第9章单片机应用系统PROTEUS设计与仿真
单片机应用产品的PROTEUS设计与仿真
实际 。
电气检测 等 （ 简称 Ｐ ＲＯＴＥ ＵＳ 电路设
图２ “ 倒计 时牌”Ｐ Ｏ Ｅ Ｓ Ｒ Ｔ Ｕ 设计 时的 Ｉ Ｉ 界面情 况 ＳＳ
件 ， 置到 ＩＩ 放 Ｓ Ｓ编辑 区
这是 产品研发过 程的第三 步。 首先 要进行 目标代码加 载和设 置晶
际 系统 ， 只要安装正确、 器件无误 ， 元 焊 中，进行 电路 连接等 电路设 计 。设 计好 接牢靠 ，基本都能顺利通过 。
为例 ， 论述 Ｐ ＲＯＴ ＵＳ Ｅ 在单 片机应用 产 报 告排除 电气错误 ，直至 成功 。 品研发 中的开发过程 、 际操 作 。 “ 实 该 倒 计时牌 ”已在部分 中学 用来作为 高考 日 “ 倒计时牌” 的 Ｐ ＯＴ Ｕ Ｒ Ｅ Ｓ软件设计 期倒计 时警示牌 。为精减论 述 ，本文省 去 了 农 历 、时 温 等 部 分 。 它 由 两 块 这是 产品研发过 程的第二步 。
・ 电路 后可使用Ｐ ＴＥ 提供 的电气检 振频 率。 鼠标指 向单 片机 Ｕ１ 右键单 ＲＯ ＵＳ 将 ，
再 下面以 笔者研 发的 “ 双单 片机控制 测 工具 对 电路 进 行 电气 检 测 。若 电路 出 击 ， 左键单 击 ，则弹 出如 图 ４所示 的
Ｅｄ ｔ ｍ ｎｅ ” 的万年历倒计 时牌”（ 简称 “ 倒计 时牌” 现 电气错误 ，会弹 出信息报告 。可根据 “ ｉ Ｃｏ Ｐｏ ｎｔ 对 话 框 ， 在 ）
Ｐ ＲＯＴＥ ＵＳ设 计与仿真 相互 配合调试 ，
单片机仿真软件PROTEUS入门教程
单片机仿真软件PROTEUS入门教程PROTEUS是一款广泛使用的电子电路仿真软件，它具有友好的用户界面和强大的仿真功能。
本篇文章将向大家介绍PROTEUS的基本操作和仿真流程。
第二步是绘制电路图。
在PROTEUS中，可以使用元件库中的元件来绘制电路图。
首先，点击左侧的“Pick from Libraries”按钮来打开元件库，然后选择合适的元件库。
接下来，点击元件库中的元件，并将其拖放到绘图区。
绘制完电路图后，可以使用线连接元件，建立电路连接。
第三步是设置元件的参数。
在PROTEUS中，可以通过双击元件来打开参数设置对话框。
在对话框中，可以设置元件的名称、型号、参数等信息。
第四步是设置仿真器。
在PROTEUS中，可以使用不同的仿真器来进行仿真。
可以选择Digital Simulation来进行数字电路仿真，或选择Mixed mode simulation来进行混合信号仿真。
第五步是运行仿真。
在PROTEUS中，可以点击“Run”按钮来运行仿真。
在仿真过程中，可以观察电路中各个元件的状态以及输出结果。
第六步是分析仿真结果。
在仿真完成后，可以点击“Debug”按钮来查看仿真结果。
在仿真结果窗口中，可以查看电路中各个元件的输入和输出波形，并进行波形分析。
第七步是进行调试。
在PROTEUS中，可以使用调试工具来排查电路中的错误。
可以使用断点功能来暂停仿真过程，并查看电路的当前状态。
同时，可以使用单步运行功能来逐步执行仿真过程。
第八步是保存仿真结果。
在PROTEUS中，可以将仿真结果保存为图像文件或数据文件。
可以将波形数据保存为.csv或.txt格式的文件，以便进行后续分析。
最后，建议在使用PROTEUS进行仿真时，可以参考相关的教程和文档，学习更多高级操作和功能。
通过不断练习和实践，掌握PROTEUS的使用方法，提高电路设计和仿真的能力。
总之，PROTEUS是一款功能强大的电子电路仿真软件，通过本文介绍的基本操作和仿真流程，读者可以快速上手PROTEUS，进行电路设计和仿真。
单片机的C语言程序设计与应用——基于Proteus仿真(第2版)
单片机的C语言程序设计与应用——基于Proteus仿真(第2版)单片机的C语言程序设计与应用——基于Proteus仿真(第2版)单片机的C语言程序设计是嵌入式系统开发的基础，也是现代电子产品设计中不可或缺的重要环节。
借助Proteus仿真软件，可以更加方便、快捷地进行单片机程序的开发与调试。
本文将介绍单片机的C语言程序设计与应用，以及如何在Proteus仿真环境中进行程序的调试。
一、单片机的C语言程序设计基础C语言是一种高级编程语言，被广泛应用于单片机程序设计中。
在进行单片机的C语言程序设计之前，我们需要掌握一些基本概念和常用语法。
1. 数据类型与变量在C语言中，需要首先定义所使用的数据类型和变量。
