《Proteus实例教程 教学课件 ppt 作者 朱清慧、陈绍东 Proteus实例教程课件-第7章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Proteus实例教程 教学课件 ppt 作者 朱清慧、陈绍东 Proteus实例教程课件-第7章（72页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Proteus实例教程,清华大学出版社,第7章 单片机综合控制系统 设计实例,7.1 液晶显示电子密码锁 7.2 交通灯系统设计 7.3 基于51单片机的串口终端设计 7.4 基于51单片机的电机控制设计 7.5 实用波形输出仪系统设计,7.1 液晶显示电子密码锁,内容： 利用单片机AT89C52和LM016L(LCD1602 C)字符液晶显示器设计一电子密码锁，可通过键盘输入密码来开锁。连续三次输入密码错误时，系统会通过发光二极管闪烁和蜂鸣器报警。此外，还可通过键盘修改系统密码。 训练目的： 掌握字符液晶显示器模块LM016L的使用方法 ； 掌握矩阵式键盘扫描程序的编程方法 。,7.1.1
2、Proteus电路设计 1. 元件清单列表 打开Proteus ISIS编辑环境，按表7-1所列的清单添加元件。,表7-1 元件清单,7.1 液晶显示电子密码锁,2. LM016L字符液晶模块介绍 LM016L是字符型液晶显示器，分两行显示，每行显示16个字符。第一行字符的地址为80H8FH，第二行字符的地址为C0HCFH。工作频率为250kHz。,7.1 液晶显示电子密码锁,图7-1 LM016L模块原理图符号、引脚和属性,模块引脚功能： D7D0：数据或命令端； RS： “0”指定D7D0中传送的是命令； “1”指定D7D0中传送的是数据； RW：“0”进行写操作，即由单片机通过D7D0向
3、液晶显示器传送数据或命令； “1”进行读操作，即由液晶显示器通过D7D0向单片机传送数据。,7.1 液晶显示电子密码锁,3. 电路原理图 按图7-2所示的原理图连接硬件电路。,7.1 液晶显示电子密码锁,图7-2 Proteus中电路原理图,7.1.2 程序设计 本例的主程序流程图如图7-3所示。,7.1 液晶显示电子密码锁,图7-3 主程序流程图,7.1.3 Proteus调试与仿真 电子锁的初始密码设为012345。 建立程序文件，加载目标代码文件，进入调试环境执行程序。系统操作方法如下： (1) 按下“开锁”键，屏幕提示输入密码，可通过按键“0”“5”输入6位数的密码，如图7-4(a)所
4、示。,7.1 液晶显示电子密码锁,图7-4 (a) 仿真片段1,(2) 若密码错误，屏幕会提示第二次输入密码，一共3次机会。 (3) 若第三次密码错误，报警灯点亮，同时蜂鸣器发出报警音，如图7-4(b)所示。,7.1 液晶显示电子密码锁,图7-4(b) 仿真片段2,(4) 若密码输入正确，则开锁指示灯点亮，同时“密码修改”键有效，如图7-4(c)所示。,7.1 液晶显示电子密码锁,图7-4(c) 仿真片段3,7.2交通灯系统设计,内容： 利用AT89C51单片机的并行口接红、黄、绿三种颜色发光二极管和两位LED数码管，模拟交通灯的变化规律，并用数码管显示时间。 首先，东西路口红灯亮，同时开始6
5、0秒倒计时； 南北路口“直行”绿灯亮，同时开始40秒倒计时，南北人行道绿灯亮。当南北路口倒计时至4秒时，黄灯开始闪烁，南北人行道红灯亮；,7.2 交通灯系统设计,倒计时至0秒时，直行灯变红，左转绿灯亮，同时开始20秒倒计时。当20秒倒计时结束时，南北路口红灯亮，开始60秒倒计时； 东西路口直行绿灯亮，开始40秒倒计时，东西人行道绿灯亮；按照上述变化规律依次循环。 训练目的： 掌握AT89C51单片机定时器的使用方法 ； 掌握AT89C51单片机中断功能的使用方法 了解道路交通灯的工作规律 。,7.2 交通灯系统设计,7.2.1 Proteus电路设计 1. 元件清单列表 打开Proteus I
