PROTEUS仿真论文
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本科生毕业设计(论文)资料第一部分设计说明书基于proteus的热式热水器温度控制系统的仿真研究摘要热水器在工业生产和家庭生活中的应用是非常普遍的,而热水器的核心技术之一就是温度控制方面,也就是说温度控制器的技术对热水器的发展起着至关重要的作用。
所以温度控制器的研究对于提高热水器产品的质量,是具有很重要的现实意义的。
本课题主要针对热式热水器中温度控制的特点及实现准确温度控制的意义,设计了一种基于单片机的控制系统,整个系统的设计内容包括硬件和软件两个部分。
硬件电路主要以AT89C51单片机为微处理器,详细设计了温度信号采集电路,温度数码显示电路,键盘设置温度电路,报警电路,光耦隔离输出电路,模拟加热电路。
软件部分主要针对加热装置的控制模式进行了编程。
温度传感器DS18B20采集到的温度转换成电压信号反馈到单片机,然后与温度的给定值进行比较,通过比较来控制加热装置,从而达到控制温度的目的。
关键词:单片机,热水器,温度控制,AT89C51,DS18B20ABSTRACTWater heater is common in industrial production and family life application,and the temperature control is one of the core technology of water heater,which means temperature control technology plays a vital role for the development of water heater. Thus, the research of temperature controller has very important practical significance for improving water heater quality.Regarding to the feathers and the significance of hot water heater temperature control, this subject designs a kind of system based on single-chip microcomputer control.The system includes hardware and software.Hardware circuit is designed the AT89C51 as main microprocessors, and the hardware circuit includes the temperature signal acquisition circuit,temperature digital display circuit, the keyboard set temperature circuit, alarm circuit, light coupling isolation output circuits, analog heating circuit.The softeware is mainly aimed at heating device programming.Temperature sensor DS18B20 collects the temperature and converse it into voltage signal, feedbacks to the microcontroller, then compared with the given temperature value, by which to controle the heating device, so as to control the temperature.Keywords:SMC,water heater,temperature control,AT89C51, DS18B20目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 系统任务 (1)1.3 设计思路 (2)第2章热式热水器温度控制系统的硬件设计 (3)2.1 AT89C51单片机简介 (3)2.1.1 AT89C51单片机资源简介 (3)2.2 数字温控芯片DS18B20介绍 (5)2.2.1 DS18B20的特性 (5)2.2.2 DS18B20的测温原理 (6)2.2.3 DS18B20与单片机接口电路 (7)2.3 显示驱动电路设计 (7)2.4 按键电路设计 (8)2.5 光耦隔离输出电路 (8)2.6 整体硬件电路 (9)第3章热式热水器温度控制系统的软件设计 (10)3.1 系统软件设计框图 (10)3.2 主程序模块 (11)3.3 温度采集模块 (12)3.4 报警及加热电路模块 (13)3.5 温度显示模块 (13)3.6 键盘扫描模块 (13)第4章热式热水器温度控制系统仿真 (15)4.1 proteus简介 (15)4.1.1软件功能特点 (15)4.2 仿真结果 (15)结论 (21)参考文献 (22)附录 (23)致谢 (29)第1章 绪 论本章内容主要叙述了热式热水器方面的行业背景概况,此课题要求的系统任务以及在确定系统任务之后的整体设计思路,重点是关于热水器温度控制系统的设计思路。
毕业论文学生姓名尹有友学号171107078学院物理与电子电气工程学院专业电子信息工程题目基于Proteus的音频放大电路设计与仿真指导教师付浩副教授/学士2015年5月论文原创性声明内容本人郑重声明:本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
本论文除引文外所有实验、数据和有关材料均是真实的。
尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。
其他同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
学位论文作者签名:日期:年月日摘要:音频放大电路具有电路元件多,电路逻辑规模大等特点,本文针对音频放大电路在设计时遇到的参数匹配性低、电路调试复杂等问题,借助PROTEUS仿真软件平台设计了一种效率较高、操作简单的音频放大电路系统。
该电路系统由前置放大模块、音量控制模块、功率放大模块等模块组成,通过调整电路元件及其参数,在PROTEUS软件平台对各电路模块进行电路设计和仿真分析。
本电路在PROTEUS仿真环境下最终可以使电路将微弱的音频信号进行高效率地放大、传输,实现音频放大的功能。
该电路系统模块设计简单、结构清晰,成本低,对于生活中扩音器、功放设备等诸多领域中具有很好的推广价值。
