基于Proteus的单片机仿真

基于Proteus的单片机仿真

第一章Proteus软件介绍

Proteus软件是由英国Labcenter Electronics公司开发的EDA工具软件，已有近20年的历史，在全球得到了广泛应用。Proteus软件的功能强大，它集电路设计、电路仿真及制版等多种功能于一身，不仅能够对电工、电子技术学科涉及的电路进行设计与分析，还能够对微处理器进行设计和仿真，并且功能齐全，界面多彩，是近年来备受电子设计爱好者青睐的一款电子线路设计与仿真软件。

1、1Proteus软件组成

Proteus系统包括ISIS.EXE（电路原理图设计、电路原理仿真）、ARES.EXE （印刷电路板设计）两个主要程序三大基本功能。Proteus组合了高级原理布图、混合模式SPICE仿真，PCB设计以及自动布线功能，从而实现了一个完整的电子设计系统。

Proteus软件由以下6部分组成：

（1）原理图输入系统ISIS；（2）混合模型仿真器；

（3）动态器件库；（4）高级图形分析模块；

（5）处理器仿真模型VSM；（6）PCB设计编辑ARES。

1、2基于Proteus软件产品开发流程

基于Proteus电子产品开发流程如图：

基于Proteus产品设计优点：

（1）完成原理图设计之后就可以进行电路调试与仿真；

（2）交互式仿真特性使得软件的调试与测试能在设计电路板之前完成；

硬件设计的改动容易的如同软件设计改动一样简单。

（3）设计者可以从Proteus原理图库中调用所需库元件，然后通过合适连线即可。单片机内可通过单击单片机芯片加入已编译好的十六进制程序文件，然后运行仿真即可。

1、3仿真方式与虚拟仪器

Proteus软件的ISIS原理图设计界面同时还支持电路仿真模式VSM(虚拟仿真模式)。当电路元件在调用时，我们选用具有动画演示功能的器件或具有仿真模型的器件，当电路连接完成无误后，直接运行仿真按钮，即可实现声、光、动等逼真的效果，以检验电路硬件及软件设计的对错，非常直观，下面是一个基于8051单片机的系统仿真效果图，该系统用液晶屏LCD1602显示当前时间温度信息，还具有按键校准时间的功能。

Proteus VSM有两种不同的仿真方式：交互式仿真和基于图表的仿真。

交互式仿真——实时直观地反映电路设计的仿真结果，如上图。

基于图表的仿真(ASF)——用来精确分析电路的各种性能，如频率特性、噪声特性等。这依赖于Proteus提供的各种功能强大的虚拟仪器。下图是“基于DAC0832的锯齿波发生器设计”的设计，用虚拟示波器oscilloscope观察输出锯齿波波形。

Proteus VSM中的整个电路分析是在ISIS原理图设计模块下延续下来的，原理图中可以包含以下仿真工具：

探针——直接布置在线路上，用于采集和测量电压/电流信号；

电路激励——系统的多种激励信号源；

虚拟仪器——用于观测电路的运行状况；

曲线图表——用于分析电路的参数指标。

1.仿真工具——激励源

DC：直流电压源。

Sine：正弦波发生器

Pulse：脉冲发生器

Exp：指数脉冲发生器

SFFM：单频率调频波信号发生器

Pwlin：任意分段线性脉冲信号发生器

File：File信号发生器，数据来源于ASCII文件

Audio：音频信号发生器，数据来源于wav文件

DState：单稳态逻辑电平发生器

DEdge：单边沿信号发生器

DPulse：单周期数字脉冲发生器

DClock：数字时钟信号发生器

DPattern：模式信号发生器

各种激励源

2.仿真工具——虚拟仪器

虚拟示波器(OSCILLOSCOPE)

逻辑分析仪(LOGIC ANALYSER)

计数器、定时器(COUNTER TIMER)

虚拟终端(VIRUAL TERMINAL)

信号发生器(SIGNAL GENERATOR)

模式发生器(PATTERN GENERATOR)

交直流电压表和电流表(AC/DC voltmeters/ammeters) SPI调试器(SPI DEBUGGER)

I2C调试器(I2C DEBUGGER)

四通道数字示波器

第二章、Proteus7Professional界面简介运行Proteus7Professional会出现以下窗口界面：

为了方便介绍，分别对窗口内各部分进行中文说明（见上图）。下面简单介绍各部分的功能：

1．原理图编辑窗口（The Editing Window）：是用来绘制原理图的，蓝色方框内为可编辑区，元件要放到它里面。这个窗口是没有滚动条，可用预览窗口来改变原理图的可视范围。

2．预览窗口（The Overview Window）：它可显示两个内容，一个是：当你在元件列表中选择一个元件时，它会显示该元件的预览图；另一个是，当你的鼠标焦点落在原理图编辑窗口时（即放置元件到原理图编辑窗口后或在原理图编辑窗口中点击鼠标后），它会显示整张原理图的缩略图，并会显示一个绿色的方框，绿色的方框里面的内容就是当前原理图窗口

中显示的内容，因此，你可用鼠标在它上面点击来改变绿色的方框的位置，从而改变原理图的可视范围。

(请熟悉以下工具栏，第四章“实例”部分会用到)

3．模型选择工具栏（Mode Selector Toolbar）：主要模型（Main Modes）：

1*选择元件（components）（默认选择的）

2*放置连接点

3*放置标签（用总线时会用到）

4*放置文本

5*用于绘制总线

6*用于放置子电路