基于Proteus的51单片机系统电路设计与仿真

2014-10-29滕辉公茂法李玉午

电子技术与软件工程 2014年16期

关键词：单片机

滕辉++公茂法++李玉午

摘要

本文通过对自己设计调试51单片机硬件实验经历的反思，分析其中的缺点，提出一种新的设计调试方法，即以新款的EDA仿真软件Proteus为平台，设计出一套符合潮流需要的实验调试系统。

【关键词】Proteus 单片机实验调试系统

电子设计的传统方法是：选取实物元器件，连接电路，加载程序，调试分析。该方法对于单片机系统设计缺乏相应程序的即时联调，而常用的PROTEL、ORCAD、EWB等软件也无法满足此要求，由此，更加凸显了单片机系统设计周期长、开发费用高等缺点。

EDA设计的新方法是：以Proteus软件为平台，开发一套51系列的单片机仿真实验系统。板上集成译码器、继电器、双色点阵等模块，实验从易到难，能够对较复杂的项目有直观的认识。文中涉及到的核心芯片是由ATMEL公司开发的AT89C51，并配合第三方软件KEIL，用以改写软件程序，使得在设计调试的过程中可以多次使用已开发的成果。除了具备一般硬件实物板的所有功能外，开发出的虚拟实验系统还具有很好的联调联试仿真功能。

1 PROTEUS 软件的主要结构

PROTEUS 是由英国 Lab center Electronics 公司开发的 EDA 工具软件。主要由两个程序组成：ARES 和 ISIS。前者主要用于 PCB 自动或人工布线及其电路仿真，后者主要采用原理布图的方法绘制电路并进行相应的仿真。除上述基本应用外，该软件的革命性功能还在于它的电路虚拟仿真是互动的。

2 PROTEUS功能模块电路以及软件的设计

2.1 译码器模块

采用AT89C51，LED-RED，RESISTOR，POWER，74LS138等元件，组成如附图所示原理图，实现单片机一组端口进行段码控制。

程序设计：设置输出初值 0FEH，顺次点亮与 P2 端口相连的LED灯，之外的LED灯全部熄灭；随后，循环右移 1位输出初值带进位，并移位输出。移位输出 8 次后，依次循环。

程序调试完成后生成.HEX 文件，加载该文件，运行 Proteus ISIS。

2.2 继电器模块

采用AT89C51、RTE24005F、DIODE、LAMP、PNP、RESISTOR等元件，组成如附图所示原理图，使继电器动作。

程序设计： PNP晶体管的一侧接在单片机的P2.4端口，当靠近单片机侧端线加低电平，使三极管接通，继电器和指示灯正常工作。

程序调试完成后生成.HEX 文件，加载该文件，运行 Proteus ISIS。

2.3 双色点阵模块

采用AT89C51、74HC595、SIP8HX2等元件，组成如附图所示原理图，实现双色点阵运行。

程序设计：采用无返回值的Ms延时函数，向单片机发送字节，并在发送n个字节后由74HC595锁存。在74HC595级联发送数据后，方使锁存有效。此时，8列红色点阵显示心形，并加载防重影函数。以此类推，使用8列绿色点阵反向显示同样图形，闪烁红绿心形图案。