6、SIS编辑环境，按表7-2所列的清单添加元件。,表7-2 元件清单,7.2 交通灯系统设计,2. 电路原理图 在Proteus ISIS的编辑区域中按图7-5所示的原理图连接硬件电路。,7.2 交通灯系统设计,图7-5 Proteus中电路原理图,图7-6分别给出了四个方向交通灯及数码显示的连线。,7.2 交通灯系统设计,图7-6 交通灯和倒计时数码管电路原理图,图7-7给出了单片机AT89C51的I/O连线及人行道指示灯电路原理图。,7.2 交通灯系统设计,图7-7 单片机控制及人行道指示灯电路原理图,图7-8给出了特殊控制电路原理图。,7.2 交通灯系统设计,图7-8 特殊控制电路原理图,
7、7.2.2 程序设计 本例的程序流程图如图7-9所示。,7.2 交通灯系统设计,图7-9 程序流程图,7.2.3 Proteus调试与仿真 建立程序文件、加载目标代码文件，在Proteus ISIS界面中，单击按钮启动仿真，观察数码管及LED灯的显示。 当按下“繁忙”按钮后，繁忙指示灯点亮，系统进入繁忙工作状态。此时，东西道路直行红灯时间变为45秒，南北直行绿灯时间变为30秒，左转绿灯时间变为14秒，系统重新开始运行。通过“时间+”、“时间-”按钮可以手动修改道路直行红灯时间。,7.2 交通灯系统设计,7.3 基于51单片机的串口终端设计,内容： 工业中利用各种PLD来采样监控设备，本例通过上
8、下位机的通信可以更加便利地进行集成化工业管理。本例学习终端控制设计 。 训练目的： 掌握AT89C51单片机定时器的使用方法 ； 掌握AT89C51单片机中断功能的使用方法 ； 掌握串口的使用方法； 掌握LCD的使用方法 。,7.3.1 Proteus电路设计 1. 元件清单列表 打开Proteus ISIS编辑环境，按表7-3所列的清单添加元件。,表7-3 元件清单,7.3基于51单片机的串口终端设计,表7-3 元件清单（续上表）,7.3基于51单片机的串口终端设计,2. 电路原理图 在Proteus ISIS的编辑区域中按图7-10连接硬件电路。,7.3基于51单片机的串口终端设计,图7-
9、10 Proteus中电路原理图,7.3.2 程序设计 本例中，程序流程图如图7-11所示。,7.3基于51单片机的串口终端设计,图7-11 程序流程图,7.3.3 Proteus调试与仿真 使用任一种虚拟串口软件，虚拟出串口COM4(本例使用COM4，可在单片机属性中设置)，PC端使用任一种串口调试软件与单片机用COM4进行通信，PC端发出的命令即为需要设置的电压，PC端接收到的数据即为采集来的电压。同时单片机会把采集来的电压值显示在LM016L上，便于做数据对照。 当电压变化时单片机才上传数据，如果电压随时间变化，则单片机上传的是实时数据。系统仿真结果如图7-10所示。,7.3基于51单片
10、机的串口终端设计,图7-10 Proteus仿真结果,7.3基于51单片机的串口终端设计,7.4 基于51单片机的电机控制设计,内容： 学习电机驱动相关知识。 训练目的： 掌握AT89C51单片机控制电机的方法 ； 掌握图形液晶显示器的使用方法 。,7.4.1 Proteus电路设计 1. 元件清单列表 打开Proteus ISIS编辑环境，按表7-4所列的清单添加元件。,表7-4 元件清单,7.4 基于51单片机的电机控制设计,2. PG160128A液晶显示器介绍 PG160128A是一种中英文文字与绘图模式的点阵液晶显示器，内建512KB的ROM字形码，可以显示中文字型、数字符号、英日欧
11、文等字母，并且内建双图层(Two Page)的显示内存。在文字模式中，可接收标准中文文字，内码直接显示中文，而不需要进入绘图模式。如以绘图方式描绘中文，可以节省许多微处理器时间，提升液晶显示中文的处理效率。PG160128A 除了支持8080/6800系列的MCU外，也提供4位或8位的数据总线接口。有多种字号可供选择使用，如1616、3232、4848、6464及不同比例的混合显示模式，同时内建的512字节SRAM提供了自行造字的功能。 PG160128A的引脚与LM016L有相似之处，具体内容请参考7.3节。同时，要想详细了解、使用和编程此款液晶显示器，必须掌握它的控制器(T6963C)的使
