Proteus实例教程课件-第5章.ppt

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1、Proteus实例教程,清华大学出版社,Proteus实例教程清华大学出版社,第5章 MCS-51单片机设计基础,5.1 Proteus单片机系统仿真基础 5.2 51单片机的串行接口通信5.3 51单片机的I2C通信5.4 单片机扩展多片并行RAM5.5 51单片机的脉宽编码通信5.6 串行A/D转换5.7 串行D/A转换5.8 万年历5.9 8位数四则运算计算器,第5章 MCS-51单片机设计基础5.1 Proteus,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,Keil是德国Keil公司开发的单片机编译器，是目前最好的51单片机开发工具之一，可以用来编译C源代码和汇编源程序、连接和重定位目

2、标文件和库文件、创建HEX文件、调试目标程序等，是一种集成化的文件管理编译环境。在Proteus中，可以直接与Keil编程软件进行联调，进而实现对所设计电路的验证。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础Keil是德国,5.1.1 Proteus中的源程序设计与编译Proteus VSM提供了简单的文本编辑器，用它作为源程序的编辑环境。对于不同系列的单片机，VSM均提供了相应的编译器，使用时可根据单片机的型号和语言要求来选取。Proteus VSM编译器有以下几种：ASEM51(51系列单片机编译器)；ASM11(Motorola单片机编译器)；AVRASM(Atmel AVR系列单片机编译

3、器)；AVRASM32(Atmel AVR系列单片机编译器)；MPASM(PIC单片机编译器)；MPASMSWIN(PIC单片机编译器)。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,5.1.1 Proteus中的源程序设计与编译5.1,1. 建立源程序文件在Proteus ISIS界面中单击菜单Source(源程序)，在弹出的下拉菜单中单击“Add/Remove Source Files”(添加/移除源程序)选项，弹出如图5-1所示的对话框。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,1. 建立源程序文件5.1 Proteus单片机系统仿真基,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,图5-1

4、 Add/Remove Source Code Files对话框,单击“Code Generation Tool” (目标代码生成工具)下方框中按钮 ，弹出下拉菜单，根据需要选择相应的编译器。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础图5-1 Add,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,图5-2 新建源程序文件对话框,在图5-1中单击“New”按钮，弹出图5-2所示的对话框，在“文件名”框中输入新建源程序文件名“mydesign”，单击“打开”按钮，弹出图5-2中所示的小对话框，,5.1 Proteus单片机系统仿真基础图5-2 新建源,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,图5-4

5、 菜单Source中加载的源程序文件,图5-3 源程序添加结果,5.1 Proteus单片机系统仿真基础图5-4 菜单S,2. 编写源程序代码单击菜单【Source】【mydesign.asm】，出现图5-5所示的源程序编辑窗口。编写源程序后存盘退出。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,图5-5 源程序编辑窗口,2. 编写源程序代码5.1 Proteus单片机系统仿真基,3. 源程序编译(1) 编译器设置。单击菜单【Source】【Define Code Generation Tools】，出现图5-6所示界面。(2) 编译源程序，生成目标代码文件。单击【Source】【Build A

6、ll】。如果没有错误，便成功生成目标代码“.hex”文件。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,图5-6 编译器设置界面,3. 源程序编译5.1 Proteus单片机系统仿真基础图,5.1.2 Keil Vision中的源程序设计与编译在Keil集成开发环境下使用工程的方法来管理文件，而不是单一文件的模式，所有的文件包括源程序(如C程序、汇编程序)、头文件等都可以放在工程项目文件里统一管理。对于刚刚使用Keil的用户，一般可以按照下面的步骤来创建一个自己的应用程序。(1) 创建一个工程项目文件。(2) 选择目标器件(例如，选择Atmel公司的AT89C51)。(3) 为工程项目设置软硬件

7、调试环境。(4) 创建源程序文件并输入程序代码。(5) 保存创建的源程序项目文件。(6) 把源程序文件添加到项目中。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,5.1.2 Keil Vision中的源程序设计与编译5,1. 建立一个项目进入集成开发环境，编辑操作界面如图5-7所示，主要包括三个窗口：工程项目窗口、编辑窗口和输出窗口。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,图5-7 Vision2编辑操作界面,1. 建立一个项目5.1 Proteus单片机系统仿真基础,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,图5-8 Project界面,图5-9 Project保存设置界面,单击Proje

