一、Proteus简介
Proteus软件是来自英国Labcenter electronics公司的proteusEDA工具软件,Proteus软件有十多年的历史,在全球广泛使用,除了其具有和其它EDA工具一样的原理布图、PCB自动或人工布线及电路仿真的功能外,其性的功能是,他的电路仿真是互动的,针对微处理器的应用,还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程,并实现软件源码级的实时调试,如有显示及输出,还能看到运行后输入输出的效果,配合系统配置的虚拟仪器如示波器、逻辑分析仪等,您不需要别的,Proteus为您建立了完备的电子设计开发环境!尤其重要的是Proteus Lite可以完全免费,也可以花微不足道的费用注册达到更好的效果;功能最强的Proteus专业版也非常便宜,人人用得起,对高校还有更多优惠。 Proteus组合了高级原理布图、混合模式SPICE仿真,PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计系统。此系统受益于15年来的持续开发,被《电子世界》在其对PCB设计系统的比较文章中评为最好产品—“The Route to PCB CAD”。Proteus 产品系列也包含了性的VSM技术,用户可以对基于微控制器的设计连同所有的周围电子器件一起仿真。用户甚至可以实时采用诸如LED/LCD、键盘、RS232终端等动态外设模型来对设计进行交互仿真。 其功能模块:—个易用而又功能强大的ISIS原理布图工具;PROSPICE混合模型SPICE仿真; ARES PCB设计. PROSPICE 仿真器的一个扩展PROTEUS VSM:便于包括所有相关的器件的基于微处理器设计的协同仿真。此外,还可以结合微控制器软件使用动态的键盘,开关,按钮,LEDs甚至LCD显示CPU模型. 支持许多通用的微控制器,如PIC,AVR,HC11以及8051. 最新支持ARM交互的装置模型包括: LED和LCD显示,RS232终端,通用键盘,I2C,SPI器件 。 强大的proteus调试工具,包括寄存器和存储器,断点和单步模式 ,IARC-SPY 和Keil uVision2等开发工具的源层调试 ,应用特殊模型的DLL界面-提供有关元件库的全部文件,最新版支持非常丰富仿真元件共7000多种,还有很多第三方模型。如MMC卡,以太网卡,ATA硬盘,麦克风,等等
二、Proteus——单片机仿真开发利器
而ISIS模块用来完成电路原理图的布图与仿真。Proteus的软件仿真基于VSM(Virtual System Modelling)技术,它与其他软件最大的不同也是最大的优势就在于它能仿真大量的单片机芯片,比如MCS-51系列、PIC系列等等,以及单片机外围电路,比如键盘、LED、LCD等等。通过Proteus软件的使用能够轻易地获得一个功能齐全、实用方便的单片机实验室。
主要使用Proteus软件在单片机方面的仿真功能,所以重点研究ISIS模块的用法,在下面的内容中,如不特别说明所说的Proteus软件特指其ISIS模块。
下面首先来熟悉一下Proteus(Proteus版本是7.1)的界面。Proteus是一个标准的Windows窗口程序,和大多数程序一样,没有太大区别,其启动界面如下图所示:
如上图中所示,区域①为菜单及工具栏,区域②为预览区,区域③为元器件浏览区,区域④为编辑窗口,区域⑤为对象拾取区,区域⑥为元器件调整工具
1.proteus添加元件库
建立一个Proteus工程为例来详细讲述Proteus的操作方法以及注意事项。
首先点击启动界面区域③中的“P”按钮(Pick Devices,拾取元器件)来打开“Pick Devices”(拾取元器件)对话框从元件库中拾取所需的元器件,对话框如下图所示:
在对话框中的“Keywords”里面输入要检索的元器件的关键词,比如要选择项目中使用的ATC51,就可以直接输入。输入以后就能够在中间的“Results”结果栏里面看到搜索的元器件的结果。在对话框的右侧,还能够看到选择的元器件的仿真模型、引脚以及PCB参数。
这里有一点需要注意,可能有时候选择的元器件并没有仿真模型,对话框将在仿真模型和引脚一栏中显示“No Simulator Model”(无仿真模型)。那么就不能够用该元器件进行仿真了,或者只能做它的PCB板,或者选择其他的与其功能类似而且具有仿真模型的元器件。
