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1、1 1/46/46单片机系统的单片机系统的PROTEUSPROTEUS 设计与仿真设计与仿真 ( (电子技术课程设计电子技术课程设计) ) 夏新恩夏新恩PROTEUS下电路原理 图设计绘制方法2 2/46/46第第1 1章章 PROTEUSPROTEUS概述概述 1.1 PROTEUS1.1 PROTEUS结构体系结构体系 ( (英国英国Labcenter electronicsLabcenter electronics公司研发公司研发 ) ) PROTEUSPROTEUS VSM(PROTEUS虚拟系统模型)ISIS(智能原理图输入系统) PROSPICE 微控制器CPU库 元器件和VSM动
2、态器件库 ASF (高级图表仿真) PROTEUS PCB DESIGNISIS(智能原理图输入系统) ASF(高级图表仿真) ARES(高级布线编辑软件)PROSPICE：混合模型仿真器; ASF(Advanced Simulation Feature)：高级图表仿真; PROTEUS PCB DESIGN：PROTEUS印制电路板设计; ARES(Advanced Routing and Editing Software)：高级布线编辑软件; ISIS(Intelligent Schematic Input System)：智能原理图输入系统。3 3/46/461.2 PROTEUS1.2
3、 PROTEUS对计算机系统的要求对计算机系统的要求 200MHz200MHz或更高的奔腾或更高的奔腾CPUCPU； Win98Win98MeMe20002000XPXP或更高版本的操或更高版本的操 作系统；作系统； 64MB64MB或以上的可用硬盘空间；或以上的可用硬盘空间； 64MB64MB或以上的或以上的RAMRAM空间；空间； 鼠标或其他指示装置等。鼠标或其他指示装置等。4 4/46/461.3 PROTEUS1.3 PROTEUS的主要功能的主要功能 1.3.1 PROTEUS VSM1.3.1 PROTEUS VSM功能功能 数字电路模拟电路的设计与仿真数字电路模拟电路的设计与仿真
4、 数模混合电路的设计与仿真数模混合电路的设计与仿真 单片机与单片机与外设外设的软硬件系统的设计和仿真的软硬件系统的设计和仿真 1.3.2 PROTEUS PCB1.3.2 PROTEUS PCB设计功能设计功能 高性能网表的设计系统高性能网表的设计系统 ISISISIS原理图捕捉和原理图捕捉和ARES PCBARES PCB输出程序输出程序 基本的基本的SPICESPICE仿真能力，可加入仿真能力，可加入ASFASF来扩展来扩展 该功能。该功能。 5 5/46/461.4 PROTEUS VSM1.4 PROTEUS VSM主要模块与资源主要模块与资源 1.4.1 PROTEUS ISIS(1
5、.4.1 PROTEUS ISIS(智能原理图输入系统智能原理图输入系统) ) 智能原理图设计、绘制和编辑的环境智能原理图设计、绘制和编辑的环境 数字、模拟及数数字、模拟及数/ /模混合电路设计与仿真的环境模混合电路设计与仿真的环境 单片机与外设的设计、仿真和协同仿真环境单片机与外设的设计、仿真和协同仿真环境( (设计与设计与 仿真平台仿真平台) ) 提供了单片机与外设的设计方法提供了单片机与外设的设计方法 提供了单片机系统的实时交互式仿真的结构体系；提供了单片机系统的实时交互式仿真的结构体系； 提供了单片机编辑源程序、产生目标代码的管理系统提供了单片机编辑源程序、产生目标代码的管理系统 ；
6、提供了单片机系统仿真测试的虚拟仪器和提供了单片机系统仿真测试的虚拟仪器和ASFASF6 6/46/46 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS主要特点：主要特点： 个性化的编辑环境：个性化的编辑环境：自定义线宽、填充类型、颜色、字体自定义线宽、填充类型、颜色、字体 等；等； 快捷选取快捷选取/ /放置元器件：放置元器件：通过模糊搜索可快速选取库中元器通过模糊搜索可快速选取库中元器 件，放置、编辑元器件方便、快速；件，放置、编辑元器件方便、快速； 自动捕捉、布线：自动捕捉、布线：鼠标驱动绘图，器件为导向自动布线，鼠标驱动绘图，器件为导向自动布线， 自动放置连线、点等；自动放置连线、点等
7、； 丰富的元器件库：丰富的元器件库：ISISISIS的库中有的库中有TTLTTL、CMOSCMOS、ECLECL元件、元件、 微控制器、存储器和模拟集成电路，还有二极管、双极性晶微控制器、存储器和模拟集成电路，还有二极管、双极性晶 体管、场效应管等半导体器件，总共有体管、场效应管等半导体器件，总共有80008000多个多个( (包括包括PCBPCB封封 装装) )； 可视化可视化PCBPCB封装工具：封装工具：对元器件对元器件PCBPCB封装及封装及PCBPCB图预览；图预览； 层次化设计：层次化设计：子电路器件和属性值参数化的层次化设计；子电路器件和属性值参数化的层次化设计； 总线支持：总线
8、支持：电路端口、器件引脚和页内终端总线化的设计电路端口、器件引脚和页内终端总线化的设计 ； 属性管理：属性管理：器件文本属性编辑和外数据库引入；器件文本属性编辑和外数据库引入； 电气规则检查、元器件报告清单等；电气规则检查、元器件报告清单等； 输出网络格式：输出网络格式：Labcenter SDFLabcenter SDF、SPICESPICE、SPICE-AGESPICE-AGE、 TangoTango、BoardMakerBoardMaker等。等。7 7/46/461.4.2 PROSPICE1.4.2 PROSPICE混合模型仿真器混合模型仿真器( (结合结合ISISISIS使用的混合
