基于Proteus的微机原理实验仿真
基于Proteus的微机原理教学研究
基于Proteus的微机原理教学研究卿腾【期刊名称】《电脑知识与技术》【年(卷),期】2015(000)011【摘要】In In the view of the problem of the microcomputer principle and interface technology existed in the process of teaching and experiment. A new improved experimental teaching method, based on the virtual microcomputer principle experiment platform established by proteus software,was proposed in this paper, it makes several experiments integrated as one, which takes fewer ex⁃perimental time .Such as the traditional experiment of 8259A interrupt control、the programmable timer/counter of Intel 8253、par⁃allel I/O interface and memory expansion experiment of 8255A. Under the experimental system, teachers and students can carry out all the experiment, the kind of new teaching methods can deepen the st udents’comprehensive understanding of knowledge, and stimulate the creativity and improve the capacity of the hardware and software.%针对当前《微机原理与接口技术》教学与实验过程当中存在的问题。
微机原理(基于PROTEUS的跑马灯系统设计及仿真)
学号：课程设计题目基于PROTEUS的跑马灯系统设计及仿真学院自动化学院专业自动化班级姓名指导教师2012 年 1 月12 日任务书目录引言 (1)1总体方案论证 (2)1.1功能分析 (2)1.2系统连接图设计 (2)1.2.1锁存控制电路 (5)1.2.2可编程并行通信接口芯片8255A (6)2程序流程图设计及其说明 (9)3关键程序段落说明 (11)3.1数据段定义 (11)3.2程序初始化 (11)3.3芯片初始化 (12)3.4初始LED亮灭状态 (12)3.5检测按键开关子程序 (12)3.6延时程序片段 (14)3.7灯光变换控制 (15)4程序调试说明 (16)5结果记录及分析 (17)心得体会 (19)参考文献 (20)引言微型计算机简称微机，由于具备人脑某些功能，所有又叫做微机。
是由大规模集成电路组成的、体积较小的电子计算机。
它是以微处理器为基础，配以存储器及输入输出接口电路和相应的辅助电路构成的裸机。
把微型计算机集成在一个芯片上即构成单片微型计算机。
学习微机原理与接口技术，主要容包括微型计算机体系结构、8086微处理器和指令系统、汇编语言、设计以及微型计算机各个组成部分，而其中很大一块就是汇编语言的学习。
汇编语言是面向机器的程序设计语言，也是利用计算机所有硬件特性并能直接控制硬件的语言。
用汇编语言编写的程序由于目标程序占用存少，运行速度快，它有着高级语言不可替代的用途。
因此，学习汇编语言是很必要的，通过学习汇编语言可以体会它的作用。
通过本次课程设计让我们进一步深入汇编语言的学习，掌握简单的接口设计技术，将理论知识联系实际，进一步学习微机原理与接口技术的相关知识，为以后深入学习打下良好的基础。
1总体方案论证1.1功能分析此次课程设计的要求为，设计微型计算机最小系统，实现跑马灯的模拟显示功能。
具体要求为：（1）、输入设备三个启动按钮、一个停止按钮，输出设备为八个跑马灯；（2）、三个启动按钮对应三种跑马灯显示效果，按下任意一个启动按钮，跑马灯显示对应的效果，按下停止按钮则跑马灯全部熄灭。
基于Proteus仿真的微机原理与应用研究性实验教学项目设计
基于Proteus仿真的微机原理与应用研究性实验教学项目设
计
张佳明;王文瑞;孙浩;衣红钢
【期刊名称】《机械设计与制造》
【年(卷),期】2024()4
【摘要】实验教学是《微机原理与应用》课程教学的重要组成部分,针对实验内容单一、开放性与启发性不足等问题,开展了基于Proteus仿真的综合实验项目设计。
该实验以电压报警系统的实现为目标,基于研究性教学思想设计了由电压采集、并
行接口控制、电压值显示、声光报警以及紧急事件5个子实验项目构成的阶梯递
进式实验内容,形成了以目标为引导的实验教学体系。
实践证明,Proteus仿真软件
能够充分发挥研究性教学思想,有效激发学生主动学习和自主实践的兴趣,提高运用
理论知识解决综合工程问题的能力,对科学研究思维和创新实践精神的培养有着积
极的促进作用。
【总页数】5页(P264-267)
【作者】张佳明;王文瑞;孙浩;衣红钢
