仿真平臺的使用

仿真平臺的使用第一頁，共二十七頁，2022年，8月28日內(nèi)容安排第二頁，共二十七頁，2022年，8月28日6.1Proteus簡介Proteus是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真及印制電路板設(shè)計(jì)軟件，它運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析各種模擬電路與集成電路。Proteus提供了大量模擬與數(shù)字元器件及外部設(shè)備，各種虛擬儀器，特別是它具有對常用控制芯片及其外圍電路組成的綜合系統(tǒng)的交互仿真功能。第三頁，共二十七頁，2022年，8月28日Proteus主要由ISIS和ARES兩部分組成，ISIS的主要功能是原理圖設(shè)計(jì)及與電路原理圖的交互仿真，ARES主要用于印制電路板的設(shè)計(jì)。第四頁，共二十七頁，2022年，8月28日6.2ProteusISIS基本使用可視化界面及工具第五頁，共二十七頁，2022年，8月28日圖形編輯窗口（TheEditingWindow）本區(qū)域是用來繪制原理圖的主區(qū)域。整個(gè)窗口右半部分灰色空白處是可編輯區(qū)，元件要放到它里面，有利于后期生成網(wǎng)表用于ARES。相關(guān)概念1、坐標(biāo)系統(tǒng)（CO-ORDINATESYSTEM）ProteusISIS中坐標(biāo)系統(tǒng)的基本單位是10nm，這樣設(shè)置的目的主要是為了和ProteusARES保持一致。但坐標(biāo)系統(tǒng)的識別（read-out）單位被限制在1th（毫英寸）。坐標(biāo)原點(diǎn)默認(rèn)在圖形編輯區(qū)的中間，圖形的坐標(biāo)值能夠顯示在屏幕的右下角的狀態(tài)欄中。第六頁，共二十七頁，2022年，8月28日圖形編輯窗口（TheEditingWindow）2、點(diǎn)狀柵格（TheDotGrid）與捕捉到柵格（SnappingtoaGrid）編輯窗口內(nèi)有點(diǎn)狀的柵格，可以通過View菜單的Grid命令在打開和關(guān)閉間切換。點(diǎn)與點(diǎn)之間的間距由當(dāng)前捕捉的設(shè)置決定。捕捉的尺度可以由菜單View→Snap命令設(shè)置3、實(shí)時(shí)捕捉（RealTimeSnap）當(dāng)鼠標(biāo)指針指向管腳末端或者導(dǎo)線時(shí)，鼠標(biāo)指針將會捕捉到這些物體，這種功能被稱為實(shí)時(shí)捕捉，該功能可以方便的實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線和引腳的連接。4、視圖的縮放與移動視圖的縮放與移動可以通過如下3種方式：①單擊預(yù)覽窗口中想要顯示的位置，這將使編輯窗口顯示以鼠標(biāo)單擊處為中心的內(nèi)容。②在編輯窗口內(nèi)移動鼠標(biāo)，按下SHIFT鍵，用鼠標(biāo)“撞擊”邊框，這會使顯示平移。我們把這稱為Shift-Pan。③用鼠標(biāo)指向編輯窗口并按縮放鍵或者操作鼠標(biāo)的滾動鍵，會以鼠標(biāo)指針位置為中心重新顯示。第七頁，共二十七頁，2022年，8月28日ISIS界面介紹預(yù)覽窗口（TheOverviewWindow）該窗口通常顯示整個(gè)電路圖的縮略圖。當(dāng)鼠標(biāo)焦點(diǎn)落在原理圖編輯窗口時(shí)（即放置元件到原理圖編輯窗口后或在原理圖編輯窗口中點(diǎn)擊鼠標(biāo)后），它會顯示整張?jiān)韴D的縮略圖，并會顯示一個(gè)藍(lán)綠色的方框，方框里面的內(nèi)容就是當(dāng)前原理圖編輯窗口中顯示的區(qū)域（在預(yù)覽窗口上點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，矩形藍(lán)綠框也會出現(xiàn)）。