Multisim 教室空座信息查询系统仿真

使用Multisim电路仿真软件进行教室空座查询仿真

尝试性仿真No.1

仿真目的

对不同教室的空座情况进行查询统计，并显示在控制端，便于根据教室空座情况，选择不同的教室学习。

仿真软件

采用电路仿真软件Multisim，版本号：14.0，同时选择单片机作为控制芯片，需要Keil软件进行程序编写，Keil版本号：V5.0。

仿真思路

采用LED灯作为座位的提示信号，如果灯亮则表示座位被占用，如果灯熄灭则表示座位为空。对Multisim的随机信号产生不太明白，所以采用Multisim中的字产生器进行LED灯控制信号产生。在Multisim中单片机只提供51跟52单片机，相对管脚比较有限，所以采用74HC165并串转换软件节省管脚资源，74HC165的信号输入单片机，在单片机中统计1的个数，即表示被占用的座位数，最后控制LCD进行统计显示。

一、教室座位提示
通过LED灯的亮灭提示空座情况，仿真过程中设计两个教室，第一个教室32个座位，第二个教室16个座位。
二、字符发生器用以产生“随机信号”
Multisim中没有找到专门的随机信号发生装置，找到的资料都提示需要通过单片机产生随机信号，为了简便，用Multisim中的字符发生器来模拟信号。

在字符发生器中选择下数计数模式，也可以通过外部的软件产生计数信号，导入字符发生器中，如果选择系统默认的计数信号，缓冲区最大为0x2000，同时设置字发生器的频率为500Hz。在第一个教室中总的座位数为32，使用一个字发生器即可满足。
三、使用74HC165节约管脚资源”
使用74HC165并串转换软件将8个座位信息转换为1路输出信号。74HC165的主要控制管脚包括SH~LD、LNH、CLK，SH/LD是移位和锁存并行数据端，LNH为时钟控制端，CLK为时钟信号，如果想详细了解可以自己下载Datasheet，CSDN上写芯片使用的博客也挺多的，要注意很多Datasheet上芯片的管脚名称与Multisim中的名称不太一致，但功能是一样的，仔细看也比较容易分辨。在设计中使用了4块74HC165控制芯片。
时序图及相关说明可参照

四、单片机控制程序”
设计中使用的是Multisim库中的51单片机，管脚资源分配如表1所示。

管脚号	管脚功能
P00-P02	LCD显示屏E Rs Rw控制信号
P11-P13	74HC165 控制信号
P20-P27	LCD显示屏D0-D7
P30-P35	74HC165 QH输入端

代码设计思路只要是轮询几个74HC165的输出信号并进行统计，实时显示到LCD屏幕中，LCD屏幕初始化显示教室信息及相应的关键字，在程序运行中只更新剩余座位数信息。同时sbit没法作为形式参数进行传递，则74HC165的控制查询函数需要对每一个进行单独编程，不知道有没有好的解决办法，可以沟通。

