單片機仿真器PROTEUS,教程,用法.ppt

1、PROTEUS的用法,單片機仿真軟件proteus 超好用,手把手教你,PROTEUS仿真開發(fā)軟件在電子工程實踐教學中的應用,1.PROTEUS簡介 2.PROTEUS ISIS的特點 3.PROTEUS VSM仿真與分析 4.微處理器系統(tǒng)仿真 5.電路設計與仿真實例 6.PROTEUS ARES應用介紹 7.從概念到產品的設計實例,PROTEUS簡介,Proteus 是一個基于ProSPICE混合模型仿真器的，完整的嵌入式系統(tǒng)軟、硬件設計仿真平臺。 ISIS智能原理圖輸入系統(tǒng)，系統(tǒng)設計與仿真的基本平臺。 ARES 高級PCB布線編輯軟件。,PROTEUS簡介,在Proteus中, 從原理圖設

2、計、單片機編程、系統(tǒng)仿真到PCB設計一氣呵成。真正實現了從概念到產品的完整設計。,ISIS （智能原理圖輸入系統(tǒng)）的特點,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、填充類型、字符等。還可以使用模板; 用戶可以自己設置快捷鍵定義。 快捷選取/放置器件：通過模糊搜索可以快速從器件庫中選取器件。 原理圖自動連線：ISIS自動連線功能使得連線輕松快捷。 靈活多樣的設計輸出 ：原理圖（可以包括仿真畫面）可以bmp格式輸出以便發(fā)表與存檔；設計完成還可以輸出多種格式的網絡表。,原理圖示例1：PWM電機控制,混合顯示仿真圖表,動態(tài)器件使仿真直觀生動,CPU可加載程序運行,原理圖示例2：鎖相環(huán)電路

3、層次設計,子電路,模塊電路,PROTEUS VSM仿真與分析,PROTEUS VSM有兩種不同的仿真方式：交互式仿真和基于圖表的仿真。 交互式仿真 實時直觀地反映電路設計的仿真結果； 基于圖表的仿真(ASF)用來精確分析電路的各種性能，如頻率特性、噪聲特性等。 PROTEUS VSM中的整個電路分析是在ISIS原理圖設計模塊下延續(xù)下來的，原理圖中可以包含以下仿真工具： 探針直接布置在線路上，用于采集和測量電壓/電流信號； 電路激勵系統(tǒng)的多種激勵信號源； 虛擬儀器用于觀測電路的運行狀況； 曲線圖表用于分析電路的參數指標。,直觀的仿真結果顯示,不同顏色電路連線顯示相應電壓 箭頭顯示電流方向,探針實

4、時顯示 電壓/電流值,仿真暫停時 顯示元件引腳信息,仿真工具探針（Probe）,電壓探針（Voltage probes）即 可在模擬仿真中使用，也可在數字仿真中 使用。在模擬電路中記錄真實的電壓值， 而在數字電路中，記錄邏輯電平及其強度。 電流探針（Current probes） 僅在模擬電路仿真 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 用于交互式仿真中 。,仿真工具激勵源,DC：直流電壓源； Sine：正弦波發(fā)生器。 Pulse：脈沖發(fā)生器。 Exp：指數脈沖發(fā)生器。 SFFM：單頻率調頻波信號發(fā)生器。 Pwlin：任意分段線性脈沖信號發(fā)生器。 File：Fi

5、le信號發(fā)生器。數據來源于ASCII文件。 Audio：音頻信號發(fā)生器。數據來源于wav文件。 DState：穩(wěn)態(tài)邏輯電平發(fā)生器。 DEdge：單邊沿信號發(fā)生器。 DPulse：單周期數字脈沖發(fā)生器。 DClock：數字時鐘信號發(fā)生器。 DPattern：模式信號發(fā)生器。,仿真工具虛擬儀器,虛擬示波器(OSCILLOSCOPE) 邏輯分析儀(LOGIC ANALYSER) 計數/定時器(COUNTER TIMER) 虛擬終端(VIRUAL TERMINAL) 信號發(fā)生器(SIGNAL GENERATOR) 模式發(fā)生器(PATTERN GENERATOR) 交直流電壓表和電流表（AC/DC vo

