2022年Proteus仿真软件使用方法.pdf

Proteus 仿真软件使用方法实验八 Proteus仿真软件使用方法1.实验目的 : （1）了解 Proteus仿真软件的使用方法。(2) 了解 51 单片机编程器Keil与 Proteus 仿真软件的联用方法。2.实验要求 : 通过讲授与操作练习, 学会正确使用Proteus 仿真软件及Keil编程及其联合调试。3.实验内容 : (1)Proteus 仿真软件介绍 Proteus 软件就是由英国LabCenter Electronics 公司开发的EDA工具软件 , 由 ISIS 与ARES 两个软件构成 , 其中 ISIS 就是一款便捷的电子系统仿真平台软件,ARES就是一款高级的布线编辑软件。它集成了高级原理布线图、混合模式SPICE电路仿真、 PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计。通过 Proteus ISIS 软件的 VSM(虚拟仿真技术 ), 用户可以对模拟电路、数字电路、模数混合电路 ,以及基于微控制器的系统连同所有外围接口电子元器件一起仿真。图 8-1 就是 Proteus ISIS的编辑窗口 : 图 8-1 ISIS的编辑界面图中最顶端一栏就是“标题栏”, 其下的“ File View Edit ”就是“菜单栏”,再下面的一栏就是“命令工具栏”, 最左边的一栏就是“模式选择工具栏”; 左上角的小方框就是“预览窗口” , 其下的长方框就是“对象选择窗口”, 其右侧的大方框就是“原理图编辑窗口”。选择左侧“模式选择工具栏”中的图标 , 并选择“对象选择窗口”中的P按钮 , 就会出现如图 8-2 的元器件选择界面: 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 13 页 - - - - - - - - - - Proteus 仿真软件使用方法图 8-2 元器件库选择界面在 元 器 件 列 表 框 中 点 击 您 需 要 的 器 件 类 型 ( 例 如 : 电 阻 -Resistors,单 片 机 芯 片-MicroprocessorICs, LED-Optoelectronics)或在左上角的关键字(Keywords) 框中输入您需要的器件名称的关键字( 如: 信号源 - Clock, 运放 - CA3140 等), 就会在图8-2 中间的大空白框列出您所需的一系列相关的元件。此时 , 您可用鼠标选中您要的元件, 则图 8-2 右上角的预览框会显示您所要元件的示意图, 若就就是您要的元器件, 则点击OK 按钮 , 该元器件的名称就会列入位于图8-1 左侧的“对象选择窗口”中( 参见图 1 左侧下方框 ) 。所需元器件选择好后, 在“对象选择窗口”选择某器件 , 就可以将它放到图8-1 中的“原理图编辑窗口” 中( 若器件的方向不合适, 您可以利用图1左下角的旋转按钮来改变它 ) 。将所要的元器件都选好后, 将它们安放到合适的位置, 就可以用连接线把电路连接好, 结果存盘( 请按规定的目录存盘, 并记住其路径 /目录 / 文件名 学号 -实验序号 ) 。(2)51单片机编程器 Keil V3的使用 Keil编程器可用于MCS-51单片机软件编程与调试, 它的工作界面如图8-3 所示 : Keil编程器就是Keil Software Inc/Keil Electronic GmbH 开发的基于80C51内核的微处理器软件开发平台, 可以完成从工程(Project)的建立与管理、 程序的编译与连接、目标代码的形成、软件仿真等一套完整的软件开发流程。它与Proteus挂接 , 可以进行单片机应用系统的硬件仿真。汇编语言编程方法: 打开“File ”菜单 选择新建“ New 、 、 、 ” 在弹出的文本框(Text1) 中编写所需的汇编语言程序 程序写好后 , 保存 ( 从 As 、 、选择某目录, 文件名、 ASM, 存盘 ); 打开“ Project”菜单选择新建工程“New Project、 、 、 ” 在弹出的窗口填写:工程名 保存 ( 文件名的后缀就是、uv2 。 此时图 8-3 的工程窗口中将建立Target1及Source Group 1) ; 打开“ Project”菜单选择 Components,Environment,Books、 、 、在弹出的窗口的 Project Components 点击“ Add Files”加入所写的汇编文件( 选中该文件 ,Add); 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 13 页 - - - - - - - - - - Proteus 仿真软件使用方法 打开“ Project”菜单选择“ Select Device for Target Target 1 ”在弹出的 CPU窗口选择所用的单片机厂家( 选 Atmel) 及 CPU芯片名称 ( 如 AT89C51), 按“确定”键 ; 打开“ Project”菜单选择“ Options for Target Target 1 ”在弹出的窗口中选择“ Output ” 填入输出文件名称, 并选择输出文件类型(HEX文件 ), 见图 8-4 。图 8-3 Keil V3 界面图图 8-4 为输出文件命名及确定HEX类型 打开“ Project”菜单选择“ Options for Target Target 1”在弹出的窗口中选择“ Debug” 为连接调试选择仿真器 见图 8-5 按“确定”键。