如何利用PROTEUS、Keil uVision5 软件进行单片机系统仿真设计？

一、实验目的 1．掌握单片机串行口通信的程序设计，及简易三线式通讯的方法。
2．了解实现串行通讯的硬环境、数据格式的协议、数据交换的协议。
3．学习串口通讯的中断方式的程序编写方法。
4．进一步熟悉利用 PROTEUS、Keil uVision5 等软件进行单片机系统仿真设计的方法。
二、实验任务
1．基本任务
（1）已知甲机接 8 个开关，乙机接 8 个发光二极管，利用它们的串口方式 1，波
特率自定义，实现：将甲机中 8 个开关所代表的数据传送到乙机，并在乙机的 8 个 LED
灯显示。请在 Proteus 中画出电路原理图，并编写程序仿真实现上述功能。
（2）已知单片机的 P0 口接了 8 个发光二极管 LED0~LED7，现要求通过单片机的
串口收发上位机的命令，实现对这 8 个发光二极管的控制。PC 端采用串口调试程序进
行数据发送（如使用 stc-isp 烧写软件向单片机发送“88 FB AF XX FC FC”6 个字节的
命令，其中“88 FB AF”及“FC FC”为数据的帧头和帧尾，“XX”为 00~07 数据。 ）单片机
使用串口中断进行数据接收，同时需要判断帧头和帧尾的正确性。判断帧头和帧尾完毕
后，若正确的话再判断“XX” 数据，对应“XX” 数据对 LED0~LED7 进行点亮、熄灭控
制；若不正确丢掉数据， 转入等待接收。 请在 Proteus 中画出电路原理图，并编写程
序仿真实现上述功能。
2．拓展任务
在以上基本任务 1 的基础上，奇校验，实现甲机和乙机的全双工通信，即甲机和乙
机都分别接 8 个开关和 8 个发光二极管，甲机 8 个开关所代表的数据能传送到乙机并在
乙机的 8 个 LED 灯显示，同时乙机 8 个开关所代表的数据能传送到甲机并在甲机的 8
个 LED 灯显示，若校验出错则指示灯（自定义）闪烁。请在 Proteus 中画出电路原理图，
并编写程序仿真实现上述功能。

  

  


  
//-----------------------发送端---------------------------//
#include  "STC15.H"
bit busy=0;
//-----------------------串口初始化子函数-------------------------//
void Uart1_Init(void)         //9600bps@11.0592MHz         
{
        SCON = 0x40;                //8位数据,可变波特率 方式1
        AUXR |= 0x40;                //定时器1时钟为Fosc,即1T
        AUXR &= 0xFE;                //串口1选择定时器1为波特率发生器
        TMOD &= 0x0F;                //设定定时器1为16位自动重装方式
        TL1 = 0xE0;                //设定定时初值
        TH1 = 0xFE;                //设定定时初值
        ET1 = 0;                //禁止定时器1中断
        TR1 = 1;                //启动定时器1
        ES = 1;     //启动串口中断
}
//-----------------------数据发送子函数---------------------------//
void SendData(unsigned char dat)
{
  while(busy);   
  SBUF=dat;     
  busy=1;      
}
//---------------------------中断函数------------------------------//
void UART1_isr (void) interrupt 4
{
  if(TI)        
  {
    TI=0;    //清除标志位           
    busy=0;  //清除忙标志位              
  }
}
//---------------------------主函数------------------------------//
void main()                                    
{
  Uart1_Init();   //串口初始化
  EA=1;            //打开总中断
  while(1)
        {
                SendData(P1);   //发送P1口数值
        }
}
//-----------------------接收端---------------------------//
#include  "STC15.H"
unsigned int temp;
//-----------------------串口初始化子函数-------------------------//
void Uart1_Init(void)         //9600bps@11.0592MHz         
{
        SCON = 0x50;                //8位数据,可变波特率 REN=1处于接受状态
        AUXR |= 0x40;                //定时器1时钟为Fosc,即1T
        AUXR &= 0xFE;                //串口1选择定时器1为波特率发生器
        TMOD &= 0x0F;                //设定定时器1为16位自动重装方式
        TL1 = 0xE0;                //设定定时初值
        TH1 = 0xFE;                //设定定时初值
        ET1 = 0;                //禁止定时器1中断
        TR1 = 1;                //启动定时器1
        ES = 1;     //启动串口中断
}
//-------------------------中断函数------------------------------//
void UART1_isr (void) interrupt 4
{
  if(RI)                                      
   {
           RI=0;    //标志位清0
                 temp=SBUF;   //数据暂存
                 P0=temp;                 //P0接收发送端数据
   }
}
//---------------------------主函数------------------------------//
void main()                                    
{
  Uart1_Init();    //串口初始化
  EA=1;             //打开总中断
  while(1);
}

  

  