6、ltmeters/ammeters） SPI調試器(SPI DEBUGGER) I2C調試器(I2C DEBUGGER),I2C總線 調試窗口,仿真工具曲線圖表,模擬圖表（ANALOGUE） 數字圖表 (DIGITAL) 混合分析圖表 (MIXED) 頻率分析圖表 (FREQUENCY) 轉移特性分析圖表 (TRANSFER) 噪聲分析圖表 (NOISE) 失真分析圖表 (DISTORTION) 傅立葉分析圖表 (FOURIER) 音頻分析圖表 (AUDIO) 交互分析圖表 (INTERACTIVE) 一致性分析圖表 (CONFORMANCE) 直流掃描分析圖表 (DC SWEEP) 交流掃描

7、分析圖表 (AC SWEEP),交互式仿真實例一（模擬電路）,仿真時的示波器窗口,虛擬示波器,激勵源,電壓探針,交互式仿真實例二（單片機電路）,游戲手柄 （可映射到PC鍵盤上）,游戲顯示屏（LCD）,引腳邏輯狀態(tài)顯示,CPU運行游戲程序,高級仿真（ASF）實例（放大電路分析）,頻率分析：用于分析電路的頻率特性 (幅頻特性和相頻特性)。,模擬分析:用于繪制一條或多條電壓或電流 隨時間變化的曲線。,高級仿真（ASF）實例（放大電路分析）,失真分析：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 隨頻率變化的二次和三次諧波失真電平。,噪聲分析： 顯示隨頻率變化的輸出噪聲和 等效輸入

8、噪聲電壓；并列出電路各部分所產 生的噪聲電壓清單。,PROTEUS微處理器系統(tǒng)仿真,單片機系統(tǒng)的仿真是PROTEUS VSM的主要特色。用戶可在Proteus中直接編輯、編譯、調試代碼，并直觀地看到仿真結果。 CPU模型有ARM7（LPC21xx）、PIC、Atmel AVR、Motorola HCXX以及8051/8052系列。同時模型庫中包含了LED/LCD顯示、鍵盤、按鈕、開關、常用電機等通用外圍設備。 VSM甚至能仿真多個CPU，它能便利處理含兩個或以上微控制器的系統(tǒng)設計。,微處理器系統(tǒng)仿真與分析1、原理圖輸入,微處理器系統(tǒng)仿真與分析2、建立源代碼文件,1、選擇代碼生成工具,2、建立新

9、的源代碼文件,3、源文件命名,微處理器系統(tǒng)仿真與分析 3、源代碼文件與單片機的鏈接,4、源代碼編輯,5、源代碼編譯、鏈接,6、程序加載到CPU,微處理器系統(tǒng)仿真與分析4、交互式仿真,實時顯示系統(tǒng)輸出結果,實時顯示元器件 引腳電平,微處理器系統(tǒng)仿真與分析4、交互式仿真（續(xù)）,PC串行口,COMPIM模型,實際溫度測量板,PROTEUS仿真電路,通過COMPIM模型，可以實現虛擬仿真電路與外部實際電路的雙向通信,串行電纜,內部數據存儲器窗口,微處理器系統(tǒng)仿真與分析完善的調試功能,源代碼窗口：提供了四種程序執(zhí)行命令按鈕,程序調試斷點,處理器程序計數器的當前位置,SFR存儲器窗口,CPU寄存器窗口,觀

10、測窗口,部分顯示單元,ARM處理器的仿真,Proteus支持PHILIPS的以下ARM7芯片的仿真： LPC2101 2106 LPC2114 LPC2124 LPC2131 LPC2132 LPC2134 LPC2136 LPC2138 此外還有ARM7TDMI仿真模型,第三方工具的應用,第三方代碼生成工具(匯編編譯器) : Proteus許多共享匯編軟件或編譯器可從系統(tǒng)CD上安裝到Proteus 的TOOLS目錄下，并且會被自動作為Proteus的代碼生成工具。 第三方源代碼編輯器（文本編輯器） :PROTEUS VSM 提供了一個簡明的源代碼文本編輯器SRCEDIT ,用戶還可使用第三方

11、源代碼編輯器，如UltraEdit 。 第三方IDE ：用戶可使用第三方IDE，如IARs Embedded Workbench、 Keil 、Microchips MP-LAB和Atmels AVR studio開發(fā)源代碼，并進行編輯，生成可執(zhí)行文件（如HEX或COD文件）在Proteus VSM 中，將可執(zhí)行文件下載到MCU，然后進行仿真。,PROTEUS與Keil聯調,Keil處于運行狀態(tài),PROTEUS同時 進入運行狀態(tài),PROTEUS下的C源碼調試,按單步鍵，可直接觀察、調試C 代碼,5.電路設計與仿真實例實例1:單片機雙機通信1)電路設計,2)程序設計,ORG 0000H LJMP

