基于单片机控制的拉幕式数字显示设计.doc

南 昌 工 程 学 院课 程 设 计 (论 文) 机械与电气工程 系（院） 电气工程及其自动化 专业课程设计（论文）题目 基于单片机控制的拉幕式数字显示设计学生姓名 陈伟 班 级 （1）班 学 号 2010110083 指导教师 章彧 完成日期 2011 年 12 月 1 日成绩： 评语： 指导教师： 年 月 日南 昌 工 程 学 院课程设计（论文）任务书一、课题设计(论文)题目：基于单片机控制的拉幕式数字显示设计二、课程设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：设计要求：以MCS-51单片机为核心，辅以外围接口电路，设计一个六位数码管拉幕式显示器。要求.在六位数码管上从右向左依次循环显示“0123456789”，并且能够看到比较平滑地拉幕的现象。拉幕时间间隔采用定时/计数器控制为5s左右（误差不超过10%）。1、单片机控制系统硬件电路设计，包括单片机时钟和复位电路的设计、数码管驱动和显示方式的选择设计等。2、控制软件设计与调试，包括5s定时功能的实现、结合显示硬件电路设计显示软件程序等。三、课程设计(论文)工作内容及完成时间：1、查找相关文献，进行方案选择。2天 11.21-11.222、系统硬件电路设计，绘制电路原理图。3天 11.23-11.253、绘制软件流程图，编写与调试软件。3天 11.28-11.304、完成课程设计报告，答辩。2天 12.1-12.2四、主要参考资料：1、单片机原理及接口技术，陈贵银，电子工业出版社，2011年2、单片机原理及应用，李建忠，西安电子科技大学出版社，2002年3、单片微型计算机与接口技术，李群芳等，电子工业出版社，2002年4、单片微型计算机原理与接口技术，陈光东等，华中科技大学出版社，1999年5、单片机实验与实践，周立功等，北京航空航天大学出版社，2004年6、开放式综合实验/仿真系统MCS-51实验分册，伟福公司 电气与电子工程 系 08电气工程电力系统 专业 1、2 班学生： 日期： 自 2011 年 11 月 21 日至 2012 年 12 月 2 日指导教师： 助理指导教师(并指出所负责的部分)：教研室： 电气工程 教研室主任： 目录引言1第一章 方案比较21.1 硬件选择21.2 软件选择21.3 显示方式选择2第二章 硬件功能简介42.1 单片机 AT89C5142.1.1 概述42.1.2 主要特性42.2 74LS24562.3 LED 数码管7第三章 硬件软件设计83.1 硬件设计83.1.1 方案设计83.1.2 硬件连线图83.2 软件设计9第四章 仿真软件介绍114.1 Keil C51系统概述114.2 PROTEUS仿真系统介绍12结束语18参考文献19南昌工程学院本科课程设计引言20 世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电 子产品几乎渗透了社会的各个领域， 有力地推动了社会生产力的发展 和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高， 产品更新换代的节奏也越来越快。 单片机应用的重要意义在于， 它从根本上改变了传统的控制系统 设计思想和设计方法。 从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分 功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件 的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。 随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展， 单片机 的应用正在不断地走向深入，由于它具有功能强，体积小，功耗低， 价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此特别适合于与控制有关 的系统，越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采 集，军工产品以及家用电器等各个领域。单片机往往是作为一个核心 部件来使用，在根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软 件结合，以作完善，常用的硬件电路有 LED 显示数码管、八位锁存 器 74LS373 和译码器 74LS138 等。论文对本次设计的硬件部分和软件部分进行设计和测试与调试原理和方法进行了阐述。 本次做的拉幕式数码显示是以单片机为核心，结合相关的元器件，再配以相应的软 件，达到制作简易的数码显示技术目的，其硬件部分难点在于元器件的选择、布局及连接，软件部分的难点在于程序的编写等。19第一章 方案比较1.1 硬件选择方案选择（1）课程设计的核心元件，选择最常用的 AT89C51。 （2）单片机控制数字显示，选择驱动锁存器 74HC573。 （3）六位数码管需要位选，选择 74HC138。 （4）拉幕式数字显示，选择六个 LED 数码管。 （5）5 秒定时时钟功能，选择 12MHz 的振荡器。 （6）单片机复位功能，采用手动按钮复位。1.2 软件选择（1）制作硬件连接原理工作图，选择 Proteus 软件。 （2）程序（C 语言）编程与调试，选择 KeilC51 软件。