基于Proteus的单片机系统的虚拟仿真pdf
基于Proteus软件的单片机仿真教学
4++, 5 +0 5 +/ ； 修回日期： 4++, 5 4 5 0, # 收稿日期： 作者简介： 何乃味 （ 0/33 5 ） ， 男， 汉族， 广西南宁人。柳州职业技术学院电子电气工程系教师。
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安徽电气工程职业技术学院学报8 8 8 8 8 8 8 第十一卷8 第一期
在 !" 机上进行单片机仿真的软件： !#$%&’(。!#$%&’( 软件是英国 )*+,&-%&# 公司开发的电路分析与实物 仿真软件。它可以仿真、 分析 （ .!/"0 ） 各种模拟器件和集成电路。其最大特点是可以支持许多型号的 !/" 系列、 345 系列等。下面笔者通过一个仿真实例 单片机仿真， 该软件的单片机仿真库里有 12 系列， 介绍 !#$%&’( 在单片机仿真教学中的应用。 67 28 绘制仿真电路的原理图 启动 /./. 9 !#$:&((;$-*<， 在原理图编辑窗口中绘出如图 2 所示的仿真电路原理图。
!"#$%& ’( )$&%*" + ,-$. /$,0’,’1.23"0 )$12*43$’& 5"4,-$&% 64#"7 ’& 80’3"2# )’(3940∓=>#& ?#@9$:#A9B C-%@>A:@9B D#BB%E% ，<:&F>#& )*)++, ，D>:A9） ［ :;#304,3］ < 2A9BGF:AE $>% H"#IB%J’ #K $"9L:$:#A9B ’:AEB% 5 @>:H M:@"#@#JH&$%" $%9@>:AE ，$>:’ H9H%" ’&EE%’$’ $>9$ !"#$%&’ N#K$;9"% I% 9HHB:%L :A $>% ’:AEB% 5 @>:H M:@"#@#JH&$%" ’:J&B9$:#A $%9@>:AE1 ->:’ H9H%" $>%A L%9B’ ;:$> $>% J9O:AE #K !"#$%&’ 5 I9’%L ’:AEB% 5 @>:H M:@"#@#JH&$%" $%9@>:AE 9AL :$’ H"%’%A$9$:#A ，9AL $>% 9LP9A$9E%’ 9AL L:’9LP9A$9E%’ #K ’&@> ;9G #K $%9@>:AE1 ［ ="> 9’07#］ < !"#$%&’ ’#K$;9"%；’:AEB% 5 @>:H M:@"#@#JH&$%"；’:J&B9$:#A $%9@>:AE 单片机是一门实践性非常强的课程， 又是一门非常抽象的课程。对于这样一门课程， 教师在课堂教 学过程中采用传统的授课模式， 往往存在许多问题。因此， 教师必须积极地探索新的教学方法， 充分利 用现有的资源， 采用现代化教学手段， 提高教学的质量和效率。伴随着计算机软件技术的飞速发展， 在 电子信息技术领域出现了大量的软件仿真工具， 本文介绍的 !"#$%&’ 软件可以在计算机上进行单片机模 拟仿真， 为教师进行单片机课堂教学改革和学生的学习提供了很好的平台。 0( 传统单片机教学中存在的问题 01 0( 课堂教学中缺乏演示 单片机课堂教学演示难以见到的原因很多， 其中一个很重要的原因是课堂教学演示太困难， 效果也 不理想。通常， 要做一次课堂演示实验需要用到如下设备： 计算机、 仿真器或编程器、 电源和实验电路 板。其中仿真器或编程器要与计算机相连， 电源要接到实验电路板上， 为了上一节课， 教师要准备较长 的时间。如果用仿真器做实验， 那么仿真头要与实验电路板相连， 教师在课堂教学中要拿起实验电路板 来展示， 稍有不慎， 仿真头就会从电路板中脱落而造成错误， 甚至可能会损坏仿真头或实验电路板。如 果用编程器写芯片的方法来验证实验结果， 那么就得多次在实验板与编程器之间拔、 插芯片， 很麻烦， 且 效率低。即使勉强做， 由于实验电路板上的器件较小， 学生很难看清楚有关的现象， 教学效果不佳。 01 4( 学生实验中也同样存在问题 单片机教学中除了教师在课堂上进行的一些验证性实验外， 还必须按照教学计划给学生安排相应 的实验， 通过实验培养学生的动手能力， 加深对理论知识的理解。从这一意义上来说， 短短的课堂实验 时间是远远不够的， 应该给学生创造条件在课后动手做实验。但是传统的单片机实验不可能做到这一 点， 单片机实验所必需的仿真器、 编程器、 实验板和电源等价格不菲， 专业性很强， 学生不可能自行装备。 由于实验涉及到硬件， 有一定的危险性， 一般必须由专业教师在现场指导， 这也很难安排。 4( 问题的解决 为了解决以上问题， 教师可以在单片机教学中引入单片机软件仿真系统。笔者在此介绍一种可以
