基于Proteus的自動(dòng)撥號報警器仿真設計

摘要：利用嵌入式系統仿真軟件Proteus實(shí)現了基于AT89C51單片機的自動(dòng)撥號報警器仿真設計。詳細分析自動(dòng)撥號報警器的硬件設計原理，并在Keil開(kāi)發(fā)環(huán)境下設計了對應的驅動(dòng)程序，在Proteus中完成了軟、硬件的聯(lián)合仿真調試，最后給出了仿真運行結果。通過(guò)Proteus軟件的前期仿真，大大縮短了實(shí)際開(kāi)發(fā)周期，降低開(kāi)發(fā)成本，對于單片機應用系統、電子電路的開(kāi)發(fā)和教學(xué)等都有較大的實(shí)用價(jià)值，且設計的電路及驅動(dòng)程序對相應的實(shí)際應用系統具有一定的借鑒作用。
關(guān)鍵詞：Proteus；自動(dòng)撥號報警器；仿真設計；驅動(dòng)程序

0 引言
Proteus VSM是英國Labcenter Electronics公司推出的一款基于標準仿真引擎Spice3F5的電路分析、實(shí)物仿真系統，是一款電子設計的教學(xué)平臺、實(shí)驗平臺和創(chuàng )新平臺，涵蓋了電工電子實(shí)驗室、電子技術(shù)實(shí)驗、單片機應用實(shí)驗室等的主要功能，其組合了高級原理布圖、混合模式Spice仿真、PCB設計以及自動(dòng)布線(xiàn)來(lái)實(shí)現一個(gè)完整的電子設計系統。Proteus軟件可以仿真、分析各種模擬器件和集成電路，可以支持不同系列的單片機仿真，如51系列、PIC系列、AVR系列、摩托羅拉的68MH11系列等；Proteus提供了虛擬示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器、計數器、電表、Virtual Terminal等虛擬儀器儀表供選擇用，其虛擬系統建模(VSM)技術(shù)可以仿真基于微控制器的設計，包括其周邊電路，甚至可以使用動(dòng)畫(huà)演示的外設模型(如LED／LCD顯示、開(kāi)關(guān)、按鈕、RS 232終端、鍵盤(pán)等)與設計目標實(shí)時(shí)交互；它具備強大的調試工具，包括寄存器和存儲器數據查詢(xún)、斷點(diǎn)和單步模式，并可以利用IAR C—SPY，KeilμVision和Matlab等軟件進(jìn)行源代碼級聯(lián)合調試，以求達到最好的仿真效果。本文利用嵌入式系統仿真軟件Proteus實(shí)現了基于A(yíng)T89C51單片機的自動(dòng)撥號報警器仿真設計，具有開(kāi)發(fā)周期短，成本低等特點(diǎn)，對于單片機應用系統、電子電路的開(kāi)發(fā)和教學(xué)等都有較大的實(shí)用價(jià)值，且設計的電路及驅動(dòng)程序對相應的實(shí)際應用系統具有一定的借鑒作用。

1 Proteus中自動(dòng)撥號報警器設計
基于A(yíng)T89C51單片機的自動(dòng)撥號報警器硬件系統原理圖如圖1所示。該報警器由6個(gè)子模塊組成，包括單片機最小系統模塊、功率放大電路與模擬報警信號模塊、LCD顯示模塊、鍵盤(pán)輸入模塊、I2C存儲模塊和撥號音頻模塊。

下面分析各個(gè)模塊的設計原理：
(1)單片機最小系統模塊。主要包括51系列單片機一塊(AT89C51)、時(shí)鐘電路(12 MHz晶振)與復位電路(包括上電復位與手動(dòng)復位兩種)。
(2)功率放大電路與模擬報警信號模塊。由于單片機本身I／O口的驅動(dòng)能力有限，直接接入電話(huà)網(wǎng)絡(luò )會(huì )因驅動(dòng)電流太小而使得信息無(wú)法傳輸出去，因此需通過(guò)功率放大電路增強其輸出驅動(dòng)力。功率放大電路采用一個(gè)NPN三極管與兩個(gè)PNP三極管組成多級放大電路，其中NPN管采用的是共射放大，而兩個(gè)PNP管則采用了共基放大的方式。模擬報警信號模塊以8個(gè)開(kāi)關(guān)模擬8路不同類(lèi)型的報警輸入，通過(guò)一個(gè)8路與非門(mén)后再接一個(gè)非門(mén)，當有任何一個(gè)按鍵按下時(shí)，INT0口均可獲得產(chǎn)生中斷的低電平，以此啟動(dòng)中斷程序。同時(shí)8個(gè)開(kāi)關(guān)再分別接入單片機I／0口P2，用以判斷產(chǎn)生中斷的報警類(lèi)型。在實(shí)際應用中，模擬報警信號模塊可以用8路不同的傳感器電路代替，如：溫度傳感器探測火警、氣體傳感器探測有毒氣體等。在仿真平臺下，傳感器較難應用，因此在設計中直接用開(kāi)關(guān)來(lái)模擬。