嵌入式方向系统项目实践设计任务书学院计算机与信息工程学院专业网络工程课程名称嵌入式系统项目实践题目电子告示板的设计完成期限自2013年7月3日至2013年8月29日共8周内容及任务一、项目的目的××××二、项目任务的主要内容和要求××××（设计类需写明原始数据、主要技术参数和设计要求等）三、项目设计（研究）思路××××（包括设计（研究）步骤、设计（研究）要点、工作进度安排及主要技术关键的分析、解决思路、方案比较等方面内容介绍）四、具体成果形式和要求××××进度安排起止日期工作内容主要参考资料××××指导教师意见（签字）：×年×月×日系（教研室）主任意见（签字）：×年×月×日附件2：设计说明书（或论文）模版××××设计说明书（或论文）（封面）学院名称：××××班级名称：××××学生姓名：××××学号：××××题目：××××指导教师姓名：××××起止日期：××××第一部分：正文部分1绪论1.1 研究背景电子告示板是一种发布并交换信息的在线服务系统，可以使更多的用户通过电话线以简单的终端形式实现互联,从而得到廉价的丰富信息,并为其会员提供进行网上交谈、发布消息、讨论问题、传送文件、学习交流和游戏等的机会和空间。
电子告示板是嵌入式系统的一个非常重要的应用领域，具有广阔的应用前景和经济价值。
电子告示板具有方便、灵活、信息更新快捷等特点，大量用于车站、商场、医院等公共场所，此外，还常用于广告宣传。
本课题设计一个电子告示板，目的在于掌握嵌入式系统简易项目的设计方法，掌握UART接口通信软件的设计，掌握LCD硬件组成及其驱动程序的设计，掌握GPIO的输入输出使用方法，了解实时时钟的实现方法。
1.2 主要工作1.在Proteus中仿真软件中，根据给出的要求画出所需的原理图。
2.画好电路图以后在Keil uVision2仿真软件中按任务要求编写代码，并调试生成HEX文件。
3.将生成的HEX文件导入模拟芯片中进行运行，以实现单片机与LCD之间的通信。
1.3 本文结构本文第1部分绪论主要说明了本文的研究背景、主要工作和实现方法。
第2部分相关知识介绍了单片机的概念、基础结构和相关应用，RS232接口的的基本简介、主要特点和其通信原理，Proteus仿真软件的简介及其模块功能知识，还有Keil软件的简要介绍。
第3部分总体设计主要介绍了我们的设计思路。
第4部分硬件设计，主要介绍了整体电路设计，还分别介绍单片机串行通信功能、MAX232芯片、LED数码管、数字键盘的具体应用。
第5部分软件设计介绍了串行通信软件的实现和程序流程的主要过程。
第6部分联合测试主要介绍了键盘的数据传输问题、LED灯闪烁问题以及测试结果的完成。
2相关知识2.1 单片机介绍2.1.1 单片机概念单片机，全称单片微型计算机（英语：Single-Chip Microcomputer），又称微控制器（Microcontroller），是把中央处理器、存储器、定时/计数器（Timer/Counter）、各种输入输出接口等都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。
与应用在个人电脑中的通用型微处理器相比，它更强调自供应（不用外接硬件）和节约成本。
它的最大优点是体积小，可放在仪表内部，但存储量小，输入输出接口简单，功能较低。
由于其发展非常迅速，旧的单片机的定义已不能满足，所以在很多应用场合被称为范围更广的微控制器；由于单芯片微电脑常用于当控制器故又名single chip microcontroller，但是目前在中国大陆仍多沿用“单片机”的称呼。
以下为大家常用的AT89C51单片机结构图：图2-1 AT89C51单片机2.1.2 单片机的基础结构1.运算器运算器由运算部件——算术逻辑单元（Arithmetic & Logical Unit，简称ALU）、累加器和寄存器等几部分组成。
ALU的作用是把传来的数据进行算术或逻辑运算，输入来源为两个8位数据，分别来自累加器和数据寄存器。
ALU能完成对这两个数据进行加、减、与、或、比较大小等操作，最后将结果存入累加器。
例如，两个数6和7相加，在相加之前，操作数6放在累加器中，7放在数据寄存器中，当执行加法指令时，ALU即把两个数相加并把结果13存入累加器，取代累加器原来的内容6。
运算器有两个功能：(1)执行各种算术运算。
(2)执行各种逻辑运算，并进行逻辑测试，如零值测试或两个值的比较。
运算器所执行全部操作都是由控制器发出的控制信号来指挥的，并且，一个算术操作产生一个运算结果，一个逻辑操作产生一个判决。
2.控制器控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序发生器和操作控制器等组成，是发布命令的“决策机构”，即协调和指挥整个微机系统的操作。
