单片机目录

目录第一部分：C51单片机基础预备篇课题一51单片机硬件基础课题二单片机C51语言基础第二部分：单片机基础课题仿真篇课题一单片机相关软件应用课题二LED显示设备应用课题三键盘控制应用课题四外部中断应用课题五定时/计数器应用课题六串行通信应用课题七继电器控制应用课题八蜂鸣器报警应用课题九电机控制应用课题十模数与数模转换应用第三部分：传感器应用实践篇课题一温度传感器与应用课题二湿度传感器与应用课题三霍尔传感器与应用课题四光电传感器与应用课题五烟雾传感器与应用课题六声音传感器与应用第四部分：单片机项目实践篇课题一基于单片机的电子时钟的设计与实现课题二基于单片机的电子门迎的设计与实现课题三基于单片机的电子音乐盒的设计与实现课题四基于单片机的LED条屏的电子广告牌设计与实现课题五基于单片机的电子智能温控系统的设计与实现课题六基于单片机的液位控制系统的设计与实现课题七基于单片机的单片机的数字万年历设计与实现课题八基于单片机的洗衣机控制系统的设计与实现第五部分：硬件电路板制作篇课题一建立PCB项目文件与原理图文件课题二制作原理图元件课题三由原理图文件生成PCB文件课题四制作PCB封装元件附录A单片机原理及应用技术课程设计任务书附录B西安南耕电子科技有限公司单片机实习计划相关软件下载说明参考文献教材样章：第二部分：单片机基础课题仿真篇Proteus软件是英国Labcenter公司与1989年开发的电路分析与仿真软件。是单片机应用产品研发的灵活、高效、正确的设计与仿真平台，配合编程软件kiel提高了研发效率、缩短了研发周期，节约了研发成本。本部分主要通过单片机仿真课题熟悉单片机基础知识和Proteus、keil软件的使用。课题一单片机相关软件应用基于Proteus的电路设计从根本上克服了传统电子产品设计的没有实物原型就无法对系统进行测试，没有硬件系统就很难对软件进行调试的缺点。Proteus的问世，刷新了单片机应用产品的研发过程。1、单片机应用产品的传统开发单片机应用产品的传统开发过程一般可分为三步：（1）单片机系统原理图设计，选择、购买元器件和接插件，安装和电气检测等（简称硬件设计）。（2）进行单片机系统程序设计，调试、编译等（简称软件设计）。（3）单片机系统在线调试、检测，实时运行直至完成（简称单片机系统综合调试）。2、单片机应用产品的PROTEUS开发（1）在PROTEUS平台上进行单片机系统电路设计、选择元器件、接插件、连接电路和电气检测等（简称PROTEUS电路设计）。（2）在PROTEUS平台上进行单片机系统源程序设计、编辑、编译、调试，最后生成目标代码文件（*.hex）（简称PROTEUS软件设计）。（3）在PROTEUS平台上将目标代码文件加载到单片机系统中，并实现单片机系统的实时交互、协同仿真（简称PROTEUS仿真）。（4）仿真正确后，制作、安装实际单片机系统电路，并将目标代码文件（*.hex）下载到实际单片机中运行、调试。若出现问题，可与PROTEUS设计与仿真相互配合调试，直至运行成功（简称实际产品安装、运行与调试）。本课题主要讲述Proteus仿真单片机应用系统和kiel的编程应用方法：任务一单片机仿真软件ProteusProteus软件是英国Labcenter公司开发的EDA工具软件，它集成原理图设计、电路分析、仿真和PCB为一体，配有各种信号源和电路分析所需的虚拟仪表；具有模拟电路、数字电路、单片机应用系统、嵌入式（主要是ARM7）设计与仿真功能。一、进入ProteusISIS在计算机上安装好Proteus（7.8版本）后，双击桌面上的ISIS7Professional图标或者单击屏幕左下方的“开始”→“程序”→“Proteus7Professional”→“ISIS7Professional”，出现如图2-1-1所示屏幕，表明进入ProteusISIS集成环境。图2-1-1Proteus启动界面二、工作界面ProteusISIS的工作界面是一种标准的Windows界面，如图2-1-2所示。