1、单片机仿真系统,电子工程系 刘颖,任务描述学会使用单片机仿真软件Proteus。掌握集成开发环境u Vision2 。Proteus 与Keil联调。,单片机原理与应用,单片机仿真软件Proteus,单片机原理与应用,Proteus软件是英国Labcenter electronics公司开发的EDA工具软件。除了其具有和其它EDA工具一样的原理图、PCB自动或人工布线及电路仿真的功能外，其中一个重要的功能是，电路仿真是互动的，针对微处理器的应用，还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，并实现软件源码级的实时调试。,单片机原理与应用,Proteus组合了高级原理图、混合模式SPICE 仿真，PC
2、B设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计系统。Proteus 产品系列包含了VSM技术，用户可以对基于微控制器的设计连同所有的周围电子器件一起仿真。用户甚至可以实时采用诸如LED/LCD、键盘、RS232终端等动态外设模型来对设计进行交互仿真。,Proteus简介,软件具有以下特点：,支持许多通用的微控制器，如ARM7，PIC，AVR，HC11以及8051；交互的装置模型包括：LED和LCD显示，RS232终端，通用键盘，开关，按钮等；强大的调试功能，如访问寄存器与内存，设置断点和单步运行模式；,单片机原理与应用,软件的特点,支持如IAR、Keil和Hitech等开发工具的C源码和汇编的调试
3、；内置超过6000标准SPICE模型，完全兼容制造商提供的SPICE模型；,14种虚拟仪器：示波器、逻辑分析仪、信号发生器、规程分析仪等；,单片机原理与应用,Proteus ISIS,ISIS 是 PROTEUS 系统的中心，它远不仅是一个图表库。它是具有控制原理图画图的外观的超强设计环境。无论是实现复杂设计的仿真以及 PCB 设计，还是设计精美的原理图，ISIS都是最好工具。,单片机原理与应用,进入Proteus ISIS集成环境,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 ”。“ Professional” “ISIS 6 P
4、rofessional”，出现如图6-1所示画面，表明进入Proteus ISIS集成环境。,单片机原理与应用,图 6-1 PROTEUS ISIS 启动画面,单片机原理与应用,Proteus ISIS的工作界面,Proteus ISIS的工作界面是一种标准的Windows界面，如图6-2所示。包括：标题栏、主菜单、工具栏、预览窗口、挑选元件按钮、库管理按钮、原理图编辑窗口。元件列表、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真控制按钮、状态栏。,单片机原理与应用,图 6-2 Proteus ISIS 的工作 界面,单片机原理与应用,各部分的功能：,1原理图编辑窗口：顾名思义，它是用来绘制原理图的
5、。蓝色方框内为可编辑区，元件要放到它里面。注意，这个窗口是没有滚动条的，你可用预览窗口来改变原理图的可视范围。,单片机原理与应用,2 模型选择工具栏：,单片机原理与应用,主要模型：,（1）选择元件（默认选择的） （2）放置连接点 （3）放置标签（用总线时会用到） （4）放置文本 （5）用于绘制总线 （6）用于放置子电路 （7）用于即时编辑元件参数 （先单击该图标再单击要修改的元件）,单片机原理与应用,3预览窗口：,它可显示两个内容，一个是：当你在元件列表中选择一个元件时，它会显示该元件的预览图；另一个是，当你的鼠标焦点落在原理图编辑窗口时（即放置元件到原理图编辑窗口后或在原理图编辑窗口中点击鼠
6、标后）。,单片机原理与应用,预览窗口：,预览窗口会显示整张原理图的缩略图，并会显示一个绿色的方框，绿色的方框里面的内容就是当前原理图窗口中显示的内容，因此，你可用鼠标在它上面点击来改变绿色的方框的位置，从而改变原理图的可视范围。,单片机原理与应用,图6-4 配件工具栏的工作界面,单片机原理与应用,4.配件工具栏,（1）终端接口：有 VCC、地、输出、输入等接口 （2）器件引脚：用于绘制各种引脚 （3）仿真图表：用于各种分析，如 Noise Analysis （4）录音机 （5）信号发生器 （6）电压探针：使用仿真图表时要用到 （7）电流探针：使用仿真图表时要用到 （8）虚拟仪表：有示波器等,单
