伟福和 Proteus ISIS仿真软件的使用
第一部分 Proteus ISIS快速入门
一、简介
Proteus软件是一款强大的单片机仿真软件，对于单片机学习和开发帮助极大。
Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和数字集成电路，包括单片机。在国内由广州的风标电子技术有限公司代理。
在单片机课程中我们主要利用它实现下列功能：
1、绘制硬件原理图，并设置元件参数。
2、仿真单片机及其程序以及外部接口电路，验证设计的可行性与合理性，为实际的硬件实验做好准备。
3、如有必要可以利用它来设计电路板。
总之，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，可以实现从构想到实际项目完成全部功能。
这里介绍Proteus ISIS软件的工作环境和一些基本操作，实现初学者入门。至于更加详细的使用，请参考软件的帮助文件和其他有关书籍，还可以到网上找到许多参考资料。
二、界面介绍
双击桌面上的ISIS 7 Professional图标或者单击屏幕左下方的“开始”→“程序”→“Proteus 7 Professional” →“ISIS 7 Professional”，出现如图2-1所示屏幕，表明进入Proteus
ISIS集成环境。
图2-1 Proteus ISIS集成环境
进入之后的界面类似如图2- 2 所示。
图中已经标注各个部分的作用，我们现在就使用软件提供的功能进行工作。
图2-2 ISIS主窗口
三、一个小项目的设计过程
1、建立新项目
启动软件之后，首先，新建一个项目：
点击菜单：File→New Design，如图2-3所示，即可出现如图2-4所示的对话框，以选择设计模板。一般选择A4图纸即可，点击OK，关闭对话框，完成设计图纸的模板选择，出现一个空白的设计空间。
图2-3 新设计 图2-4 选模板
这时设计名称为 UNTITLED (未命名)，你可以点击菜单 file→save design 来给设计命名。也可以在设计的过程中任何时候命名。
2、调入元件
在新设计窗口中，点击对象选择器上方的按钮P（如图2-5所示），即可进入元件拾取对话框，如图2-6所示。
图2-5 调入元件
图2-6 查找元件
在图2-6所示的对话框左上角，有一个Keywords输入框，可以在此输入要用的元件名称（或名称的一部分），右边出现符合输入名称的元件列表。我们要用的单片机是AT89C51，输入AT89C，就出现一些元件，选中AT89C51，双击，就可以将它调入设计窗口的元件选择器。
在Keywords中重新输入要用到的元件，比如LED，双击需要用的具体元件，比如LED-YELLOW，调入。继续输入，调入，直到够用。点击OK，关闭对话框。以后如果需要其他元件，还可以再次调入。元件调入之后的情形类似图2-2中的对象选择列表所示。
我们这次要用到的元件列表如下：
AST89C51 单片机
LED-YELLOW 发光二极管-黄色
RX8 8电阻排 200欧姆
BUTTON 按钮
以上元件就够用了，其他多余的只是供选用。比如发光二极管可以选用其他颜色，按钮也可以使用SWITCH 代替或者使用DIP-SW8代替，电阻排也可以使用单个电阻RES来代替。
3、设计原理图
3-1放置元件 在对象选择器中的元件列表中，单击所用元件，再在设计窗口单击，出现所用元件的轮廓，并随鼠标移动，找到合适位置，单击，元件被放到当前位置。至此，一个元件放置好了。继续放置要用的其他元件。
3-2移动元件
如果要移动元件的位置，可以先右击元件，元件颜色变红，表示被选中，然后拖动到需要的位置放下即可。放下后仍然是红色，还可以继续拖动，直到位置合适，在空白处单击鼠标左键，取消选中。
3-3移动多个元件
如果几个元件要一起移动，可以先把它们都选中，然后移动。选中多个元件的方法是，在空白处开始，点击左键并拖动，出现一个矩形框，让矩形框包含需要选中的元件再放开，就可以了（参看图2-7）。如果选择的不合适，可以在空白处单击，取消选中，然后重新选择。
图2-7 选中多个元件
移动元件的目的主要是为了便于连线，当然也要考虑美观。
3-4连线
就是把元件的引脚按照需要用导线连接起来。方法是，在开始连线的元件引脚处点击左键（光标接近引脚端点附近会出现红色小方框，这时就可以了），移动光标到另一个元件引脚的端点，单击即可。移动过程中会有一根线跟随光标延长，直到单击才停住（图2-8）。
（a 画线开始） （b 划线中） （c 画线完毕）
图2-8 画线过程
在第一根线画完后，第二根线可以自动复制前一根线，在一个新的起点双击即可。如图2-9所示。
a 新的起点双击 b 很快画完
图2-9 自动复制前一根线
注意：如果第二根线形状与第一根不同，那可不能自动复制，否则会很麻烦。
3-5 修改元件参数
电阻电容等元件的参数可以根据需要修改。比如限流电阻的阻值应该在200到500欧姆左右，上拉电阻应该在几千欧姆。
以修改限流电阻排为例，先单击或右击该元件以选中，然后再单击，出现对话框如图图2-10所示。在 Component Value：后面的输入框中输入阻值200（单位欧姆），然后点击OK按钮确认并关闭对话框，阻值设置完毕。
图2-10 修改电阻值
3-6 添加电源和地
在左边工具栏点击终端图标，即可出现可用的终端，图2-11-a 所示。在对象选择器中的对象列表中，单击POWER，图2-11-b所示，在预览窗口出现电源符号，在需要放置电源的地方单击，即可放置电源符号，如图2-11-c所示。放置之后，就可以连线了。