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 13 页 - - - - - - - - - - Proteus 仿真软件使用方法图 8-5 选择调试的仿真器及运行设置 单击( 参见图 8-3) 完成对所编写程序的编译, 编译情况会显示在图8-3 的输出窗口中 , 如有语法错误 , 会给出提示 , 应修改出错处后, 再次编译。(3) 仿 真: 在 Proteus ISIS 界面调入所设计的硬件图, 双击 CPU,填入相应的HEX运行文件的名称( 参见图 8-6, 文件所在目录应正确), 点击运行按钮 , 即可实现与硬、软件的联合调试。图 8-6 单片机程序可执行文件的路径、名称输入(4) 示 例: 硬件电路图见图8-7 所示 ; 相应的汇编语言程序如下: ORG 0000H AJMP MAIN MAIN: MOV C, P1、3 ;将接按键的I/O 口的状态 (0 或 1)移给进位位C , 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 13 页 - - - - - - - - - - Proteus 仿真软件使用方法MOV P1、7, C ;再由进位位C 转给对应的发光二极管的连接位。MOV C, P1、2 ;以便控制发光二极管的亮或灭。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 ;软件延时子程序L1: MOV R6, #0AFH DJNZ R6, $ DJNZ R5, L1 RET 图 8-7 示例的硬件电路图在 Keil编程界面输入上述程序, 编译成可执行HEX文件 , 双击图 8-7 的 CPU,参考图 8-6填好相应的HEX文件的路径及名称, 按“ OK ”键退出。点击运行按钮( 图 8-7 下沿的),运行情况见图8-8 所示。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 13 页 - - - - - - - - - - Proteus 仿真软件使用方法图 8-8 示例电路运行结果请自己完成以上示例的硬、软件调试。每人的实验结果打包, 以文件名 (DZ 班- 学号 - 实验序号 ) 上交 , 并完成实验报告。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 13 页 - - - - - - - - - - Proteus 仿真软件使用方法(3)KEIL编译器与 Proteus软件联调图 8-10 远程联调 Proteus 设置在 Proteus ISIS 界面调入所设计的硬件图, 点击调试 , 使用远程调试设备选项打, 即启动了 Proteus与 Keil的远程联调功能。紧接着点击ISIS 界面左下方的按钮 ,使得所设计的电路处于运行模式。Keil 平台 , 创建工程 , 打开“Project”菜单选择“Options for Target Target 1”在弹出的窗口中选择“Debug” 为连接调试选择仿真器 见图 8-11 按“确定” 键。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 13 页 - - - - - - - - - - Proteus 仿真软件使用方法图 8-11 Keil+Proteus联调 Keil端设置设置完毕后 , 点击 Keil工程编译成功 ,点击图 8-12 的按钮 , 使得编译成功的源文件进入调试状态。图 8-12 Keil+Proteus联调进入联调状态 ,程序处于待运行状态, 最初始的时候,PC 指针光标指向 0000H开始的位置。用户分别选择四个功能键, 可以实现程序全速运行, 单步进入 ,单步退出及程序复位等功能的选择。实现程序运行的Debug跟踪 , 辅助调试程序 , 最终用户运行的结果可以通过图8-10 的 ISIS 界面观察硬件的状态变化。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 13 页 - - - - - - - - - - Proteus 仿真软件使用方法图 8-13 程序运行状态(4) 作业 : 在 Proteus ISIS 界面设计图8-14、8-15 所示的MCS-51单片机分别于ADC0809及DAC0832的接口的电路原理图,为下一次实验做好准备。图 8-14 8031与 ADC0809的接口设计精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 13 页 - - - - - - - - - - Proteus 仿真软件使用方法图 8-14 8031与 DAC0832的接口设计精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 13 页 - - - - - - - - - - Proteus 仿真软件使用方法实验九并行 AD、DA 实验1.实验目的掌握采用并行接口实现外部器件的扩展方法; 掌握 ADC0809模/ 数转换芯片与单片机的接口设计及ADC0809的典型应用 ; 掌握 DAC0832模/ 数转换芯片与单片机的接口设计及DAC0832的典型应用。2.