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第1章 基于PROTEUS的单片机系统仿真1

1.1 PROTEUS ISIS编辑环境1

1.1.1 PROTEUS ISIS操作界面1

1.1.2 主菜单和主工具栏4

1.1.3 PROTEUS ISIS编辑环境设置4

1.1.4 PROTEUS ISIS系统参数设置9

1.2 电路图绘制14

1.2.1 绘图工具14

1.2.2 导线的操作21

1.2.3 对象的操作22

1.2.4 PROTEUS电路绘制实例23

1.2.5 电路图绘制进阶28

1.3 电路分析与仿真33

1.3.1 激励源33

1.3.2 虚拟仪器34

1.3.3 探针35

1.3.4 图表35

1.3.5 基于图表的仿真39

1.3.6 交互式仿真43

1.4 基于PROTEUS的51单片机仿真——源代码控制系统48

1.4.1 在PROTEUS VSM中创建源代码文件48

1.4.2 编辑源代码程序50

1.4.3 生成目标代码文件51

1.4.4 代码生成工具52

1.4.5 定义第三方源代码编辑器52

1.4.6 使用第三方IDE53

1.5 基于PROTEUS的51单片机仿真——源代码调试53

1.5.1 单步调试53

1.5.2 使用断点调试54

1.5.3 Multi-CPU调试54

1.6 基于PROTEUS的51单片机仿真——弹出式窗口54

1.6.1 显示弹出式窗口54

1.6.2 源代码调试窗口56

1.6.3 变量窗口57

1.6.4 观测窗口58

1.7 基于PROTEUS的51单片机仿真62

1.7.1 原理图输入62

1.7.2 编辑源代码62

1.7.3 生成目标代码64

1.7.4 调试65

第2章 Keil μVision4集成开发环境66

2.1 μVision4开发环境66

2.2 创建基于Keil的C语言程序82

2.3 PROTEUS与Keil整合的实现87

2.3.1 在Keil中调用PROTEUS进行MCU外围器件的仿真87

2.3.2 在Keil中生成*.OMF文件89

2.3.3 Keil中断源的矢量位置91

第3章 Protel 99 SE入门92

3.1 Protel 99 SE概述92

3.1.1 Protel 99 SE的Client/Server结构92

3.1.2 项目管理93

3.1.3 多图纸设计95

3.1.4 原理图与PCB同步设计96

3.1.5 PCB制板98

3.1.6 3D预览102

3.2 绘制电路原理图前的准备102

3.2.1 设计环境定制102

3.2.2 创建设计数据库文件105

3.2.3 创建设计绘图页108

3.2.4 Protel 99 SE电路原理图绘制预备知识110

3.3 绘制电路原理图114

3.3.1 Protel 99 SE绘制电路原理图——放置元件114

3.3.2 Protel 99 SE绘制电路原理图——制作元件122

3.3.3 Protel 99 SE绘制电路原理图——连线127

3.3.4 Protel 99 SE绘制电路原理图——编辑与调整129

3.3.5 规则检查与网络表生成132

3.3.6 其他报表的输出136

3.4 PCB设计的预备知识138

3.4.1 PCB板层138

3.4.2 元件封装技术140

3.4.3 电路板形状及尺寸定义152

3.4.4 PCB布局153

3.4.5 PCB布线156

3.4.6 电路板测试160

3.5 PCB设计160

3.5.1 创建PCB文件161

3.5.2 制作元件封装164

3.5.3 规划电路板及参数设置173

3.5.4 载入网络表174

3.5.5 元件布局177

3.5.6 布线前的规则设置180

3.5.7 元件布线186

3.5.8 添加测试点190

3.5.9 补泪滴192

3.5.10 铺铜194

3.6 创建Gerber文件198

3.6.1 Gerber文件的设置与生成198

3.6.2 Gerber文件解释198

第4章 单片机系统开发流程及相关概念200

4.1 单片机系统的开发流程200

4.1.1 单片机系统开发的可行性分析200

4.1.2 单片机系统开发的总体方案设计201

4.1.3 单片机系统开发的系统实施202

4.1.4 单片机系统开发的系统调试203

4.2 单片机系统开发的相关概念204

第5章 跑马灯的设计207

5.1 系统要求及单片机相关知识207

5.1.1 AT89S51器件功能概述207