常见的数据类型包括整型、浮点型、字符型等。
通过定义变量，并为其分配内存空间，我们可以在程序中存储和处理数据。
2. 控制语句与循环结构控制语句可以用来控制程序的执行流程和逻辑。
常见的控制语句包括条件语句（如if-else语句）、选择语句（如switch语句）等。
循环结构可以用来重复执行一段代码，提高程序的效率。
3. 函数与库函数函数是C语言程序的基本模块，可以封装一段特定的功能。
通过自定义函数和调用库函数，我们可以实现各种功能的组合与调用。
二、Proteus仿真环境的使用Proteus是一款强大的电子设计自动化软件，常用于单片机程序的仿真和调试。
在进行单片机的C语言程序设计时，我们可以借助Proteus 提供的仿真环境进行代码的调试和性能分析。
1. 新建项目与配置在Proteus中，首先需要新建一个项目，并配置所使用的单片机型号和外部电路等。
通过添加合适的元件和连接引脚，可以搭建出一个完整的单片机电路。
2. 编写C语言代码在Proteus的项目中，可以添加一个“C源文件”来编写自己的C语言代码。
通过编写代码，可以实现所需的功能和逻辑。
在编写代码时，需要注意与所使用的单片机型号和引脚连接的兼容性。
3. 仿真与调试在编写完C语言代码后，我们可以进行仿真和调试。
单片机原理课程教案
（一）课程教学目的和要求随着科学技术的不断进步，计算机在社会各个领域中的应用也不断得以发展，本课程是信息类基础课程之一，是一门学生学习掌握计算机硬件知识和汇编语言程序设计的入门课程。
通过本课程的学习使学生从理论和实践两方面掌握单片机的基本结构、工作原理、汇编语言程序设计方法、接口电路及单片机应用系统的设计方法，以求达到初步的单片机软硬件设计开发能力。
并为以后从事电子控制类的设计奠定理论基础和实践能力。
《单片机原理及应用》是信息类专业的一门重要专业基础必修课，是一门理论与实际紧密结合并对学生进行工程训练的课程。
通过本课程的教学，学生应掌握51系列单片机CPU、定时/计数器、存储器、串行通信、中断系统、I/O口的硬件结构，能用汇编语言进行程序设计，具备应用单片机知识分析解决工程实际问题，设计较复杂的单片机应用系统能力。
（二）课程教学重点和难点1、重点：硬件结构；指令系统；系统扩展和应用；外围接口技术。
2、难点：指令系统；外围接口技术。
（三）教学方法理论与实验相结合（四）课时安排总课时：64课时，其中：理论课时48，实验课时16。
（五）考核方式本课程的考核采取平时的形成性考核和课程结束时的笔试闭卷考试相结合的考核办法。
平时的考核主要有三个方面：课堂、课外、实验。
课堂考核依据出勤率、听课态度、课堂讨论表现等；课外考核主要依据作业、平时测试、课外的创新和发明等；实验考核依据实验完成的质量和数量等情况来评定。
（六）参考教材刘湘涛.江世明编著《单片机原理与应用》.电子工业出版社. 2006.第一章单片机基础知识教研室：计算机教研室教师姓名：申寿云教学过程1、问题牵引、导入新课（1）单片机是什么？它的主要特点和应用的领域。
（2）计算机中数据有哪些表示？二进制、八进制、十进制、十六进制；原码、反码、补码；ASCII码、BCD码。
2、课程内容本章的主要知识点有：知识点1：单片机的概念。
知识点2：单片机主流机型。
知识点3：80C51系列简介。
单片机系统设计与仿真-基于Proteus课程设计
单片机系统设计与仿真-基于Proteus课程设计概述单片机系统设计与仿真是电子信息、计算机科学与技术等专业的一门必修课程。
本课程旨在培养学生对单片机系统的整体设计与仿真的能力，以及培养学生的团队协作和实践能力。
本文将介绍单片机系统设计与仿真的基本原理、设计流程和Proteus软件的使用，并结合一个实际的课程设计案例，详细讲解如何进行单片机系统的设计与仿真。
基本原理单片机系统单片机系统是指由单片机芯片、外围电路和软件系统构成的一个整体。
其中，单片机芯片是整个系统的核心，其通过内部的计算单元、存储单元和通信单元来实现各种功能。
而外围电路则负责提供单片机芯片所需的输入、输出信号和供电等。
设计流程单片机系统的设计流程一般包括以下几个步骤：1.确定系统需求和功能：根据具体的应用需求和设计要求，确定单片机系统的功能和性能指标，例如：输入输出方式、通信协议、时序控制等。
2.选择单片机芯片和外围器件：根据系统设计要求，选择适合的单片机芯片和外围器件，例如：传感器、驱动器、电源等。
