PROTEUS—单片机源程序设计.doc

单片机应用实训实训指导书二 适应专业：应用电子技术 电力系统自动化技术 机电一体化技术 广州康大职业技术学院自动化系 二0 一0年一月 单片机应用实训实训二 PROTEUS设计单片机电路与程序一、 实训目的 1了解PROTEUS单片机与嵌入式系统仿真与开发平台的基本知识。2学习PROTEUS单片机电路设计方法，掌握单片机系统的PROTEUS电路设计的操作技能。3学习 PROTEUS单片机源程序设计方法，掌握单片机源程序的编译。二、实训设施1PC机2Proteus 6.9 SP4软件三、实训内容（一）了解PROTEUS单片机与嵌入式系统仿真与开发平台的主要特点1.该平台包括原理布图系统ISIS、带扩展的Prospice混合模型仿真器、动态器件库、高级图形分析模块和处理器虚拟系统仿真模型VSM，是一个完整的单片机与嵌入式系统软、硬件设计仿真平台。 集成PROTEUS PCB设计形成完整的电子设计系统。 支持ARM7，PIC ，AVR，HC11以及8051系列的微处理器CPU模型。交互外设模型有LCD显示、RS232终端、通用键盘、开关、按钮、LED等。 强大的调试功能，如访问寄存器与内存，设置断点和单步运行模式。 支持如IAR、Keil和Hitech 等开发工具的源码C和汇编的调试。 14种虚拟仪器：示波器、逻辑分析仪、信号发生器、规程分析仪等。 模拟信号发生器包括直流、正旋、脉冲、分段线性、音频、指数、单频FM；数字信号发生器包括尖脉冲、脉冲、时钟和码流。（二）学习Proteus ISIS 智能原理图输入系统的基本知识1. 进入Proteus ISIS双击桌面上的ISIS 6 Professional图标或者单击屏幕左下方的“开始”“程序”“Proteus 6 Professional” “ISIS 6 Professional”，出现如图1-1所示屏幕，表明进入Proteus ISIS集成环境。 图1-1 启动时的屏幕 2. 工作界面Proteus ISIS的工作界面是一种标准的Windows界面，如图1-2所示。包括：标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状态栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮、预览窗口、对象选择器窗口、图形编辑窗口。 图1-2 Proteus ISIS的工作界面3. 基本操作（1）图形编辑窗口：在图形编辑窗口内完成电路原理图的编辑和绘制。 点状栅格（The Dot Grid）与捕捉到栅格（Snapping to a Grid）编辑窗口内有点状的栅格，可以通过View菜单的Grid命令在打开和关闭间切换。点与点之间的间距由当前捕捉的设置决定。捕捉的尺度可以由View菜单的Snap命令设置，或者直接使用快捷键F4、F3、F2和CTRL+F1。如图1-3所示。若键入F3或者通过View菜单的选中Snap 100th，如果你想要确切地看到捕捉位置，可以使用View菜单的X-Cursor命令，选中后将会在捕捉点显示一个小的或大的交叉十字。 实时捕捉（Real Time Snap）当鼠标指针指向管脚末端或者导线时，鼠标指针将会被捕捉到这些物体，这种功能被称为实时捕捉，该功能可以使你方便的实现导线和管脚的连接。可以通过Tools菜单的Real Time Snap 命令或者是CTRL+S切换该功能。可以通过View菜单的Redraw命令来刷新显示内容，同时预览窗口中的内容也将被刷新。当执行其它命令导致显示错乱时可以使用该特性恢复显示。视图的缩放与移动可以通过如下几种方式：l 用鼠标左键点击预览窗口中想要显示的位置，这将使编辑窗口显示以鼠标点击处为中心的内容。l 在编辑窗口内移动鼠标，按下SHIFT键，用鼠标“撞击”边框，这会使显示平移。我们把这称为Shift-Pan。l 用鼠标指向编辑窗口并按 缩放键或者操作鼠标的滚动键，会以鼠标指针位置为中心重新显示。（2）预览窗口（The Overview Window）该窗口通常显示整个电路图的缩略图。在预览窗口上点击鼠标左键，将会有一个矩形蓝绿框标示出在编辑窗口的中显示的区域。 其他情况下，预览窗口显示将要放置的对象的预览。