Proteus仿真软件使用方法
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8-1 ISIS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：
Keil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：
①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File→Save As..→选择某目录，文件名.ASM, 存盘）；
②打开“Project”菜单→选择新建工程“New Project...”→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 Group 1）；
③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）；
④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（如AT89C51）,按“确定”键；
⑤打开“Project”菜单→选择“Options for 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
⑥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8-5] →按“确定”键。
图8-5 选择调试的仿真器及运行设置
⑦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：ORG 0000H
AJMP MAIN
MAIN: MOV C, ；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。
MOV C, ；以便控制发光二极管的亮或灭。
MOV , C
MOV C,
MOV , C
MOV C,
MOV , C
ACALL DELAY
AJMP MAIN
DELAY: MOV R5, #5FH ；软件延时子程序
L1: MOV R6, #0AFH
DJNZ R6, $
DJNZ R5, L1
RET
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
①掌握采用并行接口实现外部器件的扩展方法；
②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；
③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
①理解内存与IO统一编址的外设端口地址的映射及控制；
②理解用查询方式、中断方式完成模/数转换程序的编写方法；
③理解DAC0832直通方式，单缓冲器方式、双缓冲器方式的编程方法。
3.实验设备
计算机 1台；
Proteus仿真软件 1套。
4.实验说明
④ADC0809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AD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。
⑤ 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
①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
ORG 0000H
MAIN: CLR A
SETB ;设定与EOC接口IO处于接收状态
MOV DPTR,#0FEF8H ;选择A/D端口地址
NOP
MOVX @DPTR,A ;启动AD转换
WAIT: JB ,WAIT
MOVX A,@DPTR ; 读入结果
NOP
LJMP MAIN
②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
ORG 0100H
START: MOV DPTR,#0FEFFH ；置DAC0832的地址
LP: MOV A,#0FFH ；设定高电平
MOVX @DPTR,A ；启动D/A转换，输出高电平
LCALL DELAY ；延时显示高电平
MOV A,#00H ；设定低电平
MOVX @DPTR,A ；启动D/A转换，输出低电平
LCALL DELAY ；延时显示低电平
SJMP LP ；连续输出方波
DELAY: MOV R3,#11 ；延时子程序
D1: NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
DJNZ R3,D1
RET
END
6.设计型实验内容
①根据基础型实验的步骤①、②，由DAC0832输出模拟量，ADC0809采集数据。分配
端口实现的硬件连接，画出流程并设计程序实现该过程，比较输出的数据跟采集到
的数据是否一致，如不一致分析一下产生误差的原因。
②结合实验十显示模块，设计流程并编写程序实现基于ADC0809分别采用延时法、查
询法、中断法采集数据，并将采集到的十六进制结果显示在LED显示模块上。
③采用DAC0832设计一简易的信号发生器，设计流程并编写程序实现50Hz的方波、
锯齿波。
7.实验扩展及思考
①采用ADC0809的8个通道采集8个模拟量信号，并将实际电压值分通道、分时地显
示在LED上。
②采用DAC0832设计一正弦信号发生器，在相同输出点数的情况下，并实现最高频率
的输出。