PROTEUS概述ppt課件

1、.PROTEUSPROTEUS仿真開發(fā)軟件仿真開發(fā)軟件在電子在電子工程工程實踐教學中的應(yīng)實踐教學中的應(yīng)用用.PROTEUSPROTEUS仿真開發(fā)軟件仿真開發(fā)軟件在電子工程實踐教學中的應(yīng)用在電子工程實踐教學中的應(yīng)用1.1.PROTEUSPROTEUS簡介簡介2.2.PROTEUS ISISPROTEUS ISIS的特點的特點3.3.PROTEUS VSMPROTEUS VSM仿真與分析仿真與分析4.4.微處理器系統(tǒng)仿真微處理器系統(tǒng)仿真5.5.電路設(shè)計與仿真實例電路設(shè)計與仿真實例6.6.PROTEUS ARESPROTEUS ARES應(yīng)用介紹應(yīng)用介紹 7.7.從概念到產(chǎn)品的設(shè)計實例從概念到產(chǎn)品的設(shè)

2、計實例.PROTEUS簡介簡介 Proteus 是一個基是一個基于于ProSPICE混合模型混合模型仿真器的，完整的嵌仿真器的，完整的嵌入式系統(tǒng)軟、硬件設(shè)入式系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計仿真平臺。計仿真平臺。 nISIS智能原理圖智能原理圖輸入系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計輸入系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計與仿真的基本平臺。與仿真的基本平臺。nARES 高級高級PCB布線編輯軟件。布線編輯軟件。ASF高級圖形高級圖形分析模塊分析模塊處理器處理器仿真模型仿真模型VSM高級高級布線布線/編輯編輯ARES動態(tài)動態(tài)器件庫器件庫混合模型混合模型仿真器仿真器原理圖輸入原理圖輸入系統(tǒng)系統(tǒng)ISISPROTEUS.PROTEUS簡介簡介 在在Proteu

3、s中中, 從原理圖從原理圖設(shè)計、單片機編程、系統(tǒng)仿設(shè)計、單片機編程、系統(tǒng)仿真到真到PCB設(shè)計一氣呵成。真設(shè)計一氣呵成。真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。整設(shè)計。.ISIS （智能原理圖輸入系統(tǒng)）的特點（智能原理圖輸入系統(tǒng)）的特點個性化的編輯環(huán)境個性化的編輯環(huán)境：用戶可自定義圖形外觀，包括線寬、線型、填充類用戶可自定義圖形外觀，包括線寬、線型、填充類型、字符等。還可以使用模板型、字符等。還可以使用模板; 用戶可以自己設(shè)置快捷鍵定義。用戶可以自己設(shè)置快捷鍵定義。快捷選取快捷選取/放置器件放置器件：通過模糊搜索可以快速從器件庫中選取器件。通過模糊搜索可以快速從器件庫中選取器件

4、。原理圖自動連線原理圖自動連線：ISIS自動連線功能使得連線輕松快捷。自動連線功能使得連線輕松快捷。靈活多樣的設(shè)計輸出靈活多樣的設(shè)計輸出 ：原理圖（可以包括仿真畫面）可以原理圖（可以包括仿真畫面）可以bmp格式輸格式輸出以便發(fā)表與存檔；設(shè)計完成還可以輸出多種格式的網(wǎng)絡(luò)表。出以便發(fā)表與存檔；設(shè)計完成還可以輸出多種格式的網(wǎng)絡(luò)表。.原理圖示例原理圖示例1：PWM電機控制電機控制混合顯示仿真圖表混合顯示仿真圖表動態(tài)器件使仿真直觀生動動態(tài)器件使仿真直觀生動CPU可加載程序運行可加載程序運行.原理圖示例原理圖示例2：鎖相環(huán)電路：鎖相環(huán)電路層次設(shè)計層次設(shè)計子電路子電路模塊電路模塊電路.PROTEUS VSM

5、仿真與分析仿真與分析 PROTEUS VSMPROTEUS VSM有兩種不同的有兩種不同的仿真方式仿真方式：交互式仿真和基于圖：交互式仿真和基于圖表的仿真。表的仿真。 交互式仿真交互式仿真 實時直觀地反映電路設(shè)計的仿真結(jié)果；實時直觀地反映電路設(shè)計的仿真結(jié)果； 基于圖表的仿真基于圖表的仿真(ASF)(ASF)用來精確分析電路的各種性能，用來精確分析電路的各種性能，如頻率特性、噪聲特性等。如頻率特性、噪聲特性等。 PROTEUS VSMPROTEUS VSM中的整個電路分析是在中的整個電路分析是在ISISISIS原理圖設(shè)計模塊下原理圖設(shè)計模塊下延續(xù)下來的，原理圖中可以包含以下延續(xù)下來的，原理圖中可

