第6章Proteus仿真平台的使用.ppt
第6章 Proteus仿真平台的使用,内容安排,6.1 Proteus简介,Proteus是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真及印制电路板设计软件，它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析各种模拟电路与集成电路。Proteus提供了大量模拟与数字元器件及外部设备，各种虚拟仪器，特别是它具有对常用控制芯片及其外围电路组成的综合系统的交互仿真功能。,Proteus主要由ISIS和ARES两部分组成，ISIS的主要功能是原理图设计及与电路原理图的交互仿真，ARES主要用于印制电路板的设计。,6.2 Proteus ISIS基本使用,可视化界面及工具,图形编辑窗口（The Editing Window）,本区域是用来绘制原理图的主区域。整个窗口右半部分灰色空白处是可编辑区，元件要放到它里面，有利于后期生成网表用于ARES。 相关概念 1、坐标系统（CO-ORDINATE SYSTEM） Proteus ISIS中坐标系统的基本单位是10nm，这样设置的目的主要是为了和Proteus ARES保持一致。但坐标系统的识别（read-out）单位被限制在1th（毫英寸）。坐标原点默认在图形编辑区的中间，图形的坐标值能够显示在屏幕的右下角的状态栏中。,图形编辑窗口（The Editing Window）,2、点状栅格（The Dot Grid）与捕捉到栅格（Snapping to a Grid） 编辑窗口内有点状的栅格，可以通过View菜单的Grid命令在打开和关闭间切换。点与点之间的间距由当前捕捉的设置决定。捕捉的尺度可以由菜单ViewSnap命令设置 3、实时捕捉（Real Time Snap） 当鼠标指针指向管脚末端或者导线时，鼠标指针将会捕捉到这些物体，这种功能被称为实时捕捉，该功能可以方便的实现导线和引脚的连接。 4、视图的缩放与移动 视图的缩放与移动可以通过如下3种方式： 单击预览窗口中想要显示的位置，这将使编辑窗口显示以鼠标单击处为中心的内容。 在编辑窗口内移动鼠标，按下SHIFT键，用鼠标“撞击”边框，这会使显示平移。我们把这称为Shift-Pan。 用鼠标指向编辑窗口并按缩放键或者操作鼠标的滚动键，会以鼠标指针位置为中心重新显示。,ISIS界面介绍,预览窗口（The Overview Window） 该窗口通常显示整个电路图的缩略图。当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，并会显示一个蓝绿色的方框，方框里面的内容就是当前原理图编辑窗口中显示的区域（在预览窗口上点击鼠标左键，矩形蓝绿框也会出现）。因此，可用鼠标在预览窗口中点击来改变绿色方框的位置，从而改变原理图的可视范围。,ISIS界面介绍,3、模型选择工具栏（Mode Selector Toolbar） 模型选择工具栏由主要模型选择工具、配件选择工具和2D图形选择工具这几部分组成。 4、元件列表（The Object Selector） 用于挑选元件（Components）、终端接口（Terminals）、信号发生器（Generators ）、仿真图表（Graph）等。例如，当你选择“元件”（Components），单击“P”按钮会打开挑选元件对话框，选择了一个元件（单击了“OK”）后，该元件会在元件列表中显示。以后要用到该元件时，只需在元件列表中选择即可。,ISIS界面介绍,5、方向工具栏（Orientation Toolbar） 先右键单击元件，再点击（左击）相应的旋转图标。 6、仿真控制动作工具栏 用以控制仿真过程的起停等 7、系统可视工具 围绕对象的虚线框 当鼠标掠过元件、符号、图形等对象时，将出现围绕对象的虚线框，即提示用户可以通过鼠标点击对此元件进行操作 有智能识别功能的鼠标 鼠标对界面有智能识别功能，即鼠标会自动根据功能改变显示的式样,ISIS的基本操作,1、绘制原理图 绘制原理图是ISIS仿真的主要工作之一，必须在原理图编辑窗口中的编辑区域内完成。 2、定制自己的元件 有三种方法定制自己的元件： （1）用PROTEUS VSM SDK 开发仿真模型，并制作元件； （2）在已有的元件基础上进行改造。例如，把元件改为总线接口的； （3）利用已制作好（现成）的元件。可以到网上下载一些新元件并把它们添加到自己的元件库里面。 3、子电路应用 用一个子电路（Sub-Circuits）可以把部分电路封装起来，这样做可以节省原理图窗口的空间。,简单电路的绘制,元件的查找与选取,PROTEUS ISIS 提供包含8000个部件的元件库，包括：标准符号，三极管，二极管，热离子管，TTL，CMOS，微处理器以及存储器部件，PLDs，模拟ICs和运算放大器。 注意：想要实现程序控制过程的仿真，需选用支持VSM仿真的元件库。 PROTEUS ISIS提供多种从元件库查找并选取元件的方法。 利用对象选择器打开器件库 利用编辑窗口的快捷菜单打开器件库 利用元件名搜索器件 在Keywords区域输入相关关键字搜索器件 按照元件的逻辑命名习惯搜索器件 通过索引系统搜索器件 复合查找方式查找库元件,首先确保你处于元件模式（单击模型选择工具栏的 按钮，可切换至元件模式）。 注：某些终端的使用需切换至终端模式 在对象选择器中选择器件，这时，在预览窗口中将显示选取器件的预览；移动鼠标到编辑窗口单击左键，将出现一个该器件的虚影；再次点击左键，器件将被放置到编辑窗口中。 器件旋转可以在器件放置完毕后进行。选中器件，点击旋转按钮可进行旋转操作。