51单片机和PLD的PROTEUS电路仿真

51单片机和PLD的PROTEUS电路仿真

开发研究与设计技术

本栏目责任编辑：谢媛媛

５１单片机和ＰＬＤ的ＰＲＯＴＥＵＳ电路仿真

邓力，卢勇，聂雄

（桂林电子科技大学，广西桂林５４１００４）

摘要：本文通过跑马灯的实例介绍了ＰＲＯＴＥＵＳ的单片机仿真应用，提出了将ＰＲＯＴＥＵＳ和Ｋｅｉｌ进行关联调试的方法，并通过

ＰＲＯＴＥＵＳ对ＰＬＤ的仿真，提出了用ＰＲＯＴＥＵＳ进行ＰＬＤ仿真的思路。

关键词：ＰＲＯＴＥＵＳ；Ｋｅｉｌ；ＰＬＤ仿真中图分类号：ＴＰ１８２文献标识码：Ａ文章编号：１００９－３０４４（２００７）０２－１０４１８－０２

ＳｉｍｕｌａｔｅｏｆＰＬＤａｎｄＭＰＵｆｏｒＵｓｉｎｇＰＲＯＴＥＵＳ

ＤＥＮＧＬｉ，ＬＵＹｏｎｇ，ＮＩＥＸｉｏｎｇ

（ＧｕｉｌｉｎＥｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｌｉｎ５４１００４，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ＷｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＰＲＯＴＥＵＳｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｅｘａｍｐｌｅｏｆｔｈｅｌｉｇｈｔｏｆｈｏｒｓｅｒａｃｅ，ｐｕｔｔｉｎｇｆｏｒｗａｒｄｔｏｃａｒｒｙｏｎＰＲＯＴＥＵＳａｎｄＫｅｉｌｓｔｈｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎａｄｊｕｓｔｓｔｏｔｒｙｔｈｅｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｒｅａｌｌｙｐａｓｓｔｈｅＰＲＯＴＥＵＳｔｏｉｍｉｔａｔｅｔｏｔｈｅＰＬＤ，ｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｔｈｅＰＲＯＴＥＵＳｔｏｃａｒｒｙｏｎｔｈｅＰＬＤｔｏｉｍｉｔａｔｅｔｈｅｔｒｕｅｗａｙｏｆｔｈｉｎｋｉｎｇ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰＲＯＴＥＵＳ；Ｋｅｉｌ；ＰＬＤ

ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ（ｓｉｍｕｌａｔｅ）

１引言

单片机系统设计其调试过程一般分为软件调试、硬件测试、系统调试３个过程。软件调试较容易进行，但硬件电路测试和系统调试这两个过程必须在电路板制作完成、元器件焊接完毕之后进行。如果采用作为单片机系统的仿真工具ＰＲＯＴＥＵＳ，则不用制作具体的电路板也能够完成以上工作。在使用ＰＲＯＴＥＵＳ进行系提高统仿真开发成功之后再进行实际制作，可以降低开发成本、开发速度。

启动Ｐｒｏｔｅｕｓ，画好电路图如图１（注意单片机的晶振和ＲＳＴ可以不用接）所示。

２ＰＲＯＴＥＵＳ软件简介

ＰＲＯＴＥＵＳ是一种混合电路仿真工具，既可以仿真模拟电路又可以仿真数字电路以及数字、模拟混合电路，这款软件的最大特点就在于它能够模拟单片机。该软件的库里有：５１系列、ＡＶＲ系列和ＰＩＣ系列，每个系列又有很多种不同的型号可供选择。除了单片机模型，ＰＲＯＴＥＵＳ中提供了诸如基于ＨＤ４４７８０芯片的字符ＬＣＤ，基于Ｔ６９６３Ｃ芯片的点阵ＬＣＤ、Ｉ２Ｃ存储器、ＲＡＭ、ＰＬＤ等，这些丰富的元器件使得ＰＲＯＴＥＵＳ不仅适合单片机入门，也同

