PAGEPAGE20單片機課程設計基于PROTEUS的多功能數字電子鐘的設計前言單片機技術是現代電子工程領域一門迅速發展的技術，它的應用已經滲透到各種嵌入式系統中?？梢院敛豢鋸埖卣f：掌握單片機技術是電子信息類專業學生就業的一個重要條件。同時單片機技術又是一門實踐性很強的學科。課程設計教學環節的設計和實施，在很大程度上決定了學生對單片機技術的掌握程度。為了更好地完成課程設計這一重要教學環節，我們采用Proteus軟件與KeilPCProteus自己搭建硬件電路，并利用系統提供的功能完成電路分析、系統調試和輸出顯KeilPCproteusPCB，再完成真正硬件的調試。采用以上方案具有以下優勢：有利于促進課程和教學改革，更有利于人才的培養；從經濟性、可移植性、可推廣性角度講，建立這樣的課程設計平臺是具有很大的靈活性和可擴展性。第一章概述ProteusISS英國Labcente公司開發的電路分析與實物仿真軟件Windows操作系統上，可以仿真、分析現了單片機仿真和SPICE電路仿真相結合。具有模擬電路仿真、數字電路仿真、單片機及RS232動態仿真、I2CSPILCD系統仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發生器等。②支持主流8051AVR系列、PIC12PIC16PIC18Z80HC11系列以及各種外圍芯片。③提供軟件調試功能。在硬件仿真系統中具有全速、單步、設置斷點等調試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當前狀態，因此在該軟件仿真系統中，也必須具有這些功能；同時支持第KeilC512SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強大。本章介紹ProteusS一、進入ProteusISIS雙擊桌面上的ISIS6lProteu6ProteusS

→“ISIS6Professioa，出現如圖1-1所示屏幕，表明進入圖1-1啟動時的屏幕二、工作界面ProteusS工作界面是一種標準的Windows界面，如圖1-2主菜單、標準工具欄、繪圖工具欄、狀態欄、對象選擇按鈕、預覽對象方位控制按鈕、仿真進程控制按鈕、預覽窗口、對象選擇器窗口、圖形編輯窗口。圖1-2 ProteusISIS的工作界面第二章基于單片機的仿真例子單片機電路設計P1口八個引腳接LED段選碼的引腳上，單片機的P2口六個引腳接LED顯示器的位選碼、23、、6）的引腳上，電阻起限流作用，總線使電路圖變得簡潔。程序設計實現LED顯示器的選通并顯示字符。電路圖的繪制1、將所需元器件加入到對象選擇器窗口。PickingComponentsintotheSchematic單擊對象選擇器按，如圖所示彈出“PickDevices”輸入ResultT89C5AT89C5窗口。Keyword7SE則可將“7SEG-MPX6-CA-BLUE”(67LED添加至對象選擇器窗口。最后，在“Keywords”欄中重新輸入RES，選中“MatchWholeWords”,Result”欄中獲得與RESRERE)添加至對象選擇器窗口。單擊“OK”按鈕，結束對象選擇。7SEG-MPX6-CA-BLUERES三個元器件對象，若單擊，在預覽窗口中，見到若單擊RES或7SEG-MPX6-CA-BLURES和7SEG-MPX6-CA-BLUE的實物圖如圖所示此時我們已注意到在繪圖工具欄中的元器件按處于選中狀態。2、放置元器件至圖形編輯窗口PlacingComponentsontotheSchematic在對象選擇器窗口中，選中7SEG-MPX6-CA-BLUE，將鼠標置于圖形編輯窗口該對象的欲放位置、單擊鼠標左鍵，該對象被完成放置。同理，將AT89C51和RES放置到圖形編輯窗口中。如圖所示。若對象位置需要移動，將鼠標移到該對象上，單擊鼠標右鍵，此時我們已經注意到，該對象的顏色已變至紅色，表明該對象已被選中，按下鼠標左鍵，拖動鼠標，將對象移至新位置后，松開鼠標，完成移動操作。由于電阻R1～R8的型號和電阻值均相同，因此可利用復制功能作圖。將鼠標移到R1，單擊鼠標右鍵，選中R1，在標準工具欄中，單擊復制按鈕

