Proteus电子设计与仿真平台

1、电子设计开发与仿真平台电子设计开发与仿真平台广州市风标电子技术有限公司广州市风标电子技术有限公司主要内容主要内容S Proteus Proteus 概述概述S Proteus ISISProteus ISIS的特点的特点S Proteus ProSPICEProteus ProSPICE仿真与虚拟仪器仿真与虚拟仪器S Proteus Proteus 虚拟系统模型虚拟系统模型(VSM)(VSM)S Proteus PCBProteus PCB设计设计S 实例演示实例演示S ProteusProteus教学实验系统演示教学实验系统演示从概念到完成从概念到完成Proteus 是英国是英国Labcen

2、ter公司研发的嵌入式系统仿真公司研发的嵌入式系统仿真开发软件。开发软件。在在Proteus中中, 从原理图设计、从原理图设计、单片机编程、系统仿真到单片机编程、系统仿真到PCB设计一气呵成。真正实设计一气呵成。真正实现了从概念到产品的完整设现了从概念到产品的完整设计。计。ISIS原理图设计与仿真原理图设计与仿真ARES线路板设计线路板设计实物实物 ProSPICE ISIS混合模式仿真混合模式仿真 设计仿真平台设计仿真平台 ASF 高级图表仿真高级图表仿真VSMARESPCB设计设计Proteus Design Suite8051/52PICAVRARMHC118086Proteus VSM

3、 Design SuiteProteus PCB Design SuiteProteus的构成的构成Proteus是是一个基于一个基于ProSPICE混合模型仿真器的，完整的嵌入式系统软、硬件仿真设计平台。混合模型仿真器的，完整的嵌入式系统软、硬件仿真设计平台。主要内容主要内容S Proteus Proteus 概述概述S Proteus ISISProteus ISIS的特点的特点S Proteus ProSPICEProteus ProSPICE仿真与虚拟仪器仿真与虚拟仪器S 微处理器系统仿真微处理器系统仿真(VSM)(VSM)S Proteus PCBProteus PCB设计设计S 实

4、例演示实例演示S ProteusProteus教学实验系统演示教学实验系统演示ISIS （智能原理图输入系统）的（智能原理图输入系统）的特点特点 Proteus智能原理图输入系统（智能原理图输入系统（ISIS）是原理图设计和）是原理图设计和 电路仿真的基本平台。电路仿真的基本平台。ISIS绘图简单快捷，特别是新的绘图简单快捷，特别是新的7.1版版 以后，鼠标功能大大加强，并新增了设计浏览器用于原理图以后，鼠标功能大大加强，并新增了设计浏览器用于原理图 与与PCB的交叉检查。的交叉检查。个性化的编辑环境：个性化的编辑环境：用户可自定义原理图外观，包括线宽、线用户可自定义原理图外观，包括线宽、线型

5、、填充类型、字符等。还可以使用风格模板。用户可以自己型、填充类型、字符等。还可以使用风格模板。用户可以自己设置快捷键定义。设置快捷键定义。快捷选取快捷选取/ /放置器件：放置器件：通过模糊搜索可快速从器件库中选取器通过模糊搜索可快速从器件库中选取器件。并且可以实况预览和选择器件的件。并且可以实况预览和选择器件的PCB封装。封装。层次化设计：层次化设计：支持多页或子电路设计支持多页或子电路设计仿真日志：仿真日志：用于仿真的监控和故障诊断。用于仿真的监控和故障诊断。ISIS （智能原理图输入系统）的（智能原理图输入系统）的特点特点原理图自动连线原理图自动连线,自动标号自动标号：自动连线功能使得连线

6、轻松自动连线功能使得连线轻松快捷。新版本采用非模态（快捷。新版本采用非模态（modeless）的选择与连）的选择与连线，软件操作更加智能化。线，软件操作更加智能化。灵活多样的设计输出灵活多样的设计输出 ：原理图（包括仿真时的画面）原理图（包括仿真时的画面）以多种格式图片输出以便发表与存档；设计完成还可以多种格式图片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。以输出多种格式的网络表。主要内容主要内容S Proteus Proteus 概述概述S Proteus ISISProteus ISIS的特点的特点S Proteus ProSPICEProteus ProSPICE仿真与虚拟仪

