PROTEUS 在“單片機技術基礎”教學中的應用

劉春龍

PROTEUS是英國Labcenter Electronics 公司研發的多功能EDA軟件，是一個完整的單片機軟件、硬件設計仿真平臺，其仿真結果與實際硬件非常接近，因此在工程設計和單片機教學中都具有重要的現實意義。本人在課堂教學中已將PROTEUS應用于單片機技術基礎課程的課堂教學、實驗教學與課程設計中，并取得了很好的教學效果。

一、單片機PROTEUS仿真教學基本內容和步驟

單片機在理論教學和實驗驗證中，教學內容一般包括：單片機內部資源及周邊外圍電路設計和裝調、控制程序的編寫、單元電路的調試和整個應用系統的調試。所以，老師在單片機教學時，要根據單片機課程和學生實際，將課程教學內容合理分配課時，并在課前做好適當充分的準備，使更好的完成單片機教學任務。1.單片機內部資源實驗；2.硬件電路的設計和裝調；3.Keil軟件C程序的編制、調試；4.調試。

二、教學實例

Protues運行于Windows操作系統中，可以仿真、分析各種模擬器件和集成電路。在硬件仿真系統中具有全速、單步、設置斷點等調試功能。同時可以觀察各個變量、寄存器等的當前狀態。下面以一個實際的“單片機控制八路搶答器”仿真例子介紹如何使用PROTEUS軟件進行電路設計。

（一）設計任務

設計一個單片機控制八路智能搶答器，使其可以完成競賽時選手搶答功能。

（二）控制要求

1.設八個搶答按鈕，另設一個按鈕用來清零。

2.搶答時能夠顯示隊號，具有報警功能。

3.只要有按鈕按下，其他選手按鈕功能失效。

4.電路具有倒計時功能。

（三）單片機控制八路搶答器硬件電路原理圖（略）

（四）軟件程序

#include? //頭文件

……? // 單片機引腳定義、數碼管數據等程序，此處省略

void main（void）{? //主函數

……? // 定時設定等初始化程序，此處省略

while（1）{? //大循環

……? // 數碼管動態掃描、數碼管倒計時閃爍等程序，此處省略

switch（ID）{//狀態機實現搶答程序

case 0：? ……? // 狀態機初始化等程序，此處省略

ID=1；//交通燈執行流程切換變量賦值1，進入第1步

break；//跳出第0步

case 1：? ……? // 搶答器復位等程序，此處省略

ID=2；//交通燈執行流程切換變量賦值2，進入第2步

break；? ?//跳出第1步

case 2： ……? // 搶答器啟動程序，此處省略

ID=3；//交通燈執行流程切換變量賦值3，進入第3步

break；? ?//跳出第2步

case 3：//8位選手搶答程序

if（miao==0） {TR0=0；buf[0]=buf[1]=0；ID=0；}//秒為0，停止定時器，同時清除數碼管緩存，交通燈執行流程切換變量賦值0，進入第0步

if（P1==0xFE）{P0=0xF9；TR0= 0；LED1=1；ID=1；} //選手1搶答

else if（P1==0xFD）{P0=0xA4；TR0=0；LED1=1；ID=1；}// 選手2搶答

……// 3～7搶答器程序，此處省略

else if（P1==0x7F）{P0=0x80；TR0=0；LED1=1；ID=1；}// 選手8搶答

break；? ?//跳出第3步

}

}

}

void Timer_0（void）interrupt? 1 //定時器T0的中斷函數

{

……? // 定時中斷等程序，此處省略

}

}

在Keil建立項目并編譯出“.hex”文件后，將其導入Proteus仿真軟件虛擬單片機中，并按F5或單擊Proteus軟件工具欄的仿真按鈕，在Proteus軟件里直接進行實驗任務操作，直接可以查看到結果。最后，利用單片機下載軟件將“.hex”文件傳送至單片機進行硬件調試，查看是否滿足控制要求。

責任編輯 徐國堅