零起點(diǎn)學(xué)Proteus單片機(jī)仿真技術(shù)

項(xiàng)目一　Proteus設(shè)計(jì)與仿真　1

1.1　Proteus簡(jiǎn)介　1

1.1.1　Proteus概述　1

1.1.2　Proteus的運(yùn)行環(huán)境　2

1.1.3　ProteusVSM的資源庫(kù)和仿真工具　3

1.2　初識(shí)Proteus ISIS　6

1.2.1　進(jìn)入Proteus ISIS　6

1.2.2　ISIS工作窗口　6

1.3　Proteus設(shè)計(jì)與仿真基礎(chǔ)　9

1.3.1　單片機(jī)系統(tǒng)的Proteus設(shè)計(jì)與仿真的開(kāi)發(fā)過(guò)程　9

1.3.2　ISIS鼠標(biāo)使用規(guī)則　9

1.3.3　Proteus文件類(lèi)型　10

1.3.4　單片機(jī)系統(tǒng)的Proteus設(shè)計(jì)與仿真實(shí)例　10

1.3.5　單片機(jī)系統(tǒng)的Proteus源代碼級(jí)調(diào)試　22

1.4　Proteus設(shè)計(jì)與仿真應(yīng)用與提高　24

1.4.1　Proteus與第三方集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的聯(lián)合仿真　24

1.4.2　Proteus的一些其他常用設(shè)計(jì)操作指南　35

項(xiàng)目二　簡(jiǎn)單交通信號(hào)控制設(shè)計(jì)　51

任務(wù)一　簡(jiǎn)單的流水彩燈設(shè)計(jì)　51

任務(wù)二　帶控制的流水彩燈設(shè)計(jì)　53

任務(wù)三　簡(jiǎn)單I/O口擴(kuò)展的流水彩燈設(shè)計(jì)　55

任務(wù)四　簡(jiǎn)單的交通信號(hào)控制設(shè)計(jì)　58

項(xiàng)目三　簡(jiǎn)單數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)　62

任務(wù)一　單個(gè)數(shù)碼管的數(shù)字顯示控制設(shè)計(jì)　62

任務(wù)二　秒計(jì)時(shí)器的控制設(shè)計(jì)　64

任務(wù)三　多個(gè)數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示設(shè)計(jì)　68

