淺析以proteus為單片機系統(tǒng)的設(shè)計與仿真

1、<p>　　淺析以PROTEUS為單片機系統(tǒng)的設(shè)計與仿真</p><p>　　【摘 要】單片機課程是計算機應(yīng)用、數(shù)控、自動化等專業(yè)的一門重要專業(yè)，具有較強的實踐性，可以更好的培養(yǎng)學(xué)生實際解決工程問題的能力。以PROTEUS為單片機系統(tǒng)，此系統(tǒng)資源豐富、硬件投入少，學(xué)生可以自身設(shè)計到與工程實踐最為接近的點，所以，此系統(tǒng)可以提高教學(xué)效果，學(xué)生在今后的實踐中也可廣泛加以應(yīng)用。文章主要分析以PROTEUS為單片

2、機系統(tǒng)的設(shè)計與仿真，以及在教學(xué)中的應(yīng)用和優(yōu)點，以供參考。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】Proteu；單片機系統(tǒng)；設(shè)計；仿真；教學(xué) </p><p>　　隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，單片機的優(yōu)點就逐漸顯露出來，如體積小、功能全、性價比高等。在各個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。而對于機電化一體、通信、電子信息等專業(yè)的學(xué)生來說，掌握單片機的技術(shù)是課程要求，但大多都偏理論，沒有實踐性可言，有的學(xué)校就嘗試

3、著把PROTEUS引進單片機，形成一個具有實踐性的系統(tǒng)，學(xué)生可以針對此系統(tǒng)進行模擬設(shè)計和仿真，取得了良好的教學(xué)效果。 </p><p>　　一、PROTEUS相關(guān)簡介 </p><p>　　Proteus軟件，是一款EDA工具軟件，是由英國Labcenter electronics出版的，具有多種功能，除了自帶的仿真功能，還可仿真單片機以及外圍器件都是它自身的功能?？梢哉f是目前仿真單片機及

4、外圍器件的工具中最好的。倍受從事單片機教學(xué)教師的青睞。Proteus這款軟件具有十分多的優(yōu)點，它可以仿真單片機的CPU工作情況，單片機的外圍電路等工作情況它都可以仿真，做到其他軟件單片機仿真軟件都做不到的優(yōu)勢。這行的功能單從教學(xué)方面來分析，將理論教學(xué)、實驗實踐和工程應(yīng)用之間的脫節(jié)的缺陷都給彌補了。它具有以下特點：①各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀，信號發(fā)生器都可以由它提供。②電路，數(shù)字電力都可進行模擬仿真。③支持主流單片機系統(tǒng)仿真。④

5、在硬件仿真系統(tǒng)中等調(diào)試功能，各個變量、寄存器的當前狀態(tài)都可詳細觀察到。⑤具有動畫演示功能?？墒菍崿F(xiàn)具有逼真效果的硬件動畫演示，如實現(xiàn)聲、光、動等三者為一體。 </p><p>　　二、PROTEUS為單片機系統(tǒng)在教學(xué)中的應(yīng)用 </p><p>　　為了可以使以PROTEUS為單片機系統(tǒng)能更好的在教學(xué)中應(yīng)用，特通過矩陣鍵盤設(shè)計，前提它是以單片機AT89C51核心的案例，通過此例子為了讓學(xué)生知

6、道比較全面的了解Proteus在單片機項目仿真運用。 </p><p>　　（一）硬件電路。單片機AT89C51為核心的矩陣鍵盤設(shè)計實例它的具體要求就是設(shè)計單片機控制的矩陣鍵盤數(shù)碼管顯示系統(tǒng)。它的系統(tǒng)硬件由蜂鳴器，鍵盤部分，數(shù)碼管顯示，單片機及外圍電路等組成部分。按照相關(guān)設(shè)計要求，將元器件清單列出來。（表1） </p><p><b>　　表1 元器件清單 </b>&