7、器仿真与虚拟仪器S 微处理器系统仿真微处理器系统仿真(VSM)(VSM)S Proteus PCBProteus PCB设计设计S 实例演示实例演示S ProteusProteus教学实验系统演示教学实验系统演示Proteus ProSPICEProteus ProSPICE仿真与虚拟仪器仿真与虚拟仪器 Proteus ProSPICEProteus ProSPICE仿真有两类不同的仿真有两类不同的仿真方式仿真方式：交互式仿真和基于图表的仿真。交互式仿真和基于图表的仿真。交互式仿真交互式仿真 实时直观地反映电路设计的仿实时直观地反映电路设计的仿真结果；真结果；基于图表的仿真基于图表的仿真(AS

8、F)(ASF)用来精确分析电路的用来精确分析电路的各种性能，如频率特性、噪声特性等。各种性能，如频率特性、噪声特性等。 Proteus ProSPICEProteus ProSPICE的整个电路分析是的整个电路分析是ISISISIS原理图原理图设计模块的延续，它设计模块的延续，它提供了大量的虚拟仪器、曲提供了大量的虚拟仪器、曲线图表、激励源和探针等仿真工具线图表、激励源和探针等仿真工具：探针探针电压探针、电流探针；电压探针、电流探针；电路激励电路激励 14种激励信号源；种激励信号源；曲线图表曲线图表 1313种曲线图表。种曲线图表。虚拟仪器虚拟仪器 13种虚拟仪器如示波器等；种虚拟仪器如示波器

9、等；仿真工具探针（仿真工具探针（Probe） 探针可以直接布置在线路上，用于实时采探针可以直接布置在线路上，用于实时采集和测量电压集和测量电压/ /电流信号。电流信号。n电压探针电压探针（Voltage probes）即即 可在模拟仿真中使用，也可在数字仿真中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，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。而在数字电路中，记录逻辑电平及其强度。 n电流探针电流探针（Current probes） 仅仅 在模拟电路仿真中使用，可显示电流方向在模拟电路仿真中使用，可显示电流方向 和电流瞬时值。和电

10、流瞬时值。 探针即可用于基于图表的仿真，也可探针即可用于基于图表的仿真，也可用于交互式仿真中用于交互式仿真中 。电压探针电压探针电流探针电流探针仿真工具激励源仿真工具激励源(14种种)nDCDC：直流电压源：直流电压源nSineSine：正弦波发生器：正弦波发生器nPulsePulse：脉冲发生器：脉冲发生器nExpExp：指数脉冲发生器：指数脉冲发生器nSFFMSFFM：单频率调频波信号发生器：单频率调频波信号发生器nPwlinPwlin：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nFileFile：FileFile信号发生器，数据来源于信号发生器，数据来源于ASCIIASCII

11、文件文件nAudioAudio：音频信号发生器。数据来源于：音频信号发生器。数据来源于wavwav文件文件nDStateDState：稳态逻辑电平发生器：稳态逻辑电平发生器nDEdgeDEdge：单边沿信号发生器：单边沿信号发生器nDPulseDPulse：单周期数字脉冲发生器：单周期数字脉冲发生器nDClockDClock：数字时钟信号发生器：数字时钟信号发生器nDPatternDPattern：模式信号发生器：模式信号发生器nScriptableScriptable：脚本化波形发生器：脚本化波形发生器仿真工具曲线图表仿真工具曲线图表(13(13种种) )n模拟图表（模拟图表（ANALOGU

12、EANALOGUE）n数字图表数字图表 (DIGITAL)(DIGITAL)n混合分析图表混合分析图表 (MIXED)(MIXED)n频率分析图表频率分析图表 (FREQUENCY)(FREQUENCY)n转移特性分析图表转移特性分析图表 (TRANSFER)(TRANSFER)n噪声分析图表噪声分析图表 (NOISE)(NOISE)n失真分析图表失真分析图表 (DISTORTION)(DISTORTION)n傅立叶分析图表傅立叶分析图表 (FOURIER)(FOURIER)n音频分析图表音频分析图表 (AUDIO)(AUDIO)n交互分析图表交互分析图表 (INTERACTIVE)(INTE

13、RACTIVE)n一致性分析图表一致性分析图表 (CONFORMANCE)(CONFORMANCE)n直流扫描分析图表直流扫描分析图表 (DC SWEEP)(DC SWEEP)n交流扫描分析图表交流扫描分析图表 (AC SWEEP)(AC SWEEP) 仿真工具虚拟仪器仿真工具虚拟仪器(13(13种种) )n虚拟示波器虚拟示波器(OSCILLOSCOPE)(OSCILLOSCOPE)n逻辑分析仪逻辑分析仪(LOGIC ANALYSER)(LOGIC ANALYSER)n计数计数/ /定时器定时器(COUNTER TIMER)(COUNTER TIMER)n虚拟终端虚拟终端(VIRUAL TER