任務(wù)四　簡(jiǎn)易電壓報(bào)警控制設(shè)計(jì)　71

任務(wù)五　簡(jiǎn)單數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)　76

項(xiàng)目四　簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)　80

任務(wù)一　簡(jiǎn)易校牌的設(shè)計(jì)　80

任務(wù)二　獨(dú)立式按鍵的檢測(cè)　85

任務(wù)三　鋸齒電壓波信號(hào)的產(chǎn)生　90

任務(wù)四　簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)　93

項(xiàng)目五　袖珍電子萬(wàn)年歷設(shè)計(jì)　100

任務(wù)一　矩陣式鍵盤(pán)按鍵的檢測(cè)　100

任務(wù)二　簡(jiǎn)易溫度計(jì)設(shè)計(jì)　106

任務(wù)三　簡(jiǎn)易數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì)　113

任務(wù)四　袖珍電子萬(wàn)年歷設(shè)計(jì)　121

附錄一　美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼(ASCII碼表)　133

附錄二　MCS-51單片機(jī)匯編指令集　135

參考文獻(xiàn)　141

第1章　Proteus功能概述　1

1.1　Proteus虛擬仿真功能概述　1

1.2　Proteus ISIS的虛擬仿真模式　4

1.3　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的Proteus仿真　5

1.4　Proteus ARES的PCB設(shè)計(jì)功能　7

第2章　Proteus ISIS的電路原理圖設(shè)計(jì)　11

2.1　Proteus軟件的安裝與運(yùn)行　11

2.2　Proteus ISIS環(huán)境簡(jiǎn)介　12

2.2.1　ISIS各窗口簡(jiǎn)介　12

2.2.2　主菜單欄　13

2.2.3　主工具欄　16

2.2.4　工具箱　17

2.2.5　仿真工具欄　19

2.2.6　元件列表　19

2.2.7　預(yù)覽窗口　20

2.2.8　原理圖編輯窗口　20

2.3　ISIS的編輯環(huán)境設(shè)置　21

2.3.1　選擇模板　21

2.3.2　選擇圖紙　21

2.3.3　設(shè)置文本編輯器　22

2.3.4　設(shè)置網(wǎng)格　22

2.4　Proteus ISIS的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置　22

2.4.1　設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境　22

2.4.2　設(shè)置路徑　23

2.4.3　設(shè)置快捷鍵　24

2.5　ISIS環(huán)境下的電路原理圖設(shè)計(jì)　24

2.5.1　新建或打開(kāi)一個(gè)設(shè)計(jì)文件　24

2.5.2　選擇需要的元件到元件列表　26

2.5.3　放置元件并連接電路　27

第3章　Proteus ISIS的虛擬仿真工具　32

3.1　虛擬信號(hào)源　32

3.1.1　直流信號(hào)源　32

3.1.2　正弦波信號(hào)源　33

3.1.3　單周期數(shù)字脈沖信號(hào)源　35

3.1.4　數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)源　36

3.2　虛擬儀器　37

3.2.1　虛擬示波器　37

3.2.2　虛擬終端　39

3.2.3　I2C調(diào)試器　41

3.2.4　SPI調(diào)試器　44

3.2.5　計(jì)數(shù)器/定時(shí)器　45

3.2.6　電壓表和電流表　47

3.3　圖表仿真　47

第4章　C51程序設(shè)計(jì)與調(diào)試　50

4.1　基于Keil μVision3的源程序設(shè)計(jì)　50

4.1.1　Keil μVision3的工作界面　50

4.1.2　創(chuàng)建工程　50

4.1.3　添加用戶(hù)源程序文件　53

4.1.4　程序的編譯與調(diào)試　55

4.1.5　工程的設(shè)置　58

4.2　加載目標(biāo)代碼文件、設(shè)置時(shí)鐘頻率及仿真運(yùn)行　60

4.3　Proteus與μVision3的聯(lián)調(diào)　61

第5章　單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)仿真實(shí)例　64

5.1　例1——開(kāi)關(guān)檢測(cè)　64

5.1.1　設(shè)計(jì)要求　65

5.1.2　Proteus電路設(shè)計(jì)　65

5.1.3　Keil μVision3平臺(tái)下的源程序設(shè)計(jì)　67

5.1.4　源程序編譯及目標(biāo)代碼文件的生成　69

5.1.5　加載目標(biāo)代碼文件與設(shè)置時(shí)鐘頻率　70

5.1.6　Proteus仿真　71

5.1.7　有關(guān)電路設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)說(shuō)明　71

