基于Proteus的单片机出租车计价器的设计

实际电路处于动态过程，通过鼠标单击键盘按钮，就可执行键
盘输入及中断操作。
３基于Ｐｒｏｔｅｕｓ ＩＳＩＳ ６的单片机开
发鼍孺图的…。同存 电路原理图的设计如同在
６ 软件环境上制作“实物电
路板”。运行Ｐｒｏｔｅｕｓ的ＩＳＩＳ ６进入其主界面如图２，点状栅格
区为绘图工作区．左上方为概览区，左下方为元器件备用区：
１引言
随着单片机性能不断提高而价格却不断下降．单片机控制
在越 来越多的领域得以应用。按照传统的模式。在整个项目开发
过程中，先根据控制系统要求设计原理图，ＰＣＢ电路图绘制，电 路板制作，元器件的焊接，然后进行软件编程，通过仿真器对系 统硬件和软件调试，最后将调试成功的程序固化到单片机中。这 一过程中的主要问题是，应用程序需要在硬件完成的情况下才 能进行调试。虽然有的软件可以进行模拟调试．但是对于一些复 杂的程序如人机交互程序，在没有硬件的时候，没有界面的真实 感，给调试带来困难。在软硬件的配合中如需要修改硬件。要重 新制板，在时间和投入上带来很大的麻烦。纵观整个过程，无论 是从硬件成本上，还是从调试周期上，传统开发模式的效率有待 提高。能否只使用一种开发工具兼顾仿真，调试。制板，以及最大 限度的软件模拟来作为单片机的开发平台，用它取代编程器、仿 真器、成品前的硬件测试等工作是广大单片机开发者的梦想。
储器，２个定时器肘数器的通用芯片。系统开发环境采用Ｐｒｏ—
ｔｅｕｓＩＳＩＳ ６。 ２．１计价器模拟系统硬件构成 系统主要由一个ＡＴ８９Ｃ５１单片机、７４１＿３３７３、７４１．５２４０、矩阵
键盘、４位７段数码管等组成。通用ＡＴ８９Ｃ５１单片机芯片作为 整个电路的核心部分、７４１３３７３作为ＬＥＤ段选控制、７４１３２４０ 四路反相器则为４位共阴极７段数码管提供位选通信号、矩阵 键盘输入控制信号。
２００３．１
［３］谢子殿．朱秀．基于单片机控制的智能化路灯节能装置的设 计阴．北京：微计算机信息，２００５；２１（３）：８０—８２ 【４】侯继红．Ｐｒｏｔｅｌ ９９ＳＥ实用技术【Ｍ路设计与制版［Ｍ］．北京：清华大学出版社
２０（）５．０９
菜单中的８０５１ ｃＰｕ矗ｅｇｉｓｔｅｒｓ—ｕ１（寄存器状态）和８０５ｊ ＣＰＵ
ＳＦＲ Ｍｅｍｏｒｙ—ｕｌ（存储器状态），就会出现图７所示两个窗口：左 下边窗口显示ＰＣ、ＡＣＣ、Ｂ、ＤＰＴＲ、ＳＰ、Ｒ０～Ｒ７、Ｐ０～Ｐ３以及各状态 字；右下边窗口显示地址为０８Ｈ～０ＦＣＨ各存储单元的状态。
图３添加兀器件到备用区
４结束语
本文以计价器为例。简单介绍了Ｐｒｏｔｅｕｓ在单片机的软件 开发与仿真中的应用，其功能强大，集调试、制板、仿真于一体， 提供了一种虚拟的直观的硬件和软件设计环境。有利于节省系 统设计时间和设计成本。本文的创新点是在出租车计价器的设 计中，利用Ｐｒｏｔｅｕｓ软件极大地提高了工作效率，这对于单片机 应用系统、电子电路的开发和教学等都有较大的实用价值。 参考文献： ［１】李广弟，朱月秀，王秀山．单片机基础［Ｍ］．北京：北京航空航天 大学出版社，２００１．７ ［２】陈丽芳．单片机原理与控制技术［Ｍ］．南京：东南大学出版社，
ＹＡＮＧ ＳＨＩＰＩＮ ＣＨＥＮ ＬＩＮ
摘要：本文以出租车模拟计价器设计的实例，详细介绍了Ｐｒｏｔｅｕｓ的特点、使用方法以及Ｐｒｏｔｅｕｓ在单片机系统硬、软件开发与 仿真的应用，它能有效提高工作效率，对于单片机应用系统、电子电路的开发和教学等都有较大的实用价值。整个设计过程 表明了该软件在实际系统开发中的有效性和实用性。 关键字：Ｐｒｏｔｅｕｓ；单片机系统；开发；仿真 中图分类号：ＴＰ３６８．１ 文献标识码：Ｂ
Ｐｒｏｔｕｅｓ软件提供了类似于仿真器的功能，界面与现有的仿 真器非常相似，软件的编写及调试非常方便。此外，Ｐｒｏｔｅｕｓ与 Ｋｅｉｌ Ｃ５１集成开发环境的联调也是它的特色之一。