6、以包含以下仿真工具仿真工具： 探針探針直接布置在線路上，用于采集和測量電壓直接布置在線路上，用于采集和測量電壓/ /電流電流信號；信號； 電路激勵電路激勵系統(tǒng)的多種激勵信號源；系統(tǒng)的多種激勵信號源； 虛擬儀器虛擬儀器用于觀測電路的運行狀況；用于觀測電路的運行狀況； 曲線圖表曲線圖表用于分析電路的參數(shù)指標。用于分析電路的參數(shù)指標。.直觀的仿真結(jié)果顯示直觀的仿真結(jié)果顯示不同顏色電路連線顯示相應(yīng)電壓不同顏色電路連線顯示相應(yīng)電壓箭頭顯示電流方向箭頭顯示電流方向 探針實時顯示探針實時顯示電壓電壓/電流值電流值仿真暫停時仿真暫停時顯示元件引腳信息顯示元件引腳信息 .仿真工具探針（仿真工具探針（Probe）

7、n電壓探針電壓探針（Voltage probes）即即 可在模擬仿真中使用，也可在數(shù)字仿真中可在模擬仿真中使用，也可在數(shù)字仿真中 使用。在模擬電路中記錄真實的電壓值，使用。在模擬電路中記錄真實的電壓值， 而在數(shù)字電路中，記錄邏輯電平及其強度。而在數(shù)字電路中，記錄邏輯電平及其強度。 n電流探針電流探針（Current probes） 僅在模擬電路仿真僅在模擬電路仿真 中使用，可顯示電流方向和電流瞬時值。中使用，可顯示電流方向和電流瞬時值。 探針即可用于基于圖表的仿真，也可探針即可用于基于圖表的仿真，也可用于交互式仿真中用于交互式仿真中 。.仿真工具激勵源仿真工具激勵源nDCDC：直流電壓源；：直

8、流電壓源；nSineSine：正弦波發(fā)生器。：正弦波發(fā)生器。nPulsePulse：脈沖發(fā)生器。：脈沖發(fā)生器。nExpExp：指數(shù)脈沖發(fā)生器。：指數(shù)脈沖發(fā)生器。nSFFMSFFM：單頻率調(diào)頻波信號發(fā)生器。：單頻率調(diào)頻波信號發(fā)生器。nPwlinPwlin：任意分段線性脈沖信號發(fā)生器。：任意分段線性脈沖信號發(fā)生器。nFileFile：FileFile信號發(fā)生器。數(shù)據(jù)來源于信號發(fā)生器。數(shù)據(jù)來源于ASCIIASCII文件。文件。nAudioAudio：音頻信號發(fā)生器。數(shù)據(jù)來源于：音頻信號發(fā)生器。數(shù)據(jù)來源于wavwav文件。文件。nDStateDState：穩(wěn)態(tài)邏輯電平發(fā)生器。：穩(wěn)態(tài)邏輯電平發(fā)生器。nD

9、EdgeDEdge：單邊沿信號發(fā)生器。：單邊沿信號發(fā)生器。nDPulseDPulse：單周期數(shù)字脈沖發(fā)生器。：單周期數(shù)字脈沖發(fā)生器。nDClockDClock：數(shù)字時鐘信號發(fā)生器。：數(shù)字時鐘信號發(fā)生器。nDPatternDPattern：模式信號發(fā)生器。：模式信號發(fā)生器。.仿真工具虛擬儀器仿真工具虛擬儀器n虛擬示波器虛擬示波器(OSCILLOSCOPE)(OSCILLOSCOPE)n邏輯分析儀邏輯分析儀(LOGIC ANALYSER)(LOGIC ANALYSER)n計數(shù)計數(shù)/ /定時器定時器(COUNTER TIMER)(COUNTER TIMER)n虛擬終端虛擬終端(VIRUAL TERM

10、INAL)(VIRUAL TERMINAL)n信號發(fā)生器信號發(fā)生器(SIGNAL GENERATOR)(SIGNAL GENERATOR)n模式發(fā)生器模式發(fā)生器(PATTERN GENERATOR)(PATTERN GENERATOR)n交直流電壓表和電流表（交直流電壓表和電流表（AC/DC AC/DC voltmeters/ammetersvoltmeters/ammeters） nSPISPI調(diào)試器調(diào)試器(SPI DEBUGGER)(SPI DEBUGGER)nI2CI2C調(diào)試器調(diào)試器(I2C DEBUGGER)(I2C DEBUGGER) I2C總線總線調(diào)試窗口調(diào)試窗口.仿真工具曲線圖表

