multisim的单片机8051使用
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实验二:8051单片机的输出电路设计与仿真一、实验目的1.学习8051单片机的输出电路设计与仿真方法;2.掌握8051单片机的基本电路的设计方法;3.掌握利用8051的输出端口驱动LED的方法;3.学习Multisim 的单片机仿真方法二、设计原理1.89051的基本电路单片机控制系统的设计,都是基于单片机的基本电路展开的。
图1是89S51单片机的基本电路,由图可见,89S51单片机的基本电路包括四个组成部分:⑴电源 单片机的40脚接Vcc(+5V),20 脚接地。
⑵时钟 89S51内部已具有时钟振荡电路,只要在18、19引脚连接石英震荡晶体即可。
石英的震荡频率一般采用12MHz。
⑶复位电路 第9脚为复位引脚,当此引脚连接高电平超过2个机器周期时,即可产生复位动作。
电源接上瞬间,电容器相当于短路,这时单片机执行复位动作。
随着时间的增加,第9脚上的电压逐渐下降,当降至低电平时,89S51恢复正常状态,这个过程称为“自动复位”。
通常会在电容器两端并接一个按钮开关,此按钮开关就是一个手动的复位开关。
⑷存储器设置电路 如果把31引脚接地,则采用外部存储器;如果把31引脚接电源,则采用内部存储器。
2.驱动LEDLED为发光二极管,其特点是反向不导通;正向电压超过发光二极管的开启电压时,导通并且发光;LED的导通电压为1.7V。
LED导通后,通过增加正向电流,LED将更亮,但其寿命将缩短。
因此,LED的正向电流以10 mA ~20mA为宜。
但是从单片机P口输出的电流一般都小于10mA,而从外部输入单片机的电流,却易于控制在10 mA ~20mA。
因此LED在单片机的P口采用反向连接,即相对于LED来说,从单片机P口流出的电流为反向电流,从外部流向单片机的电流为正向电流。
这样,当单片机P口的输出为低电平时,与P口相连接的LED导通,发光。
三、设计内容用Multisim11设计一个用单片机P2口驱动LED发光的电路。
实验一常用8051单片机仿真编译软件使用方法一实验目的:熟悉和掌握8051单片机常用的仿真编译软件uVision2的使用方法。
uVision2也称Keil C51,此软件功能强大,不但能编译8051的C语言和汇编语言源程序,而且能够进行软件仿真,对于一般的工程项目可以完全不用硬件仿真器。
本实验要求编写一个简单的程序并进行软件仿真和在线下载。
二实验原理:Keil C51的操作界面如实验图1-1所示,下面我们用一个简单的例子来了解Keil的使用,以课本图7-2为例图1-11.首先是新建一个 LED1.C文件(File| New意义是在File主菜单中选择 New,下同。
)然后写入你的程序,保存。
2.由(Project | New Project)建立新工程,按程序要求输入工程名,如 LED1(默认后缀是.uv2,Target1 的文确定后弹出对话框提示你选单片机,比如可以选Atmel的89C52,然后确定;如实验图1-2所示。
图1-23.由(View |Project Window)打开Project Window,在工程管理区显示有一个Target1 的文件夹,单击其前面的+号打开该文夹,可看到有一个名为Source Group1的子文件夹,右击它,在弹出菜单里选择Add Files to Group 'Source Group1',在弹出‘打开’对话框里选中刚才建立的LED1.C文件,确定后,再用Close关闭对话框,你可以看到Source Group1的子文件夹里有文件了(就是刚才那个加进去的LED1.C文件)。
双击将它打开,这时如果程序的保留字没有加亮,可以用(View Option)打开对话框,选default,确定就行了,当然你可以按你的习惯选其他的;4.开(Project | Options for Target ‘Target 1’),在 Xtal (MHz)后面的文字框中填入你的系统所用晶体振荡器频率,如11.0592,(如图1-3所示)。
搭建电路设置MCU建好的电路图如图1所示,各器件的名称等信息如附表所示。
需要说明的是电路图中的单片机不用连接晶振也可以进行仿真,时钟频率(速度)的设置见下文。
图1 带复位功能的简单计数器的电路图附表搭建电路时,当将单片机U1放入电路图中时,会出现MCU向导,如图2所示。