7、lt;/p><p>　　元件清單 數(shù)量 子類別 類別 </p><p>　　CAP-ELEC 2 GeⅡeric Capacitors </p><p>　　AT89C51 1 8051 Family Microprocessor IC$ </p><p>　　SPEAKER 1 ****** Speakers&Sounder </

8、p><p>　　7SEG-IPX8CA 1 7-Segmem Displays Optoelectronics </p><p>　　PNP 9 GeⅡeric TransistOr </p><p>　　RES 20 GeⅡeric Resistors </p><p>　　CRYSTAL 1 ****** Miscellaneous <

9、/p><p>　　BUTTDN 17 SwitcheS Switches&Relays </p><p>　　CAP 1 Generic Capacitors </p><p>　　將系統(tǒng)原理圖放到Proteus ISIS中進行繪制。打開Proteus軟件，進入仿真界面，這時再單擊元件列表區(qū)會彈出對話框，選擇元器件進入所需元件仿真庫的對話框。從元件庫將電路中的所

10、用元件都調(diào)出，再放到繪圖區(qū)以及設(shè)置參數(shù)。連接導(dǎo)線，這時矩陣鍵盤數(shù)碼管顯示電路就繪制完成了。（圖1） </p><p>　　圖1 矩陣鍵盤數(shù)碼管顯示電路 </p><p>　?。ǘ┸浖O(shè)計與仿真。P1口是否有鍵按下用單片機不斷進行檢測，如有有鍵按下，相應(yīng)鍵值就會在數(shù)碼管顯示，還會伴有蜂鳴器滴的聲音。子程序用按鍵來進行檢測，輸出口了可以是將行線，輸入口線為列先。一旦有鍵按下，可以短接行列線。

11、再將行列線拉為低電平，然后將列線和行線作為輸出口線和輸入口先。再如果右鍵按下，再短接行列線，低電平設(shè)為行線，這時就導(dǎo)致輸入行線不全為“1”，兩值處理后合并不等與FFH，這時就表明有建按下。其次，關(guān)于單片機系統(tǒng)的仿真實現(xiàn)；源程序使用Keil uVision3軟件編輯，建立工程在Keil中，選擇單片機型號，再之后開始編輯源程序存在盤中，之后“矩陣鍵盤HEX”的目標代碼文件就會得到，修改晶振值為12MHz是同時進行的，修改完畢后開始仿真運行，

12、這時仿真效果就可看到。 </p><p>　　三、以PROTEUS為單片機系統(tǒng)的設(shè)計與仿真在教學(xué)中的優(yōu)點 </p><p>　　首先是實驗效率高；系統(tǒng)程序再進行修改和編譯后，其效果馬上就可以顯示出來，以往實驗設(shè)計的中拔片、寫片、插片等過程就不再需要了。而且元器件也具有較大的選擇范圍，電路和參數(shù)的修改都極為方便，將實驗教學(xué)效率極大的提高了。其次，學(xué)生實驗自由度大；仿真實驗可以改變以往那種受限

13、制的實驗方式，不必讓學(xué)生再局限在實驗室里，學(xué)生可以根據(jù)自己設(shè)計的內(nèi)容和暗星，自行開始操作，自己的想法可以隨時隨地的驗證，學(xué)生的主觀能動性和學(xué)習(xí)興趣在這個過程中得到了激發(fā)，以及學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力都得到了提高，可謂是一種具有現(xiàn)實意義的教學(xué)模式。 </p><p><b>　　四、結(jié)語 </b></p><p>　　綜上所述，通過在單片機中引入PROTEUS以此來構(gòu)成

14、一個完整的體系，這些在教學(xué)中對提高學(xué)生實踐能力都有著現(xiàn)實意義，能夠很好的將理論和現(xiàn)實相結(jié)合，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和興趣，將學(xué)生的創(chuàng)新能力和動手能力都有所提高，具有很好的教學(xué)效果，因此，以PROTEUS為單片機系統(tǒng)的教學(xué)方式值得在今后的計算機數(shù)控等課程上應(yīng)用和推廣。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1] 周靈彬，張靖武.PROTE