1.3 显示方式选择 数码管的显示方式有两种：静态显示和动态显示。 （1）静态显示方式。所谓静态显示就是指无论是多少位数码管，同时处于显示状态。当单片机系统中使用静态数码管显示时，需要在每一个数码管上添加一个锁存器，当需要某个数码管显示其他内容时， 只需要修改与其相连的锁存器的值即可。可以看出，当数码管处于静态显示方式时，所有位选线（数码管的公共端）连接在一起，而各个数码管的段选线（数码管上各笔段的引出线）是相互分离的。静态显示的优点是： 数码管显示无闪烁， 亮度高， 软件控制比较容易； 缺点是：需要的硬件电路较多（每一个数码管都需要一个锁存器）， 如果在全国大学生电子设计竞赛中使用， 将造成很大的不便， 同时由于所有数码管都处于被点亮状态， 所以需要的电流很大， 当数码管的数量增多时，对电源的要求也就随之增高。所以，在大部分的硬件电 路设计中，很少采用静态显示方式。（2）动态显示方式。所谓动态显示，是指无论在任何时刻只有一个数码管处于显示状态，每个数码管轮流显示。当数码管处于动态显示时， 所有位选线分离， 而每个数码管的各条段选线相连。当需要显示数字或字符时，需要将所有数码管轮流点亮，这时对 每个数码管的点亮周期有了一个较严格的要求： 由于发光体从通入电流开始点亮到完全发光需要一定的时间， 叫做响应时间， 这个时间对 于不同的发光材质是不同的， 通常情况下为几百微秒， 所以数码管的 刷新周期（所有数码管被轮流点亮一次的时间）不要过短，这也与数码管的数量有关，一般的数码管的刷新周期应控制在 5ms10ms， 即刷新率为 200Hz100Hz，这样既保证了数码管每一次刷新都被完 全点亮，同时又不会产生闪烁现象。动态显示的优点是：硬件电路简单（数码管越多，这个优势越明显），由于每个时刻只有一个数码管被点亮，所以所有数码管消耗 的电流较小；缺点是：数码管亮度不如静态显示时的亮度高，例如有 8 个数码管，以 1 秒为单位，每个数码管点亮的时间只有 1/8 秒，所 以亮度较低；如果刷新率较低，会出现闪烁现象；如果数码管直接与 单片机连接，软件控制上会比较麻烦等。 综上所述，六位数码管采用静态显示，所需单片机的 I/O 口 多，电路复杂，故本次课程设计选择动态显示方式。第二章 硬件功能简介2.1 单片机 AT89C512.1.1 概述主要元器件简介 AT89C51 是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器 （ FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能 CMOS8 位微处理器，俗称单片机。 AT89C2051 是一种带 2K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片 机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除 100 次。该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组 合在单个芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微控制器， AT89C2051 是它的一种精简版本。 AT89C 单片机为很多嵌入式控制 系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。2.1.2 主要特性(1)与 MCS-51 兼容 (2)4K 字节可编程闪烁存储器 (3)寿命：1000 写/擦循环 (4)数据保留时间：10 年 (5)全静态工作：0Hz-24MHz (6)三级程序存储器锁定 (7)1288 位内部 RAM(8)32 可编程 I/O 线 (9)两个 16 位定时器/计数器 (10)5 个中断源 (11)可编程串行通道 (12)低功耗的闲置和掉电模式 (13)片内振荡器和时钟电路 2.1.3 管脚说明 VCC：供电电压。 GND：接地。 P0 口：为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口， P0 每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P1 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0 能 够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在 FIASH 编程时，P0 口作为原码输入口，当 FIASH 进行校验时， P0 输出原码，此时 P0 外部必须被拉高。 P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后，被内部上 拉为高，可用作输入，P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流， 这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编程和校验时，P1 口作为第 八位地址接收。 