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一.硬件设计
1.1 Proteus 软件
Proteus 软件是英国 Labcenter 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。它是目前最好的仿真单片机及外
围器件的工具,受到了单片机爱好者、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。其功能和其它 EDA 工具软件(例:multisim)的功能差不多,这些功能是:
原理布图,PCB 自动或人工布线,SPICE 电路仿真。其中具有革命性的特点是:
(1)互动的电路仿真。用户甚至可以实时采用诸如 LED/LCD、键盘、RS232 终端等动态
外设模型来对设计进行交互仿真。
(2)仿真处理器及其外围电路。可以仿真 51 系列、AVR、PIC 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。
除此之外,Protues 还提供了丰富的资源:
(1)Proteus 可提供的仿真元器件资源:仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器
件,有 30 多个元件库。
(2)Proteus 可提供的仿真仪表资源 :示波器、逻辑分析仪、虚拟终端、SPI 调试器、
I2C 调试器、信号发生器、模式发生器、交直流电压表、交直流电流表。理论上同一种仪器
可以在一个电路中随意的调用。
(3)除了现实存在的仪器外,Proteus 还提供了一个图形显示功能,可以将线路上变
化的信号,以图形的方式实时地显示出来,其作用与示波器相似,但功能更多。这些虚拟仪
器仪表具有理想的参数指标,例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗。这些都尽可能减少了
仪器对测量结果的影响。
(4)Proteus 可提供的调试手段 Proteus 提供了比较丰富的测试信号用于电路的测试。
这些测试信号包括模拟信号和数字信号。
当然软件也存在着两个缺点,一是器件库溃乏,库中缺少很多重要芯片,严重影响电路
仿真,二是软件出错或乱码,此时仿真效果不及硬件仿真。
1.2 51 单片机
AT89C51 单片机内部有一个 128KB 的片内数据存储器,还有 21 个特殊功能寄存器,4KB
片内程序存储器 Flash ROM,6KB 可寻址片内外统一编制的 ROM,64KB 可寻址片外的 RAM,
4 个并行的 8 位 I/O 接口,一个全双工通用异步串行接口 UART,两个 16 位的定时/计数器。
具有位操作功能的布尔处理机及位寻址功能的五个中断源、两个有限及的中断操控系统以及
片内振荡器和时钟产生电路的 8 位微处理器。
AT89C51 的特性:(1)与 MSC-51 兼容(2)4K 字节可编程闪烁存储器(3)全静态工
作:0HZ-24HZ(4)128*8 位内部 RAM(5)寿命:1000 写/擦循环(6)三级程序存储器锁
定(7)数据保留时间:10 年(8)5 个中断源(9)片内振荡器和时钟电路
(10)32 可编程 I/O 线(11)低功耗的限制和掉电模式(12)2 个 16 位定时器/计数器
AT89C51 单片机引脚功能介绍具体为:VCC 连接 5V 电压引脚,GND 连接电源负极或者
接地。
(1)P0 做为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口,8 个管脚每个可吸收 8TTL 门电流,当 P0
引脚写入 1 时,该引脚被视为高阻值输入。在闪存编程时,P0 引脚是源码输入接口,当闪
存进行校验 P0 口作为源码输出端口。