Proteus仿真技术在单片机中的应用

摘要：随着科学技术的不断发展，社会多个领域中广泛的应用单片机，因此，越来越重视单片机的开发。单片机开发过程中，仿真是一个十分关键的环节，仿真中应用Proteus仿真技术后，不仅开发周期可以有效缩短，同时，还可提升开发效果。在本文中，首先介绍了Proteus仿真软件，接着分析了Proteus仿真技术在单片机中的应用。

关键词：Proteus仿真技术 单片机 应用

中图分类号：TP393.03 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）12-0101-01

现如今，社会多个领域中广泛的应用单片机，因此，越来越重视单片机的开发。初学者在开发单片机时，完成原理设计工作后，电路的搭建，或PCB板的制作需要反复多次进行，这不仅导致开发成本的增加，而且会增加开发的难度，成为初学者的障碍。但初学者在开发单片机时，应用Proteus仿真技术后，上述问题可有效解决，节省开发费用的同时，降低开发难度，保证开发的顺利进行。

1 Proteus仿真软件介绍

Proteus仿真软件是一种EDA工具，在全球范围内，其应用都比较广泛。在Proteus软件电子设计系统中，主要包含四个组成部分，一为高级原理布图，二为混合模式SPICE电路仿真，三维PCB设计，四为自动布线。ISIS软件及ARES软件共同组成了Proteus软件，其中，ISIS软件属于电子系统仿真，具有非常强的便捷性，ARES软件属于布线编辑软件[1]。

目前，单片机外围器件模拟时，最好的工具即为Proteus软件，常用的51系列、PIC等MCU的仿真以及MCU外围电路的仿真均可以利用此软件进行。当然，软件仿真时，精度有限，而且并非全部的器件都能存在与其相应的仿真模型，最佳的选择即为应用开发板及仿真器。对于单片机初学者来说，较好的选择即为应用Proteus软件。与其他单片机仿真软件相比，Proteus软件的独特特点在于可对CPU工作状况、外围电路等进行仿真。因此，利用Proteus软件进行单片机仿真时，程序运行、电路工作过程及结果为直接观看对象，实现了实验与应用相连接。

2 Proteus仿真技术在单片机中的应用

单片机实际开发过程中，多种常用微处理器仿真均可利用Proteus软件，本文以电子闹钟为例，具体分析Proteus仿真技术在单片机中的应用。

2.1 系统设计

电子闹钟显示时间时采用七段数码管，时间、闹铃时间的设置通过按键实现，设定的闹铃时间达到之后，蜂鸣器发生声响，持续一阵时间。程序执行后，亮起工作指示灯，表明开始执行程序。电子闹钟的操作键包含5个，按下K1键后，表示对现在时间进行设置，按下K2键后，表示进入到闹铃小时的设置，按下K3键后，表示进入到闹铃分钟的设置，按下K4键后，表示进入到闹铃时间的设置，按下K5键后，进行设置闹铃的开或关，处于“开”的状态时，蜂鸣器声响连续发出3次，为“关”时发出1次。

2.2 硬件系统仿真

首先进行Proteus软件的运行工作，新建文件完成后，将电路需求的元件在软件的pick devices窗口中选择出来。仿真电子闹钟硬件系统时，主要使用的元器件類型共包含6个，分别为AT89C51单片机（1个）、译码显示器（1个，四位七段）、LED指示灯（3个）、按键（2个）、开关（3个）、蜂鸣器（1个）。AT89C51单片机所在的元件库为Microprocessor ICs，在该元件库中，管脚标识基本一致于芯片的Datasheet，但不同的是GND、VCC管脚被隐去，绘制原理图过程中，其连接可以省略，按照系统默认设置即可[2]。Proteus软件几乎可以仿真单片机所有的硬件资源，比如I/O操作、定时器模拟、穿行UART接口等。同时，在库中也可以找到其他的外围元件，连线时，方法基本等同于Protel。此外，译码显示器、LED指示灯所在的元件库均为Optoelectronics，按键及开关所在的元件库为Switching Devices，蜂鸣器所在的元件库为Speakers&sounders。

利用Proteus软件仿真时，在WAVE编译环境下，将源文件生成为*.hex格式的可执行文件，原理图中的芯片为路径指定的位置，随后即可对程序运行状况进行观察。此外，实时仿真期间，小正方形指示会出现在每个管脚旁边，当为红色时，表示电平处于高的状态中，当为蓝色时，表示电平处于低的状态中，通过小正方形的颜色，可对管脚电平情况直观的观察，并不需要采用虚拟工具，可以基本的判断程序的运行状况，节省了大量的简单分析时间[3]。

2.3 实验结果

在仿真的基础上，绘制原理图时，采用Protel，制成PCB板，对电子闹钟的性能进行测试，由测试结果可知，与仿真结果基本相同。但在实际应用Proteus仿真原理图时，部分差别依然存在，比如电阻选取、单片机时钟等，还需要进行进一步的应用研究。

3 结语

单片机开发设计过程中，应用Proteus仿真技术后，可有效的提升仿真结果，缩短仿真时间，从而减少单片机的开发周期，降低单片机开发成本。随着人们对Proteus仿真技术认识程度及掌握程度的提升，单片机开发工作中，会越来越深入的应用该项技术，发挥其优势及作用。

参考文献

[1]王超，宋莉莉.Proteus仿真图表在单片机时序分析中的应用[J].实验室研究与探索，2014，09：93-97.

[2]沙春芳.PROTEUSVSM在单片机系统仿真中的应用[J].现代电子技术，2014，24：110-112.

[3]伍冯洁.Proteus与Arduino的整合在单片机系统开发中的应用[J].电子世界，2013，18：28-29.

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