基于Proteus与Keil的单片机仿真

课程设计(报告)题目基于Proteus与Keil的单片机仿真学院名称核科学技术学院指导教师职称班级学号学生姓名刘美钦2015-9-25南华大学核科学技术学院2012级课程设计（报告）目录摘要................................................................................................................................1一.引言...................................................................................................................11.1课程设计的目的...............................................................................................11.2课程设计的任务...............................................................................................11.3课程设计的要求...............................................................................................2二.单片机的介绍......................................................................................................22.1单片机简介........................................................................................................22.2单片机的发展....................................................................................................32.351系列单片机简介..........................................................................................4三.PROTEUS和KEIL介绍.......................................................................................63.1PROTEUS的介绍与使用.....................................................................................63.2KEIL的介绍与使用.........................................................................................12四.智能定标器的设计与仿真.............................................................................194.1设计任务..........................................................................................................194.2参考电路原理图...............................................................................................194.3系统程序设计...................................................................................................204.4在PROTEUS软件中绘制原理图.......................................................................204.5在KEIL软件中编写源代码.............................................................................204.6在PROTEUS软件中仿真...................................................................................32五.总结.........................................................................................................................33参考文献.......................................................................................................................34附录：课程设计期间所做练习题...............................................................................34南华大学核科学技术学院2012级课程设计（报告）-1-摘要随着微电子技术的高速发展，单片机在国民经济的个人领域得到了广泛的运用。单片机以体积小、功能全、性价比高等诸多优点，在工业控制、家用电器、通信设备、信息处理、尖端武器等各种测控领域的应用中独占鳌头，单片机开发技术已成为电子信息、电气、通信、自动化、机电一体化、核工程等专业技术人员必须掌握的技术。在单片机原理及应用课程的学习中，实验实训及对软硬件系统开发设计能力的培养，需要大量的实验仪器和设备。但往往由于实验设备不足的局限性，以致学习效果不佳的现象。因此提出了使用KEIL作为软件调试开发平台，PROTEUS作为硬件仿真和调试平台，可以无需增加任何硬件投入，便可搭建基于二者的仿真实验室。尤其是在单片机仿真中的应用,可大大节省硬件开销和开发时间。再通过结合实例，进行硬件仿真，直接形像，实现了学习的需要，锻炼进行软硬件综合开发的能力。一.引言1.1课程设计的目的1)通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识和掌握，对单片机课程的应用进一步的了解。2)通过本次课程设计将单片机软硬件结合起来，对程序进行编辑，校验，锻炼理论联系实际的能力。3)综合运用《单片机原理及应用》课程的理论知识、与设计课题相关的参考资料、基本开发仪器及工具和实验室所具有的其它软硬件环境，设计一个典型的单片机应用系统并通过仿真调试出结果。4)通过本次课程设计提高学生的综合能力、动手能力、文献资料查阅能力，为毕业设计和以后工作打下一个良好的基础。1.2课程设计的任务用PROTEUS仿真MCS51系列单片机及其外围电路，用它与KEIL开发工具结合，搭建单片机开发平台。设计一个单片机控制的秒表系统。利用单片机的定时器/计数器定时和记数南华大学核科学技术学院2012级课程设计（报告）-2-的原理，结合显示电路、LED数码管以及按键来设计秒表计时器。基本功能要求：用AT89C51设计一个2位LED数码显示“秒表”，开始时，显示“00”：第一次按下SP1后就开始从0~9.9计时，显示精度为0.1S；第二次按SP1后，计时停止，显示当前计时值；第三次按SP1后，及时停止归零。1.3课程设计的要求1)硬件设计：根据任务要求，完成单片机最小系统及其扩展设计，组成功能完整的系统。2)软件设计：根据秒表的设计要求，完成控制软件的编写与调试。3)用PROTEUSISIS绘制电路原理图。4)PROTEUS仿真。二.单片机的介绍2.1单片机简介单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域的广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的32位300M的高速单片机。单片机拥有系统结构简单，使用方便，实现模块化，可靠性高，可工作到10^6--10^7小时无故障，处理功能强，速度快，低电压，低功耗，便于生产便携式产品，控制功能强，环境适应能力强等特点，因此广受欢迎，得到了极大的发展。南华大学核科学技术学院2012级课程设计（报告）-3-2.2单片机的发展单片机诞生于20世纪70年代末，单片机的发展历史可划分为以下几个阶段：第一阶段(1974年--1976年)：为单片机初级阶段，即SCM单片微型计算机(SingleChipMicrocomputer)阶段。主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。因受工艺和集成度的限制，单片机采用双片形式。例如：仙童公司的F8必须外接一块3851电路才能构成一个完整的微型计算机。第二阶段(1976年--1978年)：为低性能单片机阶段，即单片机的控索阶段。以Intel公司的MCS—48为代表。MCS—48的推出是在工控领域的控索，参与这一控索的公司还有Motorola、Zilog等，都取得了满意的效果。这就是SCM的诞生年代，“单机片”一词即由此而来。此时的单片机由一块芯片构成，但性能低、品种少。它具有CPU、并行口、定时器、RAM及ROM。这是一个真正的单片机，但CPU功能不强，IO口种类和数量很少，其ROM和RAM也很有限。只能应用于比较简单的场合。例如：90年代中期以前的PC机键盘几乎无一例外地使用MCS-48系列单片机作为控制部件。第三阶段(1978年--1982年)：单片机的完善阶段。Intel公司在MCS—48基础上推出了完善的、典型的单片机系列MCS—51。它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机体系结构。①完善的外部总线。MCS-51设置了经典的8位单片机的总线结构，包括8位数据总线、16位地址总线、控制总线及具有很多机通信功能的串行通信接口。②CPU外围功能单元的集中管理模式。③体现工控特性的位地址空间及位操作方式。④指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指令。第四阶段(1982年--1990年)：8位单片机的巩固发展及16位单片机的推出阶段，也是单片机向微控制器发展的阶段。Intel公司推出的MCS—96系列单片机，将一些用于测控系统的模数转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等纳入片中，体现了单片机的微控制器特征。随着MCS—51系列的广应用，许多电气厂商竞相使用80C51为内核，将许多测控系统中使用的电路技术、接口技术、多通道AD转换部件、可靠性技术等应用到单片机中，增强了外围电路功能，强化了智能控制的特征。第五阶段(1990年至今)：微控制器的全面发展阶段。随着单片机在各个领域全面深入地发展和应用，出现了高速、大寻址范围、强运算能力的8位16位32南华大学核科学技术学院2012级课程设计（报告）-4-位通用型单片机，以及小型廉价的专用型单片机。单片机正朝着高性能和多品种方向发展，发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。我国开始使用单片机是在1982年，短短五年时间里发展