样可以用于单片机开发。其最大的特色在于它能够仿真基于微控制器的设计系统。ＰＲＯＴＥＵＳ可以很方便地与ＫｅｉｌＣ５１集成开发环境连接，程序编译好之后，立即可以进行软、硬件结合的系统仿真。

图１

跑马灯电路

在电路中将程序编译的代码加入：

将鼠标移到Ｕ１中的ＡＴ８９Ｃ５２右击，选择元件，然后左击，调出元件的属性对话框：

ＰＲＯＴＥＵＳ还能够进行ＰＬＤ的电路仿真。一般的ＰＬＤ设计软件只能进行ＰＬＤ芯片的时序逻辑仿真，而ＰＲＯＴＥＵＳ能进行ＰＬＤ的电路仿真，可以模拟设计的ＰＬＤ芯片在电路中实际运行的情

况。

ＰＲＯＴＥＵＳ的功能强大，不断推出新版本和新元件，同时使用

者要是自己有能力，也可以设计自己的元件。

３ＰＲＯＴＥＵＳ仿真

３．１ＰＲＯＴＥＵＳ的单片机仿真

下面以单片机常用的跑马灯程序为例说明如何进行ＰＲＯ－

ＴＥＵＳ的电路仿真。

首先用ＫｅｉｌＣ５１编写一段跑马灯的程序（见附注，读者如有需要，可跟作者联系），程序中用Ｐ１口作为输出口，每个口的灯依次点亮、熄灭，循环进行。然后生成．ｈｅｘ文件。

收稿日期：２００６－０８－３０

图２ＡＴ８９Ｃ５２元件属件

作者简介：邓力（１９７１－），男，广西梧州人，工程师，工程硕士研究生，研究方向为电路系统的ＥＤＡ技术；卢勇，男，广西恒都输变电工程有限公司工程师；聂雄，男，广西大学计算机与电子信息学院教师。

51单片机和PLD的PROTEUS电路仿真

在属性对话框中，在窗口中的ＰｒｏｇｒａｍＦｉｌｅ中双击“打开文件图标”：

选择要加入．ｈｅｘ的文件。

将在ＫｅｉｌＣ５１中编译好的．ｈｅｘ文件加入电路中的ＡＴ８９Ｃ５２元件模型中。点击Ｐｌａｙ键观看电路仿真结果：Ｄ１－Ｄ８灯依次点亮、熄灭，循环进行。电路仿真与程序设计的结果一致。

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为１，接地时为０，输出端口为ＬＥＤ灯亮时端口输出高电平，熄灭时为低电平。

３．２Ｋｅｉｌ与Ｐｒｏｔｅｕｓ的关联调试：

Ｋｅｉｌ还可以与Ｐｒｏｔｅｕｓ的关联调试，Ｋｅｉｌ作为软件调试界面，Ｐｒｏｔｅｕｓ作为硬件仿真和调试界面，下面说一下如何关联ｋｅｉｌ与ｐｒｏｔｅｕｓ：

（１）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。

（２）修改ｋｅｉｌ安装目录下Ｔｏｏｌｓ．ｉｎｉ文件，在Ｃ５１字段加入

），保存。ＴＤＲＶ５＝ＢＩＮ＼ＶＤＭ５１．ＤＬＬ“（ＰｒｏｔｅｕｓＤｒｉｖｅｒ”