5.1.2 AT89S51存储器211

5.1.3 AT89S51 I/O端口218

5.1.4 AT89S51工作的基本时序与晶振电路222

5.1.5 AT89S51复位电路224

5.1.6 AT89S51在系统编程227

5.2 基于AT89S51的跑马灯电路229

5.2.1 基于AT89S51的单片机最小系统设计230

5.2.2 基于AT89S51的跑马灯电路设计231

5.3 基于AT89S51的跑马灯程序232

5.3.1 跑马灯汇编语言程序设计233

5.3.2 基于PROTEUS的跑马灯电路仿真233

5.3.3 跑马灯C语言程序设计及电路仿真235

5.4 基于万用电路板的跑马灯电路板制作239

5.5 跑马灯程序下载240

5.6 硬件调试242

第6章 8×8点阵图形显示电路设计243

6.1 系统要求及相关知识243

6.1.1 8×8点阵LED显示器的组成原理及控制方式243

6.1.2 8×8点阵LED显示方式244

6.1.3 8×8点阵LED显示器与单片机的接口246

6.2 基于AT89S51的8×8点阵LED图形显示248

6.2.1 LED点阵的测试248

6.2.2 PROTEUS中搭建仿真电路249

6.3 基于AT89S51的8×8点阵LED图形显示253

6.3.1 图形信号提取253

6.3.2 基于AT89S51的8×8点阵LED图形显示程序254

6.3.3 基于PROTEUS的8×8点阵LED图形显示电路仿真255

6.4 基于万用电路板的8×8点阵LED图形显示电路板制作257

6.5 硬件调试259

6.6 启发设计：双色图形显示电路设计260

第7章 16×16点阵汉字显示电路设计265

7.1 基于并行方式的16×16点阵汉字静态显示系统设计265

7.1.1 16×16点阵LED显示器的组成原理及驱动方式265

7.1.2 汉字取模266

7.1.3 基于PROTEUS的电路仿真267

7.2 基于串行方式的16×16点阵汉字静态显示系统设计272

7.2.1 基于CD4094的串行16×16点阵LED显示器的驱动电路272

7.2.2 基于74HC595的串行16×16点阵LED显示器的驱动电路277

7.3 16×16点阵多汉字静态显示系统设计281

7.4 16×16点阵汉字显示电路电路板制作286

7.5 启发设计——16×16点阵汉字动态显示系统设计289

7.5.1 汉字滚动显示原理289

7.5.2 汉字滚动显示电路设计290

第8章 数字钟设计297

8.1 数字钟设计要求及其相关知识297

8.1.1 AT89S51的中断系统297

8.1.2 AT89S51的定时器／计数器301

8.1.3 键盘接口306

8.2 基于AT89S51定时器／计数器的数字钟设计308

8.2.1 数字钟硬件设计方案308

8.2.2 数字钟硬件电路308

8.2.3 数字钟软件程序设计310

8.2.4 基于PROTEUS的数字钟电路仿真315

8.2.5 基于MAX7219扫描数码管的数字钟电路316

8.2.6 数字钟电路制作327

8.3 启发式设计（1）——基于DS1302的数字钟329

8.3.1 DS1302芯片329

8.3.2 基于DS1302芯片的数字钟电路331

8.3.3 基于DS1302芯片的数字钟电路软件程序331

8.4 启发式设计（2）——模拟交通灯系统设计340

8.4.1 交通灯系统设计要求340

8.4.2 模拟交通灯系统硬件电路搭建341

8.4.3 模拟交通灯系统软件程序设计341

第9章 电子八音盒351

9.1 电子八音盒设计要求及其相关知识351

9.1.1 发音原理351

9.1.2 音符频率与定时器初值351

9.1.3 节拍频率的产生353

9.1.4 音乐编码353

9.1.5 蜂鸣器的驱动354

9.2 电子八音盒硬件设计354

9.3 电子八音盒软件程序设计355

9.4 基于PROTEUS的电子八音盒电路仿真360

9.5 启发式设计——简易音乐播放器361

9.5.1 简易音乐播放器的硬件电路361

9.5.2 简易音乐播放器的软件设计362

9.5.3 简易音乐播放器的PROTEUS仿真367

第10章 多点温度测量系统369

10.1 基于DS18B20的单点温度测量系统设计369

10.1.1 单总线数据温度传感器DS18B20369

10.1.2 单点温度测量系统硬件电路372

10.1.3 单点温度测量系统软件程序设计373

10.1.4 基于PROTEUS环境的电路仿真379