第一步,分别输入工作区路径和工作区名称。
工作区名称任意,这里输入MCUCosimWS。
第二步,如图3所示,在项目类型(Proj ect type)下拉框有两个选项:标准(Standard)和加载外部Hex文件(Load External Hex File),你可以在Kei l等环境下编写汇编和C源程序,然后生成Hex文件,再通过“加载外部Hex文件”导入。
限于篇幅这里选标准(Standard),接着在“编程语言”(Programming language)下拉框里会有两个选项:C和汇编(Asse mbly),如果选择C,则在汇编器/编译器工具(Assembler/Compiler tool)下拉框会出现Hi-Tech C51-Lite c ompiler,我们这里选择汇编(Assembly),则出现8051/8052 Metalink assembler。
接下来在项目名称(Pr oject name)里输入名称,如CosimProject。
第三步,如图4所示,对话框里有两个选项:创建空项目(Cr eate empty project)和添加源文件(Add source file)。
选择添加源文件,点击完成。
保存文件,键入M10C osim作为文件名,然后查看“设计工具箱”(Design Toolbox),应如图5所示。
你可能更愿意用C来编写程序,而不是汇编,或两个都用,或还想引入外部Hex文件,这都可以通过用“MCU代码管理器”添加MCU项目来解决。
在设计工具箱里右键单击MCUCosimWS,选择“MCU代码管理器”(MCU Code Manager),点击“新MCU项目”(New MCU Project)按钮,选择“项目类型”(Proje ct Type),可以是标准(Standard)或加载外部Hex文件(Load External Hex File),这里选“标准”,接着输入名称,如Cosim_C_Project,确定后就可以在MCU代码管理器对话框里进行下一步设置了,可以创建新文件,设置汇编器/编译器等等。
单片机80C5180C51单片机的典型产品有80C51﹑80C31和87C51,80C51是ROM型单片机,内部有4KB ROM;80C31无片内ROM;87C51片内有4KB EPROM。
除此外三者的内部结构和引脚完相同。
图1-1 为80C51的内部结构80C51的内部结构包括:【中央处理器(CUP)】主要完成运算和控制功能,80C51的CPU 是一个字节为8位的中央处理器,即它对数据的处理是按字节为单位的;【内部数据处理器(内部RAM】)80C51中共有256个RAM单元,但其中能作为寄存器供用户使用的仅有前面128个,后128个被专用寄存器占用;【内部程序储存器(内部ROM)】80C51共有4KB的掩膜ROM,用于存放程序、原始数据;【定时器/计数器】80C51有2个16位的定时器/计数器;【并行I/O口】80C51共有4个8位I/O口(P0P1P2P3)可实现数据并行输入输出;【串行口】80C51有1个全双工的可编程的串行口,以实现单片机与其他设备之间的串行数据传送;【时钟电路】80C51单片机内部有时钟电路,但晶振和微调电容要外接,为其产生时钟脉冲序列;【中断系统】它共有5个中断源:2个是外部中断源/INTO和/INT1,3个内部中断源,即2个定时/计数中断,1个串行口中断;还有驱动器、锁存器、缓冲器、地址寄存器等。
图1-2 为80C51的引脚图功能说明:主电源引脚Vss(20脚)和Vcc(40脚);时钟电路引脚XTAL1(19脚)和XTAL2(18脚),用法见图1-2;控制信号引脚如下:RST复位(9脚)输入24个时钟脉冲周期宽度以上H电平复位,接法见图1-3;ALE或/PROG、(30脚)锁存扩展地址低位字节控自信号,或EPROM编程时输入编程脉冲;/PSEN、(29脚)访问片外程序存储器是输出负脉冲作片选控制信号,12个始终周期2次生效,但访问片外RAM时无效,见时序图图1-3;/EA或Vpp(31)程序储存地址的选择,H时先选片内超址时自动跳到片外ROM,或编程时施加编程电压。
8051单片机教程一、认识8051单片机8051单片机是一款经典的微控制器,自1981年由英特尔公司推出以来,便广泛应用于工业控制、智能家居、嵌入式系统等领域。
本教程将带领大家了解8051单片机的结构、原理及其编程方法。
1. 8051单片机的基本结构(1)中央处理器(CPU):负责执行程序指令,进行数据处理和控制。
