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[工学]Proteus软件的单片机仿真ATM.doc
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[工学]Proteus软件的单片机仿真ATM
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摘要
基于 Proteus 软件的单片机自动取款机(ATM)仿真系统设计,硬件电路需要单
片机开发板和 12864 液晶显示器,能够实现自动取款的全部功能。通过在在计算机上
用 C 语言编程来将生成文件下载到单片机控制其它外围器件工作。但是在 EDA 新技
术的引入使得系统的开发成本降低而且灵活性增强,在 Proteus 软件中都可以找到上
述硬件元件,通过电路图连接完全可以实现仿真功能。在 Keil 软件环境下通过 C 语
言编程,编译调试后生成单片机下载的 HEX(十六进制)文件,硬件电路图是在
Proteus 软件中进行建模。通过 Proteus 和 Keil 结合建立的虚拟系统实现联合仿真,单
片机实时控制 12864LCD 实现汉字的显示,扫描键盘从而达到用户与 ATM 的信息交
换,使得 ATM 系统设计变为现实。
ATM 系统,是一个有数据库组成的应用系统。用户的初始信息通过 E2PROM 存
放,这样免去了掉电丢失数据的弊端。系统功能有用户在 ATM 上提取现金、查询账
户余额、修改密码、账户冻结、密码保护、自动存款及转账功能。可以仿真实现最基
本的银行服务。
关键词:ATM;51 单片机;Proteus;Keil;12864LCD;E2PROM;虚拟仿真
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内蒙古工业大学本科毕业设计说明书
Abstract
Automatic Teller Machine system is based on Proteus 51-microcontroller.Hardware
circuit includes microcontroller developer board and 12864LCD display. All features of
ATM can be well worked on it. Programming on PC then download created file to
51-microcontroller to control outer circuit. However, with the introduction of EDA, new
technology, which lower the cost of system exploration and enhance flexibility.
Programing with C language, compiling and debugging under the environment of Keil
software,creating a HEX file which will be downloaded by microcontroller later. Hardware
schematic diagrams are established with Proteus software. According to the combination of
Proteus and Keil , making a virtual system , successfully achieve united simulation.
Microcontroller controls 12864LCD to display Chinese words, scans keyboard to exchange
information between customer and ATM, which makes virtual ATM system becoming
reality.
ATM system includes databases, which are used for the storage of customers’ initial
information, leading to emerge from the disadvantage of data lost when power cuts. The
functions of ATM are as follows: withdraw cash, search client and remaining modify
password, client freezed, password protection, automatic deposit and transfer client. This
system simulates to realize the bank’s fundamental services.
Keywords:ATM;51microcontroller;Proteus;Keil;12864LCD;E2PROM;virtual simulation
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内蒙古工业大学本科毕业设计说明书
目录
引言....................................................................1
第一章 Proteus 软件的单片机 ATM 系统 .....................................3
1.1 Proteus 软件的 ATM 概述...........................................3
1.2 Proteus 软件的 ATM 安全性分析.....................................3
1.3 Proteus 软件的 ATM 稳定性分析.....................................3
1.4 Proteus 软件的 ATM 主要功能分析...................................3
第二章 Proteus 软件仿真的硬件系统设计 ...................................5
2.1 MCS-51 系列单片机................................................5
2.1.1 AT89C51 单片机 .............................................5
2.1.2 单片机应用系统硬件设计.....................................5
2.2 串行传输 ........................................................5
2.3 I2C 串行总线.....................................................6
2.4 E2PROM ..........................................................8
