在未出现计算机的单片机仿真技术之前,单片机系统的传统开发过程一般可分为三步: ①单片机系统原理图设计、选择元器件接插件、安装和电气检测等。(简称硬件设计) ②单片机系统程序设计、汇编编译、调试和编程等。(简称软件设计)
③单片机系统实际运行、检测、在线调试直至完成。 (简称单片机系统综合调试) 2.单片机系统的PROTEUS设计与仿真的开发过程
PROTEUS强大的单片机系统设计与仿真功能,使它可成为单片机系统应用开发和改进手段之一。全部过程都是在计算机上通过PROTEUS来完成的。其过程一般也可分为三步:
①在ISIS平台上进行单片机系统电路设计、选择元器件、接插件、连接电路和电气检测等。 (本书简称PROTEUS电路设计)
②在ISIS平台上进行单片机系统程序设计、编辑、汇编编译、代码级调试,最后生成目标代码文件(*.hex)。 (本书简称PROTEUS源程序设计和生成目标代码文件)
③在ISIS平台上将目标代码文件加载到单片机系统中,并实现单片机系统的实时交互、协同仿真。它在相当程度上反映了实际单片机系统的运行情况。(本书简称PROTEUS仿真)
单片机系统的PROTEUS设计与仿真流程如图1-3所示,而其中的PROTEUS电路设计的流程如图1-4所示。
图1-3 PROTEUS设计与仿真流程 图1-4 PROTEUS电路设计流程
3.AT89C51单片机简单系统的PROTEUS设计与仿真
为了更快掌握单片机PROTEUS设计与仿真操作,举一简单实例,用PROTEUS设计一个AT89C51单片机简单系统并实时交互仿真,该系统用按键通过单片机控制LED发光管发光。(简称简单实例)
设LED发光管的初始状态为亮,按一下按键,LED灭,再按,LED亮,……,亮灭交替。该“简单实例”的电路原理图如图1-5所示。
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图1-5 “简单实例”的电路原理图
1.3.2 PROTEUS电路设计
本“简单实例”的PROTEUS电路设计流程图如图1-4所示。PROTEUS根据图1-5所示的原理图设计其电路,整个设计都是在ISIS编辑区中完成的。 1.鼠标操作特点
·放置对象:在空白处单击鼠标左键(简称单击),放置元器件、连线;
·选中对象:单击鼠标左键,选择元器件、连线和其他对象,此时选中的操作对象以高亮红色
(默认色)显示;
·删除对象:鼠标右键要删除的对象,在弹出的下拉菜单中选择删除命令,删除元器件、连线
等;
·块选择:按住鼠标左键拖出方框,选中方框中的多个元器件及其连线; ·编辑对象:双击鼠标左键(简称双击),编辑元器件属性:
·移动对象:先左击选中对象(简称选中),按住鼠标左键移动,拖动元器件、连线; ·缩放对象:按住鼠标中键滚动,以鼠标停留点为中心,缩放电路。 2.新建设计文件
单击菜单中的“file→New Design”,出现选择模板窗口,如图1-6所示。其中横向图纸为Landscape,纵向图纸为Portrait,DEFAULT为默认模板。选中模板“DEFAULT”,再单击“OK”按钮,则选定了模板“DEFAULT”。单击按钮
,弹出如图1-6所示的“SaveISIS Design File”对
话框。在文件名框中输入START(“简单实例”的文件名)后,再单击“保存”按钮,则完成新建设计文件操作,其后缀自动为.DSN,即START.DSN。
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图1-6 图纸模板选择
当启动PROTEUS进入ISIS系统后,自动出现一个空白设计,模板默认为“DEFAULT”,它的文件名在窗口顶端的标题栏,为未命名“Untitled”。可单击按钮 3.设定绘图纸大小
当前的用户图纸大小为默认A4:长×宽为10in X 7in。若要改变图纸大小,单击菜单中的“System→Set Sheet Size”,弹出如图1-7所示的窗口,在窗口可以选择A0~A4其中之一,也可以自己设置图纸大小,选中“User”右边的复选框,再按需要更改右边的长和宽的数据。本例图纸大小采用默认A4。
,对新建设计文件命名。
图1-7 图纸大小设置窗口
4.选取元器件并添加到对象选择器中 本“简单实例”采用的元器件见表1-1。
表1-1 简单实例元器件列表
单片机AT89C51 电阻RES
发光二极管LED-GREEN 上拉电阻PULLUP 瓷片电容CAP 晶振CRYSTAL 电解电容CAP-ELEC 按钮BUTTON 单击图1-8中的“P”按钮,弹出如图1-9所示的选取元器件对话框。在其左上角“Keywords”
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(关键字)一栏中输入元器件名称“AT89C51”,则出现与关键字匹配的元器件列表。选中并双击AT89C51所在行或单击AT89C51所在行后,再单击“OK”按钮,便将器件AT89C5 1加入到ISIS对象选择器中。按此操作方法完成其他元器件的选取。关键字相应为“CAP”、“CAP-ELEC”等。被选取的元器件都加入到ISIS对象选择器中,如图1-10所示。
图1-8单击“P”按钮
图1-9元器件列表
图1-10 选取元器件均加入到ISIS对象选择器中
上述的选取方法称“关键字查找法”。关键字可以是对象的名称(全名或其部分)、描述、分类子类,甚至是对象的属性值。若搜索结果相匹配的元器件太多,可以通过限定分类、子类来缩小搜索范围,再做取舍,如要找33k电阻,以33k为关键字查找,再在列表中进一步地选择,如图1-11所示。
还有一种“分类查找法”,以元器件所属大类、子类甚至生产厂家为条件一级一级地缩小范围进行查找。在具体操作时,常将这两种方法结合使用。
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图1-11选取元器件窗口
5.网格单位
图1-12所示默认的网格单位是100th,这也是移动元器件的步长单位,可根据需要改变这一单位。单击菜单“View(查看)”,再单击所要的网格单位即可。如图1-12所示,选项左侧复选框打√的项为选中项,也可按快捷键F2或F3或F4或Ctrl+F1设置相应的网格单位。
图1-12网格单位选择
6.放置、移动、旋转元器件
单击ISIS对象选择器中的元器件名,蓝色条出现在该元器件名上。把鼠标指针(以后简称指针)移到编辑区某位置后,单击两次左键就可放置元器件于该位置,每单击两次,就放一个元器件。要移动元器件,先单击左键使元器件处于选中状态(即高亮度状态),再按住鼠标左键(以后简称按住左键)拖动,元器件就跟随指针移动如图1-13所示,到达目的地后,松开鼠标即可。要调整元器件方向,先将指针指在元器件上左击选中,再单击相应的转向按钮一起移动或转向,选相应的块操作命令。
。若多个对象
图1-13移动元器件R1
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