搜索到所需的元器件以后,可以双击元器件名来将相应的元器件加入到的文档中,那么接着还可以用相同的方法来搜索并加入其他的元器件。当已经将所需的元器件全部加入到文档中时,可以点击上图对话框中的“OK”按钮来完成元器件的添加。
在元器件浏览区中点击需要添加到文档中的proteus元器件,这时就可以在浏览区看到所选择的元器件的形状与方向,如果其方向不符合要求,可以通过点击元器件调整工具栏中的工具来任意进行调整,调整完成之后在文档中单击并选定好需要放置的位置即可。接着按相同的操作即可完成所有元器件的布置,接下来是连线。事实上Proteus的自动布线功能是如此的完美以至于在做布线时从来都不会觉得这是一项任务,而通常像是在享受布线的乐趣。布线时只需要单击选择起点,然后在需要转弯的地方单击一下,按照所需走线的方向移动鼠标到线的终点单击即可。本例布线的结果如下图所示):
因为该工程十分简单,没有必要加上复位电路,所以这点在图中予以忽略,请大家注意。除此以外,可能还发现,单片机系统没有晶振,这一点需注意。事实上在Proteus中单片机的晶振可以省略,系统默认为12MHz,而且很多时候,当然也为了方便,只需要取默认值就可以了。
下面来添加电源。先说明一点,Proteus中单片机芯片默认已经连接电源与地,所以可以省略。然后在添加电源与地以前,先来看一下上面第一个图中区域⑤的对象拾取区,在这里只说明本文中可能会用得到的以及比较重要的工具。
(Selection Mode)。选择模式,通常情况下都需要选中它,比如布局时和布线时。
:(Component Mode)。组件模式,点击该按钮,能够显示出区域③中的proteus 三极管元器件,以便选择。
:(Wire Label Mode)。线路标签模式,选中它并单击文档区电路连线能够为连线添加标签。经常与总线配合使用。
:(Text Script Mode)。文本模式,选中它能够为文档添加文本。
:(Buses Mode)。总线模式,选中它能够在电路中画总线。
:(Terminals Mode)。终端模式,选中它能够为电路添加各种终端,比如输入、输出、电源、地等等。
:(Virtual Instruments Mode)。虚拟仪器模式,选中它能够在区域③中看到很多虚拟仪器,比如示波器、电压表、电流表等等。
下面就来添加电源。首先点击
,选择终端模式,然后在元器件浏览区中点击POWER(电源)来选中电源,通过区域⑥中的PROTEUS下载元器件调整工具进行适当的调整,然后就可以在文档区中单击放置电源了。放置并连接好线路的电路图一部分如下图:
连接好电路图以后还需要做一些修改。由上图可以看出,图中的R1电阻值为10k,这个电阻作为限流电阻显然太大,将使发光二极管D1亮度很低或者根本就不亮,影响的仿真结果。所以要进行修改。修改方法如下:首先双击电阻图标,这时软件将弹出“Edit Component”对话框(见下图所示的对话框),对话框中的“Component Referer”是组件标签之意,可以随便填写,也可以取默认,但要注意在同一文档中不能有两个组件标签相同;“Resistance”就是电阻值了,可以在其后的框中根据需要填入相应的电阻值。填写时需注意其格式,如果直接填写数字,则单位默认为Ω;如果在数字后面加上K或者k,则表示kΩ之意。这里填入270,表示270Ω。
修改好各组件属性以后就要将程序(HEX文件)载入单片机了。首先双击单片机图标,系统同样会弹出“Edit Component”对话框,如下图。在这个对话框中点击“Program files”框右侧的,来打开选择程序代码窗口,选中相应的proteus应用指南HEX文件后返回,这时,按钮左侧的框中就填入了相应的HEX文件,点击对话框的“OK”按钮,回到文档,程序文件就添加完毕了。
装载好程序,就可以进行仿真了。首先来熟悉一下上面第一个图中区域⑦的运行工具条。因为比较简单,只作一下介绍。
工具条从左到右依次是“Play”、“Step”、“Pause”、“Stop”按钮,即运行、步进、暂停、停止。下面点击“Play”按钮来仿真运行,效果如下图所示,可以看到系统按照的程序在运行着,而且还能看到其高低电平的实时变化。如果已经观察到了结果就可以点击“Stop”来停止运行:
教大家proteus仿真怎么看电流方向
system---set Animation Options---show wire current with Arrows?选上就可以了
proteus ISIS元件库列表中英文对照
符号(Symbol)