/*****************************************************************************
Copyright:
File name:                            main.c
Description:                          main function    sbitÎÞ·¨×÷ÎªÐÎÊ½²ÎÊý½øÐÐ²ÎÊý´«µÝ ËùÒÔÃ¿Ò»¸ö´®ÐÐÐ¾Æ¬µÄ¶ÁÈ¡¶¼ÐèÒªÒ»¸öµ¥¶ÀµÄº¯Êý½øÐÐ¿ØÖÆ
Author:                               WW
Version:                              1.0
Date:
History:
*****************************************************************************/#include <reg51.h>
#include<intrins.h>typedef enum{false=0,true=1}BOOL;typedef unsigned char uint8;
typedef unsigned int uint16;sbit P10 = P1^0;
sbit P11 = P1^1;
sbit P12 = P1^2;
sbit P13 = P1^3;
sbit P20 = P2^0;
sbit P21 = P2^1;
sbit P22 = P2^2;
sbit P23 = P2^3;
sbit P24 = P2^4;
sbit P25 = P2^5;
sbit P26 = P2^6;
sbit P27 = P2^7;
sbit P00 = P0^0;
sbit P01 = P0^1;
sbit P02 = P0^2;
sbit P30 = P3^0;
sbit P31 = P3^1;
sbit P32 = P3^2;
sbit P33 = P3^3;
sbit P34 = P3^4;
sbit P35 = P3^5;#define CLK_H                      P11 = 1
#define CLK_L                      P11 = 0
#define SHLD_Enable                P12 = 0
#define SHLD_Disable               P12 = 1
#define CLK_Enable                 P13 = 0
#define CLK_Disable                P13 = 1#define LCD_Data                   P2
#define LCD_E_High                 P00 = 1
#define LCD_E_Low                  P00 = 0
#define LCD_Rs_High                P01 = 1
#define LCD_Rs_Low                 P01 = 0
#define LCD_Rw_Read                P02 = 1
#define LCD_Rw_Write               P02 = 0#define QH_11                      P30
#define QH_12                      P31
#define QH_13                      P32
#define QH_14                      P33
#define QH_21                      P34
#define QH_22                      P35void Delay(int dec)
{uint16 i = 0;for(i =0;i<dec;i++);
}void Delay_ms(int dec)
{uint16 i = 0;uint16 j = 0;for(i =0;i<dec;i++){for(j = 0;j<82;j++);}
}void LCD_Write(uint8 buffer)
{LCD_Rs_Low;LCD_Rw_Write;LCD_Data = buffer;Delay(5);LCD_E_Low;Delay(5);LCD_E_High;
}void LCD_WriteData(uint8 buffer)
{LCD_Rs_High;LCD_Rw_Write;LCD_Data = buffer;Delay(5);LCD_E_Low;Delay(5);LCD_E_High;
}
//LCD ³õÊ¼»¯³ÌÐò MultisimÖÐÊ¹ÓÃHITACHIµÄLCDÇý¶¯ ¸ù¾ÝÊÖ²áËµÃ÷µÄ³õÊ¼»¯ÎÄµµvoid LCD_Init()
{LCD_E_Low;Delay(10);LCD_E_High;//Çå³ýÆÁÄ»ÏÔÊ¾LCD_Write(0x01);//¹¦ÄÜÉèÖÃ 8bitÏÔÊ¾LCD_Write(0x38);//Display onLCD_Write(0x0E);//Mode SetLCD_Write(0x06);
}
//LCD ÏÔÊ¾³õÊ¼»¯ÎÄµµ void LCD_WriteInit()
{LCD_Write(0x80);LCD_WriteData(0x4A); //"J"LCD_Write(0x81);LCD_WriteData(0x53); //"S"LCD_Write(0x82);LCD_WriteData(0x31); //"1"LCD_Write(0x83);LCD_WriteData(0x20); //" "LCD_Write(0x84);LCD_WriteData(0x54); //"T"LCD_Write(0x85);LCD_WriteData(0x6F); //"o"LCD_Write(0x86);LCD_WriteData(0x3A); //":"LCD_Write(0x87);LCD_WriteData(0x33); //"3"LCD_Write(0x88);LCD_WriteData(0x32); //"2"LCD_Write(0x89);LCD_WriteData(0x20); //" "LCD_Write(0x8A);LCD_WriteData(0x4C); //"L"LCD_Write(0x8B);LCD_WriteData(0x65); //"e"LCD_Write(0x8C);LCD_WriteData(0x3A); //":"LCD_Write(0x8D);LCD_WriteData(0x20); //" "LCD_Write(0x8E);LCD_WriteData(0x20); //" "LCD_Write(0xC0);LCD_WriteData(0x4A); //"J"LCD_Write(0xC1);LCD_WriteData(0x53); //"S"LCD_Write(0xC2);LCD_WriteData(0x32); //"1"LCD_Write(0xC3);LCD_WriteData(0x20); //" "LCD_Write(0xC4);LCD_WriteData(0x54); //"T"LCD_Write(0xC5);LCD_WriteData(0x6F); //"o"LCD_Write(0xC6);LCD_WriteData(0x3A); //":"LCD_Write(0xC7);LCD_WriteData(0x31); //"1"LCD_Write(0xC8);LCD_WriteData(0x36); //"6"LCD_Write(0xC9);LCD_WriteData(0x20); //" "LCD_Write(0xCA);LCD_WriteData(0x4C); //"L"LCD_Write(0xCB);LCD_WriteData(0x65); //"e"LCD_Write(0xCC);LCD_WriteData(0x3A); //":"LCD_Write(0xCD);LCD_WriteData(0x20); //" "LCD_Write(0xCE);LCD_WriteData(0x20); //" "