7、片机原理与应用,2D 图形工具栏的工作界面,单片机原理与应用,（1）画各种直线 （2）画各种方框 （3）画各种圆 （4）画各种圆弧 （5）画各种多边形 （6）画各种文本 （7）画符号 （8）画原点等,2D 图形,单片机原理与应用,6、元件列表：,用于挑选元件、终端接口、信号发生器、仿真图表等。举例，当你选择“元件”，单击“P”按钮会打开挑选元件对话框，选择了一个元件后（单击了“OK”后），该元件会在元件列表中显示，以后要用到该元件时，只需在元件列表中选择即可。,单片机原理与应用,7方向工具栏：,旋转：旋转角度只能是 90 的整数倍。,翻转：完成水平翻转和垂直翻转。 使用方法：先右键单击元件，再
8、点击（左击）相应的旋转图标。,单片机原理与应用,图6-6 仿真控制按钮,8仿真控制按钮,单片机原理与应用,操作简介,1、绘制原理图：绘制原理图时，要在原理图编辑窗口的蓝色方框内完成。用左键放置元件；右键选择元件；双击右键删除元件；右键拖选多个元件；先右键后左键编辑元件属性；先右键后左键拖动元件；连线用左键，删除用右键；改连接线：先右击连线，再左键拖动；中键放缩原理图。,单片机原理与应用,2、定制自己的元件：,定制用户自己的元件，有三个途径：1、用 PROTEUS VSM SDK 开发仿真模型，并制作元件。2、在已有的元件基础上进行改造，比如把元件改为bus 接口的；3、利用已制作好（别人的）的
9、元件，我们可以到网上下载一些新元件并把它们添加到自己的元件库里面。,单片机原理与应用,3、Sub-Circuits 应用：,用一个子电路可以把部分电路封装起来， 这样可以节省原理图窗口的空间。,单片机原理与应用,AT89C51单片机的PROTEUS仿真,本例是AT89C51驱动LED，循环点亮。开始前先要准备好仿真文件，就是用编译器编译连接产生的调试或下载文件，不同编译器产生的文件格式是不同的，如 ICC 是 COF、IAR 是 D90，GCC是 COF、ELF。本例用的是：LED.hex。,单片机原理与应用,添加元件到元件列表中：,本例要用到的元件是AT89C51、LED和“地”。点击工具箱
10、的元器件按钮，使其选中，再点击IsIs对象选择器左边中间的置P按钮，出现“Pick Devices” 对话框，如图6-7所示。,单片机原理与应用,图6-7 进入挑选元件的对话框,单片机原理与应用,图6-8 挑选元件对话框1,单片机原理与应用,说明,图6-8是挑选元件的对话框，在对话框的KEYWORDS 中输入AT89C51，得到以看到图6-9所示的操作界面。,单片机原理与应用,图6-9 挑选元件对话框2,单片机原理与应用,说明,双击AT89C51，即把元件加入到元件列表中，再次在KEYWORDS 中输入LED，结果如图6-10所示：,单片机原理与应用,图6-10 挑选元件对话框3,单片机原理与
11、应用,说明,选择LED-GREEN，单击 OK，关闭对话框，这时元件列表中列出AT89C51，LED-GREEN。最终结果如图6-11所示：,图6-11 挑选LED元件,单片机原理与应用,放置元件：,在元件列表中左键选取AT89C51，把鼠标指针移到右边的原理图编辑区的适当位置，点击鼠标的左键，这样AT89C51就被放到原理图编辑窗口中了。同样放置LED-GREEN。,单片机原理与应用,添加“地” ：,左键选择模型选择工具栏中的图标，出现如图6-8所示的界面：,单片机原理与应用,图6-12 选择接地线,左键选择 GROUND，并在原理图编辑窗口中左击，这样“地”就被放置到原理图编辑窗口中了。如
12、图6-13所示。,单片机原理与应用,图6-13 放置 元件图,单片机原理与应用,说明,如果要用到确定的直流电压，就可以用工具栏中的POWER和GROUND 象放置元器件一样来放置电源和地。电源的默认值是+5V，地默认为0V 。如果需要10V的电压，则可在电源的设置选项卡的string里 输入+10V 就可以了。不过要注意前面的“+”号一定要加上，否则不能防真。,单片机原理与应用,说明,在Proteus防真画图过程中，有正电源（VDD/VCC），地（GND）引脚的元器件。软件会自动把其电源引脚定义为相应的电压，所以在这些元器件上的电源地脚上不接电源、地也是正确的（单片机也不用接晶振，只需在设置选
13、项中输入晶振的频率即可）。,单片机原理与应用,连线,在绘图的过程中，首先把所需要的元件放置到绘图区，然后再连接各元件之间的连线。,单片机原理与应用,说明,在两个对象间连线，左击第一个对象连接点，如果你想让ISIS自动定出走线路径，只需左击另一个连接点。这就是Proteus的线路自动路径功能(简称WAR)，如果你只是在两个连接点用鼠标左击，WAR将选择一个合适的线径。,单片机原理与应用,说明,WAR为你省去了必须标明每根线具体路径的麻烦。该功能默认是打开的，如想关闭，可通过使用工具菜单里的Wire Auto Router命令来关闭。另一方面，如果你想自己决定走线路径，只需在想要拐点处点击鼠标左键