14、MINAL)(VIRUAL TERMINAL)n信号发生器信号发生器(SIGNAL GENERATOR)(SIGNAL GENERATOR)n模式发生器模式发生器(PATTERN GENERATOR)(PATTERN GENERATOR)n交直流电压表和电流表（交直流电压表和电流表（AC/DC AC/DC voltmeters/ammetersvoltmeters/ammeters） nSPISPI调试器调试器(SPI DEBUGGER)(SPI DEBUGGER)nI2CI2C调试器调试器( (I2C DEBUGGERI2C DEBUGGER) ) nUSBUSB调试器调试器(USB DEB

15、UGGER)(USB DEBUGGER) I2C总线总线调试窗口调试窗口高级仿真（高级仿真（ASF）频率分析频率分析失真分析失真分析噪声分析噪声分析瞬态分析瞬态分析虚拟示波器虚拟示波器交互式仿真交互式仿真不同颜色电路连线显示相应电压不同颜色电路连线显示相应电压箭头显示电流方向箭头显示电流方向 探针实时显示探针实时显示电压电压/电流值电流值仿真暂停时仿真暂停时显示元件引脚信息显示元件引脚信息 显示屏（显示屏（LCD）引脚逻辑状态显示引脚逻辑状态显示游戏手柄游戏手柄（可映射到（可映射到PC键盘上）键盘上）CPU运行程序运行程序主要内容主要内容S Proteus Proteus 概述概述S Prot

16、eus ISISProteus ISIS的特点的特点S Proteus ProSPICEProteus ProSPICE仿真与虚拟仪器仿真与虚拟仪器S 微处理器系统仿真微处理器系统仿真(VSM)(VSM)S Proteus PCBProteus PCB设计设计S 实例演示实例演示S ProteusProteus教学实验系统演示教学实验系统演示Proteus微处理器系统仿真微处理器系统仿真(VSM)n单片机系统的仿真是单片机系统的仿真是Proteus VSM(Proteus VSM(虚拟系统模型虚拟系统模型) )的主要的主要特色。用户可在特色。用户可在ProteusProteus中绘制原理图，编

17、辑、编译、调中绘制原理图，编辑、编译、调试代码，并直观地看到仿真结果，完成单片机系统的设计。试代码，并直观地看到仿真结果，完成单片机系统的设计。nProteusProteus目前的仿真模型达到目前的仿真模型达到2700027000多种，多种， LabcenterLabcenter公司公司还在持续不断的添加。其中还在持续不断的添加。其中CPUCPU模型有模型有ARM7ARM7（LPC21xxLPC21xx）、）、 Atmel AVR Atmel AVR 、Motorola HC11 Motorola HC11 、8051/80528051/8052、PICPIC系列系列（PIC10/12/16/

18、18/24/33PIC10/12/16/18/24/33），在），在7.57.5版本中增加了版本中增加了80868086，即将在即将在7.67.6版将增加版将增加MSP430MSP430。 同时模型库中包含了同时模型库中包含了LED/LCDLED/LCD显示、键盘、按钮、开关、常用电机等大量通用显示、键盘、按钮、开关、常用电机等大量通用外围设备。外围设备。nVSMVSM能仿真多个能仿真多个CPUCPU，它能便利处理含，它能便利处理含两个两个或以上微控制器或以上微控制器的系统设计。的系统设计。 内部数据存储器窗口内部数据存储器窗口在在ProteusProteus中程序调试中程序调试源代码窗口：提

19、供了四种程序执行命令按钮源代码窗口：提供了四种程序执行命令按钮 程序调试断点程序调试断点处理器程序计数器的当前位置处理器程序计数器的当前位置 SFR存储器窗口存储器窗口CPU寄存器窗口寄存器窗口观测窗口观测窗口Proteus下的下的C源码调试源码调试 如果设置编译环境，使其输出含有调试信息的代码文如果设置编译环境，使其输出含有调试信息的代码文件，下载到单片机，仿真时就能直接在件，下载到单片机，仿真时就能直接在Proteus下观察、下观察、调试调试C源代码。源代码。CPU加载加载OMF文件文件C源码调试窗口源码调试窗口与第三方与第三方IDEIDE的协同仿真的协同仿真 Proteus中只集成了单片

20、机的汇编编译器。中只集成了单片机的汇编编译器。当使用高级语言（如当使用高级语言（如C语言）进行程序设计时，语言）进行程序设计时，需要应用第三方的集成开发环境（需要应用第三方的集成开发环境（IDE），例如：），例如：IARs Embedded WorkbenchKeil Microchips MP-LABAtmels AVR studio 对于特定的集成开发环境，还可以进行与对于特定的集成开发环境，还可以进行与Proteus的联调。的联调。 Proteus与与Keil联调联调Keil处于运行状态处于运行状态Proteus同时同时进入运行状态进入运行状态VSMVSM的物理接口模型的物理接口模型 物