注意：不一定要用ＴＤＲＶ５，根据原来字段选用一个不重复的

数值就可以了。引号内的名字随意。

（３）打开ｐｒｏｔｅｕｓ，画出相应电路，在ｐｒｏｔｅｕｓ的ｄｅｂｕｇ菜单中选中ｕｓｅｒｅｍｏｔｅｄｅｂｕｇｍｏｎｉｔｏｒ。

（４）进入ＫＥＩＬ的ｐｒｏｊｅｃｔ菜单ｏｐｔｉｏｎｆｏｒｔａｒｇｅｔ‘工程名’。在

图

４

画好的ＰＬＤ原理图

ＤＥＢＵＧ选项中右栏上部的下拉菜单选中ＰｒｏｔｅｕｓＤｒｉｖｅｒ。在进入ｓｅｔｉｎｇ，机子ＩＰ设为１２７．０．０．１，端口号为８０００。

（５）在ｋｅｉｌ中进行ｄｅｂｕｇ，同时在ｐｒｏｔｅｕｓ中查看直观的结果（ＬＥＤ显示）。

这样就可以像使用仿真器一样调试程序。

为了观察Ｋｅｉｌ与Ｐｒｏｔｅｕｓ的关联调试与前面只单独运行Ｐｒｏ－的程序行中插入一个断点，在Ｋｅｉｌ“Ｐ１＿４＝０；”ｔｅｕｓ的不同，可以在

中运行程序，当程序运行至断点处时，Ｋｅｉｌ中的程序停止在断点处，而Ｐｒｏｔｅｕｓ中的电路仿真也对应的在Ｐ１—３点亮后停止，如图所示：

图５Ｐｒｏｔｅｕｓ仿真电路图

为了使ＰＬＤ

元件能仿真，还必须在电路中将编译的．ｊｅｄ文件加入ＰＬＤ元件中：将鼠标移到

Ｕ１（１６Ｖ８）中，右击，选择元件，然后对话框，在属性对话框中，在窗口中的左击，调出“元件的属性”中加入．ｊｅｄ文件：双击“ＪＥＤＥＣＦｕｓｅＭａｐＦｉｌｅ：”“打开文件图标”：

，选择在Ｐｒｏｔｅｌ中输出的．ｊｅｄ的文件：

图３程序断点

当在Ｋｅｉｌ中继续运行程序时，Ｐｒｏｔｅｕｓ中的电路也对应的继续运行。

４Ｐｒｏｔｅｕｓ对ＰＬＤ的仿真

首先用Ｐｒｏｔｅｌ９９ＳＥ完成ＰＬＤ的设计。完成后的ＰＬＤ原理图如图４所示。

这是一个３－８译码器的ＰＬＤ文件。输入信号为目标元件的

２、３、４三个脚，输出信号为目标元件的１２－１９脚，６－８脚为使能控

制端。

４．１Ｐｒｏｔｅｕｓ对ＰＬＤ的仿真

启动Ｐｒｏｔｅｕｓ，绘制好电路图。

电路中Ｉ１－Ｉ３为输入端口，ＩＯ０－ＩＯ７为输出端口，端口为高电平时为１，低电平时为０，对应输入端口就是开关打到电源正极时

图６１６Ｖ８元件属性

由前面ＰＬＤ的设计可得３－８译码器的真值表。

（下转第５３７页）

51单片机和PLD的PROTEUS电路仿真

是否完全接收无法保证，把得到第一个码丢弃，把第二码中接收到的高、低电平的记数值进行比较，取较小的那个作为波特率的标准，把该记数值乘

人工智能及识别技术

计算，要保证能够接收到一个完整的编码必须要６３Ｔ，所以在程序中要给出一个宽度为６３Ｔ的时间窗口来保证正确解码。

４键识别

在遥控使用的过程中常常有短按键和长按键以及双击的情况。短按键处理很简单，可以直接使用前面的流程来编写程序。下面来分析下长按键和双击的识别方法。

４，得到的结果就是１个Ｔ对应计数值Ｃ＿ＢＡＵＤ，这个Ｃ＿ＢＡＵＤ是用来捕捉编码中

同步头的关键。

本文的解码方法中把同步头的捕捉放到了解码程序中，图４是解码的流程。在每次进行计数加一后都把

４．１长按键

使用２２６０编码芯片的遥控器，只要按键引脚上有高电平就会持续发码。利用这一点，只要在Ｎ个连续的６３Ｔ时间窗口内都接收到了同一个码便可以识别为是一个长按键动作。Ｎ值的大小