3.电路设计：根据系统需求和芯片手册的要求，设计整个系统的电路原理图和PCB电路板图。
4.编写程序：根据系统功能和需求，编写单片机程序，完成各种功能的实现。
5.系统测试和调试：在硬件和软件都构建完成后，进行系统测试和调试，确保系统的功能和性能满足要求。
Proteus软件Proteus是一款由英国Labcenter Electronics公司开发的EDA软件，可用于电子电路、嵌入式系统的设计和仿真。
其功能强大，使用方便，广泛应用于电子、通信、计算机和控制等领域。
Proteus软件的使用Proteus软件安装Proteus软件的安装较为简单，在其官网上免费下载安装包后，按照提供的安装向导即可完成安装。
Proteus软件界面Proteus软件的主界面包括菜单栏、工具栏、构建区和输出窗口。
其中，菜单栏和工具栏提供了各种工具和命令，构建区用于构建和编辑原理图和PCB电路板图，输出窗口则用于显示仿真结果和调试信息。
Proteus仿真软件在单片机课程设计过程中的应用
Proteus仿真软件在单片机课程设计过程中的应用Proteus仿真软件是一款主要用于电子电路设计和仿真的软件，广泛应用于电子工程、自动化、工业控制、通信等领域。
在单片机课程设计中，Proteus仿真软件具有重要的应用价值。
单片机课程设计通常要求学生将电路设计和程序设计相结合，实现特定功能的自动控制系统。
Proteus仿真软件提供了完善的开发环境，包括电路设计、仿真、调试、编程等功能，为学生提供了一个高效、安全、经济的实验平台。
首先，Proteus仿真软件的电路设计功能可以让学生轻松地设计各种电路。
学生可以自己画电路图，选择器件，完成网络连接等操作。
通过实验仿真，学生可以验证电路的工作正常性，避免了实验过程中误操作导致的元器件损坏和电路走线错误。
其次，Proteus仿真软件的模拟仿真功能可以模拟各种信号，检测电路的反应。
学生可以通过在仿真平台上模拟输入和输出信号，测试电路的各个部分之间的交互，验证设计的合理性。
通过这种方式，学生可以更深入地理解电路的工作原理和信号传输过程，提高学习效果。
此外，Proteus仿真软件还具有调试和编程功能，在单片机程序开发的过程中起到了巨大的作用。
学生可以通过仿真软件编写单片机程序，调试程序代码，验证程序的正确性。
通过仿真，学生可以方便地发现程序中的错误，解决问题，提高开发效率。
总之，Proteus仿真软件在单片机课程设计过程中的应用十分重要。
它提供了电路设计、仿真、调试、编程等一系列功能，为学生提供了一个完整、高效、安全的实验平台。
学生可以在仿真平台上进行设计、调试和测试，避免了实验过程中的损坏和浪费，提高了实验的成功率和学习效果。
单片机仿真软件PROTEUS使用入门
Proteus整体功能预览
Proteus软件和我们手头的其他电路设计仿真软件最大的不同即它的功能不是单一的。它的强大的元件库可以和任何电路设计软件பைடு நூலகம்媲美；它的电路仿真功能可以和Multisim相媲美，且独特的单片机仿真功能是Multisim及其他任何仿真软件都不具备的；它的PCB电路制版功能可以和Protel相媲美。它的功能不但强大，而且每种功能都毫不逊于Protel，是广大电子设计爱好者难得的一个工具软件。
符号、参数来判断是否找到了所需要的元件。双击找到的元件名，该元件便拾取到编辑界面中了。
拾取元件对话框共分四部分，左侧从上到下分别为直接查找时的名称输入、分类查找时的大类列表、子类列表和生产厂家列表。中间为查到的元件。
列表。右侧自上而下分别为元件图形和元件封装，图1-16中的元件没有显示封装。 图1-16 分类拾取元件示意图
图1-9 虚拟仿真电路与外部实际电路的双向通信
PART 1
Proteus与Keil联调 Proteus与汇编程序调试软件Keil可实现联调，在微处理器运行中，如果发现程序有问题，可直接在Proteus 的菜单中打开Keil对程序进行修改，如图1-10所示。
图1-10 Proteus与Keil的联调
调 试 工 具
←放置分析图 : 有模拟.数字.混合.频率特性.传输特性.噪声分析等. ←放置录音机: 可录/放声音文件. ←放置电源.信号源: 有直流电源,正弦信号源,脉冲信号源等. ←放置电压探针: 显示网络线上的电压. ←放置电流探针: 串联在指定的网络线上,显示电流值. ←放置虚拟仪器: 有示波器.计数器.RS232终端.SPI调试器.I2C调试器.信号发生器. 图形发生器.直流电压表.直流电流表,交流电压表.交流电流表.
