PROTEUS在單片機教學(xué)中的應(yīng)用

本文格式為Word版，下載可任意編輯——PROTEUS在單片機教學(xué)中的應(yīng)用本文分析了傳統(tǒng)的單片機教學(xué)中存在的問題，介紹PROTEUS軟件的功能及特點，為充分說明其優(yōu)點及實用性，通過結(jié)合實例，模擬單片機時鐘的軟件仿真，得到了良好的效果，實踐證明Proteus是一款功能強大的EDA仿真軟件。

單片機；Proteus；仿真

單片機是電氣信息類專業(yè)一門重要的專業(yè)課，實踐性分外強，又分外抽象，學(xué)生普遍反映對比難學(xué)。通常，要做一次課堂演示測驗要打定計算機、仿真器或編程器、電源和測驗電路板等設(shè)備。假設(shè)用仿真器做測驗，稍有不慎，仿真頭就可能從測驗電路板中脫落而造成錯誤，甚至損壞設(shè)備。假設(shè)用編程器寫芯片的方法來驗表明驗結(jié)果，那么就得屢屢在測驗板與編程器之間拔、插芯片，很麻煩，效率低。即使勉強做，由于測驗電路板上的器件較小，學(xué)生很難看清現(xiàn)象，教學(xué)效果不佳。伴隨著計算機軟件技術(shù)的飛速進展，展現(xiàn)了大量的軟件仿真工具，本文介紹的Proteus軟件可以在計算機上舉行單片機及其外圍器件的模擬仿真。

一、Proteus簡介

Proteus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)各種模擬器件和集成電路。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。該軟件的特點是：

1.實現(xiàn)了單片機仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232動態(tài)仿真、I2C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、規(guī)律分析儀、信號發(fā)生器等。

2.支持主流單片機系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機類型有：ARM7(LPC21xx)、8051/52系列、AVR系列、PIC10/12/16/18系列、HC11系列以及多種外圍芯片。

3.供給軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點等調(diào)試功能，同時可以查看各個變量、寄放器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也務(wù)必具有這些功能；同時支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如KeilC51uVision2、MPLAB等軟件。

4.具有強大的原理圖繪制功能。

二、Proteus仿真使用

下面以AT89S51為操縱芯片的4位時鐘為例，介紹怎樣利用PROTEUS軟件實現(xiàn)電路的硬件設(shè)計、軟件調(diào)試與系統(tǒng)仿真、實現(xiàn)單片機電路的功能要求，完成對操縱方案的驗證。在單片機教學(xué)中利用以上過程可以讓學(xué)生便當(dāng)?shù)嘏e行電路與程序調(diào)試，察覺程序和電路設(shè)計中遇到的問題，引起學(xué)生的斟酌，進而掌管解決這些問題的思路和方法，抑制了老師反復(fù)講解和演示弊端，實現(xiàn)了單片機的一體化教學(xué)。

1.電路原理圖設(shè)計。運行Proteus軟件進入其編輯環(huán)境，主界面如圖1所示。

點擊對象選擇區(qū)的P命令即彈出元器件選擇（PickDevices）對話框，調(diào)入所需元件仿真庫。將電路中的所用到的元件從元器件庫中調(diào)出來，放到繪圖區(qū)并編輯其屬性，接著舉行合理的布局后，就可以舉行連接了。與用Protel軟件繪制原理圖類似，Proteus軟件也具有自動抓獲節(jié)點和自動布線的功能，連線時當(dāng)標(biāo)的指針靠近一個對象的引腳時，跟著鼠標(biāo)的指針就會展現(xiàn)一個紅色小框，點擊鼠標(biāo)左鍵就可畫線了，需要拐彎時點擊一下即可，在終點再點擊確認一下就畫出了一段導(dǎo)線，全體導(dǎo)線畫完后，再點擊工具欄的按鈕，即可展現(xiàn)可用的終端。在對象選擇器中的對象列表中，單擊POWER，在預(yù)覽窗口展現(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。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。添加完必要的電源和接地符號，原理圖的繪制就完成了，4位時鐘電路原理圖如圖2所示。

2.軟件編程。程序的流程如圖3所示，概括完成程序及生成代碼的方法如下：

通過菜單點擊“源代碼→添加/刪除源文件”，彈出對話框，如圖3所示。

在“代碼生成工具”的下拉菜單中選擇代碼生成工具ASEM51，然后點擊“新建”按鈕，彈出選擇文件對話框，輸入4位時鐘程序的文件名保存并開啟文件即可在PROTEUS供給的文體編程器中編輯源程序。

程序編好后保存,再通過菜單“源代碼→全部編譯”編譯匯編源程序,生成目標(biāo)代碼文件。若編譯失敗，可對程序舉行修改調(diào)試直至編譯匯編告成，生成：4位時鐘.Hex文件。

3.系統(tǒng)仿真

運行Proteus軟件，開啟之前所畫電路圖“4dpy.dsn”文件。雙擊AT89S51芯片，將生成的“4位時鐘.hex”文件開啟，按確定后返回Proteus軟件界面。

單步執(zhí)行程序，其仿真效果如圖5所示。按開頭按鈕，4位時鐘開頭計時，程序運行符合要求。

三、終止語

通過以上實例的仿真過程，可以看出