基于Proteus的51系列单片机设计与仿真PPT课件
把单个分散控制的测量设备变成网络节点，以现场总线为 纽带，把他们连接成可以相互沟通信息、共同完成自控任 务的网络控制系统。
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1.1.3.3 典型应用系统
典型的较全面的单片机测控系统 系统特点 受集成度限制/系统扩展/在线控制功能强 典型通道及特点 前向通道、后向通道、人机通道
高性能化 大容量 内装化
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1.1.3 单片机应用领域
1.1.3.1 单机应用 1.1.3.1 多机应用 1.1.3.1 典型应用举例 1.1.3.４ 应用系统设计内容
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1.1.3.1 单机应用
测控系统
在线控制，将计算机与控制系统组合在一起，进行实时监控， 体积小，功耗低，可靠性高；适用于单片机。
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1.1.1 微型计算机概述
微型计算机的发展
电子管
半导体晶体管 小规模集成电路 大规模集成电路
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1.1.1 微型计算机概述
微型计算机的应用 举例：．．．．．1 单片机的特点 1.1.2.2 单片机的发展
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1.1.1 微型计算机概述
微型计算机的概念
微处理器（Microprocessor）又称CPU,芯片内部集成运算器和 控制器，是构成微型计算机系统和网络工作站的核心部件。 1971年Intel公司制成第一个CPU—Inter 4004
微型计算机
单片机—将CPU、存储器、I/O接口、中断系统 集成在一块芯片上，程序存放在ROM中。 单板机--将CPU、存储器、I/O接口、中断系统 集成在一块印制电路板上，程序存放在ROM中。 多板机--- 将CPU、存储器、I/O接口、中断系统 集成在多块印制电路板上，程序存放在ROM中。 微型计算机系统，在多板机基础上发展而来，有更为丰富的 软硬件资源(计算机，电脑)。
基于Proteus的单片机系统的虚拟仿真1
信号发生器、点阵图形发生器等特 殊的仪器。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。 Ｐ ｒｏｔｅ ｕｓ 的 Ｐ ＣＢ 功能
Ｐｒｏｔｅｕｓ 软件可提供的模拟 （ 数 字） 、交 （ 直） 流等元器件达 ３０ 多 个元件库， 共计数千种。如总线驱 动器 ７４ＬＳ３７３、可编程外围定时器 ８２５３、 并 行 接 口 ８２５５、 多 位 数 码 管、ＬＣＤ 图形模块、矩阵式键盘、 蜂 鸣 器 、 实 时 时 钟 ＤＳ１３０２、 多 种 Ｄ／Ａ 和 Ａ／Ｄ 转换器都可直接调用。 此外， 对于元件库中没有的器件， 使用者也可依照需要自己创建。
核心的电路系统进行仿真。将其
应用在单片机教学中， 可以有效
地解决学习者需要硬件投资、理
论与实践脱钩、动手能力匮乏的
问题； 将它应用在实际的单片机
系统开发中， 可以节省大量时
间， 让开发者将主要精力投放在
系统开发上， 提高开发效率、降
低开发成本。
图１ ＩＳ ＩＳ 启动成功界面
