实验八-Proteus仿真软件使用方法

实验八Proteus仿真软件使用方法1.实验目的：（1）了解Proteus仿真软件的使用方法。（2）了解51单片机编程器Keil与Proteus仿真软件的联用方法。2.实验要求：通过讲授和操作练习，学会正确使用Proteus仿真软件及Keil编程及其联合调试。3.实验内容：（1）Proteus仿真软件介绍Proteus软件是由英国LabCenterElectronics公司开发的EDA工具软件，由ISIS和ARES两个软件构成，其中ISIS是一款便捷的电子系统仿真平台软件，ARES是一款高级的布线编辑软件。它集成了高级原理布线图、混合模式SPICE电路仿真、PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计。通过ProteusISIS软件的VSM(虚拟仿真技术),用户可以对模拟电路、数字电路、模数混合电路，以及基于微控制器的系统连同所有外围接口电子元器件一起仿真。图8-1是ProteusISIS的编辑窗口：图8-1ISIS的编辑界面图中最顶端一栏是“标题栏”，其下的“FileViewEdit……”是“菜单栏”，再下面的一栏是“命令工具栏”，最左边的一栏是“模式选择工具栏”；左上角的小方框是“预览窗口”，其下的长方框是“对象选择窗口”，其右侧的大方框是“原理图编辑窗口”。选择左侧“模式选择工具栏”中的图标，并选择“对象选择窗口”中的P按钮，就会出现如图8-2的元器件选择界面：图8-2元器件库选择界面在元器件列表框中点击你需要的器件类型（例如：电阻-Resistors,单片机芯片-MicroprocessorICs,LED-Optoelectronics）或在左上角的关键字（Keywords）框中输入你需要的器件名称的关键字（如：信号源-Clock,运放-CA3140等），就会在图8-2中间的大空白框列出你所需的一系列相关的元件。此时，你可用鼠标选中你要的元件，则图8-2右上角的预览框会显示你所要元件的示意图，若就是你要的元器件，则点击OK按钮，该元器件的名称就会列入位于图8-1左侧的“对象选择窗口”中（参见图1左侧下方框）。所需元器件选择好后，在“对象选择窗口”选择某器件，就可以将它放到图8-1中的“原理图编辑窗口”中（若器件的方向不合适，你可以利用图1左下角的旋转按钮来改变它）。将所要的元器件都选好后，将它们安放到合适的位置，就可以用连接线把电路连接好，结果存盘（请按规定的目录存盘，并记住其路径/目录/文件名[学号-实验序号]）。（2）51单片机编程器–KeilV3的使用Keil编程器可用于MCS-51单片机软件编程与调试，它的工作界面如图8-3所示：Keil编程器是KeilSoftwareInc/KeilElectronicGmbH开发的基于80C51内核的微处理器软件开发平台，可以完成从工程（Project）的建立和管理、程序的编译和连接、目标代码的形成、软件仿真等一套完整的软件开发流程。它与Proteus挂接，可以进行单片机应用系统的硬件仿真。汇编语言编程方法：①打开“File”菜单→选择新建“New...”→在弹出的文本框（Text1）中编写所需的汇编语言程序→程序写好后，保存（从File→SaveAs..→选择某目录，文件名.ASM,存盘）；②打开“Project”菜单→选择新建工程“NewProject...”→在弹出的窗口填写：工程名→保存（文件名的后缀是.uv2。此时图8-3的工程窗口中将建立Target1及SourceGroup1）；③打开“Project”菜单→选择Components,Environment,Books...→在弹出的窗口的ProjectComponents点击“AddFiles”→加入所写的汇编文件（选中该文件，Add）；④打开“Project”菜单→选择“SelectDeviceforTarget‘Target1’”→在弹出的CPU窗口选择所用的单片机厂家（选Atmel）及CPU芯片名称（如AT89C51）,按“确定”键；⑤打开“Project”菜单→选择“OptionsforTarget‘Target1’”→在弹出的窗口中选择“Output”→填入输出文件名称，并选择输出文件类型（HEX文件），[见图8-4]。