实验目的利用PROTUES仿真软件、串口调试助手、虚拟串口，搭建单片机与PC通信仿真平台，熟悉单片机串口的配置及与PC机的通信方法；尝试制定通信协议，单片机根据通信协议解析接收到的内容，并根据接收的指令执行相应的操作。实验内容1、搭建实验电路，利用proteus仿真2、实现以下效果**效果1：**利用定时器的定时功能，用6位数码管实现时、分、秒的显示及更新；**效果2：**制定通信协议，PC机发送数据给单片机，根据发送的指令控制数码管显示时间值的“暂停”及“重启”代码#include<reg52.h>
#define u8 unsigned char
#define u16 unsigned int
sbit SW1=P0^0;
sbit SW2=P1^1;
sbit SW3=P2^2;
sbit LED=P3^7;
bit Flag=0;
u8 Data[]={ 0x3f
, 0x06 , 0x5b , 0x4f , 0x66 , 0x6d,
0x7d , 0x07 , 0x7f
, 0x6f , 0x77 , 0x7c ,
0x39 , 0x5e , 0x79 , 0x71 , 0x00 } ;
u8 Wei[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf};
u8 Hour,Min,Sec;
u8 A;
u8 SetTime;
#define Confirm
0
#define Set_sec
1
#define Set_min
2
#define Set_hour 3
void Delay( u16 z );
void Display(u8 Hour,u8 Min,u8 Sec);
void Key();
void Init();
void Putchar(u8 a);
void Putstr(u8 *s);
void Uartinit();
main()
{
u8 i;
Uartinit();
Putstr("Program start");
P2=0;
Init();
while(1)
{
Key();
Display( Hour, Min, Sec);
}
}
void Init()
{
//************初始化定时器**********
TMOD
=0X01; //定时器工作方式1
TH0=0X3C;
//定时器初始值
TL0=0XAF;
ET0=1;
//中断允许
EA=1;
TR0=1;
//启动定时器0
//************串口**********
}
void Timer0 () interrupt 1 //时间函数
{
static u8 count=0;
count++;
if(count==2)
{
count=0;
Sec++;
if(Sec>59)
{
Sec=0;
Min++;
if(Min>59)
{
Min=0;
Hour++;
if(Hour>23)
{
Hour=0;
}
}
}
}
TH0=0X3C;
//定时器初始值
TL0=0XAF;
}
void Delay( u16 z ) //延时函数
{
u16 x,y;
for(x=0;x<z;x++)
for(y=0;y<110;y++)
{
;
}
}
void Display(u8 Hour,u8 Min,u8 Sec)
//显示函数
{
u8
Hour_shi,Hour_ge,Min_shi,Min_ge,Sec_shi,Sec_ge;
Hour_shi=Hour/10;
Hour_ge=Hour%10;
Min_shi=Min/10;
Min_ge=Min%10;
Sec_shi=Sec/10;
Sec_ge=Sec%10;
//**********时************
P2=0xff;
P1=Data[Hour_shi];
P2=0xfe;
if(SetTime==Set_hour)
{
Delay( 1 );
}
else
{
Delay( 10 );
}
P2=0xff;
P1=Data[Hour_ge];
P2=0xfd;
if(SetTime==Set_hour)
{
Delay( 1 );
}
else
{
Delay( 10 );
}
//**********分************
P2=0xff;
P1=Data[Min_shi];
P2=0xfb;
if(SetTime==Set_min)
{
Delay( 1 );
}
else
{
Delay( 10 );
}
P2=0xff;
P1=Data[Min_ge];
P2=0xf7;
if(SetTime==Set_min)
{
Delay( 1 );
}
else
{
Delay( 10 );
}
//**********秒************
P2=0xff;
P1=Data[Sec_shi];
P2=0xef;
if(SetTime==Set_sec)
{
Delay( 1 );
}
else
{
Delay( 10 );
}
P2=0xff;
P1=Data[Sec_ge];
P2=0xdf;
if(SetTime==Set_sec)
{
Delay( 1 );
}
else
{
Delay( 10 );
}
}
void Key()
//按键函数
{
if(SW1==0)
{
Delay(10);
if(SW1==0) //消除抖动
{
LED=~LED;
SetTime++;
if(SetTime>Set_hour)
{
SetTime=Confirm; //0
}
}
while(SW1==0) //松手检测
{
Display( Hour, Min, Sec);
}
}
