單片機(jī)偉福和ProteusISIS仿真軟件的使用

1、文檔來源為 :從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持偉福和 Proteus ISIS 仿真軟件的使用第一部分 Proteus ISIS 快速入門一、簡介Proteus軟件是一款強(qiáng)大的單片機(jī)仿真軟件，對于單片機(jī)學(xué)習(xí)和開發(fā)幫助極大。Proteus ISIS是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件。它運行于 Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析（SPICE）各種模擬器件和數(shù)字集成電路，包括單片機(jī)。在國內(nèi)由廣州的風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司代理。在單片機(jī)課程中我們主要利用它實現(xiàn)下列功能：1、繪制硬件原理圖，并設(shè)置元件參數(shù)。2、仿真單片機(jī)及其程序以及外部接口電路，驗證設(shè)計的可行性

2、與合理性，為實際的硬 件實驗做好準(zhǔn)備。3、如有必要可以利用它來設(shè)計電路板?？傊?，該軟件是一款集單片機(jī)和 SPICE 分析于一身的仿真軟件，可以實現(xiàn)從構(gòu)想到實 際項目完成全部功能。這里介紹 Proteus ISIS 軟件的工作環(huán)境和一些基本操作，實現(xiàn)初學(xué)者入門。至于更加詳細(xì)的使用，請參考軟件的幫助文件和其他有關(guān)書籍，還可以到網(wǎng)上找到許多參考資料。二、界面介紹雙擊桌面上的ISIS 7 Professional圖標(biāo)或者單擊屏幕左下方的"開始"f"程序"PProteus 7 Professional" - "ISIS 7 Profession

3、al"，出現(xiàn)如圖 2-1 所示屏幕，表明進(jìn)入 Proteus ISIS 集成環(huán)境。圖 2-1 Proteus ISIS 集成環(huán)境進(jìn)入之后的界面類似如圖 2- 2 所示。圖中已經(jīng)標(biāo)注各個部分的作用，我們現(xiàn)在就使用軟件提供的功能進(jìn)行工作。圖 2-2 ISIS 主窗口三、一個小項目的設(shè)計過程1、建立新項目啟動軟件之后，首先，新建一個項目：點擊菜單：File fNew Design,如圖2-3所示，即可出現(xiàn)如圖2-4所示的對話框，以選擇設(shè)計模板。一般選擇A4 圖紙即可，點擊OK ，關(guān)閉對話框，完成設(shè)計圖紙的模板選擇，出現(xiàn)一個空白的設(shè)計空間。圖 2-3 新設(shè)計圖 2-4 選模板這時設(shè)計名稱為U

4、NTITLED （未命名），你可以點擊菜單file save design來給設(shè)計命名。也可以在設(shè)計的過程中任何時候命名。2、調(diào)入元件在新設(shè)計窗口中，點擊對象選擇器上方的按鈕P （如圖2-5所示），即可進(jìn)入元件拾取對話框，如圖 2-6 所示。圖 2-5 調(diào)入元件圖 2-6 查找元件在圖 2-6 所示的對話框左上角，有一個Keywords 輸入框，可以在此輸入要用的元件名稱（或名稱的一部分） ， 右邊出現(xiàn)符合輸入名稱的元件列表。 我們要用的單片機(jī)是AT89C51 ，輸入 AT89C ，就出現(xiàn)一些元件，選中 AT89C51 ，雙擊，就可以將它調(diào)入設(shè)計窗口的元件選擇器。在 Keywords 中重新輸