图8-3KeilV3界面图图8-4为输出文件命名及确定HEX类型⑥打开“Project”菜单→选择“OptionsforTarget‘Target1’”→在弹出的窗口中选择“Debug”→为连接调试选择仿真器[见图8-5]→按“确定”键。图8-5选择调试的仿真器及运行设置⑦单击（参见图8-3）完成对所编写程序的编译，编译情况会显示在图8-3的输出窗口中，如有语法错误，会给出提示，应修改出错处后，再次编译。（3）仿真：在ProteusISIS界面调入所设计的硬件图，双击CPU,填入相应的HEX运行文件的名称（参见图8-6，文件所在目录应正确），点击运行按钮，即可实现与硬、软件的联合调试。图8-6单片机程序可执行文件的路径、名称输入（4）示例：硬件电路图见图8-7所示；相应的汇编语言程序如下：ORG0000HAJMPMAINMAIN:MOVC,P1.3；将接按键的I/O口的状态（0或1）移给进位位C，MOVP1.7,C；再由进位位C转给对应的发光二极管的连接位。MOVC,P1.2；以便控制发光二极管的亮或灭。MOVP1.6,CMOVC,P1.1MOVP1.5,CMOVC,P1.0MOVP1.4,CACALLDELAYAJMPMAINDELAY:MOVR5,#5FH；软件延时子程序L1:MOVR6,#0AFHDJNZR6,$DJNZR5,L1RET图8-7示例的硬件电路图在Keil编程界面输入上述程序，编译成可执行HEX文件，双击图8-7的CPU，参考图8-6填好相应的HEX文件的路径及名称，按“OK”键退出。点击运行按钮（图8-7下沿的），运行情况见图8-8所示。图8-8示例电路运行结果请自己完成以上示例的硬、软件调试。每人的实验结果打包，以文件名（DZ班-学号-实验序号）上交，并完成实验报告。（3）KEIL编译器与Proteus软件联调图8-10远程联调Proteus设置在ProteusISIS界面调入所设计的硬件图，点击调试,使用远程调试设备选项打√，即启动了Proteus与Keil的远程联调功能。紧接着点击ISIS界面左下方的按钮，使得所设计的电路处于运行模式。Keil平台，创建工程，打开“Project”菜单→选择“OptionsforTarget‘Target1’”→在弹出的窗口中选择“Debug”→为连接调试选择仿真器[见图8-11]→按“确定”键。图8-11Keil+Proteus联调Keil端设置设置完毕后，点击Keil工程编译成功，点击图8-12的按钮，使得编译成功的源文件进入调试状态。图8-12Keil+Proteus联调进入联调状态，程序处于待运行状态，最初始的时候，PC指针光标指向0000H开始的位置。用户分别选择四个功能键，可以实现程序全速运行，单步进入，单步退出及程序复位等功能的选择。实现程序运行的Debug跟踪，辅助调试程序，最终用户运行的结果可以通过图8-10的ISIS界面观察硬件的状态变化。图8-13程序运行状态（4）作业：在ProteusISIS界面设计图8-14、8-15所示的MCS-51单片机分别于ADC0809及DAC0832的接口的电路原理图，为下一次实验做好准备。图8-148031与ADC0809的接口设计图8-148031与DAC0832的接口设计实验九并行AD、DA实验1.实验目的①掌握采用并行接口实现外部器件的扩展方法；②掌握ADC0809模/数转换芯片与单片机的接口设计及ADC0809的典型应用；③掌握DAC0832模/数转换芯片与单片机的接口设计及DAC0832的典型应用。2.预习要求①理解内存与IO统一编址的外设端口地址的映射及控制；②理解用查询方式、中断方式完成模/数转换程序的编写方法；③理解DAC0832直通方式，单缓冲器方式、双缓冲器方式的编程方法。