(2)存储器:包括程序存储器(ROM)和数据存储器(RAM)。
程序存储器用于存放程序代码,数据存储器用于存放运行过程中的数据和变量。
(3)定时器/计数器:用于实现定时或计数功能,可应用于各种场合,如延时、脉冲计数等。
(4)并行I/O口:共有4个8位的并行I/O口,可用于连接外部设备,进行数据输入输出。
(5)串行通信接口:用于与其他设备进行串行通信,可实现数据的长距离传输。
(6)中断系统:允许外部设备或内部事件打断正常的程序执行流程,提高系统的实时性。
2. 8051单片机的特点(1)指令丰富:8051单片机拥有111条指令,包括数据传送、逻辑运算、算术运算、位操作等。
(2)硬件资源丰富:具备定时器、串行通信接口、中断系统等硬件资源,易于实现各种功能。
(3)扩展性强:可通过外部总线扩展存储器、I/O口等资源。
(4)功耗低:适用于电池供电的便携式设备。
(5)成本低:8051单片机价格低廉,性价比高。
二、8051单片机的编程基础1. 汇编语言与C语言2. 开发环境搭建(1)并安装Keil软件。
(2)创建一个新项目,选择8051单片机型号。
(3)编写,并将文件添加到项目中。
(4)编译、项目,可执行文件。
(5)将可执行文件到8051单片机中,进行调试和运行。
3. 基本语法与编程规范(1)变量定义:在C语言中,使用变量前需先进行定义。
例如:unsigned char count; // 定义一个无符号字符型变量count(2)数据类型:8051单片机支持多种数据类型,如char、int、long等。
MCS8051学习板使用说明
一、浏览光盘
光盘内容如图所示:
二、软件安装说明
一、打开软件文件夹:
文件内容包括:
KEIL编程软件(keilc51v720)、PDF阅览软件(AdbeRdr708) 如图所示:
二、安装KeilC51软件
打开keilc51v720文件夹→打开setup文件夹→双击Setup开始安
装Keil软件。
选择Full Version进行安装。
选项Serial Number:填写为SN记事本内容。
Keil软件安装成功。
三、安装下载程序的软件
下载软件是用于将编写好的HEX文件烧录到MCS8051芯片上。
解压软件:
STC_ISP下载软件安装成功。
三、软件使用编程使用KEIL软件。
打开KEIL软件。
选择建立HEX文件。
生成HEX 文件。
四、将HEX文件下载到芯片
在进行下载之前,先将学习板的电源关闭,使线路板处于无电源状态。
关闭学习板电源,先点击下载:
再打开电源:
程序下载完毕。
打开电源观察运行结果。
Multisim在单片机系统仿真中的应用作者:张铮来源:《现代电子技术》2008年第10期摘要:介绍Multisim嵌入MCU Module协同仿真系统后,与同类软件如Keil,Proteus相比在单片机系统仿真中的优越性。
以两个具体的应用实例,阐述利用该软件进行单片机系统仿真的具体方法,并利用其高级调试功能验证仿真结果的正确性,说明利用该软件进行单片机系统设计的可行性。
对于嵌入式系统开发和教学具有一定的指导意义。
关键词:Multisim;MCU Module;协同仿真;Keil;中图分类号:TP368.1;TP391.9 文献标识码:B 文章编号:1004-373X(2008)10-174-(School of Information and Electronic Engineering,Zhejiang University of Science andAbstract:This paper introduces Multisim and embedded,MCU Module co-simulation system,and presents its advantages over other software,such as Keil and Proteus in simulation for microcontroller system.The application of Multisim is elucidated through two applicable examples.The simulation results are verified with the advanced debugging tools,which prove the feasibility of the simulation.This is guidance of practical significance for embedded systemKeywords:Multisim;MCU Module;co-目前,为降低单片机系统开发成本,提高开发效率,在进行单片机系统软硬件测试时,往往并不直接采用电路板制作和元器件安装、焊接、调试的方法,而是采用专用的计算机仿真软件进行测试[1]。
