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1、辽 宁 科 技 学 院（2007 届）本科毕业论文题目：单片机仿真实验开发专题：Proteus在单片机教学中的应用 专 业：测控技术与仪器班 级：测控BG071姓 名：学 号：指导教师：论文共 85 页，其中：专题 41 页，译文 13 页辽宁科技学院本科生毕业设计（论文）第I页单片机仿真实验开发摘要单片机原理与应用课程对许多专业来说是一门重要的专业课。目前，国内各高校以MCS-51 单片机（简称51 系列）为主要内容进行教学。近年来，随着计算机技术的飞速发展，大量高性能、采用新技术的嵌入式系统CPU 的面世，给传统的单片机教学带来冲击，对微机教学方法的改进提出了新的课题。本文通过对单片机教学
2、改革的思考，分析单片机实验教学中存在的弊端，提出了一种新的实验教学方法，在实践环节中引入EDA 技术，以新款的EDA 软件Proteus 为平台，设计一套符合时代需要的实验系统。全文针对整个实验系统，首先介绍了作为实验系统软件平台的 Proteus，叙述其功能，分析选择其作为软件平台的可行性和优越性。接着，详细地介绍实验各个系统模块的实验，并将其分解为一个个独立的实验展现出来，实验难度有浅入深，有常规经典的实验项目，也有新的、贴近实际应用的实验项目；实验过程清晰，Proteus 对单片机及单片机外围电路进行仿真，程序的变化在仿真元件的性质变化上得到体现；实验原理得到诠释，原理图设计公开化，实验
3、原理容易理解，Proteus 与Keil 的联调将硬件仿真的过程完美展现。该部分一方面是对单片机教学实验系统的设计，另一方面是通过各种实验来验证新型EDA 软件Proteus 的设计和仿真性能。本设计利用Proteus软件仿真，解决传统实验教学模式的缺陷。本系统运行稳定，其优点是硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等，具有一定的实用和参考价值。关键词：Proteus，单片机，仿真Single-chip microcomputer simulation experiment development Abstract Microcomputers Principal and App
4、lication is an important course for many majors.Now, many colleges in our country adopt MCS-51 series MCU as the teaching content.However, with the development of computer technology, many high capability and OSembedded CPUs have appeared which brings an impact and a challenge for the teachingcourse
5、 of Microcomputers Principal and Application. This thesis finished the designing ofan experimental system for the course of micro control unit which is multifunctional andopening. And, some new teaching methods of microcomputers course are discussed in thearticle. In this paper, the current teaching
6、 of the defects were analyzed, a new experimentalteaching methods are introduced, which is, application of EDA technologies in experiment.EDA software Proteus precisely meets various requirements for teaching.This paper describes the advantages of this method, and I design a set of Single-chipSoftwa
7、re Proteus as a platform is introduced, including the superiority of it,and feasibility of its role as a teaching platformSimulation system, which replaced the traditional SCM experimental function.This design using the Proteus software simulation, solve the defects of traditional experimental teach
8、ing mode. This system stable operation, its advantage is hardware circuit is simple, software function consummation, the control system is reliable, cost-effective higher, has certain practical and reference value. Key words: Proteus, SCM, simulat 辽宁科技学院本科生毕业设计(论文) 第81页目录1绪 论31.1 单片机背景及教学意义31.2 PROT