PROTEUS的单片机教学与应用仿真
结论
它可以帮助学生们更好地理解单片机的工作原理和编程方法，同时也可以帮 助他们提高解决实际问题的能力。因此，PROTEUS单片机教学与应用仿真的实用 性和推广价值不容忽视。
结论
展望未来，随着科技的不断发展和PROTEUS软件的进一步升级和完善，相信 PROTEUS单片机教学与应用仿真将在更多的领域得到应用，同时也会为单片机人 才的培养和发展带来更多的机遇和挑战。
五、实验结果分析
实验过程： 1、在PROTEUS中搭建电路：选用AT89C51单片机芯片，连接8个LED灯和一个 按键开关，并设置相应的输入输出端口。
五、实验结果分析
2、编写程序：使用C语言编写程序，通过循环控制P1口输出高低电平，实现 LED灯的依次点亮和熄灭。同时，程序中加入按键开关的输入判断，以便手动控 制LED灯的显示状态。
四、应用场景
2、硬件开发：在单片机应用项目开发过程中，使用PROTEUS可以进行电路设 计和仿真，减少硬件调试的难度，提高开发效率。
四、应用场景
3、软件测试：通过在PROTEUS中搭建单片机外围电路，可以测试和验证单片 机的程序功能是否正确实现。
四、应用场景
4、产品设计：在产品研发阶段，使用PROTEUS进行单片机电路设计与仿真， 可以缩短产品开发周期，提高产品的可靠性和稳定性。
教学案例
教学案例
下面以一个简单的LED闪烁实验为例，介绍PROTEUS单片机教学案例的具体实 施过程：
1、实验题目：LED闪烁实验
1、实验题目：LED闪烁实验
2、实验目的：通过单片机控制LED的亮灭，实现LED的闪烁效果 3、实验原理：利用单片机的IO口控制LED的亮灭状态，通过循环实现LED的 闪烁效果
参考内容
基于PROTEUS的单片机系统设计与仿真
激励源
DC: DC:直流电压源; Sine: Sine:幅值,频率,相位可控的正弦波发生器. Pulse: Pulse:幅值,周期和上升/下降沿时间可控的模拟脉冲发 生器. Exp: Exp:指数脉冲发生器. SFFM: SFFM:单频率调频波信号发生器. Pwlin: Pwlin:任意分段线性脉冲,信号发生器. File:File信号发生器.数据来源于ASCII文件. File Audio: Audio:音频信号发生器. DState:稳态逻辑电平发生器. DState DEdge: DEdge:单边沿信号发生器. DPulse:单周期数字脉冲发生器. DPulse DClock: DClock:数字时钟信号发生器. DPattern:模式信号发生器. DPattern
PROTEUS综合应用 PROTEUS综合应用
PROTEUS构成 构成
原理图输入 系统ISIS 系统 布线/编辑 布线 编辑 ARES PROTEUS 处理器 仿真模型 VSM 高级图形 分析模块 动态 器件库 混合模型 仿真器
Proteus 是一个完 整的嵌入式系统软, 整的嵌入式系统软, 硬件设计仿真平台. 硬件设计仿真平台. ISIS为功能强大的 为功能强大的 原理布线工具. 原理布线工具. ARES PCB设计为 设计为 设计系统. 一PCB设计系统. 设计系统
微处理器系统仿真与分析——原理图输入 微处理器系统仿真与分析——原理图输入 ——
ISIS支持总线结构 支持总线结构
Proteus VSM能把微处理器和连接该微 能把微处理器和连接该微 处理器的任何模拟和数字器件协同仿真
微处理器系统仿真与分 ——建立源代码文件 析——建立源代码文件
VSM中的人性化测量 PROTEUS VSM中的人性化测量
《单片机原理、应用与PROTEUS仿真》各章答案
单片机原理、应用与PROTEUS仿真习题答案王妹芳编写周灵彬审校目录第一章概论 (1)第二章AT89C51单片机内部结构基础 (2)第三章AT89C51指令系统 (5)第四章AT89C51汇编语言程序设计 (11)第五章AT89C51输入/输出（I/O）口及其简单应用 (18)第六章AT89C51中断系统与定时器/计数器 (20)第一章概论1. 什么是单片机、单片机系统、单片机应用系统？答：单片机：又名微控制器，是将微型计算机中的中央处理器（CPU）、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）及I/O口电路等主要部件，结合连接它们的总线集成在一块芯片上，即它是一块智能芯片。
单片机系统：单片机本身只是一块芯片，它并不能集成计算机的全部电路，因此需要加上时钟、复位电路等，才能构成单片机最小应用系统；若最小系统资源不足时，还需扩展外围电路和外围芯片等，从而构成能满足应用要求的单片机系统。
单片机应用系统：它是为实际的控制应用而设计的，该系统与控制对象结合在一起，是满足嵌入式对象要求的全部电路系统。