图２ 找到单片机ＡＴ８９Ｃ５１
们放入原理图。我们会发现图中 ＡＴ８９Ｃ５１ 没有 Ｖｃｃ 和 ＧＮＤ 引脚 ， 其实他们隐藏了， 在使用的时候可 以不用加电源。如果需要加电源可 以点击工具箱的接线端 按钮， 这时对象选择器将出现一些接线 端。在器件选择器里点击 ＧＲＯＵＮＤ， 鼠 标 移 到 原 理 图 编 辑 区， 左键点击一下即可放置接地符
安装好 Ｐｒｏｔｅｕｓ 后， 从 电 脑 桌 面 的 “开 始 ”—“程 序 ”—Ｐｒｏｔｅｕｓ ６ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ－ＩＳＩＳ， 启 动 ＩＳＩＳ。 ＩＳＩＳ 是仿真模拟设 计 ＳＣＨ 设 计 程 序 ， ＡＲＥＳ 是 印 制 板 ＰＣＢ 设 计 程 序。
基于Proteus的虚拟单片机实验系统
26科技资讯科技资讯 ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ２０１０ ＮＯ．０５ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ信 息 技 术单片机技术被广泛应用于各种嵌入式系统中。
传统的单片机系统设计开发，需要借助各种类型的单片机硬件仿真设备，但由于硬件仿真设备投入较大，因此单片机虚拟仿真软件Ｐｒｏｔｅｕｓ逐渐受到关注，并得到越来越广泛的应用。
1虚拟单片机实验室1.1Proteus 单片机仿真软件简介Ｐｒｏｔｅｕｓ是一个完整的嵌入式系统软、硬件仿真平台。
其主要的特点有两个：一是对动态元件的实时仿真，它对“人机对话”的模拟增强了系统的真实性；二是虚拟工具箱的功能，它能与仿真同时进行，测量方便而准确。
针对微处理器的应用，可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，并实现软件代码级的调试，还可以直接实时动态地模拟按钮、键盘的输入、ＬＥＤ、液晶显示的输出，同时配合虚拟工具如示波器、逻辑分析仪等进行相应的测量和观测［１］。
1.2构建虚拟单片机实验室的优点Ｐｒｏｔｅｕｓ的出现也为单片机虚拟实验室的构建提供了一条方便、快捷、节约成本的新思路。
采用Ｐｒｏｔｅｕｓ 仿真软件进行虚拟单片机实验，具有明显的优势，其优点如下。
（１）实验内容涉及面广，单片机系列多样，可灵活拓展。
在单片机的实验系统中，所涉及到的内容包括了四个方面，即单片机系统资源、软件技术、硬件接口电路、软件和硬件相结合的应用系统。
对于软件调试内容，使用Ｐｒｏｔｅｕｓ 软件，可以执行在ｄｅｂｕｇ菜单下ｒｅｇ－ｉｓｔｅｒｓ菜单项命令打开相应的窗口，也可执行ｄｅｂｕｇ 菜单下的 ｉｎｔｅｒｎａｌ ｍｅｍｏｒｙ菜单项命令打开相应的窗口，对系统内部存储器进行查看。
对于硬件接口电路，同样功能的电路，可以在Ｐｒｏｔｅｕｓ中采用不同的硬件来搭建完成。
单片机实验，主要以５１系列为主，若在此基础上涉及到其他系列的单片机，则需要更换实验板。
基于proteus的51单片机虚拟实验系统设计
51 SINGLE CHIP MICROCOMPUTER VIRTUAL EXPERIMENTAL SYSTEM DESIGN BASED ON PROTEUS
by Wang Zihan
Supervisor: Prof. Wu Pinghui
December 51 单片机虚拟实验系统设计
§1-1 论文研究背景及意义 ................................................... 1-1-1 实验室教学存在的问题 ................................................ 1-1-2 虚拟实验系统的意义 .................................................. 1-1-3 虚拟实验系统的发展现状 .............................................. §1-2 常用的虚拟实验系统实现方案 ........................................... 