基于Proteus-Keil聯(lián)調與項目導向的單片機教學
發(fā)布時間：2022-02-14 14:01
本文提出一種基于Proteus-Keil聯(lián)調及項目導向的新型單片機課程教學形式。以"多功能數(shù)字電子鐘"項目為例,介紹Proteus與Keil的聯(lián)合調試技術的軟件設置、硬件電路設計、軟件程序設計及實時在線聯(lián)合仿真調試的全過程。實踐證明,這種教學形式優(yōu)勢明顯,大幅度提高了教學效果與質量。
【文章來源】：電氣電子教學學報. 2018,40(05)
【文章頁數(shù)】：5 頁
【部分圖文】：
傳統(tǒng)的單片機實驗方式
鞫雜?用程序進行實時在線仿真。但這種模式需要對每塊單片機開發(fā)板配備相應的仿真器，不適用于實驗室教學。圖1傳統(tǒng)的單片機實驗方式圖2常見的單片機應用系統(tǒng)開發(fā)平臺Keil是一款常用于單片機設計的集成開發(fā)環(huán)境軟件，支持C語言和匯編程序設計。Proteus是一款可用于設計和開發(fā)單片機系統(tǒng)的仿真平臺軟件，可模擬仿真51、PIC、AVＲ系列等常用的MCU及其外圍電路，支持大量的外圍芯片和存儲器，并支持與Keil軟件的聯(lián)合仿真調試。由此，利用Keil與Pro-teus軟件可建立虛擬單片機實驗平臺，如圖3所示。圖3基于Proteus與Keil聯(lián)調技術的虛擬實驗平臺應用程序在Keil中編寫，系統(tǒng)硬件由Proteus進行模擬，再利用Keil與Proteus間的軟件接口協(xié)議可實現(xiàn)將Keil中編寫的程序下載到Proteus硬件中進行實時在線仿真調試，運用Keil中的調試工具可觀察程序運行的每一步驟與結果。利用這種基于聯(lián)調技術的虛擬實驗平臺，學生只需在一臺電腦上就可隨時隨地完成單片機應用系統(tǒng)軟硬件設計與調試，而不受實驗室地點、開放時間、實驗器材等條件約束。
統(tǒng)能實現(xiàn)時間的正確走時，并在LCD上正確顯示日期、時間;(2)系統(tǒng)能實現(xiàn)對周圍環(huán)境的溫度測量，并在LCD上正確顯示溫度值;(3)系統(tǒng)能通過按鍵對日期、時間進行設置調整;(4)系統(tǒng)具有鬧鐘、秒表、星期顯示、指示燈等附加功能。2．2系統(tǒng)硬件設計根據(jù)“多功能數(shù)字電子鐘”的功能要求，系統(tǒng)硬件可分為5大模塊:單片機(選擇51單片機AT89C51)、LCD1602顯示模塊、DS18B20溫度測量模塊(選擇)、DS1302時鐘模塊(時鐘模塊也可采用單片機的定時器實現(xiàn))、鍵盤與LED指示燈模塊。系統(tǒng)整體結構如圖4所示。圖4“多功能數(shù)字電子鐘”系統(tǒng)框圖打開Proteus的ISIS軟件，進行原理圖繪制，添加51單片機及外圍電路元件并連接，電路如圖5所示。LCD1602與單片機采用并行接口，將51單片機的P0口引腳P0．7-P0．0連接到LCD1602的數(shù)據(jù)引腳D7-D0，將P2口的P2．2、P2．1、P2．0分別連接到LCD1602的控制引腳E、ＲW、ＲS。DS18B20與單片機采用單總線接口，將51單片機的P3．4引腳連接至DS18B20的數(shù)據(jù)引腳DQ。DS1302與單片機采用I2C接口，將51單片機的P3．7、P3．6、P3．5引腳分別連接至DS1302的數(shù)據(jù)引腳I/O、時鐘引腳SCLK及復位引腳ＲST。51單片機P2口的高4位分別連接4個獨立式按鍵，P1口分別經驅動芯片74LS245連接8個發(fā)光二極管。圖5“多功能數(shù)字電子鐘”硬件電路原理圖2．3系統(tǒng)軟件設計系統(tǒng)軟件采用模塊化思路設計，分別包括:LCD1602顯示子程序、DS18B20溫度測量子程序、DS1302時間讀取子程序、按鍵子程序及系統(tǒng)主程序。設計時，將各個模塊子程序單獨編程、調試，每個模塊調試成功正確無誤后，最后編寫系統(tǒng)主程序，進行各個模塊的綜合與聯(lián)調，?
