Proteus教程——电子线路设计、制版与仿真（第2版） 教学课件 作者 978-7-302-25687-8第7章 其它类型单片机系统的Proteus设计与仿真.ppt 36页

第7章其它类型单片机系统的Proteus设计与仿真7.1PIC单片机与字符液晶显示器的接口7.1.1Proteus电路设计7.1.2源程序清单7.1.3Proteus调试与仿真7.2PIC单片机间的串口通信7.2.1Proteus电路设计7.2.2源程序清单7.2.3Proteus调试与仿真7.3AVR单片机AD转换7.3.1Proteus电路设计7.3.2源程序清单7.3.3Proteus调试与仿真7.4基于AVR单片机的直流电机控制电路7.4.1Protues电路设计7.4.2源程序清单7.4.3Protues调试与仿真7.5ARM入门介绍7.5.1Proteus电路设计7.5.2源程序清单7.5.3Proteus调试与仿真 7.1PIC单片机与字符液晶显示器的接口内容：利用PIC单片机16F877驱动字符液晶显示器LM016L输出显示两行字符：“ProteusSTUDY”“PIC16F877SYSTEM”每隔4秒种刷新一次显示。背景知识：已掌握MPLABIDE开发软件的使用方法；了解字符液晶显示器的工作原理与使用方法。训练目的：掌握PIC16F877单片机接口电路的设计方法；掌握单片机驱动字符液晶显示器的编程方法。 7.1.1Proteus电路设计1.元件清单列表打开ProteusISIS编辑环境，按表7-1所列的清单添加元件。元件名称所属类所属子类PIC16F877MicroprocessorICsPIC16FamilyCAPCapacitorsGenericCAP-ELECCapacitorsGenericCRYSTALMiscellaneous－RESResistorsGenericLM016LOptoelectronicsAlphanumericLCDsBUTTONSwitches&RelaysSwitches表7-1元件清单 2.LM016L液晶模块介绍LM016L是字符型液晶显示器，分两行显示，每行显示16个字符。其原理图符号、引脚和属性如图所示。第一行字符的地址为80H～8FH，第二行字符的地址为C0H～CFFH。工作频率为250kHz。元件引脚功能说明：（1）数据端D7～D0；（2）RS=0选择指令寄存器，RS=1选择数据寄存器；（3）RW=0进行写操作，RW＝1进行读操作。 元件全部添加后，在ProteusISIS的编辑区域中按图7-2所示的原理图连接硬件电路。3.电路原理图图7-2电路原理图 7.1.2源程序清单源程序清单:PCLEQU2HSTATUSEQU3HPORTAEQU5HPORTBEQU6HTRISAEQU85HTRISBEQU86HADCON1EQU9FHZEQU2RP0EQU5RP1EQU6RSEQU0RWEQU1EEQU2COUNTEQU24HTMP1EQU25HORG0000HNOPGOTOMAINORG0008HTABLE：ADDWFPCL,1；取第一行的显示码DT20H,50H,52H,4FH,54H,45HDT55H,53H,20H,20H,53H,54H,55H,44HDT59H,00HTABLE1：ADDWFPCL,1；取第二行的显示码DT50H,49H,43H,31H,36H,46H,38H,37HDT37H,20H,53H,59H,53H,54H,45H,4DH,00HMAIN：BSFSTATUS,RP0MOVLW00HMOVWFTRISAMOVWFTRISB；定义RA、RB口为输出BCFSTATUS,RP0CALLDELAY1MOVLW01H MOVWFPORTB；清屏CALLENABLEMOVLW38HMOVWFPORTB；8位2行5×7点阵CALLENABLEMOVLW0FHMOVWFPORTB；显示器开，光标开，闪烁开CALLENABLEMOVLW06H；文字不动，光标自动右移MOVWFPORTBCALLENABLEMOVLW80HMOVWFPORTB；第一行的位置CALLENABLECALLWRITE1；调用送第一行数据子程序MOVLW0C0HMOVWFPORTB；第二行的位置CALLENABLECALLWRITE2；调用送第二行数据子程序CALLDELAY2；调用延时2GOTOMAIN；循环执行上述程序 