5、入要用到的元件，比如 LED ，雙擊需要用的具體元件，比如LED-YELLOW ，調(diào)入。繼續(xù)輸入，調(diào)入，直到夠用。點擊OK ，關(guān)閉對話框。以后如果需要其他元件，還可以再次調(diào)入。元件調(diào)入之后的情形類似圖 2-2 中的對象選擇列表所示。AST89C51LED-YELLOWRX8BUTTON以上元件就夠用了，我們這次要用到的元件列表如下：單片機(jī)發(fā)光二極管-黃色8 電阻排 200 歐姆按鈕其他多余的只是供選用。 比如發(fā)光二極管可以選用其他顏色， 按鈕也可以使用 SWITCH 代替或者使用 DIP-SW8 代替，電阻排也可以使用單個電阻RES 來代替。3、設(shè)計原理圖3-1 放置元件在對象選擇器中的元件列

6、表中， 單擊所用元件， 再在設(shè)計窗口單擊， 出現(xiàn)所用元件的輪廓， 并隨鼠標(biāo)移動， 找到合適位置， 單擊， 元件被放到當(dāng)前位置。 至此， 一個元件放置好了。繼續(xù)放置要用的其他元件。3-2 移動元件如果要移動元件的位置， 可以先右擊元件，元件顏色變紅，表示被選中，然后拖動到需要的位置放下即可。 放下后仍然是紅色， 還可以繼續(xù)拖動，直到位置合適， 在空白處單擊鼠 標(biāo)左鍵，取消選中。3-3 移動多個元件如果幾個元件要一起移動，可以先把它們都選中，然后移動。選中多個元件的方法是，在空白處開始，點擊左鍵并拖動，出現(xiàn)一個矩形框，讓矩形框包含需要選中的元件再放開，就可以了（參看圖 2-7 ） 。如果選擇的不合

7、適，可以在空白處單擊，取消選中，然后重新選擇。圖 2-7 選中多個元件 移動元件的目的主要是為了便于連線，當(dāng)然也要考慮美觀。3-4 連線就是把元件的引腳按照需要用導(dǎo)線連接起來。 方法是， 在開始連線的元件引腳處點擊左鍵（光標(biāo)接近引腳端點附近會出現(xiàn)紅色小方框，這時就可以了） ，移動光標(biāo)到另一個元件引 腳的端點，單擊即可。移動過程中會有一根線跟隨光標(biāo)延長，直到單擊才停?。▓D 2-8 ） 。（ a 畫線開始） （ b 劃線中） （ c 畫線完畢）圖 2-8 畫線過程在第一根線畫完后， 第二根線可以自動復(fù)制前一根線， 在一個新的起點雙擊即可。 如圖 2-9 所示。 a 新的起點雙擊b 很快畫完圖 2-

8、9 自動復(fù)制前一根線注意 ：如果第二根線形狀與第一根不同，那可不能自動復(fù)制，否則會很麻煩。3-5 修改元件參數(shù)電阻電容等元件的參數(shù)可以根據(jù)需要修改。 比如限流電阻的阻值應(yīng)該在 200 到 500 歐姆 左右，上拉電阻應(yīng)該在幾千歐姆。1文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持以修改限流電阻排為例，先單擊或右擊該元件以選中，然后再單擊，出現(xiàn)對話框如圖圖2-10所示。在 Component Value：后面的輸入框中輸入阻值200 （單位歐姆），然后點擊OK按鈕確認(rèn)并關(guān)閉對話框，阻值設(shè)置完畢。圖2-10 修改電阻值3-6添加電源和地在左邊工具欄點擊終端圖標(biāo)呂，即可出現(xiàn)可用的終端,

9、圖 2-11-a所示。在對象選擇器中的對象列表中，單擊 POWER,圖2-11-b所示，在預(yù)覽窗口出現(xiàn)電源符號，在需要放置電源的地方單擊，即可放置電源符號，如圖 2-11-c所示。放置之后，就可以連線了。放置接地符號（地線）的方法與放置電源類似，在對象選擇列表中單擊GROUND ,然后在需要接地符號的地方單擊，就可以了。注意：放置電源和地之后，如果又需要放置元件，應(yīng)該先點擊左邊工具欄元件門圖標(biāo)，就會在對象列表中出現(xiàn)我們從元件庫中調(diào)出來的元件。圖2-11-a選擇端口圖2-11-b選擇電源符號 圖2-11-c 放置電源符號圖2-11添加電源和地按照圖2-2的原理圖，我們還需要放置按鍵，放置接地符號