11、仿真工具曲線圖表n模擬圖表（模擬圖表（ANALOGUEANALOGUE）n數(shù)字圖表數(shù)字圖表 (DIGITAL)(DIGITAL)n混合分析圖表混合分析圖表 (MIXED)(MIXED)n頻率分析圖表頻率分析圖表 (FREQUENCY)(FREQUENCY)n轉(zhuǎn)移特性分析圖表轉(zhuǎn)移特性分析圖表 (TRANSFER)(TRANSFER)n噪聲分析圖表噪聲分析圖表 (NOISE)(NOISE)n失真分析圖表失真分析圖表 (DISTORTION)(DISTORTION)n傅立葉分析圖表傅立葉分析圖表 (FOURIER)(FOURIER)n音頻分析圖表音頻分析圖表 (AUDIO)(AUDIO)n交互分析圖

12、表交互分析圖表 (INTERACTIVE)(INTERACTIVE)n一致性分析圖表一致性分析圖表 (CONFORMANCE)(CONFORMANCE)n直流掃描分析圖表直流掃描分析圖表 (DC SWEEP)(DC SWEEP)n交流掃描分析圖表交流掃描分析圖表 (AC SWEEP)(AC SWEEP) .交互式仿真實例一（模擬電路）交互式仿真實例一（模擬電路）仿真時的示波器窗口仿真時的示波器窗口虛擬示波器虛擬示波器激勵源激勵源電壓探針電壓探針.交互式仿真實例二（單片機電路）交互式仿真實例二（單片機電路）游戲手柄游戲手柄（可映射到（可映射到PC鍵盤上）鍵盤上）游戲顯示屏（游戲顯示屏（LCD）引

13、腳邏輯狀態(tài)顯示引腳邏輯狀態(tài)顯示CPU運行游戲程序運行游戲程序.高級仿真（高級仿真（ASF）實例（放大電路分析）實例（放大電路分析）頻率分析：頻率分析：用于分析電路的頻率特性用于分析電路的頻率特性(幅頻特性和相頻特性幅頻特性和相頻特性)。 模擬分析模擬分析:用于繪制一條或多條電壓或電流用于繪制一條或多條電壓或電流隨時間變化的曲線。隨時間變化的曲線。.高級仿真（高級仿真（ASF）實例（放大電路分析）實例（放大電路分析）失真分析：失真分析：用于確定由測試電路所引起的用于確定由測試電路所引起的電平失真的程度，失真分析圖表用于顯示電平失真的程度，失真分析圖表用于顯示隨頻率變化的二次和三次諧波失真電平。隨

14、頻率變化的二次和三次諧波失真電平。 噪聲分析噪聲分析： 顯示隨頻率變化的輸出噪聲和顯示隨頻率變化的輸出噪聲和等效輸入噪聲電壓；并列出電路各部分所產(chǎn)等效輸入噪聲電壓；并列出電路各部分所產(chǎn)生的噪聲電壓清單。生的噪聲電壓清單。 .PROTEUS微處理器系統(tǒng)仿真微處理器系統(tǒng)仿真n單片機系統(tǒng)的仿真是單片機系統(tǒng)的仿真是PROTEUS VSMPROTEUS VSM的主要特色。用戶可在的主要特色。用戶可在ProteusProteus中直接編輯、編譯、調(diào)試代碼，并直觀地看到仿中直接編輯、編譯、調(diào)試代碼，并直觀地看到仿真結(jié)果。真結(jié)果。nCPUCPU模型有模型有ARM7ARM7（LPC21xxLPC21xx）、）、

15、PICPIC、Atmel AVRAtmel AVR、Motorola Motorola HCXXHCXX以及以及8051/80528051/8052系列。同時模型庫中包含了系列。同時模型庫中包含了LED/LCDLED/LCD顯顯示、鍵盤、按鈕、開關(guān)、常用電機等通用外圍設(shè)備。示、鍵盤、按鈕、開關(guān)、常用電機等通用外圍設(shè)備。nVSMVSM甚至能仿真多個甚至能仿真多個CPUCPU，它能便利處理含兩個或以上微控，它能便利處理含兩個或以上微控制器的系統(tǒng)設(shè)計。制器的系統(tǒng)設(shè)計。 .微處理器系統(tǒng)仿真與分析微處理器系統(tǒng)仿真與分析11、原理圖輸入、原理圖輸入.微處理器系統(tǒng)仿真與分微處理器系統(tǒng)仿真與分析析22、建立源