【作者单位】北京科技大学机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH16;G642.0;TP301
【相关文献】
1.Proteus仿真在微机原理与接口实验教学中的应用
2.基于Proteus仿真软件的“微机原理与接口技术”实验教学的研究
3.Proteus仿真软件在微机原理与接口技术课程实验教学中的应用
4.基于Proteus仿真的《微机原理及应用》\r实验教学改革与实践
5.基于Proteus的“微机原理与接口技术”课程仿真实验教学探索
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微机原理(基于PROTEUS的跑马灯系统设计及仿真)资料
课程设计题目基于PROTEUS的跑马灯系统设计及仿真学院自动化学院专业自动化班级姓名指导教师2012 年 1 月12 日任务书目录引言 (1)1总体方案论证 (2)1.1功能分析 (2)1.2系统连接图设计 (2)1.2.1锁存控制电路 (5)1.2.2可编程并行通信接口芯片8255A (6)2程序流程图设计及其说明 (9)3关键程序段落说明 (11)3.1数据段定义 (11)3.2程序初始化 (11)3.3芯片初始化 (12)3.4初始LED亮灭状态 (12)3.5检测按键开关子程序 (12)3.6延时程序片段 (14)3.7灯光变换控制 (15)4程序调试说明 (16)5结果记录及分析 (17)心得体会 (19)参考文献.................................................................. 错误！未定义书签。
引言微型计算机简称微机，由于具备人脑某些功能，所有又叫做微机。
是由大规模集成电路组成的、体积较小的电子计算机。
它是以微处理器为基础，配以内存储器及输入输出接口电路和相应的辅助电路构成的裸机。
把微型计算机集成在一个芯片上即构成单片微型计算机。
学习微机原理与接口技术，主要内容包括微型计算机体系结构、8086微处理器和指令系统、汇编语言、设计以及微型计算机各个组成部分，而其中很大一块就是汇编语言的学习。
汇编语言是面向机器的程序设计语言，也是利用计算机所有硬件特性并能直接控制硬件的语言。
用汇编语言编写的程序由于目标程序占用内存少，运行速度快，它有着高级语言不可替代的用途。
因此，学习汇编语言是很必要的，通过学习汇编语言可以体会它的作用。
通过本次课程设计让我们进一步深入汇编语言的学习，掌握简单的接口设计技术，将理论知识联系实际，进一步学习微机原理与接口技术的相关知识，为以后深入学习打下良好的基础。
1总体方案论证1.1功能分析此次课程设计的要求为，设计微型计算机最小系统，实现跑马灯的模拟显示功能。
基于Proteus的微机接口实验虚拟仿真教学研究
基于Proteus的微机接口实验虚拟仿真教学研究摘要：结合微机接口实验课程内容，本文提出基于Proteus软件进行虚拟仿真教学，基于8086微处理器开展仿真教学研究，既可直观展现出如传统硬件试验箱上一样的实验结果，也能够帮助学生更加关注实验细节，对实验硬件电路设计建立更为深刻的理解。
文章以8255A并行接口芯片实验为例，介绍仿真教学的过程。
这种实验教学方式不受硬件和空间的限制，高效灵活，可在实验教学中加以推广应用。
关键词： Proteus软件；微机接口实验；虚拟仿真1 微机接口实验课程现状微机接口实验课程是我校计算机科学与技术专业开展的一门专业实践课程，开设于第六学期，目前主要采用硬件实验箱进行授课，着重于培养学生的工程实践能力。
受限于试验箱数量和机房限制，学生分组排课困难，不得不大量占用周末节假日授课。
尤其在新冠疫情的时期，无法实现线下授课，实验类课程上课计划不得不多次调整。
因此，本教学团队开展线上教学方案研究，以免受制于空间无法正常授课，提出用Proteus软件实现仿真教学方案。
基于Proteus的微机接口实验虚拟仿真教学方案，能够使学生在掌握硬件设计的基础上进一步完成软件设计，同时锻炼学生的硬件和软件协同设计能力。
Proteus软件中提供了接口实验所需要的常见芯片，如并行接口芯片、定时/计数器芯片、模数转换芯片、数模转换芯片和中断控制器芯片等，另外还提供了试验箱所不具备的种类较多的功能及显示模块，可以帮助学生完成实验教学内容并进一步拓展实验。
下面，本文将以8255A并行接口芯片实验为例进行虚拟仿真教学设计的介绍。
2 虚拟仿真教学设计图1 8255A并行接口芯片实验硬件电路图Intel 8255A 即 Intel 公司生产的八位可编程并行接口芯片。
它具有三种工作方式，分别是方式0 -基本输入输出方式；方式1 -选通输入输出方式；方式2 -双向传送方式。
本实验重点验证8255A在方式0下的功能实现过程。
谈谈基于Proteus的微机接口虚拟实验平台的构建
谈谈基于Proteus的微机接口虚拟实验平台的构建“微机原理与接口技术”是一门实践性很强的课程，学习时必须理论联系实际，亲自动手实验，才能达到预期效果。
在Proteus仿真软件出现前，传统的实验教学一般都要在实验箱上完成，学生只有在上实验课时才能动手进行实验操作，不仅灵活性差，硬件电路不便改动，而且也不利于提高创新能力，利用虚拟软件进行电路设计与仿真已经成为现代电子技术系统设计的必然趋势。
Proteus仿真软件丰富的元器件模型、多处理器的支持、多样的虚拟仪器、强大的图表分析功能和第三发集成开发环境，已成为电类实践教学与科研的巨大资源。
