基于Proteus的8051单片机实例教程

第1章Proteus概述

1.1Proteus简介

1.2Proteus的运行环境

1.3Proteus的安装

第2章初识ISIS

2.1启动ISIS

2.2ISIS编辑界面简介

2.3ISIS菜单栏

2.4ISIS命令工具栏

2.5ISIS模式选择工具栏

2.6ISIS旋转、镜像控制按钮

2.7仿真控制按钮

第3章电路原理图设计

3.1原理图的设计步骤

3.2ISIS鼠标使用规则

3.3原理图设计

3.3.1新建设计文件

3.3.2放置元器件

3.3.3对原理图布线

3.3.4生成网络表文件

3.3.5对原理图进行电气规则检查

3.3.6标题栏、说明文字和头块的放置

3.3.7存盘及打印输出文件

3.4原理图设计实例

第4章ProteusVSM仿真工具介绍

4.1探针

4.2虚拟仪器

4.2.1虚拟示波器（Oscilloscope）

4.2.2逻辑分析仪（LogicAnalyser）

4.2.3信号发生器（SignalGenerator）

4.2.4定时/计数器

4.2.5虚拟终端

4.2.6模式发生器

4.2.7SPI调试器

4.2.8I2C调试器

4.2.9电压表和电流表

4.3信号发生器

4.4仿真图表

4.4.1图表介绍

4.4.2图表应用实例

第5章Proteus软件中的仿真调试方法

5.1KeiluV2与Proteus的结合搭建仿真平台

5.1.1驱动的安装

5.1.2Keil和Proteus的配置

5.1.3Keil和Proteus的调试过程

5.2源代码级调试——汇编语言方式

5.2.1汇编语言源程序文件的创建

5.2.2汇编语言源程序文件的应用

5.3源代码级调试——C51语言方式（1）

5.3.18051单片机仿真支持的程序文件

5.3.2OMF51格式的文件

5.3.3在Keil中如何生成OMF51格式的文件

5.3.4OMF格式文件的应用

5.4源代码级调试——C51语言方式（2）

5.4.18051单片机仿真支持的文件格式

5.4.2在IAR中如何生成UBROF格式的文件

5.4.3如何使用UBROF格式的文件

第6章实例项目

6.1实例1——I/O口输出实例

6.2实例2——I/O口输入/输出实例

6.3实例3——存储器RAM读/写实例

6.4实例4——无译码的七段数码管显示实例

6.5实例5——多位数码管扫描显示实例

6.6实例6——BCD码译码的多位数码管扫描显示实例

6.7实例7——独立式键盘实例

6.8实例8——不同模式下的定时器0实例

6.9实例9——不同模式下的计数器0实例

6.10实例10——单一外部中断实例

6.11实例11——两外部中断同时存在实例

6.12实例12——矩阵键盘扫描中断实例

6.13实例13——串行端口输出扩充实例

6.14实例14——串行端口输入扩充实例

6.15实例15——两8051单片机单工收发数据实例

6.16实例16——两8051单片机双工收发数据实例

6.17实例17——字符型液晶显示实例

6.18实例18——I2C总线AT24C02存储器读/写实例

6.19实例19——1线数字式温度传感器DS18B20实例

6.20实例20——2线数字式温度传感器DS1621实例

6.21实例21——基于ADC0832（SPI接口）的AD变换实例

6.22实例22——步进电动机的控制实例

参考文献

……2100433B

主要包括两大部分，第一部分包括前4章，主要讲述了Proteus软件的安装、ISIS的初步应用、电路原理图设计、ProteusVSM仿真工具；第二部分包括第5、6章，第5章主要讲述了Proteus软件中的仿真调试方法，主要包括KeiluV2与Proteus结合搭建仿真平台，利用汇编语言方式、omf格式文件的C51语言方式和UBROF格式文件的C51语言方式进行源代码级调试；第6章包括22个实例项目，每个实例项目都给出了详细的实例目的、实例原理图、实例内容、实例步骤、参考程序。