21、理接口模型（物理接口模型（Physical Interface Model）是虚拟电路与外部建立通信的桥梁。目前最新的是虚拟电路与外部建立通信的桥梁。目前最新的Proteus VSM中有以下物理接口模型：中有以下物理接口模型：COMPIM串口物理接口模型串口物理接口模型 仿真电路通过本机的仿真电路通过本机的RS232接口与外部通信。接口与外部通信。EPIM以太网物理接口模型以太网物理接口模型 仿真电路通过本机的网络接口与外部通信，目前仿真电路通过本机的网络接口与外部通信，目前有有RTL8019AS和和ENC28J60两种控制器模型。两种控制器模型。VSMVSM物理接口模型之一：物理接口模型之一

22、：COMPIMCOMPIM模型模型PC串行口串行口COMPIM模型模型实际温度测量板实际温度测量板Proteus仿真电路仿真电路 通过串口物理接口通过串口物理接口（COMPIM）模型，可以）模型，可以实现虚拟仿真电路与外部实现虚拟仿真电路与外部实际电路的双向串行通信实际电路的双向串行通信串行电缆串行电缆VSMVSM物理接口模型之二：物理接口模型之二：EPIMEPIM模型模型 使用以太网物理接口模型使用以太网物理接口模型（EPIM），可以实现虚拟仿真电），可以实现虚拟仿真电路通过本地网卡与局域网内其他计路通过本地网卡与局域网内其他计算机的双向网络通信算机的双向网络通信LAN电脑电脑1电脑电脑2E

23、NC28J60模型模型主要内容主要内容S Proteus Proteus 概述概述S Proteus ISISProteus ISIS的特点的特点S Proteus ProSPICEProteus ProSPICE仿真与虚拟仪器仿真与虚拟仪器S 微处理器系统仿真微处理器系统仿真(VSM)(VSM)S Proteus PCBProteus PCB设计设计S 实例演示实例演示S ProteusProteus教学实验系统演示教学实验系统演示Proteus PCB设计 Proteus不仅能完成电路的仿真不仅能完成电路的仿真与分析，它的另一个强大功能是运用与分析，它的另一个强大功能是运用ARES来完成来

24、完成PCB设计。可以说设计。可以说ARES这个高性能的，集成了真正世界级的这个高性能的，集成了真正世界级的基于形状的布线器的基于形状的布线器的PCB设计工具是设计工具是对对Proteus ISIS的完美补充。的完美补充。支持支持16 个铜箔层、个铜箔层、2个丝印层、个丝印层、4 个机械层加板边、禁止布线区、阻个机械层加板边、禁止布线区、阻焊区及锡膏覆盖区焊区及锡膏覆盖区 。 ARES的封装库包括标准的的封装库包括标准的SMT封装、封装、IPC7351封装和双列直插封封装和双列直插封装，共四千多个（装，共四千多个（7.5sp2）。）。Proteus PCB设计丰富的器件封装丰富的器件封装PROT

25、EUS PCB设计增强的设计规则管理器增强的设计规则管理器 用户可以通过设计管理器配置设计规则对特定的层，特定的用户可以通过设计管理器配置设计规则对特定的层，特定的网络或一组网络进行管理网络或一组网络进行管理,还可以创建任意数量的设计规则。还可以创建任意数量的设计规则。 网络选择网络选择导线和过孔定义导线和过孔定义板层设定板层设定飞线显示飞线显示器件布局（自动手工）器件布局（自动手工）自动布线自动布线PROTEUS PCB设计自动布局与布线自动布局与布线ARES支持手工布与自动布局布线。在布局时可以以任意角度摆放器件，在布线时我们可以选择支持手工布与自动布局布线。在布局时可以以任意角度摆放器件

26、，在布线时我们可以选择4种布线方式：全局基于形状的自动布线，交互式布线，用户脚本化布线，外部自动布线器布线。种布线方式：全局基于形状的自动布线，交互式布线，用户脚本化布线，外部自动布线器布线。Proteus基于形状的自动布线器在基于形状的自动布线器在BGA器件引脚周围布线前后器件引脚周围布线前后 PROTEUS PCB设计基于形状的布线器基于形状的布线器ARES包含了一个世界级的集成的基于形状的自动布线器，使用了高级的、被证实了的、基于代包含了一个世界级的集成的基于形状的自动布线器，使用了高级的、被证实了的、基于代价冲突的优化算法以最大化布通率。价冲突的优化算法以最大化布通率。 ARES在支持