因此，可用鼠標(biāo)在預(yù)覽窗口中點(diǎn)擊來改變綠色方框的位置，從而改變原理圖的可視范圍。第八頁，共二十七頁，2022年，8月28日ISIS界面介紹3、模型選擇工具欄（ModeSelectorToolbar）模型選擇工具欄由主要模型選擇工具、配件選擇工具和2D圖形選擇工具這幾部分組成。4、元件列表（TheObjectSelector）用于挑選元件（Components）、終端接口（Terminals）、信號發(fā)生器（Generators）、仿真圖表（Graph）等。例如，當(dāng)你選擇“元件”（Components），單擊“P”按鈕會打開挑選元件對話框，選擇了一個(gè)元件（單擊了“OK”）后，該元件會在元件列表中顯示。以后要用到該元件時(shí)，只需在元件列表中選擇即可。第九頁，共二十七頁，2022年，8月28日ISIS界面介紹5、方向工具欄（OrientationToolbar）先右鍵單擊元件，再點(diǎn)擊（左擊）相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)圖標(biāo)。6、仿真控制動作工具欄用以控制仿真過程的起停等7、系統(tǒng)可視工具圍繞對象的虛線框當(dāng)鼠標(biāo)掠過元件、符號、圖形等對象時(shí)，將出現(xiàn)圍繞對象的虛線框，即提示用戶可以通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊對此元件進(jìn)行操作有智能識別功能的鼠標(biāo)鼠標(biāo)對界面有智能識別功能，即鼠標(biāo)會自動根據(jù)功能改變顯示的式樣第十頁，共二十七頁，2022年，8月28日ISIS的基本操作1、繪制原理圖繪制原理圖是ISIS仿真的主要工作之一，必須在原理圖編輯窗口中的編輯區(qū)域內(nèi)完成。2、定制自己的元件有三種方法定制自己的元件：（1）用PROTEUSVSMSDK開發(fā)仿真模型，并制作元件；（2）在已有的元件基礎(chǔ)上進(jìn)行改造。例如，把元件改為總線接口的；（3）利用已制作好（現(xiàn)成）的元件。可以到網(wǎng)上下載一些新元件并把它們添加到自己的元件庫里面。3、子電路應(yīng)用用一個(gè)子電路（Sub-Circuits）可以把部分電路封裝起來，這樣做可以節(jié)省原理圖窗口的空間。第十一頁，共二十七頁，2022年，8月28日簡單電路的繪制第十二頁，共二十七頁，2022年，8月28日元件的查找與選取PROTEUSISIS提供包含8000個(gè)部件的元件庫，包括：標(biāo)準(zhǔn)符號，三極管，二極管，熱離子管，TTL，CMOS，微處理器以及存儲器部件，PLDs，模擬ICs和運(yùn)算放大器。注意：想要實(shí)現(xiàn)程序控制過程的仿真，需選用支持VSM仿真的元件庫。PROTEUSISIS提供多種從元件庫查找并選取元件的方法。利用對象選擇器打開器件庫利用編輯窗口的快捷菜單打開器件庫利用元件名搜索器件在Keywords區(qū)域輸入相關(guān)關(guān)鍵字搜索器件按照元件的邏輯命名習(xí)慣搜索器件通過索引系統(tǒng)搜索器件復(fù)合查找方式查找?guī)煸谑摚捕唔摚?022年，8月28日首先確保你處于元件模式（單擊模型選擇工具欄的按鈕，可切換至元件模式）。注：某些終端的使用需切換至終端模式在對象選擇器中選擇器件，這時(shí)，在預(yù)覽窗口中將顯示選取器件的預(yù)覽；移動鼠標(biāo)到編輯窗口單擊左鍵，將出現(xiàn)一個(gè)該器件的虛影；再次點(diǎn)擊左鍵，器件將被放置到編輯窗口中。器件旋轉(zhuǎn)可以在器件放置完畢后進(jìn)行。選中器件，點(diǎn)擊旋轉(zhuǎn)按鈕可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作。