5.2　例2——流水燈設(shè)計(jì)　72

5.2.1　設(shè)計(jì)要求　72

5.2.2　Proteus電路設(shè)計(jì)　73

5.2.3　源程序設(shè)計(jì)　73

5.2.4　Proteus仿真　74

5.3　例3——開(kāi)關(guān)閉合狀態(tài)的檢測(cè)　75

5.3.1　設(shè)計(jì)要求　75

5.3.2　Proteus電路設(shè)計(jì)　75

5.3.3　源程序設(shè)計(jì)　77

5.3.4　Proteus仿真　78

5.4　例4——外部中斷實(shí)驗(yàn)　79

5.4.1　設(shè)計(jì)要求　79

5.4.2　Proteus電路設(shè)計(jì)　79

5.4.3　源程序設(shè)計(jì)　80

5.4.4　Proteus仿真　81

5.5　例5——中斷優(yōu)先級(jí)實(shí)驗(yàn)　82

5.5.1　設(shè)計(jì)要求　82

5.5.2　Proteus電路設(shè)計(jì)　83

5.5.3　源程序設(shè)計(jì)　83

5.5.4　Proteus仿真　85

5.6　例6——方波發(fā)生器　85

5.6.1　設(shè)計(jì)要求　85

5.6.2　Proteus電路設(shè)計(jì)　86

5.6.3　源程序設(shè)計(jì)、生成目標(biāo)代碼文件　87

5.6.4　Proteus仿真　88

5.7　例7——脈沖分頻器的應(yīng)用　89

5.7.1　設(shè)計(jì)要求　89

5.7.2　Proteus電路設(shè)計(jì)　89

5.7.3　源程序設(shè)計(jì)　90

5.7.4　Proteus仿真　91

5.8　例8——60秒倒計(jì)時(shí)時(shí)鐘　91

5.8.1　設(shè)計(jì)要求　91

5.8.2　Proteus電路設(shè)計(jì)　92

5.8.3　源程序設(shè)計(jì)　93

5.8.4　Proteus仿真　94

5.9　例9——雙機(jī)串行通信設(shè)計(jì)　94

5.9.1　設(shè)計(jì)要求　94

5.9.2　Proteus電路設(shè)計(jì)　95

5.9.3　源程序設(shè)計(jì)　96

5.9.4　Proteus仿真　100

5.10　例10——單片機(jī)控制82C55產(chǎn)生500Hz方波　101

5.10.1　設(shè)計(jì)要求　101

5.10.2　Proteus電路設(shè)計(jì)　102

5.10.3　源程序設(shè)計(jì)　102

5.10.4　電路設(shè)計(jì)與仿真　104

5.11　例11——4×4矩陣鍵盤(pán)的按鍵識(shí)別　104

5.11.1　設(shè)計(jì)要求　104

5.11.2　Proteus電路設(shè)計(jì)　104

5.11.3　源程序設(shè)計(jì)　106

5.11.4　Proteus仿真　108

5.12　例12——單片機(jī)控制字符型LCD的顯示　110

5.12.1　設(shè)計(jì)要求　110

5.12.2　Proteus電路設(shè)計(jì)　110

5.12.3　源程序設(shè)計(jì)　111

5.12.4　Proteus仿真　113

5.13　例13——單片機(jī)控制ADC0809兩路數(shù)據(jù)采集　113

5.13.1　設(shè)計(jì)要求　113

5.13.2　Proteus電路設(shè)計(jì)　114

5.13.3　源程序設(shè)計(jì)　115

5.13.4　Proteus仿真　117

5.14　例14——單片機(jī)控制DAC0832的波形發(fā)生器　118

5.14.1　設(shè)計(jì)要求　118

5.14.2　Proteus電路設(shè)計(jì)　118

5.14.3　源程序設(shè)計(jì)　119

5.14.4　Proteus仿真　122

5.15　例15——步進(jìn)電機(jī)的控制　123

5.15.1　設(shè)計(jì)要求　123

5.15.2　Proteus電路設(shè)計(jì)　123

5.15.3　源程序設(shè)計(jì)　124

5.15.4　Proteus仿真　126

第6章　基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)　128

實(shí)驗(yàn)1　單片機(jī)I/O口實(shí)驗(yàn)——LED流水燈　128

實(shí)驗(yàn)2　單片機(jī)I/O口實(shí)驗(yàn)——模擬開(kāi)關(guān)燈　129

實(shí)驗(yàn)3　單個(gè)外部中斷實(shí)驗(yàn)　129

實(shí)驗(yàn)4　中斷嵌套實(shí)驗(yàn)　130

實(shí)驗(yàn)5　定時(shí)器實(shí)驗(yàn)　130

實(shí)驗(yàn)6　計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)　131

實(shí)驗(yàn)7　串口方式0擴(kuò)展并行輸出口實(shí)驗(yàn)　131

實(shí)驗(yàn)8　串口方式0擴(kuò)展并行輸入口實(shí)驗(yàn)　132

實(shí)驗(yàn)9　雙單片機(jī)串行通信　132

實(shí)驗(yàn)10　單片機(jī)與PC之間串行通信實(shí)驗(yàn)　133

實(shí)驗(yàn)11　擴(kuò)展82C55并行I/O接口實(shí)驗(yàn)　133

實(shí)驗(yàn)12　獨(dú)立式鍵盤(pán)實(shí)驗(yàn)　134

實(shí)驗(yàn)13　矩陣式鍵盤(pán)掃描實(shí)驗(yàn)　134

實(shí)驗(yàn)14　單片機(jī)驅(qū)動(dòng)1602液晶顯示模塊　135

實(shí)驗(yàn)15　DAC0832的D/A轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)　135

實(shí)驗(yàn)16　ADC0809的A/D轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)　136