第1章　Proteus功能概述　1

1.1　Proteus虚拟仿真功能概述　1

1.2　Proteus ISIS的虚拟仿真模式　4

1.3　单片机应用系统的Proteus仿真　5

1.4　Proteus ARES的PCB设计功能　7

第2章　Proteus ISIS的电路原理图设计　11

2.1　Proteus软件的安装与运行　11

2.2　Proteus ISIS环境简介　12

2.2.1　ISIS各窗口简介　12

2.2.2　主菜单栏　13

2.2.3　主工具栏　16

2.2.4　工具箱　17

2.2.5　仿真工具栏　19

2.2.6　元件列表　19

2.2.7　预览窗口　20

2.2.8　原理图编辑窗口　20

2.3　ISIS的编辑环境设置　21

2.3.1　选择模板　21

2.3.2　选择图纸　21

2.3.3　设置文本编辑器　22

2.3.4　设置网格　22

2.4　Proteus ISIS的系统参数设置　22

2.4.1　设置系统运行环境　22

2.4.2　设置路径　23

2.4.3　设置快捷键　24

2.5　ISIS环境下的电路原理图设计　24

2.5.1　新建或打开一个设计文件　24

2.5.2　选择需要的元件到元件列表　26

2.5.3　放置元件并连接电路　27

第3章　Proteus ISIS的虚拟仿真工具　32

3.1　虚拟信号源　32

3.1.1　直流信号源　32

3.1.2　正弦波信号源　33

3.1.3　单周期数字脉冲信号源　35

3.1.4　数字时钟信号源　36

3.2　虚拟仪器　37

3.2.1　虚拟示波器　37

3.2.2　虚拟终端　39

3.2.3　I2C调试器　41

3.2.4　SPI调试器　44

3.2.5　计数器/定时器　45

3.2.6　电压表和电流表　47

3.3　图表仿真　47

第4章　C51程序设计与调试　50

4.1　基于Keil μVision3的源程序设计　50

4.1.1　Keil μVision3的工作界面　50

4.1.2　创建工程　50

4.1.3　添加用户源程序文件　53

4.1.4　程序的编译与调试　55

4.1.5　工程的设置　58

4.2　加载目标代码文件、设置时钟频率及仿真运行　60

4.3　Proteus与μVision3的联调　61

第5章　单片机系统的设计仿真实例　64

5.1　例1——开关检测　64

5.1.1　设计要求　65

5.1.2　Proteus电路设计　65

5.1.3　Keil μVision3平台下的源程序设计　67

5.1.4　源程序编译及目标代码文件的生成　69

5.1.5　加载目标代码文件与设置时钟频率　70

5.1.6　Proteus仿真　71

5.1.7　有关电路设计的几点说明　71

5.2　例2——流水灯设计　72

5.2.1　设计要求　72

5.2.2　Proteus电路设计　73

5.2.3　源程序设计　73

5.2.4　Proteus仿真　74

5.3　例3——开关闭合状态的检测　75

5.3.1　设计要求　75

5.3.2　Proteus电路设计　75

5.3.3　源程序设计　77

5.3.4　Proteus仿真　78

5.4　例4——外部中断实验　79

5.4.1　设计要求　79

5.4.2　Proteus电路设计　79

5.4.3　源程序设计　80

5.4.4　Proteus仿真　81

5.5　例5——中断优先级实验　82

5.5.1　设计要求　82

5.5.2　Proteus电路设计　83

5.5.3　源程序设计　83

5.5.4　Proteus仿真　85

5.6　例6——方波发生器　85

5.6.1　设计要求　85

5.6.2　Proteus电路设计　86

5.6.3　源程序设计、生成目标代码文件　87

5.6.4　Proteus仿真　88

5.7　例7——脉冲分频器的应用　89

5.7.1　设计要求　89

5.7.2　Proteus电路设计　89

5.7.3　源程序设计　90

5.7.4　Proteus仿真　91

5.8　例8——60秒倒计时时钟　91

5.8.1　设计要求　91

5.8.2　Proteus电路设计　92

5.8.3　源程序设计　93

5.8.4　Proteus仿真　94

5.9　例9——双机串行通信设计　94

5.9.1　设计要求　94

5.9.2　Proteus电路设计　95

5.9.3　源程序设计　96

