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在80C51单片机的学习与开发过程中，KeilC51是程序设计开发平台，它能进行程序的编译与调试，但是不能直接进行硬件仿真。Proteus软件具有交互式仿真功能，它不仅是模拟电路、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、最完整的多种型号微处理器系统的设计与仿真平台。如果将KeilC51软件和Proteus软件有机结合起来，那么80C51单片机的设计与开发将在软、硬件仿真上得到完美的结合。
Proteus软件由ISIS（Intelligent Schematic Input System）和ARES（Advanced Routing and Editing Software）两个软件构成，其中ISIS是一款智能原理图输入系统软件，可作为电子系统仿真平台；ARES是一款高级布线编辑软件，用于制作印制电路板（PCB）。由于篇幅的原因，Proteus ISIS的详细介绍以及Proteus ARES的使用方法，本书不进行介绍，感兴趣的读者，可以参考编者的《基于Proteus的51系列单片机设计与仿真》一书。图2－13所示的是与本项目任务1中的P＿test.c源程序对应原理图，现以此图为例，简单介绍ProteusISIS的使用方法。
图2－13 与P＿test.c对应的原理图
1）新建设计文件
在桌面上双击图标
，打开ISIS 7 Professional窗口。执行菜单命令“File”→“New Design”，弹出如图2－14所示的模板选择窗口。横向图纸为Landscape，纵向图纸为Portrait，DEFAULT为默认模板。选中DEFAULT，单击“OK”按钮，则新建了一个DEFAULT模板。也可以在ISIS 7 Professional窗口中直接单击
图标，即可新建一个DEFAULT模板。
图2－14 图纸模板选择
2）设定图纸的大小 执行菜单命令“System”→“Set Sheet Sizes...”，弹出“Sheet Size Configuration”对话框，在此对话框中选择“A4”选项，单击“OK”按钮，完成图纸的设置。图纸设置好后，进入如图2－15所示的ISIS 7 Professional窗口。
3）保存设计项目
新建一个DEFAULT模板后，在ISIS 7 Professional窗口的标题栏上显示为DEFAULT。单击
图标，或者执行菜单命令“File”→“Save Design...”，弹出“Save ISIS Design File”对话框。在此对话框中选择合适的保存路径，输入保存文件名为“P＿test”。该文件的扩展名为.DSN，即该文件名为P＿test.DSN。文件保存后，在ISIS 7 Professional窗口的标题栏上显示为P＿test。
图2－15 ISIS 7 Professional窗口
4）为设计项目添加电路元器件 本例中使用的元件见表2－1。
注意：由于Proteus ISIS元器件库中没有STC89C51RC单片机，所以本书中用AT89C51取代STC89C51RC单片机进行程序仿真。
表2－1 本例中使用的元件
在元器件选择按钮
中单击“P”按钮，或者执行菜单命令“Library”→“Pick Device／Symbol”“”，弹出如图2－16所示的Pick Devices对话框。在此对话框中，添加元器件的方法有以下两种。
● 在关键字中输入件元名称，如AT89C51，则出现与关键字匹配的元器件列表，如图2－17所示，选中并双击AT89C51所在行后，单击“OK”按钮或按“Enter”键，便将器件AT89C51加入到ISIS对象选择器中。
● 在元器件类列表中选择元器件所属类，然后在子类列表中选择所属子类，若当对元器件的制造商有要求时，在制造商区域选择期望的厂商，即可在元器件列表区域得到相应的元器件。
按照以上方法将表2－1中的元器件添加到ISIS对象选择器中。
5）放置、移动、旋转、删除对象 元器件添加到ISIS对象选择器中后，在对象选择器中单击要放置的元器件，蓝色条出现在该元器件名上，再在原理图编辑窗口中单击即可放置一个元器件。也可以在按住鼠标左键的同时移动鼠标，在合适位置释放，将元器件放置在预定位置。
图2－16 “Pick Devices”对话框
图2－17 输入元器件名称
