【文章內(nèi)容簡介】 頁 個重要的單片機開發(fā)平臺 ， 其界面友好 ， 操作也不復(fù)雜 ， 用戶極為龐大 。 Keil C 與 Proteus在各自的環(huán)境下都可以進行一定程度仿真調(diào)試 。 然而 Keil C只能對程序進行調(diào)試 ， 不能看到硬件的運行結(jié)果 ， 因此并不直觀 ； 而 Proteus軟件在對單片機系統(tǒng)進行仿真調(diào)試的時候只能對硬件做出改動 ， 不能直觀的了解程序運行的情況 ， 難以對程序中存在的不足和錯誤進行修改 。 如果能把這兩者結(jié)合起來 ， 同時觀察程序的運行情況和當(dāng)時硬件系統(tǒng)所處的狀態(tài) ， 則可以方便地找出系統(tǒng)設(shè)計中存在的軟 、 硬件錯誤 。 利用 Proteus 與 Keil 整合構(gòu)建單片機虛擬實驗室 ， 解決了傳統(tǒng)單片機教學(xué)中以理論為主 ， 實踐少且實踐以驗證實踐為主 的問題， 使得每個學(xué)單片機的人，都可以擁有自己的“ 實驗室 ” 。 Proteus 軟件與 Keil uVision2 軟件聯(lián)合仿真的建立 (1)首先 ， 安裝 Proteus和 Keil軟件 。 (2)把 Proteus\MODEL目錄下 Keil安裝目錄的 \c51\bin目錄中 。 (3)修改 Keil安裝目錄下的 ，在 c51字段中加入TDRV5=BIN\(“ Proteus VSM MONITOR51 DRIVER” )，并保存。 注：不一定要用 TDRV5，根據(jù)原來字段選用一個不重復(fù)的數(shù)值就可以了 ， 引號中的名字可隨意寫。 (4)運行 Proteus， 畫出要設(shè)計的電路圖，在 Debug菜單中選擇 Use Remote Debug Monitor選項。 (5)在 Keil中編寫相應(yīng)的程序代碼。 (6)在 Keil中 Project菜單中選擇 Options for target‘ target 1’ 選項 。 (7)在彈出的對話框中單擊 Debug選項卡，選擇用硬件仿真，在右上方的下三角按鈕選擇 Keil MONITOR51 DRIVER。 (8)單擊 SETRING按鈕在 Baudrate中選擇 38400；在 PORT中 選擇 COM1；單擊 OK按鈕。 (9)在 Keil中調(diào)試程序，在 Proteus中觀察結(jié)果。 Proteus 軟件與 Keil uVision2 軟件聯(lián)合仿真實例 按上述的步驟進行設(shè)置后 ， Proteus軟件和 Keil uVision2軟件之間即可進行聯(lián)合仿真 。下面通過 一個實例來進一步說明用 Proteus軟件與 Keil uVision2軟件聯(lián)合仿真來調(diào)試程序的過程。 (1) 硬件電路的實現(xiàn) 運行 Proteus ISIS， 通過選擇相應(yīng)的元器件 ， 繪制硬件電路原理圖如圖 1所示 ： 第 7 頁 圖 1 數(shù)字鐘顯示電路 (2) 軟件的實現(xiàn) 打開 Keil uVision 2， 新建一個項目 ： 數(shù)字鐘 .uv2。 選擇 Project菜單下的 Select Device for Target為這一項目選擇目標 CPU， 這里選擇 ATMEL公司的 AT89C51， 接著單擊 Project菜單下的 Option for Target‘ 工程名 ’ 菜單項 ， 選擇 Debug選項卡 ， 進行相應(yīng)的設(shè)置 ， 然后新建一個源文件 ： 數(shù)字鐘 .ASM， 寫入源程序 (源程序如附錄所示 )，如圖 2所示 。 注意 ： 必須生成 *.hex 文件才能實現(xiàn)軟件對硬件電路的控制 。 *.hex 文件的生成方法 ： 在 Project窗口中右擊 Target 1， 選 “ Options for Target ‘ target 1’”， 在 “ OUTPUT” 中勾選 “ Creat HEX File”， 再點 OK選擇按鈕就可以了 。單擊 Debug菜單下的 Start/Stop Debug Session菜單項 ， 這時切換到 Proteus界面 。 右擊硬件電路圖中的單片機芯片 AT89C51， 在彈出的窗口中的 Program File中加入 數(shù)字鐘 .hex 文件 ， 然后單擊圖 1中的 play鍵 ， 單片機就能正常工作了 ，這時 LED數(shù)碼管顯示電子時鐘，按下 P1鍵，時鐘顯示清零；按下 P2鍵，小時加 1；按下 P3鍵，分鐘加 1。 第 8 頁 圖 2 用 Keil C 編譯數(shù)字鐘電路系統(tǒng)的 .ASM格式的 文件 用 Proteus軟件虛擬單片機實驗的優(yōu)點 采用 Proteus 仿真軟件進行虛擬單片機實驗，具有比較明顯的優(yōu)勢， 如涉及到的實驗實習(xí)內(nèi)容全面、硬件投入少、學(xué)生可自行實驗、實驗過程中損耗小、與工程實踐最為接近等，當(dāng)然其存在的缺點也是有的。