8、ct菜单，在弹出的下拉菜单中选择“New Project”选项，新建一个项目并保存，如图5-8、图5-9所示。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础图5-8 Pro,这时会弹出一个对话框，要求选择单片机的型号。这里以Atmel的AT89C51来说明，首先选择Atmel公司，然后单击左边的“+”号选择AT89C51。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,图5-10 选择器件,这时会弹出一个对话框，要求选择单片机的型号。这里以Atm,完成以上步骤后，屏幕如图5-11所示。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,图5-11 初始化编辑界面,完成以上步骤后，屏幕如图5-11所示。5.1

9、Prot,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,图5-12 选择“Options for Target”选项,首先进行选项设置，将鼠标指针指向“Target 1”并单击右键。从弹出的快捷菜单中单击“Options for Target 1”选项，如图5-12所示。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础图5-12 选择,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,图5-13 “Output”标签栏,弹出“Options”对话框，选择“Output”标签栏，并按图5-13所示设置其中各项。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础图5-13 “O,2. 建立一个新的ASM汇编语言程序并编译（

10、1）单击“File”菜单，在下拉菜单中单击“New”选项建立一个新的编辑窗口；单击“Save As”选项保存源文件。注意输入正确的扩展名。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,图5-14 保存源程序,2. 建立一个新的ASM汇编语言程序并编译5.1 Prot,（2）在编辑界面单击“Target 1”前面的“”号，然后在“Source Group 1”上单击右键，弹出图5-15所示的快捷菜单。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,图5-15 弹出右键菜单,（2）在编辑界面单击“Target 1”前面的“”号，,单击“Add Files to GroupSource Group 1”，

11、打开如图5-16所示的对话框，双击将刚才保存的源文件添加至项目。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,图5-16 添加文件对话框,单击“Add Files to GroupSource,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,图5-17 添加文件后工程栏的变化,在添加了汇编语言文件后，在“Source Group 1”文件夹前面出现了一个“+”号，单击“+”号展开，就看到刚才添加的“Text1.asm”文件了。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础图5-17 添加,（3）在右侧的编辑区输入汇编源程序，如图5-18所示。将文件添加到项目，Keil会自动识别关键字，并以不同的颜色提示用

12、户加以注意，这样会使用户少犯错误，提高编程效率。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,图5-18 程序输入状态,（3）在右侧的编辑区输入汇编源程序，如图5-,（4）单击“Project”菜单，选中“Build target”选项，或者单击工具栏的快捷图标来进行编译，如图5-19所示。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,图5-19 编译菜单,（4）单击“Project”菜单，选中“Build ta,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,（5）编译如果有错误，则在最下面的输出窗口中会给出错误提示，双击错误提示，在编辑区错误指令处左面会出现蓝色箭头提示，根据提示信息对当前的错误指令

13、进行修改，如图5-20所示 。,图5-20 错误提示,5.1 Proteus单片机系统仿真基础（5）编译如果,（6）将所有提示过的错误进行修改后，再次重复(4)的操作进行编译，直至出现“shiyan1 - 0 Error(s)，0 Warning (s) ” ，说明编译完全通过，如图5-21所示。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,图5-21 编译通过提示,（6）将所有提示过的错误进行修改后，再次重复(4)的操作,3. 调试并仿真单击工具栏的快捷图标 进入调试界面，如图5-22所示。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,图5-22 调试界面,3. 调试并仿真5.1 Proteus

14、单片机系统仿真基础图,左面的工程项目窗口给出了常用的寄存器r0r7以及a、b、sp、dptr、pc、psw等特殊功能寄存器的值。在执行程序的过程中可以看到，这些值会随着程序的执行发生相应的变化。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,图5-22 调试界面,左面的工程项目窗口给出了常用的寄存器r0r7以及a、b,存储器窗口的地址栏处输入c：0000h后回车，则可以观看所有单片机片内程序存储器的内容，如图5-23所示。下面用横线画出来的部分就是所编译的源程序转化成的十六进制数(即对应的机器码)。 如果在存储器窗口的地址栏处输入d：00h后回车，则可以观看所有单片机片内数据存储器的内容。,5.1

