Proteus与第三方IDE联合搭建单片机系统仿真平台
建立Proteus的单片机串口仿真平台
建立Proteus的单片机串口仿真平台本文详细介绍如何建立Proteus和PC机串口通信软件之间，进行通信仿真的平台。
这个平台由三个部分组成。
它们是：Proteus的单片机仿真电路，PC机串口通信软件，连接前两部分的虚拟串口软件。
1.Proteus的单片机仿真电路为了尽量简单明了，仿真电路只包含单片机和Proteus的COMPIM两个器件。
本文的单片机采用AVR M16。
运行Proteus的ISIS。
加入两个器件如下：类别：Microprocessor ICs器件：ATMEGA16库：A VR2描述：-类别：Miscellaneous器件：COMPIM库：ACTIVE描述：COM Port Physical Interface model仿真电路，如图1图1 Proteus串口仿真实例电路这里需要说明两点：首先，不需要串口电平转换电路。
例如：MAX232等；其次，连线不必交叉。
交叉任务交给虚拟串口去完成。
串口功能：中断接收到一个字节（0—255）无符号整数后，立即将收到的数据发送回去。
所以，程序非常简单。
重点在于建立仿真通信平台，因此不厌其烦地叙述建立平台的过程，以尽量避免初学者在某处卡住。
设置ATMEGA16的属性。
单击A TMEGA16变红色，再单击，弹出编辑元件窗口，如图2图2 ATMEGA16编辑元件窗口只要编辑红框圈起来的参数：Program File建议选择.cof文件，这样可以单步调试。
当然，对本项目过于简单没什么可调试的。
也可以选择.hex文件。
千万注意，当文件目录改版后，一定要重新选择文件路径！另一个参数CKSEL Fuses按图上的选择。
注意：程序中，初始化串口时，波特率因子也得按主频8M来选择！设置COMPIM的属性。
单击COMPIM变红色，再单击，弹出编辑元件窗口，如图3图3 COMPIM编辑元件窗口按红框内的选择即可。
当然可以改变。
但是，必须记下这些参数。
PC机的串口通信软件的参数，除了串口号必须和（例如CMO1）不同外，其它4项参数（波特率，数据位数，停止位数，校验码）必须一致。
基于Proteus和Keil的单片机实验平台
铜陵职业技术学院学报２０１２年第４期基于Ｐｒｏｔｅｕｓ和Ｋｅｉｌ的单片机实验平台刘盛妍（铜陵职业技术学院，安徽铜陵244000）摘要：文章针对目前单片机实验教学中的主要问题,构建基于Proteus 和Keil 软件，并配合单片机开发板设计的实验平台。
将电路设计与制作、软件仿真有机地结合起来。
首先通过Keil 编程调试和Proteus 仿真，让学生巩固掌握软件设计方法以及电路设计原理，然后通过开发板进行实际电路的设计制作,最终使学生掌握基本的单片机应用技能，培养学生实践和创新能力,检验课堂教学效果,促进教学质量提高。
关键词：单片机；实验；Proteus ；Keil中图分类号：G424.31文献标识码：A文章编号：1671-752X （2012）04-0080-02收稿日期：2012-08-13作者简介：刘盛妍（１９８６－），女，安徽铜陵人，铜陵职业技术学院机电工程系教师。
单片机具有结构简单、控制功能强、可靠性高、体积小、价格低等优点，单片机技术作为计算机技术的一个重要分支，广泛应用于工业控制、智能化仪器仪表、家用电器、电子玩具等各个领域［１］。
单片机是自动化、电子技术类学生的一门专业基础课，也是后续学好热门课程———嵌入式系统的基础，具有很强的实践性。
但是，这门课程对于大部分学生而言，难度较大。
一方面在于学校实验条件以及授课学时的限制，使得理论教学多于实践，两者不能很好地结合；另一方面，在传统的“ＰＣ机＋仿真器＋实验箱”的实验教学中，学生按照指导书上的原理图在实验箱上搭接电路，再编写相关Ｃ或汇编程序，烧录到单片机芯片里便完成任务，这样很难参与设计仿真及制作等过程，得不到真正的锻炼，从而在综合设计或者竞赛中，常常不知所措。
通过使用单片机开发软件Ｋｅｉｌ和仿真软件Ｐｒｏｔｅｕｓ的联调，再加以开发板的设计制作来进行教学实验，能够较大程度弥补这些缺陷。
Ｐｒｏｔｅｕｓ是英国Ｌａｂｃｅｎｔｅｒ公司的嵌入式系统仿真开发软件，作为一种低投资的电子设计自动化软件，可以仿真５１系列、ＡＶＲ、ＰＩＣ的ＭＣＵ和所有的外设。
基于Proteus的单片机虚拟实验平台建设
基于Proteus的单片机虚拟实验平台建设摘要：鉴于单芯片存在的不足课程的教学和实验，我们建议构建单片机虚拟实验平台Proteus软件实现，验证了该项目的可行性通过具体的例子分析。
在实际操作中，项目实现了硬件和软件仿真和调试没有物理circuit.It的缩短了设计困难和开发成本，并且已经取得了良好的的教学progress.So，这个项目具有很高的应用在高校中的价值。
关键词：变形杆菌;单芯片仿真，虚拟实验一，简介单芯片是一门实践性很强的课程，包括大量的实验和practices.It起着重要的作用，在培养学生的实验和创新思维的能力。
单芯片技术不仅是PLC的基础上和嵌入式知识，但也是一个基本条件就业的学生，主修计算机及电子产品。
目前，大多数高校在他们使用硬件仿真设备实验室，但由于各种各样的单芯片结合财政拮据，它是不可能在实验室，包括所有类型的单片机仿真设备。
建立单芯片的虚拟实验平台，也就是使用EDA软件模拟硬件电路，并获得一个模拟导致通过结合硬件电路框图及软件，可以用来作为一个重要补充克服了许多传统experiment.It条件限制和丰富实用的教学方法。
二，目前单片实践教学方法与问题A.实验教学方法的基础上的单芯片实验板学生程序和测试结果与现有的电路板。
这个现有的电路板的优点很容易使用和其低廉的价格，但由于限制芯片的实验板，它具有有限的学生“创新的理念，同时也不能适合目前流行的技术。
这一方法适用于教学实验但不能满足学生的需要独立设计[1]。
B.设计方法的基础上的面包板学生现成的设计电路，焊接组件面包板，debug.Through实践中，我们发现，在面包板上的焊接点容易是错的，焊接电路不能使用。