元器件放置第十四頁，共二十七頁，2022年，8月28日連線放置好器件以后，即可開始進(jìn)行連線，ProteusISIS有2種連線模式。（1）自動連線模式開始放置連線后，連線將隨著鼠標(biāo)以直角方式移動，直至到達(dá)目標(biāo)位置。（2）無模式連線此時(shí)，在ProteusISIS中連線可以任意放置或編輯，不一定是直角。注意：在系統(tǒng)自動連線模式中，如果用戶只是在兩個(gè)連接點(diǎn)單擊，Proteus的線路自動路徑功能（簡稱WAR）將選擇一個(gè)合適的線徑。如果用戶想自己決定走線路徑，只需在想要拐點(diǎn)處點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵即可。在系統(tǒng)自動連線模式中，按住Ctrl鍵，系統(tǒng)將切換到無模式，可以利用此方法繪制折線。（3）動態(tài)光標(biāo)顯示連線過程中，光標(biāo)樣式會隨不同動作而變化。起始點(diǎn)是綠色鉛筆，過程是白色鉛筆，結(jié)束點(diǎn)是綠色鉛筆，在畫線過程左鍵單擊可以產(chǎn)生轉(zhuǎn)折點(diǎn)。第十五頁，共二十七頁，2022年，8月28日連線畫總線為了簡化原理圖，Proteus支持用一條導(dǎo)線代表數(shù)條并行的導(dǎo)線，這就是總線。單擊工具箱的總線按鈕，即可在編輯窗口畫總線。這時(shí)工作平面上將出現(xiàn)十字形光標(biāo)，將十字形光標(biāo)移至要連接的總線分支處單擊鼠標(biāo)左鍵，系統(tǒng)將彈出十字形光標(biāo)并拖著一條較粗的線，將十字光標(biāo)移至另一個(gè)總線分支處單擊，一條總線就畫好了。畫總線分支線點(diǎn)擊工具箱按鈕，畫總線分支線，它是用來連接總線和元器件管腳的。放置線路節(jié)點(diǎn)如果在交叉點(diǎn)有電路節(jié)點(diǎn)，則認(rèn)為兩條導(dǎo)線在電氣上是相連的，否則就認(rèn)為它們在電氣上是不相連的。ProteusISIS在畫導(dǎo)線時(shí)能夠智能地判斷是否要放置節(jié)點(diǎn)。在兩條導(dǎo)線交叉時(shí)是不放置節(jié)點(diǎn)的，這時(shí)要想兩個(gè)導(dǎo)線電氣相連，只有手工放置節(jié)點(diǎn)了。單擊工具箱的節(jié)點(diǎn)放置按鈕“+”后，把鼠標(biāo)指針移到編輯窗口并指向一條導(dǎo)線時(shí)，就會出現(xiàn)一個(gè)“×”號，這時(shí)單擊左鍵就能放置一個(gè)節(jié)點(diǎn)。第十六頁，共二十七頁，2022年，8月28日標(biāo)注器件對于每一個(gè)元件，它都有對應(yīng)的編號，電阻、電容還有相應(yīng)的量值。默認(rèn)情況下可以由ProteusISIS的工具菜單下的實(shí)時(shí)標(biāo)注（RealTimeAnnotation）命令實(shí)現(xiàn)的。元件標(biāo)簽的位置和可視性完全由用戶控制，可以改變?nèi)≈怠⒁苿游恢没螂[藏這些信息?？梢酝ㄟ^器件編輯（EditComponet）對話框設(shè)置相關(guān)選項(xiàng)：更改元件的名稱或量值等。元件標(biāo)簽可以移動。比如，需要在標(biāo)簽的位置放置連線時(shí)，就需要移動標(biāo)簽騰出空間。第十七頁，共二十七頁，2022年，8月28日標(biāo)注器件ProteusISIS提供四種方式來標(biāo)注（命名）器件：1、手動標(biāo)注進(jìn)入對象EditProperties對話框進(jìn)行設(shè)置。2、屬性分配工具（PAT）使用這個(gè)工具可以放置固定或遞增的標(biāo)注。3、全局標(biāo)注器對原理圖中所有器件進(jìn)行自動標(biāo)注。4、實(shí)時(shí)標(biāo)注此選項(xiàng)使能后，在器件放置后會自動獲得標(biāo)注。