河北建筑工程学院 毕业设计计算书
指导教师：张东辉
设计题目：基于Proteus和Keil的单片机仿真实验系统设计 设计人：冯立岗 设计项目 2.1 Proteus与keil的历史及联合仿真 计算与说明 购大量的、昂贵的硬件设备，而且设备维护工作量也 非常大。由于单片机应用技术涉及到数字电子、模拟 电子、计算机甚至通信等多学科的知识，实践性又很 强，也就是将单片机程序和外围电路相结合，若用实 验箱则费用高，又不能充分利用，若用实验板则开发 周期长，方案变更困难。 随现代科技的发展，促进了计算机技术在软件和 硬件上的飞速发展，利用计算机软件的虚拟现实技术， 可以充分地仿真诸如电路的工作等实际的工程问题。 如果将计算机软件的虚拟现实技术应用于单片机的教 学过中，利用虚拟现实技术的形象、生动、实在等特 性，一定会对教学产生积极的影响。本设计利用 Proteus仿真软件，设计了一个符合这种要求的、纯软 件的单片机实验仿真系统。 第2章 Proteus和Keil软件 2.1 Proteus与keil的历史及联合仿真 Proteus 软件是英国 Labcenter electronics 公 司出版的 EDA 工具软件。Proteus 与其他电子仿真软 件不同的是，它不仅能仿真单片机的工作情况，还能 仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其他电路的 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。从某种意义上讲，这种仿真弥补了实验和工 程应用间脱节的矛盾。 Keil 是德国开发的 51 单片机开发软件平台，支 持汇编和 C 语言。能够不接硬件电路直接进行用户程 序仿真，或者利用硬件仿真器，通过连接单片机硬件 电路，在仿真器中载入项目程序后进行实时仿真调试。 Keil 软件提供了丰富的库函数和功能强大的集成开 发调试工具，生成的目标代码效率高，多数语句生成 4
结果 河北建筑工程学院 毕业设计计算书
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设计题目：基于Proteus和Keil的单片机仿真实验系统设计 设计人：冯立岗 设计项目 计算与说明 结果 的汇编代码很紧凑，容易理解。利用 Proteus 和 Keil 联合仿真调试的有关内容将在后面章节演示。 2.2 Proteus与keil的联合仿真的优势 通过将 Proteus 与 Keil 软件联合仿真，形象具 体地向学生展示了从系统软硬件设计、软件设计到软 2.2 硬件联调的整个实验过程。相对于传统单片机课程教 Proteus与学方式，这种方式不仅可以弥补实验仪器和元器件缺 keil的联乏带来的不足，排除了原材料消耗和仪器损坏等因素， 合仿真的还有利于培养学生的创新能力和综合运用知识的能 优势 力，使学生受到更为实际、更加全面的科学研究与工 程实践训练，帮助学生更快、更好地掌握课堂讲述的 内容，加深对概念、原理的理解，明显提高了教学质 量。还具有如下特点： 可改进实验教学效果，老师在课前可以先将一些 电路原理图完成，并编好程序。在课堂上当讲授完成 相关方面的理 论知识的时候上就可以现场演示，具有 速度快的特点。而这是以前采用实验箱不可比拟的。 而且由于这个过程是动态演示的，并且可以立即修改 源程序，比较其不同．通过这样的方式可以极大调动 学生听课积极性，明显的提高教学效果 内容全面，内容全面包括其能实验的内容包括软 件部分的汇编、C51等语言的调试过程，也包括硬件接 口电路中的大部分类型．对同一类功能的接口电路， 可以采用不同的硬件来搭建完成，因此采用Protues 仿真软件进行虚拟现实实验教学，克服了用传统实验 教学板教学中硬件电路固定、学生不能更改、实验内 容固定等方面的局限性，可以扩展学生 的思路和提 高学生的学习兴趣。 可重复实验 实验能力和实验设计能力的培养，是 工科学生解决实际工程问题能力中较为重要的。传统 的实验教学中，忽视了学生实验能力的培养，对于实 5
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设计题目：基于Proteus和Keil的单片机仿真实验系统设计 设计人：冯立岗 设计项目 2.3 Proteus与keil的使用 计算与说明 验设计能力的培养，则很少涉及到。因此学生学习了 理论，要想将其应用 到实际的工程实践中，其难度 是比较大的。还有，学生毕业后想对控制技术或智能 仪表等有较深的研究和学习， 如果采用传统的实验 教学方法，则学生需要购置的设备比较多，增加了他 们学习和研究的投入。采用Proteus软件构建虚拟现 实实验平台后，学习的投入交得比较的小，而实际工 程问题的研究，也可以先在软件环境中模拟通过，再 进行硬件的投入，这样处理，不仅 省时省力，也可 以节省因方案不正确所造成的硬件投入的浪费。 硬件投入少，经济优势明显，Protues所提供的元件库中，大部分可以直接用于接口电路的搭建，同时该软件所提供的仪表，不管在质量还是数量上，都是可靠和经济的。采用软件的方式进行教学，其经济优势是比较明显的。 实验过程中损耗小，基本没有元器件的损耗问题，采用Protues仿真软件进行的虚拟现实技术实验教学，则不存在上述的问题，其在实验的过程中是比较安全的。 大量的经典案例，可供学生参考处理，该虚拟现实技术仿真系统所提供的较多的比较完善的系统设计方法和设计范例，可供学生参考和借鉴．同时也可以在原设计上进行修改处理。 与工程实践最为接近，可以了解实际问题的解决过程在进行课程设计或进行大实验的时候，可以具体的在 Protues中做一个工程项目，并将其最后移植到一个具体的 硬件电路中，让学生了解将仿真软件和具体的工程实践如何 结合起来，利于学生对工程实践过程的了解和学习。 结果 2.3 Proteus与keil的使用 2.3.1 Keil C软件的使用 6
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设计题目：基于Proteus和Keil的单片机仿真实验系统设计 设计人：冯立岗 设计项目 2.3.1 Keil C软件的使用 计算与说明 创建工程: Keil C 把用户的每个工程都当作一个项目。当打开一个项目时，所有相关联的程序也进入了调试窗口。即使是只有一个源程序，没有工程也不能进行编译、链接和仿真。 结果 图2-1新建keil项目 图2-2选择目标CPU 编辑源程序文件: 1）选择【文件】菜单下的【新建】或者单击工具栏中的图标，出现文本编辑窗口。 2）在该窗口输入所要设计的源程序。 3）选择【文件】菜单下的【保存】，弹出“另存7