1-2-1 基于 LABVIEW 平台的虚拟实验系统 .................................... 1-2-2 基于 WEB 平台的虚拟实验系统 ........................................ 1-2-3 基于 PROTEUS 的虚拟实验系统 ........................................ §1-3 本论文的主要研究内容 ................................................. 1 1 1 2 3 3 3 4 5
学位授予单位：河北工业大学
基于Proteus的单片机系统的仿真设计
如 模 拟 分 析 、 字 分析 、 合 信 号 分 析 、 率 分 析 等 有 各种 虚 拟 数 混 频
仪器 ， 如示 波 器 、 辑 分 析 仪 、 号 发 生 器 、 数 器 、 表 等 。 和 可 简 化单 片机 程序 在 目标 硬 件 上 的调 试 工 作 ．加 快 工 程 项 目的 逻 信 计 电 能 Ｋ ｉ Ｍａ ａ ｅ ， ｆ ｂ等 编 译 软 件 整 合 使 用 。 到 更 好 的 仿 真效 果 。 仿 真 开 发 过 程 ， 低 开 发 成 本 。 需 要 注 意 的 是 ， 真 不 能 完 全 代 替 实 ｌ ｌ 达 该 降 仿
空航 天 大 学 出版社 ． ０ ． ２ ６ ０ ３ 王锋 ． 于 Ｐ ｏｅ ｓ 数 字 时 钟 设 计 与 仿 真 卟 福 建 电 脑 ，０ ９１ ： ５ ． 基 ｒｔｕ 的 ２ ０ ，０１ － ３
１ ６ ３ ．
４王 瑞 萍 ． 于 Ｐｏｅ ｓ 单 片 机 虚 拟 开 发 环 境 ｏ． 代 电 子 技 术 ， ０ ，： ． 基 ｒｔｕ 的 】现 ２ ９８ ０
１６ ４
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建 电
脑
２１ ０ ０年 第 ６期
基 于 Ｐｏ ｕ 的 单 片 机 系统 的仿真 设计 ｒｔ ｓ ｅ
刘 艳 ，张 文 超 ，秦 鑫
（新 乡 医 学 院生 命 科 学技 术＿ 河 南 新 乡 ４ ３ ０ 系 ５ ０ ３１ 【 摘 要 】 介 绍 了利 用 Ｐ ｏ ｕ 开 发 单 片机 系 统 的 仿 真 设 计 方 法 。基 于 Ｐｏ ｕ 的 单 片 机 虚 拟 开 发 环 境 可 以 完 成 单 片 ： ｒｔ ｓ ｅ ｒｔ ｓ ｅ
ｌ ｉ是 德 国 Ｋ ｉ公 司 开发 的单 片机 编译 器 ．是 一 种 集 成 化 （ｌ ｅ ｅ ｌ 参考文献： ． 沈 郭 ８ １单 片机 实 践 与 应 用 ［ ． 京 ： 华 大学 ０ Ｍ】北 清 的 文 件 管 理 编 译 环 境 ， 编 辑 、 译 和 程 序 仿 真 等 于 一 体 。 用 １昊 金 戌 ， 庆 阳春 ， 庭 吉 ． ５ 集 编 可
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的单片机仿真
基于Proteus的单片机仿真第一章Proteus软件介绍Proteus软件是由英国Labcenter Electronics公司开发的EDA工具软件，已有近20年的历史，在全球得到了广泛应用。
Proteus软件的功能强大，它集电路设计、电路仿真及制版等多种功能于一身，不仅能够对电工、电子技术学科涉及的电路进行设计与分析，还能够对微处理器进行设计和仿真，并且功能齐全，界面多彩，是近年来备受电子设计爱好者青睐的一款电子线路设计与仿真软件。
1、1Proteus软件组成Proteus系统包括ISIS.EXE（电路原理图设计、电路原理仿真）、ARES.EXE （印刷电路板设计）两个主要程序三大基本功能。
Proteus组合了高级原理布图、混合模式SPICE仿真，PCB设计以及自动布线功能，从而实现了一个完整的电子设计系统。
Proteus软件由以下6部分组成：（1）原理图输入系统ISIS；（2）混合模型仿真器；（3）动态器件库；（4）高级图形分析模块；（5）处理器仿真模型VSM；（6）PCB设计编辑ARES。
