proteus单片机技术课程实验指导书2011

1单片机技术实验指导书（080431—080432班适用）编写者：张卓杨立华长春工业大学人文信息学院2011年3月1日2仿真实验目录实验一.KeiluVision3工具软件的使用与MCS-51单片机汇编指令练习实验二.PROTEUS仿真软件的使用实验三.基本输入输出的PROTEUS设计实验四.计数显示综合实验实验五.外部中断实验实验六.单片机定时/计数实验实验七.串行通信---双机通信仿真实验实验八.键盘输入液晶显示C51编程实验实验九.基于单片机的按键发声实验实验十.串行通信---串并转换仿真实验实验十一.串行通信---多机通信仿真实验实验十二.双机并行通信仿真实验实验十三.串行并行通信仿真实验实验十四.单片机数据存储器扩展仿真实验附录:部分实验源程序3实验一.KeiluVision3工具软件的使用与MCS-51单片机汇编指令练习一、实验要求:必做二、实验类型:验证三、实验学时：2四、实验地点与环境：机房，KeiluVision3软件五、实验目的:1、熟悉KeiluVision3工具软件的使用方法（可参见KeiluVision3软件的菜单“帮助”)。2、掌握利用KeiluVision3进行源程序编写、编译、程序运行、观察运行结果的基本过程及操作方法。3、掌握MCS-51系列单片机的指令系统。六、实验内容：1．KeiluVision3工具软件的使用方法（步骤）（1）、在电脑上新建一文件夹并命名（如EX1）（2）、打开KeiluVision3软件。（3）、选择菜单Project---NewProject（若打开软件时，己含有一工程（项目）则应先关闭该工程，方法是：Project---CloseProject），在打开的新建窗口中输入一工程（项目）名（如EX1），点保存，选择一单片机如Atmel---At89c52等，在随后出现的提示窗口，选择“否”。（4）、新建一文件。File---NewFile，在打开的窗口中输入下面的内容（源程序），点保存，文件名如为EX1.ASM（注这里的扩展名.ASM必须要写，若是用C语言写成的源程序，则扩展名应为.C）。（5）、将源程序文件包含在项目中。右单击，打开快捷菜单，左击“Addfileto…”，在打开的窗口中将EX1.ASM增加进去。（6）、对Target做必要的设置。右单击，左击“OptionsforTarget…”或单击工具按钮，根据需要，在打开的窗口中做必要的设置，如晶振频率、是否要生成.HEX文件等。（7）、编译。点击工具栏这两个按钮中的一个，也可通过Project菜单中的来实现编译，编译后在输出窗口中会输出对应的信息（编译是否通过等）（8）、调试、观察结果。点击按钮，进入调试状态，这时点击或F11可实现“跟踪”，点击可实现“单步”调试，也可通过DEBUG菜单来实现相应的操作，然后可通过View和菜单等打开相应的观察窗口。在调试状态下，可通过点击，打开存储器窗口，观察对应存储单元的内容。如要要访问ROM区0030H单元中的内容，可在存储器窗口的ADDRESS处输入：C：0X0030后按回车键，其中C是存储区前缀，另D~表示内部RAM的直接寻址区；I~表示内部RAM的间接寻址区；X~表示外部RAM区；C~表示ROM区；B~表示位寻址区。2．分析下面的源程序，并指出各指令的结果，并在KeiluVision3中进行调试、观察验证，保存文件为EX2_1.asm。4ORG0000HLJMPMAINORG0030HMAIN:MOV30H,#2AHMOV31H,#33HMOVR0,#30HMOVA,@R0MOVR2,AINCR0MOV03H,@R0SJMP$END3．分析下面的源程序，并指出各指令的结果，并在KeiluVision3中进行调试、观察验证，保存文件为EX2_2.asm。