PROTEUS仿真调试使用手册

I目 录第 1 章 Proteus ISIS 简介 .1第 2 章 Proteus ISIS 编辑环境 .2第 3 章 Proteus ISIS 原理图输入 .33.1 Proteus ISIS 原理图输入的可视工具介绍 33.2 在 Proteus ISIS 原理图编辑窗口查找元件 43.3 放置元件 93.4 连线 143.4.1 无模式连线 143.4.2 自动连线模式 143.4.3 动态光标显示 143.5 元件标签 173.5.1 编辑元件标签 173.5.2 移动元件标签 183.6 器件标注 183.6.1 属性分配工具（PAT） 193.6.2 全局标注器 20第 4 章 Proteus ISIS 8086 仿真 214.1 在 Proteus ISIS 中输入电路原理图 214.2 在 Proteus 中设置外部代码编译器 224.3 添加源代码，选择编译器。 244.4 仿真调试 264.4.1 调试模式 264.4.2 设置断点 271第 1 章 Proteus ISIS 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 可 以 仿 真 、 分 析 各 种 模 拟 电 路 与 集 成 电 路 。 软 件 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 单 片 机 及 其外 围 电 路 组 成 的 综 合 系 统 的 交 互 仿 真 功 能 。 Proteus 7 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 。 本 手 册 介 绍 如 何 利 用 Proteus ISIS 输 入电 路 原 理 图 、 利 用 外 部 编 译 器 编 译 8086 汇 编 程 序 并 进 行 基 于 8086 微 处 理器 的 VSM 仿 真 。Proteus 7 可 以 在 以 下 操 作 系 统 中 使 用 ：注 意 ， Proteus 软 件 也 可 能 能 在 Windows 98， NT, Millennuium 等 合 法Windows 系 统 中 使 用 ， 只 不 过 Labcenter 和 Microsoft 都 已 经 不 再 对 此 提 供技 术 支 持 服 务 。对于 Proteus VSM 处理器仿真，电脑 CPU 越快，仿真效果更好。一台 1G 处理器，256MB 内存， 150MB 硬盘的电脑是进行仿真的最低配置。Proteus ISIS 编辑环境具有友好的人机交互界面，设计功能强大，使用方便。2第 2 章 Proteus ISIS 编辑环境点 击 “开 始 ”菜 单 ， 选 择 “Proteus 7 Professional”程 序 ， 在 出 现 的 子 菜 单 中选 择 “Proteus 7 Professional”选 项 ， 如 图 2.1 所 示 。图 2.1 启 动 Proteus ISIS 图 2.2 Proteus ISIS 启 动 界 面系 统 启 动 界 面 如 图 2.2 所 示 。 之 后 ， 系 统 进 入 Proteus ISIS 编 辑 环 境 ，如 图 2.3 所 示 。 其 中 ， 编 辑 窗 口 用 于 放 置 元 件 、 进 行 连 线 、 绘 制 原 理 图 。 预览 窗 口 可 用 来 显 示 全 部 原 理 图 。 蓝 框 表 示 当 前 页 的 边 界 ， 绿 框 表 示 当 前 编 辑窗 口 显 示 的 区 域 。 但 当 从 对 象 选 择 器 中 选 中 一 个 新 的 对 象 时 ， 预 览 窗 口 将 预览 选 中 的 对 象 。图 2.3 Proteus ISIS 编 辑 环 境3第 3 章 Proteus ISIS 原理图输入电 路 设 计 的 第 一 步 是 原 理 图 输 入 。 Proteus ISIS 原 理 图 输 入 流 程 如 图3.1 所 示 。图 3.1 Proteus ISIS 原 理 图 输 入 流 程3.1 Proteus ISIS 原理图输入的可视工具介绍在 Proteus ISIS 原 理 图 编 辑 窗 口 ， 系 统 提 供 了 两 种 可 视 工 具 ：（ 1） 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 ， 如图 3.2 所 示 。 