Proteus仿真软件使用方法.doc

1、实验八 Proteus仿真软件使用方法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

2、图、 混合模式 SPICE电路仿真、PCB设计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 8-1ISIS 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

3、侧“模式选择工具栏”中的图标，并选择“对象选择窗口” 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 -MicroprocessorICs, LED-Optoelectronics）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

4、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：K

5、eil 编程器是 Keil Software Inc/Keil Electronic 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 程序写好后，保存（从 FileSave As.选择某目录，文件名 .ASM, 存盘）； 打开“ Project ”菜单 选择新建工程“ New Proje

6、ct. ” 在弹出的窗口填写：工程名 保存（文件名的后缀是 .uv2 。 此时图 8-3 的工程窗口中将建立 Target1 及Source Group1） ； 打 开 “ Project ” 菜 单 选 择 Components,Environment,Books. 在弹出 的 窗 口 的 Project Components 点 击 “Add Files” 加入所写的汇编文件 （选中该文件， Add）； 打开“ Project”菜单 选择“Select Device for Target Target 1”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（

7、如 AT89C51） ,按“确定”键； 打开“Project ”菜单选择“Optionsfor Target Target 1”在弹出的窗口中选择“ Output ”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 选择“Optionsfor 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 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

8、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 ISIS 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：ORG0000HAJMPMAINMAIN: MOVC,；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。MOVC,；以便控制发光二极管的亮或灭。MOV

9、, CMOVC,MOV, CMOVC,MOV, CACALLDELAYAJMPMAINDELAY: MOV R5, #5FH；软件延时子程序L1:MOV R6, #0AFHDJNZ R6, $DJNZ R5, L1RET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 的 CPU，参考图 8-6 填好相应的 HEX文件的路径及名称，按“ OK”键退出。点击运行按钮 （图8-7 下沿的），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（DZ班-学号 -实验序号）上交， 并

10、完成实验报告。（ 3）KEIL编译器与 Proteus 软件联调图 8-10 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 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 8-11 按“确定”键。图 8-11 Keil+Proteus 联调 Keil 端设置设

11、置完毕后，点击 Keil 工程编译成功，点击图 8-12 的按钮，使得编译成功的源文件进入调试状态。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

12、 DAC0832 的接口的电路原理图，为下一次实验做好准备。图 8-14 8031 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

13、方式的编程方法。3. 实验设备计算机1 台；Proteus仿真软件1 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 EOC管脚表征。在 START 信号上升沿之后不久， 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 A

14、D 转换结束后，不断查询 EOC的管脚电平的状态是否为高电平，如果条件满足，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

15、 信号均有效时， 8 位数字量被写入输入寄存器，此时并不进行 A/D 转换。当 WR2 和 XFER信号均有效时，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

16、据输入端，就立即进入 D/A 转换器进行转换。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元的变化。图 9-1 ADC0809的扩展电路图ORG0000HMAIN:CLRASETB;设定与 EOC 接口 IO 处于接收状态M OVDPTR,#0FEF8H;选择 A/D 端口地址NOPM OVX DPTR,A ; 启 动AD 转换,WAITWAIT: JBMOVXA,DPTR; 读入结果NOPLJM

17、PMAIN图 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 RW1C4，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ORG0100HSTART:MOVDPTR,#0FEFFH；置 DAC0832的地址LP:MOVA,#0FFH；设定高电平MOVX；启动 D/A 转换，DPTR,A输出高电平LCALL；延时显示高电平DELAYMOV；设定低电平A,#00HMOVXDPTR,A；启动D/A转换，输出低电平LCALL；延时显示低电平DELAYSJMP；连续输出方波LPDELAY:MOVR3,#11；延时子程序D1:NOPNOPNOPNOPNOPR3,D1DJNZRETEND6. 设计型实验内容根据基础型实验的步骤、，由DAC0832 输出模拟量， ADC0809 采集数据。分配端口实现的硬件连接，画出流程并设