10、，連線，最終完成的原理圖 如前面的圖2-2所示。4、添加程序單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的原理圖設(shè)計完成之后，還要設(shè)計和添加程序，否則無法仿真運行。實際的單片機(jī)也是這樣。4-1編輯源程序按照51系列單片機(jī)的匯編語言語法要求，按照控制要求，編寫源程序?？梢允褂萌魏?一種純文本編輯器來編輯源程序。比如記事本、寫字板等都可以。還可以使用超級編輯器 ultraedit-32 ,功能很強(qiáng)。編輯完成的源程序是純文本文件，其擴(kuò)展名必須是.ASM ,以便編譯軟件識別。圖2-12所示。圖2-12打開的源程序圖2-12-a記事本圖2-12- b proteus自帶編輯器圖2-12編輯源程序4-2添加源程序在Poteus的單片機(jī)

11、仿真項目中添加源程序?？砂匆韵虏襟E進(jìn)行：點擊菜單 Surce Add/Remove Source Files ,如圖 2-13 所示。圖2-13添加源程序1彈出對話框，如圖2-14所示。圖2-14添加源程序2在彈出的對話框中操作，在Code Generation Tool的下拉菜單中選擇代碼生成工具ASEM51 ,然后點擊 New按鈕，彈出選擇文件對話框，如圖 2-15所示。圖2-15添加源程序3在彈出的對話框中操作，找到所需要的文件，比如這里選擇以前已經(jīng)編輯好的文件 P1P2.ASM,然后點擊按鈕【打開】就可以了。也可以在文件名框輸入文件名， 如果文件不存在，點擊打開時會提示新建此文件， 便

12、于 以后再編輯程序。當(dāng)然也可以改變查找的路徑，在其他地方找到我們要用的文件。 添加程序 文件之后返回添加程序?qū)υ捒颍呀?jīng)有了我們添加的程序，如圖 2-16所示。圖2-16添加源程序4可以看到，在Source Code Filename的下拉框中已經(jīng)顯示出剛剛添加的源程序名。點擊 按鈕OK關(guān)閉這個對話框。這時候如果再點擊菜單Source ,如圖2-17所示。圖2-17添加源程序5從圖中可以看到，下拉菜單中最下面多出一行，顯示的是我們剛剛添加的源程序。如果點擊這個文件名，就會利用軟件自帶的編輯器打開這個文件，如圖 2-12-b所示。如果更換了編輯器，就會按照更改，利用指定的編輯器打開源程序文件。5

13、、編譯源程序5-1利用program軟件自帶的編譯器進(jìn)行編譯編輯好的源程序添加進(jìn)來之后就可以編譯了。編譯的方法很簡單，在圖 2-17中，點擊 Build All就對指定的源程序進(jìn)行編譯。如果編譯沒有發(fā)現(xiàn)語法錯誤，就會出現(xiàn)如下提示， 如圖2-18所示。圖2-18編譯完的提不'窗口如果有語法錯誤，也會有提示，指出錯誤代碼和所在的行。 這時候就需要我們重新打開 源程序，對錯誤進(jìn)行修改。修改之后再重新編譯，直到通過為止。這時候單片機(jī)里自動被裝入了編譯之后所產(chǎn)生的機(jī)器碼程序。下一步就是仿真執(zhí)行了。5-2利用其他軟件進(jìn)行編譯編譯源程序也可以利用其他軟件進(jìn)行。只要編譯產(chǎn)生的機(jī)器碼文件是.HEX格式就