WRITE1：CLRFCOUNT；送第一行数据子程序入口WRITE_A：MOVWFCOUNTCALLTABLEMOVWFTMP1CALLWRITE3INCFCOUNT,1MOVFWTMP1XORLW00HBTFSSSTATUS,ZGOTOWRITE_ARETLW0WRITE2：CLRFCOUNT；送第二行数据子程序入口WRITE2_A：MOVWFCOUNTCALLTABLE1MOVWFTMP1CALLWRITE3INCFCOUNT,1MOVFWTMP1XORLW00HBTFSSSTATUS,ZGOTOWRITE2_ARETLW0 WRITE3：MOVWFPORTB；送数据到LCD子程序BSFPORTA,RSBCFPORTA,RWBCFPORTA,ECALLDELAY1BSFPORTA,ERETLW0ENABLE：BCFPORTA,RS；写入控制命令子程序BCFPORTA,RWBCFPORTA,ECALLDELAY1BSFPORTA,ERETLW0DELAY1：MOVLW40H；延时1MOVWF20HLP0：MOVLW0FFHMOVWF21HLP1：DECFSZ21H,1GOTOLP1DECFSZ20H,1GOTOLP0RETURN DELAY2：MOVLW28H；延时2MOVWF20HLP20：MOVLW7FHMOVWF21HLP21：MOVLW0FFHMOVWF22HLP22：DECFSZ22H,1GOTOLP22DECFSZ21H,1GOTOLP21DECFSZ20H,1GOTOLP20RETURNEND 7.1.3Proteus调试与仿真1.建立程序文件在MPLABIDE中进行源程序的编辑并进行编译，产生“.HEX”代码文件。2.加载目标代码文件（1）在ProteusISIS中，左键双击PIC16F877元件打开“EditComponent”对话窗口，设置单片机的频率为4MHz；（2）在该窗口的“ProgramFile”栏中，选择先前在MPLAB中编译产生的“.HEX”文件；（3）在ProteusISIS的菜单栏中选择【File】→【SaveDesign】选项，保存设计。3.进行调试与仿真在ProteusISIS界面中，单击按钮启动仿真，仿真结果如图7-3所示。 图7-3程序运行结果 7.2PIC单片机间的串口通信设计内容：两个PIC单片机16F877之间进行串行通信，单片机1向单片机2发送0～FF的数据，单片机2在收到数据后，以8位二进制码的形式用发光二极管将其显示于RD端口。背景知识：已掌握MPLABIDE开发软件的使用方法。训练目的：掌握PIC单片机异步串行通信端口的使用方法。 7.2.1Proteus电路设计1.元件清单列表 2.电路原理图 7.2.2源程序清单发送端单片机程序（COMOUT.ASM）接收端单片机程序（COMIN.ASM） 7.2.3Proteus调试与仿真1.建立程序文件在MPLABIDE中进行源程序的编辑并进行编译，产生“.HEX”代码文件。2.加载目标代码文件（1）在ProteusISIS中，左键双击PIC16F877元件打开“EditComponent”对话窗口，设置单片机的频率为4MHz；（2）在该窗口的“ProgramFile”栏中，选择先前在MPLAB中编译产生的“.HEX”文件。其中元件U1是发送端，调用“COMOUT.HEX”文件，元件U2是接收端，调用“COMIN.HEX”文件；（3）在ProteusISIS的菜单栏中选择【File】→【SaveDesign】选项，保存设计。3.进行调试与仿真在ProteusISIS界面中，单击按钮启动仿真，仿真片段如图7-5所示。 图7-5仿真片段 7.3AVR单片机AD转换内容：利用AVR单片机ATTINY15进行AD转换，用七段数码管动态显示转换后的数值。背景知识：掌握AVR单片机的基本工作原理；掌握AVR单片机的开发工具winavr；了解数码管动态显示的工作原理。训练目的：掌握AVR单片机接口电路的设计方法；掌握单片机驱动七段数码管动态显示的编程方法。 7.3.1Proteus电路设计1.元件清单列表 2.四位七段数码管动态显示介绍动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划“a,b,c,d,e,f,g,dp”的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形。通过分时轮流控制各个数码管的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，和静态显示效果是一样的，但却能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。 