P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口缓 冲器可接收，输出 4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写“1”时，其管脚被 内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2 口的管脚 被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 口当用于 外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时， 口输出 P2 地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部 八位地址数据存储器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的内 容。P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3 口：P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收 输出 4 个 TTL 门电流。当 P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电 平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出 电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口，如下所示： 口管脚备选功能 P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断 0）P3.3 /INT1（外部中断 1）P3.4 T0（记时器 0 外部输入）P3.5 T1（记时器 1 外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机 器周期的高电平时间。 ALE/PROG： 当访问外部存储器时， 地址锁存允许的输出电平用 于锁存地址的地位字节。在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程 脉冲。在平时，ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为 振荡器频率的 1/6。 因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。 然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉 冲。如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。此时， ALE 只有在执行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，该引脚被 略微拉高。如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取 指期间，每个机器周期两次/PSEN 有效。但在访问外部数据存储器 时，这两次有效的/PSEN 信号将不出现。/EA/VPP：当/EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器 （0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式 1 时，/EA 将内部锁定为 RESET；当/EA 端保持高电平时，此间内部 程序存储器。在 FLASH 编程期间，此引脚也用于施加 12V 编程电源 （VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。 振荡器特性: XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通 过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。芯片擦除：整个 PEROM 阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信 号组合，并保持 ALE 管脚处于低电平 10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。此外，AT89C51 设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU 停止工作。但 RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存 RAM 的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。2.2 74LS24574LS245是我们常用的芯片，用来驱动led或者其他的设备，它是8路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据。 74LS245还具有双向三态功能，既可以输出，也可以输入数据。 当8051单片机的P0口总线负载达到或超过P0最大负载能力时，必须接入74LS245等总线驱动器。 当片选端/CE低电平有效时，DIR=“0”，信号由 B 向 A 传输;（接收） DIR=“1”，信号由 A 向 B 传输；（发送）当CE为高电平时，A、B均为高阻态。 由于P2口始终输出地址的高8位，接口时74LS245的三态控制端1G和2G接地，P2口与驱动器输入线对应相连。