若要将MOVCA,@A+DPTR指令改成MOVCA,@A+pc指令,应如何实现?ORG0000HLJMPMAINORG0030HMAIN:MOVA,#03HMOVDPTR,#TABMOVCA,@A+DPTRMOVR1,ASJMP$TAB:DB30H,31H,32H,33HDB42H,43H,44H,45HEND4．在KeiluVision3中进行调试、观察以下几条命令，保存文件为EX2_3.asm：MOVR0,#12HMOVA,#56HMOVX@R0,A5、按要求编写程序并上机调试、观察结果。(1).R1的内容传送到R0.(2).片外RAM20H单元的内容送R0.(3).片外RAM20H单元的内容送片内RAM20H单元.(4).片外RAM1000H单元的内容送片内RAM20H单元.(5).ROM2000H单元的内容送R0.(6).ROM2000H单元的内容送片内RAM20H单元.(7).ROM2000H单元的内容送片外RAM20H单元.5实验二.PROTEUS仿真软件的使用一、实验要求:必做二、实验类型:验证三、实验学时：2四、实验地点与环境：机房，PROTEUS7.4软件五、实验目的:1、熟悉PROTEUS单片机仿真软件的使用方法。2、掌握利用PROTEUS软件进行单片机系统设计与仿真的过程。3、掌握发光二极管的控制方法。六、预备知识1、PROTEUS简介PROTEUS是英国LabcenterElectronics公司研发的多功能EDA软件。它不仅是模拟电路、数字电路、模/数混合电路的设计与仿真平台，更是目前世界上最先进的单片机和嵌入式系统的设计与仿真平台。它真正实现了在计算机上完成从原理图与电路设计、电路分析与仿真、单片机代码级调试与仿真、系统测试与功能验证到形成PCB的完整的电子设计、研发过程。在目标板还没投产前，就可以对设计的硬件系统的功能、合理性和性能指标进行充分调整，并可以在没有目标板的情况下，进行相应软件的开发和调试，进行完全的虚拟开发，明显提高企业的开发效率，降低开发风险。2、ISIS窗口3、单片机系统的PROTEUS设计与仿真的开发过程（1）、在ISIS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。（电路设计）（2）、在WAVE或KEIL平台上进行单片机系统的程序设计、编辑、编译、调试，最后生成目标代码（.HEX）。（软件设计，实际上也可以在ISIS平台上进行此项工作）（3）、在ISIS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。它在相当程度上反映了实际单片机系统的运行情况。（仿真）PROTEUS电路设计流程和PROTEUS设计与仿真流程分别如图1-1(a)、图1-1(b)所示。64、鼠标操作特点（1）、放置对象：单击鼠标左键（简称单击），放置元器件、连线。（2）、选中对象：单击鼠标右键（简称右击），选择元器件、连线和其他对象，此时选中的操作对象以高亮红色（默认色）显示。（3）、删除对象：双击鼠标右键（简称右双击），删除元器件、连线等。（4）、块选择：按住鼠标右键拖出方框，选中方框中的多个元器件及其连线。（5）、编辑对象：先单击鼠标右键后单击鼠标左键，编辑元器件属性。（6）、移动对象：先右单击选中对象，按住鼠标左键移动，拖动元器件、连线。（7）、缩放对象：按住鼠标中键滚动，以鼠标停留点为中心，缩放电路。七、实验内容：1、如图1-2所示，LED发光二极管的初始状态为亮，用PROTEUS仿真实现：按一下接键，LED灭，再按一下，LED亮，按此规律LED亮灭交替。要求在PROTEUS中画出电原理图，加载给出的程序目标文件（.HEX）后，仿真实现题目。新建设计文件选择元器件放置元器件、电源和地电路布线元器件属性设置电气检测PROTEUS电路设计PROTEUS仿真源程序设计、编辑生成目标代码文件加载目标代码设置时钟频率图1-1(a)PROTEUS电路设计流程图1-1(b)PROTEUS设计与仿真流程图1-2实验原理图7实验具体步骤如下：（1）、启动ISIS环境：开始—程序—Proteus7professional—ISIS7professional。