3.电路原理图 7.3.2源程序清单7.3.3Proteus调试与仿真1.建立程序文件在WinAVR中进行源程序的编辑并进行编译，产生“.HEX”代码文件。2.加载目标代码文件（1）在ProteusISIS中，左键双击元件ATTINY15打开“EditComponent”对话窗口，设置单片机的频率为1.6MHz；（2）在该窗口的“ProgramFile”栏中，选择先前在WinAVR中编译产生的“.HEX”文件。（3）在ProteusISIS的菜单栏中选择【File】→【SaveDesign】选项，保存设计。3.进行调试与仿真在ProteusISIS界面中，单击按钮启动仿真，仿真片段如图7-7所示。 图7-7仿真片段 7.4基于AVR单片机的直流电机控制电路内容：利用AVR单片机实现对直流电机的PWM控制电路。背景知识：掌握AVR单片机的基本工作原理；掌握AVR单片机的开发工具winavr;了解L298的工作原理。训练目的：掌握AVR单片机接口电路的设计方法。 7.4.1Protues电路设计1.元件清单列表 2.L298芯片介绍L298是双H高电压大电流功率集成电路,直接采用TTL逻辑电平控制,可以驱动继电器、直流电动机、步进电动机等电感性负载。其内部有两个完全相同的功率放大回路。Vcc接逻辑控制的+5V电源；Vs为电机驱动电源，最高可达50V；IN1，IN2输入标准TTL逻辑电平，对A桥的输出OUT1，OUT2进行控制；IN3，IN4对B桥的输出OUT3，OUT4进行控制；SENSA、SENSB接电流检测电阻，以引出电流反馈信号，不用反馈时，该引脚可以直接接地；当使能端为高电平时，输入端IN1(IN3)为PWM信号，IN2(IN4)为低电平信号时，电机正转；输入端IN1(IN3)为低电平信号，IN2(IN4)为PWM信号时，电机反转；IN1(IN3)与IN2(IN4)相同时，电机快速停止。当使能端为低电平时，电动机停止转动。 3.电路原理图图7-8电路原理图7.4.2源程序清单 7.4.2源程序清单7.4.3Protues调试与仿真1.建立程序文件在WinAVR中进行源程序的编辑并进行编译，产生“.HEX”代码文件。2.加载目标代码文件在ProteusISIS中，左键双击元件ATMEGA32打开“EditComponent”对话窗口，设置单片机的频率为7.3728MHz；在该窗口的“ProgramFile”栏中，选择先前在WinAVR中编译产生的“.HEX”文件。在ProteusISIS的菜单栏中选择【File】→【SaveDesign】选项，保存设计。3.进行调试与仿真在ProteusISIS界面中，单击按钮启动仿真，仿真片段如图7-9、7-10所示。 图7-9仿真片段1图7-10仿真片段2 7.5ARM入门介绍内容：利用ARM芯片LPC2104和LED组成流水灯，实现ARM的I/O口控制，具体要求为：首先让所有LED同时点亮，闪烁3次；然后正向轮流点亮，再反向轮流点亮。实现多种顺序变换。背景知识：掌握ARM的基本工作原理；掌握ARMI/O口的控制方法。训练目的：掌握ARMLPC2104接口电路的设计方法。 7.5.1Proteus电路设计1.元件清单列表 2.ARMLPC2104介绍ARMLPC2104是基于一个支持实时仿真和跟踪的ARM7TDMI-SCPU，带有128k字节(kB)嵌入的高速Flash存储器,16kB片内静态RAM，多个串行接口，包括双UART(16C550)，高速I2C(400kbits/s)和SPI；两个32位定时器(7路捕获/比较通道)、PWM单元(6路输出)、实时时钟和看门狗定时器；小型的LQFP封装(7×7mm)有多达32个可承受5V的通用I/O口；通过可编程的片内锁相环可实现最大为60MHz的CPU操作频率。 3.电路原理图 7.5.2源程序清单7.5.3Proteus调试与仿真1.建立程序文件在KEIL(ARM)中进行源程序的编辑并进行编译，产生“.HEX”代码文件。2.加载目标代码文件（1）在ProteusISIS中，左键双击LPC12104元件打开“EditComponent”对话窗口，设置单片机的频率为12MHz；（2）在“ProgramFile”栏中，选择先前在KEIL中编译产生的“.HEX”文件；（3）在ProteusISIS的菜单栏中选择【File】→【SaveDesign】选项，保存设计。3.进行调试与仿真在ProteusISIS界面中，单击按钮启动仿真，仿真片段如图7-12所示。 图7-12程序运行结果