硅谷杂志：基于Proteus的微机接口仿真设计 |
| 2012-11-19 10:32 作者：陈 莹 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网11月19日文】据《硅谷》杂志2012年第17期刊文称，Proteus是电路分析与实物仿真及印刷电路板设计软件，从Proteus7.5版开始增加对8086CPU的仿真。介绍如何利用ProteusISIS输入微机接口电路原理图，利用外部编译器编辑8086汇编程序并进行基于8086处理器的VSM仿真。
0引言
Proteus是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真及印刷电路板设计软件。它主要有ISIS和ARES两部分组成，ISIS的主要功能是原理图设计及电路原理图的交互仿真，ARES主要用于印制电路板的设计[1]。ISIS提供的ProtuesVSM（VirtualSystemModeling）实现了混合式的SPICE电路仿真，它将虚拟仪器、高级图表应用、CPU仿真，以及第三方程序开发与调试环境有机的结合起来，在搭建硬件模型之前即可在个人计算机上完成原理图设计、电路分析及程序代码实时仿真、测试及验证。从Proteus7.5版开始增加了对8086CPU的仿真，为微机原理与接口技术（以下简称“微机接口”）的仿真提供了实验平台。
1微机接口仿真设计
1.1仿真实验类型
在Proteus中，可以完成以下微机接口实验类型：定时/计数器仿真实验、并行接口芯片仿真实验、串行接口芯片仿真实验、基本I/O仿真实验、中断仿真实验、数模转换仿真实验、模数转换仿真实验、存储体扩展仿真实验。
1.2电路原理图设计
ProteusISIS通过层次设计形式支持多图纸设计。当设计电路相对简单时，可以直接在主电路图中搭建译码电路。对于一个较大、较复杂的电路图，不可能将这个电路图画在一张图纸上，利用层次电路图可以大大提高设计效率，也就是将这种复杂的电路图根据功能划分为几个模块，做到多层次并行设计。
基本设计过程描述如下：①运行ProteusISIS创建新文档；②添加元件到对象选择器，并根据需要移动、删除元件、调整元件方向、编辑元件属性；③连线，ProteusISIS有无模式连线、自动连线、动态光标显示三种连线模式。上述过程第二步，若在ProteusISIS没有适合微机接口的元件，则可定制自己的元件，定制方法有3种：方法一，用ProteusVSMSDK开发仿真模型[2]，并制作元件；方法二，在已有的元件基础上进行改造，例如，把元件改成总线接口；方法三，利用已制作好（现成）的元件，可以到网上下载一些新元件并把它们添加到自己的元件库里。
1.3仿真实例----并行接口芯片8255A的应用
1.3.1功能说明
本例结合8255A的使用，说明翻转法行列式键盘的运用及七段数码管的工作原理。该电路用到的仿真元件包括8086（微处理器）、74LS373（三态输出的八D透明锁存器）、74LS02（与非门）、74154（4-16译码器）、74273（八D型触发器）、4078（8输入与非门）、8255A（可编程24位并行接口）、LED-GREEN（绿色LED发光管）、NOT（非门）、BUTTON（按钮）、7SEG-COM-CATHOD（七段红色共阴极数码管）、RES（电阻）。
1.3.2电路设计
在本例中，不采用层次电路图，而是直接在主电路图中搭建译码电路，如图1所示。选用IO3作为8255A的片选地址线，从而可见8255A的起始地址为30H。
图1键盘实验译码电路原理图
对于8255A的3个并行口，选用C口的低4位和高4位分别接4×4键盘的行列信号线，选用B口接LED，选用A口驱动数码管，数码管采用静态共阴极接法。实现当有一按键按下时，LED和数码管均能显示其按键值。数码管和键盘实验电路分别如图2和图3所示。
图2数码管实验电路原理图
图3键盘实验电路原理图
2编译器设置和仿真调试
首先，设置外部代码编辑器。将masm32文件夹（包含汇编程序ml.exe、链接程序link.exe和批处理文件masm32.bat）复制到工作盘下，并修改masm32.bat文件的有关内容。接着，添加源代码并选择编译器。需要注意的是，由于Proteus是器件级的仿真过程，汇编程序的运行仿真是在无操作系统支持的状态下进行的，所以仿真时在汇编程序中不再支持DOS和BIOS调用。单击仿真盘框中的运行按钮，电路进入仿真状态。在默认设置下，系统会弹出两个窗口：一个是源程序调试窗口；另外一个是寄存器窗口。在源程序调试窗口单击某行，使该行高亮显示后，按F9键就可以设置断点，按F12键可使程序运行。通过观察寄存器窗口的寄存器值的编号，来检测指令的运行情况。
3结束语
虽然，目前Proteus7.5版对8086CPU的虚拟仿真仅能提供最小模式下的仿真[3]，但即便如此Proteus也基本能支持“微机原理与接口技术”课程教学内容，完成大部分主要仿真实验。相信将来的Proteus对8086CPU的支持会越来越完善。
项目：百色学院科研项目（百院字[2010]156号）：基于Proteus的微机接口虚拟实验的设计与开发（2010KB14）
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