14、可以。比如偉福，它就可以產(chǎn)生.HEX格式的文件和.BIN格式的文件。其實，偉福的許多特性適合 編輯和編譯源程序， 它的編輯和編譯是在同一個界面下完成，有行列位置指示，行首自動對齊等特性。關(guān)于偉福的使用方法第一部分偉福純軟件仿真器使用入門。利用其他軟件編譯產(chǎn)生的十六進(jìn)制文件，可以直接加入到Proteus項目中的單片機(jī)里。方法如下：在原理圖中點擊單片機(jī)以選中，再次點擊打開元件編輯對話框，如圖 2-19所示。圖2-19編輯單片機(jī)一添加機(jī)器碼程序在圖中看到： 在Program File：后邊的方框里顯示 P1P2.HEX,說明機(jī)器碼已經(jīng)裝入。如果沒有裝入，這里將是空白。這時可以點擊其右邊的打開文件圖標(biāo)

15、3,查找并選中機(jī)器碼文件即可。這樣，就可以在仿真時執(zhí)行程序。這樣裝入的機(jī)器碼程序有個缺點，只能執(zhí)行，不好調(diào)試。因為沒有源代碼，也無法打開源代碼窗口，無法單步執(zhí)行。解決的方法是，在其他編輯編譯軟件通過之后，再將源程序添加到項目，如4-2節(jié)所述。然后再用本節(jié)開始5-1所述方法添加源程序并編譯一次，這時不會出現(xiàn)錯誤。一般也不用再給單片機(jī)添加機(jī)器碼程序，除非你途中改換了源程序。在圖2-19中還有一個時鐘頻率(Clock Frequency)可以改變。一般情況下，單片機(jī)的 時鐘頻率由此設(shè)定，而不是來自時鐘電路， 這就是為什么在仿真時可以省略時鐘電路和復(fù)位 電路的原因。6、仿真執(zhí)行Program軟件可以仿

16、真模擬電路和數(shù)字電路，還可以仿真若干型號的單片機(jī)。我們使用 的目的主要就是仿真單片機(jī)和外圍的接口電路。這里簡要介紹 MCS-51單片機(jī)和部分接口電路的仿真過程，其他方面的內(nèi)容請自行查找資料。6-1 一般仿真在原理圖編輯窗口下面有一排按鈕 一L.» I 口 I I,利用它可以控制仿真的過 程。點擊按鈕匚口開始仿真，開始以后按鈕的小三角變成綠色，點擊按鈕nn 單步仿真, 點擊按鈕LlLh停和繼續(xù)仿真切換,點擊按鈕匚鼻二I停止仿真。以簡單項目P1P2為例，說明仿真效果。點擊開始仿真按鈕，電路如圖2-20所示。圖2-20運行仿真觀察發(fā)現(xiàn)，單片機(jī) P1,P2,P3 口引腳的每一根線的旁邊都有一

17、個紅色的小方框，表明當(dāng)前引腳是高電平，如果小方框是藍(lán)色，表明引腳當(dāng)前是低電平。如果小方框是灰色，說明此引腳是懸空，P1 口的8個引腳就是懸空。與電源VCC相連的引腳都是高電平。 與地線GND 相連的引腳都是低電平。點擊圖中的一個按鍵，對應(yīng)的發(fā)光二極管會亮。放開按鍵發(fā)光二極管就滅。點住一個按鍵不放，觀察對應(yīng)的P1 口導(dǎo)線旁邊的小方框，變成藍(lán)色，和其對應(yīng)的P2口的輸出線旁邊的小方框也變成藍(lán)色，對應(yīng)的發(fā)光二極管亮。 這是程序的作用，我們的程序就是將P1 口的輸入傳送到 P2 口進(jìn)行輸出。6-2調(diào)試選項點擊暫停按鈕，出現(xiàn)暫停畫面，如圖 2-21所示。iaisriFE - JSIS rrtfessi o

