第4章 51單片機(jī)的硬件開發(fā)工具與Proteus硬件仿真環(huán)境

第四章51單片機(jī)的硬件開發(fā)工具和Proteus硬件仿真環(huán)境4.151單片機(jī)的硬件系統(tǒng)開發(fā)流程

4.251單片機(jī)的硬件開發(fā)工具4.3

Proteus應(yīng)用基礎(chǔ)

4.4

Proteus的使用流程

4.5Proteus中的51單片機(jī)及其使用

4.6Proteus和KeilμVision4聯(lián)合使用

點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本4.151單片機(jī)的硬件系統(tǒng)開發(fā)流程

51單片機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程：

硬件邏輯設(shè)計(jì)：電路原理圖設(shè)計(jì)：電路PCB圖設(shè)計(jì)：制板、焊接：硬件測試：軟件設(shè)計(jì)：點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本4.251單片機(jī)的硬件開發(fā)工具

常見的51單片機(jī)編程器品牌有TOP、希爾特，編程器一般由通信接口、電源適配器、編程器主體、轉(zhuǎn)接座、配套軟件構(gòu)成。4.2.1編程器編程器的常用結(jié)構(gòu)圖點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本4.251單片機(jī)的硬件開發(fā)工具

常見的MCS51單片機(jī)的仿真器品牌有WAVE等包括通信接口，電源適配器、仿真器主體、仿真頭、仿真器軟件，4.2.2仿真器51單片機(jī)的仿真器點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本4.251單片機(jī)的硬件開發(fā)工具

測量直流電流、直流電壓、交流電壓、電阻和音頻電平等測量交流電流、電容量、電感量及半導(dǎo)體的一些參數(shù)檢測電路的物理電氣連接和引腳邏輯電平。4.2.3數(shù)字萬用表

