Proteus仿真软件使用方法.pdf

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1、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：通过讲授和操作练习，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 软件是由英国 LabCenter Electronics 公司开发的 EDA 工具软件，由 ISIS 和 ARES 两个软件构成，其中 ISIS 是一款便捷的电子系统仿真平台软件，ARES 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

2、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 是 Proteus ISIS 的编辑窗口：图 8-1 ISIS 的编辑界面 图中最顶端一栏是“标题栏”，其下的“File View Edit”是“菜单栏”，再下 面的一栏是“命令工具栏”，最左边的一栏是“模式选择工具栏”；左上角的小方框是“预览 窗口”，其下的长方框是“对象选择窗口”，其右侧的大方框是“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”

3、中的 P 按钮，就会出 现如图 8-2 的元器件选择界面：图 8-2 元器件库选择界面 在元器件列表框中点击你需要的器件类型（例如：电阻-Resistors,单片机芯片-Microprocessors,LED-Optoelectro nics）或在左上角的关键字（Keywords）框中输入 你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 间的大空白框列出你所需的一系列相关的元件。此时，你可用鼠标选中你要的元件，则图 8-2 右上角的预览框会显示你所要元件的示意图，若就是你要的元器件，则点击 OK 按钮，该元器件的名称就会列入位于图 8-1 左侧

4、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，你可以利用图 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 编程器是 Keil Software Inc/Keil Electronic

5、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）的建立和管理、程序的编译和连接、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 T 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 T程序写好后，保存（从 File TSave As.T选择某目录，文件名.ASM,存 盘）；打开“Project”菜单T 选择新建工程“New Project.”T 在弹出的窗口填写：工程名 T 保存（文件名的后缀是.uv2。此时图 8-

6、3 的工程窗口中将建立 Target1 及 Source Group 1）;打开“Project”菜单T 选择 Components,Environment,Books.T 在弹出的窗口的 Project Components 点击“Add Files”T 加入所写的汇编文件（选中该文件，Add）;打开“Project”菜单T 选择“Select Device for Target Target 1”T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T 选择“Options for Target

7、Target 1”T在弹出的窗口 中选择“Output”T 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T 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 T按“确定”键。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 IS

8、IS 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,；将接按键的 I/O 口的状态（0 或 1）移给进位位 C，MOV,C;再由进位位 C 转给对应的发光二极管的连接位。MOV C,；以便控制发光二极管的亮或灭。MOV,C MOV C,MOV,C MOV C,MOV,C ACALL DELAY AJMP MA

9、IN DELAY:MOV R5,#5FH L1:MOV R6,#0AFH ;软件延时子程序 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 8-6 填好相应的 HEX 文件的路径及名称，按“0K 键退出。点击运行按钮（图 运行情况见图 8-8 所示。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（实验序号）上交，并完成实验报告。的 CPU 参考图 8-7 下沿的），DZ 班-学号-(3)KEIL 编译器与 Proteus 软件联调图8-10

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”菜单宀 选择Options for Target Target 1”T在弹出的窗口中选择“Debug”为连接调试选择仿真器 见图 8-11宀按“确 定”键。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

11、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。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 8-14 803

12、1 与 ADC0809 的接口设计 图 8-14 8031 与 DAC0832 的接口设计 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

13、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 转换是否结束可 以通过 EOCt脚表征。在 START 言号上升沿之后不久，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、查询法和中断法。延时法就是在启动 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。查询法是启动 AD 转换结束后，不断查询 E00 的管脚电平的状态是否为高电平，女

14、口 果条件满足，认为转换结束，进行 AD 转换结果的读取。中断法是利用 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、单缓冲和直通方式。双缓冲工作方式是指两个寄存器分别受到控制。当 ILE、CS 和 WR1 言号均有效时，8 位数字量被写入输入寄存

15、器，此时并不进行 A/D 转换。当 WR2 和 XFER 言号均有效时，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

16、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，观察寄存器及内存单兀的变化。图 9-1 ADC0809 的扩展电路图 ORG 0000H MAIN:CLR A NOP NOP SETB;设定与 EOC 接口 IO 处于接收状态 MOV DPTR,#0FEF8H 选择 A/D 端口地址 MOVX DPTR,A;启动 AD 转换 WAIT:JB,WAIT MOVX A,DPTR 读入结果 LJMP MAIN 图

17、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 RW1C，4 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 ORG 0100H START:MOV DPTR,#0FEFFH LP:MOV A,#0FFH MOVX DPTR,A LCALL DELAY MOV A,#00H MOVX DPTR,A LCALL DELAY SJMP LP DELAY:MOV R3,#11 D1:NOP NOP NOP NOP NOP DJ

18、NZ R3,D1 RET END 6.设计型实验内容 根据基础型实验的步骤、，由 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、;置 DAC0832 的地址；设定高电平;启动 D/A 转换，输出高电平;延时显示高电平;设定低电平;启动 D/A 转换，输出低电平;延时显示低电平;连续输出方波;延时子程序 DAC0832 输出模拟量，ADC0809 采集数据。分配 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。