Proteus仿真軟件在單片機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1、Proteus 仿真軟件在單片機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用摘要：?jiǎn)纹瑱C(jī)應(yīng)用技術(shù)所涉及到的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)比較多，而且硬件投入比較大。在具體的工程實(shí)踐中，如果因?yàn)?方案有誤而進(jìn)行相應(yīng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，會(huì)浪費(fèi)較多的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)。Proteus仿真軟件很好的解決了這些問(wèn)題，它可以象Protel樣畫(huà)好硬件原理圖與 KEIL 編程軟件結(jié)合進(jìn)行編程仿真調(diào) 試。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)， Proteus 軟件， Keil 軟件，仿真1引言單片機(jī)在很多產(chǎn)品中得到廣泛的應(yīng)用，無(wú)論是 51 系列、AVR 、還是 PIC 系列，他們各有各的特點(diǎn)，學(xué)習(xí)者也是逐年 增加，但是在學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，我們往往在確定方案后做試 驗(yàn)的開(kāi)支比較大，尤其是對(duì)于一些學(xué)生或

2、者初學(xué)者這就可能 成為他們學(xué)習(xí)的障礙。在我們使用 Proteus 軟件以來(lái)大大節(jié) 省了時(shí)間和開(kāi)發(fā)費(fèi)。尤其將此軟件用在單片機(jī)開(kāi)發(fā)中是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。我們這里主要講述的是Proteus 軟件與 Keil 軟 件的結(jié)合與應(yīng)用。2 Protues 軟件介紹與應(yīng)用2.1 Protues 軟件介紹Proteus是目前最好的模擬單片機(jī)外圍器件的工具，它可以仿真51系列、AVR ,PIC等常用的MCU及其外圍電路（如LCD， RAM ， ROM ，鍵盤(pán)，馬達(dá)， LED， AD/DA ，部分 SPI器件，部分IIC器件）。本文基于 ProteusPRO6.7SP3和KEIL uVision3 軟件。當(dāng)然，軟件仿

3、真精度有限，而且不可能所有的器件都找得到相應(yīng)的仿真模型，用開(kāi)發(fā)板和仿真器當(dāng)然是最好選擇， 可是對(duì)于單片機(jī)愛(ài)好者，或者簡(jiǎn)單的開(kāi)發(fā)應(yīng)該是比較好的選 擇。P roteus與其它單片機(jī)仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機(jī) CPU 的工作情況， 也能仿真單片機(jī)外圍電路或沒(méi)有單 片機(jī)參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)試 時(shí)，關(guān)心的不再是某些語(yǔ)句執(zhí)行時(shí)單片機(jī)寄存器和存儲(chǔ)器內(nèi) 容的改變，而是從工程的角度直接看程序運(yùn)行和電路工作的 過(guò)程和結(jié)果。對(duì)于這樣的仿真實(shí)驗(yàn)，從某種意義上講，是彌 補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。2.2 Protues 軟件與 Keil uVision 的結(jié)合 對(duì)于初次使用P

4、 rotues軟件的人可能還不知道如何設(shè)置，現(xiàn)在把設(shè)置步驟簡(jiǎn)介如下，僅供參考（本文只討論在單機(jī)上 結(jié)合，在兩個(gè)聯(lián)網(wǎng)機(jī)器使用由于篇幅限制不在此討論）設(shè)置步驟如下：(1) 把 proteus 安裝目錄下 VDM51.dll ( C:ProgramFilesLabcenterElectronicsProteus6ProfessionalMODELS )文 件復(fù)制到 Keil 安裝目錄的 C51BIN 目錄中(2) 編輯 C51 里 tools.ini 文件 ,加入 :TDRV1=BINVDM51.DLL(PROTEUS VSMMONITOR-51 DRIVER);(3) Keil uVision 里

5、設(shè)置 : project-options forproject-debug tab;(4) 選中 use proteus VSM monitor 51( 如果想用兩臺(tái)電腦仿真 ,雙擊 setting, 輸入 IP 地址 或者 DNS name）;(5) 載入 proteus 文件 ;(6) proteus 里選擇 DEBUG-use remote debug monitor;進(jìn)入 KEIL 的 project 菜單 option for target 工程名 。在DEBUG 選項(xiàng)中右欄上部的下拉菜選中Proteus VSMMonitor-51 Driver 。 在進(jìn)入seting，如果同一臺(tái)機(jī)

