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1、仿真平台的使用第1页，共27页，编辑于2022年，星期四内容安排第2页，共27页，编辑于2022年，星期四6.1 Proteus简介Proteus是英国是英国Labcenter公司开公司开发发的的电电路分析与路分析与实实物仿物仿真及印制真及印制电电路板路板设计软设计软件，它运行于件，它运行于Windows操作系操作系统统上，上，可以仿真、分析各种模可以仿真、分析各种模拟电拟电路与集成路与集成电电路。路。Proteus提供提供了大量模了大量模拟拟与数字元器件及外部与数字元器件及外部设备设备，各种虚，各种虚拟仪拟仪器，特器，特别别是它具有是它具有对对常用控制芯片及其外常用控制芯片及其外围电围电路路
2、组组成的成的综综合系合系统统的交的交互仿真功能。互仿真功能。第3页，共27页，编辑于2022年，星期四Proteus主主要要由由ISIS和和ARES两两部部分分组组成成，ISIS的的主主要要功功能能是是原原理理图图设设计计及及与与电电路路原原理理图图的的交交互互仿仿真真，ARES主主要要用于印制用于印制电电路板的路板的设计设计。第4页，共27页，编辑于2022年，星期四6.2 Proteus ISIS基本使用v可可视视化界面及工具化界面及工具第5页，共27页，编辑于2022年，星期四图形编辑窗口（The Editing Window）本区域是用来本区域是用来绘绘制原理制原理图图的主区域。整个窗
3、口右半部的主区域。整个窗口右半部分灰色空白分灰色空白处处是可是可编辑编辑区，元件要放到它里面，有利区，元件要放到它里面，有利于后期生成网表用于于后期生成网表用于ARES。v相关概念相关概念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。第6页，共27页，编辑于2022年，星期四图形编辑窗口（The Editing Window）v2、
4、点状、点状栅栅格（格（The Dot Grid）与捕捉到）与捕捉到栅栅格（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v3、实时实时捕捉（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。v4、视图视图的的缩缩放与移放与移动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
5、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。第7页，共27页，编辑于2022年，星期四ISIS界面介绍v预览预览窗口（窗口（The Overview Window）该该窗口通常窗口通常显显示整个示整个电电路路图图的的缩缩略略图图。当鼠。当鼠标标焦点落在原焦点落在原理理图编辑图编辑窗口窗口时时（即放置元件到原理（即放置元件到原理图编辑图编辑窗口后或在窗口后或在原理原理图编辑图编辑窗口中点窗口中点击击鼠鼠标标后），它会后），它会显显示整示整张张原理
6、原理图图的的缩缩略略图图，并会，并会显显示一个示一个蓝绿蓝绿色的方框，方框里面的内色的方框，方框里面的内容就是当前原理容就是当前原理图编辑图编辑窗口中窗口中显显示的区域（在示的区域（在预览预览窗口窗口上点上点击击鼠鼠标标左左键键，矩形，矩形蓝绿蓝绿框也会出框也会出现现）。因此，可用）。因此，可用鼠鼠标标在在预览预览窗口中点窗口中点击击来改来改变绿变绿色方框的位置，从而改色方框的位置，从而改变变原理原理图图的可的可视视范范围围。第8页，共27页，编辑于2022年，星期四ISIS界面介绍v3、模型、模型选择选择工具工具栏栏（Mode Selector Toolbar）模型选择工具栏由主要模型选择工
7、具、配件选择工具和2D图形选择工具这几部分组成。v4、元件列表（、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。第9页，共27页，编辑于2022年，星期四ISIS界面介绍v5、方向工具、方向工具栏栏（Orientation Toolbar）先右先右键单击键单击元件，再点元
