1.介绍
单片机体积小、重量轻、灵活廉价，具有逻辑判断、定时计数等多种功能，广泛应用于仪器、家用电器、医疗设备的智能管理和过程控制。基于单片机的嵌入式系统已经成为电子设计中最活跃的领域之一。在嵌入式系统中，开发板的成本较高，尤其是对于大量初学者来说，开发板可能会因为设计错误而损坏。利用Proteus可以很好的解决这个问题，从中可以快速建立仿真系统。
2.2简介。变形菌
Proteus是英国lab center electronics公司开发的电路仿真软件。该软件由两部分组成：一部分是智能原理图输入系统ISIS和虚拟系统模型VSM；另一部分是高级布线和编辑软件ARES (Adv-Ancd布线和编辑软件)，也就是PCB。
2.1 VSM Proteus的仿真
Proteus可以模拟模拟电路和数字电路，也可以模拟模数混合电路。
Proteus可以提供30多种元件库，8000多种模拟和数字元件。可根据设计要求选择不同制造商的部件。此外，设计人员可以通过软件创建自己的组件，这些组件不在组件库中。
除了丰富的元器件，Proteus还提供了各种虚拟仪器，如常用的电流表、电压表、示波器、计数/计时/频率计、SPI调试器等虚拟终端。支持图形分析功能等。
Proteus特别适合嵌入式系统的软硬件协同设计和仿真。它最大的特点是可以模拟8051、PIA、AVR、ARM等系列处理器。Protues包含强大的调试工具，具有调试寄存器和存储器的源程序、断点和单步IAR C-SPY、Keil、MPLAB等开发工具的功能。可以观察代码在仿真硬件上的实时运行效果；模拟显示器、按钮、键盘和其他外围设备的交互可视化。
2.2 Proteus PCB
Proteus的PCB设计不仅具有自动布线模拟功能，还集成了PCB设计，最多支持16层布线，可以任意角度放置元器件和焊锡线；集成高度智能的布线算法，可以方便地进行PCB设计。
3.基于Protesus的简易数据采集系统。
3.1软件编写
本例采用可调电阻调节电压值作为模拟信号的输入，模拟信号通过A/D转换芯片AD0808转换成数字量，传输到单片机的P1端口，转换结果在P0端口显示。
软件可以在Keil C51环境下编写。芯片的型号为AT89C51，用Keil C51编译data.c文件。编译成功后，会生成data.hex文件。
3.2绘制电路图
ISIS运行Proteus进入仿真软件主界面，如图1所示。主界面分为菜单栏、工具栏、模型显示窗口、模型选择区和组件列表区。
图1 ISIS启动界面
通过左侧工具栏区域中的p(从库中选择元件)命令，可以在“选择器件”窗口中选择系统所需的元件，还可以选择元件的类别和制造商。本例中需要的主要元件有：AT89C51芯片、ADC0808芯片、一个四位七段数字显示器和一个可变电阻。详情见表1。
表1组件列表
选择元件后，连接图2所示的电路。
图2电路原理图
微处理器ICs芯片的管脚与实际芯片基本相同，唯一不同的是GND和VCC管脚被隐藏，系统默认分别连接到地和5V DC电源。所以电路连接时可以忽略电源与地的连接。为了快速仿真，可以省略系统所需的时钟电路和复位电路。
电路连接完成后，选择AT89C51，点击鼠标左键，打开“编辑元件”对话框，如图3所示。可以直接在“时钟频率”后设置频率，将单片机的时钟频率设置为12MHz。在“程序文件”栏选择生成的data.hex文件，将Keil编写的程序导入Proteus，然后点击“确定”按钮保存设计。至此，我们可以模拟单片机了。
图3单片机属性设置
3.3 Proteus仿真结果
单片机的仿真结果如图4所示。模拟信号经过A/D转换后，送到单片机，然后显示在数码管上。通过调节可调电阻的阻值，可以得到不同的显示结果。仿真结果表明，系统达到了预先设计的要求。
在模拟过程中，每个引脚旁边会出现一个小方块。红色方块表示高电平，蓝色方块表示低电平。通过改变方块颜色可以方便的知道各个管脚的电平变化，从而对系统的运行有更直观的了解，对程序的调试有很大的帮助。
图4模拟结果
4.结束语
本文通过一个简单的数据采集系统，详细说明了Proteus在单片机开发中的应用。可见Proteus的功能非常强大，可以模拟各种数字模拟电路，操作简单，使用方便。它可以快速模拟单片机，加快系统开发的进程，降低开发成本。
参考资料：
[1].张琦，杜群贵。单片机应用系统设计技术——基于C语言编程。[M]的缩写.北京：电子工业出版社，2004。
[2]。林、郎建军等。基于Proteus的单片机可视化软硬件仿真。[M]的缩写.北京：北京航空航天大学出版社，2006
