倒计时牌的PROTEUS设计与仿真9月19日

倒计时牌的PROTEUS设计与仿真(图) [日期：2014-9-19] 来源：研究室（二）作者：汉口学院汪潇学生以研发的“双单片机控制的高考计时牌”（简称“倒计时牌”）为例，论述PROTEU S在单片机应用产品研发中的开发过程、实际操作。该“倒计时牌”已在部分中学用来作为高考日期倒计时警示牌。为精减论述，本文省去了农历、时温等部分。它由一块AT89C51、DS1302时钟芯片、两块8位共阴数码管、一块4位共阴数码管、6块74HC573、两个按键等构成。图1是它的PROTEUS设计与实时仿真片断。右边为单片机控制的电路部分。电路连接除采用直接连线外还采用了PROTEUS提供的网络标号连接方法。左上方为显示部分，左下方分别为设置倒计时初置的两个按键作为调整天数开关。单片机U1、时钟芯片（DS1302）U4的晶振频率都是11.0596MHz，能较精确地记录时间，当每过完一天倒计时牌会自动减一，该“倒计时牌”调整方便、性能稳定、性价比高。

图1 “倒计时牌”的PROTEUS设计与仿真片断

一、“倒计时牌”的PROTEUS电路设计

这是产品研发过程的第一步。

启动PROTEUS后，将出现用于设计与仿真的ISIS窗口。图5是“倒计时牌”PROTEUS设计时的ISIS界面情况。采用鼠标操作，非常方便。设计好图纸尺寸定义好文件名后，即可按设计需要从PROTEUS库中提取设计所需要的元器件，放置到ISIS编辑区中，进行电路连接等电路设计。在电路设计中，每两个74HC573分别对一块数码管进行段锁存和位锁存，所有的74HC573都用P1.0和P1.1进行控制，如图2、图3、图4。

图2

图3

图4

图5 “倒计时牌”PROTEUS设计时的ISIS界面情况

通过DS1302主要特点是采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，能提供较准确的时钟信息，用11.0592的晶振，产生很精确地时钟脉冲。

二、“倒计时牌”的PROTEUS软件设计

这是产品研发过程的第二步。

PROTEUS设计好硬件电路后，要进行单片机的软件设计。因是一个单片机控制，DS1302提供时钟，所以要用Keil2编写相应的程序。打开Keil2，建立工程文件，设置好相关参数，建立好相关的c文件，在定时器0中设定读标志位ReadTimeFlag从DS1302读出时钟数据，并在相应的数码上显示出来。编译生成相应的HEX文件，如图6所示。学生在这里就不详细说明如何使用Keil2。

图6 “倒计时牌”的PROTEUS的软件设计

三、“倒计时牌”的PROTEUS电路的调试

这是产品研发过程的第三步。

首先要进行目标代码加载和设置晶振频率。将鼠标指向单片机U1，右键单击,再左键单击，则弹出如图7所示的“Edit Component”对话框，在“Program File”框中输入它的目标代码文件“倒计时数码管显示.hex”，在“Clock Frequency”框中输入晶振频率12MHz，左键单击“O K”按钮即完成操作。

图7 加载程序

按下PROTUES中的play键，开始仿真，并按下倒计时+和倒计时- ，观察实验现象如下：

（1）图8是按下倒计时+的结果。（倒计时牌从原来88天变为89天）（2）图9是按下倒计时-的结果。（倒计时牌从原来88天变为87天）

图8 按下倒计时+

图9 按下倒计时-

四、“倒计时牌”实际产品的安装、运行与调试

这是产品研发过程的第三步。

“倒计时牌”交互式实时仿真通过后，可转到PROTEUS PCB DESIGN中，根据设计要求设计PCB电路板，设计中要注意布线的科学性。购买符合设计要求的元器件、接插件。细心安装实际的“倒计时牌”硬件电路。并将目标代码文件倒计时数码管显示.hex下载到实际的单片机U1（AT89c51），实际通电运行。

结论

实践证明，PROTEUS是单片机应用产品灵活、高效、正确的设计与仿真平台，改革了单片机应用产品的研发过程，为单片机应用产品研发提供了完整的虚拟实验室。