點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本4.251單片機(jī)的硬件開發(fā)工具

數(shù)字示波器電信號變換成圖象利用示波器觀察信號幅度隨時(shí)間變化的波形曲線測試不同的電量如電壓、電流、頻率、相位差、調(diào)幅度等。4.2.4數(shù)字示波器點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本4.3Proteus應(yīng)用基礎(chǔ)Proteus可以實(shí)現(xiàn)從原理圖設(shè)計(jì)、51單片機(jī)程序編寫、51應(yīng)用系統(tǒng)仿真到應(yīng)用系統(tǒng)PCB設(shè)計(jì)的流程化工作。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本4.3Proteus應(yīng)用基礎(chǔ)運(yùn)行界面由預(yù)覽窗口、編輯窗口、器件顯示窗口等窗口，以及菜單欄、快捷工具欄、工具箱、仿真工具欄等組成。4.3.1Proteus的界面和支持的文件編輯窗口預(yù)覽窗口器件顯示窗口菜單欄快捷工具欄工具箱仿真工具欄點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本4.3Proteus應(yīng)用基礎(chǔ)Proteus的菜單共12個(gè)菜單項(xiàng)：4.3.2Proteus的菜單File菜單：用于對文件的操作，新建、加載、保存、打印等選項(xiàng)，分為設(shè)計(jì)文件操作、選擇區(qū)域操作、打印操作、最近打開的文件、退出五個(gè)部分。View菜單：用于設(shè)置Proteus相關(guān)顯示內(nèi)容，包括圖形刷新，坐標(biāo)選擇，放大縮小，是否顯示快捷菜單欄等操作。Edit菜單：用于對Proteus的設(shè)計(jì)圖的全部或者部分區(qū)域進(jìn)行操作，包括取消剛剛完成的操作或者重復(fù)剛剛?cè)∠牟僮?，剪切、?fù)制等。Tools菜單：對Proteus的電路圖的某些自動(dòng)操作，例如自動(dòng)添加器件標(biāo)號，自動(dòng)標(biāo)注器件，自動(dòng)生成圖紙的材料清單，自動(dòng)生成網(wǎng)絡(luò)表等操作。Design菜單：包括了Proteus對工程文件以及當(dāng)前圖紙的屬性進(jìn)行操作以及切換的相關(guān)命令。Graph菜單：用于仿真操作，具有編輯仿真圖形，添加仿真曲線、仿真圖形，查看日志，導(dǎo)出數(shù)據(jù)，清除數(shù)據(jù)和一致性分析等功能。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本4.3Proteus應(yīng)用基礎(chǔ)Proteus的菜單共12個(gè)菜單項(xiàng)：4.3.2Proteus的菜單Source菜單：用于對Proteus里需要驅(qū)動(dòng)代碼的器件設(shè)置相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)源，主要包括添加/刪除源文件，定義代碼生成工具，設(shè)置外部文本編輯器和編譯等操作。Debug菜單：用于在Proteus中進(jìn)行調(diào)試操作，包括了啟動(dòng)調(diào)試、執(zhí)行仿真、單步運(yùn)行、斷點(diǎn)設(shè)置和重新排布彈出窗口等功能。Library菜單：用于對Proteus自帶的庫元件以及用戶自己引入的庫元件進(jìn)行管理，包括了選擇元器件及符號、制作元器件及符號、設(shè)置封裝工具、分解元件、編譯庫、自動(dòng)放置庫、校驗(yàn)封裝和調(diào)用庫管理器等操作。Template菜單：用于Proteus中的相關(guān)風(fēng)格設(shè)置，包括設(shè)置圖形格式、文本格式、設(shè)計(jì)顏色以及連接點(diǎn)和圖形等。System菜單：對Proteus的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，包括系統(tǒng)環(huán)境、路徑、圖紙尺寸、標(biāo)注字體、熱鍵以及仿真參數(shù)和模式等。Help菜單：用于給用戶提供關(guān)于Proteus的相關(guān)操作信息，包括版權(quán)信息、ProteusISIS學(xué)習(xí)教程和示例等。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本4.3Proteus應(yīng)用基礎(chǔ)4.3.3Proteus的快捷工具欄和工具箱快捷工具欄：位于菜單項(xiàng)的下方，主要為用戶提供文件（FileToolbar）、視圖（ViewToolbar）、編輯（EditToolBar）和設(shè)計(jì)（DesignToolBar）相關(guān)的快捷方式，其可以通過View菜單項(xiàng)中的ToolBar選項(xiàng)進(jìn)行關(guān)閉或者打開全部或者部分。工具箱：位于界面的左側(cè)，提供了一些用于圖形設(shè)計(jì)的命令和一些快捷工具箱命令?？旖莨ぞ邫诤妥髠?cè)的工具箱兩部分，其為用戶提供了一個(gè)快速操作的通道。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本4.4Proteus的使用流程

設(shè)計(jì)完整流程包括新建設(shè)計(jì)文檔，放置元器件等8個(gè)步驟，其從上到下為：新建設(shè)計(jì)文檔設(shè)置工作環(huán)境放置元器件布線對原理圖進(jìn)行建立網(wǎng)絡(luò)表原理圖的電氣規(guī)則檢查調(diào)整存盤和輸出報(bào)表點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本4.5Proteus中的51單片機(jī)及其使用ProgramFile：編程文件——在仿真中51單片機(jī)時(shí)所調(diào)用的可執(zhí)行源文件。ClockFrequency：仿真51單片機(jī)時(shí)其工作頻率，點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本4.6Proteus和KeilμVision4聯(lián)合使用

操作步驟：新建一個(gè)ProteusISIS電路圖文件。在KeilμVision4中新建一個(gè)命名為“Union”的工程文件，輸入代碼，并且編譯生成對應(yīng)的.hex文件。雙擊Proteus電路中的AT89C52，在彈出的屬性設(shè)置對話框的ProgramFile選項(xiàng)中選擇上一步中生成的.hex文件。4.6.1建立仿真文件和源文件點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本4.6Proteus和KeilμVision4聯(lián)合使用

