-PROTEUS仿真開發(fā)軟件在電子工程仿真實踐中的應(yīng)用-副本

1、PROTEUSPROTEUS仿真開發(fā)軟件仿真開發(fā)軟件武漢理工大學(xué)武漢理工大學(xué) 機電學(xué)院機電學(xué)院 機自系機自系 吳彥春吳彥春在電子工程仿真實踐中的應(yīng)用在電子工程仿真實踐中的應(yīng)用20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件2 2PROTEUSPROTEUS仿真開發(fā)軟件仿真開發(fā)軟件在電子工程仿真實踐中的應(yīng)用在電子工程仿真實踐中的應(yīng)用1.PROTEUS1.PROTEUS簡介簡介2.PROTEUS ISIS2.PROTEUS ISIS的特點的特點3.PROTEUS VSM3.PROTEUS VSM仿真與分析仿真與

2、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.PROTEUS ARES6.PROTEUS 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)計實例20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件3 3PROTEUS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

3、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)ISISPROTEUS20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件4 4PROTEUS簡介簡介 在在Proteus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

4、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。20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件5 5ISIS （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?？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

5、索可以快速從器件庫中選取器件。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。20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件6 6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)

6、器件使仿真直觀生動CPU可加載程序運行可加載程序運行20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件7 7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20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件8 8PROTEUS VSM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

7、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

8、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(biāo)。用于分析電路的參數(shù)指標(biāo)。20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件9 9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 20212021年年1212月月1414日星期二日星期

9、二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件1010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，

10、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 。20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件1111仿真工具激勵源仿真工具激勵源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。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。nFileFil

11、e：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。nDEdgeDEdge：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。20212021年年1212月月1414日星期二日星期二

12、武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件1212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 TERMINAL)(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 GENE

13、RATOR)(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20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件1313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（ANA

14、LOGUEANALOGUE）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交互分析圖表交互分析圖表 (INTERACTIVE)(

15、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) 20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件1414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20212021年年1212月月1414日星期二日星期

16、二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件1515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20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件1616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

17、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。20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件1717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

18、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。 20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件1818PROTEUS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

19、模型有模型有ARM7ARM7（LPC21xxLPC21xx）、）、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。 20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大

20、學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件1919主菜單主菜單通用工具通用工具菜單菜單1. Proteus的主界面簡介的主界面簡介專用專用工具工具菜單菜單PCB電路電路電路編輯窗口電路編輯窗口坐坐標(biāo)標(biāo)原原點點瀏覽瀏覽窗口窗口器件器件工具工具列表列表窗口窗口仿真按鍵仿真按鍵20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件20202. Proteus的主菜單簡介的主菜單簡介 點擊主菜單點擊主菜單20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機

21、電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件2121主菜單主菜單編編輯輯工工具具點擊鼠標(biāo)點擊鼠標(biāo): 點擊此鍵可取消左鍵的放置功能點擊此鍵可取消左鍵的放置功能,但可編輯對象但可編輯對象.選擇元器件選擇元器件: 在元件表選中器件在元件表選中器件,在編輯窗中移動鼠標(biāo)在編輯窗中移動鼠標(biāo),點擊左鍵放置器件點擊左鍵放置器件.標(biāo)注聯(lián)接點標(biāo)注聯(lián)接點: 當(dāng)兩條連線交叉時當(dāng)兩條連線交叉時,放個接點表示連通放個接點表示連通.標(biāo)志網(wǎng)絡(luò)線標(biāo)號標(biāo)志網(wǎng)絡(luò)線標(biāo)號:電路聯(lián)線可用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號代替電路聯(lián)線可用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號代替,相同標(biāo)號的線是相同的相同標(biāo)號的線是相同的.放置文本說明放置文本說明: 是對電路的說明是對電路的說明,與電路仿真無

22、關(guān)與電路仿真無關(guān)! 放置總線放置總線: 當(dāng)多線并行簡化聯(lián)線當(dāng)多線并行簡化聯(lián)線,用總線標(biāo)示用總線標(biāo)示.放置子電路放置子電路: 可將部分電路以子電路形式畫在另一圖紙上可將部分電路以子電路形式畫在另一圖紙上.放置器件引腳放置器件引腳: 有普通有普通.反相反相.正時鐘正時鐘.反時鐘反時鐘.短引腳短引腳.總線總線放置圖紙內(nèi)部終端放置圖紙內(nèi)部終端: 有普通有普通.輸入輸入.輸出輸出.雙向雙向.電源電源.接地接地.總線總線.調(diào)調(diào)試試工工具具放置分析圖放置分析圖 : 有模擬有模擬.數(shù)字?jǐn)?shù)字.混合混合.頻率特性頻率特性.傳輸特性傳輸特性.噪聲分析等噪聲分析等.放置錄音機放置錄音機: 可錄可錄/放聲音文件放聲音文