1、2基于Proteus软件产品开发流程基于Proteus电子产品开发流程如图：基于Proteus产品设计优点：（1）完成原理图设计之后就可以进行电路调试与仿真；（2）交互式仿真特性使得软件的调试与测试能在设计电路板之前完成；硬件设计的改动容易的如同软件设计改动一样简单。
（3）设计者可以从Proteus原理图库中调用所需库元件，然后通过合适连线即可。
单片机内可通过单击单片机芯片加入已编译好的十六进制程序文件，然后运行仿真即可。
1、3仿真方式与虚拟仪器Proteus软件的ISIS原理图设计界面同时还支持电路仿真模式VSM(虚拟仿真模式)。
当电路元件在调用时，我们选用具有动画演示功能的器件或具有仿真模型的器件，当电路连接完成无误后，直接运行仿真按钮，即可实现声、光、动等逼真的效果，以检验电路硬件及软件设计的对错，非常直观，下面是一个基于8051单片机的系统仿真效果图，该系统用液晶屏LCD1602显示当前时间温度信息，还具有按键校准时间的功能。
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郝海峰彭利军
Ｐｒｏｔｅｕｓ介绍
Ｐｒｏｔｅｕｓ是一种基于ＳＰＩＣＥ３Ｆ５仿真引擎的混合电路仿真软件。
其元件库非常丰富，除了可以进行一般的电路性能分析外，最吸引人的莫过于其能够完美的对单片机及外围电路进行虚拟仿真了。
Ｐｒｏｔｅｕｓ的仿真功能
它不仅能仿真模拟、数字电路，以及模数混合电路，更具特色的是它能够仿真基于单片机的电子系统。
它完全支持ＭＣＳ－５１及其派生系列单片机的设计系统，另外也能仿真基于ＡＶＲ和ＰＩＣ系列的单片机系统。
Ｐｒｏｔｅｕｓ的仿真资源
Ｐｒｏｔｅｕｓ软件可提供的模拟（数字）、交（直）流等元器件达３０多个元件库，共计数千种。
如总线驱动器７４ＬＳ３７３、可编程外围定时器８２５３、并行接口８２５５、多位数码管、ＬＣＤ图形模块、矩阵式键盘、蜂鸣器、实时时钟ＤＳ１３０２、多种Ｄ／Ａ和Ａ／Ｄ转换器都可直接调用。
此外，对于元件库中没有的器件，使用者也可依照需要自己创建。
在仪器仪表方面，Ｐｒｏｔｅｕｓ除了提供常见的交、直流电压（电流）表、示波器外，还有逻辑分析仪、计数器、ＳＰＩ调试器、ＩＩＣ调试器、信号发生器、点阵图形发生器等特殊的仪器。
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。
Ｐｒｏｔｅｕｓ的ＰＣＢ功能
Ｐｒｏｔｅｕｓ软件本身有ＰＣＢ设计功能，可以生成多种格式的文件，供相应的专业ＰＣＢ设计工具调用，可以很方便地进行后续ＰＣＢ的设计。
Ｐｒｏｔｅｕｓ的其他功能
其自身只带汇编编译器，不支持Ｃ语言。
但可以将它与ＫｅｉｌＣ５１集成开发环境连接，将用汇编和Ｃ语言编写的程序编译好之后，可以立即进行软、硬件结合的系统仿真，像使用仿真器一样来调试程序。
Ｐｒｏｔｅｕｓ的单片机系统仿真
电路图的绘制
下面我们结合一个单片机在ＬＥＤ数码管应用的例子，详细说明如何利用Ｐｒｏｔｅｕｓ来进行单片机及外围电路的仿真。
本例为利用单片机让一位ＬＥＤ数码管由９～０循环显示。
单片机采用的是ＡＴ８９Ｃ５１；用到了一个８位移位寄存器７４ＨＣ１６４，实现串行输入、并行输出；用７ＳＥＧ－ＣＯＭ－ＣＡＴＨＯＤＥ数码管显示数字；Ｃ１、
基于Ｐｒｏｔｅｕｓ的单片机系统的虚拟仿真
单片机体积小、重量
轻、具有很强的灵活性而
且价格不高，得到了越来
越广泛的应用。
一般在开
发基于单片机的应用系统
时，需要大量的硬件设备，
不仅易损坏而且携带不方
便。
Ｐｒｏｔｅｕｓ仿真软件的出
现恰好的解决了这个矛盾，
利用它可随时搭建一个单
片机应用系统，对其仿真。
Ｐｒｏｔｅｕｓ仿真软件能够提高
开发效率、降低开发成本、
缩短开发周期。
应用设计
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Ｃ２和Ｘ１组成时钟电路，在Ｐｒｏｔｅｕｓ可完全仿真。
准备仿真前，先编写好源程序文件ｌｅｄ．ａｓｍ，并利用ＫｅｉｌＣ５１进行编译。
正确编译后，生成目标文件ｌｅｄ．ｈｅｘ。
接下来开始说明如何利用Ｐｒｏｔｅｕｓ仿真本例。
