PROTEUS概述ppt课件

PROTEUS仿真开发软件,在电子工程实践教学中的应用,1,PROTEUS仿真开发软件在电子工程实践教学中的应用,1.PROTEUS简介2.PROTEUSISIS的特点3.PROTEUSVSM仿真与分析4.微处理器系统仿真5.电路设计与仿真实例6.PROTEUSARES应用介绍7.从概念到产品的设计实例,2,PROTEUS简介,Proteus是一个基于ProSPICE混合模型仿真器的，完整的嵌入式系统软、硬件设计仿真平台。ISIS智能原理图输入系统，系统设计与仿真的基本平台。ARES高级PCB布线编辑软件。,3,PROTEUS简介,在Proteus中,从原理图设计、单片机编程、系统仿真到PCB设计一气呵成。真正实现了从概念到产品的完整设计。,4,ISIS（智能原理图输入系统）的特点,个性化的编辑环境：用户可自定义图形外观，包括线宽、线型、填充类型、字符等。还可以使用模板;用户可以自己设置快捷键定义。快捷选取/放置器件：通过模糊搜索可以快速从器件库中选取器件。原理图自动连线：ISIS自动连线功能使得连线轻松快捷。灵活多样的设计输出：原理图（可以包括仿真画面）可以bmp格式输出以便发表与存档；设计完成还可以输出多种格式的网络表。,5,原理图示例1：PWM电机控制,混合显示仿真图表,动态器件使仿真直观生动,CPU可加载程序运行,6,原理图示例2：锁相环电路层次设计,子电路,模块电路,7,PROTEUSVSM仿真与分析,PROTEUSVSM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；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。PROTEUSVSM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。,8,直观的仿真结果显示,不同颜色电路连线显示相应电压箭头显示电流方向,探针实时显示电压/电流值,仿真暂停时显示元件引脚信息,9,仿真工具探针（Probe）,电压探针（Voltageprobes）即可在模拟仿真中使用，也可在数字仿真中使用。在模拟电路中记录真实的电压值，而在数字电路中，记录逻辑电平及其强度。电流探针（Currentprobes）仅在模拟电路仿真中使用，可显示电流方向和电流瞬时值。探针即可用于基于图表的仿真，也可用于交互式仿真中。,10,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：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。,11,仿真工具虚拟仪器,虚拟示波器(OSCILLOSCOPE)逻辑分析仪(LOGICANALYSER)计数/定时器(COUNTERTIMER)虚拟终端(VIRUALTERMINAL)信号发生器(SIGNALGENERATOR)模式发生器(PATTERNGENERATOR)交直流电压表和电流表（AC/DCvoltmeters/ammeters）SPI调试器(SPIDEBUGGER)I2C调试器(I2CDEBUGGER),I2C总线调试窗口,12,仿真工具曲线图表,模拟图表（ANALOGUE）数字图表(DIGITAL)混合分析图表(MIXED)频率分析图表(FREQUENCY)转移特性分析图表(TRANSFER)噪声分析图表(NOISE)失真分析图表(DISTORTION)傅立叶分析图表(FOURIER)音频分析图表(AUDIO)交互分析图表(INTERACTIVE)一致性分析图表(CONFORMANCE)直流扫描分析图表(DCSWEEP)交流扫描分析图表(ACSWEEP),13,交互式仿真实例一（模拟电路）,仿真时的示波器窗口,虚拟示波器,激励源,电压探针,14,交互式仿真实例二（单片机电路）,游戏手柄（可映射到PC键盘上）,游戏显示屏（LCD）,引脚逻辑状态显示,CPU运行游戏程序,15,高级仿真（ASF）实例（放大电路分析）,频率分析：用于分析电路的频率特性(幅频特性和相频特性)。,模拟分析:用于绘制一条或多条电压或电流随时间变化的曲线。,16,高级仿真（ASF）实例（放大电路分析）,失真分析：用于确定由测试电路所引起的电平失真的程度，失真分析图表用于显示随频率变化的二次和三次谐波失真电平。,噪声分析：显示随频率变化的输出噪声和等效输入噪声电压；并列出电路各部分所产生的噪声电压清单。,17,PROTEUS微处理器系统仿真,单片机系统的仿真是PROTEUSVSM的主要特色。用户可在Proteus中直接编辑、编译、调试代码，并直观地看到仿真结果。CPU模型有ARM7（LPC21xx）、PIC、AtmelAVR、MotorolaHCXX以及8051/8052系列。同时模型库中包含了LED/LCD显示、键盘、按钮、开关、常用电机等通用外围设备。VSM甚至能仿真多个CPU，它能便利处理含两个或以上微控制器的系统设计。