PROTEUS仿真技术及其在单片机系统设计中的

PROTEUS仿真技术及其在单片机系统设计中的应用主要内容1、proteus应用现状与前景2、proteus结构与特点一、proteus应用现状与前景随着现代计算机技术的迅速发展.使用EDA软件进行的电路设计与仿真已经成为现代电子技术系统设计的必然趋势。Proteus它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。于1989年由英国LabcenterElectronicsLtd.研发成功，经过18年的发展，现已成为当前EDA市场上性价比最高，性能最强的一款软件。一、proteus应用现状与前景目前，PROTEUS广泛应用于高校的大学生或研究生电子学教学与实验以及公司实际电路设计与生产。Proteus现已经在全球50多个国家得到应用。国外有包括斯坦福、剑桥等在内的几千所高校将Proteus作为电子工程学科的教学和实验平台；近几年，国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。1、功能模块及功能特点二、Protues软件介绍一部分是智能原理图输入系统ISIS(IntelligentSchematicInputSystem)和虚拟系统模型VSM(VirtualSystemModeling)，组合了混合模式的PROSPICE电路仿真、动画器件和微控制器模型1、功能模块及功能特点•另一部分是高级布线及编辑软件ARES(Adv-AncdRoutingandEditingSoftware)也就是PCB.•ARESPCB设计—具有32位数据库、元件自动布置、撤消和重试的自动布线功能的二、Protues软件介绍革命性的特点（1）互动的电路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。（2）仿真处理器及其外围电路可以仿真51系列、AVR、PIC等常用主流单片机。还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，再配合显示及输出，能看到运行后输入输出的效果。配合系统配置的虚拟逻辑分析仪、示波器等，Proteus建立了完备的电子设计开发环境。二、Proteus软件介绍2、Proteus操作界面简介：编辑窗口预览窗口：工具箱及放置器件列表：菜单及常用编辑工具二、Protues软件介绍常编辑工具原理图编辑窗口（TheEditingWindow）顾名思义，它是用来绘制原理图的。蓝色方框内为可编辑区，元件要放到它里面。注意，这个窗口是没有滚动条的，你可用预览窗口来改变原理图的可视范围。预览窗口（TheOverviewWindow）它可显示两个内容，一个是：当你在元件列表中选择一个元件时，它会显示该元件的预览图；另一个是，当你的鼠标焦点落在原理图编辑窗口时（即放置元件到原理图编辑窗口后或在原理图编辑窗口中点击鼠标后），它会显示整张原理图的缩略图，并会显示一个绿色的方框，绿色的方框里面的内容就是当前原理图窗口中显示的内容，因此，你可用鼠标在它上面点击来改变绿色的方框的位置，从而改变原理图的可视范围。模型选择工具栏（ModeSelectorToolbar）•主要模型图标（MainModes）•配件图标（Gadgets）•2D图形图标（2DGraphics）主要模型（MainModes）：1*选择元件（components）（默认选择的）2*放置连接点3*放置标签（用总线时会用到）4*放置文本5*用于绘制总线6*用于放置子电路7*用于即时编辑任意选中的元器件模型选择图标（ModeSelectorToolbar）1*终端接口（terminals）：有VCC、地、输出、输入等接口2*器件引脚：用于绘制各种引脚3*仿真图表（graph）：用于各种分析，如NoiseAnalysis4*录音机5*信号发生器（generators）6*电压探针：使用仿真图表时要用到7*电流探针：使用仿真图表时要用到8*虚拟仪表：有示波器等配件图标（Gadgets）：元件列表（TheObjectSelector）用于挑选元件（components）终端接口（terminals）信号发生器（generators）仿真图表（graph）选取所需器件、部件、连线、探针、虚拟仪器等，并显示当前已选取的器件。方向工具栏（OrientationToolbar）旋转：旋转角度只能是90的整数倍。翻转：完成水平翻转和垂直翻转。仿真工具栏1*运行2*单步运行3*暂停4*停止3、Proteus绘制电路图Proteus绘制原理图查找元件元件存在放置元件布线连接端子编辑元件标签原理图完善创建新元件可用预览窗口来改变原理图的可视范围。正确的操作是：中键放缩原理图；左键放置元件；右键选择元件；双击右键删除元件；先右键后左键编辑元件属性；先右键后左键拖动元件；连线用左键，删除用右键四、基于PROTEUS的单片机系统开发过程PROTEUS促进了单片机产品研发过程的改革，有PROTEUS参与的单片机系统开发过程一般分为四步：①在PROTEUS平台上进行单片机系统电路设计、选择元器件、接插件、连接电路和电气检测等（简称PROTEUS电路设计）；②在PROTEUS平台上进行单片机系统源程序设计、编辑、汇编编译、调试，最后生成目标代码文件（*.hex）（简称PROTEUS软件设计）；四、基于PROTEUS的单片机系统开发过程PROTEUS促进了单片机产品研发过程的改革，有PROTEUS参与的单片机系统开发过程一般分为四步：③在PROTEUS平台上将目标代码文件加载到单片机系统中，并实现单片机系统的实时交互、协同仿真（简称PROTEUS仿真）；④仿真正确后，安装实际单片机系统电路，并将目标代码文件（*.hex）下载到实际单片机中运行、调试。若出现问题，可与PROTEUS设计与仿真相互配合调试，直至运行成功（简称实际产品安装、运行与调试）。笔者的实践证明：按照PROTEUS仿真通过的设计来安装的实际系统，只要安装正确、元器件无误，焊接牢靠，基本都能顺利通过。实例A[8..15]AD[0..7]AD[0..7]AD7AD6AD1AD5AD7A0A1A2A3A4A5A6A7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0AD0AD2AD3AD4A8A9A10A11A12P1.0P1.5P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4A15A14A13A12A15D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3LCD1LCD16X1123654+/-%0.89MRCM-M++=7CONABCD123456XTAL218XTAL119RST9P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115AD[0..7]A[8..15]ALE30EA31PSEN29P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78U18051PROGRAM=CALC.HEXA010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A1021A1123A122CE20CS26WE27OE22D011D112D213D315D416D517D618D719U26264D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11U374LS373A0A1GNDVCC12U4:A740734U4:B740756U4:C740798U4:D7407123U5:A74LS00456U5:B74LS001098U5:C74LS00DISPLAYOCCUPIESLOCATIONS8000-8003RAMOCCUPIESLOCATIONS0000-1FFFKEYPADISSCANNEDVIAPORTSP2/P1Thissamplecomprisesaworkingfourfunctioncalculatorbasedan8051microcontroller.ThecircuitalsodemonstratestheindustrystandardalphanumericLCDdisplaymodel,andtheuniversalkeypadmodel.Asyoucansee,thelatterallowsyoutosimulateanydesignofmatrixkeypadwithasmuchrealismasyoucaretodraw.Alsoofinterestisthefactthecircuitusesexternalmemory,andtheinteractionbetweenthe8051andthe6264RAMchipissimulatedasdrawn.Boththe8051andtheRAMchipsupportpopupwindowswhichcanbeselectedfromtheDebugmenuonceadebuggingsessionisunderway.8051CALCULATOR五、展望PROTEUS是单片机应用产品灵活、高效、正确的设计与仿真平台，不但能够较好的解决高校单片机教学中实验与实践的颈瓶，更为重要的改革了单片机应用产品的研发过程，它具有设计灵活，结果、过程的统一的特点。可使设计时间大为缩短、耗资大为减少，也可降低工程制造的风险。相信在单片机开发应用中PROTEUS也能茯得愈来愈广泛的应用。