,元器件放置,连线,放置好器件以后，即可开始进行连线，Proteus ISIS有2种连线模式。 （1）自动连线模式 开始放置连线后，连线将随着鼠标以直角方式移动，直至到达目标位置。 （2）无模式连线 此时，在Proteus ISIS中连线可以任意放置或编辑，不一定是直角。 注意： 在系统自动连线模式中，如果用户只是在两个连接点单击， Proteus的线路自动路径功能（简称WAR） 将选择一个合适的线径。如果用户想自己决定走线路径，只需在想要拐点处点击鼠标左键即可。 在系统自动连线模式中，按住Ctrl键，系统将切换到无模式，可以利用此方法绘制折线。 （3）动态光标显示 连线过程中，光标样式会随不同动作而变化。起始点是绿色铅笔，过程是白色铅笔，结束点是绿色铅笔，在画线过程左键单击可以产生转折点。,连线,画总线 为了简化原理图，Proteus支持用一条导线代表数条并行的导线，这就是总线。单击工具箱的总线按钮 ，即可在编辑窗口画总线。这时工作平面上将出现十字形光标，将十字形光标移至要连接的总线分支处单击鼠标左键，系统将弹出十字形光标并拖着一条较粗的线，将十字光标移至另一个总线分支处单击，一条总线就画好了。 画总线分支线 点击工具箱按钮，画总线分支线，它是用来连接总线和元器件管脚的。 放置线路节点 如果在交叉点有电路节点，则认为两条导线在电气上是相连的，否则就认为它们在电气上是不相连的。Proteus ISIS在画导线时能够智能地判断是否要放置节点。在两条导线交叉时是不放置节点的，这时要想两个导线电气相连，只有手工放置节点了。单击工具箱的节点放置按钮“+”后，把鼠标指针移到编辑窗口并指向一条导线时，就会出现一个“×”号，这时单击左键就能放置一个节点。,标注器件,对于每一个元件，它都有对应的编号，电阻、电容还有相应的量值。默认情况下可以由Proteus ISIS的工具菜单下的实时标注（Real Time Annotation）命令实现的。 元件标签的位置和可视性完全由用户控制，可以改变取值、移动位置或隐藏这些信息。可以通过器件编辑（Edit Componet）对话框设置相关选项：更改元件的名称或量值等。 元件标签可以移动。比如，需要在标签的位置放置连线时，就需要移动标签腾出空间。,标注器件,Proteus ISIS提供四种方式来标注（命名）器件： 1、手动标注 进入对象Edit Properties对话框进行设置。 2、属性分配工具（PAT） 使用这个工具可以放置固定或递增的标注。 3、全局标注器 对原理图中所有器件进行自动标注。 4、实时标注 此选项使能后，在器件放置后会自动获得标注。 一般来说，实时标注是默认使能的，可以在绘图完毕后再使用属性分配工具（PAT）或自动标注工具进行标注的调整。,6.3 PROTEUS ISIS下8086的仿真,基于8086微处理器的仿真是PROTEUS 7.5以上版本新增的功能。PROTEUS VSM 8086是Intel 8086处理器的指令和总线周期仿真模型。它能通过总线驱动器和多路输出选择器电路连接RAM和ROM及不同的外围控制器。目前的模型能仿真最小模式中的所有的总线信号和器件的操作时序，但是对最大模式的支持还没有实现。此外，因为内部存储区域能被定义，所以外部总线行为的仿真不需要编程获取和数据存储读/写的操作 8086模型支持直接加载BIN、COM和EXE格式的文件到内部RAM中去，而不需要DOS，并且允许对Microsoft(Codeview)和Borland格式中包含了调试信息的程序可以进行源和/或反汇编级别的调试，因此源码编译和链接过程的参数相当重要。 。,8086模型的基本属性,仿真过程示例,原理图说明,该电路利用8086微处理器，根据读取到的开关K0K7的状态，控制发光二极管LED0LED7按一定的规律发光。,程序说明,1、设置外部代码编译器 将masm32文件夹（包含汇编程序ml.exe、链接程序link.exe和批处理文件masm32. bat）拷贝到D盘根目录下，并修改masm32.bat文件的有关内容。 启动PROTEUS ISIS后，选择菜单SourceDefine Code Generation Tools命令 ，单击“New”按钮后，添加新的外部8086汇编编译器。 在新建外部编译器窗口上，单击“Browse”按钮，打开masm32文件夹，选中masm32.bat 文件，完成代码生成规则的设置。 2、为仿真添加代码 选择Source 菜单下的“Add/Remove Source Files”命令，新建或添加合适的汇编程序,masm32.bat说明,ECHO OFF D:masm32ml /c /Zd /Zi %1 set str=%1 set str=%str:0,-4% D:masm32link /CODEVIEW %str%.obj,%str%.exe,nul.map 注意：汇编和链接时的参数确保了生成的程序中包含了调试信息,3、在菜单Source命令下选中所添加的代码文件，即可打开源代码编辑窗口，输入并保存汇编源程序，如下图 4、选择Source 菜单下的“Build All”命令，可编译源代码，生成可执行程序。,程序代码的添加,仿真调试,1、单击仿真盘框中的运行按钮，电路进入仿真状态。 通过单击开关，来回切换开关的状态，观察发光二极管的变化。此例中，某开关闭合，则点亮与该开关序号相同的发光二极管。 2、点击仿真盘框中的暂停按钮可使电路从仿真状态切换到调试状态。 调试窗口可以通过Debug菜单选出显示，如源程序调试窗口、寄存器窗口、内存查看窗口； 程序执行到某处，在该行程序的最多边会有一个红色的箭头出现，同时这行程序呈处于高亮状态。,