关键词:音频放大电路,Proteus,仿真测试Abstract:Audio amplifier has a circuit element. The scale of the logic circuit and other characteristics, this paper for audio amplification circuit encountered in the design of parameters matching, circuit debugging complex etc., with Proteus simulation software platform, designs a kind of high efficiency and simple operation, audio amplification system.The circuit system is composed of pre amplifier module, tone adjustment module, power amplifier module, through adjusting circuit components and parameters, in the Proteus Software Platform of each circuit module of circuit design and simulation analysis. In the PROTEUS simulation environment, the circuit can amplify and transmit the weak audio signal in high efficiency, and realize the function of audio frequency amplification.. The circuit module of the system design is simple, clear structure, low cost, has good popularization value for life amplifier, power amplifier equipment and many other fields.Key words:Audio amplifier,Proteus,Simulation test目录1 前言 (3)2 Proteus软件及其对实验教学的意义 (4)2.1 Proteus软件 (4)2.2 基于Proteus仿真技术的音频放大电路设计思路及其意义 (4)3 音频放大电路系统设计 (5)3.1 设计要求 (5)3.2 系统总体框架图 (5)3.3 总体设计图 (4)4 功能模块的设计 (6)4.1 前置放大模块 (6)4.2 音量控制模块 (7)4.3 功率放大模块 (7)4.4 电源模块 (8)5 Proteus设计与仿真 (9)5.1 音频放大电路的Proteus设计与仿真 (9)5.1.1 前置放大器电路仿真和分析 (9)5.1.1.1 电路组成 (9)5.1.1.2 电路测试与分析 (10)5.2.1 音量调节电路仿真和分析 (10)5.2.1.1 电路组成 (10)5.2.1.2 电路测试与分析 (10)5.2.2 OCL功率放大电路的仿真和分析 (12)5.2.2.1 电路组成 (12)5.2.2.2 参数测试 (13)5.2.3 电源模块 (13)5.2.4 音频放大电路 (14)5.3 音频放大电路测试和分析 (15)结论 (16)参考文献 (17)致谢 (18)1 前言音频放大器是音响系统中的关键部分,普遍应用于日常生活中,具有很强的实用性,其主要功能是将微弱的音频信号进行放大、传输,最终以足够的强度去推动扬声器使原声重现。
分析ProtelDXP仿真软件在模拟电路教学中的应用论文分析Protel DXP仿真软件在模拟电路教学中的应用论文1模拟电子技术传统教学的现状《模拟电子技术》课程是各高职院校电工类、电气类等的专业基础课之一。
但传统教学在教学方法、教学内容和教学环节等方面存在一些弊端,越来越不适应模拟电路技术领域的发展需求。
若不加以改进,势必影响培养应用型人才的教育目标。
(1)传统教学方法的弊端。
传统教学方法是以课堂教学为主,试验教学为辅,《模拟电子技术》课程课时数一般为66课时,其中理论课占52课时,实验课占14 课时,由于模拟电路是一门比较难于理解的课程,存在教学效率不是很高的问题。
(2)试验环境与实际应用开发不相适应。
模拟电路时一门实践性和综合性较强的课程。
目前的实验设备主要以实验箱为主,由于电路不能改动,开放性差,因而只能做一些验证性试验。
实验中,学生连接固定电路,然后观察试验结果,记录数据。
因为学生没有从设计角度进行理论分析和电路设计,学生对整个集成电路的工作原理没有深入的理解。
这就使得学生无法进行实际的应用开发,仍需不断地学习。
(3)实验教学方法单一:教师先讲, 学生按照教师所教授的做一遍,这种教学方式在一定程度上限制了学生学习的积极性和主动性,不利于学生创造性思维的开发。
2ProtelDXP应用于模拟电路实验教学的意义模拟电路是高职院校电类专业的基础课程,理论教学包括:常用半导体器件、基本放大电路、多级放大电路、放大电路的反馈、直流电源等知识模块。
学生普遍反映该课程内容多且难学,主要问题是概念抽象、课程教学的直观性差。
依靠传统的电子实验教学已远不能满足社会对新技术人才的培养需求。
ProtelDXP 是 Altium 公司推出的一种电子设计自动化(EDA)设计软件。
将EDA(电子设计自动化)仿真软件引入教学,教师在进行授课的同时,进行电路仿真,把理论知识和实验结果加以对照、分析,以提高课堂教学效果。
采用ProtelDXP软件仿真 , 可以在计算机上建立一个元器件品种齐全 , 测试仪器准确的虚拟工作台,一方面可以通过测试、验证、纠错和创新设计电路 , 帮助学生更快更深刻地理解课堂上讲授的理论知识, 加深对概念、原理的理解 , 弥补课堂教学的不足 ; 另一方面也克服了实验室元器件品种、规模、数量不足 , 仪器陈旧老化 , 实验电路板形式单调 , 不利于学生创新设计等不利因素 ; 再者 , 还可以减少由于学生操作不当对实验设备造成的破坏 , 降低仪器的损坏率,延长仪器使用寿命,学生可以更多地接触电子元器件的性能和参数 , 更好地掌握常用电子仪器的使用方法 , 对进一步培养学生的应用能力、综合分析能力、排故障能力、开发设计能力 , 提高综合素质有着重要意义。
基于Proteus的红外报警器的设计摘要本文设计了由光学系统、热释电红外传感器、信号处理电路、放大电路和报警电路组成的红外报警器,并对报警系统的可行性进行研究。
信号处理电路和报警电路分别由BISS0001、AT89C52及其各自外围电路构成。
