PROTEUS仿真论文

1、Proteus仿真论文题目：动态数码管时钟仿真系 内蒙古大学鄂尔多斯学院专业名称自动化学生姓名吴启民学 号 01351241802016年 6月 30日摘要 AT89C52 是一个低电压，高性能CMOS 8 位单片机，在proteus仿真中，单片机采用定时器中断方法，制作一个简易时钟，要求用定时器实现 精确定时，使用数码管动态显示，完成时钟的秒走时显示。本课程设计是利用两位共阴极数码管显示数字59， 然后每隔1s顺序-1， 减到 00时， 再循环从59-00。关键词 单片机 仿真 数码管161、绪论4. .1.1 背景介绍 4.1.2 AT89C52单片机 4.1.3 Proteus使用介绍

2、6.1.4 动态数码管设计任务与要求 7.2、硬件设计 8. .2.1 单片机最小系统 8.2.2 数码管显示部分 8.2.3 数码管驱动部分 9.3、软件设计1.0.1.1 仿真原理图111.2 仿真参数设置111.3 仿真结果1.24 . 总结 1.3.5 .参考文献 1.4.6 .附录 1.6.附录 1 程序代码1.61、绪论1.1 背景介绍随着半导体技术的飞速发展，以及移动通信、网络技术、多媒体技术在嵌入式系统设计中的应用，单片机从4 位、 8 位、 16 位到32 位，其发展历程一直受到广大电子爱好者的极大关注。单片机功能越来越强大，价格却不断下降的优势无疑成为嵌入式系统方案设计的首

3、选，同时单片机应用领域的扩大也使得更多人加入到基于单片机系统的开发行列中，推动着单片机技术的创新进步。然而传统的单片机系统开发除了需要购置诸如仿真器、编程器、示波器等价格不菲的电子设备外，开发过程也较繁琐。来自英国Labcenter Electronics公司的Proteus软件很好地诠释了利用现代EDA 工具方便快捷开发单片机系统的优势。它包括PROTEUS VSM( Virtual System Modelling)、 PROTEUS PCBDESIGN 两大组成部分，在PC 机上就能实现原理图电路设计、电路分析与仿真、 单片机代码级调试与仿真、系统测试与功能验证以及形成PCB 文件的完整

4、嵌入式系统设 计与 研 发过 程。 本文讲 述 PROTEUS VSM 单片机系统的PROTEUS设计与仿真功能，图 1-2为基于 PROTEUS仿真软件的单片机系统设计流程，它极大地简化了设计工作，得到众多设计师的青睐1.2 AT89C52 单片机下图分别为PDIP封装的AT89C52引脚图和实物图1.1 引脚图图 1.2 实物图AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8 位单片机，片内含8k bytes 的可反复擦写的Flash 只读程序存储器和256 bytes 的随机存取数据存储器( RAM) ，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片

5、内置通用8 位中央处理器和Flash 存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。AT89C52有 40 个引脚， 32 个外部双向输入/ 输出 (I/O) 端口，同时内含2个外中断口，3 个 16 位可编程定时计数器,2 个全双工串行通信口，2 个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处Flash 存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash 存储器可有效地AT89C52有 PDIP、 PQFP/TQFP及 PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的PDIP封装的AT89C52单片机。1.3 Proteus 使用介绍如图 1.3 为 Pr

6、oteus7.0 的工作界面图图 1.3Proteus 软件是英国Lab Center Electronics 公司出版的EDA工具软件。EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是Proteus是世界上著名的EDA 工具（仿真软件）， 从原理图布图、代码调试到一键切换到PCB 设计， 真正实现了从概念到产品PCB 设计软件和虚拟模型仿软 件 三 合 一 的 设 计 平 台 ， 其 处 理 器 模 型 支 持 8051 、 HC11 、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、 AVR、 ARM 、 8086 和 MSP430 等， 2010 年又增加了 Corte

7、x 和DSP 系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、 Keil 和 MATLAB 等多种编译器。Proteus软件具有其它EDA 工具软件（例：multisim）的功能。这些功能是：1原理布图2 PCB 自动或人工布线3 SPICE 电路仿真革命性的特点1互动的电路仿真用户甚至可以实时采用诸如RAM ， ROM， 键盘， 马达， LED， LCD， AD/DA，部分 SPI 器件，部分IIC 器件。2仿真处理器及其外围电路可以仿真51 系列、 AVR、 PIC、 ARM 、等常用主流单片机。还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，再配合显示及输出，能看到运行后输

8、入输出的效果。配合系统配置的虚拟逻辑分析仪、示波器等，Proteus建立了完备的电子设计开发环境.在学习单片机的过程中Proteus软件可以很好地代替开发板进行仿真实验，可以使学生比较灵活多样化的学习单片机。1.4 动态数码管设计任务与要求课程设计功能：单片机采用定时器中断方法，制作一个简易时钟，要求用定时器实现精确定时，使用数码管动态显示，完成时钟的秒走时显示。本课程设计是利用两位共阴极数码管显示数字59， 然后每隔1s 顺序 -1 ， 减到 00 时， 再循环从59-00.2、硬件设计2.1 单片机最小系统图 2.1单片机的最小系统是指使单片机能运行程序、正常工作的最简单电路系统，时钟电路

