电路原理设计–单片机开发入门与典型设计实例

利用软件仿真首先要把单片机系统电路设计完整。利用Proteus ISIS 7 Professional仿真软件创建单片机仿真电路时，应执行以下步骤：选择单片机芯片、放置其他器件或者仿真仪器、用导线或者总线连接各个元器件。需要注意的是，原理图编辑窗口的操作是不同于常用的Windows应用程序的。正确的操作是：用鼠标左键放置元器件；右键选择元器件；双击右键删除元器件；右键拖选多个元器件；连线用左键，删除用右键；先右击连线，再用左键拖动可更改连线；鼠标中键或者滚轮用于放缩原理图。下面介绍对上一节中LED闪烁程序进行仿真的方法。

1.选择元器件

单击工具箱的元器件按钮，使其选中，再点击ISIS对象选择器的P按钮，将出现Pick Devices对话框，或者在编辑窗口点击右键以后从库中选择放置器件，如图2-19所示。

图2-19的左边栏分别为搜索关键字、元器件类别、元器件子类别和制造商。可以先从类别中选取后，到子类别点选，在实际操作中应该了解计划放置的元器件的类型和型号才能在软件的器件库中找到，如要放置一个LED，需要先点击类别中Optoelectronics，然后再在子类别中点击ELDS。“Pick Devices”对话框中间区域是元器件型号以及主要参数。右边是所选元器件的预览图和PCB引脚图。

当不知道元器件的类别时，可以从搜索关键字处查询。例如搜索“89c51”后出现的对话框如图2-20所示。

选择AT89C51，双击鼠标左键就添加到元器件列表中。照此方法可以一次添加所需要的全部元器件，也可以在需要的时候再次调用元器件库进行添加。这里一次调用全部元器件。Optoelectronics类别下的LED-BIRG（发光二极管），Resistors类别下的RESPACK-8（排阻）。在全部选择完毕以后，单击确定，关闭元器件库。元器件列表如图2-21所示。

2.放置元器件

在元器件列表中单击鼠标左键选取AT89C51，然后在原理图编辑窗口中单击鼠标左键，这样AT89C51就被放到原理图编辑窗口中。同样放置LED-BIRG和RESPACK-8。在放置的过程中可能遇到以下问题：

图2-19 元器件库

图2-20 搜索89C51单片机

（1）对象的放置

在对象选择器中选定相应元器件，然后单击一下这个元器件，把鼠标指针移到原理图编辑区的适当位置，再单击鼠标的左键，就把相应的元器件放到了原理图区。

图2-21 元器件列表

（2）放置电源及接地符号

许多器件没有VCC和GND引脚，但事实是这些引脚隐藏了，在使用时可以不用加电源，单片机芯片、LCD的VSS、VDD、VEE不需连接，默认VSS＝0V、VDD＝5V、VEE＝－5V、GND＝0V。如果需要加电源，可以点击工具箱的接线端按钮，这时对象选择器将出现一些接线端，如图2-22所示。然后在器件选择器中单击POWER，将鼠标移到原理图编辑区，单击鼠标左键即可放置电源符号；同理也可以把接地符号GROUND放到原理图编辑区。

（3）对象的编辑

调整对象的位置和放置方向以及改变元器件的属性等，有选中、删除、拖动等基本操作，可以通过右键单击该元器件，在弹出的菜单中进行操作。相关操作有：

1）拖动标签：许多类型的对象有一个或多个属性标签。可以很容易地移动这些标签使电路图看起来更美观。移动标签的步骤如下：首先单击鼠标右键选中对象，然后用鼠标指向标签，按下鼠标左键。一直按着鼠标左键就可以拖动标签到需要的位置，释放鼠标左键即可。

2）对象的旋转：许多类型的对象可以旋转为0°、90°、270°、360°以及以x轴或者y轴镜像旋转。

(www.xing528.com)

图2-22 添加了电源的对象选择器

3）编辑对象的属性：对象一般都具有文本属性，这些属性可以通过一个对话框进行编辑。编辑单个对象的具体方法是：先单击鼠标右键选中对象，然后用鼠标左键单击对象，此时出现属性编辑对话框。也可以点击工具箱的按钮，再单击对象，也会出现编辑对话框。图2-23所示是AT89C51的编辑对话框。这里可以改变元器件的标号、元器件的值、PCB封装、时钟频率以及是否把这些东西隐藏等，修改完毕后，点击OK按钮即可。

图2-23 AT89C51的编辑对话框

3.绘制导线

（1）画导线

Proteus的智能化可以在想要画线的时候进行自动检测。当鼠标指针靠近一个对象的连接点时，鼠标的指针就会出现一个符号，用鼠标左键单击元器件的连接点，移动鼠标到需要连接的连接点，光标再次变为绿色，单击左键就出现了连接线。此时软件自动确定路径，如图2-24所示。这就是Proteus的线路自动路径功能（WAR），如果只是在两个连接点用鼠标左击，WAR将选择一个合适的线径。WAR可通过使用工具栏里的“WAR”命令按钮来关闭或打开，也可以在菜单栏的Tools菜单找到这个图标。如果想自己决定走线路径，只需在想要拐点处点击鼠标左键即可。在引线的过程中放置连接点，需要在放置的位置双击鼠标左键，就放置了一个圆点，此点可以连接4条导线。在绘制导线的过程中，随身都可以按ESC键或者点击鼠标的右键来放弃画线。

图2-24 连接导线

（2）画总线

为了简化原理图，也可以用一条导线代表数条并行的导线，这就是所谓的总线。电路中多根数据线、地址线、控制线并行时经常使用总线设计。单击工具箱的总线按钮，即可在编辑窗口画总线。单击鼠标左键开始绘制，双击左键结束本段绘制，单击鼠标右键取消继续绘制。

画总线时，为了与一般的导线区分，一般画斜线来表示分支线，此时需要关闭自动布线功能，点击图标。画好分支线还需要给分支线放置网络标号。具体放置方法是用鼠标单击连线工具条中图标，这时光标在支线上变成十字形并且有一虚线框，如图2-25所示。再按一下鼠标左键，系统弹出网络标号属性对话框，如图2-26所示。在Net项定义网络标号（如P01），将设置好的网络标号放在的短导线上，鼠标左键拖动即可将之定位。注意，在标定导线标签的过程中，相互接通的导线必须标注相同的标签名。

图2-25 选定要标号的支线

（3）放置线路节点

如果在交叉点有电路节点，则认为两条导线在电气上是相连的，否则就认为它们在电气上是不相连的。ISIS在画导线时能够智能地判断是否需要放置节点。在两条导线交叉时是不放置节点的，如果要两个导线电气相连，只有手工放置节点。点击工具箱的节点放置按钮，把鼠标指针移到编辑窗口，指向一条导线时，会出现符号，单击鼠标左键就能放置一个节点。

图2-26 网络标号属性对话框

通过以上步骤就可以得到如图2-27所示的电路图。在图2-27中，单片机没有连接晶体振荡器，默认的情况下不需要连接。同时P0接口需要连接上拉电阻，因此用排阻连接电源。由于本例只有使用一个端口，因此也没有使用总线。

图2-27 电路连接图