内蒙古工业大学本科毕业设计说明书
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。所以我们应用Proteus来进行仿真，图3-16为硬件电路图，因在Proteus中没有摄像头模块，所以我们就应用一个虚拟终端来观察发出去的指令是否正确。
图3-16 硬件电路图
1.时钟电路和时序 （1）时钟电路
在MCS-51单片机内有一个高增益的反相放大器，他的输入和输出端分别为XTAL1和XTAL2，由该放大器构成的振荡电路和时钟电路一起构成了单片机的时钟方式。根据硬件电路的不同，分为内部时钟方式和外部时钟方式[13]。此设计中使用了内部时钟方式，所以只介绍内部时钟电路。
内部时钟电路如图3-17所示，在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元件，内部振荡电路就产生自激振荡。定时元件通常由石英晶体和电容组成的并联谐振回路，晶体振荡器选择11.0592MHZ，电容采用22pF。
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图3-17 内部时钟电路
在内部方式时钟电路中，必须在XTAL1和XTAL2引脚两端跨接石英晶体振荡器和两个微调电容构成振荡电路，通常C1和C2一般取30pF，晶振的频率取值在1.2MHz～12MHz之间。晶体振荡器的振荡信号从XTAL2端送入内部时钟电路，它将该振荡信号二分频，产生一个两相时钟信号P1和P2供单片机使用。时钟信号的周期称为状态时间S，它是振荡周期的2倍，P1信号在每个状态的前半周期有效，在每个状态的后半周期P2信号有效。CPU就是以两相时钟P1和P2为基本节拍协调单片机各部分有效工作的。 （2）指令时序
我们将单片机的基本操作周期称作机器周期，一个机器周期由6个状态组成，每个状态由两个时相P1和P2构成，故一个机器周期可依次表示为S1P1，S1P2，?，S6P1，S6P2，即一个机器共有12个振荡脉冲。为了大家便于分析CPU的时序，在此先对以下几个概念作一介绍。 ①振荡周期
振荡周期指为单片机提供定时信号的振荡源的周期或外部输入时钟的周期。 ②时钟周期
时钟周期又称作状态周期或状态时间，他是振荡周期的两倍。 ③机器周期
一个机器周期由6个状态组成，如果把一条指令的执行过程分作几个基本操作，则将完成一个基本操作所需的时间称作机器周期。单片机的单周期指令执行时间就为一个机器周期。 ④指令周期
指令周期即执行一条指令所占用的全部时间，通常为1～4个机器周期。
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2.复位电路
单片机的复位方法有以下两种[14]： （1）上电复位
打开电源后利用RC充电自动完成，如图3-18所示。 （2）手动复位
利用按键闭合使单片机复位引脚保持2个周期以上的高电平完成手动复位功能他，如图3-19所示。
图3-18 上电复位 图3-19 手动复位
3.显示电路
因为在Proteus中没有摄像头模块，所以我们应用虚拟终端来检查摄像头是否接收到正确的指令，图3-20为显示电路。
图3-20 显示电路
虚拟终端(VT)是一种提供类似于Internet的Telnet协议的远程终端仿真的国际标准化组织(ISO)协议。
3.3.2 电路图设计过程
1.首先选择要用的器件。如图3-21，按下
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图标进行元器件选择[15]。
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图3-21 Proteus界面
输入单片机芯片名80C51，器件便会出现在右侧列表中，如图3-22所示。
图3-22 芯片选择
双击列表中的芯片名，芯片便会加入到主界面的器件表中。用同样的方法，我们找到振荡器、电阻、电容和有极性电容加入到器件表中，如图3-23所示。
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图3-23 芯片加入器件表
此外我们还需要接地、电源和虚拟终端，点击端模式）中找到接地(GROUND)和电源（POWER）。点击3-24和3-25所示。
图标，在Terminals Mode（终图标可以找到虚拟终，如图
图3-24 电源和接地 图3-25 虚拟终端
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