因为the interval面包板上的两个孔之间的过大，极大地制约了类型的芯片和元器件方法使用导线连接的电路设计。
不能符合实际的生产实践。
C.该方法的学生设计，独立地生产印刷电路板学生在教师的指导下设计电路，画出电路原理图，然后产生PCB.After的完成学生的电路板，焊接电路，进一步程序模拟器和验证，终于调试程序刻录完成的设计到ROM.This方法是一种单芯片的设计，包含了所有的步骤，什么同学们在这个过程中接近生产实践中，这些学生谁拥有良好的基础，可以大大增强。
proteus与keil整合构建单片机虚拟实验室.doc
Proteus与Keil整合构建单片机虚拟实验室 1推荐Pro七eu5与Ke i I介绍ProteusProteus是一种低投资的电子设计自动化软件，提供Schemat ic Drawing，SPI CE仿真与PCB设计功能，这一点proteus与multiSim比较类似，只不过它可以仿真单片机和周边设备，可以仿真5 1系列、AVR，PIC等常用的MCU，与keil 和MPLAB不同的是它还提供了周边设备的仿真，只要给出电路图就可以仿真，例~H373，led，示波器，Proteus提供了大量的元件库，有RAM，ROM，键盘，马达，LED，LCD，AD／DA，部分SPI器件，部分IIc器件，编译方面支持Kei l和MPL AB，里面有大量的例子参考．(1)Proteus可提供的仿真元件资源Proteus软件提供了可仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件和多达30多个元件库。
(2)Pr0teus可提供的仿真仪表资源虚拟仪器仪表的数量、类型和质量，是衡量仿真软件实验室是否合格的一个关键因素。
在Proteus软件中，理论上同一种仪器可以在一个电路中随意的调用。
除了现实存在的仪器外，Proteus还提供了一个图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来，其作用与示波器相似但功能更多。
这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标，例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗。
这些都尽可能减少了仪器对测量结果的影响。
(3)Pr0teus可提供的调试手段Proteus提供了比较丰富的测试信号用于电路的试。
这些测试信号包括模拟信号和数字信号。
2．Keil是德国开发的一个51单片机开发软件平，最开始只是一个支持C语言和汇编语言的编译器软件。
后来随着开发人员的不断努力以及版本的不断升级，使它已经成为了一个重要的单片机开发平台，不过KEIL的界面并不是非常复杂，操作也不是非常困难，很多工程师的开发的优秀程序都是在KEIL的平台上编写出来的。
【免费下载】建立Proteus的单片机串口仿真平台
目录改版后，一定要重新选择文件路径！
另一个参数 CKSEL Fuses 按图上的选择。注意：程序中，初始化串口时，波特率
因子也得按主频 8M 来选择！
图3
设置 COMPIM 的属性。单击 COMPIM 变红色，再单击，弹出编辑元件窗口，如
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力根通保据过护生管高产线中工敷资艺设料高技试中术卷资，配料不置试仅技卷可术要以是求解指，决机对吊组电顶在气层进设配行备置继进不电行规保空范护载高与中带资负料荷试下卷高问总中题体资，配料而置试且时卷可，调保需控障要试各在验类最；管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况中卷下，安与要全过加，度强并工看且作护尽下关可都于能可管地以路缩正高小常中故工资障作料高；试中对卷资于连料继接试电管卷保口破护处坏进理范行高围整中，核资或对料者定试对值卷某，弯些审扁异核度常与固高校定中对盒资图位料纸置试，.卷保编工护写况层复进防杂行腐设自跨备动接与处地装理线置，弯高尤曲中其半资要径料避标试免高卷错等调误，试高要方中求案资技，料术编试交写5、卷底重电保。要气护管设设装线备备置敷4高、调动设中电试作技资气高，术料课中并3中试、件资且包卷管中料拒含试路调试绝线验敷试卷动槽方设技作、案技术，管以术来架及避等系免多统不项启必方动要式方高，案中为；资解对料决整试高套卷中启突语动然文过停电程机气中。课高因件中此中资，管料电壁试力薄卷高、电中接气资口设料不备试严进卷等行保问调护题试装，工置合作调理并试利且技用进术管行，线过要敷关求设运电技行力术高保。中护线资装缆料置敷试做设卷到原技准则术确：指灵在导活分。。线对对盒于于处调差，试动当过保不程护同中装电高置压中高回资中路料资交试料叉卷试时技卷，术调应问试采题技用，术金作是属为指隔调发板试电进人机行员一隔，变开需压处要器理在组；事在同前发一掌生线握内槽图部内 纸故，资障强料时电、，回设需路备要须制进同造行时厂外切家部断出电习具源题高高电中中源资资，料料线试试缆卷卷敷试切设验除完报从毕告而，与采要相用进关高行技中检术资查资料和料试检，卷测并主处且要理了保。解护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
“三大利器”构建单片机仿真实验平台
“三大利器”构建单片机仿真实验平台摘要:为了加强单片机课程的教学改革,不断提高单片机课程实验环节教学质量,本文将借助三个实用软件,介绍几种搭建单片机仿真实验平台的方法,利用这些方法可以将单片机实验室“搬进”学生寝室,教师可以任务驱动的方式提高学生的参与性,并具有实验时间不受限制,有效降低实验成本和设计风险等优点,有利于培养学生的创新能力。
关键词:单片机;教学改革;仿真实验平台目前,我国许多高校都应社会发展和市场需求在不同的专业开设了单片机课程,这无疑推动了单片机技术在实际生产生活中的应用,缓解了社会对单片机应用人才的需求压力,推动了大学生就业。