当 鼠 标 掠 过 元 件 出 现 虚 线 框 时 ， 即 提 示 用 户 可 以 通 过 鼠 标 对 此元 件 进 行 操 作 。图 3.2 当 鼠 标 掠 过 元 件 、 符 号 、 图 形 等 对 象 时 ， 出 现 围 绕 对 象 的 红 色 虚 线 框4（ 2） 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 ， 常 见 的 鼠 标 式 样 如 下 所 示 。3.2 在 Proteus ISIS 原理图编辑窗口查找元件Proteus ISIS 提 供 两 种 从 元 件 库 选 取 元 件 的 方 法 ：方 法 一 ： 如 图 3.3 所 示 ， 点 选 图 中 所 示 的 对 象 选 择 器 区 域 顶 端 左 侧 的“P”按 钮 ， 或 使 用 快 捷 键 ： 英 文 输 入 状 态 下 的 字 母 P， 即 可 打 开 图 3.5 所示 的 元 件 库 浏 览 对 话 框 。图 3.3 在 Proteus 中 选 取 元 件方 法 二 ： 在 图 2.3 所 示 的 编 辑 窗 口 区 域 单 击 鼠 标 右 键 ， 选 择 弹 出 的 快 捷菜 单 里 的 Place Component From Libraries 命 令 ， 如 图 3.4 所 示 ， 也 可 打开 图 3.5 所 示 的 元 件 库 浏 览 对 话 框 。5图 3.4 利 用 快 捷 菜 单 选 取 库 元 件图 3.5 元 件 库 浏 览 对 话 框Proteus ISIS 提 供 多 种 查 找 元 件 的 方 法 。 当 已 知 元 件 名 （ 如 8086） 时 ，在 Keywords 区 域 输 入 元 件 名 8086 后 ， 图 3.5 所 示 的 对 话 框 的 Result 区 域就 会 显 示 出 元 件 库 中 的 元 件 名 或 元 件 描 述 中 带 有 “8086”的 元 件 ， 如 图 3.6所 示 。 此 时 ， 用 户 可 以 根 据 元 件 所 属 类 别 、 子 类 、 生 产 厂 家 等 进 一 步 查 找 元6件 。 找 到 元 件 后 ， 单 击 OK 后 ， 即 完 成 了 一 个 元 件 的 添 加 。 添 加 元 件 后 ，编 辑 窗 口 的 对 象 选 择 区 域 列 表 就 显 示 该 元 件 的 名 称 ， 并 可 通 过 预 览 区 域 预 览该 元 件 ， 如 图 3.7 所 示 。图 3.6 在 Keywords 区 域 输 入 元 件 名 8086 后 ， 系 统 的 查 找 结 果图 3.7 预 览 已 选 取 的 元 件Proteus ISIS 还 提 供 其 他 一 些 方 法 来 选 取 元 件 ， 下 面 以 选 取1k 、 10k 、 12k 、 15k 、 56k 、 68k 、 100k 电 阻 为 例 来 说 明 这 些方 法 。7（ 1） 在 Keywords 区 域 输 入 相 关 关 键 字 选 取 元 件在 Keywords 区 域 输 入 “12k resistor”， 此 时 Results 列 表 区 将 出 现 图3.8 所 示 信 息 ， 可 以 选 到 其 中 列 出 的 MINRES12K 电 阻 。图 3.8 在 Keywords 区 域 输 入 “12k resistor”后 Results 列 表 区 出 现 的 信 息（ 2） 按 照 元 件 的 逻 辑 命 名 习 惯 查 找 元 件在 Keywords 区 域 输 入 “MINRES1”， 此 时 Results 列 表 区 将 出 现 图 3.9所 示 信 息 ， 可 以 选 到 其 中 列 出 的 1k 、 10k 、 15k 、 100k 电 阻 。图 3.9 在 Keywords 区 域 输 入 “MINRES1”后 Results 列 表 区 出 现 的 信 息（ 3） 通 过 索 引 系 统 查 找 库 元 件当 用 户 不 确 定 元 件 的 名 称 或 不 清 楚 元 件 的 描 述 时 ， 可 采 用 这 一 方 法 。 首8先 ， 清 除 Keywords 区 域 的 内 容 ， 然 后 选 择 Category 目 录 中 的 “Resistors”类 ， 如 图 3.10 所 示 。 此 时 Results 列 表 区 将 出 现 图 3.11 所 示 信 息 ， 滚 动Results 列 表 区 域 滚 动 条 ， 可 查 到 MINRES 系 列 电 阻 。