浅谈Proteus仿真在单片机教学中的应用

韩振花

【摘要】当前在很多院校都开设了单片机课程，大部分仍然采用的是理论讲解与实验箱验证的教学模式。这种教学模式具有很大弊端，比如理论与实践的严重脱节;学习缺乏自主性，注重完成实验结果的验证，实验箱工作不稳定等等问题。现如今可以利用Proteus仿真技术虚拟一个实验箱，利用Proteus强大的仿真技术，使得这种虚拟实验箱具有非常好的灵活性，可以将学习过程中每一个知识点都能很方便的变成独立的验证实验，并且可以达到个性化的设置，具有学习灵活，直观的特点，非常适合应用在目前所提倡的项目教学法中，经过实践应用，其具有很好的教学效果。

【关键词】单片机;Proteus软件;仿真

1引言

由于单片机具有功能强、使用灵活、可靠性高、成本低、体积小、面向控制、具有智能化功能等优点，其应用极为广泛，已渗入到工业、军事、生活等各个领域。现代产品如汽车、机床、家电等的更新换代大多是电子技术特别是单片机技术在各类产品上的应用带来的。单片机性能开发已成为科技、工程领域的重要内容。及于此，目前各类学校多类专业普遍开设单片机课程[1]。

在分析Proteus仿真软件特点的基础上，以MCS-51单片机教学为例，重点阐述了Proteus软件的仿真应用。

2 Proteus 在单片机教学中实际应用

单片机的广泛应用于各个领域，它非常普及又在不断推陈出新，是高校电类专业的一门重要专业课程，但如用传统的课堂式教学内容枯燥专业性强学生很难掌握;若是采用硬件实训教学则需要教学硬件投入，并加上学生使用操作不当会增加硬件器材消耗。Proteus则解决了上述的问题：它不仅将许多单片机功能形象化，也可将许多单片机实例运行过程形象化。前者可在相当程度上得到实物演示实验的效果，后者则是实物演示实验难以达到的效果，而且不需要硬件投入，学生普遍反映，通过使用Proteus 软件进行单片机系统仿真设计对单片机的学习比单纯学习书本知识更容易接受，更容易提高。下面以交通灯为例，详细说明Proteus 在单片机系统设计的使用。

2.1电路原理图设计

运行Proteus软件进入其编辑环境。单击元件列表区的P命令即弹出元器件选择（Pick Devices）对话框，调入所需元件仿真库。将电路中的所用元件从元器件库中调出来，放到绘图区并编辑其属性，接着进行合理的布局后，就可以进行连线了。所有导线画完后，再点击工具栏的按钮，添加上必要的电源和接地符号，原理图的绘制就完成了，交通灯电路原理图如图1所示。

图1  交通灯电路图

2.2 软件编程

通过菜单“Source→Add/Remove Source files”新建源程序文件：交通灯.ASM;通过菜单“Source 交通灯.ASM”，打开Proteus提供的文本编辑器Source Editor，在其中编辑如下源程序：

ORG 00H

MAIN：MOV P1，#11H

JB P3.0，$

MOV R0，#0

MOV DPTR，#TAB

LP：MOV A，R0

MOVC A，@A+DPTR

MOV P1，A

CALL DELAY

INC R0

CJNE R0，#52，LP

TAB：DB 14H，14H，14H，14H，14H，14H，14H，14H，14H，14H

DB 14H，14H，14H，14H，14H，14H，14H，14H，14H，14H

DB 10H，12H，10H，12H，10H，12H

DB 41H，41H，41H，41H，41H，41H，41H，41H，41H，41H

DB 41H，41H，41H，41H，41H，41H，41H，41H，41H，41H

DB 01H，21H，01H，21H，01H，21H

DELAY：MOV R4，#10;（fosc=12MHz，T=1μs）

D2：MOV R5，#125

D1：MOV R6，#200

DJNZ R6，$

DJNZ R5，D1

DJNZ R4，D2

RET

END

程序编辑好后，存入文件名为交通灯.ASM中。再通过菜单“Source→Build All”编译汇编源程序，生成目标代码文件。若编译失败，可对程序进行修改调试直至编译汇编成功，产生交通灯.HEX文件。

2.3 系统仿真

在Proteus中，可以直接与Keil编程软件进行联调，进而实现对所设计电路的验证。本文主要采用Proteus自带编译系统进行仿真调试，具体步骤为：鼠标指针在单片机器件80C51上，双击该器件，在“Program File”栏中单击打开按钮，出现文件浏览对话框，找到“交通灯.HEX”，添加文件。从弹出的属性编辑对话框，在“Clock Frequency”栏中把频率设定为12MHz。单击运行按钮，全速启动仿真，仿真运行结果如图2所示。

图2  交通灯仿真电路运行结果图

3 结语

51系列单片机系统只是EDA软件Proteus 的一方面，对其系列的CPU都可进行设计仿真。EDA技术开启了电子行业设计的一场革命，高速发展，因此我们应让学生尽早接触在教学中使用。

参考文献：

[1]《新课程的深化与反思》余文森、吴刚平著  首都师范大学出版社 2004.1

[2]《单片机原理与应用——基于Proteus与Keil C》林立著 电子工业出版社 2009.7

[3]《Proteus--电子技术虚拟实验室》朱清慧著 主编水利水电出版社 2010.8

[4]《单片机原理、应用与PROTEUS仿真》张靖武著  电子工业出版社 2008.8