5.9.4　Proteus仿真　100

5.10　例10——单片机控制82C55产生500Hz方波　101

5.10.1　设计要求　101

5.10.2　Proteus电路设计　102

5.10.3　源程序设计　102

5.10.4　电路设计与仿真　104

5.11　例11——4×4矩阵键盘的按键识别　104

5.11.1　设计要求　104

5.11.2　Proteus电路设计　104

5.11.3　源程序设计　106

5.11.4　Proteus仿真　108

5.12　例12——单片机控制字符型LCD的显示　110

5.12.1　设计要求　110

5.12.2　Proteus电路设计　110

5.12.3　源程序设计　111

5.12.4　Proteus仿真　113

5.13　例13——单片机控制ADC0809两路数据采集　113

5.13.1　设计要求　113

5.13.2　Proteus电路设计　114

5.13.3　源程序设计　115

5.13.4　Proteus仿真　117

5.14　例14——单片机控制DAC0832的波形发生器　118

5.14.1　设计要求　118

5.14.2　Proteus电路设计　118

5.14.3　源程序设计　119

5.14.4　Proteus仿真　122

5.15　例15——步进电机的控制　123

5.15.1　设计要求　123

5.15.2　Proteus电路设计　123

5.15.3　源程序设计　124

5.15.4　Proteus仿真　126

第6章　基础实验　128

实验1　单片机I/O口实验——LED流水灯　128

实验2　单片机I/O口实验——模拟开关灯　129

实验3　单个外部中断实验　129

实验4　中断嵌套实验　130

实验5　定时器实验　130

实验6　计数器实验　131

实验7　串口方式0扩展并行输出口实验　131

实验8　串口方式0扩展并行输入口实验　132

实验9　双单片机串行通信　132

实验10　单片机与PC之间串行通信实验　133

实验11　扩展82C55并行I/O接口实验　133

实验12　独立式键盘实验　134

实验13　矩阵式键盘扫描实验　134

实验14　单片机驱动1602液晶显示模块　135

实验15　DAC0832的D/A转换实验　135

实验16　ADC0809的A/D转换实验　136

实验17　I2C总线——AT24C02存储器读写　136

实验18　单片机控制16×16阵列LED的显示　137

实验19　温度传感器DS18B20实验　137

实验20　直流电机控制实验　138

实验21　步进电机控制实验　138

实验22　直流电机测速实验　139

附录　各实验的参考电路　140

实验1　单片机I/O口实验——LED流水灯　140

实验2　单片机I/O口实验——模拟开关灯　140

实验3　单个外部中断实验　141

实验4　中断嵌套实验　142

实验5　定时器实验　143

实验6　计数器实验　143

实验7　串口方式0扩展并行输出口实验　144

实验8　串口方式0扩展并行输入口实验　145

实验9　双单片机串行通信　146

实验10　单片机与PC之间串行通信　147

实验11　扩展82C55并行I/O接口实验　148

实验12　独立式键盘实验　149

实验13　矩阵式键盘扫描实验　150

实验14　单片机驱动1602液晶显示模块　151

实验15　DAC0832的D/A转换实验　152

实验16　ADC0809的A/D转换实验　152

实验17　I2C总线-AT24C02存储器读写　153

实验18　单片机控制16×16阵列LED显示汉字　154

实验19　温度传感器DS18B20实验　155

实验20　直流电机控制实验　156

实验21　步进电机控制实验　156

实验22　直流电机测速实验　157

第7章　课程设计题目　158

题目1　开关检测器的制作　158

题目2　节日彩灯控制器　159

题目3　简单的左右循环流水灯的制作　160

题目4　可控的左右循环流水灯的制作　161

题目5　单片机实现的顺序控制　162

题目6　花样流水灯的制作　163

题目7　扩展74LSTTL电路的开关检测器　164

题目8　单一外中断的应用　165

题目9　BCD译码的2位数码管扫描的数字显示　166

题目10　LCD电子钟的制作　167

题目11　LED数码管秒表的制作　169

