５１單片機最小化應用系統的Ｐｒｏｔｅｕｓ仿真

陳　堅　李　昕　黃　櫻

摘要：單片機應用技術學習涉及到的實驗實踐環節比較多，而且硬件投入比較大。隨著計算機技術的進步，基于EDA技術的Proteus能很好解決這個問題。本文通過介紹51單片機最小化應用系統設計實例，詳細說明了Proteus在單片機系統開發中的應用。

關鍵詞：單片機；51單片機最小應用系統；Proteus仿真

中圖分類號：TP391文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)18-21ppp-0c

Proteus Simulation for 51-MCU Minimum Application System

CHEN Jian, LI Xin, HUANG Ying

(Hunan Institute of Technology of Hunan, Hengyang 421008, China)

Abstract: MCU application technology involves experimental practice more, and hardware investment is relatively large. With the development of computer technology, the Proteus based on EDA technique can solve the problem perfectly. This paper shows Proteus's application by the design of the 51-MCU minimum application system.

Key words: MCU; 51-MCU minimum application system; Proteus Simulation

1 引言

單片機體積小，重量輕，具有很強的靈活性而且價格便宜，具有邏輯判斷，定時計數等多種功能，廣泛應用于儀器儀表，家用電器，醫用設備的智能化管理和過程控制等領域。單片機應用技術學習中涉及到的實驗實踐環節比較多，而且硬件投入比較大，而且單片機的種類繁多，再加上資金的限制，不可能在一個實驗室包括所有種類的單片機仿真設備。因此，引入單片機軟件仿真系統建立虛擬實驗平臺（Proteus仿真軟件平臺），不僅可以大大提高單片機學習效率并完成很好的完成教學效果，而且大大減少硬件設備的采購，同時降低對硬件設備進行維護的工作量。

2 Proteus功能簡介

Proteus軟件是來自英國Labcenter Electronics公司的EDA 工具軟件，Proteus 軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用。除了具有和其它EDA 工具一樣的原理布圖、PCB自動或人工布線及電路仿真的功能外，其革命性的功能是它的電路仿真是互動的。針對微處理器的應用，還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，并實現軟件源碼級的實時調試。如有顯示及輸出，還能看到運行后輸入輸出的效果，配合系統配置的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀等，Proteus可以建立完備的電子設計開發環境。

3 51單片機最小化應用系統Protesus仿真

3.1 軟件的編寫

本系統軟件的編寫選擇在Keil軟件環境下進行，芯片的型號選擇AT89C51，編寫匯編程序并保存為data.asm文件，其程序如下：

;** 51單片機的最小化應用系統主程序 **

MAIN: CLRP1.7;主程序開始，P1.7輸出低電平"0"，讓點亮發光二極管

ACALLDELAY ;調用延時子程序延時一段時間，讓發光二極管亮一段時間

SETB P1.7;P1.7輸出高電平"1"，熄滅發光二極管

ACALLDELAY ;調用延時子程序延時一段時間，讓發光二極管熄滅一段時

AJMP MAIN;跳轉到程序開頭重復執行

;** 51單片機的最小應用系統延時子程序 **

DELAY: MOV R7,#255

Y1:MOV R6,#255

DJNZR6,$

DJNZR7,Y1

RET ;延時子程序返回

END ;程序結束

之后，利用Keil編譯器編譯調試，編譯成功后生成data.hex文件。

3.2 繪制proteus仿真電路圖

運行Proteus的ISIS，進入操作界庫中選擇元件，在Pick devices窗口中選擇系統所需元器件，還可以選擇元件的類別，生產廠家等。本例所需主要元器件有：AT89C51芯片，12M晶振，LED（發光二極管），若干電容和電阻等，詳見表1。選擇元器件后連接圖1所示電路。

表1 元器件清單

圖1 51單片機最小化系統仿真電路

Microprocessor ICs類的芯片的引腳與實際的芯片基本相同， 唯一的差別是隱去了GND和VCC引腳，系統默認的是把它們分別連接到地和+5V直流電源。故在電路連線時可以不考慮電源和地的連接。電路連接完成后，選中AT89C51單擊鼠標左鍵，打開“Edit Component”對話窗口,可以直接在“Clock Frequency”后進行頻率設定，設定單片機的時鐘頻率為12MHz。在“Program File”欄中選擇已經生成的data.hex文件，把在Keil編寫的程序導入Proteus，然后單擊“OK”按鈕保存設計。至此，就可以進行單片機的仿真。

3.3 Proteus仿真結果

AT89C51單片機最小化系統仿真結果如圖2。仿真結果表明，系統達到了預先發光二極管閃爍的設計要求。在仿真的過程中每個管腳旁邊會出現一個小方塊，紅色的方快表示高電平，藍色的表示低電平。通過方快顏色的變化可以很方便地知道每個管腳電平的變化，從而能對系統的運行有更直觀的了解，這對程序的調試有很大的幫助。

圖2 仿真結果

4 結束語

本文結合一個簡單的單片機最小化系統設計詳細說明了Proteus在單片機開發中的應用。Proteus結合編程軟件，如本文提及的Keil軟件，能快速地進行單片機仿真，對于教學來說具有事半功倍的效果，對于工程應用來說能加快系統開發進程，降低開發成本。

參考文獻：

[1] 陳朝元，魯五一. Proteus 軟件在自動控制系統仿真中的應用[J]. 系統仿真學報，2008,(7):318-320.

[2] 黃夙絢. Proteus與Ultra Edit、Keil的聯合使用[J]. 無線電, 2005,(7):36-37.

[3] 李廣弟，等. 單片機基礎[M]. 北京：北京航空航天大學出版社, 2001.

收稿日期：2008-03-26

基金項目：湖南省教育廳科研資助項目《基于單片機的嵌入式USB主機研究》（07C032）

作者簡介：陳堅（1981-），男，福建省福州人，助教，學士，研究方向：電子信息技術；李昕（1979－），女，湖南常寧人，助教，碩士，研究方向：計算機應用技術。