它在单片机的基础上配置了前/后向通道接口电路、人机交互通道接口电路、串行通信接口等面向对象的接口电路。
另单片机系统和单片机应用系统都是软硬件结合的系统，缺一不可。
2. 单片机有哪些特点？答：单片机的特点很多，主要是体积小品种多，价格便宜，可靠性高，使用灵活，还有（1）突出控制功能（2）ROM和RAM分开（3）单片机资源具有广泛的通用性（4）易于扩展ROM、RAM、定时/计数器、中断源等资源。
3. 为什么说AT89C51单片机是MCS-51系列的兼容机？A T89C51单片机有何优点？答：AT89系列单片机是将FLASH存储器技术和MCS-51系列单片机的基本内核相结合的单片机，且管脚也与之兼容，可以直接代换，所以说AT89C51是MCS-51系列的兼容机。
AT89C51单片机是A T89系列机的标准型单片机，它的优点主要有：内ROM是FLASH存储器，已获得广泛应用的80C51兼容，采用静态逻辑设计，操作频率范围宽，具有两个软件选择的节电模式等。
proteus课程设计仿真
proteus课程设计仿真一、教学目标本课程旨在通过Proteus课程设计的仿真，使学生掌握电路设计的基本原理和方法，培养学生运用仿真工具进行电路分析和设计的技能。
在学习过程中，学生将能够了解并应用电路元件的特性和参数，熟悉电路图的绘制和仿真过程，以及分析电路的性能和优化设计。
1.掌握电路的基本概念和原理。
2.了解电路元件的特性和参数。
3.熟悉电路图的绘制和仿真方法。
4.学习电路性能分析的基本方法。
5.能够运用Proteus进行电路设计和仿真。
6.能够分析电路的性能并进行优化设计。
7.培养学生的创新能力和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1.培养学生的团队合作意识和沟通能力。
2.培养学生的自主学习和探究精神。
3.激发学生对电路设计和仿真的兴趣，培养学生的专业素养。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括电路基本概念、电路元件、电路图绘制、电路性能分析以及Proteus仿真工具的使用。
1.电路基本概念：电路的定义、电路元件的分类和特性。
2.电路元件：电阻、电容、电感、电源、开关等元件的特性和参数。
3.电路图绘制：电路图的基本规则、元件符号、绘制方法。
4.电路性能分析：欧姆定律、基尔霍夫定律、电路仿真分析方法。
5.Proteus仿真：Proteus软件的基本操作、电路仿真原理、仿真实验操作。
三、教学方法本课程采用讲授法、案例分析法、实验法和讨论法相结合的教学方法。
1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握电路基本概念和原理。
2.案例分析法：通过分析实际电路案例，培养学生运用电路知识解决实际问题的能力。
3.实验法：通过Proteus仿真实验，使学生熟悉电路图的绘制和仿真过程，提高学生的实践能力。
4.讨论法：通过小组讨论，培养学生的团队合作意识和沟通能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、Proteus软件、多媒体教学资料和实验设备。
1.教材：选用权威、实用的电路设计教材，为学生提供系统的理论知识。
2.Proteus软件：为学生提供仿真实验的平台，培养学生的实际操作能力。
单片机Proteus仿真
（3） 单击工具箱中 元件终端 图标，将元件终端放置在合 适位置，然后布线。
（4） 单击对象选择器中的 POWER 和GROUND，将元件 电源和地放置在合适位置，然后布线。
（5）左键双击各元件，设置相应元件的参数，完成电路 图的设计。
第二部分 Keil软件编程
操作步骤：1、双击桌面上的UV2快捷图 件。
单片机: AT89C51 电容: CAP 30µF 晶振: CRYSTAL 12MHZ 按钮: Button 发光二极管: LED-BIBY/BIGY 电阻: RES 排阻:Respack-8 电解电容: CAP-ELEC
例如：输入RES，点Resistors，挑选适合的电阻，将元件 放置到原理图编辑窗口的合适位置。
3、对于软件仿真，在目标’ 目标1’属性 页面 下点“Debug”（调试），再选“S 使用软件仿真 器”,同时选中“加载代码到仿真器”和“运行到 main0”,然后点击“确定”。
6、程序的编译和链接
依次点击屏幕上方左下角的编译和建造目标图标 对文件进行编译和链接，观察左下角的调试
程序信息显示，如有错可根据该栏提示的信息进行修 改，修改后要重新保存和编译,直到无错误提示。