操作步驟：新建一個(gè)ProteusISIS電路圖文件。在KeilμVision4中新建一個(gè)命名為“Union”的工程文件，輸入代碼，并且編譯生成對應(yīng)的.hex文件。雙擊Proteus電路中的AT89C52，在彈出的屬性設(shè)置對話框的ProgramFile選項(xiàng)中選擇上一步中生成的.hex文件。4.6.1建立仿真文件和源文件點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本4.6Proteus和KeilμVision4聯(lián)合使用

操作步驟：新建一個(gè)ProteusISIS電路圖文件。在KeilμVision4中新建一個(gè)命名為“Union”的工程文件，輸入代碼，并且編譯生成對應(yīng)的.hex文件。雙擊Proteus電路中的AT89C52，在彈出的屬性設(shè)置對話框的ProgramFile選項(xiàng)中選擇上一步中生成的.hex文件。4.6.1建立仿真文件和源文件點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本4.6Proteus和KeilμVision4聯(lián)合使用

仿真的運(yùn)行控制包括：“Start/RestartDebugging”（啟動(dòng)仿真）“PauseAmiation”（暫停仿真）“StopAmiation”（停止仿真），同時(shí)也可以使用快捷工具欄中的相應(yīng)按鍵控制仿真4.6.2聯(lián)合調(diào)試中仿真的運(yùn)行控制

點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本4.6Proteus和KeilμVision4聯(lián)合使用

雙擊仿真運(yùn)行控制快捷工具欄的右側(cè)“Messages”按鈕可以調(diào)出如圖4.49的記錄窗口4.6.3聯(lián)合調(diào)試中的仿真數(shù)據(jù)記錄

點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本4.6Proteus和KeilμVision4聯(lián)合使用

觀察寄存器或者相應(yīng)端口運(yùn)行情況，此時(shí)可以使用Debug菜單中的WatchWindow選項(xiàng)。在觀察窗體上點(diǎn)擊右鍵，出現(xiàn)相應(yīng)的操作菜單。一個(gè)“完整的”觀察窗口，添加了盡可能多的列。4.6.4聯(lián)合調(diào)試中仿真的觀察

點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本4.6Proteus和KeilμVision4聯(lián)合使用

觀察寄存器或者相應(yīng)端口運(yùn)行情況，此時(shí)可以使用Debug菜單中的WatchWindow選項(xiàng)。在觀察窗體上點(diǎn)擊右鍵，出現(xiàn)相應(yīng)的操作菜單。一個(gè)“完整的”觀察窗口，添加了盡可能多的列。4.6.4聯(lián)合調(diào)試中仿真的觀察

點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本4.6Proteus和KeilμVision4聯(lián)合使用

觀察51單片機(jī)CPU內(nèi)部的數(shù)據(jù)，包括寄存器空間（Registers）、特殊寄存器空間（SFRMemory）和內(nèi)部數(shù)據(jù)空間（InternalMemory）等。4.6.5聯(lián)合調(diào)試中51單片機(jī)的內(nèi)部資源觀察

點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本4.6Proteus和KeilμVision4聯(lián)合使用

操作步驟：檢查電腦的TCP/IP協(xié)議是否正常安裝（通常來說是沒有問題的）。將Proteus安裝目錄MODELS文件夾里的Vdm51.dll文件復(fù)制到KeilμVision4的安裝目錄的Keil/C51/bin目錄下。開KeilμVision4安裝目錄下的Tools.ini配置文件，查找“TDRV”字符串，在最后一行下添加如下字符串：TDRV+編號=BIN\VDM51.DLL（“ProteusEmulator”）。選中ProteusISIS的Debug菜單下的“UseRemoteDebugMonitor”選項(xiàng)，允許使用外部的仿真器。在KeilμVision4的Project/OptionsforTarget1的Debug菜單中選擇“UseProteusEmulator”。此時(shí)即可在KeilμVision4中啟動(dòng)Proteus進(jìn)行仿真操作。