（2）、新建设计文件单击“文件---新建文件”，出现选择模板窗口，选中模板“DETAULT”，再单击“OK”。（3）、设定绘图纸大小当前的用户图纸大小默认A4，可以通过“系统---设置图纸尺寸”来更改图纸的大小。（4）、选取元器件并添加到对象选择器中单击图1-3(a)中的“P”按钮，弹出如图1-3(b)所示的选取元器件对话框，在“Keywords（关键字）”一栏中输入元器件名称“AT89C51”，则出现与关键字匹配的元器件列表。选中（单击）AT89C51所在的行后，再单击“OK”按钮，便将器件AT89C51加入到ISIS对象选择器中。同时将相关的元器件都添入，如图1-3(c)所示。（5）、网格单位网格单位默认是100th，这也是移运元器件的步长单位，可以根据需要更改这一单位。方法是单击“查看”再单击所要的网格单位即可。（6）、放置、移动、旋转元器件单击ISIS对象选择器中的元器件名，蓝色条出现在该元器件名上。把鼠标移至编辑区某位置后，单击就可放置元器件于该位置，每单击一次就放一个元器件。要选中编辑区中的某一元器件，只要单击该器件即可。要移动元器件可选中该器件后，再按住鼠标左键拖动到目的位置即可。旋转元器件可先右击元器件，再根据需要选择菜单进行操作。（7）、放置电源、地（终端）单击模式选择工具栏中的终端按钮，则ISIS对象选择器如图1-4(a)所示。根据需要选择即可。（8）、电路图布线系统默认自动布线有效，即按钮被按下。在这种方式下，只要相继单击元器件引脚间、线间等要连线的两处（起点和终点），系统会自动生成连线。（9）、设置、修改元器件的属性右击放置在编辑区中的元器件（呈高亮度）后，再单击它即可打开其属性窗口，这时可在属性窗口中设置、修改元器件的属性。如图1-4(b)所示。图1-3(a)单击“P”按钮图1-3(b)元器件列表图1-3(c)元器件都添入8（10）、电气检测（有时可先不做）设计电路完成后，单击电气检查按钮，会出现检查结果窗口，前面是一些文本信息，接着是检查结果列表，若有错，会有详细的说明。（11）、源程序的设计、编辑和目标代码的生成源程序的设计、编辑和目标代码（.HEX）的生成，可以通过WAVE软件来实现的，PROTEUS只要用.HEX文件。（12）、加载目标代码和设置时钟频率先右击ISIS编辑区中的AT89C51单片机，然后再单击它即可打开它的属性窗口，直接双击单片机也可打开它的属性窗口，在窗口中的“programefile”右侧框中输入或找到.HEX文件所在的路径。如图1-4所示。同理在属性窗口的“clockfrequency”中输入或更改单片机的工作频率。如图1-5所示。由于仿真时是以该时钟频率为准的，所以在编辑区设计时可以略去单片机振荡电路，另外，对MCS-51系列单片机而言，复位电路也可以略去，EA控制引脚也可悬空。但要注意若要进行电路电气检测，则这些不可略去。（13）、单片机系统的PROTEUS交互仿真为与仿真相关的控制按钮，单击第一个仿真按钮则处于全带仿真状态，些时LED亮，可用鼠标单击ISIS编辑区中的按钮，实现交互仿真。单击一次按钮LED暗，再次单击，LED亮，如些循环，LED亮灭交替。若单击最后一个仿真按钮，则终止仿真。（14）、若达不到要求应检查电路和编程是否正确。2、在PROTEUS中画出开关控制数码管实验的电路原理图，如图1-6所示。加载给出的程序目标文件（.HEX）后，仿真实现将4位开关状态输出到数码管显示。实验用元器件清单提示：（1）、AT89C51---单片机（2）、RES、RESPACK-8---电阻、带公共端的8排阻（RX8---8排阻）图1-4(a)终端符号图1-4(b)设置、修改元器件的属性图1-5加载目标代码和设置时钟频率9（3）、7SEG-COM-AN-GRN---带公共端的共阳七段绿色数码管（4）、SW-SPST---带锁存的单刀单掷开关（5）、CAP、CAP-ELEC---电容、电解电容（6）、CRYSTAL---晶振八、写出实验小