决定了长按键的时间阀值。

４．２双击

双击动作实际就是一个的过程。在正确接收到了“通－断－通”一组编码后等待键释放，键释放就是在一个６４Ｔ的窗口中没有成功解码，检测到按键键释动作放后再给Ｎ个连续的６４Ｔ的时间窗口进行解码，在这Ｎ个６４Ｔ的时间窗口中只要出现一次解码成功则识别为双击，否则识别为普通的短按键，Ｎ值的大小决定了双击的最大时间间隔。

Ｃ＿ＨＢＩＴ或Ｃ＿ＬＢＩＴ与

Ｃ＿ＢＡＵＤ进行了一次比较，因

为同步头的低电平时间宽度为７．７５Ｔ远大于一个码的周期

Ｔ，若Ｃ＿ＬＢＩＴ大于Ｃ＿ＢＡＵＤ

则说明接收到的是同步头，而

５结束语

文中提出的２２６０编码芯片的软件解码方法，长键及双击按键的识别方法在笔者近期开发的一个项目得到了应用，实际效果非常好，解码距离不逊于专用解码芯片２２７２。另外本解码方式还可以对１５２７、５２７、２２４０等同类型的编码芯片进行解码。

参考文献：

Ｃ＿ＨＢＩＴ大于Ｃ＿ＢＡＵＤ则说明

接收到的是误码，都必须重新开始解码。在接收到同步头后解码的正确率可达百分之百。

需要注意的是在对２２６０进行解码时必须要保证解码的时间窗口要大于一组完整的编码的时间。这个时间窗口可以根据前面得到的波特率的记数值Ｃ＿ＢＡＵＤ来计算，一个完整的编码要接收２４码和一个同步头，既３２Ｔ，按照最坏

图４

软件解码流程

［１］李广弟，朱月秀，王秀山．单片机基础［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，２００１．

［２］邬伟奇．ＰＴ２２６２编码芯片的软件解码［Ｊ］．微计算机信息，２００４．０７．

［３］ＰＴ２２６２、ＰＴ２２７２和Ｐ８７ＬＰＣ７６４单片机的接口设计［ＥＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｚｌｇｍｃｕ．ｃｏｍ／ｐｈｉｌｉｐｓ／ｙｉｎｇｒｏｎｇ／５１ｌｐｃ／ＰＴ２２６２－ＰＴ２２７２－

７６４ｊｉｅｋｏｕ．ｐｄｆ

情况接收是从第二码开始来

（上接第４１７页）

表１

３－８译码器真值表

在Ｐｒｏｔｅｕｓ中点击Ｐｌａｙ键观看电路仿真结果：当改变输入端的值时，输出端对应的值按真值表中的对应关系改变。

５结语

利用Ｐｒｏｔｅｕｓ做单片机仿真实验有如下特点：

编译后马上就可以看到效果，提高效率。（１）速度快。程序修改、

直观形象。硬件电路随时可进行更改，电路修改非（２）方便、常容易。

科学、有效地培养设（３）可自主设计和验证方案，有利于系统、计者的专业实践能力和创新能力。

图７

译码电路对应输入／输出截图

程宝典［Ｍ］．北京航空航天大学出版社．２００３（６）．

——一种集单片机模拟和ＳＰＩＣＥ分析［２］倪升跃．ＰＲＯＴＥＵＳ—

于一身的软件．电子世界．２００４（１２）．

［３］房泽平，赵淑霞．用ＰＲＯＴＥＬ９９设计开发ＧＡＬ器件［Ｊ］．中原工学院学报增刊：１６７１２６９０６（２００２）增刊

２００６８２０３．

（４）使用Ｐｒｏｔｅｕｓ对ＰＬＤ进行电路仿真，可以直观得观察电路

的运行情况，提前发现设计的错误，可以极大的提高开发效率。

参考文献：

［１］马忠梅，刘滨，戚军，马岩．单片机Ｃ语言Ｗｉｎｄｏｗｓ环境编

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/svlm.html