当人侵入探测区域,人体发出的红外辐射通过菲涅尔透镜聚焦,被热释电元接收,并转化成微弱的电信号,再通过信号处理电路对其进行处理,以此控制由单片机构成的报警电路工作。
本设计的核心是热释电红外传感器,其滤波片将通过的红外线波长限定在7~10μm之间,而人体辐射的红外线中心波长为9~10μm,这使得其成为一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。
它可以测出10~20米范围内人的行动。
研究结果表明,热释电红外传感器及其信号处理电路的性能直接决定报警器的灵敏度。
关键词:热释电红外传感器;信号处理;BISS0001;AT89C52Design of Infrared Alarm System Base on ProteusAbstractThis paper introduces the design of infrared alarm which compose by the optical system, pyroelectric infrared sensor and signal processing circuit, amplifying circuit and alarm circuit, and research the feasibility of alarm system. Signal processing circuit and alarm circuit compose by BISS0001,AT89C52 respectively, and their peripheral circuit human body launch infrared radiation and through out the Fresnel lens focus when people intrusion detection area,and received by pyroelectric infrared sensor, again through the signal processing circuit will be weak signal into electrical signals to Control of microcomputer constitutes alarm circuit work. The core of this design is pyroelectric infrared sensors, its filtering through infrared wavelengths tab let within 7 ~ 10μm, and human radiation infrared center for 9 ~10μm wavelength, which makes it become a kind of special used to detect human radiation infrared sensors. It can detect a 10 to 20 meters geographical area action. The results of the study show that, pyroelectric infrared sensor and signal processing circuit performance directly determine alarm sensitivity.Keywords: Pyroelectric infrared sensors; Signal processing;BISS0001; AT89C52目录1绪论 (1) (1) (1)2系统总体方案设计 (2) (2) (2) (2) (2)3模块设计 (4) (4) (4) (5) (5) (7) (8) (9)BISS0001 (9)AT89C52 (12) (14)4 软件仿真 (16) (16)keil简介 (16)Proteus简介 (16) (16)keil编程 (16)Proteus仿真 (17)程序实现 (18)5硬件实现 (20) (20) (20)总结 (21)参考文献 (22)1绪论随着人们生活水平的提高,对生活质量也有了较高要求。
基于proteus的信号发生器的设计摘要信号发生器又称信号源或振荡器,在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路被称为函数信号发生器,其频率范围可从几个微赫到几十兆赫,除供通信、仪表和自动控制系统测试用外,还广泛用于其他非电测量领域。
本设计是使用集成运算放大器设计的一种宽度可调的矩形波发生器。
它主要由反相输入的滞回比较器和RC电路组成,通过RC充、放电实现输出状态的自动转换。
而使电容的正向和反向充电时间常数不同,利用二极管的单向导电性引导电流流经不同的通路,就形成占空比可调的矩形波发生电路。
高频、低频和超低频信号发生器,大多使用文氏桥振荡电路,即RC振荡电路,通过改变电容和电阻值,改变频率。
用以上原理设计的信号发生器,其输出波形一般只有两种,即正弦波和脉冲波,其零点不可调。
而且价格也比较贵,一般在几百元左右。
在实际应用中,超低频波和高频波一般是不用的,一般用中频,即几十赫兹到几十千赫兹。
关键字:信号发生器、宽度可调、矩形波、锯齿波、时间常数1.概述在电子技术日新月异的形势下,信息技术随之迅猛发展。
信息是存在于客观世界的一种事物现象,人们正是通过信息的获取、存储、传输和处理等来不断认识和改造世界的。
而信号作为信息的载体,是指带有信息的随时间或其他自变量变化的物理量或物理现象,信号时使用极为广泛的基本概念,无论是在自然科学领域,还是在社会科学领域都存在大量的应用研究问题。
信号发生器又称信号源或振荡器,在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路被称为函数信号发生器,其频率范围可从几个微赫到几十兆赫,除供通信、仪表和自动控制系统测试用外,还广泛用于其他非电测量领域。
例如在通信、广播、电视系统中,都需要射频(高频)发射,这里的射频波就是载波,把音频(低频)、视频信号或脉冲信号运载出去,就需要能够产生高频的振荡器。
摘要在PROTEUS模拟仿真软件上,以AT89C51单片机为核心器件,结合按键电路、LED数码管显示电路、报警指示电路设计了一款保密性好、编码量多、随机开锁成功率几乎为零的电子密码。
利用单片机灵活的编程设计和丰富的I/O端口,及其控制的准确性通过软件程序来控制整个系统实现电子密码锁的基本功能。
系统能实现密码的输入、清除、显示、密码正确开锁,密码错误报警,系统设定初始密码。
同时也显示了PROTEUS软件在硬件设计和软件调试方面的高效性。