1 微机接口虚拟实验平台的构成1.1 构建虚拟实验平台可行性分析一直以来，Proteus都是单片机实验课程的先进助手，然而Proteus从7.5版本开始提供VSM（Virtual Syestem Modeling）for 8086模块，增加对8086CPU 的仿真，Proteus VSM 8086是Intel 8086处理器的指令和总线周期仿真模型，它能通过总线驱动器和多路输出选择器电路连接RAM和ROM及不同的外围控制器。
目前的模型能仿真最小模式中所有的总线信号和期间的操作时序，对最大模式的支持还没有实现，但是基本不影响微机原理与接口技术虚拟实验的进行。
因为内部存储区域能被定义，所以外部总线行为的仿真不需要编程获取和数据存储读/写的操作。
基于微处理器系统的设计中，即使没有物理原型，Proteus 也能够进行软件开发。
模型库中包含LCD显示器、键盘、按钮、开关等通用外围设备，同时，它还能提供8086、ARM7、PIC、Atmel AVR和8051/8052等CPU 模型。
通过编辑元器件对话框可以对8086模型的多种属性进行修改。
此外8086模型支持将源代码的编辑和编译整合到同一设计环境中，用户可以在设计中直接编辑代码，并可以非常容易的修改源程序并查看仿真结果。
基于上述分析，Proteus VSM 8086交互仿真器可以成为微机原理与接口技术课程较为理想的实验教学平台。
Proteus仿真软件在微机原理与接口技术课程实验教学中的应用
Proteus仿真软件在微机原理与接口技术课程实验教学中的应用摘要：针对微机原理与接口技术课程传统实验教学中存在的问题，引入基于Proteus的虚拟仿真工具。
通过4x4的16位矩阵键盘和一个7段数码管构成的输入显示实例，介绍在Proteus中仿真设计8086硬件电路原理图和软件的方法。
关键词：Proteus；EMU8086；微机原理与接口技术；仿真实验0 引言微机原理与接口技术是我国高校工科电类专业的重要专业基础课，是培养学生具有微机软、硬件设计与应用能力及工程意识和工程素养的必修课，也是学生今后从事智能控制和微机开发的重要入门课程，其教学质量的好坏，直接影响学生的就业。
该课程内容主要包含汇编编程和接口两大部分，理论性和实践性都很强且很抽象，特别是接口部分，不同芯片的引脚数目多，工作方式也较复杂，学生需通过亲自动手实验才能理解和掌握。
目前普通高校的很多学生感觉该课程较难学习，对接口芯片缺乏感性认识，面对实验设备望而生畏，对具体的实验或项目不知如何下手。
另外，由于硬件实验设备所固有的结构固定、资源有限、高成本、高损耗、低寿命等缺点，使部分学校实验设备不足。
因此，如何改善实验环境，激发学生学习兴趣，提高教学效果，是该课程实验教学改革中的一个重要课题。
1 Proteus+EMU8086仿真实验平台Proteus是英国Labcenter electronics公司研发的多功能EDA软件，由原理图编辑与仿真软件包ISIS和布线编辑软件包ARES两部分组成，是目前唯一能将电路仿真、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，Proteus7.5 SP3以上版本新增对8086 CPU及相关接口芯片的仿真功能；另外，Proteus还提供有示波器、交直流电压/电流表、逻辑分析仪、信号发生器、虚拟终端等很多虚拟仪器，是一个全开放性的仿真实验平台，相当于一个设备齐全的综合实验室，笔者使用的是Proteus7.8软件。
微机原理(基于PROTEUS的跑马灯系统设计及仿真)
dl3:decbx
jnz dl3
deccx
jnz dl4
jmp ledflash
exit:
movnum,0
jmp here
ledflash endp
csegends
endstart
4程序调试说明
（1）、内存空间分配，汇编语言的重要特点之一是能够直接利用机器指令或者伪指令为数据或者代码程序分配内存空间，86系列（如8086微处理器）的存储器结构是分段的，有代码段，数据段，堆栈段或附加段，在程序设计时要充分考虑分段结构，要执行的程序段应设在当前段（活动段）中；分配内存空间：直接在proteus里面将8086CPU的internal memory size设置成一个足够用的空间大小，如0x1000，默认的空间大小是0x00000，如不改则仿真不成功。
[SPICE]error---too many iterations without coFra bibliotekvergence
在仿真过程中，出现以上两行的错误，太多的迭代没有收敛性，和某个汇编语言在编码过程中的地址不正确，经过排查程序去除无用代码，proteus不再报错。
（3）、8255A隐藏引脚问题，需要设置芯片Hidden Pins里的GND改为VSS，VCC改为VDD。
如图所示我们利用启动按钮作为输入信号，通过8255A端口扩展芯片，调节输出端口的电平变化，来控制共阳极的LED灯的亮与灭，实现跑马灯不同的花样变化。
图跑马灯电路图
1.2.1锁存控制电路
锁存控制电路电路如图所示，在微控制器单元（MCU）中，寄存器是十分重要的资源。寄存器的主要作用是快速寄存算术逻辑运算单元（ALU）运算过程中的数据，其锁存功能利用74LS273来实现，74LS273是一种带清除功能的8D触发器，1D~8D为数据输入端，1Q~8Q为数据输出端，正脉冲触发，低电平清除，常用作数据锁存器，地址锁存器。