然而单片机课程又是一门实践性很强的课程,要想在教学过程中取得较好的效果,就必须要求学生在学习过程中多动手实践,这对开设这门课程的学校而言又提出了一定的要求,也就是要提供较好的实验环境,甚至要模拟企业的环境组建单片机开发工作室,让学生在“做中学”,真正的玩转单片机,否则会出现部分学生感到枯燥难学、教师感到吃力难教这样的尴尬。
单片机技术的发展,也推动着单片机开发工具的不断推陈出新,典型的有WA VE6000、Keil C51以及Proteus等,这些软件的推出给单片机学习、单片机设计与开发带来了方便,也可以很好地解决一部分学校因实验条件不足或实验室资源不充分而带来的问题,我们在这里向大家介绍WA VE6000、Keil C51和Proteus 这三个软件在构建单片机仿真实验平台过程中的应用方案,它可以将单片机实验室“搬进”学生寝室,教师可以按任务驱动的方式提高学生的参与性,并具有实验时间不受限制,有效降低实验成本和设计风险等优点。
1WA VE6000软件简介1.1 WA VE6000的特点WA VE6000是一款功能强大的单片机程序编辑、调试、仿真的Windows软件。
该软件可以配合伟福公司开发的硬件仿真器进行仿真,也可以单独进行单片机的软件模拟仿真,结合一台编程器,就可进行低投入的单片机开发工作。
基于Proteus和Keil的单片机虚拟仿真平台的设计
第25卷第6期上海电力学院学报V o.l 25,No .62009年12月J ourn al of Shanghai U n i vers it y of E lectri c Pow erDec . 2009文章编号:1006-4729(2009)06-0607-04基于Proteus 和K eil 的单片机虚拟仿真平台的设计收稿日期:2009-10-28作者简介:王威(1984-),男,在读硕士,河南商丘人.主要研究方向为电气设备状态检测与故障诊断.E -m a i:lbebeyond_w ang @.基金项目:上海电力学院研究生创新基金项目(D 08107).王 威,刘 佳,张志雄,王 挺,杨 平(上海电力学院电力与自动化工程学院,上海 20090)摘 要:总结了传统单片机开发方法的缺点和不足,介绍了P ro teus 软件的强大虚拟仿真功能,结合K eil 软件的特点,提出了基于P roteus 和K eil 软件的新的单片机仿真调试方法,给出了利用P roteus 和K e il 软件搭建仿真系统的步骤,并在此平台上进行了综合仿真实验系统的设计,以实例说明了Proteus 软件在单片机开发和仿真应用上的优越性.关键词:P ro teus 软件;K e il 软件;单片机;仿真平台中图分类号:T P 391;TP 368.2文献标识码:ADesign ofMCU Si m ulation Platfor m Based onProteus and KeilW ANG W e,i LIU Jia ,Z HANG Zh-i x i o ng ,W ANG T i n g ,YANG P i n g(Schoo l of E lectric P o w er and A u t omation Eng ineering,Shan ghai Un i ver sit y ofE lectric P o w er,Shanghai 200090,China )Abst ract : The sho rtco m i n gs and deficiencies o f traditi o na l m icr ocontr o ller developm ent m ethods are su mm arized ,the Pr o teus as a po w erf u l v irtua l si m ulation soft is introduced ,andMCU e m ulation soft w are debugg i n g m ethod based on the ne w Pr o teus and K eil is presented ;them ethods and steps o fbuildi n g a co -si m u lation platfor m based on Proteus and Ke il are li s ted ,and by use t h is p latfor m an i n tegrated si m ulati o n of the m icr ocontroller deve l o p m ent syste m is developed .Fina ll y ,thesuperiority of Proteus so ft w are in the MCU applicati o n deve l o pm ent and si m u lation is illustrated .K ey w ords : Proteus so ft w are ;Ke il soft w are ;M C U;si m ulation p latfor m 随着电子技术的迅猛发展,单片机在工业控制、电子消费、医疗器械等方面得到了广泛应用.单片机作为嵌入式系统的核心器件,其系统设计包括硬件电路设计和程序设计两个方面,调试过程一般分为软件调试、硬件调试、系统调试3个过程.