图 3.10 清 除 Keywords 区 域 的 内 容 并 在 Category 目 录 中 选 择 所 属 类图 3.11 在 Manufacturer 列 表 中 选 Maplin 后 ， Results 区 域 显 示 的 信 息（ 4） 复 合 查 找 方 式 查 找 库 元 件在 Keywords 区 域 输 入 “1K”， 然 后 选 择 Category 目 录 中 的 “Resistors”类 ， 如 图 3.12 所 示 ， 在 Results 列 表 区 将 显 示 信 息 中 可 以 选 中 所 需 元 件 。9图 3.12 采用复合查找法查找包含关键字“1K”的元件3.3 放置元件选好器件后，接下来进行的工作就是将器件放置到编辑窗口中。下图是参考电路图。图 3.13 参考电路图首先确保你处于元件模式（单击图 3.14 所示界面左侧工具栏的 按钮，可切换至元件模式） ，在对象选择器中选择 8086，这时，在预览窗口中将显示选取器件的预览，如图 3.15 所示。10图 3.14 编辑模式切换图 3.15 选择 8086，在预览窗口中将显示选取器件的预览11选取的器件可以通过旋转镜像按钮来调整方位。移动鼠标在编辑窗口点击左键，将出现一个 8086 的虚影，如图 3.16 所示。此时，再点击左键，器件将放置到编辑窗口中。图 3.16 编辑窗口中显示 8086 的虚影旋转同样可以在放置完毕后进行，选中器件，点击旋转按钮进行旋转。放置到编辑窗口的器件摆放位置需要调整，这时需要利用到选中操作。对象被选中后，在红色虚线框内以红色显示，如图 3.17 所示。在 ISIS 中有以下几种方式来选中对象： 选择 Selection 模式按钮 ，再左键点击选中对象。 右键点击对象，选中对象并弹出右键菜单。 左键点击选中对象（鼠标光标必须为选择手型光标） 。 按住左键不放，可用拖曳出的方框选中对象。这种方法可以用于选中任何对象（或一组对象） 。尺度手柄可以用来调整选中框的大小。取消选择只需在编辑窗口空白处点击左键，或点击右键在菜单中选择清除选择命令（如图 3.18 所示） 。12图 3.17 编辑窗口中 8086 被选中图 3.18 利用快捷菜单取消选择器件选中后，鼠标呈移动手型光标，按住左键即可移动对象。如下图 3.19所示。另外，还可以通过鼠标右键菜单中选择 drag object 命令来移动对象。在移动过程中还可通过数字键盘的、 号来旋转对象。13图 3.19 移动对象这些操作看起来比较复杂，实际上很简单。进行以下练习，将有助于熟悉不同的技术。左键在运放上点击选中它，并按住左键拖曳它到需要放置的位置，释放左键。右键点击运放（也会选中）并在弹出菜单中选择“顺时针旋转（Rotate Clockwise） ”。使用数字键盘的 和 键来旋转运放到合适的方向。左键在空白处点击取消运放的选中。右键单击 74273 器件，并从右键菜单中选择“拖曳对象（Drag Object） ”。移动鼠标然后释放鼠标放置器件。右键点击空白处，在弹出菜单中选择“清除选择（Clear Selection） ”。在左上编辑窗开始，按住鼠标左键拖出一个选择框到编辑窗右下角，释放鼠标。这将选中框内的所有对象。使用尺寸调节手柄来调整选择框大小，使其只包围原理图中的对象。14在选择框内按住左键，移动所有选中的对象。释放左键完成移动。左键单击图纸空白处清除选中。在 ISIS 中，器件的选择、定位、和调整方向都是很直观的。上图稍微作些调整就完成了对象的放置，可以开始连线了。3.4 连线放置好器件以后，即可开始进行连线，连线过程中使用到了以下三种主要技术。3.4.1 无模式连线在 ISIS 中连线可以任何时候放置或编辑。有一个例外是选择模式（Selection Mode） ，此时总是选择鼠标下的对象，在连线前要切换到元件模式下才可进行连线。3.4.2 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。3.4.3 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，如图 3.20 所示。图 3.20 动态光标样式在画线过程左键单击可以产生转折点，如图 3.21 所示。提示：在系统自动走线过程中，按住 Ctrl 键，系统将切换到完全手动模式，可以利用此方法绘制折线。采用上面介绍的方法连接完全图。15ISIS 的跟随式布线方式简单而且直观，重要的是要熟悉怎样发挥其功能。特别是锚点技术对于大型的连线是很可贵的。如果不喜欢自动连线，可以在连线后手工调整。