Proteus仿真軟件使用方法

...wd......wd......wd...實(shí)驗(yàn)八Proteus仿真軟件使用方法實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私釶roteus仿真軟件的使用方法。〔2〕了解51單片機(jī)編程器Keil與Proteus仿真軟件的聯(lián)用方法。實(shí)驗(yàn)要求：通過(guò)講授和操作練習(xí)，學(xué)會(huì)正確使用Proteus仿真軟件及Keil編程及其聯(lián)合調(diào)試。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：〔1〕Proteus仿真軟件介紹Proteus軟件是由英國(guó)LabCenterElectronics公司開(kāi)發(fā)的EDA工具軟件，由ISIS和ARES兩個(gè)軟件構(gòu)成，其中ISIS是一款便捷的電子系統(tǒng)仿真平臺(tái)軟件，ARES是一款高級(jí)的布線(xiàn)編輯軟件。它集成了高級(jí)原理布線(xiàn)圖、混合模式SPICE電路仿真、PCB設(shè)計(jì)以及自動(dòng)布線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的電子設(shè)計(jì)。通過(guò)ProteusISIS軟件的VSM(虛擬仿真技術(shù)),用戶(hù)可以對(duì)模擬電路、數(shù)字電路、模數(shù)混合電路，以及基于微控制器的系統(tǒng)連同所有外圍接口電子元器件一起仿真。圖8-1是ProteusISIS的編輯窗口：圖8-1ISIS的編輯界面圖中最頂端一欄是“標(biāo)題欄〞，其下的“FileViewEdit……〞是“菜單欄〞，再下面的一欄是“命令工具欄〞，最左邊的一欄是“模式選擇工具欄〞；左上角的小方框是“預(yù)覽窗口〞，其下的長(zhǎng)方框是“對(duì)象選擇窗口〞，其右側(cè)的大方框是“原理圖編輯窗口〞。選擇左側(cè)“模式選擇工具欄〞中的圖標(biāo)，并選擇“對(duì)象選擇窗口〞中的P按鈕，就會(huì)出現(xiàn)如圖8-2的元器件選擇界面：圖8-2元器件庫(kù)選擇界面在元器件列表框中點(diǎn)擊你需要的器件類(lèi)型〔例如：電阻-Resistors,單片機(jī)芯片-MicroprocessorICs,LED-Optoelectronics〕或在左上角的關(guān)鍵字〔Keywords〕框中輸入你需要的器件名稱(chēng)的關(guān)鍵字〔如：信號(hào)源-Clock,運(yùn)放-CA3140等〕，就會(huì)在圖8-2中間的大空白框列出你所需的一系列相關(guān)的元件。此時(shí)，你可用鼠標(biāo)選中你要的元件，則圖8-2右上角的預(yù)覽框會(huì)顯示你所要元件的示意圖，假設(shè)就是你要的元器件，則點(diǎn)擊OK按鈕，該元器件的名稱(chēng)就會(huì)列入位于圖8-1左側(cè)的“對(duì)象選擇窗口〞中〔參見(jiàn)圖1左側(cè)下方框〕。所需元器件選擇好后，在“對(duì)象選擇窗口〞選擇某器件，就可以將它放到圖8-1中的“原理圖編輯窗口〞中〔假設(shè)器件的方向不適宜，你可以利用圖1左下角的旋轉(zhuǎn)按鈕來(lái)改變它〕。將所要的元器件都選好后，將它們安放到適宜的位置，就可以用連接線(xiàn)把電路連接好，結(jié)果存盤(pán)〔請(qǐng)按規(guī)定的目錄存盤(pán)，并記住其路徑/目錄/文件名[學(xué)號(hào)-實(shí)驗(yàn)序號(hào)]〕?！?〕51單片機(jī)編程器–KeilV3的使用Keil編程器可用于MCS-51單片機(jī)軟件編程與調(diào)試，它的工作界面如圖8-3所示：Keil編程器是KeilSoftwareInc/KeilElectronicGmbH開(kāi)發(fā)的基于80C51內(nèi)核的微處理器軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，可以完成從工程〔Project〕的建設(shè)和管理、程序的編譯和連接、目標(biāo)代碼的形成、軟件仿真等一套完整的軟件開(kāi)發(fā)流程。它與Proteus掛接，可以進(jìn)展單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件仿真。匯編語(yǔ)言編程方法：①翻開(kāi)“File〞菜單→選擇新建“New...