关键词:计算机应用,电子密码锁,A T89C51单片机,PROTEUS软件,系统仿真ABSTRACTAbstract: By using AT89C51 microcontroller, an advanced electronic password lock circuit is designed. The hardware circuit diagram and some software flowchart are given in this paper. As the software of PROTEUS has the function of simulation, the function of 0-9 number keys, confirmation keys and the delete keys are realized by a 4×3 array. And the circuit composed of tips is displayed by 8-bit digital tube. When a password is entered, only“-”can be displayed. After t he entering of password-digit, press the confirm key, and compare the entered password to the set password. If the password is correct, then the lock to open. Here a second light-emitting diode LED is used as a reminder; if the password is not correct, then the action of pressing the key is prohibited. At the same time, the alarm function of electronic locks works with the “tick” sound.KEY WORDS: computer application, electronic password, AT89C51 microcontroller, PROTEUS software, system simulation目录前言 (1)第1章单片机 (3)1.1 单片机简介 (3)1.2 单片机的硬件特性 (3)1.3 单片机的特点 (3)1.4 单片机的应用范围 (4)第2章电子密码锁的设计 (6)2.1 设计方案的选择 (6)2.1.1 采用数字电路控制 (6)2.1.2 采用以单片机为核心的控制 (6)2.2 本设计所要实现的目标 (7)2.3 电子密码锁的程序设计 (7)第3章主要元器介绍 (9)3.1 主控芯片A T89C51简介 (9)3.2 A T89C51的主要性能 (9)3.3 A T89C51引脚功能说明 (10)3.4 A T89C51的振荡器与时钟电路 (12)3.5 A T89C51的复位方式 (13)3.5.1复位原理 (13)3.5.2常用复位电路 (14)3.6 A T89C51的程序执行方式 (14)3.7 A T89C51的省电方式 (14)3.8 A T89C51的芯片擦除 (15)3.9 锁存器74LS245 (15)3.10 4×3矩阵键盘 (16)第4章用PROTEUS模拟电子密码锁 (18)4.1 PROTEUS简介 (18)4.2 PROTEUS仿真过程 (18)4.2.1 启动PROTEUS ISIS 编辑环境 (18)4.2.2 选取放置仿真元件 (19)4.2.3 布线 (21)4.2.4 在PROTEUS ISIS中进行软件编程 (22)4.3 系统调试 (35)4.3.1 将目标代码添加到电路 (35)4.3.2 电路调试 (36)第5章调试过程与分析 (39)结论 (40)谢辞 (41)参考文献 (42)前言在日常的生活和工作中, 住宅与部门的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决。
基于PROTEUS的交通灯摘要交通大系统是社会经济的“血液循环系统”,是制约经济发展的瓶颈。
研究交通问题具有重大的理论和现实意义,为此交通问题吸引了众多学者的注意.交通问题也是运筹学中研究的重要问题之一,它越来越受到运筹学家的重视,尤其是近年来人们发现物流是另外一条节约成本的重要途径,是“第三利润源泉”之后更是如此.在交通方式中有一个重要的方面,那就是城市内部的交通问题。
随着社会生产力的不断发展和人类社会的不断进步,各国特别是像我国这样的发展中国家城市化水平会越来越高,城市交通问题会越来越严重,严重的堵车现象是每个人有目共睹和亲身体验的。
究其原因,主要有:或是现行路网的通行能力不够,或是现行路网的道路定向不合理,或是由于对交通流的管理控制不力。
解决城市交通问题的根本途径有两条:一是加快交通设施建设;二是加强交通管理。
然而在城市内修建或扩建已有道路的可能性越来越小,因而加强对现有道路的合理利用以及对交通信号灯的有效控制和管理成为改善交通状况的重要途径.本文提出的基于PROTEUS的交通信号灯设计系统以单片机(STC89C52)为核心,信号灯,计数器,数字显示电路等几部分组成。
该系统大部分功能通过硬件来实现,电路简单明了,系统稳定性很高。
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,实验原理容易理解,Proteus 与Keil 的联调将硬件仿真的过程完美展现。
关键词: STC89C52 、交通灯、PROTEUS、KEIL、改善交通AbstractTraffic big system is social and economic "blood circulation system", is the bottleneck of restricting economic development. Study the traffic problem is of great theoretical and practical significance, therefore the traffic problem attracted many scholars attention. The traffic problem is also a study in operations research one of the important problems, it has been more and more attention of the house of operations research, especially in recent years, people found that logistics is another cost savings in a major way, is "the third profits source" after is even more so. In