对汇编语言的调试可在主窗口中选择Ｄｅｂｕｇ下拉菜单中的 Ｓｔａｔｒ／Ｒｅｓｔａｎ Ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ，系统进入调试状态，再选择Ｄｅｂｕｇ下拉
２．２ Ｐｒｏｔｅｕｓ软件环境 Ｐｒｏｔｅｕｓ中包含了大量的电子元器件库，如各种芯片、按键、 显示器，示波器等，可供用户采用。Ｐｒｏｔｅｕｓ对原理图输入、ＰＣＢ 设计、单步调试、实时仿真等几种功能作了集成。在Ｐｒｏｔｅｕｓ环 境中，可首先对电路的原理图进行设计，针对系统功能设计的 程序，可“装入”原理图的单片机中，进行单步、断点和连续运行 等多种调试方式。程序运行的状态在原理图中相关期间实时显 示出来，模拟了实际电路的运行状况。设计的电路原理图。可生 成相应的网络表，并在ＰＣＢ设计中被调用。调试后的程序可直
从图１的４个７段共阴极数码管动态显示可以更加直观地 看到仿真运行结果，这更加提高了研发人员监测电路的效率。例 中的电路要实现的功能是：（一）具有计时功能；㈡里程计价功能。通 过键盘程序的设计与ＬＥＤ配合模拟出租车计价器的功能。
图１中矩阵键盘的各键功能可以在下图中表示：
从第一行起，各键依次功能为：增加键（＋）、存储键（Ｓ）、确认
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万方数据
匪丽祗霸嘲蓟丽两鼯强嘲
单片机开发与应用
接写入ＥＰＲＯＭ，装入单片机硬件系统即可运行。本系统的硬件
原理图如图１所示，采用４位７段数码管动态显示和４ｘ４的矩
阵键盘构成人机交互的界面，两条总线与显示器相连，矩阵键
盘通过线端子标号向Ｐ１口输入控制信号。Ｐｒｏｔｅｕｓ环境中，键盘
图４计时效果图 ３．２里程计价功能：ＴＡＸＩ计价器的思想是：两公里以内价格
为４元，以后每公里加０．７元，不足一公里取整（如３５．３公里取 ３６公里）程序比较简单。当选择计价功能时，通过数字键输入 ＴＡＸＩ行驶里程，如图４（ｃ）显示，按确认键匿，就计算出价格Ｙ＝ （３６—２）４０．７＋４＝２７．８０元，如图４（ｄ）显示。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ａ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｓｉｍｕｌａｔｉｖｅ ｔａｘｉｍｅｔｅｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｐｒｏｔｅｕｓ ｉｓ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｔｈｅ ｔｒａｉｔ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｐｒｏｔｅｕｓ
ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｈａｒｄｗａｒｅ ａｎｄ ｐｒｏｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｅ ＭＣＵ ｔａｘｉｍｅｔｅｒ ａｒｅ ｅｘｐｌｏｉｔｅｄ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｉｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｅｆｆｅｃ— ｔｉｖｅｌｙ ｂｙ ｕｓｉｎｇ Ｐｒｏｔｅｕｓ，Ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｐｒｏｔｅｕｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ＭＣＵ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｓｉｇｎ，ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｉｓ ｓｈｏｗｎ．