8、件，再点击击（左（左击击）相）相应应的旋的旋转图标转图标。v6、仿真控制、仿真控制动动作工具作工具栏栏用以控制仿真用以控制仿真过过程的起停等程的起停等v7、系、系统统可可视视工具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第10页，共27页，编辑于2022年，星期四ISIS的基本操作v1、绘绘制原理制原理图图绘绘制原理制原理图图是是ISIS仿真的主要工作之一，必仿真的主要工作之一，必须须在原理在原理图编辑图编辑窗口中的窗口中的编辑编辑区域
9、内完成。区域内完成。v2、定制自己的元件、定制自己的元件有三种方法定制自己的元件：有三种方法定制自己的元件：（1）用）用PROTEUS VSM SDK 开开发发仿真模型，并制作元件；仿真模型，并制作元件；（2）在已有的元件基）在已有的元件基础础上上进进行改造。例如，把元件改行改造。例如，把元件改为总线为总线接口的；接口的；（3）利用已制作好（）利用已制作好（现现成）的元件。可以到网上下成）的元件。可以到网上下载载一些新元件并把它一些新元件并把它们们添加到自添加到自己的元件己的元件库库里面。里面。v3、子、子电电路路应应用用用一个子用一个子电电路（路（Sub-Circuits）可以把部分）可以把
10、部分电电路封装起来，路封装起来，这样这样做可以做可以节节省原理省原理图图窗口的空窗口的空间间。第11页，共27页，编辑于2022年，星期四简单电路的绘制第12页，共27页，编辑于2022年，星期四元件的查找与选取vPROTEUS ISIS 提供包含提供包含8000个部件的元件个部件的元件库库，包括：，包括：标标准符号，三极管，二极管，准符号，三极管，二极管，热热离子管，离子管，TTL，CMOS，微，微处处理理器以及存器以及存储储器部件，器部件，PLDs，模，模拟拟ICs和运算放大器。和运算放大器。v注意：想要注意：想要实现实现程序控制程序控制过过程的仿真，需程的仿真，需选选用支持用支持VSM仿
11、真的元件仿真的元件库库。vPROTEUS ISIS提供多种从元件提供多种从元件库查库查找并找并选选取元件的方法。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第13页，共27页，编辑于2022年，星期四v首先确保你首先确保你处处于元件模式（于元件模式（单击单击模型模型选择选择工具工具栏栏的的 按按钮钮，可切，可切换换至元件模式）。至元件模式）。注：某些注：某些终终端的使用需切端的使用需切换换至至终终端模式端模式v在在对对象象选择选择器中器
12、中选择选择器件，器件，这时这时，在，在预览预览窗口中将窗口中将显显示示选选取器件的取器件的预览预览；移；移动动鼠鼠标标到到编辑编辑窗口窗口单击单击左左键键，将出将出现现一个一个该该器件的虚影；再次点器件的虚影；再次点击击左左键键，器件将被，器件将被放置到放置到编辑编辑窗口中。窗口中。v器件旋器件旋转转可以在器件放置完可以在器件放置完毕毕后后进进行。行。选选中器件，点中器件，点击击旋旋转转按按钮钮可可进进行旋行旋转转操作。操作。元器件放置第14页，共27页，编辑于2022年，星期四连线放置好器件以后，即可开始放置好器件以后，即可开始进进行行连线连线，Proteus ISIS有有2种种连线连线模式
13、。模式。（1）自）自动连线动连线模式模式开始放置开始放置连线连线后，后，连线连线将随着鼠将随着鼠标标以直角方式移以直角方式移动动，直至到达目，直至到达目标标位置。位置。（2）无模式）无模式连线连线此此时时，在，在Proteus ISIS中中连线连线可以任意放置或可以任意放置或编辑编辑，不一定是直角。，不一定是直角。注意：注意：在系在系统统自自动连线动连线模式中，如果用模式中，如果用户户只是在两个只是在两个连连接点接点单击单击，Proteus的的线线路自路自动动路径功能（路径功能（简简称称WAR）将将选择选择一个合适的一个合适的线线径。如果用径。如果用户户想自己决定走想自己决定走线线路径，路径，
14、只需在想要拐点只需在想要拐点处处点点击击鼠鼠标标左左键键即可。即可。在系在系统统自自动连线动连线模式中，按住模式中，按住Ctrl键键，系，系统统将切将切换换到无模式，可以利用此方法到无模式，可以利用此方法绘绘制折制折线线。（3）动态动态光光标显标显示示连线过连线过程中，光程中，光标样标样式会随不同式会随不同动动作而作而变变化。起始点是化。起始点是绿绿色色铅铅笔，笔，过过程是白色程是白色铅铅笔，笔，结结束点是束点是绿绿色色铅铅笔，在画笔，在画线过线过程左程左键单击键单击可以可以产产生生转转折点。折点。第15页，共27页，编辑于2022年，星期四连线v画画总线总线为为了了简简化原理化原理图图，Pr
