基于 Proteus 软件的单片机实验室建设方案跑马灯 万年历课程设计

目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT ..................................................................................................... I I 课程说明 . (1)1.1 国内单片机实验室建设发展综述 (1)1.2 单片机仿真软件综述 (2)1.3 课程设计任务任务 (4)方案设计 (4)2.1 硬件配置方案 (4)2.2 软件配置方案 (5)2.3 Proteus 实验室完成实验内容 (8)基于PROTUES的的仿真实验 (10)3.1、基础性实验------跑马灯设计 (10)3.1.1跑马灯的硬件设计 (10)3.1.2跑马灯的软件设计 (14)3. 2.1万年历设计 (19)3.2.2 调试与仿真 (20)参考文摘 (22)总结 (24)附录 (25)跑马灯的程序清单 (25)万年历的程序清单 (25)摘要微机系统是大二学的课程，通过这门课学会了汇编语言。

微机系统的核心是硬件仿真，硬件方正的重点是单片机。

单片机的种类繁多，在我们学校由于实验室的限制，没有条件在包括所有种类的单片机仿真设备。

本文提出基于Proteus 软件的单片机实验室建设方案,它能很好的解决上述问题。

数字单片机实验室是采用Proteus 和Keil 仿真软件为核心来构建的。

该数字实验室能完成中断、定时、单片机扩展、串行口通信和A/D 转换等教学实验。

并给出相应的小实例说明Proteus的基本使用方法、仿真实验的一般流程，并在此基础上实现复杂的Proteus仿真实验项目，如跑马灯仿真实验和万年历仿真实验。

该方案以软件为核心，通过配置有限的硬件设备,很好地解决了传统单片机实验室资金和设备维护问题，我们通过仿真实验，可以熟悉单片机系统的开发方法，即使不真正接触单片机或者相应的芯片，也能够熟悉各种芯片，并且对进一步培养自己的综合分析能力、排除故障能力和开发、创新能力具有重要的意义。

关键词：单片机；Proteus 软件；Keil软件；数字实验室AbstractThe computer system is a sophomore science courses, and pass this course to learn assembly language. The core of the computer system is a hardware emulation hardware Founder's focus is the microcontroller. A wide range of SCM, in our school due to laboratory limitations, no conditions, including all types of single-chip simulation equipment. In this paper, the Proteus software-based MCU laboratory building program, it is good to solve the above problem.Digital MCU laboratory is the use of the Proteus and Keil, simulation software as the core to build. The digital laboratory to complete the interrupt, timer, microcontroller expansion of the teaching experiment of the serial port communication and A / D conversion. And give a small example illustrates the basic use of the Proteus, the general process of simulation, and Proteus simulation project on this basis, such as the the Marquee simulation and calendar of simulation experiments.Software, the program through the allocation of limited hardware, a good solution to the traditional MCU laboratory funds and equipment maintenance issues, we familiar with the development of the SCM system through simulation, you can not really contact MCU or the corresponding chips, but also to become familiar with a variety of chips, and to further develop their own comprehensive analysis capabilities, troubleshoot problems and development, innovation is of great significance.Keywords: microcontroller; the Proteus software; the Keil software, digital laboratory课程说明我国各大院校的理工科专业都开设了《单片机与控制技术》这门课程，同学们也投入了较大精力进行学习，但实际的学习效果并不十分理想[1]。

究其原因，一方面是单片机本身的因素，单片机综合性较强，涉及知识面较广，需要理论与实践相结合，需要较强的创新能力；另一方面是实验仪器设备的限制，如用于学生实验的开发板、编程器、仿真器价格都相当昂贵。

本论文针对目前高校单片机实验室现状，提出一种可行的解决方案来帮助学生更好的学习单片机这门课程。

1.1 国内单片机实验室建设发展综述当前高校单片机实验室的构建有多种方式，但大致都是基于下面这两种[2]类型的平台来构建单片机实验室：一，综合型单片机实验平台，其典型特征是把全部实验项目集中在一块实验电路板上。

