基于Proteus的微機原理與接口技術教學

劉彩虹++唐彩霞++劉子龍

摘 要：本文基于8086為CPU，8255為并行接口電路，分析了Proteus在仿真8086微機系統時的步驟，介紹了Proteus在“微機原理與接口技術”課程教學中的應用，并具體分析了將Proteus引入課程教學中的優點。

關鍵詞：微機原理；接口技術；Proteus；虛擬仿真

“微型計算機原理與接口技術”作為計算機專業基礎課程之一，其重要性越來越突出?！拔⑿陀嬎銠C原理與接口技術”主要內容是微型計算機的基本工作原理、系統的組成、接口技術和基本的匯編語言程序設計知識。

隨著微接口技術的發展，接口已經成為直接影響計算機推廣的關鍵。嵌入式產品的開發與應用中的硬件方面是微機接口電路開發與應用的重要內容，因而微機接口技術是本專業大學生必須掌握的基本技能。學生應采用理論與實踐相結合的方法，在理論指導下，加強動手實驗，在實踐中鞏固理論，進而全面掌握微機接口理論，并掌握實際應用開發能力。

一、Proteus軟件介紹

Proteus仿真軟件是系統設計與仿真平臺，它包含2個軟件包，ARES是布線編輯軟件包，ISIS是原理圖編輯與仿真軟件包。Proteus對8086 CPU及相關接口芯片提供了支持。電路仿真和原理圖設計兩個功能模塊是“微型計算機原理與接口技術”教學和實驗仿真中的主要內容。Proteus軟件有豐富的器件庫，超過27000種元器件，它的原理圖設計功能非常強。Proteus軟件具有智能化的器件搜索和連線功能，因而提高了使用效率。Proteus軟件具有完善的電路仿真功能，有很多的激勵源，例如直流、正弦、指數信號以及大量的虛擬儀器。線路上變化的信號可以用圖形的方式實時顯示，可以分析電路的多項指標。

二、Proteus軟件在教學中的應用

1.仿真方法

Proteus軟件運行ISIS后，進入軟件的主界面。首先要設置view圖形界面的大小和system下的顏色、捕捉對齊等項目。

Proteus軟件的儀表資源有圖形顯示功能，它的功能與示波器類似。Proteus的元件資源有數字和模擬、交流和直流等。Proteus的調試手段有系統總體效果和分步調試。

2.仿真實例

由微處理器組成的微型計算機，一般包括CPU系統、存儲器、定時電路、I/O接口電路以及連接各部分的系統總線等幾大部分。而CPU系統除了核心器件微處理器之外，還應有保證CPU正常運行及與存儲器和I/O接口相匹配的各種外圍芯片，如時鐘發生器、總線驅動和控制器、地址鎖存器，數據收發器及系統等待控制電路等。8255的數據總線連接到CPU的AD0～AD7引腳，進行CPU和8255之間的數據交換。用CPU的A1連接到8255的A0，CPU的A2連接到8255的A1，實現8255內容寄存器的選擇。8255的A口低4位作為鍵盤的行信號，同時A口低4位作為4個8段數碼管的位選擇線，8255的B口8位連接8段數碼管的8位段信號，8255的C口低4位連接鍵盤的列信號。按鍵信息傳送到8255，然后通過8255送到CPU，CPU將收到的按鍵信息傳送到8255，再通過8255傳送到8段數碼管上顯示。硬件原理圖及仿真結果如圖1所示。軟件的實現思路是對8255的A口進行讀取操作，讀取鍵盤的按鍵信息，將讀到的信息進行判斷，識別按鍵值；然后根據鍵值輸出8段數碼管的字形碼到8255的B口，按鍵值就在8段數碼管上顯示出來。通過引入仿真軟件，教師可以帶領學生真正理解8255的功能以及具體的編程和使用方法。

三、結語

Proteus能實現的仿真內容比較豐富，有8086系統中的內存、I/O接口芯片與CPU的連接等內容。在教學過程中引入Proteus，可以幫助學生理解CPU以及各類接口芯片的功能，學習各類接口的硬件連接和軟件編程；可以顯著提高課堂的教學效果，幫助學生理解相關內容。筆者建議學生自學Proteus的相關知識，并擴展應用到單片機等內容的學習中。Proteus不僅可以用于學習時的仿真，在真正的產品設計中也可以用來設計和仿真。在教學中引入Proteus軟件，不僅提高了課堂教學效率，也為學生將來從事相關的設計工作打下了基礎。

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