基于Proteus的51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)與仿真

前言

與單片機(jī)打交道已有多年，記得剛接觸單片機(jī)的時候覺得它很神奇，只需通過修改相關(guān)代碼就能進(jìn)行相應(yīng)控制。但是，在初學(xué)的時候感覺很難，也曾有過放棄學(xué)習(xí)它的念頭，這主要是苦于條件較差，沒有資金配備專門的開發(fā)工具，好不容易學(xué)習(xí)了一些理論知識，也只能在紙上編寫程序（當(dāng)時計(jì)算機(jī)還沒現(xiàn)在這樣普及），不能與被控制對象很好地聯(lián)系起來。隨著時間的推移，單片機(jī)的應(yīng)用與普及是我們始料未及的?，F(xiàn)在，許多單片機(jī)初學(xué)者都是先學(xué)習(xí)單片機(jī)相關(guān)基礎(chǔ)知識，然后使用計(jì)算機(jī)在一些編譯軟件上編寫程序，通過分析寄存器的內(nèi)容以檢驗(yàn)程序設(shè)計(jì)是否符合要求，或者自己焊接硬件電路將源程序代碼下載到單片機(jī)中，觀察運(yùn)行效果。這種學(xué)習(xí)方法很好，但是如果所設(shè)計(jì)系統(tǒng)較復(fù)雜，難以分析相關(guān)寄存器內(nèi)容，或者由于硬件成本過高，難以制作硬件電路時，這種學(xué)習(xí)方法就有所欠缺，尤其是對于在校學(xué)生而言。一次偶然的機(jī)會接觸了Proteus，使用之后，感覺很好，它對于單片機(jī)學(xué)習(xí)或者系統(tǒng)開發(fā)都能提供有力幫助。Proteus是多功能的EDA軟件，真正實(shí)現(xiàn)了虛擬物理原型功能，在目標(biāo)板還沒投產(chǎn)前，就可以對所設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)的功能、合理性和性能指標(biāo)進(jìn)行充分調(diào)整，并可以在沒有硬件電路的情況下，進(jìn)行相應(yīng)的程序設(shè)計(jì)與調(diào)試，可由仿真原理圖直接導(dǎo)出繪制成印制電路板（PCB）。虛擬物理原型，對于單片機(jī)初學(xué)者來講可節(jié)約學(xué)習(xí)成本，提高學(xué)習(xí)積極性；對于單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)人員來講，可縮短開發(fā)時間，提高設(shè)計(jì)效率，降低開發(fā)成本。為使初學(xué)者能迅速入門，提高對單片機(jī)的興趣與愛好，并能在短期內(nèi)掌握單片機(jī)的應(yīng)用開發(fā)要領(lǐng)，特編寫此書。在編寫過程中，編者注重題材的取舍，使本書具有以下四個特點(diǎn)。1．由淺入深，循序漸進(jìn)本書在內(nèi)容編排上采用由淺入深、由易到難的原則，從最初的51單片機(jī)開發(fā)環(huán)境、Proteus軟件的使用，到單片機(jī)內(nèi)部單元的實(shí)現(xiàn)，再到單片機(jī)外圍擴(kuò)展，直至單片機(jī)的工業(yè)控制應(yīng)用。這樣的編排可讓讀者根據(jù)自己的情況選擇閱讀起點(diǎn)。2．軟硬結(jié)合，虛擬仿真沿用傳統(tǒng)單片機(jī)學(xué)習(xí)與開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，通過相關(guān)編譯軟件（如Keil）編寫程序并生成.HEX文件，然后在Proteus中畫好硬件電路圖（這一過程相當(dāng)于硬件電路的焊接），調(diào)用HEX文件進(jìn)行虛擬仿真（這一過程相當(dāng)于硬件調(diào)試）。這樣，可節(jié)約學(xué)習(xí)成本，提高讀者的學(xué)習(xí)積極性。3．C語言與匯編語言并存為增加單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)程序的可讀性和可移植性，單片機(jī)編程也從傳統(tǒng)的匯編語言編程轉(zhuǎn)向C語言編程。為適應(yīng)這一形勢的需要，本書第3章和第5章的例子全部采用匯編語言編程，第4章和第6章采用匯編語言和C語言兩種方式編寫程序，第7章至第9章主要采用C語言編寫程序。4．淡化原理，注重實(shí)用基本原理、基本實(shí)例一直是學(xué)習(xí)和掌握單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的基本要求，本書側(cè)重于實(shí)際應(yīng)用，因此很少講解相關(guān)理論知識，這樣避免了知識重復(fù)性。為緊隨技術(shù)的發(fā)展，在編寫過程中還注重知識的新穎、實(shí)用性，因此本書中講解了SPI總線、I2C總線、1-Wire總線及RS-485總線芯片的使用方法，使讀者學(xué)習(xí)的知識能夠緊隨時代的發(fā)展。由于Proteus軟件的操作方式與一般的應(yīng)用軟件不同，菜單欄與工具條也不完全對應(yīng)，因此本書只列出了與菜單欄相對應(yīng)的一些工具條，對于與菜單欄不對應(yīng)的工具條，請讀者參考相關(guān)資料。為了便于讀者學(xué)習(xí)和使用實(shí)際的Proteus軟件，本書對電路圖中不符合國家標(biāo)準(zhǔn)的圖形及符號等未做改動（例如，在Proteus軟件中，電容單位？F使用uF進(jìn)行標(biāo)記）。參加本書編寫的有侯玉寶、陳忠平、李成群、高見芳、龔亮、龍曉慶等。全書由周少華教授主審，在編寫過程中還得到了李銳敏、陳建忠等眾位高工、老師的大力支持及幫助，在此向他們表示衷心的感謝。由于編者知識水平和經(jīng)驗(yàn)的局限性，書中難免存在缺點(diǎn)和錯誤，敬請廣大讀者給予批評指正。