15、 Proteus单片机系统仿真基础,图5-23 存储器窗口,存储器窗口的地址栏处输入c：0000h后回车，则可以观看,在联机调试状态下可以启动程序全速运行、单步运行、设置断点等。单击菜单“Debug /Go”选项，启动用户程序全速运行。下面介绍几种常用的调试命令及方法。(1) 复位CPU。用“Debug”菜单或工具栏的“Reset CPU”命令可以复位CPU。在不改变程序的情况下，若想使程序重新开始运行，执行此命令即可。执行此命令后程序指针返回到0000H地址单元。另外，一些内部特殊功能寄存器在复位期间也将重新赋值。例如，A将变为00H，DPTR变为0000H，SP变为07H，I/O口变为FF

16、H。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,在联机调试状态下可以启动程序全速运行、单步运行、设置断点,(2) 全速运行(F5)。用“Debug”工具栏的“Go”或快捷命令“Run”按钮，即可实现全速运行程序。若程序中已设置断点，程序将执行到断点处停止，并等待调试指令。(3) 单步跟踪(F11)。用“Debug”工具栏的“Step”或快捷命令按钮“Step Into”，可以单步跟踪程序。每执行一次此命令，程序将运行一条指令(以指令为基本执行单元)。当前的指令用黄色箭头标出，每执行一步箭头都会移动，已执行过的语言呈绿色。在汇编语言调试下，可以跟踪到每一个汇编指令的执行。程序处于全速运行期间，V

17、ision2不允许对任何资源进行查看，也不接受其它命令。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,(2) 全速运行(F5)。5.1 Proteus单片,(4) 单步运行(F10)。用“Debug”工具栏的“Step Over”或快捷命令按钮“Step Over”，即可实现单步运行程序，此时单步运行命令将把函数和函数调用当作一个实体来看待，因此单步运行是以语句(该语句不管是单一命令行还是函数调用)为基本执行单元。(5) 执行返回(Ctrl+F11)。在用单步跟踪命令跟踪到子函数或子程序内部时，使用“Debug”菜单栏中的“Step Out of Current Function”或快捷命令按钮

18、“Step Out”，即可将程序的PC指针返回到调用此子程序或函数的下一条语句。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,(4) 单步运行(F10)。5.1 Proteus单,(6) 开始/停止调试(Ctrl+F5)。用“Debug”工具栏的“Start/Stop Debug session”或快捷命令按钮“Start/Stop Debug session”，可以开始/停止调试。如果程序使用了系统资源P1口，为了更好地观察这些资源的变化，用户可以打开它们的观察窗口，具体方法为：选择“Peripherals”“I/O-Ports”“Port1”命令。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,

19、(6) 开始/停止调试(Ctrl+F5)。5.1 P,5.1.3 Proteus与单片机的交互仿真与调试,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,1. 加载目标代码 在Proteus ISIS界面中编辑实例电路原理图，如图5-24所示。,图5-24 实例电路原理图,5.1.3 Proteus与单片机的交互仿真与调试 5.1,双击单片机AT89C51，打开其属性编辑框，在“Program File”栏中，单击打开按钮，选取目标代码文件，这里是“MYDESIGN.HEX”。在“Clock Frequency”栏中设置时钟频率为12MHz，如图5-25所示。因为仿真运行时的时钟频率以单片机属性中设

20、置的频率值为准，所以在Proteus ISIS界面中设计电路原理图时，可以略去单片机的时钟电路和复位电路，,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,图5-25 加载目标代码文件和时钟设置,双击单片机AT89C51，打开其属性编辑框，在“Prog,2. 单片机系统的Proteus交互仿真在Proteus仿真界面中单击 按钮，全速启动仿真。点击一次按键，LED灯亮，再点击一次，LED灯灭，如此循环交替。仿真片段如图5-26所示。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,图5-26 实例仿真片段,2. 单片机系统的Proteus交互仿真5.1 Prote,3. 调试菜单与调试窗口系统在全速仿真运

