Proteus仿真軟件使用方法.doc

1、實驗八 Proteus仿真軟件使用方法1. 實驗目的：（ 1） 了解 Proteus 仿真軟件的使用方法。（ 2）了解 51 單片機編程器 Keil 與Proteus 仿真軟件的聯(lián)用方法。2. 實驗要求：通過講授和操作練習，學會正確使用 Proteus 仿真軟件及 Keil 編程及其聯(lián)合調(diào)試。3. 實驗內(nèi)容：（ 1）Proteus 仿真軟件介紹Proteus 軟 件 是 由 英 國 LabCenter Electronics 公司開發(fā)的 EDA工具軟件，由ISIS和 ARES兩個軟件構(gòu)成，其中 ISIS是一款便捷的電子系統(tǒng)仿真平臺軟件， ARES 是一款高級的布線編輯軟件。它集成了高級原理布線

2、圖、 混合模式 SPICE電路仿真、PCB設(shè)計以及自動布線來實現(xiàn)一個完整的電子設(shè)計。通過 Proteus ISIS軟件的 VSM(虛擬仿真技術(shù) ), 用戶可以對模擬電路、數(shù)字電路、模數(shù)混合電路，以及基于微控制器的系統(tǒng)連同所有外圍接口電子元器件一起仿真。圖 8-1 是 Proteus ISIS的編輯窗口：圖 8-1ISIS 的編輯界面圖中最頂端一欄是“標題欄” ，其下的“ File View Edit ”是“菜單欄”，再下面的一欄是“命令工具欄” ，最左邊的一欄是“模式選擇工具欄” ；左上角的小方框是“預覽窗口” ，其下的長方框是“對象選擇窗口” ，其右側(cè)的大方框是 “原理圖編輯窗口” 。選擇左

3、側(cè)“模式選擇工具欄”中的圖標，并選擇“對象選擇窗口” 中的 P 按鈕，就會出現(xiàn)如圖8-2 的元器件選擇界面：圖8-2 元器件庫選擇界面在元器件列表框中點擊你需要的器件類型（ 例 如 ： 電 阻 -Resistors, 單 片 機 芯 片 -MicroprocessorICs, LED-Optoelectronics）或在左上角的關(guān)鍵字（ Keywords）框中輸入你需要的器件名稱的關(guān)鍵字（如：信號源 - Clock, 運放 - CA3140等），就會在圖8-2 中間的大空白框列出你所需的一系列相關(guān)的元件。此時，你可用鼠標選中你要的元件，則圖 8-2 右上角的預覽框會顯示你所要元件的示意圖，若就

4、是你要的元器件，則點擊 OK 按鈕，該元器件的名稱就會列入位于圖 8-1 左側(cè)的“對象選擇窗口”中（參見圖 1 左側(cè)下方框）。所需元器件選擇好后，在“對象選擇窗口”選擇某器件， 就可以將它放到圖 8-1 中的“原理圖編輯窗口”中（若器件的方向不合適，你可以利用圖 1 左下角的旋轉(zhuǎn)按鈕來改變它） 。將所要的元器件都選好后，將它們安放到合適的位置，就可以用連接線把電路連接好，結(jié)果存盤（請按規(guī)定的目錄存盤，并記住其路徑 / 目錄 / 文件名學號 -實驗序號 ）。（2）51 單片機編程器 Keil V3 的使用Keil 編程器可用于MCS-51 單片機軟件編程與調(diào)試，它的工作界面如圖 8-3 所示：K

5、eil 編程器是 Keil Software Inc/Keil Electronic GmbH 開發(fā)的基于 80C51 內(nèi)核的微處理器軟件開發(fā)平臺，可以完成從工程（ Project ）的建立和管理、程序的編譯和連接、目標代碼的形成、軟件仿真等一套完整的軟件開發(fā)流程。它與Proteus 掛接，可以進行單片機應用系統(tǒng)的硬件仿真。匯編語言編程方法：打開“ File ”菜單選擇新建“New.” 在彈出的文本框 （Text1）中編寫所需的匯編語言程序 程序?qū)懞煤?，保存（?FileSave As.選擇某目錄，文件名 .ASM, 存盤）； 打開“ Project ”菜單 選擇新建工程“ New Proje