the traffic in the way is a important aspects, that is within the city traffic problems. With the continuous development of the social productive forces and the human society advances, especially in countries like that developing countries will more and more high level of urbanization, the urban transportation problem will be more and more serious, serious traffic jam phenomenon is obvious to everyone and experience. Investigate its reason, basically have: or the current network traffic capacity of no ,Enough, or the current network of directional not reasonable way, or because of traffic flow management control effectively. Solve the urban traffic the root of the problem there are two ways: one is to accelerate the construction of traffic facilities; Two is to improve traffic management. However in the city has been built or expanded the possibility of road more and more small, so strengthening the rational utilization of existing roads and traffic lights on the effective control and management has become an important way to improve the traffic.In this paper based on the PROTEUS of traffic lights on the single chip computer design system (STC89C52) as the core, lights, counter, digital display circuit to wait for a few parts. The system function through the hardware to implement most, circuit is simple and clear, the system stability is very high. Full text for the whole experiment system, first introduced the experimental system as software platform for the Proteus, describes its function, analyze and select its as a software platform is effective and feasible. Then the SCM and Proteus microcontroller peripheral circuit simulation, the program's change in the nature of the simulation component changes were reflected on; Experiment principle get the interpretation, diagram design open experiment principle easy to understand, Proteus Keil and the alignment of the hardware simulation process will be perfect show.Keywords: STC89C52, traffic lights, PROTEUS, KEIL, improve traffic目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)第一章设计背景及设计意义 (1)1.1引言 (1)1.2设计背景及意义 (1)1.2.1交通灯的历史及出现 (1)1.2.2单片机的发展历程和优点 (2)1.2.3单片机设计交通灯的背景及意义 (3)第二章系统方案设计 (4)2.1功能设计要求 (4)2.2系统方案确定 (4)2.2.1方案比较、设计与论证 (4)2.2.2方案确定 (6)第三章交通信号灯系统硬件电路设计 (7)3.1硬件部分的简介 (7)3.1.1STC89C52的简介 (7)3.1.2元器件的选择 (9)3.2硬件电路设计 (11)3.2.1各模块接口电路 (11)3.2.2交通信号灯系统硬件电路设计 (13)第四章交通灯控制系统软件设计 (1)4.1单片机编程语言 (1)4.1.1单片机编程语言分类及特点 (1)4.1.2C语言的指令格式 (1)4.1.3C语言的步骤及方法 (1)4.2程序结构设计 (2)4.3主要程序模块清单 (5)第五章硬件软件系统制作调试 (12)5.1硬件电路的制作 (12)5.2硬软件的调试 (13)5.2.1仿真过程 (14)致谢 (17)参考文献 (18)附录1 元器件清单 (19)第一章设计背景及设计意义1.1引言随着我国经济的高速发展,人们对各种交通车辆的需求越来越大,城市的交通拥挤问题日趋严重,因此提高城市路网的通行能力、实现道路交通的科学化管理追在眉睫。
Proteus仿真论文题目:动态数码管时钟仿真院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 **********2016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目录1、绪论 (3)1.1背景介绍 (3)1.2 AT89C52单片机 (3)1.3 Proteus使用介绍 (5)1.4 动态数码管设计任务与要求 (6)2、硬件设计 (7)2.1 单片机最小系统 (7)2.2 数码管显示部分 (7)2.3 数码管驱动部分 (8)3、软件设计 (9)3.1 仿真原理图 (10)3.2 仿真参数设置 (10)3.3 仿真结果 (11)4. 总结 (12)5.参考文献 (13)6.附录 (15)附录1 程序代码 (15)1、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 PCB DESIGN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。