其主要功能有：(1)从内存中取出一条指令，并指出下一条指令在内存中的位置。
(2)对指令进行译码和测试，并产生相应的操作控制信号，以便于执行规定的动作。
(3)指挥并控制CPU、内存和输入输出设备之间数据流动的方向。
微处理器内通过内部总线把ALU、计数器、寄存器和控制部分互联，并通过外部总线与外部的存储器、输入输出接口电路联接。
外部总线又称为系统总线，分为数据总线DB、地址总线AB和控制总线CB。
通过输入输出接口电路，实现与各种外围设备连接。
3.主要寄存器(1)累加器A累加器A是微处理器中使用最频繁的寄存器。
在算术和逻辑运算时它有双功能：运算前，用于保存一个操作数；运算后，用于保存所得的和、差或逻辑运算结果。
(2)数据寄存器DR数据寄存器通过数据总线向存储器和输入/输出设备送（写）或取（读）数据的暂存单元。
它可以保存一条正在译码的指令，也可以保存正在送往存储器中存储的一个数据字节等等。
(3)指令寄存器IR和指令译码器ID指令包括操作码和操作数。
指令寄存器是用来保存当前正在执行的一条指令。
当执行一条指令时，先把它从内存中取到数据寄存器中，然后再传送到指令寄存器。
当系统执行给定的指令时，必须对操作码进行译码，以确定所要求的操作，指令译码器就是负责这项工作的。
其中，指令寄存器中操作码字段的输出就是指令译码器的输入。
(4)程序计数器PCPC用于确定下一条指令的地址，以保证程序能够连续地执行下去，因此通常又被称为指令地址计数器。
在程序开始执行前必须将程序的第一条指令的内存单元地址（即程序的首地址）送入PC，使它总是指向下一条要执行指令的地址。
(5)地址寄存器AR地址寄存器用于保存当前CPU所要访问的内存单元或I/O设备的地址。
由于内存与CPU之间存在着速度上的差异，所以必须使用地址寄存器来保持地址信息，直到内存读/写操作完成为止。
显然，当CPU向存储器存数据、CPU从内存取数据和CPU从内存读出指令时，都要用到地址寄存器和数据寄存器。
同样，如果把外围设备的地址作为内存地址单元来看的话，那么当CPU和外围设备交换信息时，也需要用到地址寄存器和数据寄存器。
2.1.3 单片机的相关应用单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴：1.在智能仪器仪表上的应用单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。
采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。
例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。
2.在工业控制中的应用用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。
例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。
3.在家用电器中的应用可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。
4.在计算机网络和通信领域中的应用现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。
5.单片机在医用设备领域中的应用单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。
此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。
2.2 Proteus仿真软件介绍2.2.1 Proteus软件简介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MPLAB等多种编译器。
2.2.2 Proteus软件功能模块1.智能原理图设计丰富的器件库：超过27000种元器件，可方便地创建新元件。
智能的器件搜索：通过模糊搜索可以快速定位所需要的器件。
智能化的连线功能：自动连线功能使连接导线简单快捷，大大缩短绘图时间。
支持总线结构：使用总线器件和总线布线使电路设计简明清晰。
可输出高质量图纸：通过个性化设置，可以生成印刷质量的BMP图纸，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多种文档使用。
2.完善的电路仿真功能ProSPICE混合仿真：基于工业标准SPICE3F5，实现数字/模拟电路的混合仿真。
超过27000个仿真器件：可以通过内部原型或使用厂家的SPICE文件自行设计仿真器件，Labcenter也在不断地发布新的仿真器件，还可导入第三方发布的仿真器件。