1、 本科毕业论文（设计）开题报告 论文中文题目 基于 proteus 的电子式电能表 IIC 接口的仿真 论文英文题目 Based on the electronic watt-hour meter proteus IIC interface simulation 专业 计算机科学与技术 选题的背景和意义 随着单片机技术的发展 ,单片机的功能日益强大 ,电子式电能表已经进入我们的生活。电子式电能表是通过对用户供电电压和电流实时采样，采用专用的电能表集成电路，对采样电压和电流信号进行处理并相乘转换成与电能成正比的脉 冲输出 , 通过计度器或数字显示器显示。电子式电能表与机械式电能表相比有明显优势。
2、例如防窃电能力强，计量精度高、负荷特性较好、误差曲线平直、功率因数补偿性能较强、自身功耗低，特别是其计量参数灵活性好、派生功能多。由于单片机的应用给电能表注入了新的活力，这些都是一般机械表难以做到的。但是早期的电子式电能表也有一些明显的不足，如工作寿命较短、易受外界干扰、工作可靠性不及机械式电能表等。 I2C 总线技术是 Philips 公司研制出来的串行扩展技术。他是一种简单、双向二线制同步串 行总线 ,他只需要 2 根线（串行时钟线 SCL 和串行数据线 SDA）即可在连接于总线上的器件之间传送信息。对于并不要求很高的数据传输速度的外设 ,I2C 总线的使用无疑简化了系统 ,增加了硬件构成
3、的灵活性 ,是一种高效、方便的串行扩展总线。 Proteus 软件是英国 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具软件。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。它是目前最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。 Proteus 是世界上著名的 EDA 工具，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
4、的设计平台。而我们这次所用的是 Keil 编译，用 Proteus 进行仿真。 课题基本内容，拟解决的主要问题 I2C 总线是 Philips 公司提出的一种集成电路 IC 器件之间相连接的总线协议，其目的是使电子系统（不只限于单片机系统）各个 IC 器件之间的连线变得容易。因为使用传统的并行总线在 IC 器件之间连接，往往会使得 IC 之间连线较多，显得非常复杂。而 I2C 总线则使 IC 器件之间只需 SDA、 SCL 两条连线就可以传送数据，因而十分方便。 下面我们用一个使用 IIC 总线连接器件的例子来简单说明 IIC 总线的仿真。 例 .EEPROM24C02 是采用 IIC 接口的
5、一种常用 2Kbit（ 256 8bit）的存储器。编写程序使用 AT89C51 的 IO 口模拟实现 IIC 总线协议进行通信，并向 24C02 存储器内从字节 0 到字节 FF 写入数字 0 到 FF。 51 系列单片机本身没有 IIC 接口，但一些本身具有 IIC 接口的单片机往往是高端产品，一方面价格不菲，另一方 面我们的系统也没有必要使用之。通常我们就使用软件通过 51 系列单片机的 IO 口来模拟实现 IIC 总线通信。 本例事实上比较简单，但需要对 IIC 总线时序有较好的理解（采用 C51 语言编写）。 在 Keil 中编辑好源文件以后，接下来就可以建立工程文件并生成相应的源代
6、码了，然后我们来绘制电路图。 此例的电路图极其简单。只需两个 IC，即 AT89C51 和 24C02C，和两个上拉电阻，而且上拉电阻还可以省略。至于连接，就更为简单了。最后得到绘制好的电路图。 绘制好电路图，我们就可以将前面刚刚生成的程序源代码装入单片机了，装入以后 ，下面我们就可以来进行仿真了。 首先点击仿真按钮，系统没有什么反映，只有高低电平变化的颜色。我们要想查看结果，还要用前文中仿真扩展 RAM 存储器的方法，先点击暂停，然后点击“ Debug”菜单下的“ I2C Memory Internal Memory U2”子菜单来打开 U2 即 EEPROM 存储器 24C02C 的内容窗
7、口“ I2C Memory Internal Memory U2”，然后我们就看到了其中的内容，也就是我们仿真程序的结果。 我们这次所需要完成的是运用 Proteus 模拟仿真 IIC 接口，实现 IIC 的 接收应答、数据传输与寻址、读写操作 并画出仿真电路图。 课题研究方法及技术路线 课题研究方法是功能分析法和模拟法 (利用仿真模拟电路达到真实电路的效果 ) 本课题的程序设计部分主要用的是 Keil 4 的编程环境，通过在该平台环境编写 C 语言的程序然后通过串口下载器，烧入主芯片中并测试运行。 我们使用在原理图的制作方面我们用的是 protues 这个最新的软件。该软件的最大特点在于方便
8、使用，以及存在着模拟封装图。在为 PCB 电路图设计以及排版方面省去了不少的时间 。在我们仿真好之后实验时不需要在实物上进行试验测试程序的从 对错与实物电路板连接是否有误。 4.研究的总体安排和进度计划 总体安排： 第一步，准备题目。查阅资料。 第二步，提交开题报告，准备开题。 第三步，完成作品设计并提交。 第四步，完成论文初稿并提交。 第五步，完善作品和论文打印论文。 第六步，答辩。 第七步，完成所有电子材料提交工作。 进度计划： 1.毕业论文（设计）题目 2.查阅资料，撰写综述、翻译及开题报告 3.开题答辩 4.作品设计过程 5.作品验收，审核论文大纲 6.论文撰写和修改过程 7.评审、打
9、印论文 8.答辩 9.提交所有电子材料 5.主要参考文献 1.孙秋野 孙凯 冯健 编著 ARM 嵌入式系统开发典型模块 M. 华清远见嵌入式培训中心 审校 人民邮电出版社 2008 年 1 月 2.陈艳华 侯安华 刘盼盼 编著 基于 ARM 的嵌入式系统开发与实例 M. 人民邮电出版社 2008 年 1 月 3.刘同法 肖志刚 彭继卫 编著 ARMCortex-M3 内核微控制器快速入门与应用 M.北京航空航天大学出版社 2009 年 8 月 4.周彬 ,刘晓燕 . 单片机实验的仿真教学 J重庆职业技术学院学报 , 2006,(03) 5.徐爱钧 编著 单片机原理使用教程 基于 proteus
10、 虚拟仿真 M.电子工业出版社 2009 年 1 月 6.李海鲲 . Proteus 在单片机课程设计中的应用 J电脑知识与技术 , 2006,(35) 7.周立功 等编著 ARM 微控制器基础与实践 M.北京航空航天大学出版社 2005 年 8月 8.周立功 等编著 ARM 嵌入式系统基础教程 M.北京航空航天大学出版社 2005 年 1 月 9.Cx51 Complier User s Guide.Keil Elektronik GmbH.and Keil Software,2001 10.Getting Started and Creating Application.Keil Elektronik GmbH.and Keil Software,2001 11. Wikipedia IIC http:/en.wikipedia.org/wiki/I%C2%B2C#Revisions on 1 December 2010 at 21:44
