實(shí)驗(yàn)八Proteus仿真軟件使用方法

1、實(shí)驗(yàn)八 proteus仿真軟件使用方法1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?） 了解proteus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。2. 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。3. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： （1）proteus 仿真軟件介紹 proteus 軟件是由英國(guó)labcenter electronics 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)的布線編輯軟件。它集成了高級(jí)原理布線圖、混合模式spice電路仿真、pcb設(shè)計(jì)以及

2、自動(dòng)布線來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的電子設(shè)計(jì)。 通過(guò)proteus isis軟件的vsm(虛擬仿真技術(shù)), 用戶可以對(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proteus isis的編輯窗口： 圖8-1 isis的編輯界面圖中最頂端一欄是“標(biāo)題欄”，其下的“file view edit ”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)

3、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，若就是你要的元器件，則點(diǎn)擊ok按鈕，該元器件的名稱就會(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

4、）。 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（若器件的方向不合適，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，將它們安放到合適的位置，就可以用連接線把電路連接好，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)）。 （2）51單片機(jī)編程器 keil v3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keil software inc/keil electronic gmbh 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

5、工程（project）的建立和管理、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)行單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件仿真。 匯編語(yǔ)言編程方法： 打開(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filesave as.選擇某目錄，文件名.asm, 存盤(pán)）； 打開(kāi)“project”菜單 選擇新建工程“new project.” 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的工程窗口中將建立target1及 source group 1） ； 打開(kāi)“projec

6、t”菜單 選擇components,environment,books. 在彈出的窗口的project components 點(diǎn)擊“add files” 加入所寫(xiě)的匯編文件（選中該文件，add）； 打開(kāi)“project”菜單 選擇“select device for target target 1”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（如at89c51）,按“確定”鍵； 打開(kāi)“project”菜單 選擇“options for target target 1”在彈出的窗口中選擇“output” 填入輸出文件名稱，并選擇輸出文件類型（hex文件），見(jiàn)圖8-4。

7、圖8-3 keil v3 界面圖 圖8-4 為輸出文件命名及確定hex類型 打開(kāi)“project”菜單 選擇“options for target target 1”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“確定”鍵。 圖8-5 選擇調(diào)試的仿真器及運(yùn)行設(shè)置 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。 （3）仿 真： 在proteus isis 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（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、

8、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：org 0000h ajmp main main: mov c, p1.3 ；將接按鍵的i/o口的狀態(tài)（0或1）移給進(jìn)位位c ， mov p1.7, 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。 mov c, p1.2 ；以便控制發(fā)光二極管的亮或滅。 mov p1.6, c mov c, p1.1 mov p1.5, c mov c, p1.0 mov p1.4, c acall delay ajmp main delay: mov r5, #5fh ；軟件延時(shí)

9、子程序 l1: mov r6, #0afh djnz r6, $ djnz r5, l1 ret圖8-7 示例的硬件電路圖在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，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 示例電路運(yùn)行結(jié)果請(qǐng)自己完成以上示例的硬、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。（3）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proteus isis 界面調(diào)入所設(shè)計(jì)的硬件圖，點(diǎn)擊調(diào)

10、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)建工程，打開(kāi)“project”菜單 選擇“options for target target 1”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“確定”鍵。圖8-11 keil+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8-12 keil+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000

11、0h開(kāi)始的位置。用戶分別選擇 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proteus isis 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8-14 8031與adc0809的接口設(shè)計(jì)圖8-14 8031與dac0832的接口設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)九 并行ad、da實(shí)驗(yàn)1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握采用并行接口實(shí)現(xiàn)外部器件的擴(kuò)展方法； 掌握adc

12、0809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。2. 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。3. 實(shí)驗(yàn)設(shè)備計(jì)算機(jī) 1臺(tái)； proteus仿真軟件 1套。4. 實(shí)驗(yàn)說(shuō)明 adc0809的工作方式ad從啟動(dòng)轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)換結(jié)束需要一段時(shí)間，稱為轉(zhuǎn)換時(shí)間。adc0809轉(zhuǎn)換是否結(jié)束可以通過(guò)eoc管腳表征。在start信號(hào)上升沿之后不久，eoc變?yōu)榈碗娖?。?dāng)a/d轉(zhuǎn)

13、換結(jié)束時(shí)，eoc立即輸出一正階躍信號(hào)，可用來(lái)作為a/d轉(zhuǎn)換結(jié)束的查詢信號(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、查詢法和中斷法。延時(shí)法就是在啟動(dòng)ad轉(zhuǎn)換結(jié)束后，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。查詢法是啟動(dòng)ad轉(zhuǎn)換結(jié)束后，不斷查詢eoc的管腳電平的狀態(tài)是否為高電平，如果條件滿足，認(rèn)為轉(zhuǎn)換結(jié)束，進(jìn)行ad轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀取。中斷法是利用eoc轉(zhuǎn)換結(jié)束后產(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)換結(jié)束的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

14、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)寄存器，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)寄存器分別受到控制。當(dāng)ile、cs和wr1信號(hào)均有效時(shí)，8位數(shù)字量被寫(xiě)入輸入寄存器，此時(shí)并不進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換。當(dāng)wr2和xfer信號(hào)均有效時(shí)，原來(lái)存放在輸入寄存器中的數(shù)據(jù)被寫(xiě)入dac寄存器，并進(jìn)入d/a轉(zhuǎn)換器進(jìn)行d/a轉(zhuǎn)換。在一次轉(zhuǎn)換完成后到下一次轉(zhuǎn)換開(kāi)始之前，由于寄存器的鎖存作用，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)寄存器受到控制。這

15、時(shí)將另一個(gè)寄存器的有關(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)寄存器的控制信號(hào)連在一起，兩個(gè)寄存器作為一個(gè)來(lái)使用。直通工作方式是指兩個(gè)寄存器的有關(guān)控制信號(hào)都預(yù)先置為有效，兩個(gè)寄存器都開(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)行轉(zhuǎn)換。這種方式應(yīng)用較少。 5. 基礎(chǔ)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，觀察寄存器及內(nèi)存單元的變化。 圖9-1 adc0809的擴(kuò)展電路圖 org 0000h main:clr a setb p3.3;設(shè)定與eoc

16、接口io處于接收狀態(tài) mov dptr,#0fef8h ;選擇a/d端口地址 nop movx dptr,a;啟動(dòng)ad轉(zhuǎn)換wait: jb p3.3,wait movx 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)下列程序中的空白處，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，觀察寄存器的變化與萬(wàn)用表輸出值的變化。圖9-2 dac0832的擴(kuò)展電路圖org 0100hstart: mov dptr,#0feffh ；置dac0832的地址lp: mov a,#0ffh ；設(shè)定高電平movx dptr,a ；啟動(dòng)d/a轉(zhuǎn)換，輸出高電平 lcall delay ；延時(shí)顯示高電平 mov a,#00h ；設(shè)定低電平 movx dptr,a ；啟動(dòng)d/a轉(zhuǎn)換，輸出低電平 lcall delay ；延時(shí)顯示低電平 sjmp lp ；連續(xù)輸出方波delay: mov r3,#11 ；延時(shí)子程序d1: nop nop nop nop nop djnz r3,d1 ret end6. 設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 根據(jù)基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)的步驟、，由dac0832輸出模擬量，adc0809采集數(shù)據(jù)。分配端口實(shí)現(xiàn)的硬件連接，畫(huà)出流程并