论文总字数：21265字

摘 要

随着电子科技的发展，单片机被应用于各个行业，几乎每一个学校都开设有单片机方面的课程。单片机课程是一门偏向于实践性的学科，需要通过不断的实验与思考才能掌握单片机的理论知识。现在单片机实验一般都是在学校专门的实验室中完成的，实验室中有专门的实验箱，学生可以自己搭建电路进行实验。不过随着仿真软件的流行，通过仿真软件来进行单片机实验已十分普遍。

本文介绍在Proteus仿真软件上设计的一个单片机课程实验系统电路图，并介绍匹配的基本实验程序以及一个能用于生产实习的单片机系统--时钟与秒表系统。电路图包括基本的led灯电路、数码管电路、lcd显示屏电路、串口电路、阵列键盘电路等，这些都是学习单片机必须掌握的基本电路，再编写与相关电路对应的程序，一方面测试整个电路的正确性，另一方面也指导学生如何使用这些电路进行实验。在Proteus上实现单片机课程实验系统电路，让学生学习单片机课程更加方便。时钟与秒表系统则是在基本实验的基础上，设计并制作出一个完整的系统，可用于学生的生产实习。

关键词：单片机 课程实验 仿真 电路设计

The Design and Development of Experiment System for Singlechip

Abstract

With the development of electronic technology, SCM is used in various industries, almost every school has set up a single-chip courses. SCM course is a biased tend to practical disciplines, need to continue through experiments and thinking to grasp the theoretical knowledge of the microcontroller. Now single-chip experiments are generally done in the school's specialized laboratory, the laboratory has a special experimental box, students can build their own circuits to experiment. However, with the popularity of simulation software, through the simulation software to carry out single-chip experiment has been very common.

This paper introduces a circuit diagram of a single-chip experimental system designed on Proteus simulation software and introduces the basic experimental program of matching and a single-chip system - clock and stopwatch system which can be used in production practice. Circuit diagram, including the basic led lamp circuit, digital tube circuit, lcd display circuit, serial circuit, array keyboard circuit, which are learning the microcontroller must master the basic circuit, and then write the corresponding circuit with the corresponding procedures, on the one hand test the entire circuit Of the correctness, on the other hand also guide students how to use these circuits to experiment. Proteus on the realization of single-chip experimental system system circuit, so that students learn more convenient SCM program. Clock and stopwatch system is based on the basic experiment, design and produce a complete system can be used for student production practice.

Key Words: Singlechip, the Experiment of Course, simulation, The Design of electroni

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第一章 绪论 1

1.1单片机课程实验简介 1

1.2基于Proteus的单片机仿真课程实验系统 1

1.3论文组织结构 2

第二章 总体方案设计 3

2.1 系统总体思路设计 3

2.2 实验系统模块规划 3

第三章 主要元件及开发工具介绍 6

3.1 主控芯片AT89C51 6

3.2 锁存器74HC573 6

3.3 LCD1602显示屏 7

3.4 数码管 8

第四章 硬件电路设计 10

4.1 系统整体设计电路图 10

4.2 晶振电路 10

4.3 复位电路 11

4.4 led灯组电路 12

4.5 数码管显示电路 12

4.6 LCD显示电路 13

4.7 蜂鸣器电路 14

4.8 外部中断电路与计数电路 15

4.9 串口电路 15

4.10 阵列键盘电路 16

第五章 实验设计 18

5.1 并行接口I/O实验 18

5.1.1 点亮led灯 18

5.1.2 数码管静态显示 18

5.1.3 lcd显示 19

5.2 中断实验 20

5.2.1 中断实验1 20

5.2.2 中断实验2 21

5.3 定时/计数器实验 21

5.3.1 定时器实验1（蜂鸣器实验） 22

5.3.2 定时器实验2（跑马灯实验） 23

5.3.3 定时器实验3（流水灯实验） 24

5.4 显示/键盘实验 26

5.4.1 数码管动态扫描显示实验 27

5.4.2 按键扫描实验 28

5.5 串口通信实验 31

第六章 时钟与秒表系统 33

6.1 系统组成 33

6.2 系统功能设计 34

6.3 系统仿真结果 36

第七章 总结与展望 40

参 考 文 献 42

致 谢 44

第一章 绪论

本章主要对传统的单片机课程实验做一个简要说明，接着介绍了基于Proteus的仿真实验，最后说明了论文的组织结构。

1.1单片机课程实验简介

学习单片机离不开实验，单片机实验是软件与硬件的结合。只有通过大量的实验才能掌握教学内容要求的MCS-51系列单片机的结构特点和组成原理，做到理论联系实际。通过实验，学生可以检测自己对单片机知识的掌握程度，进而来规划、调整自己的学习计划。现在学校的实验室多是采用集成实验箱，实验箱中包括基本的实验芯片以及实验器件。在学生进行实验时，通过实验指导书告诉学生实验电路接口的组成，学生按照实验电路图来编写程序进行实验。实验箱中的单片机通过一键下载电路直接跟计算机连接，在计算机上的Keil软件中编写程序，编译程序，生成二进制代码，再通过与实验箱配备的软件将二进制代码文件下载到实验箱的单片机芯片中，这使得学生无须再将单片机芯片从实验箱中取出来，再通过专门的设备来下载二进制程序，而且现在的实验箱一般都支持联机调试，这使得学生进行单片机实验变得简单，学生学习单片机也更加容易。

1.2基于Proteus的单片机仿真课程实验系统

随着软件仿真技术的逐渐成熟，在单片机教学以及课余实验中使用仿真软件已经越来越普遍。电子设计技术的核心就是EDA（Electronic Design Automation）技术。EDA技术是指以计算机为工作平台，融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术等最新成果而研制成的电子CAD通用软件包，主要能辅助进行IC设计、电子电路设计及PCB设计和系统级设计工作。Proteus软件是一种电子仿真软件，可用于模电、数电以及单片机电路的仿真与调试。Proteus是十分易用的一门软件，可以进行电路原理图的绘制，还可以进行源程序的调试。除了电路仿真之外，Proteus还可以进行PCB制板。通过Proteus设计一个单片机课程实验系统，使得学生只需通过Proteus就可以直接进行单片机实验，无须再借助于单片机实验箱，而且在Proteus上做有关单片机实验与在单片机实验板上做实验结果几乎没有区别，且在Proteus上做仿真实验，简单方便，有错误易修改。基于Proteus软件，做一个仿真实验系统，学生就可以直接在Proteus上完成实验，不需要再依赖实验板。而且仿真电路图简洁明显，学生可以一目了然，单片机知识掌握比较深且想要深入学习的同学，可以在原有的实验图上进行修改，增加器件，然后编写程序测试。单片机仿真已经成为单片机学习中不可缺少的一个工具。

1.3论文组织结构

第一章是绪论，主要介绍单片机实践学习与实验箱，引出仿真实验系统。

第二章是系统总体方案设计，介绍了本实验系统要设计的几类实验，确定要使用的元件以及如何进行电路图设计。

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