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1、本 科 毕 业 设 计单片机虚拟仿真实验室的建设硬件部分The construction of virtual simulation laboratory microcomputerThe hardware part学 院： 电子工程学院 专业班级： 电子信息工程 电子092班 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2013年 5 月毕业设计中文摘要摘要: 本设计为单片机虚拟实验室（硬件部分）的建立。为了能提高学生动手能力，减少建立单片机实验室成本,从而建立单片机虚拟实验室。同学们可以通过虚拟实验室完成单片机实验，通过建立的单片机虚拟实验室，深刻的了解单片机的相关知识。课题中到用了Proteus
2、仿真软件还有Keil 编译软件，利用两种软件，进行单片机模拟实验。两种软件功能强大，运用两种软件进行了各种单片机实验：流水灯方面、交通灯方面、开关控制方面、数码管方面、蜂鸣器方面、计数器方面、AD/DA转换方面、LED点阵方面、时钟方面等，还有就是虚拟仪器和基于图标的分析，在单片机上完成的实验，虚拟实验室大部分都可以做得到，并且虚拟仪器提供了多种仪器，可以代替许多重要仪器，充分发挥虚拟实验室的优势。能够解决在学习单片机过程中以书本上的理论知识为主要内容，实践环节比较少，而且实践过程中往往以验证实践为目的的问题，让每一个学习单片机的同学，都能够拥有属于自己的单片机“实验室”。关键词:AT89C5
3、1，虚拟实验室，单片机毕业设计外文摘要Abstract: The design of MCU Virtual Laboratory (hardware) to establish. In order to improve the practical ability of students, reduce the cost of computer laboratory, so as to establish MCU virtual laboratory. Students can complete the experiment through the virtual laboratory, th
4、rough the single-chip virtual laboratory based, profound understanding of SCM knowledge. Subject to use the Proteus simulation software and Keil software, using two kinds of software, MCU simulation experiment. Two kinds of powerful software, were all chip experiments using two kinds of software: wa
5、ter lights, traffic lights, switch control, digital tube, buzzer, counter, AD/DA conversion, LED dot matrix, the clock, there is a virtual instrument and icon based analysis, completed in the singlechip virtual laboratory experiment, most of them can be done, and provides a variety of virtual instru
6、ment, can replace many important instrument, give full play to the advantages of virtual laboratory. To solve the MCU learning process to books on the theory of knowledge as the main content, the practice is less, but in practice often objective problem to verify the practice, let every students lea
7、rn SCM, can have their own computer laboratory.Keywords: AT89C51, virtual laboratory, MCU 目录1 绪论11.1课题研究的意义：11.2国内外研究现状及水平：11.3课题的基本内容：21.4可行性分析：22 Proteus软件22.1 Proteus简介22.2 Proteus的基本概念42.2.1 功能特点:42.2.2 革命性的特点:42.2.3 功能模块43 Keil 软件63.1 Keil 简介64 单片机74.1 单片机简介74.2 单片机发展概述84.3 AT89C51单片机简介84.3.1 主
8、要特性：94.3.2 管脚说明：94.3.3 振荡器特性：104.3.4 芯片擦除：104.3.5 复位电路与晶振电路105 虚拟实验室仿真实例115.1 八只LED灯来回闪烁115.1.1电路原理115.1.2电路仿真图115.1.3 八只LED灯来回闪烁程序115.2 四个独立式按键控制LED开关125.2.1电路原理125.2.2电路仿真图145.2.3 四个独立式按键控制LED开关程序145.3 单只数码管循环显示0-F155.3.1 电路原理155.3.2电路仿真图155.3.3 单只数码管循环显示0-F程序155.4 按键发音165.4.1电路原理165.4.2电路仿真图165.4
9、.3 按键发音程序175.5 INT0中断3位计数175.5.1 电路原理175.5.2 电路仿真图185.5.3 INT0中断3位计数程序185.6 8X8LED点阵显示数字0-9195.6.1电路原理195.6.2 电路仿真图205.6.3 8X8LED点阵显示数字0-9程序205.7 AD转换215.7.1电路原理215.7.2 电路仿真图225.7.3 AD转换程序225.8 1602液晶时钟245.8.1 电路原理245.8.2 电路仿真图245.8.3 1602液晶时钟重要程序255.9 虚拟仪器265.9.1虚拟示波器265.9.2 定时/计数器275.10 激励源285.10.