这种Place Preview特性在下列情况下被激活：l 当一个对象在选择器中被选中l 当使用旋转或镜像按钮时l 当为一个可以设定朝向的对象选择类型图标时（例如：Component icon, Device Pin icon等等）l 当放置对象或者执行其他非以上操作时，place preview会自动消除l 对象选择器（Object Selector）根据由图标决定的当前状态显示不同的内容。显示对象的类型包括：设备，终端，管脚，图形符号，标注和图形。l 在某些状态下，对象选择器有一个Pick切换按钮，点击该按钮可以弹出库元件选取窗体。通过该窗体可以选择元件并置入对象选择器，在今后绘图时使用。（3）对象选择器窗口通过对象选择按钮，从元件库中选择对象，并置入对象选择器窗口，供今后绘图时使用。显示对象的类型包括：设备，终端，管脚，图形符号，标注和图形。（4）图形编辑的基本操作 对象放置（Object Placement）放置对象的步骤如下（To place an object:）根据对象的类别在工具箱选择相应模式的图标（mode icon）。根据对象的具体类型选择子模式图标（sub-mode icon）。如果对象类型是元件、端点、管脚、图形、符号或标记，从选择器里（selector）选择你想要的对象的名字。对于元件、端点、管脚和符号，可能首先需要从库中调出。如果对象是有方向的，将会在预览窗口显示出来，你可以通过预览对象方位按钮对对象进行调整。最后，指向编辑窗口并点击鼠标左键放置对象。 选中对象（Tagging an Object）用鼠标指向对象并点击右键可以选中该对象。该操作选中对象并使其高亮显示，然后可以进行编辑。 选中对象时该对象上的所有连线同时被选中。 要选中一组对象，可以通过依次在每个对象右击选中每个对象的方式。也可以通过右键拖出一个选择框的方式，但只有完全位于选择框内的对象才可以被选中。 在空白处点击鼠标右键可以取消所有对象的选择。 删除对象（Deleting an Object）用鼠标指向选中的对象并点击右键可以删除该对象，同时删除该对象的所有连线。 拖动对象（Dragging an Object）用鼠标指向选中的对象并用左键拖曳可以拖动该对象。该方式不仅对整个对象有效，而且对对象中单独的labels也有效。（三）掌握单片机系统的PROTEUS电路设计1. 操作步骤（1）启动ISIS: 双击ISIS图标，出现Proteus ISIS的工作界面(详见图1-2)。（2）新建设计文件：单击菜单中的“文件”，出现选择模板窗口（Create New Desige）, 选中模板“ DEFAULT”,再单击“OK”按钮；单击“保存”按钮图标， 弹出“Save ISIS Design File”对话框。在“ 文件名”框中输入文件名后， 再单击“保存”按钮（文件名后缀自动为.DSN）。 (3) 选取元器件并添加到对象选择器中：单击图1-2中的“ P”按钮，如下所示：弹出选取元件如下所示的对话框（Pick Device）,在其左上角关键字（Keywords）一栏中输入元器件名称（如：AT89C51,CAP,CAP-ELEC 等）,则出现与关键字匹配的元器件列表。选中并双击AT89C51所在行，便将器件AT89C51加入到ISIS对象选择器中。 说明：上述的选取方法称为“关键字查找法”。关键字可以是对象的名称（全名或其部分）、描述、分类、子类，甚至是对象的属性值。还有一种“分类查找法”，以元器件所属大类、子类甚至生产厂家为条件一级一级地缩小范围进行查找。（4）放置、移动、旋转元器件：放置：单击ISIS对象选择器中的元器件名，灰色条出现在该元器件名上，把鼠标指针（下文简称指针）移到编辑区某位置后，单击就可放置元器件于该位置，每单击一次，就放一个元器件（如要删除，只需双击右键）。移动：先右击使元器件处于选中状态（即高亮度状态），再按住左键拖动，到达目的地后，松开即可。旋转：要调整元器件方向，先将指针指在元器件上右击选中，再单击相应的转向按钮（若多个对象一起移动或转向，选相应的块操作命令）。 通过放置、移动、旋转元器件操作，可将各元器件放置在ISIS编辑区中的合适位置。（5）放置电源、地（终端）：单击模式选择工具栏中的终端按钮图标，在ISIS对象选择器中单击POWER（电源），再在编辑区要放置电源的位置单击完成；放置地（GROUND）的操作类似。