计算机时代2010年第1期55基于Multisim1O和KeilC51的单片机仿真宋志强,方武(苏州经贸职业技术学院信息系,江苏苏州215009)摘要:阐述了改革传统单片机实验的必要性,介绍了MultisimlO软件的特点和功能,并以流水灯为例,给出了运用仿真软件Multisim10和单片机开发环境KeilC51进行单片机仿真的方法。
该方法可加深学生对单片机应用的理解,提高单片机教学的效果,而且可以锻炼学生软硬件综合设计的能力,激发学生的学习兴趣。
关键词:Multisim10;KeilC51;单片机仿真;流水灯电路SimulationofMCUBasedORMultisim10andKeilC51SONGZhi—qiang,FANGWu(Dept.ofInformation,SuzhouInstituteofTrade&Commerce,Suzhou。
Jiangsu215009,China)Abstract:ThenecessityofreformingtraditionalMCUexperimentsisexpounded,thefeaturesandfunctionsofMultisim10introduced,andtakingflashLEDforexample,theMCUsimulationmethodofusingsimulationsoftwareMultisim10andMCUdevelopmentenvironmentKeilC51isgiven.Themethodnotonlymakestudentsful-therunderstandMCUapplication.improvetheteachingeffectofMCU,butalsotraintheirintegrateddesigncapabilityofhardwareandsoftware,arousetheirlearninginterest.Keywords:Multisim10;KeilC51;simulationofMCU;flashLEDcircuitO引言单片机因其价格、性能方面的优势,已广泛应用于社会各个领域。
Multisim补充实验二:以单片机8051为核心的交通灯控制电路的仿真如今的电子电路已经很少再由若干个硬件器件拼接而成,而更多的则是以单片机、DSP、FPGA或ARM等可编程器件为核心,进行相关的编程处理再辅以适当的外围电路来设计实现。
Multisim从9.0版本开始,加入了MCU(Microprocessor Control Unit,,微处理机控制器)模块,使得该软件的实际应用能力得到了大大地增强。
本例将通过以单片机8051为核心的交通灯控制电路的仿真设计说明其基本应用方法。
(注:本例选自黄培根等编著《Multisim10计算机虚拟仿真实验室》一书,北京:电子工业出版社,2008。
如对MCU仿真设计有兴趣,还可参考聂典主编《Mumsim 9计算机仿真在电子电路设计中的应用》P460~472之范例。
)一、设计要求和分析在道路的十字路口,为了有序地指挥车辆和行人正常通行,都架有红绿灯,“红灯停,绿行”,这是大家所熟悉的交通规则。
实际的交通灯控制,除了红绿灯之外,在红绿灯之间还有一盏黄灯,它起一个过渡作用,即由红灯转换为绿灯或由绿灯转换为红灯之前,黄灯先闪亮几下,提醒正在通行的车辆行人加快通过道口,绿灯即将灭,红灯即将亮;同时也提醒另一方向正在路口等待的车辆行人,红灯即将灭,绿灯即将亮,准备通行;黄灯闪烁几次后,红灯亮转换为绿灯亮或绿灯转换为红灯亮。
根据以上十字路口红、黄、绿灯的工作情况,我们采用单片机模块8051实现交通灯控制。
单片机模块8051需要的工作电源电压为5V;由于模块内已备晶振(默认振荡频率为12MHz),所以仿真外围电路可以省略晶振;外围需要加一只电容和一只电阻,实现单片机的上电复位功能;单片机输出利用Mumsim 10.1元件工具条中的3D元件,红色、黄色和绿色发光二极管各4只,组成南北方向和东西方向的指示灯,形象直观、生动有趣。