，拖動鼠標，按下鼠標左鍵，將對象復制到新位置，如此反復，直到按下鼠標右鍵，結束復制。此時我們已經注意到，電阻名的標識，系統自動加以區分。3、放置總線至圖形編輯窗口單擊繪圖工具欄中的總線按，使之處于選中狀態。將鼠標置于圖形編輯窗口，單直線被藍色的粗直線所替代，如圖所示。4、元器件之間的連線WiringUpComponentsontheSchematicProteus的智能化可以在你想要畫線的時候進行自動檢測。下面，我們來操作將電阻R1的右端連接到LED顯示器的A端。當鼠標的指針靠近R1右端的連接點時，跟著鼠標的指針就會出現一個“×”號，表明找到了R1不用)，將鼠標的指針靠近LED顯示器的A一個“×”號，表明找到了LED顯示器的連接點，同時屏幕上出現了粉紅色的連接，單擊鼠標左鍵，粉紅色的連接線變成了深綠色，同時，線形由直線自動變成了90o的折線，這是因為我們選中了線路自動路徑功能。Proteus具有線路自動路徑功能(簡稱WAR)，當選中兩個連接點后，WAR將選擇一個合適的路徑連線。WAR可通過使用標準工具欄里的“WAR”命令按鈕也可以在菜單欄的“Tools”下找到這個圖標。

來關閉或打開，ESC的右鍵來放棄畫線。5、元器件與總線的連線畫總線的時候為了和一般的導線區分，我們一般喜歡畫斜線來表示分支線。此時我們需要自己決定走線路徑，只需在想要拐點處單擊鼠標左鍵即可，如圖所示。6、給與總線連接的導線貼標簽PARTLABELS單擊繪圖工具欄中的導線標簽按，使之處于選中狀態。將鼠標置于圖形編輯窗口的欲標標簽的導線上，跟著鼠標的指針就會出現一個“×”號，如圖所示。表明找到了可以標注的導線，單擊鼠標左鍵，彈出編輯導線標簽窗口，如圖所示。如a)同理，可以標注其它導線的標簽，如圖所示。注意，在標定導線標簽的過程中，相互接通的導線必須標注相同的標簽名。至此，完成了整個電路圖的繪制。源程序。源程序如下：#defineLEDS6#include"reg51.h"http://led燈選通信號unsignedcharcodeSelect[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20};unsignedcharcodeLED_CODES[]={ 0xc0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,//0-40x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,//5-90x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,//A,b,C,d,E0x8E,0xFF,0x0C,0x89,0x7F,0xBF//F, 格,P,H,.,- };voidmain(){chari=0;longintj;while(1){P2=0;P1=LED_CODES[i];P2=Select[i];for(j=3000;j>0;j--); //LED模型靠脈沖點亮，第i熄來頭。//修改循環次數，改變點亮下一位之前的延時，可得到不同的顯示效果。i++;if(i>5)i=0;}}第三章基于51單片機的數字鐘的設計任務書一、任務設計一款電子鐘。二、設計要求（一）合格要求：用PROTEUS畫出原理圖和PCB圖，并完成下列任務：⑴用4只LED數碼管輸出顯示時和分。⑵可通過按鍵設置鬧鐘功能，且停鬧無須手工操作。⑶可通過按鍵設置分校時。寫出詳細的設計報告。PCB（二）優秀要求：根據PCB圖制作PCB板，并焊接元件調試數字電子鐘目前市場上提供的無論是機械鐘還是石英鐘在晚上無照明的情況下都是不可見的。要知道當前的時間，必須先開燈，故較為不便。現在市場上也出現了LED此外，無論是機械鐘、石英鐘還是電子鐘，都存在著共同的問題：時間誤差。LED系統主要功能LED有鬧鐘功能。系統的硬件構成及功能189C2051電源、時分顯示部件。