这种单片机综合实验平台的优点是学生进行实验时连接线较少，在时间上可快速进入实验状态，减少因学生接错连接线和连接线接触不良的情况。

缺点是实验项目基本固定，不易扩展，实验的灵活性较差。

如浙江省橄浦恒坚电器设备厂出品的HJPC 一型单片机综合实验箱;湖北省单片机实验室开发的HK-MCS-51B 型综合单片机实验平台;江苏省启东计算机总厂开发的DICE-598K 超强型三合一单片机微机开发实验平台;北京金一倍科技发展有限公司开发的DP-51PRO 单片机综合仿真实验平台等。

二，模块化单片机实验平台，其典型特征是采用积木式结构，由一块主板连接一块或多块实验板组成。

主板是在单片机基本系统的基础上扩展多样化的接口和总线，具有驱动多个外围接口芯片的能力，提供单片机的基本功能实验。

一块实验板对应1-3 个扩展实验项目，实验板与主板之间用电缆连接，可以互相通信。

如清华大学科教仪器厂生产的TMD-1 型模块化单片机实验平台[3]。

这种模块化单片机实验平台的优点有:一是主板可单独或与一块及以上实验板相连，电路简单，元器件少，容易消化理解，降低了初学的难度; 二是实验项目灵活，根据学生专业和程度可方便地扩展实验，可较好地用在学生的课程实验、毕业设计和电子设计竞赛等各个不同的实验与实践阶段。

缺点是连接电缆经常拔插，易出现接触不良和连接错误及连接电缆花费时间较多的情况。

1.2 单片机仿真软件综述目前单片机仿真常用的软件包括protes和第三方软件Keil uVision2，1Proteus 软件由Labcenter Electronics 公司开发，是目前最好的模拟单片机外围器件的工具[4]，它可以仿真51 系列、A VR,PIC 等常用的MCU 及其外围电路，如LCD,RAM,ROM, 键盘、马达、LED,A/D,D/A，部分SPI,I2 C 器件等。

Proteus 与其它单片机仿真软件不同的是，它不仅能仿真单片机CPU 的工作情况，还能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电路的工作情况。

因此在仿真和程序调试时，关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改变，而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。

这种仿真实验，弥补了实验和工程应用间脱节的矛盾，对于简单的开发和单片机教学无疑是理想的选择。

它还提供了可仿真数字和模拟、交流、直流等数千种元器件，30 多个元件库。

Proteus 还可仿真仪表资源，理论上同一种仪器可以在一个电路中随意调用。

除了现实存在的仪器外，Proteus 还提供了一个图形显示功能[5]，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，例如极高的输人阻抗、极低的输出阻抗。

另外，Proteus 还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。

Kiel uVision2 软件页面Keil 是德国KEIL 公司开发的一个51 单片机软件平台，最初是一个支持C语言和汇编语言的编译器软件。

随着开发人员的不断努力，版本不断升级，已经成为了一个重要的单片机开发平台。

Keil 的界面和操作简单易学，使用比较广泛。

Keil 的uVision2 可以进行纯粹的软件仿真(仿真软件程序，不接硬件电路);也可以利用硬件仿真器，搭接上单片机硬件系统，在仿真器中载人项目程序后进行实时仿真;还可以使用uVision2 的内嵌模块Keil Monitor-51，在不需要额外的硬件仿真器的条件下，搭接单片机硬件系统对项目程序进行实时仿真。

Keil 的uVision2 调试器具备所有常规源极调试、符号调试特性以及历史跟踪、代码覆盖、复杂断点等功能。

1.3 课程设计任务任务本课题任务主要是用PROTUES 仿真软件来构建单片机实验室[7]。

针对当前国内高校单片机实验室实验室硬件建设的资金投入相对不足，维修周期长、成本高，仪器设备更新率低，实验教学内容陈旧[8]，无法激发学生的实验积极性，论文探究用PROTUES 仿真软件来构建单片机实验室，它投入少，使用方便，PROTUES 仿真软件功能强大，能够仿真单片机实验的全部内容。