其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起,特别是可反复擦写的 Flash存储器可有效地降低开发成本。
AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式,以适应不同产品的需求。
本课程设计中使用的是PDIP封装的AT89C52单片机。
1.3 Proteus使用介绍如图1.3为Proteus7.0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。
它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。
它是目前比较好的仿真单片机及外围器件的工具。
虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。
Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件),从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。
是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真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、A VR、ARM、8086和MSP430等,2010年又增加了Cortex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、A VR、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,是保证单片正常启动、开始工作的必须电路,缺一不可。
单片机最小系统一般由单片机、程序存储器、时钟电路和复位电路组成,它是单片机开发板中的核心部分。
时钟电路:其核心部分是晶振,晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。
简单地说,没有晶振,就没有时钟周期,没有时钟周期,就无法执行程序代码,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,方便定时操作。
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候,按下复位按钮内部的程序自动从头开始执行(这里不加也可以)。
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管),如图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式两类,这里只介绍动态方式。
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"的同名端连在一起,另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路,位选通由各自独立的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字形码,但究竟是那个数码管会显示出字形,取决于单片机对位选通COM端电路的控制,所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开,该位就显示出字形,没有选通的数码管就不会亮。
通过分时轮流控制各个数码管的的COM端,就使各个数码管轮流受控显示,这就是动态驱动。
在轮流显示过程中,每位数码管的点亮时间为1~2ms,由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应,尽管实际上各位数码管并非同时点亮,但只要扫描的速度足够快,给人的印象就是一组稳定的显示据,不会有闪烁感,动态显示的效果和静态显示是一样的,能够节省大量的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3.1 仿真原理图如图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,P2^1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U1 AT89C52 \ AT89C52单片机U2 74HC573 \ 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,10u负载等FR1 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59秒开始-1,减到0后,重新开始从59循环-1.4. 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] 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.2006[5] 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.附录附录1 程序代码#include<AT89X51.H>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit LE=P2^0; //定义使能端uchar num,shi,ge,t0;bit flag;uchar code table[ ]={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 1{uchar t0;TH0=(65536-50000)/256;//定时器重装初值TL0=(65536-50000)%256;t0++;if(t0==20){t0=0;flag=1;}}void display()//显示函数{LE=0;P0=table[shi];LE=1;LE=0;P1=0x7f;LE=1;delay(10);P0=0x00; //消隐(至关重要,否则会显示乱码)LE=0;P0=table[ge];LE=1;LE=0;P1=0xbf;LE=1;delay(10);P0=0x00; //消隐(至关重要,否则会显示乱码)}。