2024年6月9日发(作者：)

Proteus与keil的使用总结

单片机是一门实践性很强的课程，实验是十分重要的实践教学环节。然而，传统的单

片机实验室建设中仍存在着一些不足，主要表现在以下几个方面。首先，实验教学中所采

用的实验设备大多为高度集成的实验箱，实验过程中学生只需进行简单的连线，不能实践

单片机中硬件电路设计方法，不易看到实验的全貌，难以建立“系统”的概念。其次，由

于实验箱系统资源分配相对固定，实验教学内容基本以验证性实验为主，较少涉及运用理

论知识去解决实验问题的实验项目，不利于发挥学生学习的主动性和积极性，也不利于学

生动手能力和创新能力的培养。此外，由于单片机技术的不断更新，实验仪器也面临老化

过时的问题，要解决此问题需要不断地重建单片机实验室，这样会带来资金耗费严重等问

题。目前，我国主流的单片机教学仍以MCS-51系列单片机为主，基于51系列单片机建

立虚拟实验室就具有重要的现实意义。

Proteus和Keil C软件简介

伴随着计算机软件和硬件技术发展出现了各种EDA工具，如EWB、Protel、Multisim、

MAX+PLUSII等，这些软件对于单片机的仿真无能为力，而仿真软件Proteus是基于

SPICE3F5仿真引擎的混合电路仿真软件，不仅能够仿真模拟、数字电路以及模数混合电路，

更具特色的是它能够仿真基于单片机的电子系统。Proteus不但完全支持MCS-51及其派

生系列单片机的设计系统，另外也能仿真基于AVR和PIC系统单片机系统。Proteus的仿

真资源Proteus软件可提供的模拟、数字、交（直）流等元器件达30多个元件库，共计

数千种。此外，对于元件库中没有的器件，使用者也可依照需要自己创建。软件调试方面，

其自身只带汇编编译器，不支持C语言。但可以将它与Keil C51集成开发环境相连接，将

用汇编和C语言编写的程序编译好以后，可以立即进行软、硬件结合的系统仿真，像使用

仿真器一样来调试程序。当可以使用Proteus完成单片机实验时，利用Proteus建立虚拟

实验室就变得非常重要了。

Proteus软件是由英国Lab Center Electronics公司开发的一款EDA（电子设计自动

化）工具软件包，其最大的特色是电路仿真是交互的、可视化的。通过Proteus软件的VSM

（虚拟仿真技术），用户可以对基于微控制器（MCU、单片机）的系统连同所有的外围接

口电子器件一起仿真。Proteus软件包由ISIS和ARES两个软件构成，其中ISIS是一款方

便快捷的电子系统仿真平台软件，ARES是一款高级的PCB（印刷电路板）布线编辑软件。

与其它的EDA软件相比，Proteus对单片机的仿真功能更强大，可以仿真的单片机有51

系列、AVR、PIC等，同时元器件库中提供了大量的元器件，可用于仿真外围设备，如RAM、

ROM、键盘、LED、LCD、AD/DA、及部分的SPI和I2C元器件；另外，Proteus还提供

了大量的虚拟仪器、仪表，逻辑分析仪，图表仿真功能及用于电路测试的各种模拟信号和

数字信号；系统还提供了大量的实例供用户参考学习。

μVision3 IDE是德国Keil公司开发的其于Windows平台的32位单片机集成开发环

境，它包含一个高效的编译器、一个项目管理器和一个MAKE（源程序调试器）工具。其

中Keil C51是一种专门为单片机设计的高效率C语言编译器，符合ANSI标准，生成的程

序代码运行速度高，占用存贮空间小。Keil的μVision3可以进行纯粹的软件仿真，而无需

连接任何硬件电路；也可以利用硬件仿真器，联接上单片机硬件系统，在仿真器中装载项

目程序后进行实时仿真；另外，还可以使用μVision3的内嵌模块Keil Monitor-51，在不

需要硬件仿真器的条件下，联接单片机硬件系统对项目程序进行实时仿真。μVision3支持

所有的Keil 80c51工具，包括C编译器、宏汇编器、链接定位器和目标代码到HEX文件

的转换器。

使用Keil创建软件项目，其步骤如下：

1） 启动μVision3，新建一个项目文件并从器件库中选择一个器件。