（二）主工具栏
（三）预览窗口 1、在对象选择器单击某个元件或在工具箱中单击元件按钮、 终端按钮、子电路按钮、虚拟仪器按钮时，预览窗口会出现 对象的图形。 2、将鼠标落在此窗口内，可以改变原理图的可视范围。 （四）器件选择按钮
P: 对象选择 按钮，单击P按钮，会弹出器件选择窗口，在 Kerywords 栏中输入器件名，可在器件库中选择元件。
L:库管理 按键。
（五）工具箱 ISIS中提供了许多图标工具按钮，如图：
元件按钮
电压探针
基于Proteus的单片机仿真实验系统设计与应用
能力及技能的培养 。为此 ， 实验设备 ， 尤其是开放
性 的实 验设 备是 不可 缺少 的 。但 是 ， 多 的课 程 都 众 建相应 的实验 室 ， 然 是 不 太 可 能 的 ， 买 大 量 的 显 购
于 ８５ ０ １的 ， 如 今应用 普遍 的 ＡＶＲ、Ｉ ＡＲ 不 像 ＰＣ、 Ｍ
行 比较 ， 这样更 利 于培养 学生 的动 手 能力 和 电路设
计 能力 。
件 的投资 成本相 对较 高 。
另一 个很重 要 的原 因就是 ， 目前 单 片机 的课程 除 了主要 开设 ８ ５ ０ １系 列 单 片机 课 程 之 外 ， 开设 还
５ ）提供 丰 富 的虚 拟仪 器 在 仿真 过程 中可 以利用 虚 拟 仪 器 测 量 外 围电 路 的特 性 ， 培养学 生实 际硬件 的调 试能力 。 ６ 有强 大 的原 理 图绘制 功能 。 ）具
以在计 算机 构成 的虚 拟环境 中设 计 电路 ， 可 以对 还
＊
收稿 日期 ：０ １年 ５月 １ ２１ ２日， 回 日期 ：０ １ ６月 １ 修 ２１ 年 ８日 作者简介 ： 吴政 南 ， ， 士 ， 女 硕 讲师 ， 研究方 向 ： 网络信息安全 。程远胜 ， ， 男 工程师 ， 研究方 向： 算机 网络 与系统集成 。 计
实 际工作 。在 学生 训练 时 ， 以选 择不 同的方 案进 可
片机 的仿真 却无 能为力 ， 因此仍 然需 要建 立 单 片机
实验 室 。单 片机 实 验 室 的建设 中 基本 都 是 采 用 硬 件仿 真系统 ， 以为 了保 证 实验 的顺 利 开 设 ， 所 同一 类型 的硬件 仿真 开发 系统 就需要 采 购 多套设 备 ， 硬
PROTEUS的单片机教学与应用仿真
P R O T E U S 的单片机教学与应用仿真■绍兴托普信息职业技术学院 周灵彬 张靖武 摘 要以PRO TEUS 为单片机系统设计与仿真平台,用单片机课程教学与单片机应用产品研发中的四个典型实例,论述了PRO TEUS 在单片机课程教学和产品研发中的作用和实际价值。
PRO TEUS 明显提高了教学质量,促使单片机课程的教学改革走出了一条“仿真教学”的新路;PRO TEUS 显著缩短了单片机应用产品的研发周期,促进了单片机应用产品研发过程的改革。
关键词单片机教学 PRO TEUS 仿真 虚拟实验室 由于计算机技术的飞速发展,许多领域都出现了仿真系统,明显促进了各领域科技事业的发展。
仿真技术的出现与发展是科技发展的必然结果,是现代科技的关键技术之一,并逐渐成为科技人员的必备技术。
PRO TEUS 是在这种形势下应运而生并迅速发展的仿真系统。
PRO 2TEUS 是英国Labcenter 公司研发的多功能EDA 。
PRO 2TEUS 是模拟电路、数字电路、模数混合电路的设计与仿真平台;更是单片机系统先进的设计与仿真平台。
它真正实现了在计算机上完成从原理图与电路设计、电路分析与仿真、单片机代码级调试与仿真、系统测试与功能验证到形成PCB 的完整的设计与仿真过程。
它得到了越来越多的从事单片机事业的教师、工程技术人员以及众多的大学生和单片机技术爱好者的青睐。
PRO TEUS 能设计并仿真由ARM7、805x 、PIC 、AVR 、HC11等系列单片机构成的系统;有数千种元器件仿真模型;有示波器、逻辑分析仪等十多种虚拟仪器;有各种信号激励源;有ASF 高级图表仿真。
PRO TEUS 还提供了编辑源程序、生成目标代码、调试和与第三方集成开发环境联合仿真的环境。
PRO TEUS 为单片机教学与应用研发提供了一个完整的虚拟实验室。
特别提出:由于PRO TEUS 仿真模型是根据生产厂家提供的技术参数文件来建立的,所以仿真极接近实际;这使它超越了“虚拟”,成为具有现实意义的教学、研发平台。
