基於微控制器系統的電子鍾設計與模擬
論文題目：
選題背景
隨著半導體技術的飛速發展，以及行動通訊、網路技術、多媒體技術在嵌入式系統設計中的應用，微控制器從4位、8位、16位到32位，其發展歷程一直受到廣大電子愛好者的極大關注。微控制器功能越來越強大，價格卻不斷下降的優勢無疑成為嵌入式系統方案設計的首選，同時微控制器應用領域的擴大也使得更多人加入到基於微控制器系統的開發行列中，推動著微控制器技術的創新進步。
然而傳統的微控制器系統開發除了需要購置諸如模擬器、程式設計器、示波器等價格不菲的電子裝置外，開發過程也較繁瑣。來自英國Labcenter Electronics公司的Proteus軟體很好地詮釋了利用現代EDA工具方便快捷開發微控制器系統的優勢。它包括PROTEUS VSM（Virtual System Modelling）、PROTEUS PCB DESIGN兩大組成部分，在PC機上就能實現原理圖電路設計、電路分析與模擬、微控制器程式碼級除錯與模擬、系統測試與功能驗證以及形成PCB檔案的完整嵌入式系統設計與研發過程。
微控制器系統作為一種典型的嵌入式系統，其系統設計包括硬體電路設計和軟體程式設計設計兩個方面, 其除錯過程一般分為軟體除錯、硬體測試、系統除錯3個過程。如果採用微控制器系統的虛擬模擬軟體——Proteus，則不用製作具體的電路板也能夠完成以上工作。
選題目的和意義
本文的電子鐘系統是以微控制器（AT89C51）為核心，時鐘晶片DS1302、數碼管顯示驅動晶片MAX7219等元器件組成。具體介紹應用Proteus的ISIS軟體進行微控制器系統的電子鐘設計與模擬的實現方法。該方法既能準確驗證所設計的系統是否滿足技術要求,又能提高系統設計的效率和質量,降低開發成本,具有推廣價值。
論文結構
1、緒論
2、系統設計
3、硬體電路設計
4、軟體設計
5、系統除錯與模擬
Proteus軟體簡介
PROTEUS軟體由Labcenter公司開發，是目前世界上最先進、最完整的嵌入式系統設計與模擬平臺，可以實現數位電路、類比電路及微控制器系統與外設的混合電路系統的電路模擬、軟體模擬、系統協同模擬和PCB設計等功能，是目前唯一能夠對各種處理器進行實時模擬、除錯與測試的EDA工具。微控制器系統相關的模擬需建立編譯和除錯環境，可選擇Keil C51uVision2 軟體。該軟體支援眾多不同公司的晶片，集編輯、編譯和程式模擬等於一體，同時還支援PLM、彙編和C語言的程式設計。它的介面友好易學，在除錯程式、軟體模擬方面有很強大的功能。 其革命性的功能是：將電路模擬和微處理器模擬進行協同，直接在基於原理圖的虛擬原型上進行處理器程式設計除錯，並進行功能驗證，通過動態器件如電機、LED、LCD、開關等，實時看到執行後的輸入、輸出的效果，配合系統配置的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀等， Proteus為我們建立了完備的電子設計開發環境。
系統設計
電子鐘系統硬體組成
AT89C51微控制器簡介
AT89C51是一種帶4K位元組閃爍可程式可擦除只讀儲存器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高效能CMOS8位微處理器，俗稱微控制器。AT89C2051是一種帶2K位元組閃爍可程式可擦除只讀儲存器的微控制器。微控制器的可擦除只讀儲存器可以反覆擦除100次。該器件採用ATMEL高密度非易失儲存器製造技術製造，與工業標準的MCS-51指令集和輸出管腳相相容。由於將多功能8位CPU和閃爍儲存器組合在單個晶片中，ATMEL的89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C微控制器為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。