P0口与74LS245输入端相连,E端接地，保证数据线畅通。8051的/RD和/PSEN相与后接DIR，使得RD且PSEN有效时，74LS245输入（P0.1D1），其它时间处于输出（P0.1D1）。 2.3 LED 数码管 数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8”可 分为 1 位、2 位、4 位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极 数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一 起形成公共阳极(COM)的数码管。共阳数码管在应用时应将公共极 COM 接到 +5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。共阴数码管在应用时 应将公共极 COM 接到地线 GND 上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。动态扫描的连接方式是将 8 个数码管的 8 个段用相同的 I/O 来控制，即第一个数码管的“a”段由 P0.0 控制第二个数码管的“a”段也是由 P0.0来控制的，而8个数码管的公共端则是由不同的 I/O 来控制，即第一个数 码管的公共端由 P2.4 控制而第二个数码管的公共端有 P2.5 控制动态扫描的控制原理是：将第一个数码管要显示的内容显示出来，然 后立刻将第二个数码管的内容显示出来，一次把第8个数码管的内容显示 出来 由于单片机的工作速度非常快，所以当显示第 8 个数码管的时候第一个数码管的内容还没有完全消失，这时立刻重复上面的过程，就实现了数码管的动态扫描显示。本次采用共阴极动态显示方式。第三章 硬件软件设计3.1 硬件设计3.1.1 方案设计用 AT89C51 单片机的 P1.0P1.7 端口接 74LS245的数据输入口 D0-D7，其数据输出口 B0-B7 接数码管的 adp 端，6 位数码管的 S1 S6直接连通AT89C51 单片机的 P0.0P0.5 端口。在 6 位数码管上从右向左循环显示“0123456789”,能够比较平滑地看到拉幕的效果。3.1.2 硬件连线图3.2 软件设计源程序： ORG 0000H LJMP START ORG 000BH LJMP INTO ORG 0050HSTART: MOV P1,#00H MOV R4,#0DFH ;暂存数码管位选值 MOV P0,R4 MOV R1,#00H ;六位数码管显示到哪位 MOV R2,#00H ;控制每位数码管显示时间 MOV R3,#01H ;拉幕段码组号 MOV R7,#00H MOV TMOD,#01H MOV TH0,#0FCH ;1ms初值 MOV TL0,#18H MOV IE,#82H SETB TR0 SJMP $INTO: MOV TH0,#0FCH MOV TL0,#18H MOV P0,#0FFH ;关断数码管 MOV A,R4 RR A MOV R4,A MOV P0,A INC R1 CJNE R1,#6,XS ;相等表示已扫描一次,6ms 比较不相等跳转指令 MOV R4,#0DFH MOV P0,R4 MOV R1,#00H INC R2 CJNE R2,#8,XS MOV R2,#00H INC R7 CJNE R7,#104,XS ;104*8*6=5000,一组数已显示5s左右 MOV R7,#00H INC R3 CJNE R3,#17,XS ;所有段码组都已显示 MOV R3,#01H ,XS: MOV A,R3 ;段码组号 ADD A,R1 ;得到偏移地址 MOV DPTR,#TAB ;读取位选信息 MOVC A,A+DPTR MOV P1,A ;取出段码显示 RETI TAB: DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 0FCH,60H,0DAH,0F2H,66H,0B6H,0BEH,0E0H,0FEH,0F6H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H END第四章 仿真软件介绍4.1 Keil C51系统概述Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用C来开发，体会更加深刻。Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。单片机开发中除必要的硬件外，同样离不开软件，我们写的汇编语言源程序要变为CPU可以执行的机器码有两种方法，一种Keil软件图标是手工汇编，另一种是机器汇编，目前已极少使用手工汇编的方法了。机器汇编是通过汇编软件将源程序变为机器码，用于MCS-51单片机的汇编软件有早期的A51，随着单片机开发技术的不断发展，从普遍使用汇编语言到逐渐使用高级语言开发，单片机的开发软件也在不断发展，Keil软件是目前最流行开发MCS-51系列单片机的软件，这从近年来各仿真机厂商纷纷宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部份组合在一起。运行Keil软件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空闲的硬盘空间、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。