员会意见答辩委员会主任： 年 月 日毕毕 业业 设设 计计 中中 文文 摘摘 要要基于 C51 的单片机在
2、现实生活中有着广泛的应用，课题基于 PROTEUS 软件，简单设计了一个单片机虚拟硬件环境的实验系统，以便做一些简单的单片机实验。本课题针对 PROTEUS 软件和编译软件 KEIL 做了一下简单的介绍。本文重点对单片机虚拟硬件环境各部分电路进行详细介绍，包括键盘、显示、6 位共阳数码管、A/D、D/A 等。重点介绍了 4X4 键盘的显示功能、8 位发光二极管以流水灯的方式显示、LCD 的显示以及A/D 和 D/A 转换器的功能。最后作者还介绍了一下 PROTEUS 和 KEIL 的联调设置以用各电路的仿真结果。关键词：proteus 软件；单片机 ；仿真； 虚拟实验毕毕 业业 设设 计计 外
3、外 文文 摘摘 要要Title Based on the virtual experiment system PROTEUS chip designAbstractWidespread application based on the C51 monolithic integrated circuit in the real life. This article based on PROTEUS software, simply designed a monolithic integrated circuit hypothesized hardware environment experime
4、nt system. In order to make some simple MCU experiment.This subject gives a brief introduction to KEIL and PROTEUS.This 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 keyboards demonstration functio
5、n, 8 light emitter diodes by class lantern floated down rivers way demonstration, LCD displayed as well as A/D and D/A switchs function. At last, writer also introduced the simulation result by KEIL and PROTEUS in different circuits with the jointing setting.Key Words: Proteus software, SCM, Simulat
6、ion, Virtual experiment本本 科科 毕毕 业业 设设 计计第 I 页 共 II 页目目 录录1 绪论.11.1 课题背景分析.11.2 课题概况及发展趋势 .21.3 课题的目的和意义 .22 系统设计.32.1 电路整体设计 .32.2 课题解决的问题 .32.3 课题研究的方法 .42.4 电路仿真部分.63 硬件电路设计.73.1 整体框图设计 .73.2 主芯片AT89C52 .83.3 LED 显示模块 .143.4 LCD 显示模块 .163.5 数码管显示.173.6 键盘显示.193.7 A/D 转换模块 .223.8 D/A 转换模块 .243.9 温度
7、传感器模块.253.10 蜂鸣器模块.264 软件联调配置.284.1 软件语言的选择.284.2 软件运行环境.284.3 PROTEUS和KEIL的配置.285 电路的仿真与测试.32本本 科科 毕毕 业业 设设 计计第 I 页 共 II 页5.1 LED 流水灯 .325.2 LCD 字符显示 .335.3 数码管动态扫描.345.4 键盘测试.355.5 A/D 转换实验 .365.6 D/A 转换实验 .375.7 计时器 .385.8 1602 液晶显示时钟 .385.9 DS18B20 温度按传感器 .395.10 交通灯设计.395.11 整体电路测试.40结论.44致谢.45
8、参考文献.46附录.48本本 科科 毕毕 业业 设设 计计 第 1 页 共 43 页1.1.绪论绪论1.11.1 课题的背景分析课题的背景分析针对传统的单片机，需采购大量的、比较贵的的硬件设备，而且设备维护和工作量也非常大，传统的单片机实验采用硬件仿真器，实验箱或实验板，由于单片机应用技术涉及的范围比较广，它涉及到到计算机、须硬件和软件结合才能实现，也就是将外围电路和单片机程序相结合，如果用真实的实验箱则费会用高，器材又不能地发挥充分利用，加上所用实验板开发周期比较长，可行性不好。 现在使用 Proteus 仿真软件，实现了纯软件的虚拟单片机实验系统,既可调试单片机程序，也可以仿真单片机的外围
9、器件的工作情况；既能充分利用计算机等硬件资源，减少硬件设备的维护工作量，还可提供丰富的实验内容。1.21.2 技术概况及发展趋势技术概况及发展趋势现代科技技术的发展，促进了计算机技术在软件和硬件上的飞速发展，利用计算机软件的仿真技术，可以充分地仿真电路的工作等实际的工程问题。目前，嵌入式系统已经广泛地渗透到工程设计、科学研究、军事技术、各类产业和商业文化艺术以及人们的日常生活等方方面面中，由于社会对掌握嵌入式技术人才的大量需求，使得嵌入式软硬件工程师成为未来几年内最为热门的职业之一，相当一部分高校已开设嵌入式系统的相关课程。嵌入式系统是实践与理论相结合的课程，对于嵌入式处学习者来说没有足够的资金来购买开发板，所以只能选择仿真仿真来学习嵌入式系统，proteus 是目前最好的仿真软件，能够虚拟出嵌入式系统开发中常用的处理器和外围器件。Proteus 与其他软件不同，它不仅能仿真 CPU 的工作情况，而且也能仿真参与单片机仿真的外围电路和其他电路的工作情况。在调试和仿真的过程中，