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于Keil時序邏輯和Proteus的電路仿真[J]. 鄧力. 實驗室研究與探索. 2017(01)
[2]Proteus和Keil模擬交通燈的實踐教學[J]. 姚雪梅,陳永前. 實驗室研究與探索. 2016(11)
[3]基于Proteus和Keil的多功能數(shù)字鐘的設計和實現(xiàn)[J]. 嚴敏. 常州信息職業(yè)技術學院學報. 2016(03)
[4]基于Proteus和Keil的單片機實驗室建設[J]. 劉娜. 常州信息職業(yè)技術學院學報. 2016(01)
[5]一種基于“Keil+Proteus+項目制作”的單片機實踐教學形式研究[J]. 孫萬麟. 電子技術. 2015(08)
[6]Proteus和Keil仿真聯(lián)調在單片機課程教學中的應用[J]. 邵春聲. 常州工學院學報. 2015(03)
本文編號：3624692
【文章來源】：電氣電子教學學報. 2018,40(05)
【文章頁數(shù)】：5 頁
【部分圖文】：
傳統(tǒng)的單片機實驗方式
鞫雜?用程序進行實時在線仿真。但這種模式需要對每塊單片機開發(fā)板配備相應的仿真器，不適用于實驗室教學。圖1傳統(tǒng)的單片機實驗方式圖2常見的單片機應用系統(tǒng)開發(fā)平臺Keil是一款常用于單片機設計的集成開發(fā)環(huán)境軟件，支持C語言和匯編程序設計。Proteus是一款可用于設計和開發(fā)單片機系統(tǒng)的仿真平臺軟件，可模擬仿真51、PIC、AVＲ系列等常用的MCU及其外圍電路，支持大量的外圍芯片和存儲器，并支持與Keil軟件的聯(lián)合仿真調試。由此，利用Keil與Pro-teus軟件可建立虛擬單片機實驗平臺，如圖3所示。圖3基于Proteus與Keil聯(lián)調技術的虛擬實驗平臺應用程序在Keil中編寫，系統(tǒng)硬件由Proteus進行模擬，再利用Keil與Proteus間的軟件接口協(xié)議可實現(xiàn)將Keil中編寫的程序下載到Proteus硬件中進行實時在線仿真調試，運用Keil中的調試工具可觀察程序運行的每一步驟與結果。利用這種基于聯(lián)調技術的虛擬實驗平臺，學生只需在一臺電腦上就可隨時隨地完成單片機應用系統(tǒng)軟硬件設計與調試，而不受實驗室地點、開放時間、實驗器材等條件約束。
統(tǒng)能實現(xiàn)時間的正確走時，并在LCD上正確顯示日期、時間;(2)系統(tǒng)能實現(xiàn)對周圍環(huán)境的溫度測量，并在LCD上正確顯示溫度值;(3)系統(tǒng)能通過按鍵對日期、時間進行設置調整;(4)系統(tǒng)具有鬧鐘、秒表、星期顯示、指示燈等附加功能。2．2系統(tǒng)硬件設計根據(jù)“多功能數(shù)字電子鐘”的功能要求，系統(tǒng)硬件可分為5大模塊:單片機(選擇51單片機AT89C51)、LCD1602顯示模塊、DS18B20溫度測量模塊(選擇)、DS1302時鐘模塊(時鐘模塊也可采用單片機的定時器實現(xiàn))、鍵盤與LED指示燈模塊。系統(tǒng)整體結構如圖4所示。圖4“多功能數(shù)字電子鐘”系統(tǒng)框圖打開Proteus的ISIS軟件，進行原理圖繪制，添加51單片機及外圍電路元件并連接，電路如圖5所示。LCD1602與單片機采用并行接口，將51單片機的P0口引腳P0．7-P0．0連接到LCD1602的數(shù)據(jù)引腳D7-D0，將P2口的P2．2、P2．1、P2．0分別連接到LCD1602的控制引腳E、ＲW、ＲS。DS18B20與單片機采用單總線接口，將51單片機的P3．4引腳連接至DS18B20的數(shù)據(jù)引腳DQ。DS1302與單片機采用I2C接口，將51單片機的P3．7、P3．6、P3．5引腳分別連接至DS1302的數(shù)據(jù)引腳I/O、時鐘引腳SCLK及復位引腳ＲST。51單片機P2口的高4位分別連接4個獨立式按鍵，P1口分別經驅動芯片74LS245連接8個發(fā)光二極管。圖5“多功能數(shù)字電子鐘”硬件電路原理圖2．3系統(tǒng)軟件設計系統(tǒng)軟件采用模塊化思路設計，分別包括:LCD1602顯示子程序、DS18B20溫度測量子程序、DS1302時間讀取子程序、按鍵子程序及系統(tǒng)主程序。設計時，將各個模塊子程序單獨編程、調試，每個模塊調試成功正確無誤后，最后編寫系統(tǒng)主程序，進行各個模塊的綜合與聯(lián)調，?
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于Keil時序邏輯和Proteus的電路仿真[J]. 鄧力. 實驗室研究與探索. 2017(01)
[2]Proteus和Keil模擬交通燈的實踐教學[J]. 姚雪梅,陳永前. 實驗室研究與探索. 2016(11)
[3]基于Proteus和Keil的多功能數(shù)字鐘的設計和實現(xiàn)[J]. 嚴敏. 常州信息職業(yè)技術學院學報. 2016(03)
[4]基于Proteus和Keil的單片機實驗室建設[J]. 劉娜. 常州信息職業(yè)技術學院學報. 2016(01)
[5]一種基于“Keil+Proteus+項目制作”的單片機實踐教學形式研究[J]. 孫萬麟. 電子技術. 2015(08)
[6]Proteus和Keil仿真聯(lián)調在單片機課程教學中的應用[J]. 邵春聲. 常州工學院學報. 2015(03)
本文編號：3624692
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