18、nal (KuiBat-ing)000?5JVP MAINATElBJTTOLlecLED-BARGiPH-EFNCode - VIi-ru J WEAiqj-I 匚If去是保電平：；- UT -riLiAiexsi» KTJLCRDTVADD HH.1WI FOK.n工RD WAD, FllSrjMJS E.n6 ，口普AbT由圖2-21 暫停于我們是添加過源程序的，所以會出現(xiàn)源代碼窗口。源代碼窗口內(nèi)容從左到右是：地址 指令 注釋。這幅圖里沒有注釋內(nèi)容。如果需要，可以設(shè)置使其顯示行號和機(jī)器碼。方法是在窗口內(nèi)點擊鼠標(biāo)右鍵，在出現(xiàn)的選項中點擊所需要的項目就可以了。見圖2-22。圖2-2

19、2源代碼窗口右鍵菜單在源代碼窗口右上角有一串按鈕，它們的作用如圖2-23所示。利用這些按鈕可以控制程序的運行，隨時可以查看程序執(zhí)行的結(jié)果。 在這里點擊全速以后，如果遇到斷點會自動暫 停執(zhí)行。如果沒有或者沒遇到斷點，就一直運行下去。圖2-23源代碼窗口的按鈕執(zhí)行到光標(biāo)處是，先在要暫停的指令上點一下，這一行就會變成藍(lán)色，然后點擊執(zhí)行到光標(biāo)處的按鈕，就會從原來的指令開始執(zhí)行，直到光標(biāo)所在的位置暫停。在暫停狀態(tài)，還可以選擇顯示特殊功能寄存器窗口、內(nèi)存窗口等。比如要顯示8051 CPU的寄存器，可以這樣操作：點擊菜單 Debug 8051 CPU registers - U1 ,就會出現(xiàn)如圖 2-24所

20、示窗口。圖2-25的 窗口是片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器。圖2-24寄存器窗口圖2-25片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器可以在這些個窗口里觀察寄存器的內(nèi)容，分析程序運行的結(jié)果。在菜單Debug的下拉菜單里，還有許多功能，自己試試就可以了。還有一項功能值得一提，就是在暫停狀態(tài)，單擊一個元件，可以顯示這個元件當(dāng)時的狀態(tài)，如邏輯電平和電流電壓的具體值等。自己一試便知。5文檔來源為 :從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持還有一些功能，在比較復(fù)雜的項目中會用到，比如信號源，虛擬儀器，仿真圖表等。參 見圖 2-26.、圖 2-27、圖 2-28。圖2-26虛擬儀器圖2-27信號源圖2-28仿真圖表在本書的一些仿真項目中和一

21、些視頻教程里也涉及到相關(guān)內(nèi)容。限于篇幅，只在這里指示一下位置，具體使用可以查找相關(guān)資料。本書光盤中還有許多學(xué)習(xí)資料。第二部分 偉福純軟件仿真器使用入門一、概述偉福純仿真軟件是偉福仿真器的配套軟件，偉福仿真器是國內(nèi)較好的仿真器之一，它能夠仿真的CPU品種多、功能強(qiáng)。通過更換仿真頭POD可以對不同的 CPUS行仿真?？煞抡?1系列，196系列，PIC系列，飛利蒲公司的 552、LPC764 DALLAS320華邦438等51增 強(qiáng)型CPU偉不論你是否購買了他們的硬件產(chǎn)品，偉福網(wǎng)站都提供免費下載和使用?，F(xiàn)在偉 福軟件已經(jīng)出了 VW版。偉福純軟件仿真器具有以下特點：1 .雙平臺：有 DO或本和 Win