题目12　秒计时表的制作　170

题目13　LCD显示的定时闹钟制作　174

题目14　LCD显示的音乐倒计数计数器　175

题目15　音乐音符发生器的制作　177

题目16　数字音乐盒的制作　178

题目17　基于日历时钟芯片DS1302的日历电子钟设计　179

题目18　LCD显示的指针式电子钟　182

题目19　可编程作息时间控制器设计　183

题目20　8位竞赛抢答器的设计　185

题目21　用定时器设计的门铃　185

题目22　控制数码管循环显示单个数字　188

题目23　十字路口交通灯控制器1　189

题目24　十字路口交通灯控制器2　189

题目25　基于DS18B20的数字温度计设计　192

题目26　基于热敏电阻的数字温度计设计　194

题目27　8×8 LED点阵屏模仿电梯运行的楼层显示　194

题目28　控制P1口的8只LED每0.5s闪亮1次　197

题目29　利用T1控制蜂鸣器发出1kHz的音频信号　198

题目30　利用定时器在P1.0上产生周期为2ms的方波　199

题目31　电话键盘及拨号的模拟　199

题目32　8只数码管同时显示8个不同字符　201

题目33　测量引脚上的正脉冲宽度　203

题目34　单片机P1口控制转弯灯实验　203

题目35　8只数码管滚动显示单个数字　205

题目36　单片机扩展82C55控制交通灯　206

题目37　甲机通过串口控制乙机LED闪烁　207

题目38　双机间波特率可选的串行通信　208

题目39　双机串行口方式1单工通信　211

题目40　双机间的串口双向通信　212

题目41　双机串行口方式3通信　212

题目42　串口多机串行通信的设计　215

题目43　数码管显示4×4矩阵键盘的键号　217

题目44　LCD电子广告屏　217

题目45　波形发生器的制作　217

题目46　频率计的制作　222

题目47　单片机控制ADC0809的模数转换与显示　222

题目48　单片机数字电压表设计　223

题目49　单片机控制串行A/D转换器TLC549　226

题目50　小直流电机调速控制系统　227

题目51　单片机控制三相单三拍步进电机　229

题目52　单片机控制三相双三拍步进电机　231

题目53　单片机控制直流电机的转速　231

题目54　电容、电阻参数测试系统的设计　235

题目55　单片机控制串行DAC-TLC5615　235

参考文献　2382100433B

项目一　Proteus设计与仿真　1

1.1　Proteus简介　1

1.1.1　Proteus概述　1

1.1.2　Proteus的运行环境　2

1.1.3　ProteusVSM的资源库和仿真工具　3

1.2　初识Proteus ISIS　6

1.2.1　进入Proteus ISIS　6

1.2.2　ISIS工作窗口　6

1.3　Proteus设计与仿真基础　9

1.3.1　单片机系统的Proteus设计与仿真的开发过程　9

1.3.2　ISIS鼠标使用规则　9

1.3.3　Proteus文件类型　10

1.3.4　单片机系统的Proteus设计与仿真实例　10

1.3.5　单片机系统的Proteus源代码级调试　22

1.4　Proteus设计与仿真应用与提高　24

1.4.1　Proteus与第三方集成开发环境的联合仿真　24

1.4.2　Proteus的一些其他常用设计操作指南　35

项目二　简单交通信号控制设计　51

任务一　简单的流水彩灯设计　51

任务二　带控制的流水彩灯设计　53

任务三　简单I/O口扩展的流水彩灯设计　55

任务四　简单的交通信号控制设计　58

项目三　简单数字电压表设计　62

任务一　单个数码管的数字显示控制设计　62

任务二　秒计时器的控制设计　64

任务三　多个数码管的动态显示设计　68

任务四　简易电压报警控制设计　71

任务五　简单数字电压表的设计　76

项目四　简易信号发生器设计　80

任务一　简易校牌的设计　80

任务二　独立式按键的检测　85

任务三　锯齿电压波信号的产生　90

任务四　简易信号发生器设计　93

项目五　袖珍电子万年历设计　100

任务一　矩阵式键盘按键的检测　100

任务二　简易温度计设计　106

任务三　简易数字时钟设计　113

任务四　袖珍电子万年历设计　121

附录一　美国标准信息交换标准码(ASCII码表)　133

附录二　MCS-51单片机汇编指令集　135

参考文献　141