放置接地符号（地线）的方法与放置电源类似，在对象选择列表中单击 GROUND ，然后在需要接地符号的地方单击，就可以了。
注意：放置电源和地之后，如果又需要放置元件，应该先点击左边工具栏元件图标，就会在对象列表中出现我们从元件库中调出来的元件。
图2-11-a 选择端口 图2-11-b选择电源符号 图2-11-c 放置电源符号
图2-11 添加电源和地 按照图2-2的原理图，我们还需要放置按键，放置接地符号，连线，最终完成的原理图如前面的图2-2所示。
4、添加程序
单片机应用系统的原理图设计完成之后，还要设计和添加程序，否则无法仿真运行。实际的单片机也是这样。
4-1 编辑源程序
按照51系列单片机的汇编语言语法要求，按照控制要求，编写源程序。可以使用任何一种纯文本编辑器来编辑源程序。比如记事本、写字板等都可以。还可以使用超级编辑器
ultraedit-32 ，功能很强。编辑完成的源程序是纯文本文件，其扩展名必须是.ASM，以便编译软件识别。图2-12所示。
图2-12 打开的源程序
图2-12-a记事本 图2-12- b proteus自带编辑器
图2-12 编辑源程序
4-2 添加源程序
在Poteus的单片机仿真项目中添加源程序。可按以下步骤进行：
点击菜单Surce → Add/Remove Source Files，如图2-13所示。
图2-13 添加源程序1
弹出对话框，如图2-14所示。
图2-14 添加源程序 2
在弹出的对话框中操作，在 Code Generation Tool 的下拉菜单中选择代码生成工具
ASEM51，然后点击 New 按钮，弹出选择文件对话框，如图2-15 所示。
图2-15 添加源程序3
在弹出的对话框中操作，找到所需要的文件，比如这里选择以前已经编辑好的文件P1P2.ASM，然后点击按钮【打开】就可以了。
也可以在文件名框输入文件名，如果文件不存在，点击打开时会提示新建此文件，便于以后再编辑程序。当然也可以改变查找的路径，在其他地方找到我们要用的文件。添加程序文件之后返回添加程序对话框，已经有了我们添加的程序，如图2-16所示。
图2-16 添加源程序4
可以看到，在Source Code Filename 的下拉框中已经显示出刚刚添加的源程序名。点击按钮 OK 关闭这个对话框。
这时候如果再点击菜单 Source ，如图2-17所示。
图2-17 添加源程序 5
从图中可以看到，下拉菜单中最下面多出一行，显示的是我们刚刚添加的源程序。如果点击这个文件名，就会利用软件自带的编辑器打开这个文件，如图2-12-b所示。
如果更换了编辑器，就会按照更改，利用指定的编辑器打开源程序文件。
5、编译源程序
5-1利用program软件自带的编译器进行编译
编辑好的源程序添加进来之后就可以编译了。编译的方法很简单，在图2-17中，点击
Build All 就对指定的源程序进行编译。如果编译没有发现语法错误，就会出现如下提示，如图2-18所示。
图2-18 编译完的提示窗口
如果有语法错误，也会有提示，指出错误代码和所在的行。这时候就需要我们重新打开源程序，对错误进行修改。修改之后再重新编译，直到通过为止。这时候单片机里自动被装入了编译之后所产生的机器码程序。下一步就是仿真执行了。
5-2 利用其他软件进行编译
编译源程序也可以利用其他软件进行。只要编译产生的机器码文件是.HEX格式就可以。比如伟福，它就可以产生.HEX格式的文件和.BIN格式的文件。其实，伟福的许多特性适合编辑和编译源程序，它的编辑和编译是在同一个界面下完成，有行列位置指示，行首自动对齐等特性。关于伟福的使用方法第一部分 伟福纯软件仿真器使用入门。
利用其他软件编译产生的十六进制文件，可以直接加入到Proteus项目中的单片机里。方法如下：在原理图中点击单片机以选中，再次点击打开元件编辑对话框，如图2-19所示。
图2-19 编辑单片机—添加机器码程序
在图中看到： 在Program File：后边的方框里显示P1P2.HEX，说明机器码已经装入。如果没有装入，这里将是空白。这时可以点击其右边的打开文件图标，查找并选中机器码文件即可。这样，就可以在仿真时执行程序。
这样装入的机器码程序有个缺点，只能执行，不好调试。因为没有源代码，也无法打开源代码窗口，无法单步执行。解决的方法是，在其他编辑编译软件通过之后，再将源程序添加到项目，如4-2节所述。然后再用本节开始5-1所述方法添加源程序并编译一次，这时不会出现错误。一般也不用再给单片机添加机器码程序，除非你途中改换了源程序。
在图2-19中还有一个时钟频率（Clock Frequency）可以改变。一般情况下，单片机的时钟频率由此设定，而不是来自时钟电路，这就是为什么在仿真时可以省略时钟电路和复位电路的原因。
6、仿真执行
Program软件可以仿真模拟电路和数字电路，还可以仿真若干型号的单片机。我们使用的目的主要就是仿真单片机和外围的接口电路。这里简要介绍MCS-51单片机和部分接口电路的仿真过程，其他方面的内容请自行查找资料。
6-1 一般仿真
在原理图编辑窗口下面有一排按钮，利用它可以控制仿真的过程。点击按钮开始仿真，开始以后按钮的小三角变成绿色，点击按钮单步仿真，点击按钮暂停和继续仿真切换，点击按钮停止仿真。
以简单项目P1P2为例，说明仿真效果。点击开始仿真按钮，电路如图2-20所示。