包括：标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状态栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮、预览窗口、对象选择器窗口、图形编辑窗口（电路编辑区）。图2-1-2Proteus工作界面三、基本操作1、元件放置在绘制图工具栏中点击ComponentMode按钮，然后单击对象选择按钮P，弹出2-1-3所示的对话框，在Keywords输入框中输入元件的名称，如AT89C51；或者在Category中从元件库中选择元器件（元件库介绍见表2-1-1），单击OK按钮，元器件被添加到对象选择窗口中，然后在电路编辑区域放置元器件。图2-1-3元件选择对话框2、选中对象用鼠标指向对象并点击左键或右键可以选中该对象。该操作选中对象并使其高亮显示，然后可以进行编辑。选中对象时该对象上的所有连线同时被选中。要选中一组对象，可以通过依次在每个对象右击选中每个对象的方式。也可以通过左（右）键拖出一个选择框的方式，但只有完全位于选择框内的对象才可以被选中。在空白处点击鼠标右键可以取消所有对象的选择。3、删除对象用鼠标指向选中的对象并点击右键选择删除该对象，同时删除该对象的所有连线。4、拖动对象用鼠标指向选中的对象并用左键拖曳可以拖动该对象。该方式不仅对整个对象有效，而且对对象中单独的labels也有效。如果错误拖动一个对象，所有的连线都变成了一团糟，则可以使用Undo命令撤消操作恢复原来的状态。5、拖动对象标签许多类型的对象有一个或多个属性标签附着。例如，每个元件有一个“reference”标签和一个“value”标签。可以很容易地移动这些标签使得电路图看起来更美观。移动标签的步骤如下：①选中对象。②用鼠标指向标签，按下鼠标左键。③拖动标签到所需要的位置。④释放鼠标。6、调整对象大小子电路、图表、线、框和圆可以调整大小，调整对象大小的步骤如下：①选中对象②如果对象可以调整大小，对象周围会出现黑色小方块，叫做“手柄”。③用鼠标左键拖动这些“手柄”到新的位置，可以改变对象的大小。在拖动的过程中手柄会消失以便不和对象的显示混叠。7、调整对象的方向许多类型的对象可以调整方向为0°、90°、270°、°，或通过x轴y轴镜象。旋转对象的步骤如下：右击对象元件，在弹出的菜单中选择需要旋转的方向进行旋转。8、编辑对象许多对象具有图形或文本属性，这些属性可以通过一个对话框进行编辑，这是一种很常见的操作，有多种实现方式：双击该对象或者右击对象，在弹出的菜单中选EditProperties命令。9、拷贝所有选中的对象拷贝对象电路的方式：先选择要拷贝的对象，右击选择CopytoClipboard命令进行拷贝，然后在空白处右击选择PasteFromclipboard命令进行粘贴。10、移动所有选中的对象移动一组对象的步骤是：①选中需要的对象，具体的方式参照上文的TagginganObject部分。②把轮廓拖到需要的位置，点击鼠标左键放置。你可以使用块移动的方式来移动一组导线，而不移动任何对象。11、删除所有选中的对象删除一组对象的步骤是：①选中需要的对象。②用鼠标左键点击Delete图标。如果错误删除了对象，可以使用Undo命令来恢复原状。12、画线①画线PROTEUSISIS没有画线的图标按钮，因为ISIS的智能化，足以在画线时能自动检测。②在两个对象间连线a、左击第一个对象连接点。b、左击另一个连接点。（如果你想自己决定走线路径，只需在想要拐点处点击鼠标左键）一个连接点可以精确的连到一根线。在元件和终端的管脚末端都有连接点。一个圆点从中心出发有四个连接点，可以连四根线。在此过程的任何一个阶段，你都可以按ESC来放弃画线。四、Proteus库介绍Proteus系统中有很多元件库，每个库里面又有许多同类型的元件，具体介绍如表2-1-1所示。