2.5 12864 液晶显示模块..............................................10
2.5.1 引脚功能 ..................................................10
2.5.2 12864DDRAM 存储器 .........................................10
2.5.3 显示控制控制方法..........................................11
2.6 蜂鸣器 .........................................................12
2.7 键盘 ...........................................................12
2.7.1 键的识别..................................................12
2.7.2 键盘扫描流程图............................................13
2.8 ATM 硬件原理图..................................................13
第三章 Proteus 单片机仿真软件系统设计 ..................................15
3.1 C-51 简介.......................................................15
3.1.1 C-51 具有特点 .............................................15
3.1.2 C-51 具有优点 .............................................15
3.1.3 C-51 独特地方 .............................................15
3.2 ATM 自动取款机系统流程..........................................16
3.3 程序介绍 .......................................................16
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内蒙古工业大学本科毕业设计说明书
3.4 PCtoLCD2002 扫描软件............................................17
3.5 Proteus 软件....................................................19
3.5.1 Proteus 概述 ..............................................19
3.5.2 Proteus 具有特点 ..........................................19
3.5.3 虚拟工具箱 ................................................20
3.6 Keil 软件.......................................................21
3.6.1 概述 ......................................................21
3.6.2 创建工程 ..................................................22
第四章 Proteus 软件仿真结果 ............................................23
第五章 结论............................................................25
参考文献...............................................................26
附录...................................................................27
谢辞...................................................................34
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内蒙古工业大学本科毕业设计说明书
1
引言
随着大规模集成电路的发展,组成微型计算机的各个功能部件:中央处理器、
RAM、ROM、EPROM、并行串行输入输出 I/O 接口电路、定时器/计数器集、中断
控制等部件成到一块半导体芯片上,构成一个完整的微型计算机
[8]
。由于它具有功能
强、体积小、功耗低、价格便宜、工作可靠、使用方便灵活等特点,因此特别适合工
业控制或控制类有关的数据处理系统,愈来愈广泛的应用到自动控制、智能化仪表以
及家用电器等各个领域。由于其结构及应用特点,不同于通用的微型计算机,它的执
行命令时间是可以计算出时间。
目前生产单片机的厂商很多 Intel、Motorola、Philips 等公司,产品达上百种,虽
然其名称各异但原理大同小异。单片机在智能仪表方面的应用有,利用单片机改造原
有的测量控制仪表,促进仪表像数字化、智能化方向发展。A/D 转换器的集成,通过
单片机软件的编写程序来控制温度、压力、流量、浓度等的测量显示。而且还具有复
杂运算、误差修正、线性化、零点漂移处理、数字滤波等功能。其实具有很强的灵活
性和实践性。
Proteus 就是一款很好的单片机仿真软件,通过学习这款软件不仅能够掌握一些
硬件电路还能更深刻的理解单片机,从而达到理论与实践相结合。增强感性认识,在
仿真的同时培养动手能力,创新能力和综合知识运用。而且仿真技术的发展带来很大
的经济效益。例如在航空工业方面,采用仿真技术使大型客机的设计和研制周期缩短
20%。现代仿真技术应用于各个工程领域,对于社会经济等系统,很难在真实的系统
上进行实验。因此,利用仿真技术来研究这些系统就具有更为重要的意义。
而 51 单片机又是最基础的所以要扎实掌握原理,加上 EDA 软件的鼎力相助,使
得学习单片机变得更有意思。Keil 软件可以实现汇编和 C 语言的编程,刚学单片机
学的是汇编语言,感受是命令比较多而且很接近硬件,可移植性差。单片机 C 语言
相比汇编语言是高级语言,很大提高编程速度而且对硬件了解不是很高。编程环境接
近 Visual C++ 6.0,不同就是需要建立工程然后添加 C 文件,可以进行软件仿真,断
点设置,全速运行,单步运行,程序中的延时函数是通过软件仿真调试成功。
仿真 ATM 自动取款机,要实现的功能是就像银行那里的功能,基本功能有存款,
修改密码,查询余额,转帐和自动存款。程序思想就是源于校园的自动取款机的流程
而设计。插卡后输入密码然后进行一系列业务处理最后退卡完成交易。硬件电路设计
有 12864LCD 对汉字进行显示,并且掌握了汉字编码原理,用软件生成见后边软件介
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