12、用方法，请阅读第9章相关内容。,7.4 基于51单片机的电机控制设计,如果要了解一种液晶显示器使用的是哪种控制器，在Proteus中双击元件，在打开的元件属性设置对话框中，单击“Help”，弹出一个英文帮助文件，其中会显示该液晶显示器所采用的控制器型号。单击“Data”，会弹出该控制器使用说明的pdf文件(英文)下载链接，学起来非常方便。如果觉得英文阅读不方便，也可以直接在网上查到相关中文说明书。不过常用的控制器主要有三种：HD44780、T6963C、KS108，第一种用于控制字符液晶显示器，后两种用于控制图形液晶显示器。,7.4 基于51单片机的电机控制设计,3. 电路原理图 在Prote
13、us ISIS的编辑区域中按图7-12所示的原理图连接硬件电路。,7.4 基于51单片机的电机控制设计,图7-12 Proteus中电路原理图,图7-12中，单片机作为核心控制器，主要进行信息处理。PG160128A显示电动机的转速以及旋转方向等信息。键盘上的按键用来控制电动机运行：按键“=”控制电动机顺时针运转，按键“on/c”控制电动机逆时针运转，按键“+”控制电动机加速运行，按键“-”控制电动机减速运行。两个示波器分别显示P1.1口输出波形和电动机运行时的波形。,7.4 基于51单片机的电机控制设计,7.4.2 程序设计 系统程序流程如图7-13所示。,7.4 基于51单片机的电机控制设
14、计,图7-13 程序流程图,7.4.3 Proteus调试与仿真 按下键盘上的按键“=”，电动机可顺时针运转，所得电动机转速为149r/min，结果如图7-14。,7.4 基于51单片机的电机控制设计,图7-14 电动机顺时针运转,按下键盘上的按键“on/c”，电动机可逆时针运转，所得电动机转速为116r/min ，结果如图7-15。 按键“+”可使电动机加速运行；按键“-”可使电动机减速运行。,7.4 基于51单片机的电机控制设计,图7-15 电动机逆时针运转,示波器QQQ显示P1.1口输出的脉冲宽度调制波形(即PWM波)，该波形通过改变脉宽的平均值(也就是占空比)，达到调节电动机转速的目的
15、。,7.4 基于51单片机的电机控制设计,图7-15 电动机逆时针运转,所谓占空比，是指高电平在一个信号周期内所占的比重，比重大，则占空比大，电动机的转速就高，否则转速就低。比如PWM波若是高3低7(3秒高电平然后7秒低电平)，和高6低4必然会不一样，同样是10秒的周期，肯定是后者转的快，这样，就达到了调速的目的。图7-14中的PWM波占空比大，电动机的转速(149r/min)就高于图7-15中的电动机转速(116r/min)。示波器WWW显示电动机运行波形。,7.4 基于51单片机的电机控制设计,7.5 实用波形输出仪系统设计,内容： 设计一种以AT89C51单片机为核心，集按键电路、显示电
16、路及信号输出电路于一体的实用信号输出系统。软件以C语言为基础，通过构建键盘扫描与处理显示程序模块、正弦波发生程序模块、三角波发生程序模块、方波发生程序模块以及锯齿波发生程序模块完成对系统硬件的操作。用户通过按键及LED显示实现人机交互，获得用户想要的波形信号。 训练目的： 掌握AT89C51单片机的综合控制系统设计方法 ； 掌握各种波形的发生原理 。,7.5.1 Proteus电路设计 1. 元件清单列表 打开Proteus ISIS编辑环境，按表7-5所列的清单添加元件。,7.5 实用波形输出仪系统设计,表7-5 元件清单,7.5 实用波形输出仪系统设计,2. 电路原理图 系统结构框图如图7-16所示。,7.5 实用波形输出仪系统设计,图7-16 系统结构框图,主控芯片采用Atmel公司的AT89C51，12MHz晶振。 对AT89C51的P0口数据采用74LS373进行锁存后，经过 DAC0832进行D/A转换。 数码显示器采用高亮8位共阴极数码管。 8位D/A转换器采用DAC0832。 运算放大器采用LM324。,7.5 实用波形输出仪系统设计,1)