6、IP名為127.0.0.1,如不是同一臺(tái)機(jī)則填另一 臺(tái)的 IP 地址。端口號(hào) 定為 8000 注意：可以在一臺(tái)機(jī)器上運(yùn)行 keil ，另一臺(tái)中運(yùn) 行 proteus 進(jìn)行遠(yuǎn)程仿真 .(7) 打開(kāi) KEIL uVision, 按 F5 開(kāi)始仿真 .2.3 proteus 的工作過(guò)程 運(yùn)行 Proteus 的 ISIS 程序后， 進(jìn)入該仿真軟件的主界面。在工作前，要設(shè)置 view 菜單下的捕捉對(duì)齊和 system 下的顏色、圖形界面大小等項(xiàng)目。通過(guò)工具欄中的P（從庫(kù)中選擇元件命令 ）命令，在 pick devices 窗口中選擇電路所需的元件， 放置元件并調(diào)整其相對(duì)位置， 元件參數(shù)設(shè)置， 元器件間

7、連線， 編寫(xiě)程序； 在 source 菜單的 Define code generation tools 菜單 命令下，選擇程序編譯的工具、 路徑、擴(kuò)展名等項(xiàng)目； 在 source菜單的 Add/remove source files 命令下， 加入單片機(jī)硬件電路 的對(duì)應(yīng)程序；通過(guò) debug 菜單的相應(yīng)命令仿真程序和電路的 運(yùn)行情況。Proteus 軟件所提供了 30 多個(gè)元件庫(kù)，數(shù)千種元件。元件涉及到數(shù)字和模擬、交流和直流等。2.4 Proteus 軟件所提供的調(diào)試手段Proteus提供了比較豐富的測(cè)試信號(hào)用于電路的測(cè)試。些測(cè)試信號(hào)包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。對(duì)于單片機(jī)硬件電路和軟件的調(diào)試， P

8、roteus 提供了兩種方法：種是系統(tǒng)總體執(zhí)行效果，一種是對(duì)軟件的分步調(diào)試以看具體的執(zhí)行情況。對(duì)于總體執(zhí)行效果的調(diào)試方法，只需要執(zhí)行 debug 菜單的 execute 菜單項(xiàng)或 F12 快捷鍵啟動(dòng)執(zhí)行，用 debug 菜單的 pause animation 菜單項(xiàng)或 pause 鍵暫停系統(tǒng)的運(yùn)行；或用 debug 菜單下的 stop animation 菜單項(xiàng)或 shift-break 組合鍵 具進(jìn)行。停止系統(tǒng)的運(yùn)行。其運(yùn)行方式也可以選擇工具欄中的相應(yīng)工對(duì)于軟件的分步調(diào)試，應(yīng)先執(zhí)行 debug 菜單下的start/restart debugging 菜單項(xiàng)命令， 此時(shí)可以選擇 step ov

9、er 、step into 和 step out 命令執(zhí)行程序 （可以用快捷鍵 F10、F11和 ctrl+F11） ，執(zhí)行的效果是單句執(zhí)行、進(jìn)入子程序執(zhí)行和跳 出子程序執(zhí)行。在執(zhí)行了 start / restart debuging 命令后，在debug 菜單的下面要出現(xiàn)仿真中所涉及到的軟件列表和單片 機(jī)的系統(tǒng)資源等，可供調(diào)試時(shí)分析和查看。2.5 Proteus 和 KEIL uVision3 軟件結(jié)合實(shí)例本節(jié)將通過(guò)一個(gè)流水燈試驗(yàn)具體介紹 Proteus 與 KeiluVision 的結(jié)合與應(yīng)用。1）通過(guò) Proteus 畫(huà)原理圖：（圖 1） 2）在 Keil uVision 軟件別寫(xiě)程序：

10、#include #include void delayms(unsigned char ms) / 延時(shí)子程序unsigned char i;while(ms-) for(i = 0; i 120; i+);main() unsigned char LED;LED = 0xfe;P0 = LED;while(1) delayms(250);LED = _crol_(LED,1);/ 循環(huán)右移 1 位，點(diǎn)亮下一個(gè) LEDP0 = LED;3）對(duì) Proteus 和 Keil uVision 軟件的設(shè)置： 參考 2.2 Protues 軟件與 Keil uVision 的結(jié)合章節(jié)）4）運(yùn)行程序，運(yùn)行結(jié)果如圖 2：實(shí)現(xiàn)流水燈功能。3總結(jié)Proteus 不僅可以作為學(xué)校單片機(jī) （電子等 ）實(shí)驗(yàn)的模擬仿真，也可以作為個(gè)人工作室的仿真實(shí)驗(yàn)。作為電子技術(shù)或 控制類相關(guān)專業(yè)的學(xué)生和工程技術(shù)人員，在學(xué)習(xí)了該軟件 后，可以充分地利用它所提供的資源，幫助自己提高工程應(yīng) 用能力。在教學(xué)中利用該軟件，除了能教單片機(jī)的具體課程內(nèi)容外，還可以教會(huì)