〞→在彈出的文本框〔Text1〕中編寫(xiě)所需的匯編語(yǔ)言程序→程序?qū)懞煤?，保存〔從File→SaveAs..→選擇某目錄，文件名.ASM,存盤(pán)〕；②翻開(kāi)“Project〞菜單→選擇新建工程“NewProject...〞→在彈出的窗口填寫(xiě)：工程名→保存〔文件名的后綴是.uv2。此時(shí)圖8-3的工程窗口中將建設(shè)Target1及SourceGroup1〕；③翻開(kāi)“Project〞菜單→選擇Components,Environment,Books...→在彈出的窗口的ProjectComponents點(diǎn)擊“AddFiles〞→參加所寫(xiě)的匯編文件〔選中該文件，Add〕；④翻開(kāi)“Project〞菜單→選擇“SelectDeviceforTarget‘Target1’〞→在彈出的CPU窗口選擇所用的單片機(jī)廠家〔選Atmel〕及CPU芯片名稱(chēng)〔如AT89C51〕,按“⑤翻開(kāi)“Project〞菜單→選擇“OptionsforTarget‘Target1’〞→在彈出的窗口中選擇“Output〞→圖8-3KeilV3界面圖圖8-4為輸出文件命名及確定HEX類(lèi)型⑥翻開(kāi)“Project〞菜單→選擇“OptionsforTarget‘Target1’〞→在彈出的窗口中選擇“Debug〞→為連接調(diào)試選擇仿真器[見(jiàn)圖8-5]→按“圖8-5選擇調(diào)試的仿真器及運(yùn)行設(shè)置⑦單擊〔參見(jiàn)圖8-3〕完成對(duì)所編寫(xiě)程序的編譯，編譯情況會(huì)顯示在圖8-3的輸出窗口中，如有語(yǔ)法錯(cuò)誤，會(huì)給出提示，應(yīng)修改出錯(cuò)處后，再次編譯?！?〕仿真：在ProteusISIS界面調(diào)入所設(shè)計(jì)的硬件圖，雙擊CPU,填入相應(yīng)的HEX運(yùn)行文件的名稱(chēng)〔參見(jiàn)圖8-6，文件所在目錄應(yīng)正確〕，點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕，即可實(shí)現(xiàn)與硬、軟件的聯(lián)合調(diào)試。圖8-6單片機(jī)程序可執(zhí)行文件的路徑、名稱(chēng)輸入〔4〕示例：硬件電路圖見(jiàn)圖8-7所示；相應(yīng)的匯編語(yǔ)言程序如下：ORG0000H AJMPMAINMAIN:MOVC,P1.3；將接按鍵的I/O口的狀態(tài)〔0或1〕移給進(jìn)位位C，MOVP1.7,C；再由進(jìn)位位C轉(zhuǎn)給對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管的連接位。 MOVC,P1.2；以便控制發(fā)光二極管的亮或滅。 MOVP1.6,C MOVC,P1.1 MOVP1.5,C MOVC,P1.0 MOVP1.4,C ACALLDELAY AJMPMAINDELAY:MOVR5,#5FH；軟件延時(shí)子程序L1:MOVR6,#0AFH DJNZR6,$ DJNZR5,L1 RET圖8-7例如的硬件電路圖在Keil編程界面輸入上述程序，編譯成可執(zhí)行HEX文件，雙擊圖8-7的CPU，參考圖8-6填好相應(yīng)的HEX文件的路徑及名稱(chēng)，按“OK〞鍵退出。點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕〔圖8-7下沿的〕，運(yùn)行情況見(jiàn)圖8-8所示。圖8-8例如電路運(yùn)行結(jié)果請(qǐng)自己完成以上例如的硬、軟件調(diào)試。每人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果打包，以文件名〔DZ班-學(xué)號(hào)-實(shí)驗(yàn)序號(hào)〕上交，并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告?！?〕KEIL編譯器與Proteus軟件聯(lián)調(diào)圖8-10遠(yuǎn)程聯(lián)調(diào)Proteus設(shè)置在ProteusISIS界面調(diào)入所設(shè)計(jì)的硬件圖，點(diǎn)擊調(diào)試,使用遠(yuǎn)程調(diào)試設(shè)備選項(xiàng)打√，即啟動(dòng)了Proteus與Keil的遠(yuǎn)程聯(lián)調(diào)功能。