毕业设计论文_基于at89c51单片机数字时钟的设计

毕业设计论文_基于at89c51单片机数字时钟的设计内容摘要：

软件设计 按照系统设计要求，在硬件电路的基础上，进行软件设计，为增加程序可读性，可分为以下几个功能模块： 主程序。 主程序流程图如图 41所示。 DS1302复位子程序。 复位子程序流程图如图 42所示。 DS18B20读温度子程序。 读温度子程序流程图如图 43所示。 DS18B20数据处理子程序。 数据处理子程序流程 图如图 44所示。 主程序流程图 主程序的主要功能是负责 时间 的实时显示、读出并处理 DS1302的 计数 的当前 时间值 ， 每 40ms读一次 DS1302的时间。 其程序流程见图 41所示。 14 图 41 主程序流程图 各 子程序流程图 DS1302 实时时间流程 所有操作都 必须初始化，这里设置了 DS1302，和介绍了如何实时读取 DS1302的时间数据。 15 图 42 DS1302实时时间流程 图 LCD12864 流程图 LCD12864 的驱动是初始化，清屏。 然后打开左半屏，输 入左半屏的内容。 关掉左半屏，打开右半屏，输入右半屏的内容。 16 图 43 LCD12864流程图 17 第五章 仿真软件 PROTEUS 仿真 软件介绍 Proteus 软件是英国 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。 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。 虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、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。 Proteus 是世界上著名的 EDA 工具 (仿真软件 )，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到 PCB 设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。 是目前世界上唯一将电路仿真软件、 PCB 设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持 805 HC1PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和 MSP430 等， 2020年即将增加 Cortex 和 DSP 系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。 在编译方面，它也支持 IAR、 Keil 和 MPLAB 等多种编译器。 功能特点 Proteus 软件具有其它 EDA 工具软件（例： multisim）的功能。 这些功能是： 1．原理布图 2． PCB 自动或人工布线 3． SPICE 电路仿真 革命性的特点 1．互动的电路仿真 用户甚至可以实时采用诸如 RAM， ROM，键盘，马达， LED，LCD， AD/DA，部分 SPI 器件，部分 IIC 器件。 2．仿真处理器及其外围电路 可以仿真 51 系列、 AVR、 PIC、 ARM、等常用主流单片机。 还可 18 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。 Proteus ISIS 的基本操作 选择元件： P 按钮 常用元件所在库及名称 名称 所在库名 元件名 51 单片机 Microprocessor AT89C51 电阻 Resistors 排阻 Resistors RESPACK 电容 Capacitors 晶振 Miscellaneous CRYSTAL 继电器 Switchesamp。 Relays G2R 三级管 Transistors 7 段数码管 Optoelectronics 7SEGCOMAN（共阳） 7SEGCOMCAT（共阴） LED 同上 LEDBLUE/GREEN 两位、四位数码管 同上 7SEGMPX2/MPX4 选择要使用的元件 在 Pick Device 窗口双击相应元件名称，即可将元件添加到主界面左侧的列表中 放置元件到绘图区 单击列表中的元件，然后在右侧的绘图区单击，即可将元件 放置到绘图区。 （每单击一次鼠标就绘制一个元件，在绘图区空白处单击右键结束这种状态） 删除元件 右击元件一次表示选中（被选中的元件呈红色），选中后再一次右击则是删除。 移动元件 19 右击选中，然后用左键拖动。 旋转元件 左下角旋转工具栏 元件连线 在引脚上鼠标指针变成 X 状，单击，移动到目的引脚，再次单击。 删除连线 同删除元件 绘制电源和地 单击工具栏上的左起第 8 个工具（ InterSheet Terminal），左侧工具栏显示 TERMINALS，可在其 中选择 POWER 或 GROUND，像放置元件一样放置到绘图区。 功能模块 （ 1）智能原理图设计（ ISIS） 丰富的器件库：超过 27000 种元器件，可方便地创建新元件； 智能的器件搜索：通过模糊搜索可以快速定位所需要的器件； 智能化的连线功能：自动连线功能使连接导线简单快捷，大大缩短绘图时间； 支持总线结构：使用总线器件和总线布线使电路设计简明清晰； 可输出高质量图纸：通过个性化设置，可以生成印刷质量的 BMP 图纸，可以方便地供 WORD、 POWERPOINT 等多种文档使用。 （ 2）完善的电路仿真功能（ Prospice） ProSPICE 混合仿真：基于工业标准 SPICE3F5，实现数字 /模拟电路的混合仿真； 超过 27000 个仿真器件：可以通过内部原型或使用厂家的 SPICE 文件自行设计仿真器件， Labcenter 也在不断地发布新的仿真器件，还可导入第三方发布的仿真器件； 多样的激励源：包括直流、正弦、脉冲、分段线性脉冲、音频（使用wav 文件）、指数信号、单频 FM、数字时钟和码流，还支持文件形式的信号输入； 20 丰富的虚拟仪器： 13 种虚拟仪器，面板操作逼真，如示波 器、逻辑分析仪、信号发生器、直流电压 /电流表、交流电压 /电流表、数字图案发生器、频率计 /计数器、逻辑探头、虚拟终端、 SPI 调试器、 I2C 调试器等； 生动的仿真显示：用色点显示引脚的数字电平，导线以不同颜色表示其对地电压大小，结合动态器件（如电机、显示器件、按钮）的使用可以使仿真更加直观、生动； 高级图形仿真功能（ ASF）：基于图标的分析可以精确分析电路的多项指标，包括工作点、瞬态特性、频率特性、传输特性、噪声、失真、傅立叶频谱分析等，还可以进行一致性分析； （ 3）独特的单片机协同仿真功能（ VSM） 支持主流的 CPU 类型：如 ARM 8051/5 AVR、 PIC10/1 PIC1PIC1 PIC2 dsPIC3 HC1 BasicStamp、 808 MSP430 等， CPU类型随着版本升级还在继续增加，如即将支持 CORTEX、 DSP 处理器； 支持通用外设模型：如字符 LCD 模块、图形 LCD 模块、 LED 点阵、LED 七段显示模块、键盘 /按键、直流 /步进 /伺服电机、 RS232 虚拟终端、电子温度计等等，其 COMPIM（ COM 口物理接口模型）还可以使仿真电路通过 PC 机串口和外部电路实 现双向异步串行通信； 实时仿真：支持 UART/USART/EUSARTs 仿真、中断仿真、 SPI/I2C仿真、 MSSP 仿真、 PSP 仿真、 RTC 仿真、 ADC 仿真、 CCP/ECCP 仿真； 编译及调试：支持单片机汇编语言的编辑 /编译 /源码级仿真，内带805 AVR、 PIC 的汇编编译器，也可以与第三方集成编译环境（如 IAR、Keil 和 Hitech）结合，进行高级语言的源码级仿真和调试； （ 4）实用的 PCB 设计平台 原理图到 PCB 的快速通道： 原理图设计完成后，一键便可进入 ARES的 PCB 设计环境， 实现从概念到产品的完整设计； 先进的自动布局 /布线功能：支持器件的自动 /人工布局；支持无网格自动布线或人工布线；支持引脚交换 /门交换功能使 PCB 设计更为合理； 完整的 PCB 设计功能：最多可设计 16 个铜箔层， 2 个丝印层， 4 个机械层（含板边），灵活的布线策略供用户设置，自动设计规则检查， 3D 可 21 视化预览； 多种输出格式的支持：可以输出多种格式文件，包括 Gerber 文件的导入或导出，便利与其它 PCB 设计工具的互转（如 protel）和 PCB 板的设计和加工。 资源丰富 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。 电路仿真 在 PROTEUS 绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件： *.HEX，可以在 PROTEUS 的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。 PROTEUS 是单片机课堂教学的先进助手。 PROTEUS 不仅可将许多单片机实例功能形象化，也可将许多单片机实例运行过程形象化。 前者可在相当程度上得到实物演示 实验的效果，后者则是实物演示实验难以达到的效果。 它的元器件、连接线路等却和传统的单片机实验硬件高度对应。 这在相当程度上替代了传统的单片机实验教学的功能，例：元器件选择、电路连接、电路检测、电路修改、软件调试、运行结果等。 课程设计、毕业设计是学生走向就业的重要实践环节。 由于 PROTEUS提供了实验室无法相比的大量的元器件库，提供了修改电路设计的灵活 22 性、提供了实验室在数量、质量上难以相比的虚拟仪器、仪表，因而也提供了培养学生实践精神、创造精神的平台 随着科技的发展， “计算机仿真技术 ”已成为 许多设计部门重要的前期设计手段。 它具有设计灵活，结果、过程的统一的特点。 可使设计时间大为缩短、耗资大为减少，也可降低工程制造的风险。 相信在单片机开发应用中 PROTEUS 也能茯得愈来愈广泛的应用。 使用 Proteus 软件进行单片机系统仿真设计，是虚拟仿真技术和计算机多媒体技术相结合的综合运用，有利于培养学生的电路设计能力及仿真软件的操作能力；在单片机课程设计和全国大学生电子设计竞赛中，我们使用 Proteus 开发环境对学生进行培训，在不需要硬件投入的条件下，学生普遍反映，对单片机的学习比单纯学习书本 知识更容易接受，更容易提高。 实践证明，在使用 Proteus 进行系统仿真开发成功之后再进行实际制作，能极大提高单片机系统设计效率。 因此， Proteus 有较高的推广利用价值。 目前 Proteus 的最新版为 ,今年将推出 版本，增加 DSP 系列及ARM cortex 处理器。 23 第六章 仿真调试与系统测试 仿真调试 绘制仿真原理图如 61 所示： 图 61 仿真原理图 系统调试 双击单片机出现下图所示画面图，在 Program File 一栏中选取仿真项目的源程序代码，点击 OK。 24 图 62 加载源程序示意效果图 开始仿真 单击 Play 按钮，进入仿真状态，出现下图 所示： 图 63— 仿真结果 — 现在时间（ 1） 25 图 63— 仿真结果 — 现在时间（ 2） 图 63— 仿真结果 — 设定时间（ 1） 26 图 63— 仿真结果 — 设定时间（ 2） 图 仿真结果 — 设定时间（ 3） 27 图 仿真结果 — 闹钟设定（ 1） 图 仿真结果 — 闹钟设定（ 2） 图 仿真结果。