在工程实践中,单片机应用技术所涉及的实验实践环节较多,且硬件投入较大,如果因为控制方案有误而进行相应的开发设计,会浪费较多的时间和经费.Proteus 仿真软件很好地解决了这些问题,它可以像Prote l 一样绘制硬件原理图并进行硬件调试,再与Ke il编程软件进行联调,实现对控制方案的验证.1联合仿真平台的搭建1.1P roteus和K eil简介Proteus是英国Labcenter electron ics公司研发的多功能EDA软件,它由I SIS(智能原理图输入系统)和AERS(印刷电路板设计系统)两大部分组成,其最大特点是Proteus VS M(V irtua l Syste m M odelli n g)实现了混合模式的SPI CE电路仿真,它将虚拟仪器、高级图表仿真、微处理器软仿真器、第三方的编译器及调试器等有机结合,在世界范围内第一次实现了在硬件物理模型搭建成功之前,即可在计算机上完成原理图设计、电路分析与仿真、处理器代码调试和实时仿真、系统测试,以及功能验证.Proteus的编译能力比较弱,但它支持与第三方编译器软件的联调,而K eil软件是德国开发的一个专门针对51单片机的开发软件平台,该软件支持众多公司的MCS-51架构的芯片,集编辑、编译及程序仿真于一体,同时还支持PL M,汇编及C 语言的程序设计.它的界面友好易学,在程序调试与软件的仿真方面具有很强大的功能.1.2搭建联合仿真平台的方法和步骤Proteus与K eil软件的整合过程就是建立一个软硬件联合仿真系统的过程.软硬件联合仿真系统由一个硬件执行环境和一个软件执行环境组成,通常软件环境和硬件环境都有自己的纠错和控制界面,Ke il与Proteus的整合调试可以实现系统的总调.在该系统中,Keil为软件调试界面, Proteus为硬件仿真和调试界面.具体的设置步骤如下:(1)在W i n do w s中安装Proteus7.4SP3和K eil uV ision2;(2)把安装Pro teus\MODELS目录下VDM51 .dll文件复制到Ke il安装目录下的\C51\BI N目录中;(3)修改Ke il安装目录下Too ls.i n i文件,在C51字段加入TDRV5=B I N\VD M51.DLL (/Pro teusVSM M on itor)51D ri v er0),保存;(4)打开Pr o teus,画出相应电路,在Proteus 的debug菜单中选中use re m ote debug monitor;(5)在Ke il中编写PROTEUS仿真项目对应的工程并启动;(6)在K eil工程工作区中右击/工程名0并选择/opti o n for target-工程名.0,在DEB UG选项中右栏下拉菜单选中Proteus VS M M onitor)51 Driver,再进入setting,设置机器I P为127.0.0.1,端口号设为8000;(7)在Ke il中进行debug,同时在Proteus中查看直观的结果.经过设置,两个软件之间建立了有机联系,开辟了一条实时仿真的新途径.2综合仿真实验系统2.1综合仿真实验系统设计根据单片机开发的一般要求,利用联合仿真平台制作一个虚拟的综合仿真实验系统,此系统包括AT89C51单片机、晶振模块、复位模块、矩阵键盘模块、流水灯模块、片选芯片、数码管、液晶、AD转换器,以及串口通信模块.此仿真实验系统可代替传统的实验开发板进行单片机的实验和开发设计.可以进行的实验包括流水灯实验、数码管显示实验、定时器中断实验、计数器实验、按键实验、外部中断实验、AD转换实验、串口通信实验、交通灯实验,以及液晶显示实验等.在此基础上,还可以进行扩展的设计与开发.启动Proteus软件,进入原理图绘制模块,绘制的综合仿真实验系统原理如图1所示.2.2仿真实例本文采用流水灯仿真实验,利用图1中的4个模块(8个发光二极管组成的流水灯模块, 89C51,晶振模块,复位电路模块)搭成硬件电路.打开Pr o teus I SIS,添加所需元件并连接电路图,连接好的电路图如图2所示.在K eil软件下建立项目,编写软件程序,然后进行软硬件的仿真调试.程序流程如图3所示.在编写完软件程序并编译通过后,右键选中AT89C51后,单击左键,在弹出的Edit Co m ponen t 对话框中的Pr ogra m file一栏中加载上一步中编译好的源文件,点击Ke il的调试按钮,开始仿真608上海电力学院学报2009年调试,此时Proteus 的仿真调试工具条的运行按钮由黑色变为绿色.按F5或点击工具栏的按钮,全速运行,这时Proteus 开始运行,每盏灯依次点亮,达到实验目的.仿真效果如图4所示.图1综合仿真实验系统原理图2流水灯仿真原理图3流水灯实验程序流程图4 流水灯仿真效果609王 威,等:基于P roteus 和K e il 的单片机虚拟仿真平台的设计3结束语本文主要介绍了Proteus软件的强大虚拟仿真功能,结合Ke il软件的特点,搭建了仿真实验系统.通过仿真实验表明,Proteus是单片机实验和开发的灵活、高效、正确的设计与仿真平台,它改革了单片机应用产品的开发过程,为单片机学习和开发提供了完整的虚拟实验和开发平台.参考文献:[1]周灵彬,张靖武.单片机应用产品的PROTEUS设计与仿真[J].今日电子,2008,(1):64-65.[2]邓小武,王栋,李勇.基于P rot eu s的单片机软硬件实时仿真[J].工业控制计算机,2007,(5):24-25.[3]陈朝元,鲁五一.Proteus软件在自动控制系统仿真中的应用[J].系统仿真学报,2008,(2):318-320.[4]林志琦.基于Proteus的单片机可视化仿真[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006:21-32.(上接第606页)(2)业务目标根据对现有业务的了解和现状分析,围绕售电量和售电收入等关键指标分析问题,帮助企业解决业务分析难点:一是提供多角度、多视图、深层次、直观明了的业务视图展现,有利于快速定位、查找问题原因;二是突出和贴近业务分析,增强了营销方面的分析能力,提高业务人员及管理人员对数据应用的理解和分析水平;三是注重企业KPI绩效考核,为领导层及时提供全面的关键业务信息,为领导的资源计划和科学决策提供支持;四是灵活的报表展现和管理,业务分析人员根据需要,自己定制报表.5结论(1)以电费、电量为重点处理对象,以售电量和售电收入为主要分析对象,以时间、用电时段、用电性质、电压等级、行业分类、营业区域等为主要问题,制定设计思想和目标,逐步扩大实施范围.