緊接著點(diǎn)擊ISIS界面左下方的按鈕，使得所設(shè)計(jì)的電路處于運(yùn)行模式。Keil平臺(tái)，創(chuàng)立工程，翻開(kāi)“Project〞菜單→選擇“OptionsforTarget‘Target1’〞→在彈出的窗口中選擇“Debug〞→為連接調(diào)試選擇仿真器[見(jiàn)圖8-11]→按“圖8-11Keil+Proteus聯(lián)調(diào)Keil端設(shè)置設(shè)置完畢后，點(diǎn)擊Keil工程編譯成功，點(diǎn)擊圖8-12的按鈕，使得編譯成功的源文件進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)。圖8-12Keil+Proteus聯(lián)調(diào)進(jìn)入聯(lián)調(diào)狀態(tài)，程序處于待運(yùn)行狀態(tài)，最初始的時(shí)候，PC指針光標(biāo)指向0000H開(kāi)場(chǎng)的位置。用戶(hù)分別選擇四個(gè)功能鍵，可以實(shí)現(xiàn)程序全速運(yùn)行，單步進(jìn)入，單步退出及程序復(fù)位等功能的選擇。實(shí)現(xiàn)程序運(yùn)行的Debug跟蹤，輔助調(diào)試程序，最終用戶(hù)運(yùn)行的結(jié)果可以通過(guò)圖8-10的ISIS界面觀察硬件的狀態(tài)變化。圖8-13程序運(yùn)行狀態(tài)〔4〕作業(yè)：在ProteusISIS界面設(shè)計(jì)圖8-14、8-15所示的MCS-51單片機(jī)分別于ADC0809及DAC0832的接口的電路原理圖，為下一次實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。圖8-148031與ADC0809的接口設(shè)計(jì)圖8-148031與DAC0832的接口設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)九并行AD、DA實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆詹捎貌⑿薪涌趯?shí)現(xiàn)外部器件的擴(kuò)展方法；掌握ADC0809模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片與單片機(jī)的接口設(shè)計(jì)及ADC0809的典型應(yīng)用；掌握DAC0832模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片與單片機(jī)的接口設(shè)計(jì)及DAC0832的典型應(yīng)用。預(yù)習(xí)要求理解內(nèi)存與IO統(tǒng)一編址的外設(shè)端口地址的映射及控制；理解用查詢(xún)方式、中斷方式完成模/數(shù)轉(zhuǎn)換程序的編寫(xiě)方法；理解DAC0832直通方式，單緩沖器方式、雙緩沖器方式的編程方法。實(shí)驗(yàn)設(shè)備計(jì)算機(jī) 1臺(tái)；Proteus仿真軟件1套。實(shí)驗(yàn)說(shuō)明ADC0809的工作方式AD從啟動(dòng)轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)換完畢需要一段時(shí)間，稱(chēng)為轉(zhuǎn)換時(shí)間。ADC0809轉(zhuǎn)換是否完畢可以通過(guò)EOC管腳表征。在START信號(hào)上升沿之后不久，EOC變?yōu)榈碗娖健．?dāng)A/D轉(zhuǎn)換完畢時(shí)，EOC立即輸出一正階躍信號(hào)，可用來(lái)作為A/D轉(zhuǎn)換完畢的查詢(xún)信號(hào)或中斷請(qǐng)求信號(hào)。從啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換到實(shí)現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀取有三種方法：延時(shí)法、查詢(xún)法和中斷法。延時(shí)法就是在啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換完畢后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的等待之后〔等待時(shí)間>=轉(zhuǎn)換時(shí)間〕，實(shí)現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀取。