9、：其核心部分是晶振，晶振的作用是为系统提供基本的时钟单片机就无法工作。这里选用12MHZ晶振，便于产生精确的uS级时歇 ,复位电路：当单片机系统在运行中，受到环境干扰出现程序跑飞的时2.2 数码管显示部分如图 2.2 所示图 2.2数码管有共阴极数码管和共阳极数码管两种（这里选用两位共阴极数码2.2 （ b）所示，根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态显示：将所有数码管的8 个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp" 的同名COM增加位选通控制电路，位选通由I/O 线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的COM端电没有选通的数码管就不会亮。通过分

10、时轮流控制各个数码管的的COM端，1 2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，I/O 端口，而且功耗更低。2.3 数码管驱动部分这里使用74HC573来控制数码管的显示，如图2.3 所示74HC573是拥有八路输出的透明锁存器，输出为三态门，是一种高性能硅栅 CMOS器件。当锁存使能端LE为高时， 这些器件的锁存对于数据是透明的（也就是说输出同步）。当锁存使能变低时，符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。它是数码管显示时通常是采用段选、片选共用同一组并口的驱动方式。驱动数码管需要两个信号，一个是段选信号，一个是片选信号。段选信号是固定

11、的 8 个（对于普通7 段数码管），而片选信号数量是与数码管位数相同的。对于 8 位数码管的动态扫描来说，片选信号要8 根线，这样仅仅驱动数码管就占用了 2组共 16个 IO 口， 非常浪费使用573锁存器后，只占用 8+2=10个 IO 口，其中 2 个用于控制锁存器使能，另外 8 个输出信号。先关闭控制片选信号的573芯片的锁存功能，然后单片机输出片选信号，随后开启锁存，此时无论573的输入端如何变化，输出端都是不变的，也就是原来输入的信号被锁住了。然后，再关闭控制段选的573的锁存功能，输出段选信号，再锁存，这样就巧妙的实现了数据线的复用，让一组IO 口既输出段选又输出片选3、软件设计3

12、.1 仿真原理图3.1 所示图 3.1由 51 单片机P0口接上拉电阻通过锁存器74HC573控制共阴极数码管段选，P1 口控制数码管位选，P21 控制74HC573使能端。3.2 仿真参数设置如下列表格3.2 所示元器件编号元器件名称元器件参数说明U1AT89C52AT89C52 单 片机U274HC573三态锁存器RP1排阻10K上拉排阻DSP共阴极共阴极红色 显示C1/C2/C3电容30pF,30pF,10uF负载等R1电阻10K接地S按钮复位电路用表 3.2 两位共阴极数码管动态扫描显示实验电路元器件及参数值3.3 仿真结果如图 3.3经过多次试验，调试后现象正常，实现功能为：数码管从

13、59 秒开始 -1 ， 减到 0 后，重新开始从59 循环 -1.234. 总结通过这次课程设计，我真的学到了很多，接触到了平时难以接触或者常常忽视的东西。在编辑好程序后，我在用Proteus 仿真之前用拥有相同性质和原理的开发箱检验过，结果正常，可是在我用Proteus 进行仿真时，发现延时较长数码管会一个一个数码管的显示，情况不正常; 缩短延时时间后，数码管却显示的是乱码，围绕这个问题我调试了原理图，程序都换过，可就是行不通，后来通过查阅资料才知道原来软件仿真与硬件试验是有一定差别的，这里一定要进行延时，消隐才可以，终于经过一个多星期的奋战顺利完成了本次课程设计。在此，我非常的感谢我的指导

14、老师，感谢他在整个课程设计中给予我的无私帮助，同时也感谢同学在使用proteus 软件时给予的帮助，正是由于老师和同学的热心帮助，我才知道自己的不足，才知道怎么才能及时发现问题并更好的去解决问题，相信通过这次课程设计中，在今后的学习，我会更加注重理论知识与实践的结合，团队合作等。5.参考文献1 吴杰 . 基于 ISP 技术的电子公告牌系统J. 科技资讯2008.NO.14： 83-87.2 万 光 毅 . 单 片 机 实 验 与 实 践 教 程 M. 北 京 航 空 航 天 大 学 出 版 社 .2005.1.3 张毅刚 . 单片机原理及应用M. 高等教育出版社.2003:160-190.4

15、马忠梅 . 单片机的C 语言应用程序设计M . 北京：北京航空航天大学出版社 .20065 周润景 . 基于 Proteus 的电路与单片机仿真系统设计与仿真M. 北京航空航天大学出版社. 2005.6 金炯泰 , 金奎焕 . 如何使用KEIL8051C编译器M . 北京航空航天大学出版社 .2002.6.附录1 程序代码#include<AT89X51.H>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit LE=P20;/ 定义使能端uchar num,shi,ge,t0;bit flag;codeuchar tab

16、le =0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;void display();void delay(uint z)/ 延时函数uint i,j;for(i=z;i>0;i-) for(j=50;j>0;j-);void main()num=60;TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;/ 定时器赋初值TL0=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;while(1)if(flag=1)flag=0;num-;if(num=-1)num=59;shi=num/10;ge=num%10;display();void timer0() interrupt 1uchar