補(bǔ)充內(nèi)容PROTEUS

1、PROTEUSPROTEUS仿真開發(fā)軟件初步仿真開發(fā)軟件初步河南科技大學(xué)河南科技大學(xué) 電氣工程學(xué)院電氣工程學(xué)院 張聚偉張聚偉PROTEUSPROTEUS仿真開發(fā)軟件仿真開發(fā)軟件1.1.PROTEUSPROTEUS簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介2.2.PROTEUS ISISPROTEUS ISIS的特點(diǎn)的特點(diǎn)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(jì)與仿真實(shí)例電路設(shè)計(jì)與仿真實(shí)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(jì)實(shí)例從概念到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)實(shí)例PROTEUS簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 Pro

2、teus 是一個(gè)基是一個(gè)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(jì)仿真平臺(tái)。計(jì)仿真平臺(tái)。 nISIS智能原理圖智能原理圖輸入系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)輸入系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真的基本平臺(tái)。與仿真的基本平臺(tái)。nARES 高級(jí)高級(jí)PCB布線編輯軟件。布線編輯軟件。ASF高級(jí)圖形高級(jí)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(jí)高級(jí)布線布線/編輯編輯ARES動(dòng)態(tài)動(dòng)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)ISISPROTEUSPROTEUS簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 在在Proteus中中, 從原理圖從原理圖設(shè)計(jì)、單片機(jī)編

3、程、系統(tǒng)仿設(shè)計(jì)、單片機(jī)編程、系統(tǒng)仿真到真到PCB設(shè)計(jì)一氣呵成。真設(shè)計(jì)一氣呵成。真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。整設(shè)計(jì)。ISIS （智能原理圖輸入系統(tǒng)）的特點(diǎn)（智能原理圖輸入系統(tǒng)）的特點(diǎn)個(gè)性化的編輯環(huán)境個(gè)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?？旖葸x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。原理圖自動(dòng)連線原理圖自動(dòng)連線：ISIS自

4、動(dòng)連線功能使得連線輕松快捷。自動(dòng)連線功能使得連線輕松快捷。靈活多樣的設(shè)計(jì)輸出靈活多樣的設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)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(jī)控制電機(jī)控制混合顯示仿真圖表混合顯示仿真圖表動(dòng)態(tài)器件使仿真直觀生動(dòng)動(dòng)態(tài)器件使仿真直觀生動(dòng)CPU可加載程序運(yùn)行可加載程序運(yùn)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(jì)層次設(shè)計(jì)子電路子電路模塊電路模塊電路PROTEUS VSM仿真與分析仿真與分析PROTEUS VSMPRO

5、TEUS 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(shí)時(shí)直觀地反映電路設(shè)計(jì)的仿真結(jié)果；實(shí)時(shí)直觀地反映電路設(shè)計(jì)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(gè)電路分析是在中的整個(gè)電路分析是在ISISISIS原理圖設(shè)計(jì)模塊下原理圖設(shè)計(jì)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

6、于采集和測(cè)量電壓直接布置在線路上，用于采集和測(cè)量電壓/ /電流電流信號(hào)；信號(hào)；電路激勵(lì)電路激勵(lì)系統(tǒng)的多種激勵(lì)信號(hào)源；系統(tǒng)的多種激勵(lì)信號(hào)源；虛擬儀器虛擬儀器用于觀測(cè)電路的運(yùn)行狀況；用于觀測(cè)電路的運(yùn)行狀況；曲線圖表曲線圖表用于分析電路的參數(shù)指標(biāo)。用于分析電路的參數(shù)指標(biāo)。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(shí)時(shí)顯示探針實(shí)時(shí)顯示電壓電壓/電流值電流值仿真暫停時(shí)仿真暫停時(shí)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）n電壓探針電壓探針（Voltage probes）即即 可在模擬仿真

