本文從單片機應用產品研發實例出發，介紹了如何利用PROTEUS高效、正確地完成單片機應用產品的設計與仿真。

PROTEUS是單片機系統的設計與仿真平臺

　　PROTEUS是英國Labcenter electronics公司研發的多功能EDA軟件,它具有功能很強的ISIS智能原理圖輸入系統，有非常友好的人機互動窗口界面；有豐富的操作菜單與工具。在ISIS編輯區中，能方便地完成單片機系統的硬件設計、軟件設計、單片機源代碼級調試與仿真。

　　PROTEUS有三十多個元器件庫，擁有數千種元器件仿真模型；有形象生動的動態器件庫、外設庫。特別是有從8051系列8位單片機直至ARM7 32位單片機的多種單片機類型庫。它們是單片機系統設計與仿真的基礎。

　　PROTEUS有多達十余種的信號激勵源，十余種虛擬儀器。還有用來精確測量與分析的PROTEUS高級圖表仿真（ASF）。它們構成了單片機系統設計與仿真的完整的虛擬實驗室。

　　PROTEUS還有使用極方便的印刷電路板高級布線編輯軟件（PCB）。特別指出，PROTEUS庫中數千種仿真模型是依據生產企業提供的數據來建模的。因此，PROTEUS設計與仿真極其接近實際。

　　目前，PROTEUS已成為流行的單片機系統設計與仿真平臺，應用于各種領域。筆者就利用PROTEUS完成了多種產品的開發，例如：“微電腦（單片機）防盜報警器”、“純水機微電腦控制板”、“LED漢字顯示屏”、“雙單片機控制的萬年歷倒計時牌”等。實踐證明：PROTEUS是單片機應用產品研發的靈活、高效、正確的設計與仿真平臺，它明顯提高了研發效率、縮短了研發周期，節約了研發成本。

PROTEUS改革了單片機應用產品的研發過程

　　單片機系統的傳統開發過程一般可分為三步：

　　①單片機系統原理圖設計，選擇、購買元器件和接插件，安裝和電氣檢測等（簡稱硬件設計）；
　
　　②進行單片機系統程序設計，調試、匯編編譯等（簡稱軟件設計）；

　　③單片機系統在線調試、檢測，實時運行直至完成（簡稱單片機系統綜合調試）。

　　PROTEUS促進了單片機產品研發過程的改革，有PROTEUS參與的單片機系統開發過程一般分為四步：

　　①在PROTEUS 平臺上進行單片機系統電路設計、選擇元器件、接插件、連接電路和電氣檢測等（簡稱PROTEUS 電路設計）；

　　②在PROTEUS平臺上進行單片機系統源程序設計、編輯、匯編編譯、調試，最后生成目標代碼文件（*.hex）（簡稱PROTEUS 軟件設計）；

　　③在PROTEUS平臺上將目標代碼文件加載到單片機系統中，并實現單片機系統的實時交互、協同仿真（簡稱PROTEUS 仿真）；

　　④仿真正確后，安裝實際單片機系統電路，并將目標代碼文件（*.hex）下載到實際單片機中運行、調試。若出現問題，可與PROTEUS設計與仿真相互配合調試，直至運行成功（簡稱實際產品安裝、運行與調試）。筆者的實踐證明：按照PROTEUS仿真通過的設計來安裝的實際系統，只要安裝正確、元器件無誤，焊接牢靠，基本都能順利通過。

　　下面以筆者研發的“雙單片機控制的萬年歷倒計時牌”（簡稱“倒計時牌”）為例，論述 PROTEUS在單片機應用產品研發中的開發過程、實際操作。該“倒計時牌”已在部分中學用來作為高考日期倒計時警示牌。為精減論述，本文省去了農歷、時溫等部分。它由兩塊AT89S51、DS1302時鐘芯片、16塊LED數碼管、3個倒計時初值設置撥碼盤等構成。圖1是它的PROTEUS設計與實時仿真片斷。右邊為雙單片機控制的電路部分。電路連接除采用直接連線外還采用了PROTEUS提供的網絡標號連接方法。左上方為顯示部分，左下方分別為設置倒計時初置的3個撥碼盤、音樂警示喇叭及3個調整開關。單片機U1、U6的晶振頻率分別設置為12MHz、6MHz。該“倒計時牌”調整方便、性能穩定、性價比高。
“倒計時牌”的PROTEUS電路設計

　　這是產品研發過程的第一步。

　　啟動PROTEUS后，將出現用于設計與仿真的ISIS窗口。圖2是“倒計時牌”PROTEUS設計時的ISIS界面情況。采用鼠標操作，非常方便。設計好圖紙尺寸定義好文件名后，即可按設計需要從PROTEUS庫中提取設計所需要的元器件，放置到ISIS編輯區中，進行電路連接等電路設計。設計好電路后可使用PROTEUS提供的電氣檢測工具對電路進行電氣檢測。若電路出現電氣錯誤，會彈出信息報告。可根據報告排除電氣錯誤，直至成功。
 

“倒計時牌”的PROTEUS軟件設計

“倒計時牌”的PROTEUS仿真

　　這是產品研發過程的第三步。

　　首先要進行目標代碼加載和設置晶振頻率。將鼠標指向單片機U1，右鍵單擊,再左鍵單擊，則彈出如圖4所示的“Edit Component”對話框，在“Program File”框中輸入它的目標代碼文件“WNL01.HEX”， 在“Clock Frequency”框中輸入晶振頻率12MHz，左鍵單擊“OK”按鈕即完成操作。再將鼠標指向單片機U6，同樣操作可將它的目標代碼文件 CNTDAF.HEX加載到單片機U6中。再在“Clock Frequency”框中輸入晶振頻率6MHz。

　　左鍵單擊仿真按鈕則可實現交互式、實時仿真。仿真片段如圖1所示。

　　仿真中，可用鼠標分別調節三個撥碼盤設置倒記時初值（圖1中初值設置為“096”）；通過分別調節“調日歷”、“調時”、“加一”3個按鈕可校正萬年歷。

　　當倒記時值減至0時，則喇叭中發出警示音樂聲。

“倒計時牌”實際產品的安裝、運行與調試

　　這是產品研發過程的第四步。

　　“倒計時牌”交互式實時仿真通過后，可轉到PROTEUS PCB DESIGN中，根據設計要求設計PCB電路板，設計中要注意布線的科學性。購買符合設計要求的元器件、接插件。細心安裝實際的“倒計時牌”硬件電路。并將目標代碼文件WNL01.hex、CNTDAF.HEX分別下載到實際的單片機U1（AT89S51）和U6（AT89S51）中，實際通電運行。

　　筆者的實踐證明：只要元器件無誤、安裝正確、焊接牢靠，基本都能順利通過。至此，勝利完成了這一單片機應用產品的研發，且省力、省財、省時。
 

結論


　　實踐證明，PROTEUS是單片機應用產品靈活、高效、正確的設計與仿真平臺，改革了單片機應用產品的研發過程，為單片機應用產品研發提供了完整的虛擬實驗室。