基于Proteus软件的单片机仿真与PCB设计

4.3调试程序

经调试本程序，下边状态栏显示"0Errors，0 Warning"，表示"0"错误，"0"警告。

4.4生成。HEX目标文件

选中"Target 1"单击右键→"Optionfor Target 'Target 1‘"，在弹出的对话框中，单击"Output"→"Create HEX File"打钩，再次运行程序即可生成。HEX目标文件。

5.原理图仿真

（1）在Proteus ISIS中，双击AT89C51单片机芯片，在弹出的"Edit Component"

对话框的"P r o g r a m F i l e"栏中选择"liushuideng.hex"，然后点击"OK"。

（2）在Proteus ISIS编辑窗口左下方点击播放按钮，或者在"Debug"菜单下选择"Execute"，可以看到，首先P0.0点亮LED灯，等待一秒后熄灭，同时P0.1点亮另一只LED灯，同样等待一秒后熄灭，P0.2点亮LED灯┄┄当P0.7点亮LED灯等待一秒后熄灭后，P0.0点亮LED灯┄┄如此循环，间隔时间可在delay函数中自行设定，在运行结果如图2所示。

LED灯左侧的点呈现蓝色时，表示点亮状态，红色时，表示熄灭状态。

6.PCB的制作

6.1统计电路原理图中使用的元器件

在ISIS中执行菜单命令"Tools"→"Billof Materials"→"2 ASCII Output"，生成元器件清单，如图3所示：

6.2导入网络表

在I S I S中，双击开关"K"，会弹出"Edit Component"对话框，将"Excludefrom PCB Layout"前的"√"去掉，点击"OK"；执行菜单命令"Tools"→"Netlistto ARES"，系统自动打开ARES软件。在ISIS中有些元器件没有指定封装形式，因此系统会自动弹出"Package Selector"对话框，在"Package"栏中输入相应的封装形式，对于发光二极管的封装形式为"LED"，按钮"K"的封装形式为"SW-PUSH1"。

6.3放置元器件

完成元器件封装后，进入A R E S操作界面，先要点击主工具箱中图标，此为2DGroaphics框体模式，在左下角下拉框中选择当前板层为"Board Edge"（黄色），在工作区内单击不放，拉出来个黄框，按需要设定大小，那就是PCB编辑板层。在元器件不多的情况下，为了达到自己想要的设计效果，采用手动布置元器件的方法，在主工具箱中单击元件模式图标，在元器件列表中选择某个元器件，然后在编辑区中合适位置单击鼠标左键，即可放置好该元器件；如果元器件比较多，采用自动布置元器件和手动布置元器件相结合的方法，可以大大提高制板效率。元器件放置完毕后，且右下角显示"No DRC errors"，无设计规则错误。

6.4布线

ARES提供了交互手工布线和自动布线两种方式，通常结合使用以提高效率，并使PCB具有更好的电气特性，也更加美观。执行菜单命令"Tools"→"Auto Router"，弹出"Shape Based Auto Router"对话框，按需要自行设定各参数，然后点击"OK"，开始自动布线，然后进行手工调整，结果如图4所示：

6.5规则检查

CRC检查：点击"Tools"→"ConnectivityChecker"，系统进行连接性检查，下边状态框提示"0 CRC violationsfound"，表示无CRC错误且无DRC错误。

6.6敷铜

1）顶层敷铜：点击"Tools"→"PowerPlane Generator"，弹出"Power PlaneG e n e r a t o r"对话框，在此对话框中的"Net"栏中选择"GND=POWRE"，"Layer"

栏中选择"Top Copper"，"Boundary"栏中选择"T10"，设置好后，点击"OK"，进行顶层敷铜。

2）底层敷铜：只需在"Layer"栏中选择"Bottom Copper"，其它操作同顶层敷铜。

6.7 3D效果显示

点击"Output"→"3D Visualizati o n"，显示3 D效果如图5所示，通过"View"的下拉菜单可以显示不同的3D效果。

6.8输出光绘文件

点击"Output"→"IDF ManufacturingOutput"，按PCB生产要求设置参数，点击"Generate"，生成相应的光绘文件。将导出的光绘文件和相应钻孔文件，发送到PCB厂家就可以进行制板了。也可以自己购买原材料，动手制作一块流水灯的PCB板，这样更能加深对单片机开发过程和工作原理的理解。

7.结束语

本论文以Proteus软件为仿真工具，Keil uVision2软件为程序编辑器，相对完整的论述了单片机的仿真和制作PCB的流程，同时流水灯的制作也是单片机入门典型实例；这将让广大单片机初学者对其开发流程有大致了解。利用Proteus软件进行单片机仿真实验，不仅减少了原材料的损耗，还弥补了实验仪器和元器件缺乏带来的不足。初学者通过仿真实验，可以了解单片机系统的开发方法，这非常有助于培养其综合分析能力、排除故障能力和开发、创新能力。