}//»ñÈ¡µÚÒ»ÅÅµÄ×ùÎ»Êý
uint8 SerialInput_Get11(void)
{uint8 QH_buffer = 0x00;uint8 clc_i = 0x00;//Ëø´æ²¢ÐÐÊäÈëÊý¾ÝCLK_Disable;CLK_H;SHLD_Disable;SHLD_Enable;Delay(10);SHLD_Disable;CLK_Enable;for(clc_i = 0;clc_i<8;clc_i++){//²úÉúclkÉÏÉýÑÓ ÓÃÒÔ¶ÁÈ¡»º´æCLK_L;_nop_();CLK_H;if(QH_11){QH_buffer = QH_buffer+1;}_nop_();}return QH_buffer;
}//»ñÈ¡µÚ¶þÅÅµÄ×ùÎ»Êý
uint8 SerialInput_Get12(void)
{uint8 QH_buffer = 0x00;uint8 clc_i = 0x00;//Ëø´æ²¢ÐÐÊäÈëÊý¾ÝCLK_Disable;CLK_H;SHLD_Disable;SHLD_Enable;Delay(10);SHLD_Disable;CLK_Enable;for(clc_i = 0;clc_i<8;clc_i++){//²úÉúclkÉÏÉýÑÓ ÓÃÒÔ¶ÁÈ¡»º´æCLK_L;_nop_();CLK_H;if(QH_12){QH_buffer = QH_buffer+1;}_nop_();}return QH_buffer;
}//»ñÈ¡µÚÈýÅÅµÄ×ùÎ»Êý
uint8 SerialInput_Get13(void)
{uint8 QH_buffer = 0x00;uint8 clc_i = 0x00;//Ëø´æ²¢ÐÐÊäÈëÊý¾ÝCLK_Disable;CLK_H;SHLD_Disable;SHLD_Enable;Delay(10);SHLD_Disable;CLK_Enable;for(clc_i = 0;clc_i<8;clc_i++){//²úÉúclkÉÏÉýÑÓ ÓÃÒÔ¶ÁÈ¡»º´æCLK_L;_nop_();CLK_H;if(QH_13){QH_buffer = QH_buffer+1;}_nop_();}return QH_buffer;
}//»ñÈ¡µÚËÄÅÅµÄ×ùÎ»Êý
uint8 SerialInput_Get14(void)
{uint8 QH_buffer = 0x00;uint8 clc_i = 0x00;//Ëø´æ²¢ÐÐÊäÈëÊý¾ÝCLK_Disable;CLK_H;SHLD_Disable;SHLD_Enable;Delay(10);SHLD_Disable;CLK_Enable;for(clc_i = 0;clc_i<8;clc_i++){//²úÉúclkÉÏÉýÑÓ ÓÃÒÔ¶ÁÈ¡»º´æCLK_L;_nop_();CLK_H;if(QH_14){QH_buffer = QH_buffer+1;}_nop_();}return QH_buffer;
}//»ñÈ¡µÚÒ»ÅÅµÄ×ùÎ»Êý
uint8 SerialInput_Get21(void)
{uint8 QH_buffer = 0x00;uint8 clc_i = 0x00;//Ëø´æ²¢ÐÐÊäÈëÊý¾ÝCLK_Disable;CLK_H;SHLD_Disable;SHLD_Enable;Delay(10);SHLD_Disable;CLK_Enable;for(clc_i = 0;clc_i<8;clc_i++){//²úÉúclkÉÏÉýÑÓ ÓÃÒÔ¶ÁÈ¡»º´æCLK_L;_nop_();CLK_H;if(QH_21){QH_buffer = QH_buffer+1;}_nop_();}return QH_buffer;
}//»ñÈ¡µÚ¶þÅÅµÄ×ùÎ»Êý
uint8 SerialInput_Get22(void)
{uint8 QH_buffer = 0x00;uint8 clc_i = 0x00;//Ëø´æ²¢ÐÐÊäÈëÊý¾ÝCLK_Disable;CLK_H;SHLD_Disable;SHLD_Enable;Delay(10);SHLD_Disable;CLK_Enable;for(clc_i = 0;clc_i<8;clc_i++){//²úÉúclkÉÏÉýÑÓ ÓÃÒÔ¶ÁÈ¡»º´æCLK_L;_nop_();CLK_H;if(QH_22){QH_buffer = QH_buffer+1;}_nop_();}return QH_buffer;
}void main()
{uint8 QH_output11 = 0x00;uint8 QH_output12 = 0x00;uint8 QH_output13 = 0x00;uint8 QH_output14 = 0x00;uint8 QH_output21 = 0x00;uint8 QH_output22 = 0x00;uint8 QH_Total1 = 0x00;uint8 QH_Total2 = 0x00;uint8 Total_num1 = 32;uint8 Total_num2 = 16;P1 = 0xff;P2 = 0xff;P0 = 0xff;P3 = 0xff;LCD_Init();LCD_WriteInit();while(1){QH_output11 = SerialInput_Get11();QH_output12 = SerialInput_Get12();QH_output13 = SerialInput_Get13();QH_output14 = SerialInput_Get14();QH_output21 = SerialInput_Get21();QH_output22 = SerialInput_Get22();QH_Total1 = QH_output11 + QH_output12 + QH_output13 + QH_output14;QH_Total2 = QH_output21 + QH_output22;//Ð´ÈëÏÔÊ¾Êý¾ÝLCD_Write(0x8D);LCD_WriteData(((Total_num1- QH_Total1-1)/10)+0x30);LCD_Write(0x8E);LCD_WriteData(((Total_num1- QH_Total1-1)%10)+0x30);LCD_Write(0xCD);LCD_WriteData(((Total_num2- QH_Total2-1)/10)+0x30);LCD_Write(0xCE);LCD_WriteData(((Total_num2- QH_Total2-1)%10)+0x30);}
}

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