韓振花

【摘要】當(dāng)前在很多院校都開(kāi)設(shè)了單片機(jī)課程，大部分仍然采用的是理論講解與實(shí)驗(yàn)箱驗(yàn)證的教學(xué)模式。這種教學(xué)模式具有很大弊端，比如理論與實(shí)踐的嚴(yán)重脫節(jié);學(xué)習(xí)缺乏自主性，注重完成實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)箱工作不穩(wěn)定等等問(wèn)題。現(xiàn)如今可以利用Proteus仿真技術(shù)虛擬一個(gè)實(shí)驗(yàn)箱，利用Proteus強(qiáng)大的仿真技術(shù)，使得這種虛擬實(shí)驗(yàn)箱具有非常好的靈活性，可以將學(xué)習(xí)過(guò)程中每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)都能很方便的變成獨(dú)立的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，并且可以達(dá)到個(gè)性化的設(shè)置，具有學(xué)習(xí)靈活，直觀的特點(diǎn)，非常適合應(yīng)用在目前所提倡的項(xiàng)目教學(xué)法中，經(jīng)過(guò)實(shí)踐應(yīng)用，其具有很好的教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī);Proteus軟件;仿真

1引言

由于單片機(jī)具有功能強(qiáng)、使用靈活、可靠性高、成本低、體積小、面向控制、具有智能化功能等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用極為廣泛，已滲入到工業(yè)、軍事、生活等各個(gè)領(lǐng)域?，F(xiàn)代產(chǎn)品如汽車、機(jī)床、家電等的更新?lián)Q代大多是電子技術(shù)特別是單片機(jī)技術(shù)在各類產(chǎn)品上的應(yīng)用帶來(lái)的。單片機(jī)性能開(kāi)發(fā)已成為科技、工程領(lǐng)域的重要內(nèi)容。及于此，目前各類學(xué)校多類專業(yè)普遍開(kāi)設(shè)單片機(jī)課程[1]。

在分析Proteus仿真軟件特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，以MCS-51單片機(jī)教學(xué)為例，重點(diǎn)闡述了Proteus軟件的仿真應(yīng)用。

2 Proteus 在單片機(jī)教學(xué)中實(shí)際應(yīng)用

單片機(jī)的廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，它非常普及又在不斷推陳出新，是高校電類專業(yè)的一門(mén)重要專業(yè)課程，但如用傳統(tǒng)的課堂式教學(xué)內(nèi)容枯燥專業(yè)性強(qiáng)學(xué)生很難掌握;若是采用硬件實(shí)訓(xùn)教學(xué)則需要教學(xué)硬件投入，并加上學(xué)生使用操作不當(dāng)會(huì)增加硬件器材消耗。Proteus則解決了上述的問(wèn)題：它不僅將許多單片機(jī)功能形象化，也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過(guò)程形象化。前者可在相當(dāng)程度上得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，后者則是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果，而且不需要硬件投入，學(xué)生普遍反映，通過(guò)使用Proteus 軟件進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)比單純學(xué)習(xí)書(shū)本知識(shí)更容易接受，更容易提高。下面以交通燈為例，詳細(xì)說(shuō)明Proteus 在單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的使用。

2.1電路原理圖設(shè)計(jì)

運(yùn)行Proteus軟件進(jìn)入其編輯環(huán)境。單擊元件列表區(qū)的P命令即彈出元器件選擇（Pick Devices）對(duì)話框，調(diào)入所需元件仿真庫(kù)。將電路中的所用元件從元器件庫(kù)中調(diào)出來(lái)，放到繪圖區(qū)并編輯其屬性，接著進(jìn)行合理的布局后，就可以進(jìn)行連線了。所有導(dǎo)線畫(huà)完后，再點(diǎn)擊工具欄的按鈕，添加上必要的電源和接地符號(hào)，原理圖的繪制就完成了，交通燈電路原理圖如圖1所示。

圖1? 交通燈電路圖

2.2 軟件編程

通過(guò)菜單“Source→Add/Remove Source files”新建源程序文件：交通燈.ASM;通過(guò)菜單“Source 交通燈.ASM”，打開(kāi)Proteus提供的文本編輯器Source Editor，在其中編輯如下源程序：

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

程序編輯好后，存入文件名為交通燈.ASM中。再通過(guò)菜單“Source→Build All”編譯匯編源程序，生成目標(biāo)代碼文件。若編譯失敗，可對(duì)程序進(jìn)行修改調(diào)試直至編譯匯編成功，產(chǎn)生交通燈.HEX文件。

2.3 系統(tǒng)仿真

在Proteus中，可以直接與Keil編程軟件進(jìn)行聯(lián)調(diào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)所設(shè)計(jì)電路的驗(yàn)證。本文主要采用Proteus自帶編譯系統(tǒng)進(jìn)行仿真調(diào)試，具體步驟為：鼠標(biāo)指針在單片機(jī)器件80C51上，雙擊該器件，在“Program File”欄中單擊打開(kāi)按鈕，出現(xiàn)文件瀏覽對(duì)話框，找到“交通燈.HEX”，添加文件。從彈出的屬性編輯對(duì)話框，在“Clock Frequency”欄中把頻率設(shè)定為12MHz。單擊運(yùn)行按鈕，全速啟動(dòng)仿真，仿真運(yùn)行結(jié)果如圖2所示。

圖2? 交通燈仿真電路運(yùn)行結(jié)果圖

3 結(jié)語(yǔ)

51系列單片機(jī)系統(tǒng)只是EDA軟件Proteus 的一方面，對(duì)其系列的CPU都可進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真。EDA技術(shù)開(kāi)啟了電子行業(yè)設(shè)計(jì)的一場(chǎng)革命，高速發(fā)展，因此我們應(yīng)讓學(xué)生盡早接觸在教學(xué)中使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]《新課程的深化與反思》余文森、吳剛平著? 首都師范大學(xué)出版社 2004.1

[2]《單片機(jī)原理與應(yīng)用——基于Proteus與Keil C》林立著 電子工業(yè)出版社 2009.7

[3]《Proteus--電子技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)室》朱清慧著 主編水利水電出版社 2010.8

[4]《單片機(jī)原理、應(yīng)用與PROTEUS仿真》張靖武著? 電子工業(yè)出版社 2008.8