安装好Ｐｒｏｔｅｕｓ后，从电脑桌面的“开始”—“程序”—Ｐｒｏｔｅｕｓ６Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ－ＩＳＩＳ，启动ＩＳＩＳ。
ＩＳＩＳ是仿真模拟设计ＳＣＨ设计程序，ＡＲＥＳ是印制板ＰＣＢ设计程序。
ＩＳＩＳ启动成功的界面如图１所示，分为菜单栏、工具栏、工具箱、编辑窗口（显示正在编辑的电路原理图）、预览窗口（显示整个电路图的缩略图）、对象选择器（根据图标决定的当前状态显示不同的内容）、对象旋转工具（有４个按钮）和模拟调试时用的快捷调试按钮。
每当我们打开ＩＳＩＳ的时候，会自动出现一个新的设计界面，可以马上设计新的项目，也可以点击菜单栏的“Ｆｉｌｅ”—“Ｎｅｗ
Ｄｅｓｉｇｎ”。
首先，在Ｐｒｏｔｅｕｓ中添加元器件ＡＴ８９Ｃ５１。
点击工具箱的元器件按钮，使其选中，再点击ＩＳＩＳ对象选择器左边中间的置按钮，出现“ＰｉｃｋＤｅｖｉｃｅｓ”对话框。
在这个对话框里我们可以选择元器件和一些虚拟仪器。
在“Ｃａｔｅｇｏｒｙ（器件种类）”下面，我们找到“ＭｉｃｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒＩＣｓ”选项，鼠标左键点击一下，在左下方“Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒ”下选择“ＡＴＭＥＬ”，在对话框的右侧，我们会发现这里有常见的各种型号的单片机。
找到单片机ＡＴ８９Ｃ５１，双击“ＡＴ８９Ｃ５１”，情形如图２所示。
这样在左边的对象选择器就有了ＡＴ８９Ｃ５１这个元件了。
点击一
下这个元件，然后把鼠标指针移到
右边的原理图编辑区的适当位置，
点击鼠标的左键，就把ＡＴ８９Ｃ５１
放到了原理图区。
按照相同的方法，可以从器件
库中找出７４ＨＣ１６４移位寄存器、
７ＳＥＧ－ＣＯＭ－ＣＡＴＨＯＤＥ数码管、
晶振Ｘ１和电容Ｃ１、Ｃ２，并把它
们放入原理图。
我们会发现图中
ＡＴ８９Ｃ５１没有Ｖｃｃ和ＧＮＤ引脚，
其实他们隐藏了，在使用的时候可
以不用加电源。
如果需要加电源可
以点击工具箱的接线端按钮，
这时对象选择器将出现一些接线
端。
在器件选择器里点击
ＧＲＯＵＮＤ，鼠标移到原理图编辑
区
，
左键点击一下即可放置接地符
图
２找到单片机ＡＴ８９Ｃ５１
图１ＩＳＩＳ启动成功界面
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号。
同理也可以把电源符号
ＰＯＷＥＲ放到原理图编辑区。
点击工具箱的
按钮，
ＧＲＡＰＨＩＣＳＴＹＬＥＳ中选择
ＷＩＲＥ，根据源程序所考虑电路将晶振、电容、ＡＴ８９Ｃ５１、
７４ＨＣ１６４连接。
７４ＨＣ１６４和７ＳＥＧ－ＣＯＭ－ＣＡＴＨＯＤＥ之间并行导线太多，为简化原理图，可点击工具箱的总线按钮
，可在
编辑窗口画总线。
点击工具箱的
００按钮，画总线的分支线，它可用来连接总线和元器件引脚。
连好的原理图如图３所示。
系统的仿真
在原理图编辑区右键选定
ＡＴ８９Ｃ５１，再左键单击编辑其属性。
可在其中设置Ｃｌｏｃｋ
Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，本例中我们设为
２４ＭＨｚ。
在ＰｒｏｇｒａｍＦｉｌｅ中加入编译生成的目标文件ｌｈｃ．ｈｅｘ，如图４所示。
同样，我们可以设置电容Ｃ１、Ｃ２的大小和晶振的频率。
最后可点击下方
按钮
开始仿真，单片机开始工作，可以看到数码管的数字由９～０循环显示，如图５所示。
点击００００按钮停止仿真，
按钮为暂停。
本文结合实例详细的介绍了
Ｐｒｏｔｅｕｓ软件仿真功能。
可以看见，Ｐｒｏｔｅｕｓ功能强大、使用方便，能很好的对一个以单片机为核心的电路系统进行仿真。
将其应用在单片机教学中，可以有效地解决学习者需要硬件投资、理论与实践脱钩、动手能力匮乏的问题；将它应用在实际的单片机系统开发中，可以节省大量时间，让开发者将主要精力投放在系统开发上，提高开发效率、降
低开发成本。
图５
开始仿真
图４
加入编译生成的目标文件
图３
连接原理图
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