基于Protues的“PIC系列单片机”实验的设计与实现开题报告

1. 研究目的与意义

proteus是世界上著名的eda工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到pcb设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、pcb设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、hc11、pic10/12/16/18/24/30/dspic33、avr、arm、8086和msp430等，2010年又增加了cortex和dsp系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持iar、keil和matlab等多种编译器。

proteus软件是英国lab center electronics公司出版的eda工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它eda工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前比较好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。

　 microchip technology incorporated（纳斯达克股市代号：mchp）是全球领先的单片机和模拟半导体供应商，为全球数以千计的消费类产品提供低风险的产品开发、更低的系统总成本和更快的产品上市时间。

2. 课题关键问题和重难点

学习并掌握protues软件，设计出pic系列单片机实验程序，编写出实验指导文档，实验内容主要包括：i/o、中断、定时器、各种通信接口等。

单片机的难点在于，脱离硬件而妄想用软件来控制硬件。其实，单片机的作用就是控制i/o口和控制寄存器的操作，所有的单片机操作都离不开这两个。i/o口就是输入输出口，而寄存器则可能是单片机内部寄存器和外部资源的寄存器。至于c语言与汇编语言，汇编相对是一种低级语言，但它比c语言高效，更能充分的利用单片机的性能。

关键难点：

3. 国内外研究现状（文献综述）

pic单片机系列是美国微芯公司(micro ship)的产品，是当前市场份额增长最快的单片机之一。cpu采用risc结构，分别有33、35、58条指令(视单片机的级别而定)，属精简指令集。而51系列有111条指令，avr单片机有118条指令，都比前者复杂。采用halyard双总线结构，运行速度快(指令周期约160～200ns)，它能使程序存储器的访问和数据存储器的访问并行处理，这种指令流水线结构，在一个周期内完成两部分工作，一是执行指令，二是从程序存储器取出下一条指令，这样总的看来每条指令只需一个周期(个别除外)，这也是高效率运行的原因之一。此外，它还具有低工作电压、低功耗、驱动能力强等特点。

pic系列单片机的：i／o口是双向的，其输出电路为cmos互补推挽输出电路。i／o脚增加了用于设置输入或输出状态的方向寄存器(trisn，其中n对应各口，如a、b、c、d、e等)，从而解决了51系列i／o脚为高电平时同为输入和输出的状态。当置位1时为输入状态，且不管该脚呈高电平或低电平，对外均呈高阻状态；置位0时为输出状态，不管该脚为何种电平，均呈低阻状态，有相当的驱动能力，低电平吸人电流达25ma，高电平输出电流可达20ma。相对于51系列而言，这是一个很大的优点，它可以直接驱动数码管显示且外电路简单。它的a／d为10位，能满足精度要求。具有在线调试及编程(isp)功能。

该系列单片机的专用寄存器(sfr)并不像51系列那样都集中在一个固定的地址区间内(80～ffh)，而是分散在四个地址区间内，即存储体0(bank0：00-7fh)、存储体1(bankl：80-ffh)、存储体2(bank2：100-17fh)、存储体3(bank3：180-1ffh)。只有5个专用寄存器pcl、status、fsr、pclath、intcon在4个存储体内同时出现。在编程过程中，少不了要与专用寄存器打交道，得反复地选择对应的存储体，也即对状态寄存器status的第6位(rpl)和第5位(rpo)置位或清零。

4. 研究方案

1、i/o 实验

i/o是input/output的缩写，即输入输出端口。每个设备都会有一个专用的i/o地址，用来处理自己的输入输出信息。cpu与外部设备、存储器的连接和数据交换都需要通过接口设备来实现，前者被称为i/o接口，而后者则被称为存储器接口。存储器通常在cpu的同步控制下工作，接口电路比较简单；而i/o设备品种繁多，其相应的接口电路也各不相同，因此，习惯上说到接口只是指i/o接口。

2.中断实验

5. 工作计划

第1、2周：阅读查找资料，课题调研，学习相关技术。

第3、4周：完成英文文献翻译整理，完成开题报告。

第5、6周：系统分析与设计，开始软件编程继续查阅有关资料，深入熟悉了解bbs论坛系统的设计思路和编辑方法，综合相关文献阐述，与老师沟通自己的设计思路，明确自己的设计目标和意图。