Proteus和Keil在单片机控制系统仿真中的应用

科　信ｌ息Ｉ科　学　Ｐｒｏｔｅｕｓ　和Ｋｅｉｌ在单片机控制系统仿真中的应用　高伟聪ｔ王亚平　（１、山东外事翻译职业学院，山东济南２５０１００　２、唐山一中，河北唐山０６３０００）　摘要：结合具体实例介绍了Ｐｒｏｔｅｕｓ和Ｋｅｉｌ在单片机控制仿真中的应用及联调设置方法。　关键词：Ｐｒｏｔｅｕｓ；Ｋｅｉｌ；联调；仿真　引言　单片机应用技术所涉及到的实验实践环　节较多，且硬件投入较大，如果因为控制方案有　误而进行相应的开发设计，会浪费较多的时间　和经费。Ｐｒｏｔｅｕｓ仿真软件很好的解决了这些问　题，它可以象Ｐｍｔｅｌ一样绘制硬件原理图并实　现硬件调试，再与Ｋｅｉｌ编程软件进行联调，实　现对控制方案的验证。尤其对于初学单片机者　提供了极大的方便。　１　Ｐｒｏｔｅｕｓ和Ｋｅｉｌ简介　Ｐｒｏｔｅｕｓ是英国Ｌａｂｃｅｎｔｅｒ公司开发多功能　ＥＤＡ软件。Ｐｒｏｔｅｕｓ不仅是模拟电路、数字电路、　模，数混合电路的设计与仿真平台，更是目前世　界上最先进的单片机系统的设计与仿真平台。　该软件的特点是：　１．１实现了单片机仿真和ＳＰＩＣＥ电路仿真　相结合，具有模拟电路仿真、数字电路仿真、各　种单片机（５１系列、ＡＶＲ、ＰＩＣ等常用的ＭＣＵ）　及其外围电路（如ＬＣＤ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、键盘、　ＬＥＤ、Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ……）组成的系统仿真；　１．２提供了多种虚拟仪器，如示波器、逻辑　分析仪、信号发生器等，调试非常方便；　ｌ－３提供软件调试功能，同时支持第三方　的软件编译和调试环境，如Ｋｅｉｌ等软件；　１．４具有强大的原理图绘制功能。　Ｐｒｏｔｅｕｓ与其它单片机仿真软件不同的是，　它不仅能仿真单片机ＣＰＵ的工作情况，也能仿　真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电　路的工作情况。因此在仿真和程序调试时，关　心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存　储器内容的改变，而是从工程的角度直接看程　序运行和电路工作的过程和结果。对于这样的　的温度值及设定的温度值经１２Ｃ总线进人存储　器，同时送显示电路进行显示。设定的温度值经　键盘电路可进行修改并刷新显示，同时进行温　度采集值与设定值的比较，如果超出设定温度　的范围则由报警电路进行声光报警。　２．２数据采集电路的设计　数据采集电路如图２所示，由温度传感器　ＴＣ７４对室内的温度进行实时采集，经Ｉ２Ｃ总线　存人具有Ｉ２Ｃ总线规格的存储器中并提供给　８９Ｃ５１以进行温度的实时显示。Ｉ２Ｃ总线接口为　开漏或开集电极输出，故需加上拉电阻。　Ｔｃ７４是一个串行接口的数字温度传感　器，温度数据由热传感单元转换而来，是一个８　位的数字传感器。ＴＣ７４的测温范围为一６５℃叶　ｌ３０℃，其温度分辨率为±１℃。它将数据存储在　内部寄存器中，而后通过串行口读取。ＴＣ７４有　８个可编程的Ｉ２Ｃ地址，这使多传感器配置得以　实现。而且，在温度获取暂停时，器件进入低功　耗等待方式。　２＿３键盘及显示电路的设计　由于本系统所用到的按键较少，故采用了　独立式键盘。按键分别与５ｌ的Ｐ１．３～Ｐ１．５相　连。