實(shí)驗(yàn)17　I2C總線(xiàn)——AT24C02存儲(chǔ)器讀寫(xiě)　136

實(shí)驗(yàn)18　單片機(jī)控制16×16陣列LED的顯示　137

實(shí)驗(yàn)19　溫度傳感器DS18B20實(shí)驗(yàn)　137

實(shí)驗(yàn)20　直流電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)　138

實(shí)驗(yàn)21　步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)　138

實(shí)驗(yàn)22　直流電機(jī)測(cè)速實(shí)驗(yàn)　139

附錄　各實(shí)驗(yàn)的參考電路　140

實(shí)驗(yàn)1　單片機(jī)I/O口實(shí)驗(yàn)——LED流水燈　140

實(shí)驗(yàn)2　單片機(jī)I/O口實(shí)驗(yàn)——模擬開(kāi)關(guān)燈　140

實(shí)驗(yàn)3　單個(gè)外部中斷實(shí)驗(yàn)　141

實(shí)驗(yàn)4　中斷嵌套實(shí)驗(yàn)　142

實(shí)驗(yàn)5　定時(shí)器實(shí)驗(yàn)　143

實(shí)驗(yàn)6　計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)　143

實(shí)驗(yàn)7　串口方式0擴(kuò)展并行輸出口實(shí)驗(yàn)　144

實(shí)驗(yàn)8　串口方式0擴(kuò)展并行輸入口實(shí)驗(yàn)　145

實(shí)驗(yàn)9　雙單片機(jī)串行通信　146

實(shí)驗(yàn)10　單片機(jī)與PC之間串行通信　147

實(shí)驗(yàn)11　擴(kuò)展82C55并行I/O接口實(shí)驗(yàn)　148

實(shí)驗(yàn)12　獨(dú)立式鍵盤(pán)實(shí)驗(yàn)　149

實(shí)驗(yàn)13　矩陣式鍵盤(pán)掃描實(shí)驗(yàn)　150

實(shí)驗(yàn)14　單片機(jī)驅(qū)動(dòng)1602液晶顯示模塊　151

實(shí)驗(yàn)15　DAC0832的D/A轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)　152

實(shí)驗(yàn)16　ADC0809的A/D轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)　152