一般來說，實(shí)時(shí)標(biāo)注是默認(rèn)使能的，可以在繪圖完畢后再使用屬性分配工具（PAT）或自動標(biāo)注工具進(jìn)行標(biāo)注的調(diào)整。第十八頁，共二十七頁，2022年，8月28日6.3PROTEUSISIS下8086的仿真基于8086微處理器的仿真是PROTEUS7.5以上版本新增的功能。PROTEUSVSM8086是Intel8086處理器的指令和總線周期仿真模型。它能通過總線驅(qū)動器和多路輸出選擇器電路連接RAM和ROM及不同的外圍控制器。目前的模型能仿真最小模式中的所有的總線信號和器件的操作時(shí)序，但是對最大模式的支持還沒有實(shí)現(xiàn)。此外，因?yàn)閮?nèi)部存儲區(qū)域能被定義，所以外部總線行為的仿真不需要編程獲取和數(shù)據(jù)存儲讀/寫的操作8086模型支持直接加載BIN、COM和EXE格式的文件到內(nèi)部RAM中去，而不需要DOS，并且允許對Microsoft(Codeview)和Borland格式中包含了調(diào)試信息的程序可以進(jìn)行源和/或反匯編級別的調(diào)試，因此源碼編譯和鏈接過程的參數(shù)相當(dāng)重要。。第十九頁，共二十七頁，2022年，8月28日8086模型的基本屬性屬性默認(rèn)值描述時(shí)鐘1MHz指定處理器的時(shí)鐘頻率。在外部時(shí)鐘被選中的情況下此屬性被忽略。外部時(shí)鐘NO指定是否使用內(nèi)部時(shí)鐘模式，或是響應(yīng)已經(jīng)存在CLK引腳上的外部時(shí)鐘信號。注意，使用外部時(shí)鐘模式會明顯的減慢仿真的速度。編程-指定一個(gè)程序文件并加載到模型的內(nèi)部存儲器中。程序文件可以是二進(jìn)制文件、與MS-DOS兼容的COM文件或是EXE格式的程序。程序段0x0000決定外部程序加載到內(nèi)部存儲器中的位置。內(nèi)部存儲單元0x0000內(nèi)部仿真存儲區(qū)的位置。內(nèi)部存儲容量0x0000內(nèi)部仿真存儲區(qū)的大小。第二十頁，共二十七頁，2022年，8月28日仿真過程示例第二十一頁，共二十七頁，2022年，8月28日原理圖說明該電路利用8086微處理器，根據(jù)讀取到的開關(guān)K0~K7的狀態(tài)，控制發(fā)光二極管LED0~LED7按一定的規(guī)律發(fā)光。第二十二頁，共二十七頁，2022年，8月28日第二十三頁，共二十七頁，2022年，8月28日程序說明1、設(shè)置外部代碼編譯器①將masm32文件夾（包含匯編程序ml.exe、鏈接程序link.exe和批處理文件masm32.bat）拷貝到D盤根目錄下，并修改masm32.bat文件的有關(guān)內(nèi)容。②啟動PROTEUSISIS后，選擇菜單Source→DefineCodeGenerationTools命令，單擊“New”按鈕后，添加新的外部8086匯編編譯器。③在新建外部編譯器窗口上，單擊“Browse”按鈕，打開masm32文件夾，選中masm32.bat文件，完成代碼生成規(guī)則的設(shè)置。2、為仿真添加代碼選擇Source菜單下的“Add/RemoveSourceFiles”命令，新建或添加合適的匯編程序第二十四頁，共二十七頁，2022年，8月28日masm32.bat說明@ECHOOFFD:\masm32\ml/c/Zd/Zi%1setstr=%1setstr=%str:~0,-4%D:\masm32\link/CODEVIEW%str%.obj,%str%.exe,nul.map注意：匯編和鏈接時(shí)的參數(shù)確保了生成的程序中包含了調(diào)試信息第二十五頁，共二十七頁，2022年，8月28日3、在菜單Source命令下選中所添加的代碼文件，即可打開源代碼編輯窗口，輸入并保存匯編源程序，如下圖4、選擇Source菜單下的“BuildAll”