21、行时不显示调试窗口，可单击按钮 暂停，然后单击Proteus ISIS界面的“Debug”菜单，弹出如图5-27所示的下拉菜单。单击不同选项可打开对应的窗口进行观察。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,图5-27 “Debug”下拉菜单,3. 调试菜单与调试窗口5.1 Proteus单片机系统仿,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,图5-28 单片机寄存器窗口,(1) 单片机寄存器窗口。 通过菜单【Debug】【8051 CPU Registers-U1】打开单片机寄存器窗口，如图5-28所示。里面有常用的SFR，如SP、PC、PSW、R0R7、ACC及将要执行的指令等。在本窗口

22、内右击，可以设置窗口的字体和颜色。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础图5-28 单片,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,(2) 单片机SFR窗口。 通过菜单【Debug】【8051 CPU SFR Memory-U1】打开单片机的SFR窗口，如图5-29所示。,图5-29 单片机SFR窗口,5.1 Proteus单片机系统仿真基础 (,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,图5-30 单片机IDATA窗口,(3) 单片机IDATA窗口。 通过菜单【Debug】【8051 CPU Internal (IDATA) Memory-U1】打开单片机的IDATA窗口，如图5-30所

23、示。 对于单片机的SFR寄存器，既可以从单片机的寄存器窗口中查看，也可以在SFR寄存器窗口中查看。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础图5-30 单片,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,在SFR、IDATA窗口中右击，可弹出该窗口的设置菜单，如图5-31所示。可使用“Goto”命令快速运动到指定的显示单元，还可复制数据或改变显示方式等。,图5-31 单片机IDATA窗口的快捷菜单,5.1 Proteus单片机系统仿真基础 在,4 观察窗口通过以上方法可以观察单片机各个存储器的内容，但因显示内容比较分散，观察起来不方便。对此，Proteus又同时提供了一个观察窗口“Watch Wi

24、ndow”，它可以将所关心的各个寄存器的内容集中于一个窗口中，观察起来十分方便，克服了上述缺点。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,4 观察窗口5.1 Proteus单片机系统仿真基础,(1)添加观察项。通过菜单【Debug】【Watch Window】打开空白的观察窗口，在观察窗口内右击，弹出快捷菜单，如图5-32所示。由该菜单可添加、删除观察项，设置观察项的数据类型，显示格式以及设置窗口的字体、颜色等。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,图5-32 观察窗口及快捷菜单,(1)添加观察项。5.1 Proteus单片机系统仿真,单击“Add Items (By Name)”项，

25、会弹出如图5-33所示的对话框。双击相应的SFR寄存器名称，将观察项添加到观察窗口中。添加了观察项的观察窗口如图5-34所示。,图5-33 “Add Memory Item”对话框,图5-34 添加了观察项的观察窗口,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,单击“Add Items (By Name),(2) 删除观察项。有两种方法：在观察窗口单击选中相应的观察项，按键盘上的“Del”键；在观察窗口右击相应的观察项，在弹出的快捷菜单中单击“Delete Item”选项。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,(2) 删除观察项。5.1 Proteus单片机系统仿真,(3)观察点条件设置

26、。在观察窗口内右击，在弹出的快捷菜单中单击“Watchpoint Condition”项，弹出观察点条件设置框，如图5-35所示。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,图5-35 观察点条件设置框,(3)观察点条件设置 。5.1 Proteus单片机系统,观察点条件设置分为两级，包括“全局断点条件设置(Global Break Condition)”，如图5-35中的上半部分所示，和“观察项的断点表达式(Item Break Expression)”，如图5-35的下半部分所示。下半部分中“Item”项的内容为观察窗口中添加的观察项，可单击按钮，在下拉列表中选择要设置断点的观察项。“Co

27、ndition”项为观察项的条件，“Mask”项为观察项的约束条件，它们具体包含的内容如图5-35的右边所示。,5.1 Proteus单片机系统仿真基础,观察点条件设置分为两级，包括“全局断点条件设置(Glob,5.2 51单片机的串行接口通信,内容：使用单片机进行串行通信。训练目的：掌握AT89C51单片机完成串行通信的方法 。,5.2 51单片机的串行接口通信内容：,串行接口(Serial Interface)是指数据一位一位地顺序传送，其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信，并可以利用电话线，从而大大降低成本，特别适用于远距离通信。串行接口一条信息的各位数据被逐位按顺序传

