Proteus 仿真軟件在單片機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

　　1.引言

　　單片機(jī)在很多產(chǎn)品中得到廣泛的應(yīng)用，無論是51 系列、AVR、還是PIC 系列，他們各有各的特點(diǎn)，學(xué)習(xí)者也是逐年增加，但是在學(xué)習(xí)開發(fā)過程中，我們往往在確定方案后做試驗(yàn)的開支往往比較大，尤其是對于一些學(xué)生或者初學(xué)者這就可能成為他們學(xué)習(xí)的障礙。在我們使用Proteus 軟件以來大大節(jié)省了時(shí)間和開發(fā)費(fèi)。尤其將此軟件用在單片機(jī)開發(fā)中是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。我們這里主要講述的是Proteus 軟件與Keil 軟件的結(jié)合與應(yīng)用。

　　2.Protues 軟件介紹與應(yīng)用

　　2.1 Protues 軟件介紹

　　Proteus 是目前最好的模擬單片機(jī)外圍器件的工具，它可以仿真51 系列、AVR，PIC 等常用的MCU 及其外圍電路(如LCD，RAM，ROM，鍵盤，馬達(dá)，LED，AD/DA，部分SPI 器件，部分IIC 器件...)。本文章基于ProteusPRO6.7SP3和KEIL uVision3 軟件。當(dāng)然，軟件仿真精度有限，而且不可能所有的器件都找得到相應(yīng)的仿真模型，用開發(fā)板和仿真器當(dāng)然是最好選擇，可是對于單片機(jī)愛好者，或者簡單的開發(fā)應(yīng)該是比較好的選擇。Proteus 與其它單片機(jī)仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機(jī)CPU 的工作情況，也能仿真單片機(jī)外圍電路或沒有單片機(jī)參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)試時(shí)，關(guān)心的不再是某些語句執(zhí)行時(shí)單片機(jī)寄存器和存儲(chǔ)器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序運(yùn)行和電路工作的過程和結(jié)果。對于這樣的仿真實(shí)驗(yàn)，從某種意義上講，是彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。

　　2.2 Protues 軟件與Keil uVision 的結(jié)合

　　對于初次使用Protues 軟件的人可能還不知道如何設(shè)置，現(xiàn)在把設(shè)置步驟簡介如下，僅供參考(本文章只討論在單機(jī)上結(jié)合，在兩個(gè)聯(lián)網(wǎng)機(jī)器使用由于篇幅限制不在此討論)：設(shè)置步驟如下：

　　(1) 把proteus 安裝目錄下 VDM51.dll ( C:ProgramFilesLabcenterElectronicsProteus6ProfessionalMODELS)文件復(fù)制到Keil 安裝目錄的 C51BIN 目錄中;(2) 編輯C51 里tools.ini 文件, 加入:TDRV1=BINVDM51.DLL("PROTEUS VSM MONITOR-51 DRIVER");(3)Keil uVision 里設(shè)置: project-->options forproject-->debug tab;(4) 選中use proteus VSM monitor 51( 如果想用兩臺電腦仿真,雙擊setting,輸入IP 地址 或者DNS name);(5) 載入proteus 文件;(6)proteus 里選擇DEBUG-->use remote debug monitor;進(jìn)入KEIL 的project 菜單option for target '工程名'。在DEBUG 選項(xiàng)中右欄上部的下拉菜選中 Proteus VSMMonitor-51 Driver。 在進(jìn)入seting，如果同一臺機(jī)IP 名為127.0.0.1,如不是同一臺機(jī)則填另一 臺的IP 地址。端口號一定為8000 注意：可以在一臺機(jī)器上運(yùn)行keil，另一臺中運(yùn)行proteus 進(jìn)行遠(yuǎn)程仿真.(7)打開KEIL uVision, 按F5 開始仿真.

