Keil4及Proteus对单片机仿真程序设计的影响

文/邓远杰，广州工程技术职业学院

使用Keil μVision4软件进行单片机程序设计过程中，需要建立工程、编写程序源码、编译、调试等步骤，调试没有语法错误后，需要使用Keil4生产相应的.hex文件，将程序烧写到设计的防盗报警系统中，验证是否能够实现相应功能。本文使用Keil μVision4软件进行单片机的程序设计，以实现防盗报警、按键控制等功能。

1 主程序设计

单片机作为主要控制芯片，编程相对简单，主要应C语言进行编程，满足同一系列控制芯片的编程需求，具有较强的通用性，因此开发调试环境更为宽松简单。由AT89S51与按键、蜂鸣器、LED灯组成防盗报警系统的硬件仿真电路，结构相对简单，可靠性高，具有良好的盗情监测和报警性能。单片机控制防盗报警系统的软件设计核心主要包括系统初始化设置和报警、中断等功能的实现，主程序采用模块化的结构设计，判断是否触发热释电传感器进行报警程序设计，使用中断控制手动关闭灯光和声音报警。

使用Proteus搭建数字防盗报警系统的硬件环境，并编写仿真程序，烧写进仿真单片机中。电路上电后，绿色LED灯D1点亮，证明电路电源正常工作，没有人闯入，Proteus软件是上个世纪九十年代英国研发的一款EDA软件，经过了十几年的发展，在电子设计的许多领域都得到了应用。该软件能够进行硬件的布局、布线，并通过对元器件参数的选择和电路设计，实现系统功能的在线仿真。该软件的成功运用，使得电路开发过程中可以先验证方案是否可行，再进行实际的电路系统焊接调试，大大节省了软硬件的开发成本。该软件除了可以完成硬件平台的设计外，还可以完成软件驱动的开发，功能齐全、使用方便，内置ISIS和ARES PCB两种工具，ISIS主要实现原理图布线，ARES PCB完成系统的PCB设计。

ISIS工具可以非常方便的实现对原理图的布局布线，同时可以针对设计的硬件系统进行功能仿真。随着软件的不断升级，工具的仿真功能也在不断完善，可以实现对各类嵌入式系统进行设计和仿真分析。通过将ISIS和ARES工具的结合，实现完整的嵌入式系统设计、仿真，大大节省了系统的开发周期和成本，尤其对于初学者，Proteus的仿真功能可以验证设计的方案是否可行，避免直接使用电子器件焊接系统，造成不必要的经济损失。本文使用Proteus软件进行防盗报警系统硬件电路图的设计与功能的仿真。

2 调试与仿真结果分析

使用热释电传感器按键模拟有人闯入，热释电传感器监测到该信号并传输给单片机，然后单片机控制声光报警电路进行灯光和声音报警，D5、D2、D3闪烁报警，同时蜂鸣器LS1报警。本文设计的单片机仿真程序报警系统还可以模拟电话报警功能，当报警电路触发后，仿真报警器语音模块拨打报警电路，使用黄色LED灯D4模拟是否拨打报警电路，当报警时间超过10s（可调）后，停止报警，避免过长时间产生噪音和灯光干扰，而且当房屋主人需要手动停止灯光和声音报警时，按下按键S3，便可以实现报警电路复位，重新进行盗情监测。

通过以上的仿真分析，防盗报警系统能够实现盗情的监测和报警功能，而且可以对报警时间进行自动和手动控制，完成了对防盗报警系统的设计。针对目前的防盗报警系统价格高、功能简单等问题，选择成熟的红外线技术设计家庭防盗报警系统。以单片机AT8 9S51单片机为防盗报警系统的设计核心，使用热释电红外传感器实现对盗情的监测，并通过LED灯和蜂鸣器实现声光报警，并拨打报警电话。当防盗报警系统检测到有人闯入时，单片机便会控制报警电路实现报警。为了提高报警器的实用性，报警电路分为灯光报警和声音报警两部分。灯光报警电路使用发光二极管实现，声音报警电路使用蜂鸣器实现。

对于灯光报警电路，设计3个LED灯模拟实现报警，将LED灯正向连接电源，反向连接单片机的I/O口，当有人闯入时，接入LED灯的I/O口将会变为低电平，红色LED灯交替闪烁，实现灯光报警。灯光报警电路的硬件连接。当有人闯入触发防盗报警装置后，声光报警电路便会开始工作，但报警完成后声音和灯光必须关闭，避免带来不必要的麻烦。设计的防盗报警系统可以实现自动关闭声光报警，即当报警超过10s（可调）后，灯光和声音报警自动关闭。但是，有时房屋主人在家时，可能会出现防盗报警系统误检，出现错误报警，此时希望可以手动关闭报警系统，因此需要设计按键来实现这一功能。