28、送的通信方式称为串行通信。串行通信的特点是：数据位传送，传送时按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成；成本低，但传送速度慢。串行通信的距离可以从几米到几千米；根据信息的传送方向，串行通信可以进一步分为单工、半双工和全双工三种方式。,5.2 51单片机的串行接口通信,串行接口(Serial Interface)是指数据一位,5.2.1 Proteus电路设计 1. 元件清单列表打开Proteus ISIS编辑环境，按表5-1所列的清单添加元件。,表5-1 元件清单,5.2 51单片机的串行接口通信,5.2.1 Proteus电路设计 元 件 名 称所 属,2. 电路原理图元件全部添加后，在Pr

29、oteus ISIS的编辑区域中按图5-36所示的原理图连接硬件电路。,5.2 51单片机的串行接口通信,图5-36 Proteus中串行接口通信原理图,2. 电路原理图5.2 51单片机的串行接口通信图5-36,5.2.2 程序设计本例的程序流程如图5-37所示。其中图5-37(a)为发送过程程序流程图，图5-37(b)为接收过程程序流程图。,5.2 51单片机的串行接口通信,(a) 发送程序流程图 (b) 接收程序流程图图5-37 程序流程图,5.2.2 程序设计5.2 51单片机的串行接口通信(a,5.2.3 Proteus调试与仿真对程序分别进行编译后，U2载入rxd.hex，U1载入

30、txd.hex，程序仿真结果如图5-36所示。由单片机U2的I/O口向单片机U1发送数据，单片机U1使用硬件串口来接收并验证通信数据，并将收到的信号显示为LED的点亮状态，单片机U2发送的数据可使LED闪烁。,5.2 51单片机的串行接口通信,5.2.3 Proteus调试与仿真5.2 51单片机的,5.3 51单片机的I2C通信,内容：本例使用串口通信I2C存储器24C02C扩展AT89C52 单片机的数据存储器，完成读写操作。训练目的：学习使用Proteus设计并仿真I2C器件扩展单片机存储器的方法 ；掌握单片机进行I2C通信的编程方法 。,5.3 51单片机的I2C通信内容：,I2C总线

31、是一种用于IC器件之间的二线制总线。利用该总线可实现多主机系统所需的裁决和高低速设备同步等功能。因此，是一种高性能的串行总线。I2C总线硬件结构为：I2C串行总线一般有两根信号线，一根是双向的串行数据线SDA，另一根是串行时钟线SCL。所有I2C总线设备上的串行数据线SDA都可以接到总线的SDA上，各设备的时钟线SCL都可以接到总线的SCL上。连到总线上的器件之间可通过SDA和SCL两根线传送消息，并根据地址识别每个器件。总线上允许连接的设备数以其电容量不超过400pF为限。,5.3 51单片机的I2C通信,I2C总线是一种用于IC器件之间的二线制总线。利用该总线,5.3.1 Proteus电

32、路设计 1. 元件清单列表打开Proteus ISIS编辑环境，按表5-2所列的清单添加元件。,表5-2 元件清单,5.3 51单片机的I2C通信,5.3.1 Proteus电路设计 表5-2 元件清单,2. 电路原理图元件全部添加后，在Proteus ISIS的编辑区域中按图5-38所示的原理图连接硬件电路。,5.3 51单片机的I2C通信,图5-38 Proteus中I2C通信原理图,2. 电路原理图5.3 51单片机的I2C通信图5-38,5.3.2 程序设计本例的程序流程如图5-39所示。其中图5-39(a)为主程序流程图，图5-39(b)为发送数据子程序流程图。,5.3 51单片机的

33、I2C通信,(a) 主程序流程图 (b) 发送数据子程序流程图图5-39 程序流程图,5.3.2 程序设计5.3 51单片机的I2C通信(a),5.3.3 Proteus调试与仿真程序仿真运行结果如图5-40所示。右键单击24C02C，查看储存内容。,5.3 51单片机的I2C通信,图5-40 程序仿真结果,5.3.3 Proteus调试与仿真5.3 51单片机的,5.4 单片机扩展多片并行RAM,内容：AT89C51单片机扩展三片8K的并行数据存储器。训练目的：掌握AT89C51单片机扩展片外并行RAM的接口方法；掌握片外并行RAM的地址分配方法；掌握Proteus中片外RAM的观察和调试方