實(shí)驗(yàn)17　I2C總線(xiàn)-AT24C02存儲(chǔ)器讀寫(xiě)　153

實(shí)驗(yàn)18　單片機(jī)控制16×16陣列LED顯示漢字　154

實(shí)驗(yàn)19　溫度傳感器DS18B20實(shí)驗(yàn)　155

實(shí)驗(yàn)20　直流電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)　156

實(shí)驗(yàn)21　步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)　156

實(shí)驗(yàn)22　直流電機(jī)測(cè)速實(shí)驗(yàn)　157

第7章　課程設(shè)計(jì)題目　158

題目1　開(kāi)關(guān)檢測(cè)器的制作　158

題目2　節(jié)日彩燈控制器　159

題目3　簡(jiǎn)單的左右循環(huán)流水燈的制作　160

題目4　可控的左右循環(huán)流水燈的制作　161

題目5　單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的順序控制　162

題目6　花樣流水燈的制作　163

題目7　擴(kuò)展74LSTTL電路的開(kāi)關(guān)檢測(cè)器　164

題目8　單一外中斷的應(yīng)用　165

題目9　BCD譯碼的2位數(shù)碼管掃描的數(shù)字顯示　166

題目10　LCD電子鐘的制作　167

題目11　LED數(shù)碼管秒表的制作　169

題目12　秒計(jì)時(shí)表的制作　170

題目13　LCD顯示的定時(shí)鬧鐘制作　174

題目14　LCD顯示的音樂(lè)倒計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)器　175

題目15　音樂(lè)音符發(fā)生器的制作　177

題目16　數(shù)字音樂(lè)盒的制作　178

題目17　基于日歷時(shí)鐘芯片DS1302的日歷電子鐘設(shè)計(jì)　179

題目18　LCD顯示的指針式電子鐘　182

題目19　可編程作息時(shí)間控制器設(shè)計(jì)　183

題目20　8位競(jìng)賽搶答器的設(shè)計(jì)　185

題目21　用定時(shí)器設(shè)計(jì)的門(mén)鈴　185

題目22　控制數(shù)碼管循環(huán)顯示單個(gè)數(shù)字　188

題目23　十字路口交通燈控制器1　189

題目24　十字路口交通燈控制器2　189

題目25　基于DS18B20的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)　192

題目26　基于熱敏電阻的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)　194

題目27　8×8 LED點(diǎn)陣屏模仿電梯運(yùn)行的樓層顯示　194

題目28　控制P1口的8只LED每0.5s閃亮1次　197

題目29　利用T1控制蜂鳴器發(fā)出1kHz的音頻信號(hào)　198

題目30　利用定時(shí)器在P1.0上產(chǎn)生周期為2ms的方波　199

題目31　電話(huà)鍵盤(pán)及撥號(hào)的模擬　199

題目32　8只數(shù)碼管同時(shí)顯示8個(gè)不同字符　201

題目33　測(cè)量引腳上的正脈沖寬度　203

題目34　單片機(jī)P1口控制轉(zhuǎn)彎燈實(shí)驗(yàn)　203

題目35　8只數(shù)碼管滾動(dòng)顯示單個(gè)數(shù)字　205

題目36　單片機(jī)擴(kuò)展82C55控制交通燈　206

題目37　甲機(jī)通過(guò)串口控制乙機(jī)LED閃爍　207

題目38　雙機(jī)間波特率可選的串行通信　208

題目39　雙機(jī)串行口方式1單工通信　211

題目40　雙機(jī)間的串口雙向通信　212

題目41　雙機(jī)串行口方式3通信　212

題目42　串口多機(jī)串行通信的設(shè)計(jì)　215

題目43　數(shù)碼管顯示4×4矩陣鍵盤(pán)的鍵號(hào)　217

題目44　LCD電子廣告屏　217

題目45　波形發(fā)生器的制作　217

題目46　頻率計(jì)的制作　222

題目47　單片機(jī)控制ADC0809的模數(shù)轉(zhuǎn)換與顯示　222

題目48　單片機(jī)數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)　223

題目49　單片機(jī)控制串行A/D轉(zhuǎn)換器TLC549　226

題目50　小直流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)　227

題目51　單片機(jī)控制三相單三拍步進(jìn)電機(jī)　229

題目52　單片機(jī)控制三相雙三拍步進(jìn)電機(jī)　231

題目53　單片機(jī)控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速　231

題目54　電容、電阻參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)　235

題目55　單片機(jī)控制串行DAC-TLC5615　235

參考文獻(xiàn)　2382100433B

第1章 Proteus電路設(shè)計(jì)仿真基礎(chǔ)

1.1 Proteus概述

1.1.1 Proteus簡(jiǎn)介

1.1.2 Proteus 7.5的安裝

1.1.3 啟動(dòng)Proteus 7軟件

1.2 Proteus 7的基本操作

1.2.1 Proteus 7 ISIS原理圖編輯界面簡(jiǎn)介

1.2.2 編輯環(huán)境參數(shù)的設(shè)置

1.2.3 系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置

1.2.4 庫(kù)元件的簡(jiǎn)介

1.3 Proteus ISIS 中的虛擬儀器

1.3.1 激勵(lì)源

1.3.2 虛擬測(cè)量設(shè)備

1.3.3 電壓與電流探針

1.3.4 分析圖表

第2章 RLC電路的分析與仿真研究

2.1 直流電路的仿真分析

2.1.1 直流電路仿真分析的目的和意義

2.1.2 主要內(nèi)容及要求

2.1.3 思考題

2.2 一階電路和二階電路的響應(yīng)

2.2.1 分析的目的和意義

2.2.2 主要內(nèi)容及要求

2.2.3 思考題

2.3 正弦交流電路

2.3.1 分析的目的和意義

2.3.2 主要內(nèi)容及要求

2.3.3 思考題

2.4 頻率特性分析與諧振

2.4.1 分析的目的和意義

2.4.2 主要內(nèi)容及要求

第3章 模擬電子電路仿真研究

3.1 單晶體管電路的仿真分析

3.1.1 仿真分析的目的和意義

3.1.2 主要內(nèi)容及要求

3.1.3 思考題

3.2 負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響仿真分析

3.2.1 分析的目的和意義

3.2.2 主要內(nèi)容及要求

3.2.3 思考題

3.3 集成運(yùn)算放大器運(yùn)算電路的仿真分析

3.3.1 分析的目的和意義

3.3.2 主要內(nèi)容及要求

3.3.3 思考題

3.4 直流集成穩(wěn)壓電源

3.4.1 分析的目的和意義

3.4.2 主要內(nèi)容及要求

3.4.3 思考題

3.5 模擬電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)

3.5.1 設(shè)計(jì)的目的和意義

3.5.2 主要內(nèi)容及要求

3.5.3 思考題

第4章 數(shù)字邏輯電路仿真研究

4.1 小規(guī)模組合邏輯電路的仿真設(shè)計(jì)

4.1.1 分析的目的和意義

4.1.2 主要內(nèi)容及要求

4.1.3 思考題

4.2 戶(hù)規(guī)模組合邏輯電路的仿真設(shè)計(jì)

4.2.1 分析的目的和意義

4.2.2 主要內(nèi)容及要求

4.2.3 思考題

4.3 觸發(fā)器時(shí)序邏輯電路的仿真分析

4.3.1 分析的目的和意義

4.3.2 主要內(nèi)容及要求

4.3.3 思考題

4.4 計(jì)數(shù)器時(shí)序邏輯電路的仿真設(shè)計(jì)

4.4.1 分析的目的和意義

4.4.2 主要內(nèi)容及要求

4.4.3 思考題

4.5 寄存器時(shí)序邏輯電路的仿真分析

4.5.1 分析的目的和意義

4.5.2 主要內(nèi)容及要求

4.5.3 思考題

4.6 數(shù)字邏輯綜合設(shè)計(jì)

4.6.1 分析的目的和意義

4.6.2 主要內(nèi)容及要求

附錄 常用元器件一覽表

參考文獻(xiàn) 2100433B