7、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(shí)的電壓值，使用。在模擬電路中記錄真實(shí)的電壓值， 而在數(shù)字電路中，記錄邏輯電平及其強(qiáng)度。而在數(shù)字電路中，記錄邏輯電平及其強(qiáng)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(shí)值。中使用，可顯示電流方向和電流瞬時(shí)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(lì)源仿真工具激勵(lì)源nDCDC：直流電壓源；：直流電壓源；nSineSine：正弦波發(fā)生器。：正弦波發(fā)生器。nPuls

8、ePulse：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：?jiǎn)晤l率調(diào)頻波信號(hào)發(fā)生器。：?jiǎn)晤l率調(diào)頻波信號(hào)發(fā)生器。nPwlinPwlin：任意分段線性脈沖信號(hào)發(fā)生器。：任意分段線性脈沖信號(hào)發(fā)生器。nFileFile：FileFile信號(hào)發(fā)生器。數(shù)據(jù)來源于信號(hào)發(fā)生器。數(shù)據(jù)來源于ASCIIASCII文件。文件。nAudioAudio：音頻信號(hào)發(fā)生器。數(shù)據(jù)來源于：音頻信號(hào)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。nDEdgeDEdge：?jiǎn)芜呇匦盘?hào)發(fā)生器。：?jiǎn)芜呇匦盘?hào)發(fā)生器。nDPuls

9、eDPulse：?jiǎn)沃芷跀?shù)字脈沖發(fā)生器。：?jiǎn)沃芷跀?shù)字脈沖發(fā)生器。nDClockDClock：數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器。：數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器。nDPatternDPattern：模式信號(hào)發(fā)生器。：模式信號(hào)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(jì)數(shù)計(jì)數(shù)/ /定時(shí)器定時(shí)器(COUNTER TIMER)(COUNTER TIMER)n虛擬終端虛擬終端(VIRUAL TERMINAL)(VIRUAL TERMINAL)n信號(hào)發(fā)生器信號(hào)發(fā)生器(SI

10、GNAL 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仿真工具曲線圖表n模擬圖表（模擬圖表（ANALOGUEANALOGUE）n

11、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交互分析圖表交互分析圖表 (INTERACTIVE)(INTERACTIVE)n一致

12、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(shí)例一（模擬電路）交互式仿真實(shí)例一（模擬電路）仿真時(shí)的示波器窗口仿真時(shí)的示波器窗口虛擬示波器虛擬示波器激勵(lì)源激勵(lì)源電壓探針電壓探針交互式仿真實(shí)例二（單片機(jī)電路）交互式仿真實(shí)例二（單片機(jī)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）引腳邏輯狀態(tài)顯示引腳邏輯狀態(tài)顯示CPU運(yùn)行游戲程序運(yùn)行游戲程序高級(jí)仿真（高級(jí)仿真

13、（ASF）實(shí)例（放大電路分析）實(shí)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(shí)間變化的曲線。隨時(shí)間變化的曲線。高級(jí)仿真（高級(jí)仿真（ASF）實(shí)例（放大電路分析）實(shí)例（放大電路分析）失真分析：失真分析：用于確定由測(cè)試電路所引起的用于確定由測(cè)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

14、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(jī)系統(tǒng)的仿真是單片機(jī)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）、）、PICPIC、Atmel AVRAtmel AVR、Motorola Motorol

15、a HCXXHCXX以及以及8051/80528051/8052系列。同時(shí)模型庫中包含了系列。同時(shí)模型庫中包含了LED/LCDLED/LCD顯顯示、鍵盤、按鈕、開關(guān)、常用電機(jī)等通用外圍設(shè)備。示、鍵盤、按鈕、開關(guān)、常用電機(jī)等通用外圍設(shè)備。nVSMVSM甚至能仿真多個(gè)甚至能仿真多個(gè)CPUCPU，它能便利處理含兩個(gè)或以上微控，它能便利處理含兩個(gè)或以上微控制器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。制器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 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