Ｔｈｅ ｖａｌｉｄｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｐｒｏｔｅｕｓ ｉｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｐｒｏｔｅｕｓ，ＭＣＵ ｓｙｓｔｅｍ，ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ，Ｓｉｍｕｌａｔｌｏｎ
角，可以看到
共４个图标，它们分别表示全速
电路设计及程序调试完毕，表明系统硬件和程序通过了模
运行、单步执行溅称“点动”）、暂停、停止。点击
，电路进入 拟。接下来就可以生成电路印刷板。如图２所示，在工具栏的最
仿真环境，如下图１所示。
右边，可以看到
三个工具按钮，点击辩可以生成不
万方数据
＠愀弼邮局订阅号．８２躺３６０．元－，，年．１０７—
单片机开发与应用
文毒编号：１００８—０５７０（２００７）０４－２－－０１０６－０３
中文核心期刊《微计算机信息》（嵌入式与ＳＯＣ）２００７年第２３卷第４－２期
基于Ｐ ｒｏｔｅ ｕｓ的单片机出租车计价器的设计
Ｄｅｓｉｇ门ｏｆ ＭＣＵ Ｔａｘｉｍｅｔｅｒ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｐｒｏｔｅｕｓ
（武汉科技大鞫杨世品陈林
并同理添加ＢＵＴＴＯＮ（按键）、７４１．５３７３、７４ＬＳ２４０、ＣＡＰ（电容）、
ＭＩＮＲＳＥｌＫ（１Ｋ电阻）等所必须元器件，单击选中备用库中的电
子元器件，可以在嚣键上方的预览区看到所选择元件，并将其
放置在绘图工作区。然后将上述各元器件进行电气连接，连完
后的电路图如图１所示。接下来就是要为电路写入程序了，实 际电路中是把编译好的可烧录文件烧录到单片机中。而在此
键（０Ｋ）、打印键∞、选位键（＞）、数字键（１—９…０）。人机交互方式
如下：
３．１计时功能：当选择计时功能时，通过耄蒸和豢来调整四
Ｕ：石缈：Ｚｇｏ Ｊ口，ｕＪ以召到７投烈鸺。譬列忿亚不舅ｕ Ｉ、图斗【ＤＪ，Ｆ１Ⅱ、Ｊ爿
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图２ Ｐｒｏｔｅｕｓ的ＩＳＩＳ ６主界面 如图中鼠标所指：单击键选择元器件，进人选件框，就可以 选择所需元器件：双击所选择元器件名，即将所选元器件添加到 备用区如图３中：
和ＬＥＤ显示和实际电路操作和显示一样，仿真实验结果直观、
明确。
程序的装入非常简便。ＡＴ８９Ｃ５１为核心部分，选中
ＡＴ８９Ｃ５１，左键进入属性设置窗口，就可以装载ＨＥＸ文件及设
置工作频率和封装，右端键盘矩阵通过接线标号与ＡＴ８９Ｃ５ １单
片机的Ｐ１ Ｅｌ相连，红色亮点表示高电平，蓝色亮点表示低电
平，这样更加有利于信号分析，运行以后，整个页面电路等同于
单片机开发与应用
中文核心期刊《微计算机信息》（嵌入式与ＳＯＣ）２００７年第２３卷第４－２期
同格式的材料清单，点击匠进行电气规则检查并生成网络表， 当无电气连接错误时，就可以按弱瑟生成电路板。在弹出的选项 框中进行各元器件的封装设置，进行完线的属性设置，就可快捷 生成双面板ＰＣＢ图。
为检验设计的电路和程序，将调试的程序固化到制作的实 物电路板单片机中，得到的实物运行实验结果与Ｐｒｏｔｅｕ。的仿 真结果完全一致．
基金项目：湖北省教育厅自然科学基金凹伽１６ｎ伽∞
和电子系统工程提供了一种全新的手段和便捷的途径。本文用 上述软件设计了模拟ＴＡＸＩ的计价器和计时器电路板．通过软 件进行了设计和仿真，并通过实验验证了设计的硬件和软件。