交通灯控制框图如图1所示,交通灯控制电路原理图如图2所示。
基于Multisim10的单片机动态显示仿真技术论文Multisim10是美国国家仪器公司(NI,National Instruments)推出的计算机电子仿真软件。
Multisim10实现计算机仿真时设计和实验用的元器件和测试仪器和仪表齐全,可以完成各种类型的电路设计与实验;可以方便地对电路参数进行测试和分析;设计与实验可以同步进行,可以边设计边实验,修改调试方便;可直接打印输出实验数据、测试参数、曲线和电路原理图;实验中不消耗实际的元器件,实验所需的元器件和数和数量不受限制,实验本钱低,实验速度快,效率高;设计和实验成功的电路可以直接在产品中使用。
Multisim10版本可用于单片机和可编程逻辑器件的仿真分析,为单片机系统的仿真设计提供了较好的解决方案。
multisim10提供了805x、PIC、RAM和ROM等4个系列的单片机芯片和可编程逻辑器件,使得该软件的实际应用得到了大大的增强。
本文使用Multisim10为辅助设计工具,做以单片机8051为中心的单片机动态显示电路的仿真设计。
显示单元是单片机常见的控制功能,但凡遇到显示输出时都会用到显示单元,如数字管的显示,点阵的显示等。
为了提高单片机输入输出端口的效率,一般显示单元都使用动态显示技术。
所谓动态显示方式,就是一位一位地轮流点亮各个数码管(动态扫描方式)。
对于每一位数码管来说,每隔一定时间点亮一次,当扫描的时间间隔足够小时,利用人的视觉暂留特性,观察者就不会感到数码管的闪烁,看到的现象是所有的数码管一起发光,就如同看电影的道理一样。
如果要做4个数码显示管的动态显示时,其实现方法是将所有的数码管的a......g连接在一起,接在单片机的某个输出端口上,各个数码管的公共端作为片选信号接在单片机的另一个输出端口上,这样做可以大大地节省了硬件资源。
单片机模块8051的工作电源电压为5V; Multisim10中的8051模块内部已经具备了12MHz,所以仿真外围电路可以省略晶振;故其最小系统需要加一只电容和一只电阻,实现单片机的上电复位功能。
MCU(Microcontroller Unit)即单片机是大家都比较熟悉并常用的电子器件,由于其广泛的应用,所以用单片机设计电路是电子技术人员必备的技能。
对于初学者,可以先从软件仿真入手。
我们知道利用Proteus软件可以进行单片机的软件仿真,Multisim同样也可以。
Multisim是基于SPICE的电路仿真软件,SPIC E(Simulation Program with Intergrated Circuit Emphasis)是“侧重于集成电路的模拟程序”的简称,在1975年由加利福尼亚大学伯克莱分校开发。
在Multi sim9中,需要另安装MultiMCU进行单片机仿真。
NI(National Instruments) M ultisim10 将MuitiMCU称为MCU Module,不需要单独安装,可以与Multisim 中的SPICE模型电路协同仿真,支持Intel/Atmel的8051/8052 和Microchip的PIC16F84a,典型的外设有RAM和ROM,键盘,图形和文字LCD,并有完整的调试功能,包括设置断点,查看寄存器,改写内存等。
支持C语言,可以编写头文件和使用库,还可以将加载的外部二进制文件反汇编。
Multisim10 可以从NI的官方网站下载,网址为/academic/multisimse/ ,有学生版和教育版,只须填写一些个人信息就可以下载,300多兆,下载后可以选evaluation mode进行为期30天的评估。
这里我们通过一个简单的带有复位功能的计数器的例子来说明在NI M ultisim10中如何进行单片机开发以及如何与SPICE模型电路协同仿真。
如果你对Multisim比较熟悉,那一定对里面的安捷伦(Agilent)5462 2D混合信号示波器等仪器印象很深刻吧,因为它与真实的仪器面板和操作几乎完全一样。
Multisim里象这种模仿实际仪器的还有安捷伦的33120A任意波形函数发生器和34401A万用表,泰克(Tektronix)的TDS2024四通道示波器。