22、dows版本。其中 Windows版本功能強(qiáng)大。中文界面，英 文界面可任選。2 .雙工作模式：軟件模擬仿真（不要仿真器也能模擬仿真）和硬件仿真。3 .雙集成環(huán)境：編輯、編譯、下載、調(diào)試全部集中在一個環(huán)境下。多種仿真器，多類 CPU©真全部集成在一個環(huán)境下。這里只說明 Windows版本純軟件模擬仿真的使用方法，其他內(nèi)容可以到偉福網(wǎng)站去查 看，光盤 視頻文件里面也有偉福軟件的使用說明。二、Windows 版本軟件安裝1 .將光盤插入光驅(qū)，找到 E6000W件夾，打開。2 .雙擊 SETUPS。3 .按照安裝程序的提示，輸入相應(yīng)內(nèi)容。4 .繼續(xù)安裝，直至結(jié)束。也可以將安裝盤全部復(fù)制到硬盤

23、的一個目錄（文件夾）中，執(zhí)行相應(yīng)目錄下的 SETUP進(jìn)行安裝。最新的版本安裝更簡單。三、軟件的啟動1 .點擊開始菜單/程序/ WAVE2 .如果在桌面建立了快捷方式，直接雙擊其圖標(biāo)即可。啟動之后的界面大致如圖1-1所示:r |ih k 工E.酋S1-F3D'3Dfl4 電>040HCW JL " lOCf I1 酬 6PT>rHOV pil* AiE序 cm BJU加的了1MH 3JL "十 STiff1 !¥ IBUT 的* awDLJ':1即 m :口 onEEooimtc的j&值茴如此Cl db aa :r>

24、63; £ m <u 旅a w ID 弧門U E IM E g B Ml ibtnmmmgmm：QM«DBeIS99msMZB000 口DVDOmgEDO30'(N«D»MWOD00DOMM如8Bm w w «o ro ra oa od go hi 辭 MdbtOMOSO&tti Dfi 3 的 M 0 8 0 哂 0 M 工 aa/Disijaa3gB dd吧弱口。UUEgBUJLai*nmniii*irtninhjwi二j柏工也同，川？冷用j*. i.tK<n（華 山m 則必 momEiJBtZ BJ9Z DJB

25、Z圖 1-1這個窗口是經(jīng)過調(diào)整后的樣子。如果位置不合適，可以通過拖放來移動位置或調(diào)整大 小。四、軟件的使用詳細(xì)的使用說明請看偉福的說明， 這里只說明為了對51 系列單片機(jī)進(jìn)行純軟件仿真時要用到的一些項目和開始使用的幾個必須步驟。1. 啟動軟件之后，根據(jù)需要設(shè)置仿真器：點擊菜單仿真器I 仿真器設(shè)置1（點擊菜單行中的仿真器項，然后在其下拉菜單中點擊 仿真器設(shè)置 項, 以后不再說明 ） ， 出現(xiàn)如圖 1-2 所示對話框:圖 1-2因為要使用純軟件仿真，所以要選中使用偉福軟件模擬器；晶體頻率可以根據(jù)需要設(shè)置；其他按照圖示選擇即可。點擊目標(biāo)文件頁，出現(xiàn)如圖 1-3 所示對話框：圖 1-3按圖示設(shè)置即可。

26、點擊語言頁，出現(xiàn)如圖 1-4 所示對話框：圖 1-4按照圖中設(shè)置即可，注意編譯器選擇項一定要選擇偉福匯編器，其他項不用改變。由于是純軟件仿真，不用設(shè)置通信設(shè)置項。設(shè)置完成后，點擊按紐好 ，結(jié)束設(shè)置。以后的事情就是建立源程序、編譯、調(diào)試。2. 建立源程序點擊菜單文件| 新建文件，出現(xiàn)一個如圖1-5所示的窗口：圖 1-5默認(rèn)文件名稱是 NONAME1現(xiàn)在就可以在此窗口中輸入源程序了。比如下面的一個小程序：MOV 30H,#5AHMOV DPTR,#0128HMOV A,30HMOVX DPTR,ANOP這個小程序的功能是將片內(nèi)RAM43 30H單元的一字節(jié)數(shù)送到片外RAM中0128H單元。以此為例，講解利用偉福純軟件仿真的過程。首先輸入源程序，修改文件名：點擊菜單文件I 另存為