  
#include "stc15.h"
#define uchar unsigned int      //对数据类型进行声明定义
volatile bit Flag=0;
uchar i,val;
uchar arr[6];
//-----------------------串口初始化子函数-------------------------//
void Uart1_init()  //9600bps@11.0592MHz
{       
        PCON &= 0x7F;   //波特率不加倍控制/帧错误检测
        SCON = 0x50;                //8位数据,可变波特率
        AUXR |= 0x40;                //定时器1时钟为Fosc,即1T
        AUXR &= 0xFE;                //串口1选择定时器1为波特率发生器
        TMOD &= 0x0F;                //设定定时器1为16位自动重装方式
        TL1 = 0xE0;                //设定定时初值
        TH1 = 0xFE;                //设定定时初值
        ET1 = 0;                //禁止定时器1中断
        TR1 = 1;                //启动定时器1
        ES=1;       // 串口1中断打开
        EA=1;       //全局中断使能
}
//---------------------------中断函数------------------------------//
void Uart1_INT() interrupt 4
{
        ES=0;      //串口1中断关闭
        if(RI)
        {
        Flag=1;    //接收到数据,接收标识符有效
        RI=0;      //串口接收标志位清0
        arr=SBUF;      //将接收到的数据赋给数组中判断        
        if(arr==0x88)  //判断数组
     {
        arr[0]=arr;
        i=0;
     }
     i++;
     if(i==6)
       {
        i=0;
        if(arr[0]==0x88&&arr[1]==0xFB&&arr[2]==0xAF&&arr[4]==0xFC&&arr[5]==0xFC)
        {
            val=arr[3];
             switch (val)
            {
                case 0x00:P0=0XFE;break;
                case 0x01:P0=0XFD;break;
                case 0x02:P0=0XFB;break;
                case 0x03:P0=0XF7;break;
                case 0x04:P0=0XEF;break;
                case 0x05:P0=0XDF;break;
                case 0x06:P0=0XBF;break;
                case 0x07:P0=0X7F;break;
            }
        }
      }
        }
         ES=1;             // 串口1中断打开
}
//---------------------------主函数------------------------------//
void main()
{
        Uart1_init();      //串口初始化
        while(1);          //循环运行
}

  



#include "stc15.h"
#include "intrins.h"
volatile bit Flag=1;
//---------------------------延时函数------------------------------//
void Delay150ms()                //@11.0592MHz
{
        unsigned char i, j, k;

        _nop_();
        _nop_();
        i = 7;
        j = 78;
        k = 167;
        do
        {
                do
                {
                        while (--k);
                } while (--j);
        } while (--i);
}
//-----------------------串口初始化子函数-------------------------//
void Uart1_Init(void)                //9600bps@11.0592MHz
{
        SCON = 0x90;                //9位数据,方式2,可变波特率,带TB8/RB8奇偶校验位
        AUXR |= 0x40;                //定时器1时钟为Fosc,即1T
        AUXR &= 0xFE;                //串口1选择定时器1为波特率发生器
        TMOD &= 0x0F;                //设定定时器1为16位自动重装方式
        TL1 = 0xE0;                  //设定定时初值
        TH1 = 0xFE;                        //设定定时初值
        ET1 = 0;                                //禁止定时器1中断
        TR1 = 1;                                //启动定时器1
        ES = 1;                     //使能串口中断
        EA=1;           //全局中断使能
}
//-------------------------数据发送函数-----------------------------//
/*********************************************************************
* 由于PSW中的P可以表达累加器ACC中“1”的个数奇偶性,P=1,A中“1”的个数为 *
* 奇数,P=0,A中“1”的个数为偶数                                       *
*********************************************************************/
void Send_Data(unsigned char dat)
{
        ACC=dat;    //将数据赋给累加器ACC
        TB8=P;      //发送从累加器得到的第9位数据
        SBUF=dat;   //发送数据到数据缓冲器
        while(TI==0);//当TI标志位等于零时
        TI=0;       //TI标志位清零
}
//-------------------------数据传送函数-----------------------------//
void UART1_Puts(void)
{
        if(Flag)
        {
                ES=0;       //串口1中断关闭
                Send_Data(P1);  //发送P1接收到的数据
                ES=1;       //串口1中断开启
                Flag=0;     //清除接收标识符
        }
}
//---------------------------中断函数------------------------------//
void Uart1_Isr(void) interrupt 4
{
        ES=0;         //串口1中断关闭
        if(RI)                          //RI为1，接收数据
        {
                RI=0;                    //RI标志位清零
                Flag=1;     //接收到数据,接收标识符有效
                if(RB8==1)        //接收第9位数据校验结果是否为奇数
                {
                        P0=SBUF;  //将接收到的数据赋给P0端
                }
                else                                 //校验结果不为奇数时，出错执行P0端LED全亮全灭
                {
                                P0=0x00;
                                Delay150ms();
                                P0=0xFF;
                                Delay150ms();
                }
        }
                if(TI)                        //TI为1，发送数据
        {
                TI=0;                    //TI标志位清零
        }
          ES=1;       //串口1中断打开
}
//---------------------------主函数------------------------------//
void main()
{
        Uart1_Init();          //串口初始化
        while(1)        //循环运行
        {
                UART1_Puts(); //数据传送
        }
}