单片机电子时钟系统的设计与仿真

1 引言

单片机电子时钟系统可以用多种技术手段实现。本文借助于Proteus 仿真系统进行系统虚拟开发成功之后再进行实际操作，可以节约开发时间，降低开发成本，具有很大的灵活性和可扩展性。在国外有包括斯坦福、剑桥等在内的几千家高校将Proteus 作为电子工程学位的教学和实验平台；在国内也有众多大学正在体验Proteus 的独一无二的功能并申报大学计划。该方法具有普遍意义。通过实际应用发现，采用该方法可以大大简化硬件电路测试和系统调试过程中电路板制作、元器件安装、焊接等过程。很明显，使用该方法可以提高开发效率、降低开发成本、提升开发速度，对单片机系统开发具有指导意义。

2 基本原理

单片机系统作为一种典型的嵌入式系统，其系统设计包括硬件电路设计和软件编程设计两个方面, 其调试过程一般分为软件调试、硬件测试、系统调试 3 个过程。软件调试一般比较容易进行, 但如果要进行硬件电路测试和系统调试则比较麻烦，因为要进行这两个过程必须在电路板设计制作完成、元器件焊接完毕之后进行。而电路板的制作、元器件的安装、焊接是费时费力的，如果采用单片机系统的虚拟仿真软件——Proteus，则不用制作具体的电路板也能够完成以上工作。

Proteus软件是来自英国Labcenter electronics 公司的 EDA 工具软件，Proteus 软件有十多年的历史，在全球广泛使用，除了其具有和其它EDA 工具一样的原理布图、PCB 自动或人工布线及电路仿真的功能外，其革命性的功能是：将电路仿真和微处理器仿真进行协同，直接在基于原理图的虚拟原型上进行处理器编程调试，并进行功能验证，通过动态器件如电机、L E D、L C D 、开关等，实时看到运行后的输入、输出的效果，配合系统配置的虚拟仪器如示波器、逻辑分析仪等， Proteus为我们建立了完备的电子设计开发环境。

Proteus 软件由 ISIS和ARES 两个软件构成，其中 ISIS 是原理图编辑与仿真软件，A R E S 是布线编辑软件。这里主要介绍 ISIS 软件。

ISIS 软件的主要特性有：

(1) 可以仿真、分析各种模拟器件和集成电路，其最大的特点是可以支持许多型号的单片机仿真，该软件的单片机仿真库里有51系列、PIC系列、AVR系列、摩托罗拉的 68MH11 系列等，Proteus的仿真是基于SPICE3F5的，因此它也能像其他的EDA 软件那样进行电路分析，如模拟分析、数字仿真、混合信号分析、频率分析等。

(2) 提供了虚拟示波器、逻辑分析仪、信号发生器、计数器、电表、虚拟终端等虚拟仪器仪表供选用。

(3) 能够进行原理图(SCH)的设计 。

(4) 能和Keil，Matlab 等软件整合使用，以求达到更好的仿真效果。