16、代碼、建立源代碼文件文件1、選擇代碼生成工具、選擇代碼生成工具2、建立新的源代碼文件、建立新的源代碼文件3、源文件命源文件命名名.微處理器系統(tǒng)仿真與分析微處理器系統(tǒng)仿真與分析 3 3、源代碼文件與單片機的鏈接、源代碼文件與單片機的鏈接4、源代碼編輯、源代碼編輯5、源代碼編譯、鏈接、源代碼編譯、鏈接6、程序加載到、程序加載到CPU.微處理器系統(tǒng)仿真與分析微處理器系統(tǒng)仿真與分析44、交互式仿真、交互式仿真實時顯示系統(tǒng)輸出結(jié)果實時顯示系統(tǒng)輸出結(jié)果 實時顯示元器件實時顯示元器件 引腳電平引腳電平微處理器系統(tǒng)仿真與分析微處理器系統(tǒng)仿真與分析44、交互式仿真（續(xù)）、交互式仿真（續(xù)）PC串行口串行口COMP

17、IM模型模型實際溫度測量板實際溫度測量板PROTEUS仿真電路仿真電路 通過通過COMPIM模型，模型，可以實現(xiàn)虛擬仿真電路與可以實現(xiàn)虛擬仿真電路與外部實際電路的雙向通信外部實際電路的雙向通信串行電纜串行電纜.內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器窗口內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器窗口微處理器系統(tǒng)仿真與分析微處理器系統(tǒng)仿真與分析完善的調(diào)試功能完善的調(diào)試功能源代碼窗口：提供了四種程序執(zhí)行命令按鈕源代碼窗口：提供了四種程序執(zhí)行命令按鈕 程序調(diào)試斷點程序調(diào)試斷點處理器程序計數(shù)器的當前位置處理器程序計數(shù)器的當前位置 SFR存儲器窗口存儲器窗口CPU寄存器窗口寄存器窗口觀測窗口觀測窗口.部分顯示單元部分顯示單元.ARMARM處理器的仿真處理器

18、的仿真 Proteus支持支持PHILIPS的以下的以下ARM7芯片的仿真：芯片的仿真：LPC21012106LPC2114LPC2124LPC2131LPC2132LPC2134LPC2136LPC2138 此外還有此外還有ARM7TDMI仿仿真模型真模型.第三方工具的應(yīng)用第三方工具的應(yīng)用n第三方代碼生成工具第三方代碼生成工具(匯編編譯器匯編編譯器) : Proteus許多共享匯編軟件或編譯器可從系統(tǒng)許多共享匯編軟件或編譯器可從系統(tǒng)CD上安裝到上安裝到Proteus 的的TOOLS目錄下，并且會被自動作為目錄下，并且會被自動作為Proteus的代碼生成工具。的代碼生成工具。 n第三方源代碼編

19、輯器（文本編輯器）第三方源代碼編輯器（文本編輯器） :PROTEUS VSM 提供了一個簡提供了一個簡明的源代碼文本編輯器明的源代碼文本編輯器SRCEDIT ,用戶還可使用第三方源代碼編輯器，用戶還可使用第三方源代碼編輯器，如如UltraEdit 。n第三方第三方IDE ：用戶可使用第三方：用戶可使用第三方IDE，如，如IARs Embedded Workbench、 Keil 、Microchips MP-LAB和和Atmels AVR studio開發(fā)源代碼，并進行編輯，生成可執(zhí)行文件（如開發(fā)源代碼，并進行編輯，生成可執(zhí)行文件（如HEX或或COD文件）文件）在在Proteus VSM 中，

20、將可執(zhí)行文件下載到中，將可執(zhí)行文件下載到MCU，然后進行仿真，然后進行仿真。 .PROTEUS與與Keil聯(lián)調(diào)聯(lián)調(diào)Keil處于運行狀態(tài)處于運行狀態(tài)PROTEUS同時同時進入運行狀態(tài)進入運行狀態(tài).PROTEUS下的下的C源碼調(diào)試源碼調(diào)試按單步鍵，可直接觀察、調(diào)試按單步鍵，可直接觀察、調(diào)試C 代碼代碼.5.5.電路設(shè)計與仿真實例電路設(shè)計與仿真實例實例實例1:1:單單片機雙機通信片機雙機通信1)1)電路設(shè)計電路設(shè)計.2)程序設(shè)計n ORG 0000Hn LJMP MAINn ORG 0023Hn LJMP INSn ORG 0030HnMAIN:MOV SP,#60Hn MOV SCON,#50Hn