下面主要介紹一下其優(yōu)點 [1～ 7]： (1) 內(nèi)容全面 內(nèi)容全面包括其能實驗的內(nèi)容包括軟件部分的匯編、 C51 等語言的調(diào)試過程，也包括硬件接口電路中的大部分類型。對同一類功能的接口電路，可以采用不同的硬件來搭建完成，因此采用 Proteus 仿真軟件進行實驗教學(xué)，克服了用單片機實驗教學(xué)板教學(xué)中硬件電路固定、學(xué)生不能更改、實驗內(nèi)容固定等方面的局限性，可以擴展學(xué)生的思路和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 (2) 硬件投入少，經(jīng)濟優(yōu)勢明顯 對于傳統(tǒng)的采用單片機實驗教學(xué)板的教學(xué)實驗，由于硬件電路的固定，也就將單片機的 CPU和具體的接口電路固定了下來。在單片機的實際教學(xué)中，如果要涉及到 C51系列，也要涉及到 PIC16系列，那么為了教學(xué)必然要投入兩種單片機的實驗教學(xué)板；同時在教學(xué)過程中所涉及到的接口電路，也需要有較大的投入和儲備，以利于實驗的進行和在實驗過程中元件損毀后的更換 。 Proteus所提供的元件庫中，大部分可以直接用于接口電路的搭建，同時該軟件所提供的儀表，不管在質(zhì)量還是數(shù)量上，都是可靠和經(jīng)濟的。如果在實驗 教學(xué)中投入這樣的真實的儀器儀表，僅儀 表的維護來講，其工作量也是比較大的。因此采用軟件的方式進行教學(xué)， 其經(jīng)濟優(yōu)勢是比較明顯的。 第 9 頁 (3) 學(xué)生可自行實驗，鍛煉解決實際工程問題的能力 實驗?zāi)芰蛯嶒炘O(shè)計能力的培養(yǎng)，是工科學(xué)生解決實際工程問題能力中較為重要的。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中，忽視了學(xué)生實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，對于實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)，則很少涉及到。因此學(xué)生學(xué)習(xí)了理論，要想將其應(yīng)用到實際的工程實踐中，其難度是比較大的。還有，學(xué)生畢業(yè)后想對單片機控制技術(shù)或智能儀表等有較深的研究和學(xué)習(xí)，如果采用傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方法，則學(xué)生需要購置 的設(shè)備比較多，增加了他們學(xué)習(xí)和研究的投入。采用仿真軟件后，學(xué)習(xí)的投入變得比較的小，而實際工程問題的研究，也可以先在軟件環(huán)境中模擬通過，再進行硬件的投入，這樣處理，不僅省時省力也可以節(jié)省因方案不正確所造成的硬件投入的浪費。 (4) 實驗過程中損耗小，基本沒有元器件的損耗問題 在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)過程中，都涉及到因操作不當(dāng)而造成的元器件和儀器儀表的損毀，也涉及到儀器儀表等工作時所造成的能源消耗。采用 Proteus 仿真軟件進行的實驗教學(xué)，則不存在上述的問題， 其在實驗的過程中是比較安全的。 (5) 與工程實踐最為接近 ，可以了解實際問題的解決過程 在進行課程設(shè)計或進行大實驗的時候，可以具體的在 Proteus 中做一個工程項目，并將其最后移植到一個具體的硬件電路中，讓學(xué)生了解將仿真軟件和具體的工程實踐如何結(jié)合起來，利于學(xué)生對工程實踐過程的了解和學(xué)習(xí)。 (6) 大量的范例，可供學(xué)生參考處理 在系統(tǒng)的設(shè)計時，存在對已有資源的借鑒和引用處理，而該仿真系統(tǒng)所提供的較多的比較完善的系統(tǒng)設(shè)計方法和設(shè)計范例，可供學(xué)生參考和借鑒。同時也可以在原設(shè)計上進行修改處理。 (7) 協(xié)作能力的培養(yǎng)和鍛煉 一個比較大的工程設(shè)計項目，是由一個開發(fā)小組協(xié) 作完成的。了解和把握別人的設(shè)計意圖和思維模式，是團結(jié)協(xié)作的基礎(chǔ)。在 Proteus 中進行仿真實驗時，所涉及到的內(nèi)容并不全是學(xué)生獨立設(shè)計完成的，因此對于鍛煉學(xué)生的團結(jié)協(xié)作意識，是有好處的。 通過此次畢業(yè)設(shè)計，我們建立了基于 Proteus與 Keil軟件構(gòu)建的虛擬單片機實驗數(shù)據(jù)庫，里面存儲了大量的單片機仿真實驗，可以在上課時方便使用。 Transfer Proteus大量的范例，可供學(xué)生參考