單片機(jī)仿真器PROTEUS,教程,用法.ppt

1、PROTEUS的用法,單片機(jī)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(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用,1.PROTEUS簡介 2.PROTEUS ISIS的特點(diǎn) 3.PROTEUS VSM仿真與分析 4.微處理器系統(tǒng)仿真 5.電路設(shè)計(jì)與仿真實(shí)例 6.PROTEUS ARES應(yīng)用介紹 7.從概念到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)實(shí)例,PROTEUS簡介,Proteus 是一個(gè)基于ProSPICE混合模型仿真器的，完整的嵌入式系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)。 ISIS智能原理圖輸入系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真的基本平臺(tái)。 ARES 高級(jí)PCB布線編輯軟件。,PROTEUS簡介,在Proteus中, 從原理圖設(shè)

2、計(jì)、單片機(jī)編程、系統(tǒng)仿真到PCB設(shè)計(jì)一氣呵成。真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。,ISIS （智能原理圖輸入系統(tǒng)）的特點(diǎn),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。 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(dòng)連線：ISIS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 ：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(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1：PWM電機(jī)控制,混合顯示仿真圖表,動(dòng)態(tài)器件使仿真直觀生動(dòng),CPU可加載程序運(yùn)行,原理圖示例2：鎖相環(huán)電路

3、層次設(shè)計(jì),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(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(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(gè)電路分析是在ISIS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(hào)； 電路激勵(lì)系統(tǒng)的多種激勵(lì)信號(hào)源； 虛擬儀器用于觀測電路的運(yùn)行狀況； 曲線圖表用于分析電路的參數(shù)指標(biāo)。,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 箭頭顯示電流方向,探針實(shí)

4、時(shí)顯示 電壓/電流值,仿真暫停時(shí) 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(shù)字仿真中 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。 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(shí)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(lì)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(shù)脈沖發(fā)生器。 SFFM：單頻率調(diào)頻波信號(hào)發(fā)生器。 Pwlin：任意分段線性脈沖信號(hào)發(fā)生器。 File：Fi

5、le信號(hào)發(fā)生器。數(shù)據(jù)來源于ASCII文件。 Audio：音頻信號(hào)發(fā)生器。數(shù)據(jù)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(hào)發(fā)生器。 DPulse：單周期數(shù)字脈沖發(fā)生器。 DClock：數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器。 DPattern：模式信號(hào)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(jì)數(shù)/定時(shí)器(COUNTER TIMER) 虛擬終端(VIRUAL TERMINAL) 信號(hào)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(diào)試器(SPI DEBUGGER) I2C調(diào)試器(I2C DEBUGGER),I2C總線 調(diào)試窗口,仿真工具曲線圖表,模擬圖表（ANALOGUE） 數(shù)字圖表 (DIGITAL) 混合分析圖表 (MIXED) 頻率分析圖表 (FREQUENCY) 轉(zhuǎn)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(shí)例一（模擬電路）,仿真時(shí)的示波器窗口,虛擬示波器,激勵(lì)源,電壓探針,交互式仿真實(shí)例二（單片機(jī)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(yùn)行游戲程序,高級(jí)仿真（ASF）實(shí)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(shí)間變化的曲線。,高級(jí)仿真（ASF）實(shí)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(chǎn) 生的噪聲電壓清單。,PROTEUS微處理器系統(tǒng)仿真,單片機(jī)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(diào)試代碼，并直觀地看到仿真結(jié)果。 CPU模型有ARM7（LPC21xx）、PIC、Atmel AVR、Motorola HCXX以及8051/8052系列。同時(shí)模型庫中包含了LED/LCD顯示、鍵盤、按鈕、開關(guān)、常用電機(jī)等通用外圍設(shè)備。 VSM甚至能仿真多個(gè)CPU，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)。,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(jī)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(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)輸出結(jié)果,實(shí)時(shí)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(shí)際溫度測量板,PROTEUS仿真電路,通過COMPIM模型，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,串行電纜,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,程序調(diào)試斷點(diǎn),處理器程序計(jì)數(shù)器的當(dāng)前位置,SFR存儲(chǔ)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(yīng)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(huì)被自動(dòng)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(gè)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(jìn)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(jìn)行仿真。,PROTEUS與Keil聯(lián)調(diào),Keil處于運(yùn)行狀態(tài),PROTEUS同時(shí) 進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài),PROTEUS下的C源碼調(diào)試,按單步鍵，可直接觀察、調(diào)試C 代碼,5.電路設(shè)計(jì)與仿真實(shí)例實(shí)例1:單片機(jī)雙機(jī)通信1)電路設(shè)計(jì),2)程序設(shè)計(jì),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(shí)例2:單片機(jī)中斷應(yīng)用1)電路設(shè)計(jì),2)程序設(shè)計(jì),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(shí)例3:12864與單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì),1.電路設(shè)計(jì),系統(tǒng)仿真,PROTEUS ARES應(yīng)用簡介,一、 ARES (Advanced Routing and Editing Software)的基本特點(diǎn): 1.支持16個(gè)銅箔層,2個(gè)絲印層,4個(gè)機(jī)械層; 2.自動(dòng)回注,支持引腳交換和門交換; 3.豐富的器件庫(包括SM782標(biāo)準(zhǔn)的SMT封裝庫); 4.三維PCB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Gerbe

16、r文件.,PROTEUS ARES應(yīng)用簡介,二、從ISIS到ARES 在ISIS中設(shè)計(jì)好的原理圖，確認(rèn)器件封裝正確后，點(diǎn)擊工具欄的“ARES”命令按鈕 就可以直接導(dǎo)出網(wǎng)絡(luò)表并自動(dòng)打開ARES。 三、PCB的布局布線 用2D工具在Board Edge（板邊）層設(shè)計(jì)PCB外框 設(shè)置布線策略（Set Strategies） 自動(dòng)或人工器件布局（Place） 進(jìn)行布線（Route）,PROTEUS ARES應(yīng)用布線策略,網(wǎng)絡(luò)選擇,導(dǎo)線和過孔定義,板層設(shè)定,安全間距設(shè)定,PROTEUS ARES應(yīng)用布局布線,器件布局（自動(dòng)手工）,自動(dòng)布線,PROTEUS ARES應(yīng)用簡介,四、規(guī)則檢查 DRC（設(shè)計(jì)規(guī)則

17、檢查） ERC（電氣規(guī)則檢查） 五、設(shè)計(jì)輸出 可分層輸出Gerber文件用以PCB制板。,輸出層設(shè)置,Gerber格式,PROTEUS ARES應(yīng)用預(yù)覽功能,Proteus7支持PCB板的三維預(yù)覽，便于觀察器件布局和展示 設(shè)計(jì)結(jié)果，用戶還可以自建3ds格式的3D顯示模型,PCB三維預(yù)覽,元件三維預(yù)覽,7.從概念到產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)例直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì),從概念到產(chǎn)品設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)流程 1)傳統(tǒng)的產(chǎn)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(jìn)行測試； 沒有系統(tǒng)硬件就很難對軟件進(jìn)行調(diào)試； 一旦出現(xiàn)問題,又得從重新做板.,2)基于PROTEUS的電子產(chǎn)品開放流程,優(yōu)點(diǎn)： 只要完成原理圖設(shè)計(jì)就可用于系統(tǒng)的測試了；