掌握这一软件的使用对于使用51系列单片机的爱好者来说是十分必要的，如果你使用C语言编程，那么Keil几乎就是你的不二之选（目前在国内你只能买到该软件、而你买的仿真机也很可能只支持该软件），即使不使用C语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用C来开发，体会更加深刻。Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。下面详细介绍Keil C51开发系统各部分功能和使用。2. Keil C51单片机软件开发系统的整体结构C51工具包的整体结构，如图(1)所示，其中uVision与Ishell分别是C51 for Windows和for Dos的集成开发环境(IDE)，可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。开发人员可用IDE本身或其它编辑器编辑C或汇编源文件。然后分别由C51及A51编译器编译生成目标文件(.OBJ)。目标文件可由LIB51创建生成库文件，也可以与库文件一起经L51连接定位生成绝对目标文件(.ABS)。ABS文件由OH51转换成标准的Hex文件，以供调试器dScope51或tScope51使用进行源代码级调试，也可由仿真器使用直接对目标板进行调试，也可以直接写入程序存贮器如EPROM中。使用独立的Keil仿真器时，注意事项* 仿真器标配11.0592MHz的晶振，但用户可以在仿真器上的晶振插孔中换插其他频率的晶振。 * 仿真器上的复位按钮只复位仿真芯片，不复位目标系统。 * 仿真芯片的31脚（/EA）已接至高电平，所以仿真时只能使用片内ROM，不能使用片外ROM；但仿真器外引插针中的31脚并不与仿真芯片的31脚相连，故该仿真器仍可插入到扩展有外部ROM（其CPU的/EA引脚接至低电平）的目标系统中使用。4.2 PROTEUS仿真系统介绍Proteus是目前最好的模拟单片机外围器件的工具，真的很不错。可以仿真51系列、AVR，PIC等常用的MCU及其外围电路（如LCD，RAM，ROM，键盘，马达，LED，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件，.）其实proteus与multisim比较类似，只不过它可以仿真MCU！当然，软件仿真精度有限，而且不可能所有的器件都找得到相应的仿真模型，用开发板和仿真器当然是最好选择，可是估计初学者有的可能性比较小吧？如果你在学51单片机，如果你想自己动手做做LCD，LED，AD/DA，直流马达，SPI，IIC，键盘，.的小实验的话，试一下吧，不会让你失望的！用51不管你是用汇编或是C编程当然要用keil啦，uvisoin3有不少新特性呢！使用keilc51v7.50+proteus6.7可以像使用仿真器一样调试程序，一般而言，微机实验中用万利仿真器+电工系自己做的实验板的实验都可以做得到吧！当然，硬件实践还是必不可少的！ 本方案只是在没有硬件的情况下让你能像pspice仿真模拟/数字电路那样仿真MCU及外围电路。另外，即使有硬件，在程序编写早期用软件仿真一下也不错的！ 1Proteus介绍 Proteus与其它单片机仿真软件不同的是，它不仅能仿真单片机CPU的工作情况，也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电路的工作情况。因此在仿真和程序调试时，关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改变，而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。对于这样的仿真实验，从某种意义上讲，是弥补了实验和工程应用间脱节的矛盾和现象。 (1)proteus的工作过程 运行proteus的ISIS程序后，进入该仿真软件的主界面。在工作前，要设置view菜单下的捕捉对齐和system下的颜色、图形界面大小等项目。通过工具栏中的p(从库中选择元件命令)命令，在pickdevices窗口中选择电路所需的元件，放置元件并调整其相对位置，元件参数设置，元器件间连线，编写程序；在source菜单的Definecodegenerationtools菜单命令下，选择程序编译的工具、路径、扩展名等项目；在source菜单的Add/removesourcefiles命令下，加入单片机硬件电路的对应程序；通过debug菜单的相应命令仿真程序和电路的运行情况。 (2)Proteus软件所提供的元件资源Proteus软件所提供了30多个元件库，数千种元件。元件涉及到数字和模拟、交流和直流等。 (3)Proteus软件所提供的仪表资源 对于一个仿真软件或实验室，测试的仪器仪表的数量、类型和质量，是衡量实验室是否合格的一个关键因素。在Proteus软件包中，不存在同类仪表使用数量的问题。Proteus还提供了一个图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来，其作用与示波器相似但功能更多。 (4)Proteus软件所提供的调试手段 Proteus提供了比较丰富的测试信号用于电路的测试。这些测试信号包括模拟信号和数字信号。对于单片机硬件电路和软件的调试，Proteus提供了两种方法：一种是系统总体执行效果，一种是对软件的分步调试以看具体的执行情况。 