15、oteus支持用一条支持用一条导线导线代表数条并行的代表数条并行的导线导线，这这就是就是总线总线。单击单击工工具箱的具箱的总线总线按按钮钮，即可在，即可在编辑编辑窗口画窗口画总线总线。这时这时工作平面上将出工作平面上将出现现十字形光十字形光标标，将十，将十字形光字形光标标移至要移至要连连接的接的总线总线分支分支处单击处单击鼠鼠标标左左键键，系，系统统将将弹弹出十字形光出十字形光标标并拖着一条并拖着一条较较粗的粗的线线，将十字光，将十字光标标移至另一个移至另一个总线总线分支分支处单击处单击，一条，一条总线总线就画好了。就画好了。v画画总线总线分支分支线线点点击击工具箱按工具箱按钮钮，画，画总线总
16、线分支分支线线，它是用来，它是用来连连接接总线总线和元器件管脚的。和元器件管脚的。v放置放置线线路路节节点点如果在交叉点有如果在交叉点有电电路路节节点，点，则认为则认为两条两条导线导线在在电电气上是相气上是相连连的，否的，否则则就就认为认为它它们们在在电电气上是不相气上是不相连连的。的。Proteus ISIS在画在画导线时导线时能能够够智能地判断是否要放置智能地判断是否要放置节节点。点。在两条在两条导线导线交叉交叉时时是不放置是不放置节节点的，点的，这时这时要想两个要想两个导线电导线电气相气相连连，只有手工放置，只有手工放置节节点了。点了。单击单击工具箱的工具箱的节节点放置按点放置按钮钮“+
17、”后，把鼠后，把鼠标标指指针针移到移到编辑编辑窗口并指向一窗口并指向一条条导线时导线时，就会出，就会出现现一个一个“”号，号，这时单击这时单击左左键键就能放置一个就能放置一个节节点。点。第16页，共27页，编辑于2022年，星期四标注器件v对对于每一个元件，它都有于每一个元件，它都有对应对应的的编编号，号，电电阻、阻、电电容容还还有相有相应应的量的量值值。默。默认认情况下可以由情况下可以由Proteus ISIS的工具菜的工具菜单单下的下的实时标实时标注（注（Real Time Annotation）命令）命令实现实现的。的。v元件元件标签标签的位置和可的位置和可视视性完全由用性完全由用户户控
18、制，可以改控制，可以改变变取取值值、移、移动动位置或位置或隐隐藏藏这这些信息。可以通些信息。可以通过过器件器件编辑编辑（Edit Componet）对话对话框框设设置相关置相关选项选项：更改元：更改元件的名称或量件的名称或量值值等。等。v元件元件标签标签可以移可以移动动。比如，需要在。比如，需要在标签标签的位置放置的位置放置连连线时线时，就需要移，就需要移动标签腾动标签腾出空出空间间。第17页，共27页，编辑于2022年，星期四标注器件Proteus ISIS提供四种方式来提供四种方式来标标注（命名）器件：注（命名）器件：1、手、手动标动标注注进进入入对对象象Edit Properties对话
19、对话框框进进行行设设置。置。2、属性分配工具（、属性分配工具（PAT）使用使用这这个工具可以放置固定或个工具可以放置固定或递递增的增的标标注。注。3、全局、全局标标注器注器对对原理原理图图中所有器件中所有器件进进行自行自动标动标注。注。4、实时标实时标注注此此选项选项使能后，在器件放置后会自使能后，在器件放置后会自动获动获得得标标注。注。一般来一般来说说，实时标实时标注是默注是默认认使能的，可以在使能的，可以在绘图绘图完完毕毕后再使用属性分配工具（后再使用属性分配工具（PAT）或自或自动标动标注工具注工具进进行行标标注的注的调调整。整。第18页，共27页，编辑于2022年，星期四6.3 PRO
20、TEUS ISIS下8086的仿真基于基于8086微微处处理器的仿真是理器的仿真是PROTEUS 7.5以上版本新增的功能。以上版本新增的功能。PROTEUS VSM 8086是是Intel 8086处处理器的指令和理器的指令和总线总线周期仿真模型。它能通周期仿真模型。它能通过总线驱动过总线驱动器器和多路和多路输输出出选择选择器器电电路路连连接接RAM和和ROM及不同的外及不同的外围围控制器。目前的模型能仿真最控制器。目前的模型能仿真最小模式中的所有的小模式中的所有的总线总线信号和器件的操作信号和器件的操作时时序，但是序，但是对对最大模式的支持最大模式的支持还还没有没有实现实现。此外，因此外，