在原理图编辑窗口中若要移动元器件或连线时，先用鼠标右键单击对象，使元器件或连线处于选中状态（默认情况下为红色），再按住鼠标左键拖动，元器件或连线就跟随指针移动，到达合适位置时，松开鼠标即可。
放置元器件前，单击要放置的元器件，蓝色条出现在该元器件名上，单击方向工具栏上相应的转向按钮可旋转元器件，再在原理图编辑窗口中单击即可放置一个已经更改方向的元件。若在原理图编辑窗口中需要更改元器件方向时，单击选中该元器件，再单击块旋转图标
，在弹出的对话框中输入旋转的角度即可实现更改元器件方向。
在原理图编辑窗口中要删除元器件时，用鼠标右键双击该元器件即可删除，或者先单击选中该元器件，再按“Delete”键也可删除元器件。
通过放置、移动、旋转、删除元器件后，可将各元器件放置ISIS原理图编辑窗口的合适位置，如图2－18所示。
6）放置电源、地
单击工具箱中
元件终端图标，在对象选择器中单击“POWER”，使其出现蓝色条，再在原理图编辑窗口合适位置单击鼠标即可将电源放置在原理图中。同样，在对象选择器中单击“GROUND”，再在原理图编辑窗口合适位置单击鼠标就将“地”放置在原理图中。
7）布线
在ISIS原理图编辑窗口中没有专门的布线按钮，但系统默认自动布线
有效，因此可直接画线。
在两个对象间连线的方法：
（1）光标靠近一个对象引脚末端，该处自动出现一个“
”，单击鼠标左键。
（2）拖动鼠标，在另一对象的引脚末端，该端出现一个“
”时再单击鼠标就可画一连线，如图2－19（a）所示；若想手动设定布线路径时，拖动鼠标过程中在想要拐点处单击，设定布线路径，到达画线端的另一端单击鼠标左键，就画好一个连线，如图2－19（b）所示。在拖动鼠标过程中，按住“Ctrl”键，在画线的另一端出现一个“
”时单击鼠标左键，可手动画一任意角度的连线，如图2－19（c）所示。
图2－18 各元器件放置在原理图编辑窗口合适位置
移动画线、更改线型的方法：
（1）单击鼠标左键选中连线，指针靠近该连线，该线出现双箭头，如图2－19（d）所示。
（2）按住鼠标左键拖动鼠标，该线就跟随移动。
（3）若多根线要同时移动时，先框选这些线，再单击块移动
按钮，拖动鼠标，在合适位置单击鼠标左键，就改变了线条的位置。
绘制总线的方法：
（1）光标靠近一个对象引脚末端，该处自动出现一个“
”，单击鼠标左键。
（2）拖动鼠标，在合适位置双击鼠标左键，画出一条直线。
图2－19 布线
（3）如果该线为单线，要设置为总线时，先选中该线，单击鼠标右键，在弹出菜单中选择“Edit Wire Style”项，如图2－20（a）所示，再在弹出的“Edit Wire Style”对话框的“Global Style”下拉列表中选择“BUS WIRE”，如图2－20（b）所示。绘制的总线如图2－21所示。
图2－20 总线画法
图2－21 绘制的总线
绘制总线分支线的方法：
（1）光标靠近一个对象引脚末端，该处自动出现一个“
”，单击鼠标左键。
（2）拖动鼠标，在靠近总线合适位置双击鼠标左键，画出一条直线。
（3）光标靠近该直线末端，该处自动出现一个“
”，单击鼠标左键。
（4）拖动鼠标，同时按住“Ctrl”键，在总线出现一个“
”时单击鼠标左键，就画好一分支线，如图2－22所示。
（5）在工具箱中单击
图标，再在总线或各分支线上单击鼠标左键，弹出图2－23所示“EditWireLabel”对话框。在“Label”选项卡的“String”栏中输入相应的线路标号，如总线为AD［0..7］（表示有AD0～AD7共8根数据线），分支线为AD0、AD1等。
图2－22 分支线的画法
8）设置、修改元器件属性 在需要修改元器件上单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“Edit Properties”，或按快捷键“Ctrl”＋“E”，将出现“Edit Component”对话框，在此对话框中可以设置相关信息，如修改电容为22pF，如图2－24所示。
图2－23 线路标号
图2－24 元器件属性设置
9）编辑设计原理图界面 根据以上步骤及方法在原理图编辑窗口中绘制完图2－13所示的电路图后，可以将不需要显示的一些项目隐藏，把其变成简洁、清爽的界面。执行菜单命令“View”→“Grid”，可以去掉界面中的网格；执行菜单命令“Template”→“Set Design Defaults”，在弹出的对话框中的将“Show hidden text？”选项不选中，可以去掉元器件的文本内容。编辑好的单片机仿真原理图如图2－25所示。