(2)系统经过多次升级改造,数据异常情况普遍,如维表数据和事实表数据无法一一对应,需要对数据进行处理;多个系统并用,数据分布存储,合并数据困难;营销数据包括Sybase,Oracle 两种数据源,需要单独处理.(3)分析结果能够解决业务问题,特别是能够解决现有业务系统无法完成的展现和分析,解决领导层、管理层、业务分析层等不同层次的分析需求,切实提高数据分析水平.参考文献:[1]滕茂宏.六安供电公司基础数据管理平台与指标分析系统[J].上海电力学院学报,2008,24(3):286-290.[2]郭萌,王钰.数据挖掘与数据库知识发现:综述[J].模式识别与人工智能,1998,11(3):292-299.[3]胡侃,夏绍玮.基于大型数据仓库的数据挖掘:研究综述[J].软件学报.1998,9(1):53-64.[4]HAN J i a-w e.i数据仓库原理、设计与应用[M].范明,孟小峰,译.北京:机械工业出版社,2007:64-68.[5]I N M ON W H.数据仓库[M].第1版.北京:机械工业出版社,2006:171-172.610上海电力学院学报2009年。
基于Proteus和Keil的单片机虚拟仿真平台的设计
第25卷第6期上海电力学院学报Vol .25,No .6 2009年12月Journal of Shanghai U niversity of E lectric Pow erDec . 2009 文章编号:1006-4729(2009)06-0607-04基于Proteus 和Ke il 的单片机虚拟仿真平台的设计 收稿日期:2009-10-28作者简介:王威(1984-),男,在读硕士,河南商丘人.主要研究方向为电气设备状态检测与故障诊断.E 2mail:bebeyond_wang@.基金项目:上海电力学院研究生创新基金项目(D08107).王 威,刘 佳,张志雄,王 挺,杨 平(上海电力学院电力与自动化工程学院,上海 20090)摘 要:总结了传统单片机开发方法的缺点和不足,介绍了Pr oteus 软件的强大虚拟仿真功能,结合Keil 软件的特点,提出了基于Pr oteus 和Keil 软件的新的单片机仿真调试方法,给出了利用Pr oteus 和Keil 软件搭建仿真系统的步骤,并在此平台上进行了综合仿真实验系统的设计,以实例说明了Pr oteus 软件在单片机开发和仿真应用上的优越性.关键词:Pr oteus 软件;Keil 软件;单片机;仿真平台中图分类号:TP 391;TP 368.2 文献标识码:ADesi gn of MCU Si m ul ati on Pl atfor m Based onProteus and Ke ilW ANG W ei,L IU J ia,ZHANG Zhi 2xi ong,W ANG Ting,Y ANG Ping(School of Electric Po w er and A uto m ation Engineering,Shanghai U niversity ofE lectric Po w er ,Shanghai 200090,China )Abstract : The shortcom ings and deficiencies of traditi onal m icr ocontr oller devel opment methods are su mmarized,the Pr oteus as a powerful virtual si m ulati on s oft is intr oduced,and MCU e mulati on s oft w are debugging method based on the ne w Pr oteus and Keil is p resented;the methods and step s of building a co 2si m ulati on p latfor m based on Pr oteus and Keil are listed,and by use this p latfor m an integrated si m ulati on of the m icr ocontr oller devel opment syste m is devel oped .Finally,thesuperi ority of Pr oteus s oft w are in the MCU app licati on devel opment and si m ulati on is illustrated .Key words : Pr oteus s oft w are ;Keil s oft w are;MCU;si m ulati on p latf or m 随着电子技术的迅猛发展,单片机在工业控制、电子消费、医疗器械等方面得到了广泛应用.单片机作为嵌入式系统的核心器件,其系统设计包括硬件电路设计和程序设计两个方面,调试过程一般分为软件调试、硬件调试、系统调试3个过程.在工程实践中,单片机应用技术所涉及的实验实践环节较多,且硬件投入较大,如果因为控制方案有误而进行相应的开发设计,会浪费较多的时间和经费.Pr oteus 仿真软件很好地解决了这些问题,它可以像Pr otel 一样绘制硬件原理图并进行硬件调试,再与Keil编程软件进行联调,实现对控制方案的验证.1 联合仿真平台的搭建1.1 Proteus和Ke il简介Pr oteus是英国Labcenter electr onics公司研发的多功能E DA软件,它由I SI S(智能原理图输入系统)和AERS(印刷电路板设计系统)两大部分组成,其最大特点是Pr oteus VS M(V irtual Syste m Modelling)实现了混合模式的SP I CE电路仿真,它将虚拟仪器、高级图表仿真、微处理器软仿真器、第三方的编译器及调试器等有机结合,在世界范围内第一次实现了在硬件物理模型搭建成功之前,即可在计算机上完成原理图设计、电路分析与仿真、处理器代码调试和实时仿真、系统测试,以及功能验证.Pr oteus的编译能力比较弱,但它支持与第三方编译器软件的联调,而Keil软件是德国开发的一个专门针对51单片机的开发软件平台,该软件支持众多公司的MCS251架构的芯片,集编辑、编译及程序仿真于一体,同时还支持P L M,汇编及C 语言的程序设计.