//Confirm Set_hour
Set_sec Set_min
if(SW2==0)
//加1
{
Delay(10);
if(SW2==0)
{
switch(SetTime)
{
case Set_hour:
//3
if(Hour>=23)
{
Hour=0;
}
else
{
Hour++;
}
break;
case Set_min:
//2
if(Min>=59)
{
Min=0;
}
else
{
Min++;
}
break;
case Set_sec:
if(Sec>=59)
{
Sec=0;
}
else
{
Sec++;
}
break;
case Confirm: break;
default: break;
}
}
}
while(SW2==0) //松手检测
{
Display( Hour, Min, Sec);
}
if(SW3==0)
//减1
{
Delay(10);
if(SW3==0)
{
switch(SetTime)
{
case Set_hour:
if(Hour<=0)
{
Hour=0;
}
else
{
Hour--;
}
break;
case Set_min:
if(Min<=0)
{
Min=0;
}
else
{
Min--;
}
break;
case Set_sec:
if(Sec<=0)
{
Sec=0;
}
else
{
Sec--;
}
break;
case Confirm: break;
default: break;
}
}
}
while(SW3==0) //松手检测
{
Display( Hour, Min, Sec);
}
}
void Uartinit()
//初始化串口
{
TMOD
=0X20; //T1 工作方式2，自动重装载 TMOD&0X0F|0X20;
TH1=0XFD;
TL1=0XFD; //初始值 波特率9600
TR1=1;
//启动定时器
SCON=0X50;
PCON&=0X7F;
EA=1;
ES=0;
}
void Putchar(u8 a)
//接收数据
{
ES=0;
SBUF=a;// 'A' " dsfsdfsd"
A
while(TI==0);
TI=0;
ES=1;
}
void Putstr(u8 *s)
//Putstr("Program start");
{
while(*s!='\0')
{
Putchar(*s);
s++;
}
}
void Uart() interrupt 4
//串口中断
{
if(RI==1)
{
RI=0;
A=SBUF;
if(A=='p')
{
TR0=0;
}
if(A=='r')
{
TR0=1;
}
Putchar(A);
}
实验结果ps：关注并私信我免费发仿真图已经完整工程

--------元器件图标、名称分类目录---------- proteus元器件符号及名称
* ==1. 单片机最小系统元器件==
2. 单片机基础元器件（基本上每个电路图都会用到的）3. 单只数码管循环显示0~94. 8只数码管滚动显示单个数字5. 继电器控制照明设备6. INT0中断计数7. 8X8LED点阵显示数字8. 用定时器设计的门铃9. 串行数据转换未并行数据10. 甲机通过串口控制乙机LED11. LCD1602字符液晶滚动演示程序1. 单片机最小系统元器件上图是以89C51单片机的最小系统为例。晶振—CRYSTAL电容—02013A220JAT2A电解电容----CAP-ELEC电阻—res2. 单片机基础元器件（基本上每个电路图都会用到的）发光二极管—LED-BLUE，LED-YELLOW，LED-GREEN分别是蓝灯，黄灯，绿灯（随便选）按钮—BUTTON3. 单只数码管循环显示0~9数码管—7SEG-COM-CAT- ** ，(共阴极)共阳的话就是7SEG-COM-AN-**4. 8只数码管滚动显示单个数字7段8个数码管—7SEG-MPX6-CA-BLUE (共阳极)（另附：共阴极：7SEG-MPX6-CC-BLUE）电阻—RX8（另附：上拉电阻—RESPACK-7）三极管—NPN5. 继电器控制照明设备灯泡—LAMP继电器—RTE24005F二极管—DIODE三极管—NPN三极管—PNP6. INT0中断计数上拉电阻—RESPACK-77. 8X8LED点阵显示数字芯片—74LS245上拉电阻—RESPACK-88. 用定时器设计的门铃蜂鸣器—SOUNDER示波器—左侧菜单栏9. 串行数据转换未并行数据芯片—7416410. 甲机通过串口控制乙机LED甲机给乙机通信整体电路图串口模型器件—CONN-D9F串口通信芯片—MAX232极性电容—CAP-POL11. LCD1602字符液晶滚动演示程序滑动变阻器—POT-HG (左边两个上下的箭头可以调节电阻的大小哦)上拉电阻—RESPACK-8液晶LCD—下图来说明吧。 （注：其中Description列名了分辨率，16x2即为1602）