34、法。,5.4 单片机扩展多片并行RAM 内容：,MCS-51系列单片机片外数据存储器的空间可达64KB，而片内数据存储器的空间只有128B或256B。如果片内的数据存储器不够用，则需进行数据存储器的扩展。 常见的静态RAM芯片有6264(8K8位)、62 256(32K8位)、628 128(128K8位)等。元件管脚图如图5-41所示 。,图5-41 元件管脚图,5.4 单片机扩展多片并行RAM,5.4.1 单片机扩展并行RAM简介,MCS-51系列单片机片外数据存储器的空间可达64KB，,各引脚的功能如下：A0Ai：地址输入线，i=12(6264)或14(62256)；D0D7：双向三态数

35、据线；CE：片选信号，低电平有效，当6264的26脚(CS)为高电平，且CE为低电平时，才选中该片；OE：读选通信号输入线，低电平有效；WE：写允许信号输入线，低电平有效；VCC：工作电源，+5V；GND：线路地。,5.4 单片机扩展多片并行RAM,各引脚的功能如下：5.4 单片机扩展多片并行RAM,存储器扩展的核心问题是存储器的编址。多个存储器芯片的编址分为两个层次：存储器芯片的选择和存储器芯片内部存储单元的选择。 存储器芯片的选择有线选法和译码法两种方法。其中译码法能够把片外RAM地址划分为连续的空间块，避免了地址的间断。常用的地址译码器是3/8线译码器74LS138。,5.4 单片机扩展

36、多片并行RAM,存储器扩展的核心问题是存储器的编址。多个存储器芯片的编址,5.4.2 Proteus电路设计 1. 元件清单列表打开Proteus ISIS编辑环境，按表5-3所列的清单添加元件。,表5-3 元件清单,5.4 单片机扩展多片并行RAM,5.4.2 Proteus电路设计 表5-3 元件清单,2. 电路原理图 在Proteus ISIS的编辑区域中按图5-42所示的原理图连接硬件电路。三片 RAM的地址范围从#1到#3分别是：0000H1FFFH，2000H3FFFH，4000H5FFFH。,5.4 单片机扩展多片并行RAM,图5-42 Proteus中电路原理图,2. 电路原理

37、图5.4 单片机扩展多片并行RAM图5-,下面介绍总线、总线分支与网络标号的画法。Proteus ISIS既支持在层次模块间运行总线，还支持定义库元器件为总线型引脚。(1) 放置总线。 从工具箱中选择总线“Bus”图标 。 在期望总线起始端出现的位置单击鼠标左键。 在期望总线路径的拐点处单击鼠标左键。 在总线的终点单击鼠标左键，然后单击鼠标右键，可结束总线放置。,5.4 单片机扩展多片并行RAM,下面介绍总线、总线分支与网络标号的画法。5.4 单片机,(2) 放置总线分支。在Protel软件里，总线和总线分支是两个不同的命令。而在Proteus中，总线分支既可以用总线命令 ，也可以用一般连线命

38、令 。在使用总线命令画总线分支时，粗线自动变成细线。为了使电路图显得专业而美观，通常把总线分支画成与总线成45角的相互平行的斜线，下面举例来说明总线与总线分支的画法。,5.4 单片机扩展多片并行RAM,(2) 放置总线分支。5.4 单片机扩展多片并行RAM,如图5-43所示，在AT89C51的P0口右侧先画一条自上而下的总线。确认主工具栏中的自动布线器 为选中状态(为画斜线准备)。在P0.0引脚单击鼠标左键后松开，拖动鼠标指针画线，距总线一个背景栅格时，单击鼠标左键确认，然后按住Ctrl键，并向右上移动鼠标指针，在与总线成45角相交时单击鼠标左键确认，即完成一条总线分支的绘制。,5.4 单片机

39、扩展多片并行RAM,图5-43 Proteus总线分支的画法,如图5-43所示，在AT89C51的P0口右侧先画一条自,其它总线分支的绘制不必这样复杂，只需在分支的起始点双击鼠标左键即可完成。比如，画一条P0.1引脚至总线的分支，把鼠标指针放置在P0.1引脚口位置，出现一个红色小方框后双击鼠标左键，就自动完成类似P0.0引脚到总线的一系列动作。依次完成所有总线分支的绘制。需要指出的是，在绘制多条平行线时，均可采用以上简单的画法。,5.4 单片机扩展多片并行RAM,其它总线分支的绘制不必这样复杂，只需在分支的起始点双击鼠,(3) 放置网络标签。 从工具箱中选择“Wire Label”图标 。 把

