Keil4及Proteus對單片機仿真程序設計的影響

文/鄧遠杰，廣州工程技術職業學院

使用Keil μVision4軟件進行單片機程序設計過程中，需要建立工程、編寫程序源碼、編譯、調試等步驟，調試沒有語法錯誤后，需要使用Keil4生產相應的.hex文件，將程序燒寫到設計的防盜報警系統中，驗證是否能夠實現相應功能。本文使用Keil μVision4軟件進行單片機的程序設計，以實現防盜報警、按鍵控制等功能。

1 主程序設計

單片機作為主要控制芯片，編程相對簡單，主要應C語言進行編程，滿足同一系列控制芯片的編程需求，具有較強的通用性，因此開發調試環境更為寬松簡單。由AT89S51與按鍵、蜂鳴器、LED燈組成防盜報警系統的硬件仿真電路，結構相對簡單，可靠性高，具有良好的盜情監測和報警性能。單片機控制防盜報警系統的軟件設計核心主要包括系統初始化設置和報警、中斷等功能的實現，主程序采用模塊化的結構設計，判斷是否觸發熱釋電傳感器進行報警程序設計，使用中斷控制手動關閉燈光和聲音報警。

使用Proteus搭建數字防盜報警系統的硬件環境，并編寫仿真程序，燒寫進仿真單片機中。電路上電后，綠色LED燈D1點亮，證明電路電源正常工作，沒有人闖入，Proteus軟件是上個世紀九十年代英國研發的一款EDA軟件，經過了十幾年的發展，在電子設計的許多領域都得到了應用。該軟件能夠進行硬件的布局、布線，并通過對元器件參數的選擇和電路設計，實現系統功能的在線仿真。該軟件的成功運用，使得電路開發過程中可以先驗證方案是否可行，再進行實際的電路系統焊接調試，大大節省了軟硬件的開發成本。該軟件除了可以完成硬件平臺的設計外，還可以完成軟件驅動的開發，功能齊全、使用方便，內置ISIS和ARES PCB兩種工具，ISIS主要實現原理圖布線，ARES PCB完成系統的PCB設計。

ISIS工具可以非常方便的實現對原理圖的布局布線，同時可以針對設計的硬件系統進行功能仿真。隨著軟件的不斷升級，工具的仿真功能也在不斷完善，可以實現對各類嵌入式系統進行設計和仿真分析。通過將ISIS和ARES工具的結合，實現完整的嵌入式系統設計、仿真，大大節省了系統的開發周期和成本，尤其對于初學者，Proteus的仿真功能可以驗證設計的方案是否可行，避免直接使用電子器件焊接系統，造成不必要的經濟損失。本文使用Proteus軟件進行防盜報警系統硬件電路圖的設計與功能的仿真。

2 調試與仿真結果分析

使用熱釋電傳感器按鍵模擬有人闖入，熱釋電傳感器監測到該信號并傳輸給單片機，然后單片機控制聲光報警電路進行燈光和聲音報警，D5、D2、D3閃爍報警，同時蜂鳴器LS1報警。本文設計的單片機仿真程序報警系統還可以模擬電話報警功能，當報警電路觸發后，仿真報警器語音模塊撥打報警電路，使用黃色LED燈D4模擬是否撥打報警電路，當報警時間超過10s（可調）后，停止報警，避免過長時間產生噪音和燈光干擾，而且當房屋主人需要手動停止燈光和聲音報警時，按下按鍵S3，便可以實現報警電路復位，重新進行盜情監測。

通過以上的仿真分析，防盜報警系統能夠實現盜情的監測和報警功能，而且可以對報警時間進行自動和手動控制，完成了對防盜報警系統的設計。針對目前的防盜報警系統價格高、功能簡單等問題，選擇成熟的紅外線技術設計家庭防盜報警系統。以單片機AT8 9S51單片機為防盜報警系統的設計核心，使用熱釋電紅外傳感器實現對盜情的監測，并通過LED燈和蜂鳴器實現聲光報警，并撥打報警電話。當防盜報警系統檢測到有人闖入時，單片機便會控制報警電路實現報警。為了提高報警器的實用性，報警電路分為燈光報警和聲音報警兩部分。燈光報警電路使用發光二極管實現，聲音報警電路使用蜂鳴器實現。

對于燈光報警電路，設計3個LED燈模擬實現報警，將LED燈正向連接電源，反向連接單片機的I/O口，當有人闖入時，接入LED燈的I/O口將會變為低電平，紅色LED燈交替閃爍，實現燈光報警。燈光報警電路的硬件連接。當有人闖入觸發防盜報警裝置后，聲光報警電路便會開始工作，但報警完成后聲音和燈光必須關閉，避免帶來不必要的麻煩。設計的防盜報警系統可以實現自動關閉聲光報警，即當報警超過10s（可調）后，燈光和聲音報警自動關閉。但是，有時房屋主人在家時，可能會出現防盜報警系統誤檢，出現錯誤報警，此時希望可以手動關閉報警系統，因此需要設計按鍵來實現這一功能。