89C2051I/O220V流穩壓來得到+5V圖1電子鐘系統原理框圖AT89C2051AT89C20515180512KFLASHCOMSIntelMCS-51CPU和閃速存儲器結合在單個芯片中，因此，AT89C2051構成的單片機系統是具有結構最簡單、造價最低廉、效率最高的微控制系統，省去了外部的RAM、ROM和接口器件，減少了硬件開銷，節省了成本，提高了系統的性價比。AT89C20512038051比，AT89C2051（P0、P2對外引腳下，因而芯片尺寸有所減小。圖2AT89C2051引腳配置AT89C205120VCC電源電壓。GND接地。RST復位輸入。當RST2I/O1XTAL1反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。XTAL2來自反向振蕩放大器的輸出。P1口8I/OP1.2～P1.7P1.0需要外部上拉，可用作片內精確模擬比較器的正向輸入（AIN0）和反向輸入（AIN1P120mALED收編碼數據。P3P3.0～P3.5P3.77I/0在內部已與片內比較器輸出相連，不能作為通用I/OP320mAP31。P3驗接收控制信號。時分顯示部件由于系統要顯示的內容較簡單，顯示量不多，所以選用數碼管既方便又經濟。LED有共陰極和共陽極兩種。如圖7所示。二極管的陰極連接在一起，通常此公共陰極接地，而共陽極則將發光二極管的陽極連接在一起，接入+5V87個發光二極管構成字型“8”的各個筆劃（段）a～g，另一個小數點為dpLED圖3LED數碼管結構原理圖眾所周知，LED7LED字符，要為LED”字形字符的718LED11。表1各段碼位的對應關系段碼位D7D6D5D4D3D2D1D0顯示段dpgfedcbaLEDa～dpD0aD1bdp12LEDP表2LED顯示段碼字型字型共陽極段共陰極段字型共陽極段共陰極段0C0H3FH990H6FH1F9H06HA88H77H2A4H5BHB83H7CH3BOH4FHCC6H39H499H66HDA1H5EH592H6DHE86H79H682H7DHF84H71H7F8H07H空白FFH00H880H7FHP8CH73H1）本表所列各字符的顯示段碼均為小數點不亮的情況。2“空白”字符即沒有任何顯示。AT89C2051AT89C2051P1.0～P1.7a～gdpLEDLED這樣，當P0110000000。數碼管顯示器有二種工作方式，即靜態顯示方式和動態掃描顯示方式。LED（的段碼的控制）通過P0LEDP3PNP47LEDLEDP1.7P1.7現了兩個點的閃爍顯示，閃爍周期為一秒。系統的軟件構成及功能本系統的軟件系統主要可分為主程序和定時器中斷程序兩大模塊。在程序過程中，加入了抗干擾措施。下面對部分模塊作介紹。系統主程序設計主程序的功能是完成系統的初始化，程序流程如圖4所示。中斷程序設計5AT89C2051T0125ms，125ms×8,1MINBUFFER1，1HOURBUFFER1，60min24h中斷設計中，還通過軟件實現了累計誤差消除功能，使整個系統時間的精確度得到保證。圖4系統主程序流程圖圖5定時中斷程序結束語上述電子鐘，無論在外觀上還是功能上都實現了較為完善的設計。特別值得一提的是本系統在精度上的設計，突破傳統的方法，對可能產生的積累誤差采用“抵消法”，從而有效地降低了時間誤差。由于計數時產生的積累誤差所導致的時間誤差，是所有的電子計時系統共同存在的問題。但在目前市場上的電子時鐘產品，如計算機中的時鐘，手機中的時鐘等并沒有有效的采取消除誤差的措施。本系統設計的消除積累誤差來減少時間誤差的軟件方法，并不需要任何的硬件，因此在不增加成本的情況下，可以普遍用于所有的電子時鐘產品。710710P11P12P13P14P15P16P1PR11kR21KR3R41K 1KR5R61K 1KR71KR15R8R9R10R11R12200200200200 200 200R13200R14R78V20001101PP1PP27 111345671PP1PP1PP1PP1PP1PPPPPPPP213456PP1PP1PP1PP1PPMOCMOC7S37S3MOCC1U15pX1CRYSTALXTAL14XTAL22p1PP10PP11PP12PP13PP14PP15PP1610111213141516H1011121314151617H