21、 MOV PCON,#00Hn MOV TMOD,#20Hn MOV TL1,#0E6Hn MOV TH1,#0E6Hn SETB EAn SETB ESn SETB TR1n MOV P1,#0FFHn LP0:MOV A,P1n MOV SBUF,An LP:JNB TI,LPn CLR TIn LJMP LP0nINS: CLR EAn JNB TI,LP1n CLR TIn LJMP EXITn LP1:CLR RIn MOV A,SBUFn MOV P2,AnEXIT:SETB EAn RETIn END系統(tǒng)初始化TI=0？開始A=P1SBUF=AY關(guān)中斷A=SBUFP2=A中斷近回

22、開中斷TI=1？RI=0.3)仿真效果.實例2:單片機中斷應(yīng)用1)電路設(shè)計.2)程序設(shè)計n ORG 0000Hn LJMP STARTn ORG 0003Hn SJMP INT0Sn ORG 0013Hn SJMP INT1Sn ORG 0030Hn START：MOV IE，#85Hn MOV TCON，#5n MOV A，#0FEHn MOV P3，#0FFHn SETB PX1n MOV DPTR，#TABHn ST0：MOV A，#1n ST1：PUSH ACCn ACALL SEG7n MOV P0，A n ACALL DELAYn POP ACC n INC An CJNE A，#

23、9，ST1n SJMP ST0系統(tǒng)初始化A9 ？開始1送A將A壓入堆棧取顯示值送P0調(diào)延時子程序A出棧加1.nINT0S：PUSH ACC n MOV A，#0nLOOP：INC An PUSH ACCn ACALL SEG7n MOV P2，An ACALL DELAYn POP ACCn CJNE A，#8，LOOPn POP ACCn MOV P2，#0FFHn RETIn INT1S：PUSH ACCn MOV A，#0n LOOP1：INC An PUSH ACCn ACALL SEG7 n MOV P1，An POP ACCn ACALL DELAYn CJNE A，#8，LOOP

24、1 n POP ACCn MOV P1，#0FFHn RETInDELAY：MOV R7，#250n D1：MOV R6，#250n D2：NOPn DJNZ R6，D2n DJNZ R7，D1n RETn ORG TABHnSEG7：MOVC A，A+DPTRn RET DB 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80hn END將A壓入堆棧0送AA加1壓入堆棧取顯示值送P2調(diào)延時A出棧RETIA8 ？將A壓入堆棧0送AA加1壓入堆棧取顯示值送P1調(diào)延時A出棧RETIA8 ？.實例3:12864與單片機接口電路設(shè)計1.電路設(shè)計.系統(tǒng)仿真系統(tǒng)仿真.PROTE

25、US ARES應(yīng)用簡介應(yīng)用簡介一、一、 ARES (Advanced Routing and Editing Software)的基本特點的基本特點:1.支持支持16個銅箔層個銅箔層,2個絲印層個絲印層,4個機械層個機械層;2.自動回注自動回注,支持引腳交換和門交換支持引腳交換和門交換;3.豐富的器件庫豐富的器件庫(包括包括SM782標準的標準的SMT封裝庫封裝庫);4.三維三維PCB和元件預(yù)覽和元件預(yù)覽5.輸出格式適合多數(shù)的打印機或繪圖儀以及用于制板的輸出格式適合多數(shù)的打印機或繪圖儀以及用于制板的Gerber文件文件.PROTEUS ARES應(yīng)用簡介應(yīng)用簡介二、從二、從ISIS到到ARES 在在ISIS中設(shè)計好的原理圖，確認器件封裝正確后，點擊中設(shè)計好的原理圖，確認器件封裝正確后，點擊工具欄的工具欄的“ARES”命令按鈕命令按鈕 就可以直接導(dǎo)出網(wǎng)絡(luò)表并就可以直接導(dǎo)出網(wǎng)絡(luò)表并自動打開自動打開ARES。三、三、PCB的布局布線的布局布線p用用2D工具在工具在Board Edge（板邊）層設(shè)計（板邊）層設(shè)計PCB外框外框p設(shè)置布線策略（設(shè)置布線策略（Set Strategies）p自動或人工器件布局（自動或人工器件布局（Place）p進行布線（進行布