1.Keil5软件介绍keil是一款广泛用于嵌入式系统开发的软件工具。它支持多种常见的微型控制器架构和编程语言，并提供了丰富的调试辅助功能，可以帮助开发人员在嵌入式系统开发过程中提高效率，缩短开发周期，是嵌入式系统开发领域的重要工具之一。Keil软件的主要功能和作用1.提供集成化的开发环境2.支持多种芯片体系结构，例如ARM、8051、C251等3.提供强大的调试功能4.内置丰富的库函数和示例代码5.可以连线多种仿真器和调试器Keil软件的优点1.跨平台支持，可在Window、Linux等操作系统上运行2.易于使用3.支持多种编程语言，如C、C++、ASM等4.丰富的API和库函数5.高效的编译器6.强大的调试功能2.Protues软件介绍Proteus是英国著名的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。Protues软件功能1．原理布图2．PCB自动或人工布线3．SPICE电路仿真Protues软件特点1．互动的电路仿真用户甚至可以实时采用诸如RAM，ROM，键盘，马达，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。2．仿真处理器及其外围电路可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流单片机。还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，再配合显示及输出，能看到运行后输入输出的效果。配合系统配置的虚拟逻辑分析仪、示波器等，Proteus建立了完备的电子设计开发环境。(一)利用Keil和protues完成51单片机的简单仿真（流水灯）1.在Keil软件中编写51程序打开Keil软件，选择创建新工程输入文件名在Atmel中找到AT89C51，然后确定新建一个文档然后把代码写进去，参考如下#include <reg51.h>
#include <intrins.h>
void delay(int a)
{
int i,j;
for(i=0;i<a;i++)
{
for(j=0;j<1000;j++) _nop_();
}
}
void main(void)
{
char st[8]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};
int t=0;
while(1)
{
P0=st[t];
delay(50);
t++;
if(t==8){
t=0;
}
}
}
然后将文档进行保存，记得以.c为后缀命名然后双击Source Group 1找到刚刚创建的LED2.c加入进去打开Source Group 1可以看见LED2.c加进去了然后打开魔法棒选择Output，打开Creat HEX file最后进行编译，可以看见没有错误2.在protues中进行仿真打开protues，选择新建工程选择下一步选择原理图DAFAULT，然后下一步不用创建PCB布板设计，直接下一步也不用创建固件项目，直接下一步然后点完成进入原理图绘制界面，找到左上的P搜索AT89C51再搜索LED然后返回之前的界面，找到电源然后将上述找到的元件链接起来然后右键点击51单片机，选择编辑属性，点击文件夹，将刚刚生成的LED2.hex文件添加然后点完成。3.仿真上述步骤完成后，点击左下角的仿真查看仿真结果交通灯 - Proteus 8 Professional - 原理图绘制 2023-09-24 17-26-19（二）ARM开发，使用MDK编译简单STM32程序（LED灯闪烁）1.使用Keil编写程序创建工程部份和上述51单片机一致，在选择stm32型号时使用STM32F103R6按照下图选择序号代码如下（参考ARM开发：使用MDK编译stm32简单程序（闪烁LED））#define PERIPH_BASE
((unsigned int)0x40000000)//AHB
#define APB2PERIPH_BASE
(PERIPH_BASE + 0x10000)
#define GPIOA_BASE
(APB2PERIPH_BASE + 0x0800)
//GPIOA_BASE=0x40000000+0x10000+0x0800=0x40010800，该地址为GPIOA的基地址
#define GPIOB_BASE
(APB2PERIPH_BASE + 0x0C00)
//GPIOB_BASE=0x40000000+0x10000+0x0C00=0x40010C00，该地址为GPIOB的基地址
#define GPIOC_BASE
(APB2PERIPH_BASE + 0x1000)
//GPIOC_BASE=0x40000000+0x10000+0x1000=0x40011000，该地址为GPIOC的基地址
#define GPIOD_BASE
(APB2PERIPH_BASE + 0x1400)
//GPIOD_BASE=0x40000000+0x10000+0x1400=0x40011400，该地址为GPIOD的基地址
#define GPIOE_BASE
(APB2PERIPH_BASE + 0x1800)
//GPIOE_BASE=0x40000000+0x10000+0x0800=0x40011800，该地址为GPIOE的基地址
#define GPIOF_BASE
(APB2PERIPH_BASE + 0x1C00)
//GPIOF_BASE=0x40000000+0x10000+0x0800=0x40011C00，该地址为GPIOF的基地址
#define GPIOG_BASE
(APB2PERIPH_BASE + 0x2000)
//GPIOG_BASE=0x40000000+0x10000+0x0800=0x40012000，该地址为GPIOG的基地址
#define GPIOA_ODR_Addr
(GPIOA_BASE+12) //0x4001080C
#define GPIOB_ODR_Addr
(GPIOB_BASE+12) //0x40010C0C
#define GPIOC_ODR_Addr
(GPIOC_BASE+12) //0x4001100C
#define GPIOD_ODR_Addr
(GPIOD_BASE+12) //0x4001140C
