Proteus软件仿真失败分析

黄忠良

【摘 要】Proteus因其强大的仿真能力,在单片机项目教学中得到了广泛的使用.然而既使Proteus仿真电路模型完全正确,也会引起仿真的失败.本文通过两个仿真失败实例进行了分析,井提出了相应解决方法. 【期刊名称】《智能计算机与应用》 【年(卷),期】2010(000)006 【总页数】2页(P39-39,70) 【关键词】Proteus;仿真;失败 【作 者】黄忠良

【作者单位】沙洲职业工学院机电工程系,江苏,张家港215600 【正文语种】中 文 【中图分类】TP311

1 缺少下拉电阻引起的仿真失败

在教学过程中仿真一款具有校时功能的LED显示的电子时钟时，设计采用单片机C2051，采用了四位共阳极LED数码管，时、分各用两位数码管显示，不设秒显示。数码管显示采用动态扫描方式实现。仿真时用PN4249作为数码管驱动，实际使用可采用三极管A1015或9012，Proteus中4位数码管LED驱动模型如图1所示。

图1 数码管驱动原理图

在计算机上仿真却不能得到正确结果，具体表现为MCU位控输出各引脚电平是变化的，但LED的公共端电平始终不变，有时虽然有数字显示，但有些字段不显示。 为验证软件与硬件电路和正确性，通过SmartPRO编程器将仿真软件Proteus生成的目标代码HEX文件，写入实际C2051芯片。在实验板上运行结果显示是正常的，证明软件与硬件是完全正确的。

重新检查Proteus模型，在就数码管驱动硬件电路连接而言，是完全正确的，程序本身也无错误。为什么会出现这种现象呢？ 仿真失败分析与解决方法：

为找出仿真出错原因，试着将仿真原理图位控部分改为经反相器驱动后，接至共阳极LED公共端，此时系统仿真工作正常。这也充分说明程序是正确的，确定是仿真模型有问题。考虑到图1中当位控信号输出P3X为高电平时，对共阳极LED而言是电位不确定的高阻状态，为此对图1电路进行修改，在4个三极管集电极端各加一下拉电阻10K，仿真正确。 2 ALE引脚信号引起的仿真失败

教学过程中在Proteus仿真ADC0808进行模数转换时，按教材或一般参考资料建立仿真模型，用单片机的ALE信号直接作模数转换器的clock时钟信号时仿真失败。进一步采用双4位BCD码芯片74LS393对ALE信号进行4分频输出，作为模数转换的时钟信号，仿真仍是失败的。 仿真失败分析与解决方法：

在采用ADC0809等逐次逼近型模数转换芯片的场合，时钟信号clock是它内部转换电路工作必须的，内部需要不停的比较才能完成转换，如果没有clock信号，转换永远不会结束。一般当晶振频率为12MHz时，ALE端为晶振频率的1/6，即为2MHz，将此信号4分频得500KHz，可满足ADC0809转换要求（ADC0809典

型值为0KHz），也有很多资料将此信号与MCU的ALE信号直接相连。 为找出仿真失败原因，在Proteus仿真系统中，MCU晶振频率为12MHz，在ALE引脚上添加电压探针，为便于比较，再在仿真系统中加上频率为500KHz的数字时钟激励源DCLK，仿真后两脉冲波形如图2所示。 图2 ALE引脚仿真脉冲输出波形

从对比图中明显可看出ALE引脚信号是不满足ADC转换要求的，即使分频后也不能满足ADC转换时钟要求。

解决Proteus中仿真失败的方法有两种：

（1）采用激劢源中的数字时钟，并设其频率为500KHz左右，作为ADC时钟信号。

（2）用定时计数器T0/T1作为频率信号发生器用，频率信号的输出作为ADC时钟信号发生器用。这种方式的优点是即使是实际电路应用时也并不会增加额外的硬件。

下面程序是T0作为频率发生器，频率信号由P1.1输出，作为ADC时钟信号发生器： 3 结束语

应该指出，Proteus在单片机仿真领域，就目前而言，功能是最为强大的，可以仿真51系列、AVR，PIC等常用的MCU及其外围电路，而且不需要在原理图中绘制时钟外围电路，甚至于复位电路也可不绘，系统仍能正确地仿真。然而要正确地认识到软件功能上的一些局限性，软件本身还有待完善，上面的二个例子只是一个缩影，所以在系统仿真实践中不要片面追求完全的仿真，只有这样，才能提高仿真效率，少走弯路。

参考文献

[1]徐爱钧，彭秀华.Keil Cx51 V7.0单片机高级语言编程与NV-ision2应用实践（第二版）[M].北京:电子工业出版社，2008.

[2]周润景，张丽娜.基于Proteus的电路及单片机系统设计与仿真[M].北京:北京航天航空大学出版社，2006.

[3]侯玉宝，陈忠平，李成群，等.基于Proteus的51系列单片机设计与仿真[M].北京：电子工业出版社，2008.