數(shù)碼管動態(tài)顯示Proteus 仿真失敗分析

陳月娟

摘要：Proteus因其強大的功能，在電路仿真領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，然而在實際仿真調(diào)試時，如不注意仿真模型的特點，往往會導(dǎo)致仿真失敗。該文就單片機控制數(shù)碼管動態(tài)顯示過程，分析了仿真過程中出現(xiàn)的問題，并提出了相應(yīng)解決方法。

關(guān)鍵詞：Proteus；仿真；數(shù)碼管；動態(tài)顯示

中圖分類號：TP391.9 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）11-0197-02

Abstract：Proteus because of its strong function， has been widely used in the field of circuit simulation， however， in the actual simulation debugging， such as not pay attention to characteristics of the simulation model， the simulation can often lead to failure. Based on single-chip microcomputer controlled Seven-Segment LED dynamic display， analyzed problems in the simulation process， and the corresponding solutions are put forward.

Key words： Proteu；simulatio； Seven-Segment LE； dynamic display

1 引言

用于顯示數(shù)字及字符的七段LED數(shù)碼管因其價格低廉、亮度較高得到了廣泛的應(yīng)用。數(shù)碼管的顯示方式分為靜態(tài)顯示及動態(tài)顯示兩種，因動態(tài)顯示占用資源較少，控制靈活而得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)動態(tài)顯示原理，所有位的段碼線相應(yīng)段并接在一起，由一個8位I/O口控制，形成段碼線的多路復(fù)用，各位的公共端分別由相應(yīng)的I/O線控制，或稱位控，形成各位的分時選通。利用人的視覺殘留，得到各位數(shù)字連續(xù)顯示效果。然而，在采用Proteus進行LED數(shù)碼管動態(tài)顯示仿真時，常會出現(xiàn)一些問題，雖然實際電路運行正常，但Proteus仿真卻得不到正確結(jié)果。本文就應(yīng)用Proteus7.4中出現(xiàn)的仿真中遇到的問題進行分析與探討，提出解決辦法。

2 LED數(shù)碼管動態(tài)顯示仿真

2.1 動態(tài)顯示仿真模型

采用8位共陽極數(shù)碼管，要求數(shù)碼管結(jié)果顯示“12345678”，因不影響仿真，模型中略去了復(fù)位及晶振電路，RP1為排阻，如圖1所示。

2.2 數(shù)碼管動態(tài)顯示程序

在Keil uVision中建立工程，相應(yīng)LED數(shù)碼管動態(tài)顯示匯編語言程序如表1所示。

3 仿真失敗原因分析與解決方法

3.1 仿真電路模型研究

仔細觀察仿真結(jié)果，發(fā)現(xiàn)仿真時，P0引腳上代表邏輯電平的紅綠顏色不斷發(fā)生交替變化，說明字形編碼（段碼）輸出基本沒有問題，P1引腳上邏輯電平也呈紅綠色交替變化，說明位控信號也是正常的，但各驅(qū)動PNP三極管集電極引腳上電平始終是紅色，這是不正確的。根據(jù)LED數(shù)碼管動態(tài)顯示工作原理，驅(qū)動三極管集電極引腳上電平也應(yīng)該是紅綠交替變化。

為找出仿真出錯原因，試著將仿真原理圖位控部分改為如圖2所示電路，即各位控信號經(jīng)反相器74LS04驅(qū)動后，接至LED數(shù)碼公共端。仿真結(jié)果顯示，代表各LED數(shù)碼管位控信號邏輯電平顏色出現(xiàn)了紅藍色交替變化，雖然還存在所顯數(shù)字出現(xiàn)缺筆劃現(xiàn)象，但說明段碼顯示及位控信號都是本正常的，應(yīng)該是圖1仿真模型有問題。

3.2 修改仿真電路模型解決位控信號問題

分析圖1模型，當(dāng)P1引腳信號P1.X為高電平時，對共陽極數(shù)碼管呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，為此對圖1電路進行修改，在8個三極管集電極加排阻10K，如圖3所示。

從仿真結(jié)果看，P1口引腳上數(shù)碼管位控信號邏輯電平是變化了，但驅(qū)動三極管集電極引腳上電平始終是藍色，當(dāng)然各LED數(shù)碼管也不顯示。這是由于排阻RP2屬性設(shè)置引起的，將RP2屬性“Model Type”改為“ANALOG”后，驅(qū)動三極管集電極引腳上電平交替變化正常，但顯示出來的各位數(shù)字出現(xiàn)不同程度的缺筆劃現(xiàn)象。

3.3 修改源程序解決缺筆劃問題

根據(jù)動態(tài)顯示原理，為仔細觀察數(shù)碼管逐位顯示過程，加長延時時間，由原延時子程序延時約1ms（晶振頻率12MHZ），延時約50 ms，故將指令“DL0：MOV R3，#03H”，改為“DL0：MOV R3，#0FFH”，從仿真結(jié)果來看，各數(shù)碼管依次顯示相應(yīng)數(shù)字，結(jié)果完全正確，并未出現(xiàn)缺筆劃現(xiàn)象。但為何延時時間短了就會出現(xiàn)顯示的數(shù)字缺筆劃現(xiàn)象呢？

缺筆劃現(xiàn)象應(yīng)該是LED數(shù)碼管仿真模型因時序配合問題導(dǎo)致顯示來不及作出反應(yīng)所致，即前一位數(shù)字的顯示會對后一位造成影響。為克服這一現(xiàn)象，可在顯示完一位數(shù)字后關(guān)閉顯示。為此在原程序“LCALL DELAY”后增加關(guān)顯示指令“MOV P1，#0FFH”，并恢復(fù)“DL0：MOV R3，#03H”，這樣仿真結(jié)果完全正確。

4 結(jié)語

將圖1的實物模型及表一的相應(yīng)程序?qū)懭雴纹瑱C開發(fā)板進行驗證，發(fā)現(xiàn)結(jié)果是完全正確的。因此盡管Proteus軟件仿真已得到了廣泛使用，但仍要注意仿真模型的具體特點，完善仿真模型，否則會導(dǎo)致仿真失敗。

此外，仿真時觀察引腳上邏輯電平變化十分重要，如果看不到代表高低電平的紅藍色方塊，可通過軟件的“系統(tǒng)”菜單下的“設(shè)置動畫選項……”，勾選“在引腳上顯示邏輯狀態(tài)”來實現(xiàn)。

參考文獻：

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