23、件.放置電源放置電源.信號源信號源: 有直流電源有直流電源,正弦信號源正弦信號源,脈沖信號源等脈沖信號源等.放置電壓探針放置電壓探針: 顯示網(wǎng)絡(luò)線上的電壓顯示網(wǎng)絡(luò)線上的電壓.放置電流探針放置電流探針: 串聯(lián)在指定的網(wǎng)絡(luò)線上串聯(lián)在指定的網(wǎng)絡(luò)線上,顯示電流值顯示電流值.放置虛擬儀器放置虛擬儀器: 有示波器有示波器.計數(shù)器計數(shù)器.RS232終端終端.SPI調(diào)試器調(diào)試器.I2C調(diào)試器調(diào)試器.信號發(fā)生器信號發(fā)生器. 圖形發(fā)生器圖形發(fā)生器.直流電壓表直流電壓表.直流電流表直流電流表,交流電壓表交流電壓表.交流電流表交流電流表.圖圖形形工工具具放置各種線放置各種線: 有器件有器件.引腳引腳.端口端口.圖形線

24、圖形線.總線等總線等放置矩形框放置矩形框: 移動鼠標(biāo)到框的一角移動鼠標(biāo)到框的一角,按下左鍵拖動按下左鍵拖動,釋放后完成釋放后完成.放置圓形框放置圓形框: 移動鼠標(biāo)到圓心移動鼠標(biāo)到圓心,按下左鍵拖動按下左鍵拖動,釋放后完成釋放后完成.放置圓弧線放置圓弧線: 鼠標(biāo)移到起點鼠標(biāo)移到起點,按下左鍵拖動按下左鍵拖動,釋放后調(diào)整弧長釋放后調(diào)整弧長,點擊鼠標(biāo)完成點擊鼠標(biāo)完成.畫閉合多邊形畫閉合多邊形: 鼠標(biāo)移到起點鼠標(biāo)移到起點,點擊產(chǎn)生折點點擊產(chǎn)生折點,閉合后完成閉合后完成.放置文字標(biāo)簽放置文字標(biāo)簽: 在編輯框放置說明文本標(biāo)簽在編輯框放置說明文本標(biāo)簽.放置特殊圖形放置特殊圖形: 可在庫中選擇各種圖形可在庫中

25、選擇各種圖形放置特殊節(jié)點放置特殊節(jié)點: 可有原點可有原點.節(jié)點節(jié)點.標(biāo)簽引腳名標(biāo)簽引腳名.引腳號引腳號.3.Proteus選擇圖標(biāo)簡介選擇圖標(biāo)簡介20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件22224.Proteus元件庫簡介元件庫簡介搜索關(guān)鍵詞搜索關(guān)鍵詞元件分類元件分類子分類子分類廠商廠商連接器連接器.插頭插座庫插頭插座庫 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換ADC.DAC 調(diào)試工具庫調(diào)試工具庫 可編程邏輯器件可編程邏輯器件 電電 阻阻 簡單模擬器件簡單模擬器件 揚聲器揚聲器.音響器件音響器件555模擬集成電路庫模擬集成

26、電路庫電容庫電容庫CMOS4000庫庫二極管庫二極管庫ECL1000庫庫電機庫電機庫電感庫電感庫拉普拉斯變換庫拉普拉斯變換庫存儲器庫存儲器庫微處理器庫微處理器庫混合類型庫混合類型庫簡單模式庫簡單模式庫運算放大庫運算放大庫光電器件庫光電器件庫開關(guān)和繼電器開關(guān)和繼電器開關(guān)器件庫開關(guān)器件庫熱電子器件庫熱電子器件庫晶體管庫晶體管庫晶體管庫晶體管庫TTL74系列庫系列庫TTL74LS系列庫系列庫型號型號類型類型特性特性元件圖形元件圖形符號預(yù)覽符號預(yù)覽元件元件PCB封裝預(yù)覽封裝預(yù)覽確認(rèn)鍵確認(rèn)鍵55520212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制

27、機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件2323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20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件2424繪制第一步：選擇器件繪制第一步：選擇器件20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件2525繪制第二步：放置器件繪制第二步：放置器件20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)