27、在支持RS274D及新及新的的RS274X格式的格式的GERBER输出的同时，还增加了对目输出的同时，还增加了对目前世界上智能水平最高的前世界上智能水平最高的CAD/CAM数据交换格式数据交换格式 ODB的输出支持。的输出支持。输出层设置输出层设置Gerber格式格式PROTEUS PCB设计CAD/CAM输出输出原始布局，因布线密原始布局，因布线密度过高导致自动布线度过高导致自动布线无法完成无法完成经过门交换优化经过门交换优化后，降低了布线密后，降低了布线密度，可轻松完成自度，可轻松完成自动布线动布线Proteus PCB设计支持引脚交换和门交换优化支持引脚交换和门交换优化Proteus P

28、CB设计支持器件和支持器件和PCB的的3D预览预览主要内容主要内容S Proteus Proteus 概述概述S Proteus ISISProteus ISIS的特点的特点S Proteus ProSPICEProteus ProSPICE仿真与虚拟仪器仿真与虚拟仪器S 微处理器系统仿真微处理器系统仿真(VSM)(VSM)S Proteus PCBProteus PCB设计设计S 实例演示实例演示S ProteusProteus教学实验系统演示教学实验系统演示模拟电路模拟电路动态电路仿真动态电路仿真 负反馈电路分析负反馈电路分析数字电路数字电路组合逻辑电路仿真组合逻辑电路仿真时序逻辑电路仿真

29、时序逻辑电路仿真单片机仿真单片机仿真光电耦合及继电器仿光电耦合及继电器仿真真 单片机协同外围器件仿真单片机协同外围器件仿真 Proteus仿真开发过程演示仿真开发过程演示实例演示实例演示主要内容主要内容S Proteus Proteus 概述概述S Proteus ISISProteus ISIS的特点的特点S Proteus ProSPICEProteus ProSPICE仿真与虚拟仪器仿真与虚拟仪器S 微处理器系统仿真微处理器系统仿真(VSM)(VSM)S Proteus PCBProteus PCB设计设计S 实例演示实例演示S ProteusProteus教学实验系统教学实验系统教学实

30、验系统教学实验系统- -单片机：单片机：实验箱功能结构 实验箱供电系统点阵屏模块由4个8*8LED点阵屏一起组成了一个1616的大点阵屏8255模块串口扩充模块时钟显示模块数码管模块 键盘显示模块AD及DA模块电机模块8255的PA口和PB口用于扩展串转并芯片74LS1648路LED指示灯并转串芯片74LS1658路独立式输入按键字符型液晶屏LCD1602时钟芯片DS1302四联体数码管单个LED段数码管数字温度传感器DS18B20EEPROM 24C02 图符型液晶屏LCD12864 44矩阵键盘数模转换芯片DAC0832模数转换芯片ADC0809直流电机步进电机 MCU模块IO口引线插座R

31、S232接口ISP下载接口 MCS-51-AT89S52并口下载模块ICD2下载接口RS232接口IO口引线插座 PIC-16F877AIO口引线插座RS232接口ISP下载接口 AVR-TMEGA16L教学实验系统教学实验系统- -单片机：单片机：实验箱基本实验 在实验箱上，利用核心模块在实验箱上，利用核心模块 和八个外围模块，可完成和八个外围模块，可完成25个的硬件实验。由于实验箱采用的个的硬件实验。由于实验箱采用的是模块化设计，所以还可以完成其它的扩展实验，给学生以充分的发挥空间。是模块化设计，所以还可以完成其它的扩展实验，给学生以充分的发挥空间。1、I /O口输出实验口输出实验LED流

32、水灯实验流水灯实验2、I/O口输入口输入/输出实验输出实验模拟开关灯模拟开关灯 3、8255I/O扩展实验扩展实验 4、无译码的七段数码管显示实验、无译码的七段数码管显示实验 5、BCD码译码的多位数码管扫描显示实验码译码的多位数码管扫描显示实验 6、独立式键盘实验、独立式键盘实验 7、计数器实验、计数器实验 8、定时器实验、定时器实验 9、单个外部中断实验、单个外部中断实验 10、多个中断同时存在实验、多个中断同时存在实验 11、矩阵键盘扫描实验、矩阵键盘扫描实验 12、串行端口输出扩充实验、串行端口输出扩充实验 13、串行端口输入扩充实验、串行端口输入扩充实验 14、单片机与、单片机与PC之间串行通信实验之间串行通信实验 15、双机通信实验