查詢(xún)法是啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換完畢后，不斷查詢(xún)EOC的管腳電平的狀態(tài)是否為高電平，如果條件滿(mǎn)足，認(rèn)為轉(zhuǎn)換完畢，進(jìn)展AD轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀取。中斷法是利用EOC轉(zhuǎn)換完畢后產(chǎn)生的電平變化，觸發(fā)單片機(jī)的外部中斷，并在中斷服務(wù)程序內(nèi)，實(shí)現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀取。由于表征ADC0809轉(zhuǎn)換完畢的EOC電平邏輯與89C51單片機(jī)外部中斷電平邏輯標(biāo)準(zhǔn)相反，所以采用中斷法觸發(fā)89C51的外部中斷，需要將EOC經(jīng)過(guò)一個(gè)反相器，再與外部中斷接口連接。DAC0832的工作方式DAC0832內(nèi)部有兩個(gè)存放器，能實(shí)現(xiàn)三種工作方式：雙緩沖、單緩沖和直通方式。雙緩沖工作方式是指兩個(gè)存放器分別受到控制。當(dāng)ILE、CS和WR1信號(hào)均有效時(shí)，8位數(shù)字量被寫(xiě)入輸入存放器，此時(shí)并不進(jìn)展A/D轉(zhuǎn)換。當(dāng)WR2和XFER信號(hào)均有效時(shí)，原來(lái)存放在輸入存放器中的數(shù)據(jù)被寫(xiě)入DAC存放器，并進(jìn)入D/A轉(zhuǎn)換器進(jìn)展D/A轉(zhuǎn)換。在一次轉(zhuǎn)換完成后到下一次轉(zhuǎn)換開(kāi)場(chǎng)之前，由于存放器的鎖存作用，8位D/A轉(zhuǎn)換器的輸入數(shù)據(jù)保持恒定，因此D/A轉(zhuǎn)換的輸出也保持恒定。單緩沖工作方式是指只有一個(gè)存放器受到控制。這時(shí)將另一個(gè)存放器的有關(guān)控制信號(hào)預(yù)先設(shè)置成有效，使之開(kāi)通，或者將兩個(gè)存放器的控制信號(hào)連在一起，兩個(gè)存放器作為一個(gè)來(lái)使用。直通工作方式是指兩個(gè)存放器的有關(guān)控制信號(hào)都預(yù)先置為有效，兩個(gè)存放器都開(kāi)通。只要數(shù)字量送到數(shù)據(jù)輸入端，就立即進(jìn)入D/A轉(zhuǎn)換器進(jìn)展轉(zhuǎn)換。這種方式應(yīng)用較少。根基型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容圖9-1為ADC0809的擴(kuò)展電路圖，利用Proteus仿真軟件設(shè)計(jì)該硬件電路圖。說(shuō)明AD轉(zhuǎn)換的過(guò)程，并在Keil環(huán)境設(shè)置斷點(diǎn)運(yùn)行以下程序，可調(diào)電源分別調(diào)至兩個(gè)極端，觀察存放器及內(nèi)存單元的變化。圖9-1ADC0809的擴(kuò)展電路圖ORG0000HMAIN: CLRA SETBP3.3;設(shè)定與EOC接口IO處于接收狀態(tài)MOV DPTR,#0FEF8H;選擇A/D端口地址NOPMOVX @DPTR,A;啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換WAIT:JBP3.3,WAITMOVX A,@DPTR;讀入結(jié)果NOP LJMP MAIN圖9-2為DAC0832的擴(kuò)展電路圖，利用Proteus仿真軟件設(shè)計(jì)該硬件電路圖。填寫(xiě)以下程序中的空白處，說(shuō)明DA轉(zhuǎn)換的過(guò)程，并在Keil環(huán)境運(yùn)行設(shè)置斷點(diǎn)運(yùn)行該程序，調(diào)節(jié)RW1C4，觀察存放器的變化與萬(wàn)用表輸出值的變化。圖9-2DAC0832的擴(kuò)展電路圖ORG0100HSTART:MOVDPTR,#0FEFFH；置DAC0832的地址LP:MOVA,#0FFH；設(shè)定高電平MOVX@DPTR,A；啟動(dòng)D/A轉(zhuǎn)