1.1 Proteus 与 Keil C51 环境搭建

学习目标：完成 Proteus（电路仿真）与 Keil C51（代码编译）的安装配置，实现两个软件的双机联调。

1.1.1 软件简介

Proteus

Proteus 是英国 Labcenter 公司推出的 EDA 工具软件，集电路原理图设计、PCB 设计、单片机仿真于一体。其最突出的功能是单片机虚拟仿真——可以在电脑上直接运行 8051、AVR、PIC 等多种单片机程序，配合虚拟示波器、逻辑分析仪、信号发生器等虚拟仪表，无需真实硬件即可验证电路与程序。

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│               Proteus 主要功能                  │
│                                                │
│  ┌──────────┐  ┌──────────┐  ┌──────────────┐  │
│  │  ISIS     │  │  ARES    │  │  VSM 仿真    │  │
│  │ 原理图设计 │  │ PCB 布线  │  │ 单片机仿真   │  │
│  └──────────┘  └──────────┘  └──────────────┘  │
│      ▲              ▲              ▲           │
│      └──────────────┴──────────────┘           │
│              本课程主要使用 ISIS + VSM          │
└────────────────────────────────────────────────┘

Keil C51

Keil C51 是德国 Keil 公司（现属 ARM）推出的 8051 系列单片机 C 语言开发环境，包含：

• uVision IDE：集成的编辑、编译、调试界面
• C51 编译器：将 C 语言源码编译为 8051 机器码（HEX 文件）
• 调试器：支持单步、断点、变量监视等

1.1.2 Proteus 安装

1. 下载 Proteus 8.x 安装包（Proteus 8 Professional）
2. 运行安装程序，按提示完成安装（默认安装即可）
3. 安装完成后运行 Proteus，界面如下：

┌───────────────────────────────────────────────────┐
│  Proteus 8 Professional                            │
├──────────┬────────────────────────────────────────┤
│ 元器件   │                                        │
│ 选择面板 │           原理图绘制区                 │
│ (P按钮)  │                                        │
│          │                                        │
│ 模型选    │                                        │
│ 择工具栏 │                                        │
├──────────┴────────────────────────────────────────┤
│  状态栏：坐标 / 缩放 / 网格                       │
└───────────────────────────────────────────────────┘

4. 创建新工程：File → New Project，选择 Schematic 模式

1.1.3 Keil C51 安装

1. 下载 Keil C51（注意：不是 Keil MDK-ARM，单片机为 8051 需用 C51 版）
2. 运行 C51Vxxx.exe 安装，路径默认 C:\Keil_v5 或 C:\Keil 即可
3. 安装完成后打开 uVision，界面如下：

┌───────────────────────────────────────────────────┐
│  uVision5  [Project]                              │
├───────────────────────────────────────────────────┤
│  工程窗口    │     编辑区（写代码）    │ 输出窗口  │
│  (Target1)  │                        │ (编译信息) │
│              │                        │           │
└──────────────┴────────────────────────┴───────────┘

1.1.4 联调配置（核心）

让 Keil 编译生成的 HEX 文件能被 Proteus 加载仿真，只需两个步骤：

步骤 1：Keil 输出 HEX 文件

1. 在 Keil 中打开工程，点击工具栏魔术棒（Options for Target）
2. 切换到 Output 选项卡
3. 勾选 "Create HEX File"（创建 HEX 文件）
4. 编译（F7），在工程目录生成 .hex 文件

Options for Target
├── Output 选项卡
│   └── ☑ Create HEX File  ← 必须勾选
└── 编译后生成 工程名.hex

步骤 2：Proteus 加载 HEX 并仿真

1. 在 Proteus 原理图中放置 AT89C51（或 AT89C52）单片机
2. 双击单片机打开属性对话框
3. 在 Program File 栏点击文件夹图标，选择 Keil 生成的 .hex 文件
4. 设置晶振频率（Clock Frequency），如 12MHz
5. 点击左下角 ▶（Run） 按钮开始仿真

1.1.5 关键知识点

知识点	说明
HEX 文件	Keil 编译产物，含机器码，供单片机烧录/仿真
Program File	Proteus 单片机属性中加载 HEX 的字段
晶振频率	决定单片机时钟周期，仿真时需与程序设定一致
联调本质	Keil 负责"编译"，Proteus 负责"运行"，通过 HEX 文件衔接

1.1.6 常见问题

Q1：Proteus 中单片机不运行（绿色三角点了没反应）？

• 检查是否已加载 HEX 文件（Program File 为空则无程序可运行）
• 检查单片机是否接入电源（VCC/GND 引脚默认已接，无需显式连线）

Q2：Keil 编译报错 "target not created"？

• 检查是否选择了正确的芯片型号（C51 系列）
• 检查编译器是否安装完整

Q3：如何区分 Keil C51 和 Keil MDK？

• C51 版：支持 8051 内核，安装包名含 C51
• MDK 版：支持 ARM 内核，安装包名含 MDK
• 本课程使用 C51 版

实验任务

安装并配置好 Proteus 与 Keil C51，创建一个空工程，确认能正常打开两个软件、Keil 能编译出 HEX 文件。

考核点 / 验收标准

考核项	验收标准	分值
软件安装	Proteus 与 Keil C51 均安装成功并能正常打开	20
工程创建	Keil 中成功创建 C51 工程，编译无错误	30
HEX 输出	正确勾选 Create HEX File，编译生成 .hex 文件	20
联调配置	在 Proteus 中正确加载 HEX 并启动仿真	30

实操要求：现场演示 Keil 编译到 Proteus 仿真的完整流程。