14、。,单片机原理与应用,添加仿真文件,图6-15是编辑元件对话框，先右键AT89C51再左键，出现图 6-11所示的对话框。在 Program File 中单击，出现文件浏览对话框，找到 LED.hex 文件，单击OK退出。,单片机原理与应用,图 6-15 编辑 元件 对话框,单片机原理与应用,仿真,原理图绘制完后，就可以加载程序，再单击按钮即可开始仿真。,单片机原理与应用,Proteus与Keil联调,1、下载并安装 http:/downloads.labcenter.co.uk/vdmagdi.exe 2、打开Proteus，画出相应电路。在Proteus的tools菜单中选中use rem
15、ote debug monitor 3、在keil中编写MCU的程序。,单片机原理与应用,进入KEIL的project菜单,4、进入KEIL的project菜单option for target 工程名。在DEBUG选项中右栏上部的下拉菜选中 Proteus VSM Simulator。再进入seting，如果同一台机IP 名为127.0.0.1，如不是同一台机则填另一台的IP地址。端口号一定为8000,单片机原理与应用,图 6-17 Proteus联调设置图,单片机原理与应用,图 6-18 KEIL联调设置图,单片机原理与应用,注意：,可以在一台机器上运行keil，另一台中运行Proteus
16、进行远程仿真。,单片机原理与应用,在keil中进行debug,5、在keil中进行debug，同时在Proteus中查看直观的结果。如图6-19所示。,单片机原理与应用,图6 -19 Proteus 与 Keil 联调效果图,单片机原理与应用,proteus 常用快捷键,F8：全部显示：当前工作区全部显示 F6：放大 以鼠标为中心放大 F7：缩小 以鼠标为中心缩小 G：栅格开关 栅格网格Ctrl+F1：栅格宽度0.1mm F2：栅格宽度0.5mm F3：栅格宽度1mm 显示栅格为1mm，F4：栅格宽度2.5mm,单片机原理与应用,proteus 常用快捷键,Ctrl+s：打开关闭磁吸 x：打开
17、关闭定位坐标 显示一个大十字射线 m：显示单位切换，mm和th之间的单位切换， o：重新设置原点，将鼠标指向的点设为原点 u：撤销键 R：刷新 +-：旋转,单片机原理与应用,proteus 常用快捷键,Pgdn：改变图层 Pgup：改变图层 Ctrl+Pgdn：最底层 Ctrl+pgup：最顶层 Ctrl+画线：可以划曲线,单片机原理与应用,Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统。 Keil C51集编辑、编译、仿真于一体，支持汇编、PLM 语言和 C 语言的程序设计，友好的全Windows界面，易学易用。在Keil C51中可以完成编辑
18、、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。,C程序的编译,单片机原理与应用,1.运行Keil C51双击桌面上Keil C51快捷图标，进入uvision2的操作界面。 2.建立一个新工程（Project） 建立一个存放本次工作存放文件的一个文件夹，按软件提示输入工程名（文件夹名）。 3.选中Atmel 公司的AT89S51由于我们的实验板使用的单片机是Atmel 公司的AT89S51，所以要在Keil C51中选AT89S51，以保证Keil C51调用对应的库文件。,单片机原理与应用,.编辑C程序 可直接在Keil C51中编写C程序，也可将其它文本编辑编写的C程序复制到Keil C51的文本编辑区内。 .添加C程序并添加到工程中 将已编辑好的C程序进行存盘，注意文件一定要存为后缀名为.C的C程序。然后将文件添加到工程中。,单片机原理与应用,6.设置使Keil C51对C程序编译后输出HEX文件 在工程文件管理窗口中“工程名”上单击鼠标右键，在出现的菜单条上选 Options for Target 工程名，在Output 选项卡中，选中Create HEX File选项（打上钩），单击确定按钮，就完成了设置。 7.对C程序进行编译 选择菜单或点击编译工具对C程序进行编译，若编译结果无错误，就可对HEX文件下载到单片机。,单片机原理与应用,
