淺談Proteus仿真在單片機教學中的應用

韓振花

【摘要】當前在很多院校都開設了單片機課程，大部分仍然采用的是理論講解與實驗箱驗證的教學模式。這種教學模式具有很大弊端，比如理論與實踐的嚴重脫節;學習缺乏自主性，注重完成實驗結果的驗證，實驗箱工作不穩定等等問題。現如今可以利用Proteus仿真技術虛擬一個實驗箱，利用Proteus強大的仿真技術，使得這種虛擬實驗箱具有非常好的靈活性，可以將學習過程中每一個知識點都能很方便的變成獨立的驗證實驗，并且可以達到個性化的設置，具有學習靈活，直觀的特點，非常適合應用在目前所提倡的項目教學法中，經過實踐應用，其具有很好的教學效果。

【關鍵詞】單片機;Proteus軟件;仿真

1引言

由于單片機具有功能強、使用靈活、可靠性高、成本低、體積小、面向控制、具有智能化功能等優點，其應用極為廣泛，已滲入到工業、軍事、生活等各個領域。現代產品如汽車、機床、家電等的更新換代大多是電子技術特別是單片機技術在各類產品上的應用帶來的。單片機性能開發已成為科技、工程領域的重要內容。及于此，目前各類學校多類專業普遍開設單片機課程[1]。

在分析Proteus仿真軟件特點的基礎上，以MCS-51單片機教學為例，重點闡述了Proteus軟件的仿真應用。

2 Proteus 在單片機教學中實際應用

單片機的廣泛應用于各個領域，它非常普及又在不斷推陳出新，是高校電類專業的一門重要專業課程，但如用傳統的課堂式教學內容枯燥專業性強學生很難掌握;若是采用硬件實訓教學則需要教學硬件投入，并加上學生使用操作不當會增加硬件器材消耗。Proteus則解決了上述的問題：它不僅將許多單片機功能形象化，也可將許多單片機實例運行過程形象化。前者可在相當程度上得到實物演示實驗的效果，后者則是實物演示實驗難以達到的效果，而且不需要硬件投入，學生普遍反映，通過使用Proteus 軟件進行單片機系統仿真設計對單片機的學習比單純學習書本知識更容易接受，更容易提高。下面以交通燈為例，詳細說明Proteus 在單片機系統設計的使用。

2.1電路原理圖設計

運行Proteus軟件進入其編輯環境。單擊元件列表區的P命令即彈出元器件選擇（Pick Devices）對話框，調入所需元件仿真庫。將電路中的所用元件從元器件庫中調出來，放到繪圖區并編輯其屬性，接著進行合理的布局后，就可以進行連線了。所有導線畫完后，再點擊工具欄的按鈕，添加上必要的電源和接地符號，原理圖的繪制就完成了，交通燈電路原理圖如圖1所示。

圖1? 交通燈電路圖

2.2 軟件編程

通過菜單“Source→Add/Remove Source files”新建源程序文件：交通燈.ASM;通過菜單“Source 交通燈.ASM”，打開Proteus提供的文本編輯器Source Editor，在其中編輯如下源程序：

ORG 00H

MAIN：MOV P1，#11H

JB P3.0，$

MOV R0，#0

MOV DPTR，#TAB

LP：MOV A，R0

MOVC A，@A+DPTR

MOV P1，A

CALL DELAY

INC R0

CJNE R0，#52，LP

TAB：DB 14H，14H，14H，14H，14H，14H，14H，14H，14H，14H

DB 14H，14H，14H，14H，14H，14H，14H，14H，14H，14H

DB 10H，12H，10H，12H，10H，12H

DB 41H，41H，41H，41H，41H，41H，41H，41H，41H，41H

DB 41H，41H，41H，41H，41H，41H，41H，41H，41H，41H

DB 01H，21H，01H，21H，01H，21H

DELAY：MOV R4，#10;（fosc=12MHz，T=1μs）

D2：MOV R5，#125

D1：MOV R6，#200

DJNZ R6，$

DJNZ R5，D1

DJNZ R4，D2

RET

END

程序編輯好后，存入文件名為交通燈.ASM中。再通過菜單“Source→Build All”編譯匯編源程序，生成目標代碼文件。若編譯失敗，可對程序進行修改調試直至編譯匯編成功，產生交通燈.HEX文件。

2.3 系統仿真

在Proteus中，可以直接與Keil編程軟件進行聯調，進而實現對所設計電路的驗證。本文主要采用Proteus自帶編譯系統進行仿真調試，具體步驟為：鼠標指針在單片機器件80C51上，雙擊該器件，在“Program File”欄中單擊打開按鈕，出現文件瀏覽對話框，找到“交通燈.HEX”，添加文件。從彈出的屬性編輯對話框，在“Clock Frequency”欄中把頻率設定為12MHz。單擊運行按鈕，全速啟動仿真，仿真運行結果如圖2所示。

圖2? 交通燈仿真電路運行結果圖

3 結語

51系列單片機系統只是EDA軟件Proteus 的一方面，對其系列的CPU都可進行設計仿真。EDA技術開啟了電子行業設計的一場革命，高速發展，因此我們應讓學生盡早接觸在教學中使用。

參考文獻：

[1]《新課程的深化與反思》余文森、吳剛平著? 首都師范大學出版社 2004.1

[2]《單片機原理與應用——基于Proteus與Keil C》林立著 電子工業出版社 2009.7

[3]《Proteus--電子技術虛擬實驗室》朱清慧著 主編水利水電出版社 2010.8

[4]《單片機原理、應用與PROTEUS仿真》張靖武著? 電子工業出版社 2008.8