6、ct. ” 在彈出的窗口填寫：工程名 保存（文件名的后綴是 .uv2 。 此時圖 8-3 的工程窗口中將建立 Target1 及Source Group1） ； 打 開 “ Project ” 菜 單 選 擇 Components,Environment,Books. 在彈出 的 窗 口 的 Project Components 點 擊 “Add Files” 加入所寫的匯編文件 （選中該文件， Add）； 打開“ Project”菜單 選擇“Select Device for Target Target 1”在彈出的 CPU 窗口選擇所用的單片機廠家（選 Atmel ）及 CPU 芯片名稱（

7、如 AT89C51） ,按“確定”鍵； 打開“Project ”菜單選擇“Optionsfor Target Target 1”在彈出的窗口中選擇“ Output ”填入輸出文件名稱，并選擇輸出文件類型（ HEX文件），見圖 8-4。圖 8-3 Keil V3界面圖圖 8-4 為輸出文件命名及確定 HEX類型 打開“ Project”菜單 選擇“Optionsfor Target Target 1”在彈出的窗口中選擇“ Debug” 為連接調(diào)試選擇仿真器見圖 8-5 按“確定”鍵。圖 8-5 選擇調(diào)試的仿真器及運行設(shè)置 單擊（參見圖 8-3）完成對所編寫程序的編譯，編譯情況會顯示在圖 8-3

8、的輸出窗口中，如有語法錯誤，會給出提示，應修改出錯處后，再次編譯。（ 3）仿 真：在 Proteus ISIS 界面調(diào)入所設(shè)計的硬件圖，雙擊 CPU,填入相應的 HEX運行文件的名稱（參見圖 8-6，文件所在目錄應正確），點擊運行按鈕，即可實現(xiàn)與硬、軟件的聯(lián)合調(diào)試。圖 8-6 單片機程序可執(zhí)行文件的路徑、名稱輸入（4）示 例：硬件電路圖見圖8-7 所示；相應的匯編語言程序如下：ORG0000HAJMPMAINMAIN: MOVC,；將接按鍵的I/O 口的狀態(tài)（ 0 或 1）移給進位位C ，MOV, C；再由進位位 C 轉(zhuǎn)給對應的發(fā)光二極管的連接位。MOVC,；以便控制發(fā)光二極管的亮或滅。MOV

9、, CMOVC,MOV, CMOVC,MOV, CACALLDELAYAJMPMAINDELAY: MOV R5, #5FH；軟件延時子程序L1:MOV R6, #0AFHDJNZ R6, $DJNZ R5, L1RET圖 8-7 示例的硬件電路圖在 Keil 編程界面輸入上述程序，編譯成可執(zhí)行 HEX文件，雙擊圖 8-7 的 CPU，參考圖 8-6 填好相應的 HEX文件的路徑及名稱，按“ OK”鍵退出。點擊運行按鈕 （圖8-7 下沿的），運行情況見圖8-8 所示。圖 8-8 示例電路運行結(jié)果請自己完成以上示例的硬、軟件調(diào)試。每人的實驗結(jié)果打包，以文件名（DZ班-學號 -實驗序號）上交， 并

