基于Proteus-Keil联调与项目导向的单片机教学
发布时间：2022-02-14 14:01
本文提出一种基于Proteus-Keil联调及项目导向的新型单片机课程教学形式。以"多功能数字电子钟"项目为例,介绍Proteus与Keil的联合调试技术的软件设置、硬件电路设计、软件程序设计及实时在线联合仿真调试的全过程。实践证明,这种教学形式优势明显,大幅度提高了教学效果与质量。
【文章来源】：电气电子教学学报. 2018,40(05)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
传统的单片机实验方式
鞫杂?用程序进行实时在线仿真。但这种模式需要对每块单片机开发板配备相应的仿真器，不适用于实验室教学。图1传统的单片机实验方式图2常见的单片机应用系统开发平台Keil是一款常用于单片机设计的集成开发环境软件，支持C语言和汇编程序设计。Proteus是一款可用于设计和开发单片机系统的仿真平台软件，可模拟仿真51、PIC、AVＲ系列等常用的MCU及其外围电路，支持大量的外围芯片和存储器，并支持与Keil软件的联合仿真调试。由此，利用Keil与Pro-teus软件可建立虚拟单片机实验平台，如图3所示。图3基于Proteus与Keil联调技术的虚拟实验平台应用程序在Keil中编写，系统硬件由Proteus进行模拟，再利用Keil与Proteus间的软件接口协议可实现将Keil中编写的程序下载到Proteus硬件中进行实时在线仿真调试，运用Keil中的调试工具可观察程序运行的每一步骤与结果。利用这种基于联调技术的虚拟实验平台，学生只需在一台电脑上就可随时随地完成单片机应用系统软硬件设计与调试，而不受实验室地点、开放时间、实验器材等条件约束。
统能实现时间的正确走时，并在LCD上正确显示日期、时间;(2)系统能实现对周围环境的温度测量，并在LCD上正确显示温度值;(3)系统能通过按键对日期、时间进行设置调整;(4)系统具有闹钟、秒表、星期显示、指示灯等附加功能。2．2系统硬件设计根据“多功能数字电子钟”的功能要求，系统硬件可分为5大模块:单片机(选择51单片机AT89C51)、LCD1602显示模块、DS18B20温度测量模块(选择)、DS1302时钟模块(时钟模块也可采用单片机的定时器实现)、键盘与LED指示灯模块。系统整体结构如图4所示。图4“多功能数字电子钟”系统框图打开Proteus的ISIS软件，进行原理图绘制，添加51单片机及外围电路元件并连接，电路如图5所示。LCD1602与单片机采用并行接口，将51单片机的P0口引脚P0．7-P0．0连接到LCD1602的数据引脚D7-D0，将P2口的P2．2、P2．1、P2．0分别连接到LCD1602的控制引脚E、ＲW、ＲS。DS18B20与单片机采用单总线接口，将51单片机的P3．4引脚连接至DS18B20的数据引脚DQ。DS1302与单片机采用I2C接口，将51单片机的P3．7、P3．6、P3．5引脚分别连接至DS1302的数据引脚I/O、时钟引脚SCLK及复位引脚ＲST。51单片机P2口的高4位分别连接4个独立式按键，P1口分别经驱动芯片74LS245连接8个发光二极管。图5“多功能数字电子钟”硬件电路原理图2．3系统软件设计系统软件采用模块化思路设计，分别包括:LCD1602显示子程序、DS18B20温度测量子程序、DS1302时间读取子程序、按键子程序及系统主程序。设计时，将各个模块子程序单独编程、调试，每个模块调试成功正确无误后，最后编写系统主程序，进行各个模块的综合与联调，?
