單片機技術應用于各行各業，是一種實用的智能型控制技術，單片機技術的發展極大地推動了電子、通信、計算機、機電一體化等行業的快速發展，成為當前教學和科研的熱門技術。本文詳細介紹一種新型的單片機仿真軟件Proteus，利用它可以實現單片機教學中很多面向端口、外圍設備擴展控制型實驗的仿真，提高教學效果，進一步縮短教學與工程實際的距離。

1Proteus簡介

ProteusISIS是英國Lacenterelec-tronics公司開發的電路分析與實物仿真軟件，應用范圍十分廣泛，涉及PCB制版、Spice電路仿真、單片機仿真以及對ARM7/LPC2000的仿真。Proteus主要由ARESISIS兩大模塊構成，ARES主要用于印刷電路板（PCB）的設計及其電路仿真，ISIS主要用于原理圖的設計并仿真。它運行于Windows操作系統上，可以仿真、分析（SPICE）各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點是：①實現了單片機仿真和SPICE電路仿真相結合。具有模擬電路仿真、數字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統的仿真；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發生器等。②支持主流單片機系統的仿真。目前支持的單片機類型有：68000系列、8051系列、AVR系列、ARM系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。③提供軟件調試功能。該軟件仿真系統中具有全速、單步、設置斷點等調試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當前狀態；同時支持第三方的軟件編譯和調試環境，如KeilC51uVision2等軟件。④具有強大的原理圖繪制功能。總之，該軟件是一款集單片機和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強大。

下面以單片機實時時鐘電路為例，介紹使用Proteus進行單片機實時時鐘電路設計與仿真的過程。

2硬件電路圖的設計

該實時時鐘電路的硬件主要由AT89C51單片機、時鐘芯片DS1302、數碼管顯示驅動芯片MAX7219等元器件組成。實時時鐘電原理圖如圖1所示。

運行ProteusISIS后出現程序主窗口界面，鼠標左鍵單擊窗口左側的元器件工具欄的Component按鈕，接著再點擊窗口左側的元器件選擇區的PickDivices.按鈕，彈出的PickDevices窗口，再在Category欄里點擊MicroprocessorICs項后，在Results欄里會出現各種類型的CPU器件，找到AT89C51后雙擊，AT89C51就被添加到當前窗口左側的元器件列表區了。用同樣的方法依次把DS1302、MAX7219、數碼管、晶振以及多個電阻、電容也添加到器件列表區里。然后再依次點擊列表區里的器件，單擊左鍵把他們放到繪圖區，右鍵選中元件，并編輯其屬性，合理布局后，進行連線。所有導線畫完后，添加上電源和接地符號，原理圖的繪制就完成了，保存設計文件于C：\ProgramFile\LacenterElectronics\Proteus7Professional\clock文件夾，文件名為clock.DSN。

3軟件設計與實現

本實時時鐘電路的軟件的主要功能包括時鐘芯片DS1302的設置和時間的讀取，數碼管顯示驅動芯片MAX7219驅動時間顯示等。軟件采用匯編語言編寫，在WAVE3.2集成調試軟件中編輯完成后，以文件名DS1302.asm存盤并編譯生成16進制目標文件DS1302.hex。同樣保存到C：\ProgramFile\LacenterElectronics\Proteus7Professional\clock文件夾中。

4系統的仿真分析

電路原理圖在ISIS里設計完成，并將系統軟件編譯成.hex文件后，下面就可以進行實時時鐘電路的虛擬仿真了。在ISIS的原理圖中，右鍵單擊AT89C51將其選中，然后單擊左鍵打開AT89C51的EditComponent對話框，在ProgramFile選項中選擇文件DS1302.hex，單擊OK按鈕完成仿真設置。點擊ISIS下方仿真按鈕的運行按鈕，系統開始運行，實時顯示當前時間。

5結語

通過本文的Proteus軟件實現單片機實時時鐘電路仿真設計的實例，可以得出將Proteus軟件引入單片機課程中進行輔助教學，是教學方法的一種改革，是虛擬仿真技術和計算機多媒體技術相結合的綜合運用，有利于促進課程和教學改革，更有利于培養學生的創新素質和創造能力；同時Proteus不斷完善的功能和強大的仿真能力被越來越多的設計人員所喜愛，生電子設計競賽活動中也逐步得到了推廣。