Proteus仿真單片機(jī)實(shí)例

1、引言單片機(jī)體積小,重量輕 ,具有很強(qiáng)的靈活性而且價(jià)格便宜，具有邏輯判斷，定時(shí)計(jì)數(shù)等多種功能，廣泛應(yīng)用于儀器儀表，家用電器，醫(yī)用設(shè)備的智能化管理和過(guò)程控制等領(lǐng)域。以單片機(jī)為核心的嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)成為目前電子設(shè)計(jì)最活躍的領(lǐng)域之一。在嵌入式系統(tǒng)的中，開(kāi)發(fā)板成本高， 特別是對(duì)于大量的初學(xué)者而言，還可能由于設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤導(dǎo)致開(kāi)發(fā)板損壞。利用Proteus 我們可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題，由此我們可以快速地建立一個(gè)仿真系統(tǒng)。2.Proteus 介紹Proteus是英國(guó) Labcenter Electro-nics 公司開(kāi)發(fā)的一款電路仿真軟件，軟件由兩部分組成：一 部 分是 智能 原 理圖 輸入 系統(tǒng)ISIS(Int

2、elligent Schematic Input System)和 虛 擬 系統(tǒng)模 型VSM(Virtual Model System)；另一部分是高級(jí)布線及編輯軟件ARES(Adv-Ancd Routingnd Editing Software) 也就是 PCB.2.1 Proteus VSM 的仿真Proteus 可以仿真模擬電路及數(shù)字電路 ，也可以仿真模擬數(shù)字混合電路。Proteus 可提供 30 多種元件庫(kù)，超過(guò)8000 種模擬、數(shù)字元器件?？梢园凑赵O(shè)計(jì)的要求選擇不同生產(chǎn)廠家的元器件。 此外，對(duì)于元器件庫(kù)中沒(méi)有的元件， 設(shè)計(jì)者也可以通過(guò)軟件自己創(chuàng)建。除擁有豐富的元器件外，示波器，計(jì)數(shù)

3、/ 定時(shí) /頻率計(jì)，Proteus 還提供了各種虛擬儀器，如常用的電流表，電壓表， SPI 調(diào)試器等虛擬終端。支持圖形化的分析功能等。Proteus特別適合對(duì)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)與仿真，其最大的特點(diǎn)是可以仿真8051， PIA ， AVR ， ARM 等多種系列的處理器。 Protues 包含強(qiáng)大的調(diào)試工具，具有對(duì)寄存器和存儲(chǔ)器、斷點(diǎn)和單步模式 IAR C-SPY,Keil 、MPLAB 等開(kāi)發(fā)工具的源程序進(jìn)行調(diào)試的功能；能夠觀察代碼在仿真硬件上的實(shí)時(shí)運(yùn)行效果； 對(duì)顯示，按鈕， 鍵盤(pán)等外設(shè)的交互可視化進(jìn)行仿真。2.2 Proteus PCBProteus 的PCB設(shè)計(jì)除了有自動(dòng)布線仿真

4、功能外，還集成了PCB設(shè)計(jì)，支持多達(dá)16 個(gè)布線層，可以任意角度放置元件和焊接連線；集成了高智能的布線算法，可以方便地進(jìn)行 PCB 設(shè)計(jì)。3. 基于 Protesus 的簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。3.1 軟件的編寫(xiě)本例題采用可調(diào)電阻調(diào)節(jié)電壓值作為模擬信號(hào)的輸入量，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換芯片AD0808把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量傳送到單片機(jī)的P1 口，并在P0 口把轉(zhuǎn)換的結(jié)果顯示出來(lái)。軟件的編寫(xiě)可以在Keil C51 環(huán)境下進(jìn)行，芯片的型號(hào)選擇AT89C51,編寫(xiě) data.c 文件 ,利用 Keil C51 進(jìn)行編譯，編譯成功后生成data.hex 文件。3.2 繪制 電路圖運(yùn)行 Proteus 的 ISIS ，

5、進(jìn)入仿真軟件的主界面，如圖1 所示。主界面分為菜單欄，工具欄，模型顯示窗口，模型選擇區(qū)，元件列表區(qū)等。圖1 ISIS啟動(dòng)界面通過(guò)左側(cè)的工具欄區(qū)的P(從庫(kù)中選擇元件)命令，在 Pick devices器件，還可以選擇元件的類(lèi)別，生產(chǎn)廠家等。本例所需主要元器件有ADC0808 芯片，一個(gè)四位七段數(shù)碼顯示器，一個(gè)可變電阻，詳見(jiàn)表表 1 元器件清單窗口中選擇系統(tǒng)所需元： AT89C51芯片，1。選擇元器件后連接圖2 所示電路。圖2電路原理圖Microproccessor ICs 類(lèi)的芯片的引腳與實(shí)際的芯片基本相同，唯一的差別是隱去了GND和 VCC 引腳，系統(tǒng)默認(rèn)的是把它們分別連接到地和+5V 直流電

6、源。故在電路連線時(shí)可以不考慮電源和地的連接。為了快速進(jìn)行仿真，系統(tǒng)所需的時(shí)鐘電路，復(fù)位電路可以省略。電路連接完成后， 選中 AT89C51 單擊鼠標(biāo)左鍵， 打開(kāi) “EditComponent”對(duì)話窗口如圖3 所示，可以直接在 “ClockFrequency”后進(jìn)行頻率設(shè)定，設(shè)定單片機(jī)的 時(shí)鐘 頻率為 “ ProgramFile 欄”中選擇已經(jīng)生成的 data.hex 文件，把在 Keil 編寫(xiě)的程序?qū)雴螕?“OK”按鈕保存設(shè)計(jì)。至此，就可以進(jìn)行單片機(jī)的仿真。12MHz 。在Proteus，然后圖 3 單片機(jī)屬性的設(shè)定3.3 Proteus 仿真結(jié)果單片機(jī)的仿真結(jié)果圖如圖4，模擬信號(hào)經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后 ,結(jié)果送入單片機(jī)，再在數(shù)碼管上顯示； 通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻的阻值，可以得到不同的顯示結(jié)果。仿真結(jié)果表明，系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)先的設(shè)計(jì)要求。在仿真的過(guò)程中每個(gè)管腳旁邊會(huì)出現(xiàn)一個(gè)小方塊，紅色的方快表示高電平，藍(lán)色的表示低電平。 通過(guò)方快顏色的變化可以很方便地知道每個(gè)管腳電平的變化，從而能對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行有更直觀的了解，這對(duì)程序的調(diào)試有很大的幫助。圖 4 仿真結(jié)果4結(jié)束語(yǔ)本文結(jié)合一個(gè)簡(jiǎn)單的