3.实验设备计算机1台；Proteus仿真软件1套。4.实验说明④ADC0809的工作方式AD从启动转换到转换结束需要一段时间，称为转换时间。ADC0809转换是否结束可以通过EOC管脚表征。在START信号上升沿之后不久，EOC变为低电平。当A/D转换结束时，EOC立即输出一正阶跃信号，可用来作为A/D转换结束的查询信号或中断请求信号。从启动AD转换到实现AD转换结果的读取有三种方法：延时法、查询法和中断法。延时法就是在启动AD转换结束后，经过一段时间的等待之后（等待时间=转换时间），实现AD转换结果的读取。查询法是启动AD转换结束后，不断查询EOC的管脚电平的状态是否为高电平，如果条件满足，认为转换结束，进行AD转换结果的读取。中断法是利用EOC转换结束后产生的电平变化，触发单片机的外部中断，并在中断服务程序内，实现AD转换结果的读取。由于表征ADC0809转换结束的EOC电平逻辑与89C51单片机外部中断电平逻辑标准相反，所以采用中断法触发89C51的外部中断，需要将EOC经过一个反相器，再与外部中断接口连接。⑤DAC0832的工作方式DAC0832内部有两个寄存器，能实现三种工作方式：双缓冲、单缓冲和直通方式。双缓冲工作方式是指两个寄存器分别受到控制。当ILE、CS和WR1信号均有效时，8位数字量被写入输入寄存器，此时并不进行A/D转换。当WR2和XFER信号均有效时，原来存放在输入寄存器中的数据被写入DAC寄存器，并进入D/A转换器进行D/A转换。在一次转换完成后到下一次转换开始之前，由于寄存器的锁存作用，8位D/A转换器的输入数据保持恒定，因此D/A转换的输出也保持恒定。单缓冲工作方式是指只有一个寄存器受到控制。这时将另一个寄存器的有关控制信号预先设置成有效，使之开通，或者将两个寄存器的控制信号连在一起，两个寄存器作为一个来使用。直通工作方式是指两个寄存器的有关控制信号都预先置为有效，两个寄存器都开通。只要数字量送到数据输入端，就立即进入D/A转换器进行转换。这种方式应用较少。5.基础型实验内容①图9-1为ADC0809的扩展电路图，利用Proteus仿真软件设计该硬件电路图。说明AD转换的过程，并在Keil环境设置断点运行以下程序，可调电源分别调至两个极端，观察寄存器及内存单元的变化。GND13VCC11IN-026msb2-1212-220IN-1272-3192-418IN-2282-582-615IN-312-714lsb2-817IN-42EOC7IN-53ADD-A25IN-64ADD-B24ADD-C23IN-75ALE22ref(-)16ENABLE9START6ref(+)12CLOCK10U9DADC080934U11DB74LS14123U10DA74LS32ICAD0ICAD1ICAD2ICAD3ICAD4ICAD5ICAD6ICAD7IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7VCCIOCK2A0A1A2/WR_IC/RD_ICP19DCS_0809P20DEOCP21D+VrefC16D0.1uFVCCP22DIN-0P23DIN-1P24DIN-2P25DIN-3P26DIN-4P27DIN-5P28DIN-6P29DIN-7456U10DB74LS3256U11DC74LS1498U11DD74LS14R38C4.7KVCC图9-1ADC0809的扩展电路图ORG0000HMAIN:CLRASETBP3.3;设定与EOC接口IO处于接收状态MOVDPTR,#0FEF8H;选择A/D端口地址NOPMOVX@DPTR,A;启动AD转换WAIT:JBP3.3,WAITMOVXA,@DPTR;读入结果NOPLJMPMAIN②图9-2为DAC0832的扩展电路图，利用Proteus仿真软件设计该硬件电路图。填写下列程序中的空白处，说明DA转换的过程，并在Keil环境运行设置断点运行该程序，调节RW1C4，观察寄存器的变化