28、課件教學(xué)課件2626繪制第三步：電路連繪制第三步：電路連線線20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件2727繪制第四步：修改參數(shù)、保存電路繪制第四步：修改參數(shù)、保存電路20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件2828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、建立新的源代碼文件3、源文件命源文件命名名2021

29、2021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件2929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CPU20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件3030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

30、示元器件實時顯示元器件 引腳電平引腳電平20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件3131電路實時仿真：選擇仿真器件電路實時仿真：選擇仿真器件20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件3232電路實時仿真：結(jié)果電路實時仿真：結(jié)果20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件3333電路非實時仿真：選擇圖表分析電路非實時仿

31、真：選擇圖表分析20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件3434電路非實時仿真：放置探針電路非實時仿真：放置探針20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件3535電路非實時仿真：添加軌跡電路非實時仿真：添加軌跡20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件3636電路非實時仿真：觀察分析結(jié)果電路非實時仿真：觀察分析結(jié)果

32、20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件3737電路非實時仿真：圖表分析結(jié)果電路非實時仿真：圖表分析結(jié)果20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件383820212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件3939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

33、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20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件4141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(dāng)前位置處理器程序計數(shù)器

34、的當(dāng)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20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件4242部分顯示單元部分顯示單元20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件4343ARMARM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：LPC21012106LPC2114LPC2124LPC2131LPC2132LPC213

35、4LPC2136LPC2138 此外還有此外還有ARM7TDMI仿仿真模型真模型20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件4444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第三方源代碼編輯器（文本編輯器）第三方源代碼編輯器

36、（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(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

37、載到MCU，然后進(jìn)行仿真，然后進(jìn)行仿真。 20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件4545PROTEUS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(jìn)入運行狀態(tài)進(jìn)入運行狀態(tài)20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件4646PROTEUS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20212021年年1212月月1414日星期二日星期

38、二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件47475.5.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20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件48482)程序設(shè)計n ORG 0000Hn LJMP MAINn ORG 0023Hn LJMP INSn ORG 0030HnMAIN:MOV SP,#60Hn MOV SCON,#50Hn MOV PCON,#00Hn MOV TMOD,#20Hn MOV

39、 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中斷近回開中斷TI=1？RI=020212021年年1212月月1414日星

40、期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件49493)仿真效果20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件5050實例實例2:單片機中斷應(yīng)用單片機中斷應(yīng)用1)電路設(shè)計電路設(shè)計20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件51512)程序設(shè)計n ORG 0000Hn LJMP STARTn ORG 0003Hn SJMP INT0Sn ORG 0013Hn SJMP

41、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，#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120212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機

42、電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件5252nINT0S：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，LOOP1 n POP ACCn MOV P1，#0FFHn RETInDELAY

43、：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 ？20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件5353實例實例3:

44、 12864與單片機接口電路設(shè)計與單片機接口電路設(shè)計電路設(shè)計電路設(shè)計20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件5454系統(tǒng)仿真系統(tǒng)仿真20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件5555實例實例4: 流水燈仿真實驗流水燈仿真實驗20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件5656元件：元件：編號編號元件名稱元件名稱說明說

45、明U1U1AT89C52AT89C52單片機單片機R1R1R10R10RESRES電阻電阻D1D1D8D8LED-REDLED-RED紅色紅色LEDLED燈燈S1S1BUTTONBUTTON按鍵按鍵X1X1CRYSTALCRYSTAL晶振晶振C1C1、C2C2CAPCAP無極性電容無極性電容C3C3CAP-POLCAP-POL有極性電容有極性電容20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件5757在在KeilKeil中輸入程序：中輸入程序：20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工

46、大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件585820212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件5959實例實例5: 步進(jìn)電機仿真實驗步進(jìn)電機仿真實驗20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件6060元件：元件：編號編號元件名稱元件名稱說明說明U1U1AT89C52AT89C52單片機單片機U2U2ULN2003AULN2003A大電流輸出達(dá)林大電流輸出達(dá)林頓管陣列頓管陣列K1K1K

47、6K6BUTTONBUTTON按鈕按鈕M1M1MOTOR-MOTOR-STEPPERSTEPPER步進(jìn)電機步進(jìn)電機20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件6161#include /*片內(nèi)寄存器定義片內(nèi)寄存器定義*/#include unsigned char ucMotorDrvPuls;/*電機運轉(zhuǎn)初始值電機運轉(zhuǎn)初始值*/#define OUTPUT P2 /*定義定義P2口為電機驅(qū)動信號口口為電機驅(qū)動信號口*/#define INPUT P1 /*定義定義P1口為控制信號輸入口口為控制信號輸入