做法是选中连线（指向并右键单击）然后尝试从转角处和中部进行拖曳。如果只想手工连线，只需要简单地在首个引脚单击左键，在要形成转角的位置左键单击，直至到目的引脚再左键单击结束。图 3.21 绘制出的折线要完成初期的连线，需要放置并连接某些终端。这里需要两类通用终端：一个地和两个电源终端。选择终端图标 （Terminal Icon） ，从对象选择器中选择合适的终端，如图 3.22 所示。图 3.22 终端选择16将 8086 的 REDAY 端连接到电源端的步骤如下：STEP1：选择电源终端 POWER，将其放置于 8086 芯片的左侧。STEP2：编辑属性，可通过以下 3 种方式，打开属性编辑对话框。左键双击终端。右键点击终端，选择菜单中的 Edit Properties（编辑属性）选项。选中选择模式，左键点击选中终端，右键点击弹出菜单，选择 Edit Properties 命令，如图 3.23 所示。结束后退出选择模式。图 3.23 编辑终端属性在弹出的属性对话框当中输入+5V，点击 OK 退出对话框，如图 3.24 所示。图 3.24 终端属性编辑对话框17提示：电压值需添加+-号。STEP3：将电源终端和 8086 的 REDAY 脚相连。接下来放置地信号。在终端模式中选择地 GROUND，将其放置于 8086 的下方，将 8086 的 RESET 引脚与地信号相连。再在原理图中放置默认终端 DEFULT，参照图 3.13 的电路，按下图 3.25 所示，将终端标注为 ALE 等名称。图 3.25最后，参照图 3.13，整理电路，完成原理图的输入。3.5 元件标签3.5.1 编辑元件标签对于每一个元件，它都有对应的编号，电阻电容还有相应的量值。这些都是由 ISIS 的工具菜单下的实时标注（Real Time Annotation）命令实现的。元件的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。我们可以通过编辑器件（Edit Componet）对话框设置隐藏选项，设置如下图 3.26 所示。图 3.26 器件编辑对话框在该对话框当中，可以更改元件名称，量值等。183.5.2 移动元件标签与隐藏元件标签一样，可以将他们移动到比较适合的地方。比如需要在标签的位置放置连线，就需要移动标签腾出空间。我们现在以运放的U1和741标签为例来说明，如图 3.27 所示。最容易选中运放的方法是首先改变捕获设置。当指针在编辑窗时，坐标显示是以固定步长变化初始是 100th。这个叫做捕获，目的是使放置的器件和其他对象整齐美观。捕获的单位在 View 菜单里的 Snap 命令来设置。或直接使用快捷键。按 F2 键将捕获单位减小到 50th，然后选中运放。用鼠标左键指向标签U1并按下，拖放到正确的位置。同样地对741标签进行处理。图 3.27 移动元件标签放置完标签，按 F3 将捕获单位重新设置到 100th。虽然 ISIS 的实时捕获功能可以定位不在捕获栅格上的引脚和连线，但是保持一贯相同的捕获栅格会使图纸整洁美观。3.6 器件标注ISIS 提供四种方式来标注（命名）器件： 手动标注 进入对象 Edit Properties 对话框进行设置。 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。 全局标注器 对原理图中所有器件进行自动标注。 实时标注 此选项使能后，器件放置后自动获得标注。19一般来说，实时标注是默认使能的，绘图完毕再使用 PAT 工具或自动标注工具进行标注的调整。3.6.1 属性分配工具（PAT）假设我们要重新对 R5 以后的标注重新标注，即，从 R5 开始，产生增量为1 的序列 R6， R7 标注电阻。这时可以使用到 PAT 工具。STEP1：从 Tools 菜单下选择 Property Assignment Tool（属性分配工具PAT，快捷键是 A）命令，将弹出下图 3.28 所示的参数设置对话框。STEP2：在 String 文本框中输入 REF=R#, Count 栏输入 5，点击 OK 完成设置。图 3.28 属性分配工具ISIS 会自动进入选择模式，这样你可以通过左键点击元件来完成编号工作。由于手工标注可以使用 PAT 工具重新标注器件，可能两个器件有相同的标注（在生成网络表时会出现错误） 。因而需要遵守一定的准则来保证标注的正确。PAT 工具也可应用于其他的场合，比如改变器件量值，替换器件，总线标号放置； 它是一个非常强大的应用工具。203.6.2 全局标注器ISIS 带有一个全局标注器，使用它可以对整个设计快速标注。