10.2 多点温度测量系统设计380

10.2.1 LCD字符汉字显示原理380

10.2.2 LCD12232液晶显示器使用方法381

10.2.3 基于LCD12232液晶显示器的多点温度测量系统硬件电路搭建386

10.2.4 基于LCD12232液晶显示器的多点温度测量系统软件程序设计387

10.2.5 基于PROTEUS的电路仿真420

10.2.6 多点温度检测系统电路制作422

10.3 启发式设计——温、湿度检测系统设计423

10.3.1 数字温、湿度传感器SHT15423

10.3.2 液晶点阵屏1602425

10.3.3 基于SHT15的温、湿度测量系统硬件电路图430

10.3.4 基于SHT15的温、湿度测量系统软件程序设计430

10.3.5 基于SHT15的温、湿度测量系统仿真439

第11章 电子密码锁440

11.1 简易电子密码锁设计440

11.1.1 简易电子密码锁硬件电路设计440

11.1.2 简易电子密码锁软件程序设计441

11.1.3 基于PROTEUS的简易电子密码锁仿真449

11.2 启发式设计——基于AT24C02的电子密码锁设计451

11.2.1 AT24C02 EEPROM存储器452

11.2.2 AT89S51与AT24C02的接口454

11.2.3 基于AT24C02的电子密码锁硬件电路设计455

11.2.4 基于AT24C02的电子密码锁软件程序设计456

11.2.5 基于PROTEUS的密码锁电路仿真474

11.2.6 基于AT24C02的电子密码锁制作477

第12章 电机控制系统设计485

12.1 基于AT89S51的直流电机控制系统设计485

12.1.1 直流电机工作原理485

12.1.2 直流电机调速原理485

12.1.3 基于AT89S51的PWM信号产生487

12.1.4 直流电机驱动L298488

12.1.5 基于L298驱动的直流电机调速硬件电路设计491

12.1.6 基于L298驱动的直流电机调速软件程序设计492

12.1.7 基于PROTEUS环境的直流电机调速系统仿真498

12.1.8 直流电机调速系统的测速电路设计501

12.2 基于AT89S51的步进电机控制系统设计502

12.2.1 步进电机工作原理502

12.2.2 基于单片机的步进电机控制原理504

12.2.3 电机驱动芯片ULN2003505

12.2.4 基于ULN2003驱动的步进电机控制506

12.2.5 基于ULN2003驱动的步进电机控制程序设计506

12.2.6 基于PROTEUS的步进电机控制系统仿真515

12.3 启发式设计——模拟电梯控制系统518

12.3.1 基于AT89S51的模拟电梯控制系统设计要求519

12.3.2 模拟电梯控制系统硬件电路设计519

12.3.3 模拟电梯控制系统软件程序设计519

12.3.4 模拟电梯控制系统仿真526

第13章 串行通信系统的设计528

13.1 AT89S51串行口通信功能528

13.1.1 串行通信基本原理528

13.1.2 串行通信接口电路530

13.1.3 AT89S51串行口531

13.2 AT89S51与PC串行通信534

13.2.1 电平转换芯片MAX232535

13.2.2 AT89S51与PC串行通信硬件电路设计535

13.2.3 AT89S51与PC串行通信软件程序设计536

13.2.4 基于PROTEUS的串口通信电路仿真541

13.3 启发式设计——基于LabView的串口温度采集监控系统设计543

13.3.1 下位机系统544

13.3.2 上位机程序548

13.3.3 基于LabView的串口温度采集监控系统调试550

第14章 AT89S51看门狗551

14.1 看门狗工作原理及使用方法551

14.1.1 看门狗定时器551

14.1.2 使用看门狗551

14.1.3 掉电和空闲时的看门狗552

14.2 激活看门狗及喂狗程序552

14.3 启发式设计——公交车报站系统设计（使用看门狗）553

第15章 单片机系统设计中的常见问题560

15.1 单片机系统设计中的端口驱动及接口电路560

15.1.1 AT89S51 I/O口驱动能力560

15.1.2 AT89S51 I/O接口电路561

15.2 单片机系统的可靠性及抗干扰技术563

15.2.1 元器件本身的可靠性563

15.2.2 单片机系统硬件抗干扰技术564

15.2.3 单片机系统软件抗干扰技术566

参考文献568