10、完成實驗報告。（ 3）KEIL編譯器與 Proteus 軟件聯(lián)調(diào)圖 8-10 遠程聯(lián)調(diào) Proteus 設(shè)置在 Proteus ISIS 界面調(diào)入所設(shè)計的硬件圖，點擊調(diào)試 ,使用遠程調(diào)試設(shè)備選項打，即啟動了 Proteus 與 Keil 的遠程聯(lián)調(diào)功能。緊接著點擊 ISIS 界面左下方的按鈕，使得所設(shè)計的電路處于運行模式。Keil 平臺，創(chuàng)建工程，打開“ Project” 菜單 選擇“ Options for Target Target 1”在彈出的窗口中選擇 “ Debug” 為連接調(diào)試選擇仿真器 見圖 8-11 按“確定”鍵。圖 8-11 Keil+Proteus 聯(lián)調(diào) Keil 端設(shè)置設(shè)

11、置完畢后，點擊 Keil 工程編譯成功，點擊圖 8-12 的按鈕，使得編譯成功的源文件進入調(diào)試狀態(tài)。圖 8-12 Keil+Proteus 聯(lián)調(diào)進入聯(lián)調(diào)狀態(tài)，程序處于待運行狀態(tài)，最初始的時候，PC指針光標指向 0000H開始的位置。用戶分別選擇 四個功能鍵，可以實現(xiàn)程序全速運行，單步進入，單步退出及程序復位等功能的選擇。實現(xiàn)程序運行的 Debug 跟蹤，輔助調(diào)試程序，最終用戶運行的結(jié)果可以通過圖 8-10 的ISIS界面觀察硬件的狀態(tài)變化。圖 8-13 程序運行狀態(tài)（ 4）作業(yè)：在 Proteus ISIS 界面設(shè)計圖 8-14、8-15 所示的 MCS-51 單片機分別于 ADC0809 及

12、 DAC0832 的接口的電路原理圖，為下一次實驗做好準備。圖 8-14 8031 與 ADC0809的接口設(shè)計圖 8-14 8031 與 DAC0832的接口設(shè)計實驗九并行 AD、DA 實驗1. 實驗目的掌握采用并行接口實現(xiàn)外部器件的擴展方法；掌握 ADC0809 模 / 數(shù)轉(zhuǎn)換芯片與單片機的接口設(shè)計及 ADC0809的典型應用；掌握 DAC0832 模 / 數(shù)轉(zhuǎn)換芯片與單片機的接口設(shè)計及 DAC0832的典型應用。2. 預習要求理解內(nèi)存與 IO 統(tǒng)一編址的外設(shè)端口地址的映射及控制；理解用查詢方式、 中斷方式完成模 /數(shù)轉(zhuǎn)換程序的編寫方法；理解 DAC0832直通方式，單緩沖器方式、雙緩沖器

13、方式的編程方法。3. 實驗設(shè)備計算機1 臺；Proteus仿真軟件1 套。4. 實驗說明 ADC0809的工作方式AD 從啟動轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)換結(jié)束需要一段時間，稱為轉(zhuǎn)換時間。 ADC0809 轉(zhuǎn)換是否結(jié)束可以通過 EOC管腳表征。在 START 信號上升沿之后不久， EOC變?yōu)榈碗娖健．?A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時， EOC立即輸出一正階躍信號，可用來作為 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束的查詢信號或中斷請求信號。從啟動 AD 轉(zhuǎn)換到實現(xiàn) AD 轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀取有三種方法：延時法、查詢法和中斷法。延時法就是在啟動 AD 轉(zhuǎn)換結(jié)束后，經(jīng)過一段時間的等待之后（等待時間 = 轉(zhuǎn)換時間），實現(xiàn) AD 轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀取。查詢法是啟動 A