也可以标注未被标注的器件（参考为？的器件） 。全局标注器有两种操作模式： 增量标注： 标注限于特定范围（整个设计或当前图纸）内未被标注的元件。 完全标注： 标注限于特定范围（整个设计或当前图纸）全部元件。进行全局标注的方法是：从 Tools 菜单下选择 Global Annotator 菜单命令，将弹出下图 3.29 所示的参数设置对话框。图 3.29 全局标注设置对话框对于层次化设计的电路推荐使用完全标注模式。21第 4 章 Proteus ISIS 8086 仿真在基于微处理器系统的设计中，即使没有物理原型，P roteus VSM 也 能 够进 行 软 件 开 发 。 模 型 库 中 包 含 LCD 显 示 器 、 键 盘 、 按 钮 、 开 关 等 通 用 外 围设 备 。 同 时 ， 能 提 供 的 CPU 模 型 有 ARM7、 PIC、 Atmel AVR、 8051/8052系 列 、 8086 等 。基 于 8086 微 处 理 器 的 仿 真 是 Proteus 7.5 以 上 版 本 新 增 的 功 能 。 该 仿 真系 统 将 源 代 码 的 编 辑 和 编 译 整 合 到 同 一 设 计 环 境 中 ， 用 户 可 以 在 设 计 中 直 接编 辑 代 码 ， 并 可 以 非 常 容 易 的 修 改 源 程 序 并 查 看 仿 真 结 果 。本 章 以 简 单 I/O 控 制 电 路 为 例 ， 介 绍 Proteus ISIS 8086 的 仿 真 过 程 。4.1 在 Proteus ISIS 中输入电路原理图基于 8086 的简单 I/O 实验电路如下图 4.1 所示。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。图 4.1 基于 8086 的简单 I/O 实验电路22该电路用到的仿真元件信息如下表 4.1 所示。表 4.1 实验电路元件清单元件名称 所属类 所属子类 功能说明8086 Microprocessor Ics i86 Family 微处理器74LS245 TTL 74LS series Transceivers 8 路 同 相 三 态 双 向 总 线 收 发 器74LS373 TTL 74LS series Flip-Flops & Latches 三 态 输 出 的 八 D 透 明 锁 存 器74154 TTL 74 series Decoders 4-16 译码器74273 TTL 74 series Flip-Flops & Latches 八 D 型 触 发 器 （ 带 清 除 端 ）LED-GREEN Optoelectrics LEDs 绿色 LED 发光管NOT Simulator Primitives Gates 非门OR Simulator Primitives Gates 2 输入或门OR_4 Modelling Primitives Digital(Buffers & Gates) 4 输入或门OR_8 Modelling Primitives Digital(Buffers & Gates) 8 输入或门RES Resistors 电阻SWITCH Switchs & Relays Switchs 开关4.2 在 Proteus 中设置外部代码编译器1.将 masm32 文件夹拷贝到 d 盘根目录下，并修改 masm32.bat 文件的有关内容，修改的方法见后面第 3 点的介绍。 （假设 D 盘为工作盘，可读写）2.启动Proteus ISIS 7 Professional后，选择Source 菜单下的“Define Code Generation Tools”命令后可打开如图4.2所示的窗口，单击“New”按钮后，即打开图4.3所示的窗口。3. 在图4.3所示的窗口上，点击“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。23图4.2 添加外部8086汇编编译器窗口图4.3 选中masm32.bat 文件，设置代码生成规则masm32.bat 文件的内容如下：（选中该文件，右键弹出快捷菜单，选择编辑命令，可编辑该文件。 ）注意：该文件第2行，和最后一行第一项：“C:masm32”是masm32文件夹所在的目录，请根据该文件夹在电脑中的实际位置修改这两行此处的内容。如masm32文件夹在D盘根目录，则这一项应修改为：“D:masm32” 。24ECHO OFFC:masm32