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Keil时序逻辑和Proteus的电路仿真[J]. 邓力. 实验室研究与探索. 2017(01)
[2]Proteus和Keil模拟交通灯的实践教学[J]. 姚雪梅,陈永前. 实验室研究与探索. 2016(11)
[3]基于Proteus和Keil的多功能数字钟的设计和实现[J]. 严敏. 常州信息职业技术学院学报. 2016(03)
[4]基于Proteus和Keil的单片机实验室建设[J]. 刘娜. 常州信息职业技术学院学报. 2016(01)
[5]一种基于“Keil+Proteus+项目制作”的单片机实践教学形式研究[J]. 孙万麟. 电子技术. 2015(08)
[6]Proteus和Keil仿真联调在单片机课程教学中的应用[J]. 邵春声. 常州工学院学报. 2015(03)
本文编号：3624692
【文章来源】：电气电子教学学报. 2018,40(05)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
传统的单片机实验方式
鞫杂?用程序进行实时在线仿真。但这种模式需要对每块单片机开发板配备相应的仿真器，不适用于实验室教学。图1传统的单片机实验方式图2常见的单片机应用系统开发平台Keil是一款常用于单片机设计的集成开发环境软件，支持C语言和汇编程序设计。Proteus是一款可用于设计和开发单片机系统的仿真平台软件，可模拟仿真51、PIC、AVＲ系列等常用的MCU及其外围电路，支持大量的外围芯片和存储器，并支持与Keil软件的联合仿真调试。由此，利用Keil与Pro-teus软件可建立虚拟单片机实验平台，如图3所示。图3基于Proteus与Keil联调技术的虚拟实验平台应用程序在Keil中编写，系统硬件由Proteus进行模拟，再利用Keil与Proteus间的软件接口协议可实现将Keil中编写的程序下载到Proteus硬件中进行实时在线仿真调试，运用Keil中的调试工具可观察程序运行的每一步骤与结果。利用这种基于联调技术的虚拟实验平台，学生只需在一台电脑上就可随时随地完成单片机应用系统软硬件设计与调试，而不受实验室地点、开放时间、实验器材等条件约束。
统能实现时间的正确走时，并在LCD上正确显示日期、时间;(2)系统能实现对周围环境的温度测量，并在LCD上正确显示温度值;(3)系统能通过按键对日期、时间进行设置调整;(4)系统具有闹钟、秒表、星期显示、指示灯等附加功能。2．2系统硬件设计根据“多功能数字电子钟”的功能要求，系统硬件可分为5大模块:单片机(选择51单片机AT89C51)、LCD1602显示模块、DS18B20温度测量模块(选择)、DS1302时钟模块(时钟模块也可采用单片机的定时器实现)、键盘与LED指示灯模块。系统整体结构如图4所示。图4“多功能数字电子钟”系统框图打开Proteus的ISIS软件，进行原理图绘制，添加51单片机及外围电路元件并连接，电路如图5所示。LCD1602与单片机采用并行接口，将51单片机的P0口引脚P0．7-P0．0连接到LCD1602的数据引脚D7-D0，将P2口的P2．2、P2．1、P2．0分别连接到LCD1602的控制引脚E、ＲW、ＲS。DS18B20与单片机采用单总线接口，将51单片机的P3．4引脚连接至DS18B20的数据引脚DQ。DS1302与单片机采用I2C接口，将51单片机的P3．7、P3．6、P3．5引脚分别连接至DS1302的数据引脚I/O、时钟引脚SCLK及复位引脚ＲST。51单片机P2口的高4位分别连接4个独立式按键，P1口分别经驱动芯片74LS245连接8个发光二极管。图5“多功能数字电子钟”硬件电路原理图2．3系统软件设计系统软件采用模块化思路设计，分别包括:LCD1602显示子程序、DS18B20温度测量子程序、DS1302时间读取子程序、按键子程序及系统主程序。设计时，将各个模块子程序单独编程、调试，每个模块调试成功正确无误后，最后编写系统主程序，进行各个模块的综合与联调，?
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Keil时序逻辑和Proteus的电路仿真[J]. 邓力. 实验室研究与探索. 2017(01)
[2]Proteus和Keil模拟交通灯的实践教学[J]. 姚雪梅,陈永前. 实验室研究与探索. 2016(11)
[3]基于Proteus和Keil的多功能数字钟的设计和实现[J]. 严敏. 常州信息职业技术学院学报. 2016(03)
[4]基于Proteus和Keil的单片机实验室建设[J]. 刘娜. 常州信息职业技术学院学报. 2016(01)
[5]一种基于“Keil+Proteus+项目制作”的单片机实践教学形式研究[J]. 孙万麟. 电子技术. 2015(08)
[6]Proteus和Keil仿真联调在单片机课程教学中的应用[J]. 邵春声. 常州工学院学报. 2015(03)
本文编号：3624692
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