基于Proteus的单片机实验与课程设计

第1章μVision4集成开发环境1

1.1μVision4概述1

1.2μVision4安装2

1.3μVision4的下拉菜单3

1.3.1File菜单4

1.3.2Edit菜单4

1.3.3View菜单7

1.3.4Project菜单8

1.3.5Flash菜单11

1.3.6Tools菜单11

1.3.7SVCS菜单12

1.3.8Window菜单12

1.3.9Help菜单12

1.4μVision4的工具栏按钮12

1.4.1文件工具按钮12

1.4.2编译选项工具按钮14

1.4.3调试工具按钮14

1.5μVision4中的调试器15

1.5.1调试器功能（Debug）选项配置15

1.5.2Debug状态下窗口分配与View菜单17

1.5.3通过Debug菜单进行程序代码调试18

1.5.4通过 Peripherals菜单观察仿真结果19

1.6C51简单编程与调试21

第2章单片机系统的Proteus设计与仿真29

2.1Proteus功能概述29

2.2Proteus ISIS编辑环境31

2.2.1菜单栏33

2.2.2工具栏34

2.2.3工具箱36

2.2.4方向工具栏37

2.2.5仿真工具栏37

2.3Proteus电路原理图设计38

2.3.1新建一个设计文件38

2.3.2选择元器件并添加到对象选择器中39

2.3.3元件的放置、调整与编辑40

2.3.4对原理图布线41

2.4Proteus软件中的C51程序运行与调试44

2.4.1离线调试44

2.4.2Proteus和Keil μVision4在线联调44

2.5Proteus ISIS的虚拟仿真工具47

2.5.1探针47

2.5.2虚拟仪器47

2.5.3激励源48

2.5.4仿真图表50

第3章单片机C语言程序设计基础51

3.1C51程序设计的特点51

3.2C51语言的数据52

3.2.1数据类型52

3.2.2常量与变量53

3.2.3数据的存储类型55

3.2.4数据存储模式与绝对地址访问58

3.3C51运算符59

3.3.1算术运算符59

3.3.2关系运算符60

3.3.3逻辑运算符60

3.3.4位运算符60

3.3.5复合赋值运算符61

3.4C51程序的基本语句62

3.4.1表达式语句62

3.4.2复合语句62

3.4.3条件语句62

3.4.4开关语句64

3.4.5循环语句65

3.5C51语言函数66

3.5.1C51函数的定义66

3.5.2C51函数调用67

3.5.3中断函数67

第4章单片机基础实验70

4.1单片机仿真实验仪使用说明70

4.1.1单片机仿真实验仪功能介绍70

4.1.2实验项目介绍72

4.1.3实验注意事项73

4.2LED流水灯实验73

4.2.1实验目的73

4.2.2实验设备及器件74

4.2.3实验内容74

4.2.4延时时间计算74

4.2.5实验步骤74

4.2.6流水灯实验仿真图74

4.2.7实验参考程序75

4.2.8实验思考题77

4.3蜂鸣器驱动实验77

4.3.1实验目的77

4.3.2实验设备及器件77

4.3.3实验内容77

4.3.4蜂鸣器驱动原理77

4.3.5实验步骤78

4.3.6蜂鸣器驱动实验仿真图78

4.3.7实验参考程序79

4.3.8实验思考题84

4.474HC138译码器实验84

4.4.1实验目的84

4.4.2实验设备及器件84

4.4.3实验内容84

4.4.474HC138的工作原理84

4.4.5实验步骤85

4.4.674HC138译码器实验仿真图85

4.4.7实验参考程序86

4.4.8实验思考题87

4.5外部中断控制实验88

4.5.1实验目的88

4.5.2实验设备及器件88

4.5.3实验内容88

4.5.4外部中断编程说明88

4.5.5实验步骤89

4.5.6外部中断控制实验仿真图89

4.5.7实验参考程序90

4.5.8实验思考题92

4.6定时器应用实验92

4.6.1实验目的92

4.6.2实验设备及器件92

4.6.3实验内容93

4.6.4定时器中断编程说明93

4.6.5实验步骤94

4.6.6定时器应用实验仿真图94

4.6.7实验参考程序95

4.6.8实验思考题97

4.7扩展并行输出口实验97

4.7.1实验目的97

4.7.2实验设备及器件97

4.7.3实验内容97

4.7.474HC164的工作原理97

4.7.5实验步骤98

4.7.674HC164实验仿真图99

4.7.7实验程序清单100

4.7.8实验思考题101

4.8扩展并行输入口实验101

4.8.1实验目的101

4.8.2实验设备及器件101

4.8.3实验内容101

4.8.474HC165的工作原理101

4.8.5实验步骤102

4.8.674HC165实验仿真图103

4.8.7实验程序清单104

4.8.8实验思考题105

4.9串行A/D转换实验105

4.9.1实验目的105

4.9.2实验设备及器件106

4.9.3实验内容106

4.9.4TLC549的工作原理106

4.9.5实验步骤108

4.9.6串行A/D转换实验仿真图108

4.9.7实验参考程序110

4.9.8实验思考题111

4.10串行D/A转换实验112

4.10.1实验目的112

4.10.2实验设备112

4.10.3实验内容112

4.10.4TLC5620的工作原理112