48、口*/sbit STARTUP=P17; /*啟動啟動/停止開關(guān)停止開關(guān)*/sbit FORREV =P16; /*正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)開關(guān)反轉(zhuǎn)開關(guān)*/void time(unsigned int ucMs);/*延時單位：延時單位：ms*/*void _non_(void);*/*電機定位電機定位*/void position(void) /*延時延時500us*/ OUTPUT=0 x11;time(200); OUTPUT=0 x22;time(200); OUTPUT=0 x44;time(200); OUTPUT=0 x88;time(200); ucMotorDrvPuls=0 x11;

49、 OUTPUT=0 x11;20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件6262/*主程序主程序*/void main(void) unsigned char ucTimes; int k1=0,k2=1,i; position(); /*步進(jìn)電機定位步進(jìn)電機定位*/ OUTPUT=0 x0; /*步進(jìn)電機停止步進(jìn)電機停止*/ P1=0 xff; /*P1口輸入，首先全置口輸入，首先全置1*/ while(1) for(i=0;i=100;i+) if(STARTUP=0 & k1=0) /*按

50、一次啟動按一次啟動/停止開關(guān)，啟動，再按一次，停止停止開關(guān)，啟動，再按一次，停止*/ k1=1; k2=1; STARTUP=1; for(i=0;i=100;i+) if(STARTUP=0 & k1=1) k1=0; STARTUP=1; if(k1=1) ucTimes=(P10 x0f)&0 x0f; /*讀讀P1口低口低4位并取反位并取反*/for(i=0;i=100;i+) if(FORREV=0 & k2=0) /*按一次正轉(zhuǎn)按一次正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)開關(guān)，正轉(zhuǎn)，再按一次，反反轉(zhuǎn)開關(guān)，正轉(zhuǎn)，再按一次，反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)*/20212021年年1212月月1414日星期二日星期二

51、武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件6363 k2=1; FORREV=1; OUTPUT=0 x0; ucMotorDrvPuls=0 x11; for(i=0;i=100;i+) if(FORREV=0 & k2=1) /*按一次正轉(zhuǎn)按一次正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)開關(guān)，正轉(zhuǎn)，再按一次，反反轉(zhuǎn)開關(guān)，正轉(zhuǎn)，再按一次，反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)*/ k2=0; FORREV=1; OUTPUT=0 x0; ucMotorDrvPuls=0 x11; if(k2=1) OUTPUT=ucMotorDrvPuls; /*送正轉(zhuǎn)控制信號送正轉(zhuǎn)控制信號*/ ucMotorDrvPuls

52、=_crol_(ucMotorDrvPuls,1); /*正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)*/ time(380-ucTimes*16); /*延時延時*/if(k2=0) OUTPUT=ucMotorDrvPuls; /*送反轉(zhuǎn)控制信號送反轉(zhuǎn)控制信號*/ ucMotorDrvPuls=_cror_(ucMotorDrvPuls,1); /*反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)*/ time(380-ucTimes*16); /*延時延時*/ 20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件6464/* 函數(shù)說明：延時函數(shù)說明：延時5us，晶振改變時，只需改

53、變這個函數(shù)！，晶振改變時，只需改變這個函數(shù)！ 1.對于對于11.0592MHz晶振而言，需要晶振而言，需要2個個_nop_(); 2.對于對于22.1184MHz晶振而言，需要晶振而言，需要4個個_nop_();* 入口參數(shù)：無。入口參數(shù)：無。* 返回參數(shù)：無。返回參數(shù)：無。* 創(chuàng)建日期：創(chuàng)建日期：20010623* 作者作者 ：張齊。：張齊。*/void delay_5us(void) /*延時延時5us，晶振改變時只需改變這個函數(shù)！，晶振改變時只需改變這個函數(shù)！*/ _nop_(); _nop_(); /*_nop_(); _nop_();*/*delay_50us*/void delay

54、_50us(void) /*延時延時50us*/ unsigned char i; for(i=0;i4;i+) delay_5us();20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件6565PROTEUS 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

55、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)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.20212021年年1212月月1414日星期二日星期二武漢理工大學(xué)機電學(xué)院武漢理工大學(xué)機電學(xué)院機電傳動控制機電傳動控制教學(xué)課件教學(xué)課件6666PROTEUS 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(rèn)器件封裝正確后，點擊中設(shè)計好的原理圖，確認(rèn)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)表就可以直接導(dǎo)出網(wǎng)絡(luò)表并自動打開并自動打開ARES。三、三、P