內(nèi)容概要

　　 本書以目前流行的軟、硬件仿真軟件Proteus為核心，從實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐、實(shí)用的角度，通過豐富的實(shí)例詳細(xì)敘述了該軟件在51單片機(jī)課程教學(xué)和單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)過程中的應(yīng)用。全書共9章，主要介紹51單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及相關(guān)軟件的使用，在Proteus中原理圖的繪制與仿真及PCB的制作、Proteus在單片機(jī)軟件程序設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，Proteus在單片機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。書中選擇的實(shí)例都具有很強(qiáng)的實(shí)用性，通過閱讀這些實(shí)例，讀者可以在不花費(fèi)硬件成本的前提下，學(xué)習(xí)和開發(fā)單片機(jī)軟、硬件系統(tǒng)?！　”緯m合從事單片機(jī)應(yīng)用研發(fā)的技術(shù)人員閱讀，也可作為高等院校單片機(jī)課程的教學(xué)用書。

書籍目錄

第1章  80C51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及相關(guān)軟件的使用　1.1  80C51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)　1.2  Keil C51的使用　　1.2.1  創(chuàng)建項(xiàng)目　　1.2.2  調(diào)試程序　1.3  仿真器　1.4  編程器　1.5  ISP下載　1.6  串行調(diào)試軟件第2章  Proteus 7.1入門　2.1  Proteus ISIS的操作及電路原理圖設(shè)計(jì)　　2.1.1  Proteus ISIS簡介　　2.1.2  Proteus ISIS編輯環(huán)境及參數(shù)設(shè)置　　2.1.3  Proteus ISIS原理圖設(shè)計(jì)　　2.1.4  Proteus ISIS元件制作　2.2  Proteus VSM虛擬系統(tǒng)模型　　2.2.1  激勵源　　2.2.2  Proteus VSM虛擬儀器的使用　2.3  Proteus ARES的PCB設(shè)計(jì)　　2.3.1  Proteus ARES簡介　　2.3.2  Proteus ARES參數(shù)設(shè)置　　2.3.3  Proteus ARES中的PCB制作實(shí)例第3章  51系列軟件程序設(shè)計(jì)與仿真　3.1  清零、置位程序的設(shè)計(jì)與仿真　　3.1.1  片內(nèi)清零程序的設(shè)計(jì)　　3.1.2  片內(nèi)清零程序的調(diào)試與仿真　　3.1.3  片外清零程序的設(shè)計(jì)　　3.1.4  片外清零程序的調(diào)試與仿真　　3.1.5  置位程序的設(shè)計(jì)　　3.1.6  置位程序的調(diào)試與仿真　3.2  拼字程序的設(shè)計(jì)與仿真　　3.2.1  片內(nèi)拼字程序的設(shè)計(jì)　　3.2.2  片內(nèi)拼字程序的調(diào)試與仿真　　3.2.3  片外拼字程序的設(shè)計(jì)　　3.2.4  片外拼字程序的調(diào)試與仿真　3.3  拆字程序的設(shè)計(jì)與仿真　　3.3.1  片內(nèi)拆字程序的設(shè)計(jì)　　3.3.2  片內(nèi)拆字程序的調(diào)試與仿真　　3.3.3  片外拆字程序的設(shè)計(jì)　　3.3.4  