40、鼠标指针指向期望放置标签的总线分支位置，被选中的导线变成虚线，鼠标指针处出现一个“”号，此时单击鼠标左键，出现“Edit Wire Label”对话框，如图5-44所示。,5.4 单片机扩展多片并行RAM,图5-44 总线标签的标注,(3) 放置网络标签。5.4 单片机扩展多片并行RAM图, 在该对话框的“Label”选项卡中键入相应的文本，如“AD0”。 单击“OK”按钮，结束文本的输入。在放置相邻的第二个总线标签时，系统不会像Protel软件那样自动按序标出文本号，而只需连续单击“OK”按钮即可。实际情况是，必须重新再输入一次文本，或单击“Edit Wire Label”对话框中“Stri

41、ng”右侧的下拉箭头，当出现“AD0”时，修改成“AD1”，相对省事些，如图5-44所示。,5.4 单片机扩展多片并行RAM, 在该对话框的“Label”选项卡中键入相应的文本，如“,像删除元件一样直接双击右键来删除标签是不行的，那会使它所连着的导线一起被删除掉。想更改或删除总线标签可以对准总线标签单击右键，出现其快捷菜单，如图5-45所示。其中第一项“Edit Label”是编辑总线标签，第二项“Delete Label”是删除总线标签，第三项“Drag Wire”是移动总线标签。,5.4 单片机扩展多片并行RAM,图5-45 总线标签的更改,像删除元件一样直接双击右键来删除标签是不行的，那

42、会使它所连,5.4.3 程序设计本例中，CPU先向第一片6264从10H单元开始连续写入数据09，再向第二片6264从10H单元连续写入数据1019H，再向第三片6264从10H单元连续写入数据2029。程序流程如图5-46所示。,5.4 单片机扩展多片并行RAM,图5-46 程序流程图,5.4.3 程序设计5.4 单片机扩展多片并行RAM图5,5.4.4 Proteus调试与仿真在Proteus ISIS界面中，单击按钮 启动仿真。 单击按钮 暂停仿真，通过菜单【Debug】【Memory Contents-U1】、【Memory Contents-U4】、【Memory Contents-

43、U6】，打开三片6264存储器窗口，可观察程序的运行结果，如图5-47所示。,5.4 单片机扩展多片并行RAM,图5-47 程序仿真结果,5.4.4 Proteus调试与仿真5.4 单片机扩展多,5.5 51单片机的脉宽编码通信,内容：两个MCS-51单片机采用脉宽编码协议进行通信，通过I/O口对脉宽编码进行时序模拟通信。 训练目的：学习使用Proteus设计并仿真脉宽调制方法进行相互通信；掌握用单片机进行高级I/O编程的方法。,5.5 51单片机的脉宽编码通信 内容：,脉宽编码通信是一种数字信号通信方式，与其它通信协议不同的是：脉宽编码协议用脉冲宽度的长短变化来携带信息。传送一字节信息101

44、10101，脉宽编码时序如图5-48所示。信号电平的一次翻转代表时钟，用每个电平的长度不同来代表一个比特。,图5-48 脉宽编码时序,5.5 单片机的脉宽编码通信,脉宽编码通信是一种数字信号通信方式，与其它通信协议不同的,优点：在数据中提供了时钟信号，这能提供一种同步机制，克服了NRZ码的不足。缺点：带宽利用率低，只有不到50%。如10Mb/s以太网，有效带宽是5Mb/s，但实际占用带宽却有10Mb/s之多。本例用两个AT89C51单片机，使用脉宽编码接口进行通信，通过I/O口对脉宽编码进行时序模拟通信来了解脉宽编码调制方法。,5.5 单片机的脉宽编码通信,优点：在数据中提供了时钟信号，这能提

