单片机实训指导书1

单片机实训指导书适用专业：通信技术专业

山东水利职业学院信息工程系自动化教研室2011年12月-1-

目录学习情境一：快速掌握PROTEUS的用法.......................2-2-学习情境二：用发光二极管实现流水灯乒乓球效果..........-13-学习情境三：数码管动态扫描.............................................17学习情境四：定时/计数器的使用——方波发生器................22学习情境五：单片机外部中断仿真......................................26学习情境六：直流电机正反转.............................................30-2-

学习情景一：快速掌握PROTEUS的用法为了更快掌握PROTEUS设计与仿真操作，我们先从一简单实例入手。让我们首先来熟悉一下仿真软件的主界面：

图5－1仿真软件的主界面运行protues的ISIS模块，进入仿真软件的主界面，如图5－1所示，区域①为菜单及工具栏，区域②为元器件预览区，区域③为对象选择器窗口，区域④为编辑窗口，区域⑤为绘图工具栏，区域⑥为元器件调整工具栏，区域⑦为运行工具条。Proteus是一种集单片机仿真和SPICE分析于一身的仿真软件。其功能非常强大，不仅能仿真模拟电路、数字电路以及模拟数字混合电路，更重要的是可以仿真51系列、AVR、PIC等常用主流单片机。Protues提供了丰富的资源：（1）Proteus拥有的元器件资源：Proteus可提供30多种元件库，超过8000-3-

种模拟、数字元器件。（2）Proteus可提供的仿真仪表资源：仿真仪器仪表的数量、类型和质量是衡量仿真实验室是否合格的一个关键因素。Proteus可提供常用的示波器（本文的实例中示波器被用来观察产生的波形）、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。以下简要罗列了proteus中常用元器件和仿真仪表中英文对照表：7407驱动门1N914二极管74Ls00与非门74LS04非门74LS08与门74LS390TTL双十进制计数器7SEG4针BCD-LED输出从0-9对应于4根线的BCD码7SEG3-8译码器电路BCD-7SEG转换电路AND与门BATTERY电池/电池组BUS总线CAP电容CAPACITOR电容器CLOCK时钟信号源CRYSTAL晶振FUSE保险丝GROUND地LAMP灯LED-RED红色发光二极管LM016L2行16列液晶可显示2行16列英文字符，有8位数据总线D0-D7，RS，R/W，EN三个控制端口（共14线），工作电压为5V。LOGICANALYSER逻辑分析器LOGICPROBE逻辑探针-4-

LOGICPROBE[BIG]逻辑探针用来显示连接位置的逻辑状态LOGICSTATE逻辑状态用鼠标点击,可改变该方框连接位置的逻辑状态LOGICTOGGLE逻辑触发MOTOR马达OR或门POT-LIN三引线可变电阻器POWER电源RES电阻RESISTOR电阻器SWITCH按钮手动按一下一个状态VOLTMETER伏特计VOLTMETER-MILLImV伏特计VTERM串行口终端Electromechanical电机Inductors变压器LaplacePrimitives拉普拉斯变换Miscellaneous各种器件AERIAL-天线；ATAHDD；ATMEGA64；BATTERY；CELL；CRYSTAL-晶振；FUSE；METER-仪表；Optoelectronics各种发光器件发光二极管，LED，液晶等等Resistors各种电阻SimulatorPrimitives常用的器件Speakers&Sounders扬声器Switches&Relays开关，继电器，键盘Transistors晶体管（三极管，场效应管）TTL74seriesTTL74ALSseriesTTL74ASseriesTTL74FseriesTTL74HCseriesTTL74HCTseries-5-

TTL74LSseriesTTL74Sseries此模拟电路集成芯片Capacitors电容集合Connectors排座，排插DataConvertersADC,DACDebuggingTools调试工具下面开始我们的第一个任务：1．1子情境内容：让单片机动起来，用单片机控制一个LED灯闪烁发光。用P1口的第一个引脚控制一个LED灯，1秒钟闪烁一次。1．2子情境目标：通过此子情境的练习，快速掌握PROTEUS的基本用法1．3子情境步骤1．3．1步骤一：PROTEUS电路设计整个设计都是在ISIS编辑区中完成的。（1）单击工具栏上的“新建”按钮，新建一个设计文档。单击“保存”按钮，弹出如图5－2所示的“SaveISISDesigneFile”对话框，在文件名框中输入“LED”(简单实例的文件名)，再单击“保存”按钮，完成新建设计文件操作，其后缀名自动为.DSN。-6-