14、D 轉(zhuǎn)換結(jié)束后，不斷查詢 EOC的管腳電平的狀態(tài)是否為高電平，如果條件滿足，認為轉(zhuǎn)換結(jié)束，進行 AD 轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀取。中斷法是利用 EOC轉(zhuǎn)換結(jié)束后產(chǎn)生的電平變化，觸發(fā)單片機的外部中斷，并在中斷服務(wù)程序內(nèi)，實現(xiàn) AD 轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀取。由于表征 ADC0809轉(zhuǎn)換結(jié)束的EOC電平邏輯與 89C51 單片機外部中斷電平邏輯標準相反，所以采用中斷法觸發(fā) 89C51 的外部中斷， 需要將 EOC經(jīng)過一個反相器，再與外部中斷接口連接。 DAC0832的工作方式DAC0832 內(nèi)部有兩個寄存器，能實現(xiàn)三種工作方式：雙緩沖、單緩沖和直通方式。雙緩沖工作方式是指兩個寄存器分別受到控制。當ILE、CS和 WR1

15、 信號均有效時， 8 位數(shù)字量被寫入輸入寄存器，此時并不進行 A/D 轉(zhuǎn)換。當 WR2 和 XFER信號均有效時，原來存放在輸入寄存器中的數(shù)據(jù)被寫入 DAC 寄存器，并進入 D/A 轉(zhuǎn)換器進行 D/A 轉(zhuǎn)換。在一次轉(zhuǎn)換完成后到下一次轉(zhuǎn)換開始之前，由于寄存器的鎖存作用， 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器的輸入數(shù)據(jù)保持恒定，因此 D/A 轉(zhuǎn)換的輸出也保持恒定。單緩沖工作方式是指只有一個寄存器受到控制。這時將另一個寄存器的有關(guān)控制信號預先設(shè)置成有效，使之開通，或者將兩個寄存器的控制信號連在一起，兩個寄存器作為一個來使用。直通工作方式是指兩個寄存器的有關(guān)控制信號都預先置為有效，兩個寄存器都開通。只要數(shù)字量送到數(shù)

16、據(jù)輸入端，就立即進入 D/A 轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。這種方式應用較少。5. 基礎(chǔ)型實驗內(nèi)容圖 9-1 為 ADC0809 的擴展電路圖，利用 Proteus 仿真軟件設(shè)計該硬件電路圖。說明 AD 轉(zhuǎn)換的過程， 并在 Keil 環(huán)境設(shè)置斷點運行以下程序，可調(diào)電源分別調(diào)至兩個極端，觀察寄存器及內(nèi)存單元的變化。圖 9-1 ADC0809的擴展電路圖ORG0000HMAIN:CLRASETB;設(shè)定與 EOC 接口 IO 處于接收狀態(tài)M OVDPTR,#0FEF8H;選擇 A/D 端口地址NOPM OVX DPTR,A ; 啟 動AD 轉(zhuǎn)換,WAITWAIT: JBMOVXA,DPTR; 讀入結(jié)果NOPLJM

17、PMAIN圖 9-2 為 DAC0832的擴展電路圖，利用 Proteus 仿真軟件設(shè)計該硬件電路圖。填寫下列程序中的空白處，說明 DA 轉(zhuǎn)換的過程，并在 Keil 環(huán)境運行設(shè)置斷點運行該程序， 調(diào)節(jié) RW1C4，觀察寄存器的變化與萬用表輸出值的變化。圖 9-2 DAC0832的擴展電路圖ORG0100HSTART:MOVDPTR,#0FEFFH；置 DAC0832的地址LP:MOVA,#0FFH；設(shè)定高電平MOVX；啟動 D/A 轉(zhuǎn)換，DPTR,A輸出高電平LCALL；延時顯示高電平DELAYMOV；設(shè)定低電平A,#00HMOVXDPTR,A；啟動D/A轉(zhuǎn)換，輸出低電平LCALL；延時顯示低電平DELAYSJMP；連續(xù)輸出方波LPDELAY:MOVR3,#11；延時子程序D1:NOPNOPNOPNOPNOPR3,D1DJNZRETEND6. 設(shè)計型實驗內(nèi)容根據(jù)基礎(chǔ)型實驗的步驟、，由DAC0832 輸出模擬量， ADC0809 采集數(shù)據(jù)。分配端口實現(xiàn)的硬件連接，畫出流程并設(shè)