　　2.3 proteus 的工作過程

　　運(yùn)行proteus 的ISIS 程序后，進(jìn)入該仿真軟件的主界面。在工作前，要設(shè)置view 菜單下的捕捉對齊和system 下的顏色、圖形界面大小等項(xiàng)目。通過工具欄中的p(從庫中選擇元件命令)命令，在pick devices 窗口中選擇電路所需的元件，放置元件并調(diào)整其相對位置，元件參數(shù)設(shè)置，元器件間連線，編寫程序;在source 菜單的Define code generation tools 菜單命令下，選擇程序編譯的工具、路徑、擴(kuò)展名等項(xiàng)目;在source菜單的Add/remove source files 命令下，加入單片機(jī)硬件電路的對應(yīng)程序;通過debug 菜單的相應(yīng)命令仿真程序和電路的運(yùn)行情況。Proteus 軟件所提供了30 多個(gè)元件庫，數(shù)千種元件。元件涉及到數(shù)字和模擬、交流和直流等。

　　2.4 Proteus 軟件所提供的調(diào)試手段

　　Proteus 提供了比較豐富的測試信號用于電路的測試。這些測試信號包括模擬信號和數(shù)字信號。對于單片機(jī)硬件電路和軟件的調(diào)試，Proteus 提供了兩種方法：一種是系統(tǒng)總體執(zhí)行效果，一種是對軟件的分步調(diào) 試以看具體的執(zhí)行情況。對于總體執(zhí)行效果的調(diào)試方法，只需要執(zhí)行debug 菜單下的execute 菜單項(xiàng)或F12 快捷鍵啟動(dòng)執(zhí)行，用debug 菜單下的pause animation 菜單項(xiàng)或pause 鍵暫停系統(tǒng)的運(yùn)行;或用debug 菜單下的stop animation 菜單項(xiàng)或shift-break 組合鍵停止系統(tǒng)的運(yùn)行。其運(yùn)行方式也可以選擇工具欄中的相應(yīng)工具進(jìn)行。對于軟件的分步調(diào)試， 應(yīng)先執(zhí)行debug 菜單下的start/restart debugging 菜單項(xiàng)命令，此時(shí)可以選擇stepover 、step into 和 step out 命令執(zhí)行程序(可以用快捷鍵F10、F11 和ctrl+F11)，執(zhí)行的效果是單句執(zhí)行、進(jìn)入子程序執(zhí)行和跳出子程序執(zhí)行。在執(zhí)行了start / restart debuging命令后，在debug 菜單的下面要出現(xiàn)仿真中所涉及到的軟件列表和單片機(jī)的系統(tǒng)資源等，可供調(diào)試時(shí)分析和查看。

　　2.5 Proteus 和KEIL uVision3 軟件結(jié)合實(shí)例

　　(1)通過Proteus 畫原理圖：(圖1)

　　(2)在K

　　eil uVision 軟件別寫程序：

　　#i nclude

　　#i nclude

　　void delayms(unsigned char ms)// 延時(shí)子程序

　　{unsigned char i;

　　while(ms--)

　　{for(i = 0; i < 120; i++);}

　　}

　　main()

　　{unsigned char LED;

　　LED = 0xfe;

　　P0 = LED;

　　while(1)

　　{delayms(250);

　　LED = _crol_(LED,1);//循環(huán)右移1 位，點(diǎn)亮下一個(gè)LED

　　P0 = LED;

　　}　　}

　　(3)對Proteus 和Keil uVision 軟件的設(shè)置：(參考2.2 Protues 軟件與Keil uVision 的結(jié)合章節(jié))(4)運(yùn)行程序，運(yùn)行結(jié)果如下(圖2)：實(shí)現(xiàn)流水燈功能

　　3.總結(jié)

　　Proteus 不僅可以作為學(xué)校單片機(jī)(電子等)實(shí)驗(yàn)的模擬仿真，也可以作為個(gè)人工作室的仿真實(shí)驗(yàn)。作為電子技術(shù)或控制類相關(guān)專業(yè)的學(xué)生和工程技術(shù)人員，在學(xué)習(xí)了該軟件后，可以充分地利用它所提供的資源，幫助自己提高工程應(yīng)用能力。在教學(xué)中利用該軟件，除了能教單片機(jī)的具體課程內(nèi)容外，還可以教會(huì)學(xué)生應(yīng)用該工具的能力，為今后的工作打下基礎(chǔ)。歡迎大家對本文章提出意見，如有問題請咨詢我們。