它的界面友好易学,在程序调试与软件的仿真方面具有很强大的功能.1.2 搭建联合仿真平台的方法和步骤Pr oteus与Keil软件的整合过程就是建立一个软硬件联合仿真系统的过程.软硬件联合仿真系统由一个硬件执行环境和一个软件执行环境组成,通常软件环境和硬件环境都有自己的纠错和控制界面,Keil与Pr oteus的整合调试可以实现系统的总调.在该系统中,Keil为软件调试界面, Pr oteus为硬件仿真和调试界面.具体的设置步骤如下:(1)在W indows中安装Pr oteus7.4SP3和Keil uV isi on2;(2)把安装Pr oteus\MODE LS目录下VDM51 .dll文件复制到Keil安装目录下的\C51\B I N目录中;(3)修改Keil安装目录下Tools.ini文件,在C51字段加入T DRV5=B I N\VDM51.DLL (“Pr oteus VS M Monit or—51D river”),保存;(4)打开Pr oteus,画出相应电路,在Pr oteus 的debug菜单中选中use re mote debug monit or;(5)在Keil中编写PROTE US仿真项目对应的工程并启动;(6)在Keil工程工作区中右击“工程名”并选择“op ti on for target‘工程名’”,在DE BUG选项中右栏下拉菜单选中Pr oteus VS M Monit or—51 D river,再进入setting,设置机器I P为127.0.0.1,端口号设为8000;(7)在Keil中进行debug,同时在Pr oteus中查看直观的结果.经过设置,两个软件之间建立了有机联系,开辟了一条实时仿真的新途径.2 综合仿真实验系统2.1 综合仿真实验系统设计根据单片机开发的一般要求,利用联合仿真平台制作一个虚拟的综合仿真实验系统,此系统包括AT89C51单片机、晶振模块、复位模块、矩阵键盘模块、流水灯模块、片选芯片、数码管、液晶、AD转换器,以及串口通信模块.此仿真实验系统可代替传统的实验开发板进行单片机的实验和开发设计.可以进行的实验包括流水灯实验、数码管显示实验、定时器中断实验、计数器实验、按键实验、外部中断实验、AD转换实验、串口通信实验、交通灯实验,以及液晶显示实验等.在此基础上,还可以进行扩展的设计与开发.启动Pr oteus软件,进入原理图绘制模块,绘制的综合仿真实验系统原理如图1所示.2.2 仿真实例本文采用流水灯仿真实验,利用图1中的4个模块(8个发光二极管组成的流水灯模块, 89C51,晶振模块,复位电路模块)搭成硬件电路.打开Pr oteus I SI S,添加所需元件并连接电路图,连接好的电路图如图2所示. 在Keil软件下建立项目,编写软件程序,然后进行软硬件的仿真调试.程序流程如图3所示. 在编写完软件程序并编译通过后,右键选中AT89C51后,单击左键,在弹出的Edit Component 对话框中的Pr ogra m file一栏中加载上一步中编译好的源文件,点击Keil的调试按钮,开始仿真806上 海 电 力 学 院 学 报 2009年调试,此时Pr oteus 的仿真调试工具条的运行按钮由黑色变为绿色.按F5或点击工具栏的按钮,全速运行,这时Pr oteus 开始运行,每盏灯依次点亮,达到实验目的.仿真效果如图4所示.图1 综合仿真实验系统原理图2 流水灯仿真原理图3 流水灯实验程序流程图4 流水灯仿真效果906 王 威,等:基于Pr oteus 和Keil 的单片机虚拟仿真平台的设计3 结束语本文主要介绍了Pr oteus软件的强大虚拟仿真功能,结合Keil软件的特点,搭建了仿真实验系统.通过仿真实验表明,Pr oteus是单片机实验和开发的灵活、高效、正确的设计与仿真平台,它改革了单片机应用产品的开发过程,为单片机学习和开发提供了完整的虚拟实验和开发平台.参考文献:[1] 周灵彬,张靖武.单片机应用产品的PROTEUS设计与仿真[J].今日电子,2008,(1):64265.[2] 邓小武,王栋,李勇.基于Pr oteus的单片机软硬件实时仿真[J].工业控制计算机,2007,(5):24225.[3] 陈朝元,鲁五一.Pr oteus软件在自动控制系统仿真中的应用[J].系统仿真学报,2008,(2):3182320.[4] 林志琦.基于Pr oteus的单片机可视化仿真[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006:21232.(上接第606页) (2)业务目标 根据对现有业务的了解和现状分析,围绕售电量和售电收入等关键指标分析问题,帮助企业解决业务分析难点:一是提供多角度、多视图、深层次、直观明了的业务视图展现,有利于快速定位、查找问题原因;二是突出和贴近业务分析,增强了营销方面的分析能力,提高业务人员及管理人员对数据应用的理解和分析水平;三是注重企业KP I绩效考核,为领导层及时提供全面的关键业务信息,为领导的资源计划和科学决策提供支持;四是灵活的报表展现和管理,业务分析人员根据需要,自己定制报表.5 结 论(1)以电费、电量为重点处理对象,以售电量和售电收入为主要分析对象,以时间、用电时段、用电性质、电压等级、行业分类、营业区域等为主要问题,制定设计思想和目标,逐步扩大实施范围.(2)系统经过多次升级改造,数据异常情况普遍,如维表数据和事实表数据无法一一对应,需要对数据进行处理;多个系统并用,数据分布存储,合并数据困难;营销数据包括Sybase,O racle 两种数据源,需要单独处理.(3)分析结果能够解决业务问题,特别是能够解决现有业务系统无法完成的展现和分析,解决领导层、管理层、业务分析层等不同层次的分析需求,切实提高数据分析水平.