基于Proteus的单片机仿真教学研究

毛丽凤

（广东职业技术学院，广东 佛山 528041）

基于Proteus的单片机仿真教学研究

毛丽凤

（广东职业技术学院，广东 佛山 528041）

文章以8路抢答器设计为例，总结Proteus仿真软件在单片机教学中的运用，让其脱离了设备和场地的要求和限制，增强课堂的立体感与课程的应用性、实践性。

单片机；8路抢答器；Proteus仿真软件

1 Proteus仿真软件在单片机教学中的应用

1.1 传统单片机教学存在的问题

①单片机课程知识面广、理论知识枯燥难懂；②实验设备不足。学生人手一套单片机实验开发板比较困难，往往几个学生共用一套，只有个别同学动手做，部分学生产生依赖心理，实验效果差；③采用实验箱根本搞不清硬件原理。

1.2 Proteus仿真软件的概述

Proteus是世界上著名的EDA工具（仿真软件），不仅是模拟电路、数字电路、模/数混合电路的设计与仿真平台，更是世界上最先进、最完整的多种型号单片机系统的设计与仿真平台。

Proteus包括的功能模块：① 智能原理图设计：可在对象选择器窗口直接搜索元器件，选择好元器件后，放在编辑窗口，可自动连线，简单快捷。② 完善的电路仿真功能：超过27 000种仿真器件，能够达到真实仿真效果。③ 单片机协同仿真功能：可与Keil C51进行仿真和联调。④ 实用的PCB设计平台： 原理图设计完成后，一键便可进入PCB设计环境，实现从概念到产品的完整设计。

2 单片机系统的Proteus设计与仿真流程

单片机系统的Proteus设计与仿真流程如图1所示。

图1 Proteus设计与仿真流程

下面以AT89C51单片机设计的8路抢答器为例，介绍如何通过Proteus与Keil C51的结合实现对单片机电路的仿真。

2.1 Proteus设计电路原理图

在Proteus中绘制电路原理图，如图2所示。

2.2 Keil C51加载源程序文件

在 Keil µVision4中编写程序：首先在Keil µVision4中新建一个项目，命名为“8路抢答器设计.uvproj”，在Select Device for Target中选择目标CPU为Atmel公司的AT89C51，注意一定要与Proteus中单片机选择的型号一致。接着新建一个源文件“8路抢答器设计.c”，并将其添加到刚刚新建的工程中。

图2 8路抢答器设计原理图

2.3 生成目标代码文件

在Option for Target选项“Output”中，勾选“Create HEX File”选项，如图3所示。

图3 “Output” 选项设置

接着在“Debug”选项中，选择“Use”，在下拉框中选“Proteus VSM Monitor-51 Driver”，如图4所示。

图4 “Debug”选项设置

2.4 Proteus与Keil C51联调

进入Proteus的ISIS，点击菜单“调试”，选择“使用远程调试监控”下拉菜单。此后，便可实现KeilC与Proteus连接调试。

在Proteus中加载可执行文件。在图2中双击元器件AT89C51，将弹出图5所示窗口，在“Program File”中，选择Keil中生成的可执行文件“8路抢答器设计.hex”，如图5所示。

图5 仿真文件添加窗口

2.5 Proteus仿真

在Proteus中进行仿真并观察仿真结果。在Proteus中单击左下角开始按钮进行仿真，按下S0按键，LED数码管显示“0”，结果如图6所示；按下S1按键，LED数码管显示“1”，结果如图7所示。以此类推，按下相应的按键，数码管显示对应的数字，符合8路抢答器设计原理。

3 结语

通过8路抢答器设计的实例，总结Proteus仿真软件在单片机教学中所显示的优点如下：

（1）将单片机实例的功能及运行过程形象化，达到真实仿真的目的。教师可在多媒体教室给学生演示单片机系统设计的整个流程，包括硬件电路的设计思路、程序的设计思想、最终的调试和仿真过程，从而使实验教学过程形象化，激发学生的学习兴趣。

（2）降低开发成本，提高开发效率。采用仿真软件后，Proteus所提供的元器件库中，大部分可以直接用于接口电路的搭建，学习的投入变得比较小，而实际工程问题的研究，也可以先在软件环境中模拟通过，再进行硬件的投入，这样处理，不仅省时省力，也可以节省因方案不正确所造成的硬件投入的浪费。

（3）提高学生的动手能力，将理论与实践相结合，大大提高了学生学习单片机的兴趣。将Proteus仿真软件运用到单片机教学中，可通过Proteus设计硬件电路，克服了传统单片机教学呢中硬件电路固定、学生不能更改、实验内容固定等方面的局限性，可以扩展学生的思路和提高学生的学习兴趣。

图6 按下S0数码管显示“0”

图7 按下S1数码管显示“1”

[1]王海华.基于Proteus和Keil的单片机实验教学探究[J].科技信息，2009（3）:35-36.

[2]张靖武，周灵彬.单片机系统的PROTEUS设计与仿真[M].北京：电子工业出版社，2007.

Simulation teaching and research of MCU based on Proteus

Mao Lifeng
（Guangdong Vocational and Technical College, Foshan 528041, China）

This article takes 8 responder design as a case to summarize the application of Proteus simulation software in MCU teaching, which lets it out of the equipment and site requirements and restrictions, enhanced the three-dimensional sense of the classroom and the application and practical characteristics of the curriculum.

MCU; 8 roads responder; Proteus simulation software

毛丽凤（1988— ），女，黑龙江同江，硕士；研究方向：机电一体化。