45、供一种同步机制，克服,5.5.1 Proteus电路设计 1. 元件清单列表打开Proteus ISIS编辑环境，按表5-4所列的清单添加元件。,表5-4 元件清单,5.5 单片机的脉宽编码通信,5.5.1 Proteus电路设计 表5-4 元件清单,2. 电路原理图 在Proteus ISIS的编辑区域中按图5-49所示的原理图连接硬件电路。数据通过P1.7口进行传输，用七段数码管来显示发送和接收的数据。,5.5 单片机的脉宽编码通信,图5-49 Proteus中电路原理图,2. 电路原理图5.5 单片机的脉宽编码通信图5-49,5.5.2 程序设计本例的程序流程图如图5-50所示。其中图5

46、-50(a)为发送过程程序流程图，图5-50(b)为接收过程程序流程图。,5.5 单片机的脉宽编码通信,(a) 发送过程流程图 (b) 接收过程流程图图5-50 程序流程图,5.5.2 程序设计5.5 单片机的脉宽编码通信(a),5.5.3 Proteus调试与仿真主机载入fa.hex，从机载入shou.hex目标代码文件，程序运行效果如图5-51所示。,5.5 单片机的脉宽编码通信,图5-51 程序仿真结果,5.5.3 Proteus调试与仿真5.5 单片机的脉宽,5.6 串行A/D转换,内容：利用AT89C52单片机控制串行A/D转换器TLC2543进行12位数据转换，用TLC2543的A

47、IN1通道输入模拟电压，数据转换结果(16进制数据)通过单片机外接的LED数码管显示出来。 训练目的：掌握AT89C52单片机扩展SPI器件的方法 ；掌握单片机进行SPI通信的程序编写方法 ；掌握串行A/D转换器TLC2543的使用方法 。,5.6 串行A/D转换 内容：,5.6.1 TLC2543器件介绍 TLC2543是TI公司生产的串行A/D转换器，它具有输入通道多、精度高、速度快、使用灵活和体积小的优点。TLC2543为CMOS型12位开关电容逐次逼近A/D转换器。片内含有一个14通道多路器，可从11个模拟输入或3个内部自测电压中选通一路。 TLC2543与微处理器的接线用SPI接口，

48、只有4根连线。,5.6 串行A/D转换,5.6.1 TLC2543器件介绍 5.6 串行A/D转换,TLC2543的特性如下：12位A/D转换器(可8位、12位和16位输出)；在工作温度范围内转换时间为l0s；11通道输入；3种内建的自检模式；片内采样/保持电路；最大1/4096的线性误差；内置系统时钟；转换结束标志位；单/双极性输出；输入/输出的顺序可编程(高位或低位在前)；可支持软件关机；输出数据长度可编程。,5.6 串行A/D转换,TLC2543的特性如下：5.6 串行A/D转换,1. TLC2543的片内结构及引脚功能,5.6 串行A/D转换,AIN0AIN10模拟输入通道；CS片选端

49、；DIN串行数据输入；,DOUT转换结束数据输出；EOC转换结束信号； GND地；,1. TLC2543的片内结构及引脚功能5.6 串,1. TLC2543的片内结构及引脚功能,5.6 串行A/D转换,SCLK(I/O CLOCK)输入/输出同步时钟；REF+、REF-转换参考电压；VCC设备的电源。,1. TLC2543的片内结构及引脚功能5.6 串,2. TLC2543的命令字命令字的输入采用高位在前，命令字如表5-5所示。,5.6 串行A/D转换,表5-5 TLC2543的命令字格式,输入到输入寄存器中的8位命令字，同外部模拟电压的输入通道、输出数据的位数、数据格式以及数据极性等的对应关

50、系如表5-6所示。,2. TLC2543的命令字5.6 串行A/D转换通 道,表5-6 输入寄存器命令字格式,5.6 串行A/D转换,功能选择输入数据字节地址位LlL0LSBFBIPD7D6D5,5.6.2 Proteus电路设计 1. 元件清单列表打开Proteus ISIS编辑环境，按表5-7所列的清单添加元件。,表5-7 元件清单,5.6 串行A/D转换,5.6.2 Proteus电路设计 表5-7 元件清单,2. 电路原理图 在Proteus ISIS的编辑区域中按图5-53所示的原理图连接硬件电路。,5.6 串行A/D转换,图5-53 Proteus中电路原理图,2. 电路原理图5.