参考文献:[1] 滕茂宏.六安供电公司基础数据管理平台与指标分析系统[J].上海电力学院学报,2008,24(3):2862290.[2] 郭萌,王钰.数据挖掘与数据库知识发现:综述[J].模式识别与人工智能,1998,11(3):2922299.[3] 胡侃,夏绍玮.基于大型数据仓库的数据挖掘:研究综述[J].软件学报.1998,9(1):53264.[4] HAN J ia2wei.数据仓库原理、设计与应用[M].范明,孟小峰,译.北京:机械工业出版社,2007:64268.[5] I N MON W H.数据仓库[M].第1版.北京:机械工业出版社,2006:1712172.016上 海 电 力 学 院 学 报 2009年。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
产品与应用2009年第12期 87Proteus 与第三方IDE 联合 搭建单片机系统仿真平台张 莉（广东松山职业技术学院电气工程系，广东 韶关 512126）摘要 在实际单片机系统开发过程中，利用Proteus 软件对设计系统进行仿真，已经成为一种主流趋势，针对Proteus 自带编译器的不足，采用Proteus 与第三方IDE 联合搭建单片机系统仿真平台，易于提高开发效率。
通过一个具体单片机系统实例，引入了两种常用的第三方IDE 软件，与Proteus 联合搭建仿真平台，取得了满意的仿真效果。
关键词：Proteus ；第三方IDE ；单片机系统；仿真Application of the Union of Proteus and Third-party IDEto Building SCM System Simulation PlatformZhang Li(Department of Electrical Engineering, Guangdong SongshanPolytechnic College, Shaoguan, Guangdong 512126)Abstract In the actual development process of SCM system, the use of Proteus software for design simulation, has been referred to as a mainstream trend, for the shortcomings of the compiler of Proteus owned, the application of the union of Proteus and third-party IDE to building SCM System Simulation Platform is easy to improve development efficiency. By an example of SCM system, introducted two types of commonly used third-party IDE software, the simulation platform building with Proteus obtained a satisfactory simulation results.Key words ：proteus ；third-party IDE ；SCM system ；simulation1 引言目前，单片机技术在实际工程中得到了广泛应用，在单片机系统开发过程中一般采用Proteus 软件对所设计系统进行仿真。
该软件是目前最先进最优秀的单片机与嵌入式系统的设计与仿真软件，具有资源丰富、开发周期短、系统设计与开发难度低、与实际设计程度接近大等优点。
除了具有其他EDA 工具的原理图布局、PCB 自动或手工布线、电路仿真等功能外，Proteus 软件的最大特点是基于微控制器的设计连同所有的外围电路一起仿真，可直接在单片机虚拟系统上对MCU 编程，并可对软件源代码进行实时调试。
同时，它具有电路互动仿真功能，通过动态外设模型，如键盘、LED/LCD 等，可实时显示系统输入、输出结果，或配合Proteus 提供的虚拟仪器如示波器、虚拟终端等实现交互仿真[1]。
虚拟单片机系统的仿真结果达到系统预期效果后，再进行硬件实物开发。
Proteus 的强大仿真功能也倍受各大高等院校师生的青睐，利用Proteus 软件构建单片机虚拟实验室已经逐渐成为一种趋势。
2 Proteus 与第三方IDE 的联袂结合 IDE （Integrated Develop Environment ）即集成开发环境，是用于程序开发环境的应用程序，集成了代码编写功能、分析功能、编译功能、debug 功能等一体化的开发软件套，一般包括代码编辑器、编译器、调试器和图形用户界面工具等。
现众多的单片机开发软件都有一个IDE ，容编辑、编译、调试于一身，如伟福软件、Keil 的uVision 和Atmel 的AVR studio 等。
产品与应用2009年第12期88由于Proteus 自带的编译器不是很理想，如在源程序编译出错时，查找错误非常不方便，且编辑器对汉字的支持不好等。
因此在实际开发过程中，通常利用Proteus 和第三方IDE 联合搭建仿真平台，实现对单片机系统的仿真。
利用第三方IDE 编辑源程序并编译生成可执行文件，并可将其加载到Proteus 电路中的MCU 中，然后再在Proteus VSM 中进行仿真。
如利用Proteus 与Keil uVision3进行单片机系统开发已成为众多单片机爱好者的首选。
3 Proteus 所支持的程序文件格式不管是用Proteus 自带的编译器还是使用第三方IDE ，都需要将产生的程序文件加载到Proteus 电路中的MCU 中。
在加载程序文件时，打开程序文件选择对话框如图1所示，可以看到Proteus所支持的程序文件类型有Intel Hex Files 、OMF51 Files 和UBROF Files 三种。