表2-1-1元件库的分类英文元件库名称中文元件库名称英文元件库名称中文元件库名称(Unspecified)未指定PICAXEPICAXE单片机AnalogICs模拟集成电路库PLDs&FPGAsPLD、FPGACapacitors电容库Resistors电阻库CMOS4000seriesCMOS4000系列SimulatorPrimitives仿真模型Connectors接插件Speakers&Sounders喇叭、音响DataConverters数字转换器Switches&Relays开关继电器DebuggingTools调试工具SwitchingDevice开关Diodes二极管ThermionicValves热离子真空管ECl10000seriesECL10000系列Transducers传感器Electromechanical电动机系列Transistors晶体管Inductors电感库TTL74series74系列LaplacePrimitivesLaplace原型TTL74ALSseries74ALS系列Mechanics交流三相电机TTL74ASseries74AS系列MemoryICs存储器集成库电路TTL74Fseries74F系列MicroprocessorICs微处理器集成库TTL74HCseries74HC系列Miscellaneous其他库TTL74HCTseries74HCT系列ModelingPrimitives模型原型TTL74LSseries74LS系列OperationalAmplifiers运算放大器库TTL74Sseries74S系列Optoelectronics光电显示器件五、应用举例由于本书以介绍单片机的知识为主，在这里我们以简单单片机应用实例介绍Proteus的使用方法。设计要求：设计一个简单的单片机控制的流水电路，如图2-1-4所示。电路的控制器芯片为51单片机，具体选择AT89C51，单片机的P1口接八路LED灯，通过排阻限流接电源正极。注：由于在仿真环境中，单片机可以直接运行，所以可以不加最小系统，后面所有的仿真图都没有加最小系统，在实际应用电路中必须加最小系统电路。图2-1-4八路流水灯电路图设计步骤：1、将所需要的元器件加入到对象选择窗口。单击库选择按钮，如图2-1-5所示。2-1-5选择库文件在弹出“PickfromLibraries”界面，在“Keywords”中输入AT89C51，系统在对象中进行搜索查找，并将搜索结果显示在“Results”中，如图2-1-6所示。在“Results”栏中的列表中双击“AT89C51”,将“AT89C51”添加到对象选择器窗口。图2-1-6搜索元器件，选择单片机随后在“Keywords”栏中重新输入RESPACK，如图2-1-7所示。双击“RESPACK-8”，将“RESPACK”添加到对象选择器窗口。图2-1-7选择排阻最后，在“Keywords”栏中输入LED-,如图2-1-8所示。双击“LED-YELLOW”，将“LED-YELLOW”添加到对象选择器窗口，可以根据需要选择不同颜色的LED灯，在这里我们选择“LED-YELLOW、LED-GREEN、LED-RED”三种灯。单击“OK”按钮，结束对象选择。图2-1-8选择LED灯经过以上选择操作，在对象选择器窗口中，已经有了AT89C51、LED-YELLOW、LED-GREEN、LED-RED、RESPACK五个元器件对象。2、放置元器件到电路编辑区。在对象选择器窗口中，选中AT89C51，将鼠标放于电路编辑区元器件欲放置的位置，单击鼠标左键放置元件。同理，放置LED、RESPACK到电路编辑区，如果元器件需要修改参数，只需要双击元器件，在弹出的对话框中修改即可。如图2-1-9所示。图2-1-9放置元件图如对象需要旋转，则可将对象选中，单击鼠标右键，进行旋转（此处进行RotateAnti-ClockwiseNUM-+旋转），如图2-1-10所示；如需要移动，则可将对象选中，按下鼠标左键，拖动鼠标到要放置元件的位置，松开鼠标，完成移动。如图2-1-11所示。图2-1-1