摘 要：Proteus是一款功能强大的EDA软件，利用其提供的ISIS平台和VSM平台可实现单片机的交互仿真功能，并实现软件代码级的调试，还可借助第三方编译软件keil实现高级语言的跟踪调试，安装Vdmagdi软件能够实现Keil与Proteus的联机调试。熟练使用Proteus软件不仅对单片机课堂教学和学生实验非常有用，而且对单片机的应用设计也有非常大的帮助。
关键词:Proteus; 单片机; 仿真
Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其他EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件，因此是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。现已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Protues软件不仅可将许多单片机实例功能形象化,还可将许多单片机实例运行过程形象化。前者可在相当程度上得到实物演示实验的效果，后者则是实物演示实验难以达到的效果。随着科技的发展，计算机仿真技术已成为许多设计部门重要的前期设计手段。它具有设计灵活、结果、过程统一的特点，可缩短设计时间，减少耗资，也可降低工程制造的风险。所以在单片机开发应用中，Proteus也能获得越来愈广泛的应用。
1 单片机系统的Proteus设计与仿真的开发过程
Proteus强大的单片机系统设计与仿真功能，使其成为单片机系统应用开发和改进的手段之一，全部过程都是在计算机上通过Proteus完成的，其过程一般也可分为Proteus电路设计、Proteus源程序设计和生成目标代码文件、Proteus仿真三步。单片机系统的Proteus设计与仿真流程图如图1所示。
2 Proteus软件的源码调试功能
Proteus软件提供了源码调试功能，用户可以直接在Proteus环境下进行汇编语言的源代码跟踪调试，同时还提供了与Keil、IAR等第三方编译软件的接口，可采用C语言等高级语言编程，进行跟踪，分析指令的执行情况，还可通过调试菜单调出寄存器窗口、SFR窗口、IDATA窗口，为用户编写应用程序带来方便。
2.1 Proteus下51单片机汇编源码调试
Proteus中的VSM（Virtual System Modelling）提供了简单的文本编辑器SRCEDIT,它是记事本的修改版。Proteus用它作为源程序的编辑环境，可在该编辑器中按单片机语言系统规则编写源程序。其中的菜单、命令按钮与一般“窗口”的菜单、按钮及其功能基本一样。VSM对于不同系列的微处理器提供了相应的编译器，即目标代码生成工具，可根据单片机型号及语言要求来选取编译器，51单片机及其兼容单片机的代码生成工具选用ASM51。
利用Proteus提供的源程序编辑器编写一个文件名为小灯亮.ASM源程序，如图2所示。
程序编写后，即可进行目标代码生成工具设置，如果首次使用某一编译器，则需设置代码产生工具，单击菜单“Source-Add/Remove Code Generation Tools”，如图3所示。其中，Code Generation Tool（代码产生工具）设置为ASEM51；Make Rules（生成规则）中，Source Extn（源程序扩展名）设置为ASM；Obj Extn（目标代码扩展名）设置为HEX；Command Line（命令行）设置为%1；Debug Data Extraction（调试数据提取）中，List File Extn设置为LST。然后单击“Source-Build All”（全编译、汇编），编译结果在弹出的编译日志对话框中，无错则生成目标代码文件。对ASEM51系列及其兼容单片机而言，目标代码文件格式为*.HEX。目标代码文件“小灯亮.HEX”。若有错，则可根据编译日志提示来调试源程序，直至无错生成目标代码文件为止。
但有时会出现编译通不过，如图4所示。这时可以考虑将命令行的参数设置为%1%2%3，即可完成编译。然后双击ISIS编辑区中单片机，在其中的“Program File”右侧框中输入目标代码文件（目标代码与DSN文件在同一目录下，直接输入代码文件名即可，否则要写出完整的路径。或单击本栏打开按钮，选取目标文件），至此完成了程序的加载。此时可以进行仿真调试了。
2.2 Proteus下51单片机C51源码调试
Proteus中只支持汇编语言源程序的调试，如果使用高级语言编写源程序，可以选用第三方调试软件如Keil，Proteus装载器支持的51系列单片机调试文件格式主要有OMF51,这种格式可以在Keil编译器中设置，所以如果使用Proteus VSM的源码调试功能，就需要汇编器/编译器输出Proteus支持的调试格式文件，这样装载器就能从这些调试文件中调试信息以实现源码调试。这里以“按键识别”为例。首先在Keil中建立一个“按键识别”的工程，打开此工程，左击选中“Target1”，然后右击在打开的快捷菜单中选择“Options for Target Target1”,在新打开的对话框中选择“Output ”选项卡，如图5所示。
将Name of Executable中的文件扩展名设置成.OMF格式，这里的点一定不能丢掉，勾选Create Executable ：中Debug Informatio Browse Informati 选项，如图5所示。确定后对“按键识别”这个工程编译后即可得到OMF51。
双击打开ISIS编辑区中单片机， 加载OMF文件如图6所示，单击OK。
3 Keil与Proteus的交互
首先在ISIS平台上完成单片机系统的电路设计，在Keil开发环境中用汇编语言或C语言完成程序的编写、编译，最后生成二进制或十六进制文件，双击打开ISIS编辑区中单片机，加载生成的二进制或十六进制文件，单击OK。单击ISIS区的仿真按钮，即可实现仿真。如果有错，需要分别检查电路设计和Keil中的程序编写是否正确，然后再进行加载仿真直到正确为止。也可以安装Vdmagdi软件，即可实现Proteus与Keil的联调。具体方法如下。
3.1 Keil设置
在Keil软件上单击“工程菜单→为目标‘目标1’选择设备”选项或者单击工具栏的按钮，弹出窗口如图8所示，单击“调试”选项卡，在出现的对话框中，在右栏上部的下拉菜单里选中“PROTEUS VSM MONITOR-51DRIVER”。并且还要单击“使用”前面的小圆点表明选中当前的设置。再单击“设置”按钮，设置通信接口，在“Host”后面添上“127.0.0.1”，如果使用的不是同一台计算机，则需要在这里添上另一台计算机的IP地址（另一台计算机也应安装Proteus）。在“Port”后面添加“8000”。单击“OK”按钮即可。最后将工程编译，进入调试状态，并运行。
3.2 Proteus的设置
进入Proteus的ISIS，鼠标左键单击菜单“Debug”，选中“Use Romote Debuger Monitor”，便可实现Keil与Proteus连机调试。
本文对Proteus与单片机的交互仿真方法进行了分析和总结，结果表明充分利用Proteus提供的仿真环境，能够完成一个具有相当集成性的单片机系统,并可方便、灵活、高效地进行源代码的跟踪调试，实现Proteus与单片机的交互仿真。
参考文献
[1] 毕万新，孟晓明，宋国平.PROTEUS下的51单片机源码调试的实现方法[J]. 辽宁师专学报,
2010,12(1):52-53.
[2] 李学礼. 在PROTEUS中实现C51源码级的调试[EB/OL].[2010-11-04]//www.go-gddq.com/
html/s693/2010-11/513393.htm.
[3] 张文祥,李志军，张子红，等. 单片机系统设计与开发教 程[M].北京：电子工业出版社, 2010.
[4] 张子红,刘鑫. 基于Proteus的单片机课程教学改革[J].单片机与嵌入式系统应用，2010(11):15-18.