图5－2保存ISIS设计文件（2）选取元器件此简单实例需要如下元器件：单片机：AT89C51发光二极管：LED-RED瓷片电容：CAP*电阻：RES*晶振：CRYSTAL按钮：BUTTON单击图5－3中的“P”按钮，弹出如图5－4所示的选取元器件对话框，在此对话框左上角“keywords(关键词)”一栏中输入元器件名称，如“AT89C52”，系统在对象库中进行搜索查找，并将与关键词匹配的元器件显示在“Results”中。在“Results”栏中的列表项中，双击“AT89C51”，则可将“AT89C52”添加至对象选择器窗口。按照此方法完成其它元器件的选取，如果忘记关键词的完整写法，可以用“*”代替，如“CRY*”可以找到晶振。被选取的元器件都加入到ISIS对象选择器中。如图5－5所示。-7-

图5－3单击“P”按钮选取元器件图5－4选取元器件窗口图5－5选取元器件均加入到ISIS对象选择器中-8-

（3）放置元器件至图形编辑窗口在对象选择器窗口中，选中AT89C51，将鼠标置于图形编辑窗口该对象的

欲放置的位置、单击鼠标左键，该对象被完成放置。同理，将BUTTON、RES等放置到图形编辑窗口中。如图5-6所示。若元器件方向需要调整，先在ISIS对象选择器窗口中单击选中该元器件，

再单击工具栏上相应的转向按钮，把元器件旋转到合适的方向后再将其放置于图形编辑窗口。若对象位置需要移动，将鼠标移到该对象上，单击鼠标右键，此时我们已经注意到，该对象的颜色已变至红色，表明该对象已被选中，按下鼠标左键，拖动鼠标，将对象移至新位置后，松开鼠标，完成移动操作。通过一系列的移动、旋转、放置等操作，将元器件放在ISIS编辑窗口中合适的位置。如图5－6所示。（4）放置终端（电源、地）放置电源操作：单击工具栏中的终端按钮，在对象选择器窗口中选择“POWER”如图5－7所示，再在编辑区中要放电源的位置单击完成。放置地（GROUND）的操作与此类似。-9-

图5－6各元器件放在ISIS编辑窗口中合适的位置图5－7放置终端符号（5）元器件之间的连线Proteus的智能化可以在你想要画线的时候进行自动检测。下面，我们来操

作将电阻R1的右端连接到LED显示器的左端，如图5－6所示。当鼠标的指针靠近R1右端的连接点时，跟着鼠标的指针就会出现一个“□”号，表明找到了R1的连接点，单击鼠标左键，移动鼠标(不用拖动鼠标)，将鼠标的指针靠近LED的左端的连接点时，跟着鼠标的指针就会出现一个“□”号，表明找到了LED显示器的连接点，单击鼠标左键完成电阻R1和LED的连线。Proteus具有线路自动路径功能(简称WAR)，当选中两个连接点后，WAR将选择一个合适的路径连线。WAR可通过使用标准工具栏里的“WAR”命令按钮来关闭或打开，也可以在菜单栏的“Tools”下找到这个图标。同理，我们可以完成其它连线。在此过程的任何时刻，都可以按ESC键或者单击鼠标的右键来放弃画线。（6）修改、设置元器件的属性PROTEUS库中的元器件都有相应的属性，要设置修改元器件的属性，只需

要双击ISIS编辑区中的该元器件。例如，发光二极管的限流电阻R1，双击它弹出如图5－7所示的属性窗口，在窗口中已经将电阻的阻值修改为330欧姆。图5－9是编辑完成的“简单实例”的电路。-10-

图5－8设置限流电阻阻值为330欧姆图5－9编辑完成的简单实例的电路图1．3．2步骤二：源程序设计与生成目标代码文件（1）程序流程图-11-

开始声明变量点亮发光二极管延时500毫秒关闭发光二极管延时500毫秒主程序图5－10发光二极管闪烁的流程图

（2）源程序设计（略）1．3．3步骤三：PROTEUS仿真

(1)加载目标代码文件双击编辑窗口的AT89C52器件，在弹出如图5—11所示属性编辑对话框ProgramFile一栏中单击打开按钮，出现文件浏览对话框，找到

FLASH_LED.HEX文件，单击“打开”按钮，完成添加文件。在Clockfrequency栏中把频率设置为12MHZ，仿真系统则以12MHZ的时钟频率运行。因为单片机运行的时钟频率以属性设置中的“Clockfrequency”为准，所以在编辑区设计MCS-51系列单片机系统电路时，可以略去单片机振荡电路，并且复位电路也可

以略去。所以从子情境三开始就将振荡电路和复位电路省略。