#define GPIOE_ODR_Addr
(GPIOE_BASE+12) //0x4001180C
#define GPIOF_ODR_Addr
(GPIOF_BASE+12) //0x40011A0C
#define GPIOG_ODR_Addr
(GPIOG_BASE+12) //0x40011E0C
#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2))
#define MEM_ADDR(addr)
*((volatile unsigned long
*)(addr))
#define LED0
MEM_ADDR(BITBAND(GPIOA_ODR_Addr,8))
//#define LED0 *((volatile unsigned long *)(0x422101a0)) //PA8
//定义typedef类型别名
typedef
struct
{
volatile
unsigned
int
CR;
volatile
unsigned
int
CFGR;
volatile
unsigned
int
CIR;
volatile
unsigned
int
APB2RSTR;
volatile
unsigned
int
APB1RSTR;
volatile
unsigned
int
AHBENR;
volatile
unsigned
int
APB2ENR;
volatile
unsigned
int
APB1ENR;
volatile
unsigned
int
BDCR;
volatile
unsigned
int
CSR;
} RCC_TypeDef;
#define RCC ((RCC_TypeDef *)0x40021000)
//定义typedef类型别名
typedef
struct
{
volatile
unsigned
int
CRL;
volatile
unsigned
int
CRH;
volatile
unsigned
int
IDR;
volatile
unsigned
int
ODR;
volatile
unsigned
int
BSRR;
volatile
unsigned
int
BRR;
volatile
unsigned
int
LCKR;
} GPIO_TypeDef;
//GPIOA指向地址GPIOA_BASE,GPIOA_BASE地址存放的数据类型为GPIO_TypeDef
#define GPIOA ((GPIO_TypeDef *)GPIOA_BASE)
void
LEDInit( void )
{
RCC->APB2ENR|=1<<2;
//GPIOA 时钟开启
GPIOA->CRH&=0XFFFFFFF0;
GPIOA->CRH|=0X00000003;
}
//粗略延时
void
delay( int
t)
{
unsigned
int
i,n;
for (n=0;n<t;n++)
for (i=0;i<800;i++);
}
int main(void)
{
LEDInit();
while (1)
{
LED0=0;//LED熄灭
delay(500);//延时时间
LED0=1;//LED亮
delay(500);//延时时间
}
}
2. 电路链接以及烧录这里我使用的时STM32最小开发板和USB转TTL串口模块电路连接如下然后打开我们的烧录程序然后查看结果VID_20230924_184345（三）嵌入式C程序中的register和volatile1.register寄存器比内存访问要快，因此可以使用register关键字将C程序中最常用的变量放入寄存器中。关键字register会向编译器提示可以将给定变量放入寄存器中。编译器可以选择是否将其保存在寄存器中。通常，编译器自己进行优化，然后将变量放入寄存器中。示例#include<stdio.h>
int main() { int i = 10;
register int* a = &i;
printf("%d", *a);
getchar();
return 0; }
2.volatilevolatile提醒编译器它后面所定义的变量随时都有可能改变，因此编译后的程序每次需要存储或读取这个变量的时候，告诉编译器对该变量不做优化，都会直接从变量内存地址中读取数据，从而可以提供对特殊地址的稳定访问。如果没有volatile关键字，则编译器可能优化读取和存储，可能暂时使用寄存器中的值，如果这个变量由别的程序更新了的话，将出现不一致的现象。示例long square(volatile int*ptr)
{
int a;
a = *ptr;
return a * a;
}
（四）总结这次实验中我学到了有关51单片机和STM32有关的知识，学会了使用Keil和Protues来尽心仿真。在实验中我能明显的感受到51单片机的编程要比STM32简单不少，究其原因我觉得首先51单片机的结构比STM32简单，其次就是51单片机的开发环境和工具比较成熟，有很多支持它的软件和硬件工具，而STM32这没有这么丰富的资源，很多东西都需要自己去琢磨和学习，然后就是51单片机的输入输出比较简单，而STM32的GPIO就需要借助复杂的库函数和配置文件。比较嵌入式C程序代码对内存中的各变量的修改操作对比外部对设备的操作。它们的相同点是都需要使用相关的寄存器或地址来访问和修改数据，需要考虑数据的精确性和正确性，要避免出错的情况。它们的不同点是对内存变量进行修改时，C代码可以直接通过变量名来进行更改，而外部设备需要特定的寄存器进行读写，而且对内存中的变量的修改操作主要受限于内存容量，而外部设施的操作受限于设备的特性和功能。