对于总体执行效果的调试方法，只需要执行debug菜单下的execute菜单项或F12快捷键启动执行，用debug菜单下的pauseanimation菜单项或pause键暂停系统的运行；或用debug菜单下的stopanimation菜单项或shift-break组合键停止系统的运行。其运行方式也可以选择工具栏中的相应工具进行。 对于软件的分步调试，应先执行debug菜单下的start/restartdebugging菜单项命令，此时可以选择stepover、stepinto和stepout命令执行程序(可以用快捷键F10、F11和ctrl+F11)，执行的效果是单句执行、进入子程序执行和跳出子程序执行。在执行了start/restartdebuging命令后，在debug菜单的下面要出现仿真中所涉及到的软件列表和单片机的系统资源等，可供调试时分析和查看。Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。 编辑本段功能特点Proteus软件具有其它EDA工具软件（例：multisim）的功能。这些功能是： （1）原理布图 （2）PCB自动或人工布线 （3）SPICE电路仿真 革命性的特点 （1）互动的电路仿真 用户甚至可以实时采用诸如RAM，ROM，键盘，马达，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。 （2）仿真处理器及其外围电路 可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流单片机。还可以直接在基于原理图的虚拟原型 上编程，再配合显示及输出，能看到运行后输入输出的效果。配合系统配置的虚拟逻辑分析仪、示波器等，Proteus建立了完备的电子设计开发环境。 编辑本段功能模块（1）智能原理图设计（ISIS）丰富的器件库：超过27000种元器件，可方便地创建新元件； 智能的器件搜索：通过模糊搜索可以快速定位所需要的器件； 智能化的连线功能：自动连线功能使连接导线简单快捷，大大缩短绘图时间； 支持总线结构：使用总线器件和总线布线使电路设计简明清晰； 可输出高质量图纸：通过个性化设置，可以生成印刷质量的BMP图纸，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多种文档使用。 （2）完善的电路仿真功能（Prospice） ProSPICE混合仿真：基于工业标准SPICE3F5，实现数字/模拟电路的混合仿真； 超过27000个仿真器件：可以通过内部原型或使用厂家的SPICE文件自行设计仿真器件，Labcenter也在不断地发布新的仿真器件，还可导入第三方发布的仿真器件； 多样的激励源：包括直流、正弦、脉冲、分段线性脉冲、音频（使用wav文件）、指数信号、单频FM、数字时钟和码流，还支持文件形式的信号输入； 丰富的虚拟仪器：13种虚拟仪器，面板操作逼真，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、直流电压/电流表、交流电压/电流表、数字图案发生器、频率计/计数器、逻辑探头、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器等； 生动的仿真显示：用色点显示引脚的数字电平，导线以不同颜色表示其对地电压大小，结合动态器件（如电机、显示器件、按钮）的使用可以使仿真更加直观、生动； 高级图形仿真功能（ASF）：基于图标的分析可以精确分析电路的多项指标，包括工作点、瞬态特性、频率特性、传输特性、噪声、失真、傅立叶频谱分析等，还可以进行一致性分析； （3）独特的单片机协同仿真功能（VSM） 支持主流的CPU类型：如ARM7、8051/52、AVR、PIC10/12、PIC16、PIC18、PIC24、dsPIC33、HC11、BasicStamp、8086、MSP430等，CPU类型随着版本升级还在继续增加，如即将支持CORTEX、DSP处理器； 支持通用外设模型：如字符LCD模块、图形LCD模块、LED点阵、LED七段显示模块、键盘/按键、直流/步进/伺服电机、RS232虚拟终端、电子温度计等等，其COMPIM（COM口物理接口模型）还可以使仿真电路通过PC机串口和外部电路实现双向异步串行通信； 实时仿真：支持UART/USART/EUSARTs仿真、中断仿真、SPI/I2C仿真、MSSP仿真、PSP仿真、RTC仿真、ADC仿真、CCP/ECCP仿真； 编译及调试：支持单片机汇编语言的编辑/编译/源码级仿真，内带8051、AVR、PIC的汇编编译器，也可以与第三方集成编译环境（如IAR、Keil和Hitech）结合，进行高级语言的源码级仿真和调试； （4）实用的PCB设计平台 原理图到PCB的快速通道： 原理图设计完成后，一键便可进入ARES的PCB设计环境，实现从概念到产品的完整设计； 先进的自动布局/布线功能：支持器件的自动/人工布局；支持无网格自动布线或人工布线；支持引脚交换/门交换功能使PCB设计更为合理； 完整的PCB设计功能：最多可设计16个铜箔层，2个丝印层，4个机械层（含板边），灵活的布线策略供用户设置，自动设计规则检查，3D 可视化预览； 多种输出格式的支持：可以输出多种格式文件，包括Gerber文件的导入或导出，便利与其它PCB设计工具的互转（如protel）和PCB板的设计和加