16、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(jī)的鏈接、源代碼文件與單片機(jī)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(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)輸出結(jié)果實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)輸出結(jié)果 實(shí)時(shí)顯示元器件實(shí)時(shí)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COMPIM模型模型實(shí)際溫度測(cè)量板實(shí)際溫度測(cè)量板PROTEUS仿真電路仿真電路 通過通過COMPIM

17、模型，模型，可以實(shí)現(xiàn)虛擬仿真電路與可以實(shí)現(xiàn)虛擬仿真電路與外部實(shí)際電路的雙向通信外部實(shí)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(chǔ)器窗口內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(diǎn)程序調(diào)試斷點(diǎn)處理器程序計(jì)數(shù)器的當(dāng)前位置處理器程序計(jì)數(shù)器的當(dāng)前位置 SFR存儲(chǔ)器窗口存儲(chǔ)器窗口CPU寄存器窗口寄存器窗口觀測(cè)窗口觀測(cè)窗口部分顯示單元部分顯示單元ARMARM處理器的仿真處理器的仿真 Proteus支持支持PHILIPS的以下的以下ARM7芯片的仿真：芯片的仿真：LPC21

18、012106LPC2114LPC2124LPC2131LPC2132LPC2134LPC2136LPC2138 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(huì)被自動(dòng)作為目錄下，并且會(huì)被自動(dòng)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(gè)簡(jiǎn)提供了一個(gè)

19、簡(jiǎn)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(jìn)行編輯，生成可執(zhí)行文件（如開發(fā)源代碼，并進(jìn)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，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(jìn)行仿真，然后進(jìn)行仿真。 PROTEUS與與Ke

20、il聯(lián)調(diào)聯(lián)調(diào)Keil處于運(yùn)行狀態(tài)處于運(yùn)行狀態(tài)PROTEUS同時(shí)同時(shí)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)入運(yùn)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PROTEUS ARES應(yīng)用簡(jiǎn)介應(yīng)用簡(jiǎn)介一、一、 ARES (Advanced Routing and Editing Software)的基本特點(diǎn)的基本特點(diǎn):1.支持支持16個(gè)銅箔層個(gè)銅箔層,2個(gè)絲印層個(gè)絲印層,4個(gè)機(jī)械層個(gè)機(jī)械層;2.自動(dòng)回注自動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的SMT封裝庫封裝庫);4.三維三維PCB和元件預(yù)

21、覽和元件預(yù)覽5.輸出格式適合多數(shù)的打印機(jī)或繪圖儀以及用于制板的輸出格式適合多數(shù)的打印機(jī)或繪圖儀以及用于制板的Gerber文件文件.PROTEUS ARES應(yīng)用簡(jiǎn)介應(yīng)用簡(jiǎn)介二、從二、從ISIS到到ARES 在在ISIS中設(shè)計(jì)好的原理圖，確認(rèn)器件封裝正確后，點(diǎn)擊中設(shè)計(jì)好的原理圖，確認(rèn)器件封裝正確后，點(diǎn)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)表就可以直接導(dǎo)出網(wǎng)絡(luò)表并自動(dòng)打開并自動(dòng)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(jì)（板邊）層設(shè)計(jì)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(dòng)或人工器件布局（自動(dòng)或人工器件布局（Place）p進(jìn)行布線（進(jìn)行布線（Route） PROTEUS ARES應(yīng)用應(yīng)用布線策略布線策略網(wǎng)絡(luò)選擇網(wǎng)絡(luò)選擇導(dǎo)線和過孔定義導(dǎo)線和過孔定義板層設(shè)定板層設(shè)定安全間距設(shè)定安全間距設(shè)定PROTEUS ARES應(yīng)用應(yīng)用布局布線布局布線器件布局（自動(dòng)手工）器件布局（自動(dòng)手工）自動(dòng)布線自動(dòng)布線PRO