图1 Proteus 所支持的程序文件格式Intel Hex Files 格式的文件，就是通常使用的HEX 十六进制文件，该文件不能包含足够的信息，不允许进行基于C51源代码的单步调试，不能实现观察源代码、观察变量等功能。
Proteus 自带的编译器生成的就是HEX 文件，虽可以利用其调试系统，但不能编译C51源代码，这正是被众多单片机开发者弃用的原因，利用Wave 软件可以生成HEX 文件。
OMF51 Files 是绝对目标（absolute Object Module Format ）文件，是Keil 所支持的文件格式。
UBROF Files 是通用的二进制重定位目标格式（Universal Binary Relocalable Object Format ）文件，是IAR （瑞典IAR 公司开发的基于最新C/C++编译和调试技术的综合开发平台）所支持的文件格式[2]。
根据Proteus 所支持的程序文件格式，选择熟悉的第三方IDE 并进行必要的设置，联合搭建单片机系统仿真平台。
4 Proteus 与第三方IDE 联合仿真应用实例下面将通过一个具体实例，利用Proteus 和两种常用的第三方IDE 联合搭建仿真平台，对单片机系统进行仿真。
实例要求用单片机控制一位数码管，完成0～9循环显示。
在Proteus 中完成的电路原理图设计如图2所示。
图2 在Proteus 中设计的电路原理图4.1 加载Wave （伟福）软件产生的HEX 程序文件Wave 是一款国产的使用比较广泛的单片机编译软件，最新版本为Wave6000，完全免费绿色版本，拷贝安装文件夹即可使用。
Wave6000软件全中文界面，使用简单，所有操作均可通过窗口和菜单的选择来完成，方便用户编写和调试，直观反映程序运行情况，提高软件开发效率[3]。
Wave6000支持汇编、C 语言及混合编程，汇编文件由其自带编译器完成编译，C51文件必须由第三方编译器完成，如Keil51。
Wave 软件的使用步骤为：新建并保存源代码文件>>新建项目>>加入模块文件、包含文件并保存项目>>设置仿真器>>编译程序>>调试程序。
本文所建立的源程序在Wave 软件中的调试界面如图3所示。
图3 Wave 软件中的源程序调试界面将Wave 所产生的HEX 文件加载到Proteus 的AT89C51中，运行仿真即可驱动数码管跳变。
产品与应用2009年第12期 894.2 Proteus 与Keil 软件联合搭建仿真平台Keil 是德国Keil 公司出品的单片机软件开发平台，Keil 提供包括C 编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真器在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision ）将这些部分组合在一起，其最新版本是uVision3（本文所用），该软件能提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows 操作界面[4]。
如果是以C51编写的源程序，那么Keil 就是最好的选择。
Proteus 软件和Keil 软件的联合有在线联合和离线联合两种，在线联合是指两个软件同时运行，在Keil 软件中调试运行程序，同时在Proteus 中观察实时仿真结果，可以方便地查出系统设计中的软硬件错误；而离线联合是指两者之间独立工作，先通过Keil 软件编译源程序并生成程序文件，然后再加载到Proteus 的MCU 中进行仿真调试[5]。
不管是在线联合方式，还是把Keil 生成的程序文件加载到Proteus 的MCU 中的离线联合方式，在实际仿真调试工作中都不是很方便，需要Keil 和Proteus 一起运行，且在不同的窗口之间不断切换会给用户造成不便。
这里介绍另外一种离线联合方式，即在Keil 中生成OMF51程序文件后加载到Proteus 中，而Proteus 恰恰支持OMF51格式文件，这样就可以直接利用Proteus 的调试系统的功能，实现在Proteus 平台中对C51的调试，而不必同时运行Keil 软件。
在Keil 中生成OMF51程序文件与生成HEX 程序文件的操作步骤基本相似，只是对Output 选项卡的设置不同。
如图4所示，在Output 选项卡的“Name of Executable ：”文本框内为项目名添加后缀.omf ，将“Creat HEX Fil ”复选框取消，经过编译便可生成OMF51程序文件，将其加载到Proteus 的MCU 中进行仿真调试的界面如图5所示。
这时的调试方式和VC++等系统相似，提供了全速、单步、断点操作、函数操作等方式。
图4 在Output 中设置生成OMF51文件图5 在Proteus 中调试C51源程序界面5 结论Proteus 是当前单片机系统开发过程中应用最为广泛的仿真软件，利用Proteus 与第三方IDE 联合搭建单片机系统仿真平台，具有降低开发难度、缩短开发周期、节约开发成本等显著优势。
这种联合搭建单片机系统仿真平台的方式，对于高校建立虚拟单片机实验室，进行开放性实验教学，也具有极强的可操作性。
参考文献[1] 伍冯洁,谢陈跃,谢斌.Proteus 与Keil 在单片机开放性实验中的应用[J].电子测量技术,2008,31(6):101-102. [2] 李学礼.基于Proteus 的8051单片机实例教程[M].北京:电子工业出版社,2008.[3] 田亚娟.单片机原理及应用[M].大连:大连理工大学出版社,2008.[4] 叶军.Proteus 和Keil uVision3联合应用实例[J].青海大学学报(自然科学版),2008,26(5):33-34.[5] 韩颖.Proteus 在单片机技术实训教学中的应用[J].中国科教创新导报,2008(31):211-212.作者简介张 莉（1977-），女，工程硕士学位，讲师，主要从事计算机控制技术及其应用方向的研究。