4.10.5实验原理图115

4.10.6实验步骤115

4.10.7实验参考程序116

4.10.8实验思考题120

4.11红外收发实验120

4.11.1实验目的120

4.11.2实验设备及器件120

4.11.3实验内容121

4.11.4红外收发原理121

4.11.5实验原理图121

4.11.6实验步骤121

4.11.7实验参考程序122

4.11.8实验思考题125

4.12RS232串口通信实验125

4.12.1实验目的125

4.12.2实验设备及器件125

4.12.3实验内容125

4.12.4SP232的工作原理126

4.12.5实验步骤126

4.12.6RS232通信实验仿真图128

4.12.7实验参考程序130

4.12.8实验思考题132

4.13RS485差分串行通信实验132

4.13.1实验目的132

4.13.2实验设备及器件132

4.13.3实验内容132

4.13.4RS485总线简介132

4.13.5SN75176的功能特性133

4.13.6实验步骤134

4.13.7RS485通信实验仿真图134

4.13.8实验参考程序135

4.13.9实验思考题138

4.14直流电动机实验138

4.14.1实验目的138

4.14.2实验设备138

4.14.3实验内容138

4.14.4直流电动机驱动原理138

4.14.5实验步骤138

4.14.6直流电动机控制实验仿真图139

4.14.7实验参考程序140

4.14.8实验思考题144

4.15步进电动机实验144

4.15.1实验目的144

4.15.2实验设备及器件144

4.15.3实验内容145

4.15.4步进电动机的工作原理145

4.15.5实验步骤146

4.15.6步进电动机驱动实验仿真图146

4.15.7实验参考程序148

4.15.8实验思考题149

4.16数字频率计实验150

4.16.1实验目的150

4.16.2实验设备及器件150

4.16.3实验内容150

4.16.4555多谐振荡器150

4.16.5ZLG7290的功能特性150

4.16.6实验原理图152

4.16.7实验步骤153

4.16.8实验参考程序153

4.16.9实验思考题155

第5章单片机课程设计156

5.1LED电子显示屏的设计156

5.1.1系统功能设计要求156

5.1.2系统设计方案156

5.1.3LED点阵的工作原理156

5.1.474HC595功能介绍157

5.1.5系统硬件电路设计159

5.1.6系统控制程序设计思路161

5.1.7系统源程序清单162

5.2DS18B20数字温度计的设计168

5.2.1系统功能设计要求168

5.2.2系统设计方案168

5.2.3数字温度传感器DS18B20169

5.2.4系统硬件电路设计177

5.2.5系统控制程序设计思路178

5.2.6系统源程序清单179

5.3基于PCF8563的电子万年历设计183

5.3.1系统功能设计要求183

5.3.2系统设计方案183

5.3.3I2C实时时钟/日历芯片PCF8563183

5.3.412864中文液晶显示模块189

5.3.5I2C总线概述197

5.3.6系统硬件电路设计203

5.3.7系统控制程序设计思路203

5.3.8系统源程序清单205

5.4超声波测距仪的设计217

5.4.1系统功能设计要求217

5.4.2系统设计方案217

5.4.3超声波传感器分类218

5.4.4LCD1602字符液晶模块概述218

5.4.5系统硬件电路设计222

5.4.6系统控制程序设计思路225

5.4.7系统源程序清单226

5.5北斗实时定位信息显示系统的设计232

5.5.1系统功能设计要求232

5.5.2系统设计方案232

5.5.3北斗定位模块UM220简介233

5.5.4USB转串口芯片CH340G235

5.5.5系统硬件电路设计236

5.5.6系统控制程序设计思路237

5.5.7系统源程序清单239

5.62.4GHz近距离无线通信系统设计250

5.6.1系统功能设计要求250

5.6.2系统设计方案250

5.6.3nRF24L01+无线模块简介250

5.6.4数字温湿度传感器DHT11259

5.6.5系统硬件电路设计261

5.6.6系统控制程序设计思路263

5.6.7系统源程序清单264

附录AProteus中的元件库与常用元器件282

附录BC51中的关键字、运算符和结合性285

附录CASCII码字符表288

参考文献289

本书从单片机的实际应用角度出发，以功能强大的虚拟仿真工具Proteus为基础，介绍单片机基础实验和课程设计的内容。首先介绍了在Keil μVision4开发环境下进行C51语言程序的开发，接着对Proteus的基本功能及特性、如何进行仿真设计和调试进行了详细的说明。全书共给出了16个单片机基础实验内容，并精心选择了6个具有一定典型性和实用性的单片机课程设计课题，系统地介绍了课程设计的任务与要求、系统设计方案、软件设计等内容。书中所有实验内容及课程设计课题均通过了Proteus仿真和实际电路调试，相关程序代码可在ftp://ftp.tup.tsinghua.edu.cn下载。本书内容丰富实用，实践性强，可作为高等院校涉及单片机应用专业的学生进行单片机的基础实验和课程设计环节的教材，也可作为毕业设计的参考教材，对广大工程技术人员进行单片机应用系统设计也具有一定的参考价值。