21、因为为内部存内部存储储区域能被定区域能被定义义，所以外部，所以外部总线总线行行为为的仿真不需要的仿真不需要编编程程获获取和数据取和数据存存储读储读/写的操作写的操作8086模型支持直接加模型支持直接加载载BIN、COM和和EXE格式的文件到内部格式的文件到内部RAM中去，而不需要中去，而不需要DOS，并，并且允且允许对许对Microsoft(Codeview)和和Borland格式中包含了格式中包含了调试调试信息的程序可以信息的程序可以进进行源和行源和/或或反反汇编级别汇编级别的的调试调试，因此源，因此源码编译码编译和和链链接接过过程的参数相当重要。程的参数相当重要。第19页，共27页，编辑于
22、2022年，星期四8086模型的基本属性属性默认值描述时钟1MHz指定处理器的时钟频率。在外部时钟被选中的情况下此属性被忽略。外部时钟NO指定是否使用内部时钟模式，或是响应已经存在CLK引脚上的外部时钟信号。注意，使用外部时钟模式会明显的减慢仿真的速度。编程-指定一个程序文件并加载到模型的内部存储器中。程序文件可以是二进制文件、与MS-DOS兼容的COM文件或是EXE格式的程序。程序段0 x0000决定外部程序加载到内部存储器中的位置。内部存储单元0 x0000内部仿真存储区的位置。内部存储容量0 x0000内部仿真存储区的大小。第20页，共27页，编辑于2022年，星期四仿真过程示例第21页
23、，共27页，编辑于2022年，星期四原理图说明v该电该电路利用路利用8086微微处处理器，根据理器，根据读读取到的开关取到的开关K0K7的状的状态态，控制，控制发发光二极管光二极管LED0LED7按一定的按一定的规规律律发发光。光。第22页，共27页，编辑于2022年，星期四第23页，共27页，编辑于2022年，星期四程序说明1、设设置外部代置外部代码编译码编译器器将将masm32文件文件夹夹（包含（包含汇编汇编程序程序ml.exe、链链接程序接程序link.exe和批和批处处理文件理文件masm32.bat）拷）拷贝贝到到D盘盘根目根目录录下，并修改下，并修改masm32.bat文件的有关内
24、容。文件的有关内容。启启动动PROTEUS ISIS后，后，选择选择菜菜单单SourceDefine Code Generation Tools命令命令，单击单击“New”按按钮钮后，添后，添加新的外部加新的外部8086汇编编译汇编编译器。器。在新建外部在新建外部编译编译器窗口上，器窗口上，单击单击“Browse”按按钮钮，打开，打开masm32文件文件夹夹，选选中中masm32.bat 文件，完成代文件，完成代码码生成生成规则规则的的设设置。置。2、为为仿真添加代仿真添加代码码选择选择Source 菜菜单单下的下的“Add/Remove Source Files”命令，命令，新建或添加合适的
25、新建或添加合适的汇编汇编程序程序第24页，共27页，编辑于2022年，星期四masm32.bat说明ECHO OFFD:masm32ml/c/Zd/Zi%1set str=%1set str=%str:0,-4%D:masm32link/CODEVIEW%str%.obj,%str%.exe,nul.map注意：注意：汇编汇编和和链链接接时时的参数确保了生成的程序中包含了的参数确保了生成的程序中包含了调试调试信息信息第25页，共27页，编辑于2022年，星期四3、在菜单、在菜单Source命令下选中所添加的代码文件，即可打开源代码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
26、编源程序，如下图编辑窗口，输入并保存汇编源程序，如下图4、选择、选择Source 菜单下的菜单下的“Build All”命令，可编译源代码，生命令，可编译源代码，生成可执行程序。成可执行程序。程序代码的添加第26页，共27页，编辑于2022年，星期四仿真调试1、单击单击仿真仿真盘盘框中的运行按框中的运行按钮钮，电电路路进进入仿真状入仿真状态态。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、点击击仿真仿真盘盘框中的框中的暂暂停按停按钮钮可使可使电电路从仿真状路从仿真状态态切切换换到到调试调试状状态态。v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；v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。第27页，共27页，编辑于2022年，星期四