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第9章基于PROTEUS的单片机应用系统的设计与仿真教研室：电子信息工程教师姓名：江世明课程名称单片机原理与应用授课专业及班次电子信息工程授课内容基于PROTEUS的单片机应用系统的设计与仿真授课方式及学时课堂教学，采用多媒体教学形式，计划学时2学时目的要求1．了解PROTEUS软件2．掌握应用PROTEUS软件进行单片机系统设计与仿真的方法重点与难点单片机应用系统的PROTEUS设计与仿真讲授内容及时间分配1．PROTEUS软件简介2．单片机应用系统PROTEUS设计方法3．单片机应用系统PROTEUS设计与仿真实例教具采用多媒体教学参考资料1．《单片机应用系统的PROTEUS设计与仿真》.张靖武编.电子工业出版社2.基于PROTEUS的电路及单片机系统设计与仿真.周润景编.北航出版社9.1.PROTEUS软件简介Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。
它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：①实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。
具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。
②支持主流单片机系统的仿真。
目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、A VR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。
③提供软件调试功能。
在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 uVision2等软件。
④具有强大的原理图绘制功能。
总之，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大。
本章介绍Proteus ISIS软件的工作环境和一些基本操249250作。
1.进入Proteus ISIS双击桌面上的ISIS 6 Professional 图标或者单击屏幕左下方的“开始”→“程序”→“Proteus 6 Professional ” →“ISIS 6 Professional ”，出现如图1-1所示屏幕，表明进入Proteus ISIS 集成环境。
图1-1 启动时的屏幕2.工作界面Proteus ISIS 的工作界面是一种标准的Windows 界面，如图1-2所示。
包括：标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状态栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮、预览窗口、对象选择器窗口、图形编辑窗口。
图1-2 Proteus ISIS 的工作界面3.菜单命令251以下分别列出主窗口和四个输出窗口的全部菜单项。
对于主窗口，在菜单项旁边同时列出工具条中对应的快捷鼠标按钮。
4.主窗口菜单 1. File (文件)(1) New (新建)新建一个电路文件 (2) Open (打开)… 打开一个已有电路文件 (3) Save (保存)将电路图和全部参数保存在打开的电路文件中(4) Save As (另存为)… 将电路图和全部参数另存在一个电路文件中(5) Print (打印)…打印当前窗口显示的电路图(6) Page Setup (页面设置)… 设置打印页面 (7) Exit (退出)退出Proteus ISIS2. Edit (编辑)(1) Rotate (旋转) 旋转一个欲添加或选中的元件 (2) Mirror (镜像)对一个欲添加或选中的元件镜像 (3) Cut (剪切)将选中的元件、连线或块剪切入裁剪板(4)Copy(复制) 将选中的元件、连线或块复制入裁剪板(5) Paste (粘贴) 将裁切板中的内容粘贴到电路图中 (6) Delete (删除)删除元件，连线或块 (7) Undelete (恢复)恢复上一次删除的内容 (8) Select All (全选) 选中电路图中全部的连线和元件3. View (查看)(1) Redraw (重画)重画电路(2) Zoom In (放大) 放大电路到原来的两倍 (3) Zoom Out (缩小) 缩小电路到原来的1／2 (4) Full Screen (全屏)全屏显示电路(5) Default View (缺省) 恢复最初状态大小的电路显示(6) Simulation Message (仿真信息) 显示／隐藏分析进度信息显示窗口 (7) Common Toolbar (常用工具栏) 显示／隐藏一般操作工具条 (8) Operating Toolbar (操作工具栏) 显示／隐藏电路操作工具条(9) Element Palette (元件栏) 显示／隐藏电路元件工具箱 (10) Status Bar (状态信息条) 显示／隐藏状态条4. Place (放置)252(1) Wire (连线)添加连线 (2) Element (元件) ►添加元件a.Lumped (集总元件) 添加各个集总参数元件b. Microstrip (微带元件) 添加各个微带元件c.S Parameter (S 参数元件) 添加各个S 参数元件d. Device (有源器件) 添加各个三极管、FET 等元件 (3) Done (结束)结束添加连线、元件5. Parameters (参数)(1) Unit (单位)打开单位定义窗口 (2) Variable (变量)打开变量定义窗口(3) Substrate (基片) 打开基片参数定义窗口 (4) Frequency (频率) 打开频率分析范围定义窗口 (5) Output (输出)打开输出变量定义窗口(6) Opt/Yield Goal (优化/成品率目标) 打开优化/成品率目标定义窗口 (7) Misc (杂项) 打开其它参数定义窗口6. Simulate (仿真)(1) Analysis (分析)执行电路分析(2) Optimization (优化) 执行电路优化 (3) Yield Analysis (成品率分析)执行成品率分析(4) Yield Optimization (成品率优化) 执行成品率优化(5) Update Variables (更新参数)更新优化变量值 (6) Stop (终止仿真)强行终止仿真7. Result (结果)(1) Table (表格) 打开一个表格输出窗口 (2) Grid (直角坐标) 打开一个直角坐标输出窗口 (3) Smith (圆图)打开一个Smith 圆图输出窗口 (4) Histogram (直方图)打开一个直方图输出窗口(5) Close All Charts (关闭所有结果显示) 关闭全部输出窗口 (6) Load Result (调出已存结果)调出并显示输出文件(7) Save Result (保存仿真结果) 将仿真结果保存到输出文件 8. Tools (工具)(1) Input File Viewer (查看输入文件) 启动文本显示程序显示仿真输入文件(2) Output File Viewer (查看输出文件) 启动文本显示程序显示仿真输出文件(3) Options (选项) 更改设置9.Help (帮助)(1) Content (内容) 查看帮助内容(2) Elements (元件) 查看元件帮助(3) About (关于) 查看软件版本信息5.表格输出窗口(Table)菜单1.File (文件)(1) Print (打印)…打印数据表(2) Exit (退出) 关闭窗口2.Option (选项)(1) Variable (变量)…选择输出变量6.方格输出窗口(Grid)菜单1.File (文件)(1) Print (打印)…打印曲线(2) Page setup (页面设置)…打印页面(3) Exit (退出) 关闭窗口2.Option (选项)(1) Variable (变量)…选择输出变量(2) Coord (坐标)…设置坐标7.Smith圆图输出窗口(Smith)菜单1.File (文件)(1) Print (打印)…打印曲线(2) Page setup (页面设置)…打印页面(3) Exit (退出) 关闭窗口2.Option (选项)(1) Variable (变量)…选择输出变量8.直方图输出窗口(Histogram)菜单1.File (文件)(1) Print (打印)…打印曲线(2) Page setup (页面设置)…打印页面253254(3) Exit (退出) 关闭窗口2. Option (选项)(1) Variable (变量)… 选择输出变量9.2.单片机应用系统PROTEUS 设计方法单片机系统的仿真是PROTEUS VSM 的一大特色。
首先在元件库中选择好元器件：模型库中包含LCD 显示、键盘、按钮、开关等通用外围设备。
同时，提供的CPU 模型有ARM7、PIC 、Atmel AVR 、Motorola HCXX 以及8051/8052系列。
然后将电路按下图进行联接。
微处理器系统仿真与分析——建立源代码文件255交互式仿真微处理器系统仿真与分析3.单片机应用系统PROTEUS 设计案例256⏹ HS1101组成的频率发生电路； ⏹ AT90S8515频率测量；⏹ 采用串行通信方式，将频率值传输到计算机。
⏹ 系统结构如图所示：传感器电路测试波形HS1101 频率发生A VR 单片 机MAX232 电平转电路计 算 机电路设计仿真结果257258。