10、1 正弦波激励源285.10.2 模拟脉冲激励源285.11 探针的使用（8只LED左右来回点亮）295.12 基于图表的分析305.12.1 模拟图表仿真305.12.2 频率图表仿真31结 论32致 谢33参考文献34淮海工学院二一三届本科毕业设计（论文） 第 34 页 共34 页1 绪论单片机是二十世纪末电子方面兴起的新领域，因为它的兴起，使得电子工业方面取得了的长足的发展，现在单片机已经成为了电子设计方面中最为普遍的应用手段。二十一世纪以来单片机技术的进步和发展特别迅速，各种各样的单片机层出不穷。近几年来，随着计算机、电子还有网络通信方面的发展与应用，单片机因为其控制力强、可靠性高，价
11、格便宜等优越性被大量应用到各个领域。单片机在日常生活中的应用随处可见，大街上宣传的LED显示屏、儿童玩具的机器人、高级计算器等等，在生活当中的的各个方面，基本上没有单片机没有涉及到的方面，都与单片机的应用分不开。1.1课题研究的意义：单片机是高等院校中非常重要的专业课程，教学以理论为主，内容抽象。现在的教学中，很多学校的教学和实验分开，采用非常简单的实验方式,学生们很难参与到实验中的具体细节设计，动手操作的能力没有得到训练和提高。此外，因为单片机领域发展快速，内部芯片的更新特别快，学校当中建立一个单片机的实验室所需要的经费太高，在学习过程中所需要的实验仪器和设备很多，普通学校基本上没有经费投入
12、到单片机实验室的建设当中。还有就是，学生学习单片机都是初次接触，学习初始状态就使用单片机当中的芯片进行实验和调试，经常会在实验过程中损坏芯片，浪费了经费。在学习单片机过程中的种种困难的环境下，利用虚拟仿真软件来建设单片机虚拟实验室，恰好能够解决这些困难。本次设计就是为了解决学习单片机的难题，建立的单片机虚拟实验室。利用现在网络的仿真技术，把需要在实验室完成的实物设计、分析、连线、还有调试等在单片机虚拟实验室当中完成。提高学生动手能力，减少建立单片机实验室成本。本设计利用Proteus仿真软件还有keil编译软件，进行仿真与分析，完成单片机实验。学生可以通过虚拟实验室完成很多单片机实验，本设计中
13、的单片机虚拟实验室功能强大，主要包含了各种单片机实验，流水灯方面、交通灯方面、开关控制方面、数码管方面、蜂鸣器方面、计数器方面、AD/DA转换方面、LED点阵方面、虚拟仪器方面等，在单片机上完成的实验，虚拟实验室大部分都可以完成。1.2国内外研究现状及水平：二十一世纪以来，在发达国家中单片机虚拟实验室的建立十分普及。首先提出单片机虚拟实验室概念是美国，现研究水平达到世界领先。其中麻省理工学院的Web Lab远程实验室提供了用于进行单片机电路设计的实验教学，实现了通过手机远程控制实验的功能，意大利帕瓦多大学建立了单片机远程虚拟教育实验室。中国在近年来，也开始重视了单片机虚拟实验室。由于其应用范围
14、广、投入资金少、实际操作简单，多数应用在理工科教学和还有工业生产模拟电路板等当中。典型的有：中国科技大学实现了单片机虚拟仿真实验软件、单片机设计实验平台、单片机虚拟实验远程教学系统。浙江大学实现了单片机虚拟仿真家用电器实验室，用于各种家用电器电路板仿真。虽然已经有一点成果，但基本上所有研究工作都还处于起步阶段。1.3课题的基本内容：本课题是单片机虚拟仿真实验室的建立。设计主要是单片机虚拟实验室当中的设计和仿真，本课题侧重于硬件部分，要求完成硬件设计，并熟练掌握proteus仿真软件，设计具体的实验项目如流水灯、交通灯、LED开关控制、数码管、蜂鸣器、计数器、AD/DA转换、LED点阵、时钟、虚
15、拟仪器还有基于图标的仿真等等，完成原理图，最后实现动态仿真。1.4可行性分析：现实可行性：构建单片机虚拟仿真实验室，现实可行性主要是目前仿真软件操作简单，单片机应用成熟，再就是具有广阔的发展前景。虚拟实验室需要设备少，完成实验项目多，既节省焊接时间又不浪费芯片，而且配套的虚拟仪器功能强大，可以代替许多仪器。在现代教学中起到重要意义。理论可行性：单片机虚拟实验室运用仿真软件，完成流水灯、交通灯、开关控制、数码管、蜂鸣器、计数器、AD/DA转换、LED点阵、虚拟仪器等设计。每一个设计都可以找到相关的元器件和资料来完成。而且现在的仿真软件操作简单。每一个实验目前应用的都很多。经济可行性：如果要组建一个单片机实验室，则需要专门的场地，并购买多套相关的硬件设备。在设备