9、模型仿真器使用的混合模型仿真器) ) SPICESPICE模拟仿真器内核模拟仿真器内核 快速事件驱动数字仿真器快速事件驱动数字仿真器 可选用众多厂家提供的可选用众多厂家提供的SPICESPICE模型模型 在在PROSPICE VSMPROSPICE VSM中约有中约有60006000个模型个模型8 8/46/461.4.3 1.4.3 单片机模型库单片机模型库 表表1-2 PROTEUS VSM1-2 PROTEUS VSM单片机模型单片机模型 单片机模型系列单片机模型80518052系列通用的80C3l、80C32、80C51、80C52、80C54和80C58 Atmel AT89C51、
10、AT89C52和AT89C54 Atmel AT89C51RB2、AT89C5lRC2和AT89C51RD2(X2和SPI没有模型) Philips P87C51FX、P87C51RX+(如FA、FB、FC RA+、RB+、RC+、RD+ 等系列)Microchip PIC系列PICl0、PICl2C5XX、PICl2C6XX、PICt2F6XX、PICl6C6XX、PICl6C7X、 PICl6F8X、 PICl6F87X、PICl6F62X、PICl8FAtmelAVR系列现有型号Motorola HCI l系列MC68HCl 1A8、MC68HC11E9Parallax Basic St
11、amp系列BSI、BS2、BS2e、BS2sx、BS2p24、BS2p40、BS2peARM7，LPC2000系列LPC2 104、LPC2105、LPC2106、LPC2 114、LPC2124、ARM7TDMI和 ARM7TDMI-S 核心模犁9 9/46/46表表1-3 PROTEUS VSM1-3 PROTEUS VSM单片机模型功能单片机模型功能实时仿真中断仿真辅助设备仿真指令系统仿真SPI仿真12C/TWI仿真Pin操作仿真MSSP仿真模拟比较器仿真定时器仿真PSP仿真外部存储器仿真UARTUSART EUSARTs仿真ADC仿真实时时钟仿真1010/46/46表表1-4 PROT
12、EUS VSM1-4 PROTEUS VSM单片机模型通用调试能力单片机模型通用调试能力工具/语言支持断点支持监视窗口 汇编器标准断点实时显示数值C编译器条件断点支持混合类型支持PIC Basic硬件断点支持拖放仪 器存储器内容显示包括指定的SFR 虚拟仪器在CPU内部包括指定bit位从模式规程分析器在外设变量窗口主模式规程分析器Trace/Debuggrog模式堆栈监视源代码级调试在CPU内部网络冲突警告汇 编在外设在模型上的Trace模式高级语言(C或Basic)其他Compilers/IDE的集成1111/46/461.4.4 PROTEUS1.4.4 PROTEUS高级外设模型高级外设
13、模型 虚拟仪器和 分析工具交互式虚拟仪 器双通道示波器、24通道逻辑分析仪、计数/计时器、RS-232终端、交/直流电 压表、交/直流电流表规程分析仪双模式(主，从)I2C规程分析仪 双模式(主/从)SPI规程分析仪交互式电路激 励工具模拟信号发生器：可输出方波、锯齿波、三角波、正弦波 数字模式发生器：支持1KB的数字数据流光电显示模型和驱动模型数字式LCD模犁、图形LCD模型、LED模型、七段显示模型、光电驱动模 型、光耦模型 电动机模型和控制器电动机模型、电动机控制器模型存储器模型I2C EEPROM、静态RAM模型、非易失性EPROM温度控制模型温度计和温度自动调节器模型、温度传感器模型
14、、热电偶模型计时模型实时时钟模型I2C，SPI规程模型I2C外设、SPI外设、规程分析仪一线规程模型一线EEPROM模型、一线温度计模型、一线开关模型、一线按钮模型RS-232/RS-485/RS-422规程模型RS-232终端模型、Maxim外设模型ADCDAC转换模型模 数转换模型、数模转换模掣电源管理模型正电源标准仪、负电源标准仪、混合电源标准仪拉普拉斯转换模型操作模型、一阶模型、二阶模型、过秤控制、线性模型、非线性模犁热离子管模型二极管模型、负极真空管模犁、四极管模型、三极管模型变换器模型压力传感器模型1212/46/461.4.5 1.4.5 丰富的元器件模型库丰富的元器件模型库除上
15、述微控制器、外设模型外，除上述微控制器、外设模型外，PROTEUS PROTEUS VSMVSM还有其他丰富的元器件库。还有其他丰富的元器件库。 标准电子元器件：电阻、电容、二极管、晶体管标准电子元器件：电阻、电容、二极管、晶体管 、晶闸管、光耦、运放、晶闸管、光耦、运放、555555定时器、电源等。定时器、电源等。 7474系列系列TTLTTL和和40004000系列系列CMOSCMOS器件、接插件等。器件、接插件等。 存储器：存储器：ROMROM、RAMRAM、EEPROMEEPROM、I I2 2C C器件等。器件等。 微控制器支持的器件，如微控制器支持的器件，如I/OI/O口、口、USARTUSART等。等。1313/46/461.4.6 1.4.6 激励源激励源 DCDC：直流激励源。直流激励源。 SineSine：幅值、频率、相位可控的正弦波发生器。幅值、频率、相位可控的正弦波发生器。 PulsePulse：幅值、周期和上升幅值、周期和上升/ /下降沿时间可控的模拟脉冲下降沿时间可控的模拟脉冲 发生器。发生器。 ExpExp：指数脉冲发生器。指数脉冲发生器。 SFFMSFFM：单频率调频波信号发生器。单频率调频波信号发生器。 PwlinPwlin：任意分段线性脉冲、信号发生器。任意分段线性脉冲、信号发生器。