（6）电路图布线：系统默认自动捕捉和自动布线有效。相继单击元器件引脚间、线间等要连线的两处，会自动生成连线。 自动捕捉：当光标靠近引脚末端或线时该处会自动感应出现一个“”，表示从此点可以单击画线。 自动布线：在前一指针着落点和当前点之间会自动预画线（是带直角的线）， 在引脚末端选定第一个画线点后，随指针移动有预画细线出现，当遇到障碍时，会自动绕开障碍。 手工调整线形：在移动鼠标的过程中单击即可；若要手工任意角度画线，在移动鼠标的过程中按住Ctrl键，移动指针，预画线会自动随指针呈任意角度， 确定后单击即可。放置线路节点：如果在交叉点有电路节点，则认为两条导线在电气上是相连的，否则就认为它们在电气上是不相连的。ISIS在画导线时能够智能地判断是否要放置节点。但在两条导线交叉时是不放置节点的，这时要想两个导线电气相连，只有手工放置节点了。点击工具箱的节点放置按钮+，当把鼠标指针移到编辑窗口，指向一条导线的时候，会出现一个“”号，点击左键就能放置一个节点。 （7）设置、修改元器件的属性：右击放置在ISIS编辑区中的该元器件（显示高亮度后，再单击它打开其属性窗口，在属性窗口相应的栏目中进行修改。 （8）电气检测：设计电路完成后，单击电气检测按钮图标（也可通过菜单操作：Tools Electrical Rule Check），会出现检查结果窗口。窗口前面是一些文本信息，接着是电气检查结果列表，若有错，会有详细的说明。2.设计实例（1） 设计题目: 通过AT89C51单片机控制8个发光二极管发光,实现暗点以1HZ频率由低位到高位循环移动。（2）PROTEUS设计电路原理图 图1-3 发光二极管流水灯电路原理图（四）掌握PROTEUS单片机源程序设计1.源程序设计（1）添加源程序文件单击ISIS菜单Source（源程序），弹出下拉菜单，单击“Add/Remove Source Files” （添加/移开源程序）选项，弹出对话框，单击“Code Generation Tool”（目标代码生成工具）下方框中按钮“ ”，弹出下拉菜单，选择代码生成工具“ ASEM51”(51系列及其兼容系列汇编器)。 若“Source Code Filename”（源程序文件名）下方框中没有期望的源程序文件，则单击“New”（新建）按钮，在弹出的对话框文件名框中输入新建源程序文件名“start.asm”后，单击“ 打开” 按钮，会弹出小对话框，单击“ 是”按钮。（2）编写编辑源程序 单击菜单“Start start.asm” ，在源程序窗口中编辑源程序。编辑无误后，单击保存图标按钮存盘，文件名就是start.asm 。2.生成目标代码文件（1）目标代码生成工具设置 如首次使用某一编译器，则需设置代码产生工具，单击菜单“Source Define Code Generation Tools” ，在弹出的对话框中（Add/Remove Code Generation Tools) ,进行设置： Code Generation Tool （代码生成工具）设置为ASEM51; Make Rules （生成规则）中的Soure Extn （源程序扩展名）设置为ASM; Obj Extn （目标代码扩展名）设置为HEX; Command Line （命令行）设置为%1；Debng Data Extraction （调试数据提取）中的List File Extn 设置为LST。（2）汇编编译源程序、生成目标代码文件 单击“Source Build All （全编译、汇编），编译结果在弹出的编译日志对话框中显示，无错则生成目标代码文件。对ASEM51系列及其兼容单片机而言，目标代码文件格式为*.HEX 。若有错，则可根据编译日志提示来调试源程序，直至无错生成目标代码文件为止。2. 源程序清单（发光二极管流水灯） ORG 0 SJMP STARTORG 30HSTART: MOV P1, #1MOV P1, #2MOV P1, #4MOV P1, #8MOV P1, #10HMOV P1, #20HMOV P1, #40HMOV P1, #80HCALL DLYSJMP STARTDLY: NOPNOPNOPRETEND 袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