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1、武汉理工大学单片机原理与应用课程设计说明书1 Proteus软件简介Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上，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：实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、
2、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 uVision2等软件。具有强大的原理图绘制功能。总之，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大。特点：支持ARM7，PIC ，AVR，HC11以及8051系列的微处理器CPU模型，更多模型正在开发中；交互外设模型有LCD显示、RS232终端、通用键盘、开关、按钮、LED等；强大的调试功
3、能，如访问寄存器与内存，设置断点和单步运行模式；支持如IAR、Keil和Hitech等开发工具的源码C和汇编的调试；一键“make”特性：一个键完成编译与仿真操作；内置超过6000标准SPICE模型，完全兼容制造商提供的SPICE模型；DLL界面为应用提供特定的模式；14种虚拟仪器：示波器、逻辑分析仪、信号发生器、规程分析仪等；高级仿真包含强大的基于图形的分析功能：模拟、数字和混合瞬时图形；频率；转换；噪声；失真；付立叶；交流、直流和音频曲线；模拟信号发生器包括直流、正旋、脉冲、分段线性、音频、指数、单频FM；数字信号发生器包括尖脉冲、脉冲、时钟和码流；集成PROTEUS PCB设计形成完整的
4、电子设计系统。Protues 软件与Keil uVision 的结合 对于初次使用Protues 软件的人可能还不知道如何设置，现在把设置步骤简介如下，仅供参考(本文章只讨论在单机上结合，在两个联网机器使用由于篇幅限制不在此讨论)：设置步骤如下： (1) 把proteus 安装目录下 VDM51.dll ( C:ProgramFilesLabcenterElectronicsProteus6ProfessionalMODELS)文件复制到 Keil 安装目录的 C51BIN 目录中;(2) 编辑C51 里tools.ini 文件, 加入:TDRV1=BINVDM51.DLL(PROTEUS V
5、SM MONITOR-51 DRIVER);(3)Keil uVision 里设置: project-options forproject-debug tab;(4) 选中use proteus VSM monitor 51( 如果想用两台电脑仿真,双击setting,输入IP 地址 或者DNS name);(5) 载入proteus 文件;(6)proteus 里选择DEBUG-use remote debug monitor;进入KEIL 的project 菜单option for target 工程名。在DEBUG 选项中右栏上部的下拉菜选中 Proteus VSMMonitor-51
6、Driver。 在进入seting，如果同一台机IP 名为127.0.0.1,如不是同一台机则填另一 台的IP 地址。端口号一定为8000 注意：可以在一台机器上运行keil，另一台中运行proteus 进行远程仿真.(7)打开KEIL uVision, 按F5 开始仿真. 2 设计要求2.1 整体功能要求利用DAC0832输出正弦波信号（用示波器观察输出波形），初始频率为50Hz，变频采用“”、“”键 控制，当按下“”键是正弦波的频率自动加1输出，当按下“”时，正弦波频率自动减1输出，实时测量输出信号的频率值，通过数码管动态显示，并分析和实测输出信号的频率范围。2.2 设计所用芯片简介2.2
7、.1 DAC转换器介绍 DAC转换器是一种将数字量转换成模拟量的器件，其特点是接收、保持和转换的是数字信息，不存在随温度和时间的漂移问题，因此电路的抗干扰性能较好。DAC0832是8位分辨率的D/A转换集成芯片，它具有价格低廉、接口简单及转换控制容易等特点。它由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位DIA转换电路及转换控制电路组成，能和CPU数据总线直接相连，属中速转换器，大约在1us内将一个数字量转换成模拟量输出。2.2.2 DAC0832 的结构D0D7：8位数据输入线，TTL电平，有效时间应大于 90ns(否则锁存器的数据会出错)；ILE：数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效；CS：片
8、选信号输入线（选通数据锁存器），低电平有效；WR1：数据锁存器写选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。由ILE、CS、WR1的逻辑组合产生LE1，当LE1为高电平时，数据锁存器状态随输入数据线变换，LE1的负跳变时将输入数据锁存；XFER：数据传输控制信号输入线，低电平有效，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效；WR2：DAC寄存器选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。由WR1、XFER的逻辑组合产生LE2，当LE2为高电平时，DAC寄存器的输出随寄存器的输入而变化，LE2的负跳变时将数据锁存器的内容打入DAC寄存器并开始D/A转换。IOUT1：电流输出端1，其值随DAC寄存
9、器的内容线性变化；IOUT2：电流输出端2，其值与IOUT1值之和为一常数；Rfb：反馈信号输入线，改变Rfb端外接电阻值可调整转换满量程精度；Vcc：电源输入端，Vcc的范围为+5V+15V；VREF：基准电压输入线，VREF的范围为-10V+10V；AGND：模拟信号地DGND：数字信号地2.2.3 DAC0832 的引脚图和内部结构图图1.1 DAC0832 的引脚图和内部结构图2.2.4 DAC0832 的三种工作方式1直通方式直通方式就是使 DAC0832 内部的两个寄存器（输入寄存器和DAC 寄存器）处于不锁存状态，数据一旦到达输入端DI7DI0,就直接送入D/A 转换器，被转换成
10、模拟量。当ILE为高电平，CS 和WR 1WR 2和XFER 端都接数字地，这时锁存信号LE 1 LE2 均为高电平，输入寄存器和DAC 寄存器均处于不锁存状态，即直通方式。2单缓冲方式单缓冲方式就是使两个寄存器中的一个处于缓冲方式，另一个处于锁存方式，数据只通过一级缓冲器送入D/A 转换器。通常的做法是将和XFER 均接地，使DAC 寄存器处于直通方式，而把ILE接高电平，接端口地址译码信号，WR 1接CPU系统总线的IOW 信号，使输入寄存器处于锁存方式。单缓冲方式只需执行一次写操作即可完成D/A 转换。一般不需要多个模拟量同时输出时，可采用单缓冲方式。3双缓冲方式双缓冲方式就是使两个寄存
11、器均处于锁存方式，数据要经过两级锁存（即两级缓冲）后再送入D/A 转换器，这就是说，要执行两次写操作才能完成一次D/A 转换。只要将ILE 接高电平，WR 1和WR 2接CPU的IOW ，CS 和XFER 分别接两个不同的I/O 地址译码信号即可。图中的 Rfb 是内部电阻，是为外部运算放大器提供的反馈电阻，用以提供适当的输出电压，Vref 端是由外电路为芯片提供的参考电源，电压范围在-10V+10V。另外，DAC0832 为电流输出型DAC，使用时需外接运算放大器，芯片的电源电压最好工作在+15V。2.2.5 8952单片机1. 8952单片机的引脚图图1.2单片机的引脚图VCC：供电电压。
12、GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双
13、向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入
14、，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口作为AT89C51的一些特殊功能口， 管脚 备选功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输
15、入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两 /PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA / VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。