2） 选择Project/New Project选项，在弹出的“Create New Project对话框

中选择要保存项目文件的路径，在“文件名”文本框中输入项目名，然后单击“保存”。

此时会弹出一个对话框，要求选择单片机的型号。

3）新建一个源文件并把它加到项目中。选择选择File/New选项，在弹出的程序文本

框中输入程序，选择File/Save选项，或者单击工具栏保存按钮，保存文件。用右键单击

Source Group1，在弹出的快捷菜单中选择Add File to Group’Source Group1’选项，

选择刚才的文件单击“Add”按钮，如果要添加多个文件，可以不断添加(注意：在用汇编

语言编写的程序文件时只能添加一个文件，否则会显示错误信息)。添加完毕后单击“Close”

按钮，关闭该窗口。

4）针对目标硬件设置工具选项。接下来要对目标进行一些设置。用鼠标右键单击

Target1，在弹出的右键菜单中选择Options for Target ‘Target 1’选项。

5）编译项目并生成可编程PROM的HEX文件。编译程序，选择Project/Rebuild all

target files选项。如果编译成功，开发环境下面会显示编译成功的信息。编译完毕之后，

选择Debug/ Start/Stop Debug Session选项，即就进入仿真环境。

使用Proteus绘制硬件电路，其步骤如下：

1）编辑环境的设置主要是定义图形外观，包括线型、填充类型、字符样式、图纸样式

等，在Template菜单中进行设置。

2）放置元器件的方法是先将所需元器件加入到对象选择器窗口；单击对象选择器按钮，

弹出“Pick Devices”页面，在“Keywords”输入关键词，系统在对象库中进行搜索查找，

并将搜索结果显示在“Results”中。然后放置元器件至图形编辑窗口；在对象选择器窗口

中，选中元器件，将鼠标置于图形编辑窗口该对象的欲放位置、单击鼠标左键，该对象被

完成放置。

3）元器件之间的连线。Proteus具有线路自动路径功能(简称WAR)，当选中两个连

接点后，WAR将选择一个合适的路径连线。WAR可通过使用标准工具栏里的“WAR”命

令按钮，也可以在菜单栏的“Tools”下找到该图标。

4）建立网络表。网络表是电路板与电路原理图之间的纽带，建立的网表用于PCB制

板。使用菜单Tools/Netlist Compiler可实现此功能。

5）电气规则检查。设计电路完成之后，选取Tools/Electrical Rule Check菜单，会

出现检查结果窗口，前面是一些文本信息，后面是电气检查列表，若有错误，会有相应的

说明，用户需要重新修改电路图。

6）报表输出主要有BOM（材料清单报表）、ERC（电气规则检查报表，可在菜单

Tools/Bill of Materalsk 实现）等。

Proteus与Keil联合调试应用系统

1）打开Proteus绘制的硬件电路图，在Proteus的Debug菜单中选择Use Remote

Debug monitor菜单项。

2）打开Keil创建的项目，在Ｋeil的Project菜单中选择Options for Target ‘Target1’

菜单项；在打开的对话框中选取Debug选项卡，然后选择选项卡右上方的Use:单选按钮，

单击列表框右侧的下拉箭头，打开列表项，选中Proteus VSM项，再单击列武警表框右侧

的Setting按钮，进入VDM51 Target Setup对话框；如果Keil项目与Proteus原理图

在同一台计算机中，IP地址设为127.0.0.1（本机保留使用）；如不在同一台计算机上，则

填写Proteus原理图所在计算机的IP地址；端口地址为8000。

3) 在Keil中打开Debug菜单进行软件的调试运行，与此同时，在Proteus中可看到

硬件系统运行的效果。

通过两个软件的安装及相应的设计与设置，就可以用Proteus绘制的电路原理图仿真

硬件设备，进行硬件系统的测试及开发设计，从而可以最终实现整个MCU应用系统的开

发与设计。