9、EUS 在单片机教学中的应用41.3 用Proteus在单片机课程设计中的应用42PROTEUS的简介42.1 Proteus ISIS简介42.1.1实现了单片机仿真和SPICE电路仿真结合52.1.2支持主流单片机系统的仿真52.1.3提供软件调试功能52.1.4具有强大的原理图绘制功能52.2工具栏介绍72.2.1proteus ISIS 菜单栏72.2.2 US ISIS 主工具栏72.2.3原理图编辑窗口72.2.4 预览窗口82.2.5模型选择工具栏82.2.6 方向工具栏92.2.7 仿真工具栏93. PROTEUS与KEILC的联合仿真104 基本实验项目的开发114.1开关的
10、实训演练114.1.1指拨开关1141.2按钮开关134.2计数器的实训演练154.3 中断的实训演练184.31 单片机外中断实验的设计与仿真184.3.2 单片机中断优先级实验的设计与仿真214.4 D/A、A/D转换的应用254.41 单片机与DAC0832接口的设计与仿真25图4-11 DAC0832接口电路264.4.2单片机与ADC0808接口的设计与仿真284.5定时器的设计与仿真324.6串行口实验和仿真374.7行列式键盘的设计与仿真395 综合试验项目的开发425.1 基于AT89C51的的60秒倒计时装置的设计与仿真425.2基于单片机密码锁的设计和仿真4553交通灯的设
11、计与仿真57结 论66致 谢67参考文献68附录A69附录B73附录C771绪 论1.1 单片机背景及教学意义1970 年微处理器研制成功之后，随着就出现了单片机（即单片的微型计算机）。1971 年美国的INTEL 公司生产的4 位单片机4004 和1972 年生产的雏形8 位单片机8008，特别是1976 年9 月INTEL 公司的MCS-48 单片机问世以来，在短短的十几年间，经历了多次更新换代，其发展速度大约每两、三年要更新一代，集成度增加一倍，功能翻一番。单片机发展速度之快、应用范围之广已达到了惊人的地步，它已渗透到生产和生活的各个领域，应用非常广泛。尽管目前单片机的品种很多，但其中最
12、具典型性的当属INTEL公司的MCS-51系列单片机系列。MCS-51是在MCS-48的基础上于80年代初发展起来的，虽然它仍然是8位单片机，但其功能有很大的增强。此外它还具有品种全、兼容性强、软硬件资料丰富等特点。因此51系列单片机应用非常广泛，成为继MCS-48之后最重要的单片机品种。直到现在，MCS-51仍不失为单片机中的主流机型，MCS-51系列单片机主要包括8031、8051和8751等产品，具有结构紧凑、逻辑位操作功能丰富和直接面向控制的指令系统等优势，堪称一代“名机”。随着半导体技术的发展，51系列单片机的处理速度更快，性能更优越，在工业控制领域上占据十分重要的地位。现在片机的应
13、用日益广泛深入，诸如在智能仪表、家用电器和军事设备的智能化以及实时过程控制等方面，单片机都扮演着非常重要的角色。单片机的设计开发具有广阔的前景，估计近10年内8位的单片机将仍是主流机型，其设计也是嵌入式产品开发的基础。所以，单片机的学习十分必要。目前单片机技术在各个领域正得到越来越广泛的应用，大多数院校都有单片机实验室，单片机种类繁多，用单片机开发的产品差异很大技术发展快，用单片机实验箱进行教学硬件电路上受到很大程度上的限制。Proteus的出现恰好解决了这个矛盾，可以将它与Keil C51结合随时搭建一个单片机应用系统，并实现仿真，不仅能为学生提供丰富的实验内容，而且能充分利用学校机房现有的
14、计算机设备，减少硬件设备维护的工作量。通过单片机技术、课堂实验箱实验、Proteus仿真实验这三方面共同作用可以帮助学生更好的理解单片机技术的知识点，提高单片机产品的开发能力扎扎实实学好单片机技术这门课程。1.2 PROTEUS 在单片机教学中的应用单片机课程的实践性很强，实验环节的教学应引起高度重视。而单片机课程的课内实验学时有限，使用实验箱仅停留在演示性及验证性实验的层次。为了解决这个问题，可以应用Proteus所提供的元器件模型和外设模型按照实验内容来设计原理图，再利用仪器仪表的输入输出效果对实验结果进行检测。这样，学生一方面了解了单片机应用系统硬件电路结构，锻炼了编程技术，也学习了仪器
15、仪表的使用，提高了设计水平。1.3 用Proteus在单片机课程设计中的应用在课程设计中，要求学生先应用Proteus设计仿真，在设计硬件电路时最好能考虑实验箱的资源状况，以使仿真的结果可在实验箱上实现。等编程调试通过后可以移植到实验箱上实现，验证实物效果。在进行毕业设计时，也可以让学生根据爱好和掌握知识的程度自由选择设计题目，培养学生的自主创新意识。教师与学生共同探讨方案的可行性之后，由学生在Proteus中设计硬件电路，编制程序并调试。等仿真成功之后，再购买元器件进行电路焊接、系统调试和程序固化，最终每组独立完成一件作品。这种方法可以节省因方案不正确所造成硬件投入的浪费，并且在实验过程中不会出现元器件的损耗问题。而使学生实验能力和开发能力都得到较大提高。2 Proteus的简介2.1 Proteus ISIS简介Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件，可以仿真、分析（SPICE）各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：2
