陳　堅　李　昕　黃　櫻

摘要：單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)學(xué)習(xí)涉及到的實驗實踐環(huán)節(jié)比較多，而且硬件投入比較大。隨著計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，基于EDA技術(shù)的Proteus能很好解決這個問題。本文通過介紹51單片機(jī)最小化應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例，詳細(xì)說明了Proteus在單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；51單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)；Proteus仿真

中圖分類號：TP391文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2008)18-21ppp-0c

Proteus Simulation for 51-MCU Minimum Application System

CHEN Jian, LI Xin, HUANG Ying

(Hunan Institute of Technology of Hunan, Hengyang 421008, China)

Abstract: MCU application technology involves experimental practice more, and hardware investment is relatively large. With the development of computer technology, the Proteus based on EDA technique can solve the problem perfectly. This paper shows Proteus's application by the design of the 51-MCU minimum application system.

Key words: MCU; 51-MCU minimum application system; Proteus Simulation

1 引言

單片機(jī)體積小，重量輕，具有很強(qiáng)的靈活性而且價格便宜，具有邏輯判斷，定時計數(shù)等多種功能，廣泛應(yīng)用于儀器儀表，家用電器，醫(yī)用設(shè)備的智能化管理和過程控制等領(lǐng)域。單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)學(xué)習(xí)中涉及到的實驗實踐環(huán)節(jié)比較多，而且硬件投入比較大，而且單片機(jī)的種類繁多，再加上資金的限制，不可能在一個實驗室包括所有種類的單片機(jī)仿真設(shè)備。因此，引入單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)建立虛擬實驗平臺（Proteus仿真軟件平臺），不僅可以大大提高單片機(jī)學(xué)習(xí)效率并完成很好的完成教學(xué)效果，而且大大減少硬件設(shè)備的采購，同時降低對硬件設(shè)備進(jìn)行維護(hù)的工作量。

2 Proteus功能簡介

Proteus軟件是來自英國Labcenter Electronics公司的EDA 工具軟件，Proteus 軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用。除了具有和其它EDA 工具一樣的原理布圖、PCB自動或人工布線及電路仿真的功能外，其革命性的功能是它的電路仿真是互動的。針對微處理器的應(yīng)用，還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，并實現(xiàn)軟件源碼級的實時調(diào)試。如有顯示及輸出，還能看到運行后輸入輸出的效果，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀等，Proteus可以建立完備的電子設(shè)計開發(fā)環(huán)境。

3 51單片機(jī)最小化應(yīng)用系統(tǒng)Protesus仿真

3.1 軟件的編寫

本系統(tǒng)軟件的編寫選擇在Keil軟件環(huán)境下進(jìn)行，芯片的型號選擇AT89C51，編寫匯編程序并保存為data.asm文件，其程序如下：

;** 51單片機(jī)的最小化應(yīng)用系統(tǒng)主程序 **

MAIN: CLRP1.7;主程序開始，P1.7輸出低電平"0"，讓點亮發(fā)光二極管

ACALLDELAY ;調(diào)用延時子程序延時一段時間，讓發(fā)光二極管亮一段時間

SETB P1.7;P1.7輸出高電平"1"，熄滅發(fā)光二極管

ACALLDELAY ;調(diào)用延時子程序延時一段時間，讓發(fā)光二極管熄滅一段時

AJMP MAIN;跳轉(zhuǎn)到程序開頭重復(fù)執(zhí)行

;** 51單片機(jī)的最小應(yīng)用系統(tǒng)延時子程序 **

DELAY: MOV R7,#255

Y1:MOV R6,#255

DJNZR6,$

DJNZR7,Y1

RET ;延時子程序返回

END ;程序結(jié)束

之后，利用Keil編譯器編譯調(diào)試，編譯成功后生成data.hex文件。

3.2 繪制proteus仿真電路圖

運行Proteus的ISIS，進(jìn)入操作界庫中選擇元件，在Pick devices窗口中選擇系統(tǒng)所需元器件，還可以選擇元件的類別，生產(chǎn)廠家等。本例所需主要元器件有：AT89C51芯片，12M晶振，LED（發(fā)光二極管），若干電容和電阻等，詳見表1。選擇元器件后連接圖1所示電路。

表1 元器件清單

圖1 51單片機(jī)最小化系統(tǒng)仿真電路

Microprocessor ICs類的芯片的引腳與實際的芯片基本相同， 唯一的差別是隱去了GND和VCC引腳，系統(tǒng)默認(rèn)的是把它們分別連接到地和+5V直流電源。故在電路連線時可以不考慮電源和地的連接。電路連接完成后，選中AT89C51單擊鼠標(biāo)左鍵，打開“Edit Component”對話窗口,可以直接在“Clock Frequency”后進(jìn)行頻率設(shè)定，設(shè)定單片機(jī)的時鐘頻率為12MHz。在“Program File”欄中選擇已經(jīng)生成的data.hex文件，把在Keil編寫的程序?qū)隤roteus，然后單擊“OK”按鈕保存設(shè)計。至此，就可以進(jìn)行單片機(jī)的仿真。

3.3 Proteus仿真結(jié)果

AT89C51單片機(jī)最小化系統(tǒng)仿真結(jié)果如圖2。仿真結(jié)果表明，系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)先發(fā)光二極管閃爍的設(shè)計要求。在仿真的過程中每個管腳旁邊會出現(xiàn)一個小方塊，紅色的方快表示高電平，藍(lán)色的表示低電平。通過方快顏色的變化可以很方便地知道每個管腳電平的變化，從而能對系統(tǒng)的運行有更直觀的了解，這對程序的調(diào)試有很大的幫助。

圖2 仿真結(jié)果

4 結(jié)束語

本文結(jié)合一個簡單的單片機(jī)最小化系統(tǒng)設(shè)計詳細(xì)說明了Proteus在單片機(jī)開發(fā)中的應(yīng)用。Proteus結(jié)合編程軟件，如本文提及的Keil軟件，能快速地進(jìn)行單片機(jī)仿真，對于教學(xué)來說具有事半功倍的效果，對于工程應(yīng)用來說能加快系統(tǒng)開發(fā)進(jìn)程，降低開發(fā)成本。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳朝元，魯五一. Proteus 軟件在自動控制系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用[J]. 系統(tǒng)仿真學(xué)報，2008,(7):318-320.

[2] 黃夙絢. Proteus與Ultra Edit、Keil的聯(lián)合使用[J]. 無線電, 2005,(7):36-37.

[3] 李廣弟，等. 單片機(jī)基礎(chǔ)[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社, 2001.

收稿日期：2008-03-26

基金項目：湖南省教育廳科研資助項目《基于單片機(jī)的嵌入式USB主機(jī)研究》（07C032）

作者簡介：陳堅（1981-），男，福建省福州人，助教，學(xué)士，研究方向：電子信息技術(shù)；李昕（1979－），女，湖南常寧人，助教，碩士，研究方向：計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。