12、 MAIN ORG 0023H LJMP INS ORG 0030H MAIN:MOV SP,#60H MOV SCON,#50H MOV PCON,#00H MOV TMOD,#20H MOV TL1,#0E6H MOV TH1,#0E6H SETB EA SETB ES SETB TR1 MOV P1,#0FFH LP0:MOV A,P1 MOV SBUF,A LP:JNB TI,LP CLR TI LJMP LP0 INS: CLR EA JNB TI,LP1 CLR TI LJMP EXIT LP1:CLR RI MOV A,SBUF MOV P2,A EXIT:SETB EA RET

13、I END,3)仿真效果,實例2:單片機中斷應用1)電路設計,2)程序設計,ORG 0000H LJMP START ORG 0003H SJMP INT0S ORG 0013H SJMP INT1S ORG 0030H START：MOV IE，#85H MOV TCON，#5 MOV A，#0FEH MOV P3，#0FFH SETB PX1 MOV DPTR，#TABH ST0：MOV A，#1 ST1：PUSH ACC ACALL SEG7 MOV P0，A ACALL DELAY POP ACC INC A CJNE A，#9，ST1 SJMP ST0,INT0S：PUSH ACC

14、MOV A，#0 LOOP：INC A PUSH ACC ACALL SEG7 MOV P2，A ACALL DELAY POP ACC CJNE A，#8，LOOP POP ACC MOV P2，#0FFH RETI INT1S：PUSH ACC MOV A，#0 LOOP1：INC A PUSH ACC ACALL SEG7 MOV P1，A POP ACC ACALL DELAY CJNE A，#8，LOOP1 POP ACC MOV P1，#0FFH RETI DELAY：MOV R7，#250 D1：MOV R6，#250 D2：NOP DJNZ R6，D2 DJNZ R7，D1 R

15、ET ORG TABH SEG7：MOVC A，A+DPTR RET DB 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h END,實例3:12864與單片機接口電路設計,1.電路設計,系統(tǒng)仿真,PROTEUS ARES應用簡介,一、 ARES (Advanced Routing and Editing Software)的基本特點: 1.支持16個銅箔層,2個絲印層,4個機械層; 2.自動回注,支持引腳交換和門交換; 3.豐富的器件庫(包括SM782標準的SMT封裝庫); 4.三維PCB和元件預覽 5.輸出格式適合多數的打印機或繪圖儀以及用于制板的Gerbe

16、r文件.,PROTEUS ARES應用簡介,二、從ISIS到ARES 在ISIS中設計好的原理圖，確認器件封裝正確后，點擊工具欄的“ARES”命令按鈕 就可以直接導出網絡表并自動打開ARES。 三、PCB的布局布線 用2D工具在Board Edge（板邊）層設計PCB外框 設置布線策略（Set Strategies） 自動或人工器件布局（Place） 進行布線（Route）,PROTEUS ARES應用布線策略,網絡選擇,導線和過孔定義,板層設定,安全間距設定,PROTEUS ARES應用布局布線,器件布局（自動手工）,自動布線,PROTEUS ARES應用簡介,四、規(guī)則檢查 DRC（設計規(guī)則

17、檢查） ERC（電氣規(guī)則檢查） 五、設計輸出 可分層輸出Gerber文件用以PCB制板。,輸出層設置,Gerber格式,PROTEUS ARES應用預覽功能,Proteus7支持PCB板的三維預覽，便于觀察器件布局和展示 設計結果，用戶還可以自建3ds格式的3D顯示模型,PCB三維預覽,元件三維預覽,7.從概念到產品設計實例直流穩(wěn)壓電源設計,從概念到產品設計設計流程 1)傳統(tǒng)的產品開發(fā)流程 存在的問題： 沒有物理原型就無法對系統(tǒng)進行測試； 沒有系統(tǒng)硬件就很難對軟件進行調試； 一旦出現問題,又得從重新做板.,2)基于PROTEUS的電子產品開放流程,優(yōu)點： 只要完成原理圖設計就可用于系統(tǒng)的測試了；