通过读取Ｐ１口状态的变化来确定按键的状　态，键值的读取是利用定时器０进行定时扫描　来获得的。各按键的功能定义如表ｌ所示。　表１按键功能表　件电路调试。在Ｋｅｉｌ软件中选择单片机　ＡＴ８９Ｃ５１，用汇编语言编写程序并完成软件的　语法调试，主程序流程图如图３所示。　图３系统主程序流程图　Ｐｒｏｔｅｕｓ和Ｋｅｉｌ联调需要一定设置，具体步　骤如下：　ａ．把安装ｐｒｏｔｅｕｓ＼ＭＯＤＥＬＳ目录下　ＶＤＭ５１．ｄｌｌ文件复制到Ｋｅｉｌ安装目录的　＼Ｃ５１＼ＢＩＮ目录中；　ｂ．修改ｋｅｉｌ安装目录下Ｔｏｏｌｓ．ｉｎｉ文件，在　Ｃ５ｌ字段加入ＴＤＲＶ５＝ＢＩＮＷＤＭ５１．ＤＬＬ（‘‘Ｐｒｏ—　ｔｅｕｓ　ＶＳＭＭｏｎｉｔｏｒ－５１　Ｄｒｉｖｅｒ”）；　ｃ．在ｐｒｏｔｅｕｓ的ｄｅｂｕｇ菜单中选中ｕｓｅ　ｒｅ—　ｍｏｔｅ　ｄｅｂｕｇ　ｍｏｎｉｔｏｒ；　仿真实验，从某种意义上讲，是弥补了实验和工　程应用间脱节的矛盾和现象。同时，当硬件调试　成功后，利用Ｐｒｏｔｅｕｓ　ＡＲＥＳ软件，很容易获得　其ＰＣＢ图，为今后的制造提供了方便。　Ｋｅｉｌ是德国Ｋｅｉｌ公司开发的单片机编译　器，是目前最好的５１单片机开发工具之一，可　以用来编译Ｃ源码、汇编源程序、连接和重定　位目标文件和库文件、创建ＨＥＸ文件、调试目　标程序等，是一种集成化的文件管理编译环境。　２应用实例　以一室温控制系统的单片机实现为例。　２．１系统实现　ｄ．进入Ｋｅｉｌ的ｐｍｊｅｃｔ菜单ｏｐｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｔａ　ｇｅｔ“工程名”。在ＤＥＢＵＧ选项中右栏上部的下　显示部分采用４片共阴极ＬＥＤ动态显示　拉菜单选中Ｐｒｏｔｅｕｓ　ＶＳＭ　Ｍｏｎｉｔｏｒ一５１　Ｄｒｉｖｅｒ。　电路，显示内容分别为温度采集值的十位、个位　在　进入ｓｅｔｉｎｇ，如果同一台机ＩＰ名为　和温度设定值的十位、个位。为了使温度采集值　１２７．０．０．１，如不是同一台机则填另一台的ＩＰ地　与设定值能够独立显示，４片ＬＥＤ分成了两组，　址。端口号一定为８０００；　ｅ．在ｋｅｉｌ中运行，同时在ｐｒｏｔｅｕｓ中查看　每组由２片ＬＥＤ组成，每组的段选信号分别经　总线驱动器７４ＬＳ２４４与Ｐ２、Ｐｏ口相连，控制数　ＬＥＤ的显示。　码管的显示字符。各片的位选信号由Ｐ３．４、Ｐ３．５　３结论　经２—４译码器７４ＬＳ１３９提供。　通过实例的仿真实现，我们不难看出利用　Ｐｒｏｔｅｕｓ与Ｋｅｉｌ联调进行仿真实验，具有很强大　的开发优势。它不仅可以进行系统全部软件的　功能调试，而且还可以进行大多数硬件的系统　调试。这样，针对单片机应用系统的开发，既可　提高其效率，也可降低其开发成本。　参考文献　图１为系统硬件原理图。　数据采集　５１　【１］李群芳，肖看．单片机原理、接口及应用——嵌　入式系统技术基础［Ｍ］．北京：清华大学出版社．　２００５，３．　毽盘控制｝＿＿一　片　保护电路　机　照　图１系统硬件结构图　温度传感器对室内温度进行采集，采集到　［２１张靖武，周灵彬．单片机系统的ＰＲＯＴＥＵＳ设　图２温度采集及键盘电路部分的仿真图　计与仿真ｆＭ］．北京：电子工业出版社，２００７，４．　２．４利用Ｐｒｏｔｅｕｓ和Ｋｅｉｌ联调实现动态仿　［３】刘守义，杨宏丽，王静霞．单片机应用技术【Ｍ】．　真　西安：西安电子科技大学出版社，２００２，８．　在Ｐｒｏｔｅｕｓ软件中绘制电路图，并进行硬　一７６—