目录1 Multisim 12简介及使用 (2)1.1 Multisim简介 (2)1.1.1 Multisim概述 (2)1.1.2 Multisim发展历程 (2)1.1.3 Multisim 12的特点 (4)1.2 Multisim 12的基本界面 (6)1.2.1 Multisim 12的主窗口界面 (6)1.2.2 Multisim 12的标题栏 (7)1.2.3 Multisim 12的菜单栏 (7)1.2.4 Multisim 12的工具栏 (9)1.2.5 Multisim 12的元件库 (10)1.2.6 Multisim 12的虚拟仪器库 (12)1.3 Multisim 12的使用方法与实例 (13)页脚内容11Multisim 12简介及使用1.1Multisim简介1.1.1Multisim概述NI Multisim是一款著名的电子设计自动化软件,与NI Ultiboard同属美国国家仪器公司的电路设计软件套件。
是入选伯克利加大SPICE项目中为数不多的几款软件之一。
Multisim在学术界以及产业界被广泛地应用于电路教学、电路图设计以及SPICE模拟。
Multisim是以Windows为基础的仿真工具,适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。
它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。
我们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图,并对电路进行仿真。
Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容,这样我们无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计,这也使其更适合电子学教育。
通过Multisim和虚拟仪器技术,PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
1.1.2Multisim发展历程Multisim 电路仿真软件最早是加拿大图像交互技术公司(Interactive Image Technologies,IIT)于20世纪80年代末推出的一款专门用于电子线路仿真的虚拟电子工作平台(Electronics Workbench,EWB)。
用Multisim软件进行单片机辅助开发作者:孔德意来源:《电子世界》2013年第08期【摘要】为了能够对单片机开发设计人员起到较好的帮助,文章详细介绍了如何使用Multisim软件对单片机及其外围电路进行仿真,帮助分析、解决和验证设计,并通过相关虚拟仪器观测仿真结果。
采用仿真辅助设计,可以缩短产品开发周期,提高设计人员研发效率。
【关键词】Multisim;单片机;外围电路;虚拟仪器;仿真单片机因其使用灵活、体积小、重量轻和价格低廉等因素,仍然被广泛应用,从事单片机开发的工程师,经常要对其所设计单片机程序及其外围电路进行实物模拟和调试,非常不便,开发效率相对不高。
随着EDA(Electronic Design Automation)技术的飞速发展,采用仿真软件完成单片机系统的开发已经成为开发设计人员一种必不可少的手段。
Multisim是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具,适用于模拟、数字电路和MCU(Micro Controller Unit)的设计工作,具有丰富的仿真分析能力。
1.Multisim软件简介Multisim具有较为详细的电路分析手段,也拥有强大的MCU模块,支持单片机及其外围设备的仿真,所建项目支持C代码、汇编代码,包含断点设置、查看和编辑内部RAM、特殊功能寄存器等高级调试功能。
同时强大的数字仪器和数字分析环境,给用户提供了一个操作便捷、使用方便、效果突出的仿真平台。
使用Multisim可交互式地搭建电路原理图,并对电路行为进行仿真。
通过Multisim和虚拟器技术,使用者可以完成从理论到原理图捕获与仿真,再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程,Multisim软件使模拟电路、数字电路、MCU设计及仿真更为方便,并且广泛的被广大设计和开发人员使用。
2.用Multisim软件进行设计仿真下面将以图1为例,介绍如何用Multisim软件进行单片机辅助开发,并以此说明采用Multisim仿真的基本应用方法。