预习要求理解内存与IO 统一编址的外设端口地址的映射及控制; 理解用查询方式、中断方式完成模/ 数转换程序的编写方法; 理解 DAC0832直通方式 , 单缓冲器方式、双缓冲器方式的编程方法。3.实验设备计算机1 台; Proteus仿真软件1 套。4.实验说明ADC0809 的工作方式AD 从启动转换到转换结束需要一段时间,称为转换时间。ADC0809 转换就是否结束可以通过EOC 管脚表征。在START 信号上升沿之后不久,EOC 变为低电平。当A/D转换结束时 ,EOC 立即输出一正阶跃信号,可用来作为A/D转换结束的查询信号或中断请求信号。从启动AD 转换到实现AD 转换结果的读取有三种方法:延时法、查询法与中断法。延时法就就是在启动AD 转换结束后 ,经过一段时间的等待之后(等待时间 =转换时间),实现 AD 转换结果的读取。查询法就是启动AD 转换结束后 ,不断查询 EOC 的管脚电平的状态就是否为高电平,如果条件满足,认为转换结束,进行 AD 转换结果的读取。中断法就是利用EOC 转换结束后产生的电平变化,触发单片机的外部中断,并在中断服务程序内,实现 AD 转换结果的读取。由于表征ADC0809 转换结束的EOC 电平逻辑与 89C51 单片机外部中断电平逻辑标准相反,所以采用中断法触发89C51 的外部中断 ,需要将 EOC 经过一个反相器,再与外部中断接口连接。DAC0832 的工作方式DAC0832 内部有两个寄存器,能实现三种工作方式:双缓冲、单缓冲与直通方式。双缓冲工作方式就是指两个寄存器分别受到控制。当 ILE 、CS 与 WR1 信号均有效时,8 位数字量被写入输入寄存器,此时并不进行A/D 转换。当WR2 与 XFER 信号均有效时 ,原来存放在输入寄存器中的数据被写入DAC 寄存器 ,并进入 D/A 转换器进行D/A转换。在一次转换完成后到下一次转换开始之前,由于寄存器的锁存作用,8 位 D/A 转换器的输入数据保持恒定,因此 D/A 转换的输出也保持恒定。单缓冲工作方式就是指只有一个寄存器受到控制。这时将另一个寄存器的有关控制信号预先设置成有效,使之开通 ,或者将两个寄存器的控制信号连在一起,两个寄存器作为一个来使用。直通工作方式就是指两个寄存器的有关控制信号都预先置为有效,两个寄存器都开通。只要数字量送到数据输入端,就立即进入D/A 转换器进行转换。这种方式应用较少。5.基础型实验内容图 9-1 为 ADC0809 的扩展电路图 ,利用 Proteus仿真软件设计该硬件电路图。说明AD转换的过程 , 并在 Keil 环境设置断点运行以下程序,可调电源分别调至两个极端,精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页，共 13 页 - - - - - - - - - - Proteus 仿真软件使用方法观察寄存器及内存单元的变化。图 9-1 ADC0809 的扩展电路图ORG 0000H MAIN: CLR A SETB P3 、3 ;设定与 EOC 接口 IO 处于接收状态MOV DPTR,#0FEF8H ;选择 A/D 端口地址NOP MOVX DPTR,A ; 启动 AD转换WAIT: JB P3、3,WAIT MOVX A,DPTR ; 读入结果NOP LJMP MAIN 图 9-2 为 DAC0832 的扩展电路图 ,利用 Proteus仿真软件设计该硬件电路图。填写下列程序中的空白处,说明 DA转换的过程 , 并在 Keil 环境运行设置断点运行该程序,调节 RW1C4 ,观察寄存器的变化与万用表输出值的变化。图 9-2 DAC0832 的扩展电路图精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页，共 13 页 - - - - - - - - - - Proteus 仿真软件使用方法ORG 0100H START: MOV DPTR,#0FEFFH ;置 DAC0832的地址LP: MOV A,#0FFH ;设定高电平MOVX DPTR,A ;启动 D/A 转换 , 输出高电平LCALL DELAY ;延时显示高电平MOV A,#00H ;设定低电平 MOVX DPTR,A ;启动 D/A 转换 , 输出低电平LCALL DELAY ;延时显示低电平SJMP LP ;连续输出方波DELAY: MOV R3,#11 ;延时子程序D1: NOP NOP NOP NOP NOP DJNZ R3,D1 RET END6.设计型实验内容根据基础型实验的步骤、, 由 DAC0832输出模拟量 ,ADC0809采集数据。分配端口实现的硬件连接, 画出流程并设计程序实现该过程,比较输出的数据跟采集到的数据就是否一致,如不一致分析一下产生误差的原因。结合实验十显示模块,设计流程并编写程序实现基于ADC0809分别采用延时法、查询法、中断法采集数据, 并将采集到的十六进制结果显示在LED显示模块上。采用 DAC0832设计一简易的信号发生器, 设计流程并编写程序实现50Hz的方波、锯齿波。7.实验扩展及思考采用 ADC0809的 8 个通道采集8 个模拟量信号,并将实际电压值分通道、分时地显示在 LED上。采用 DAC0832设计一正弦信号发生器, 在相同输出点数的情况下, 并实现最高频率的输出。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页，共 13 页 - - - - - - - - - -