片外拆字程序的調(diào)試與仿真　3.4  數(shù)據(jù)塊傳送程序的設(shè)計(jì)與仿真　　3.4.1  數(shù)據(jù)塊傳送程序的設(shè)計(jì)　　3.4.2  數(shù)據(jù)塊傳送程序的調(diào)試與仿真　3.5  數(shù)據(jù)排序程序的設(shè)計(jì)與仿真　　3.5.1  數(shù)據(jù)排序程序的設(shè)計(jì)　　3.5.2  數(shù)據(jù)排序程序的調(diào)試與仿真第4章  51系列通用I/O控制　4.1  P1口的應(yīng)用（一）　　4.1.1  硬件設(shè)計(jì)　　4.1.2  程序設(shè)計(jì)　　4.1.3  調(diào)試與仿真　4.2  P1口的應(yīng)用（二）　　4.2.1  硬件設(shè)計(jì)　　4.2.2  程序設(shè)計(jì)　　4.2.3  調(diào)試與仿真　4.3  閃爍燈　　4.3.1  硬件設(shè)計(jì)　　4.3.2  程序設(shè)計(jì)　　4.3.3  調(diào)試與仿真　4.4  流水燈　　4.4.1  硬件設(shè)計(jì)　　4.4.2  程序設(shè)計(jì)　　4.4.3  調(diào)試與仿真　4.5  花樣燈（一）　　4.5.1  硬件設(shè)計(jì)　　4.5.2  程序設(shè)計(jì)　　4.5.3  調(diào)試與仿真　4.6  花樣燈（二）　　4.6.1  硬件設(shè)計(jì)　　4.6.2  程序設(shè)計(jì)　　4.6.3  調(diào)試與仿真　4.7  模擬交通燈　　4.7.1  硬件設(shè)計(jì)　　4.7.2  程序設(shè)計(jì)　　4.7.3  調(diào)試與仿真　4.8  定時/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用（一）　　4.8.1  硬件設(shè)計(jì)　　4.8.2  程序設(shè)計(jì)　　4.8.3  調(diào)試與仿真　4.9  定時/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用（二）　　4.9.1  硬件設(shè)計(jì)　　4.9.2  程序設(shè)計(jì)　　4.9.3  調(diào)試與仿真　4.10  中斷系統(tǒng)的應(yīng)用（一）　　4.10.1  硬件設(shè)計(jì)　　4.10.2  程序設(shè)計(jì)　　4.10.3  調(diào)試與仿真　4.11 中斷系統(tǒng)的應(yīng)用（二）　　4.11.1  硬件設(shè)計(jì)　　4.11.2  程序設(shè)計(jì)　　4.11.3  調(diào)試與仿真　4.12  兩個單片機(jī)串行通信　　4.12.1  硬件設(shè)計(jì)　　……第5章  音樂的應(yīng)用第6章  LED數(shù)碼管與鍵盤的應(yīng)用第7章  數(shù)/模轉(zhuǎn)換器和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用第8章  顯示器的應(yīng)用第9章  工業(yè)控制附錄A  單片機(jī)指令速查表附錄B  Proteus的常用快捷鍵參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

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《聚焦EDA?基于Proteus的51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)與仿真》適合從事單片機(jī)應(yīng)用研發(fā)的技術(shù)人員閱讀，也可作為高等院校單片機(jī)課程的教學(xué)用書。

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