,18,微处理器系统仿真与分析1、原理图输入,19,微处理器系统仿真与分析2、建立源代码文件,1、选择代码生成工具,2、建立新的源代码文件,3、源文件命名,20,微处理器系统仿真与分析3、源代码文件与单片机的链接,4、源代码编辑,5、源代码编译、链接,6、程序加载到CPU,21,微处理器系统仿真与分析4、交互式仿真,实时显示系统输出结果,实时显示元器件引脚电平,22,微处理器系统仿真与分析4、交互式仿真（续）,PC串行口,COMPIM模型,实际温度测量板,PROTEUS仿真电路,通过COMPIM模型，可以实现虚拟仿真电路与外部实际电路的双向通信,串行电缆,23,内部数据存储器窗口,微处理器系统仿真与分析完善的调试功能,源代码窗口：提供了四种程序执行命令按钮,程序调试断点,处理器程序计数器的当前位置,SFR存储器窗口,CPU寄存器窗口,观测窗口,24,部分显示单元,25,ARM处理器的仿真,Proteus支持PHILIPS的以下ARM7芯片的仿真：LPC21012106LPC2114LPC2124LPC2131LPC2132LPC2134LPC2136LPC2138此外还有ARM7TDMI仿真模型,26,第三方工具的应用,第三方代码生成工具(汇编编译器):Proteus许多共享汇编软件或编译器可从系统CD上安装到Proteus的TOOLS目录下，并且会被自动作为Proteus的代码生成工具。第三方源代码编辑器（文本编辑器）:PROTEUSVSM提供了一个简明的源代码文本编辑器SRCEDIT,用户还可使用第三方源代码编辑器，如UltraEdit。第三方IDE：用户可使用第三方IDE，如IARsEmbeddedWorkbench、Keil、MicrochipsMP-LAB和AtmelsAVRstudio开发源代码，并进行编辑，生成可执行文件（如HEX或COD文件）在ProteusVSM中，将可执行文件下载到MCU，然后进行仿真。,27,PROTEUS与Keil联调,Keil处于运行状态,PROTEUS同时进入运行状态,28,PROTEUS下的C源码调试,按单步键，可直接观察、调试C代码,29,5.电路设计与仿真实例实例1:单片机双机通信1)电路设计,30,2)程序设计,ORG0000HLJMPMAINORG0023HLJMPINSORG0030HMAIN:MOVSP,#60HMOVSCON,#50HMOVPCON,#00HMOVTMOD,#20HMOVTL1,#0E6HMOVTH1,#0E6HSETBEASETBESSETBTR1MOVP1,#0FFHLP0:MOVA,P1MOVSBUF,ALP:JNBTI,LPCLRTILJMPLP0INS:CLREAJNBTI,LP1CLRTILJMPEXITLP1:CLRRIMOVA,SBUFMOVP2,AEXIT:SETBEARETIEND,31,3)仿真效果,32,实例2:单片机中断应用1)电路设计,33,2)程序设计,ORG0000HLJMPSTARTORG0003HSJMPINT0SORG0013HSJMPINT1SORG0030HSTART：MOVIE，#85HMOVTCON，#5MOVA，#0FEHMOVP3，#0FFHSETBPX1MOVDPTR，#TABHST0：MOVA，#1ST1：PUSHACCACALLSEG7MOVP0，AACALLDELAYPOPACCINCACJNEA，#9，ST1SJMPST0,34,INT0S：PUSHACCMOVA，#0LOOP：INCAPUSHACCACALLSEG7MOVP2，AACALLDELAYPOPACCCJNEA，#8，LOOPPOPACCMOVP2，#0FFHRETIINT1S：PUSHACCMOVA，#0LOOP1：INCAPUSHACCACALLSEG7MOVP1，APOPACCACALLDELAYCJNEA，#8，LOOP1POPACCMOVP1，#0FFHRETIDELAY：MOVR7，#250D1：MOVR6，#250D2：NOPDJNZR6，D2DJNZR7，D1RETORGTABHSEG7：MOVCA，A+DPTRRETDB0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80hEND,35,实例3:12864与单片机接口电路设计,1.电路设计,36,系统仿真,37,PROTEUSARES应用简介,一、ARES(AdvancedRoutingandEditingSoftware)的基本特点:1.支持16个铜箔层,2个丝印层,4个机械层;2.自动回注,支持引脚交换和门交换;3.丰富的器件库(包括SM782标准的SMT封装库);4.三维PCB和元件预览5.输出格式适合多数的打印机或绘图仪以及用于制板的Gerber文件.,38,PROTEUSARES应用简介,二、从ISIS到ARES在ISIS中设计好的原理图，确认器件封装正确后，点击工具栏的“ARES”命令按钮就可以直接导出网络表并自动打开ARES。三、PCB的布局布线用2D工具在BoardEdge（板边）层设计PCB外框设置布线策略（SetStrategies）自动或人工器件布局（Place）进行布线（Route）,39,PROTEUSARES应用布线策略,网络选择,导线和过孔定义,板层设定,安全间距设定,40,PROTEUSARES应用布局布线,器件布局（自动手工）,自动布线,41,PROTEUSARES应用简介,四、规则检查DRC（设计规则检查）ERC（电气规则检查）五、设计输出可分层输出Gerber文件用以PCB制板。,输出层设置,Gerber格式,42,PROTEUSARES应用预览功能,Proteus7支持PCB板的三维预览，便于观察器件布局和展示设计结果，用户还可以自建3ds格式的3D显示模型,PCB三维预览,元件三维预览,43,7.从概念到产品设计实例直流稳压电源设计,从概念到产品设计设计流程1)传统的产品开发流程存在的问题：没有物理原型就无法对系统进行测试；没有系统硬件就很难对软件进行调试；一旦出现问题,又得从重新做板.,44,2)基于PROTEUS的电子产品开放流程,优点：只要完成原理图设计就可用于系统的测试了；Proteus的交互仿真特性使软件的调试和测试在