图2－25 编辑好的单片机仿真原理图
10）单片机程序仿真
在原理图中，双击AT89C51单片机，将弹出“Edit Component”对话框，选择“Program File”栏，单击
按钮，添加任务1中由Keil C51生成的P＿test.hex文件。在“Clock Frequency”栏中设置单片机的工作频率为12MHz，如图2－26所示。设置好后，单击“OK”按钮将原理图保存，并回到原理图编辑界面。
在原理图编辑界面中，单击仿真按钮即可进行单片机程序仿真。
注意：在仿真过程中，元器件的某些引脚上显示红色的小方点表示该引脚为高电平状态，引脚上显示蓝色的小方点表示该引脚处于低电平状态。
图2－26 单片机编辑对话框设置
对于较复杂的程序，如果没有达到预期效果，可以采用KeilC51与Proteus联机调试方式。进行联机调试时，必须先安装联机调试驱动程序，并进行相应设置，然后才能进行KeilC51与Proteus的联机调试。
1）驱动程序的安装 Proteus 6.9及以前版本与Keil C51进行联机调试时，必须将Proteus安装目录下的VDM51.dll驱动文件复制到Keil C51安装目录的＼C1＼BIN目录中，同时还需要下载PROSPICE.dll替换＼Proteus 6 Professional＼BIN目录下的相同文件，再使用记事本打开Keil根目录下的TOOL.INI文件，在［C51］栏目下加入“TDRV8＝BIN＼VDM51.dll（“Proteus VSM Monitor－51 Driver”）”，其中“TDRV8”中的“8”要根据实际情况确定，不能和原有的重复。
Proteus7.0及以后版本（如Proteus 7.8），在Proteus安装目录下没有VDM51.dll驱动文件，要实现Proteus与Keil C51联机调试，只需安装“vdmagdi.exe”联调插件文件即可以完成驱动程序的安装。
驱动程序安装好后，最好重启计算机。
2）Proteus联机设置 驱动程序安装好后，在Proteus ISIS软件中执行菜单命令“Debug”→“Use Romote Debug Monitor”。
3）Keil C51联机设置
在Keil C51中打开程序项目，执行菜单命令“Project”→“Options for Target”，或者在工具栏中单击
图标，然后在弹出的“Options for Target‘Target1’”对话框中选择“Debug”选项卡，选中右边的“Use”并选择“Proteus VSM Simulator”，如图2－27所示。
图2－27 “Options for Target‘Target1’”对话框
在图2－27中单击右侧的“Settings”按钮，弹出“VDM51 Target Setup”对话框，如图2－28所示。如果Proteus与KeilC51是安装在同一台计算机中，则“Host”栏中的IP地址使用默认值127.0.0.1，“Port”栏中的端口也使用默认值8000；如果Proteus与Keil C51不是安装在同一台计算机中，则“Host”栏中要填写另一台计算机的IP地址。
图2－28 “VDM51 Target Setup”对话框
4）Keil C51与Proteus的联机调试运行完成上述操作后，就可以进行KeilC51与Proteus的联机调试。
注意：进行联机调试时，Keil C51中的项目工程及相应的Proteus ISIS原理图仿真文件都要打开，并且Keil C51的项目工程和Proteus ISIS的原理图仿真文件应放到同一层目录下。
在KeilC51中全速运行时，ProteusISIS中的单片机系统也会自动运行。KeilC51每调试一次，ProteusISIS就会做出相应动作。若想观察运行过程中的某些变量值或设备状态，需要在Keil C51中恰当使用Step in／Step over／Step out／Run to cursor line及Beakpoint进行跟踪。但是，并不是在任何时候都可以进行跟踪，例如，键盘矩阵扫描时就不能用单步跟踪，因为程序运行到某一步骤时，如果敲击按键后KeilC51中继续单步跟踪，这时按键早已释放了。
所以，在联合调试过程中，需要恰当地配合单步、跳出、运行到当前行、设置断点等方法进行跟踪。