《电子设计自动化》课件第1章

第1章Proteus概述1.1Proteus的功能与特点1.2Proteus仿真环境1.3ProteusISIS工作界面的基本元素1.4创建自己的仿真电路1.5Proteus仿真分析入门本章小结

本章将系统介绍Proteus的仿真环境和快速入门的有关知识。

文中首先概括了Proteus的功能与特点；然后详细介绍了Proteus的仿真环境，包括Proteus的工作界面、菜单、工具栏等基本元素；接着简单介绍了该软件快速入门的有关知识，包括仿真电路的创建、仿真分析入门等；最后以流水灯为例，完整介绍了从电路设计、软件编程与调试、软硬件联调直至PCB版图生成的整个过程。内容提要

Proteus是一款集单片机仿真与SPICE分析于一身的EDA仿真软件，1989年由英国Labcenter公司研发成功，经过20余年的发展，现已成为EDA市场上性价比高、性能强的一款电子电路与单片机仿真软件。2005年Proteus由广州风标公司代理引入中国市场，现已广泛应用于高校的电子技术与单片机的教学、实验以及电子公司的产品研发与生产中。

该软件将单片机模型、混合电路仿真、高级图形仿真、虚拟仪器、DLL(动态器件库)、外设模型、单片机软仿真器、第三方的编译器和调试器等有机结合在一起，真正实现了在计算机上完成从原理图设计、电路分析与仿真到单片机代码调试及仿真、系统测试与功能验证，再到形成PCB版图的整个过程。

1.1.1Proteus的功能

ProteusISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析各种模拟器件和集成电路。该软件的功能包括：

1.1Proteus的功能与特点

实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。它具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成系统的仿真、RS232接口的动态仿真、I2C调试器仿真、SPI调试器仿真、键盘和LCD仿真等功能；有各种虚拟仪器可供仿真调试使用，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。

支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有68000系列、8051系列、AVR系列、PIC系列、Z80系列、HC11系列、ARM系列以及各种外围芯片。

提供软件调试功能。在系统仿真时该软件具有全速、单步、设置断点等调试功能，可以观察各个变量、寄存器、内部RAM的当前状态，同时支持第三方的软件编译和调试环境，如KeilC51μVision3软件。

具有强大的原理图绘制功能。利用软件提供的元器件库可绘制模拟电路、数字电路、模拟与数字混合电路、单片机应用电路(在一个仿真电路工作区可同时放置多个单片机芯片)。

总之，该软件是一款集单片机仿真和SPICE分析于一身的EDA软件，功能极其强大。就单片机应用系统的仿真而言，Proteus软件具有独一无二的地位。1.1.2Proteus的特点

Proteus的主要特点如下：

支持ARM7、PIC、AVR、HC11以及8051系列的微处理器CPU模型，且更多被支持的模型正在开发中，更新信息可参见Proteus网页。

交互外设模型有LCD、RS232终端、通用键盘、开关、按钮、LED等。

强大的调试功能，如访问寄存器与内存、设置断点和单步运行模式。

支持如IAR、Keil、MPLAB和Hitech等开发工具的源码C和汇编的调试。

一键“make”特性，按一个键即可完成编译与仿真操作。

内置超过6000个标准SPICE模型，完全兼容制造商提供的SPICE模型。

基于工业标准的SPICE3F5混合模型电路仿真器。

14种虚拟仪器：示波器、逻辑分析仪、信号发生器、规程分析仪等。

高级仿真包含强大的基于图形的分析功能：模拟、数字和混合瞬时图形分析、频率特性分析、噪声分析、失真分析、傅立叶分析以及音频分析等。

模拟信号发生器包括直流信号、正弦信号、脉冲信号、分段线性电压源、音频信号、指数信号、单频FM等；数字信号发生器包括尖脉冲、脉冲、时钟和码流等。

集成ProteusPCB设计，形成完整的电子设计系统。

ProteusVSM还能提供扩展的调试功能，包括在汇编或C等高级语言下设置断点、单步和显示变量。VSM架构允许用户附加动态模型，很多类型的动态模型无需编程就可创建。开发者将在一个文件化的界面下编写自己的模型(类似WindowsDLL)，这些模型既能实现纯粹电子特征，又能组合图形化特征，因此几乎所有特定外设的应用都能被仿真。

Proteus是一个集成的仿真开发环境，集元器件库和虚拟仪器于一体。用户可以在Proteus环境中进行仿真电路的创建、虚拟仪器的添加、仿真参数的设置、电路的仿真分析，并在最后生成所需要的PCB版图。用户在应用ProteusISIS仿真软件时，其仿真环境采用默认设置即可，也可根据需要设置自己的仿真环境。

1.2Proteus仿真环境

ProteusISIS的工作界面如图1-1所示。它的基本元素主要包括菜单栏、工具栏、仿真电路编辑区等。工作界面中的工具栏、视图工具栏及其他工具栏均可在菜单中找到。详细内容见1.3.2节。图1-1ProteusISIS的工作界面

1.3.1菜单

1. File菜单

File菜单如图1-2所示。它包含了常规的文件操作命令。

2. View菜单

View菜单如图1-3所示。它可以实现仿真电路工作区栅格、坐标、工具栏的显示/隐藏以及电路图的放大/缩小等功能。1.3ProteusISIS工作界面的基本元素图1-2File菜单图1-3View菜单

3．Edit菜单

Edit菜单如图1-4所示。图1-4Edit菜单

4．Tools菜单

Tools菜单如图1-5所示。它可以实现仿真电路的连线标注、元器件的整体编号(如仿真电路所有电容的整体按序编号)、电气规则检查，还可将仿真电路的网表文件直接导出至ARES中(生成PCB版图)。尤其是使用属性标注工具命令 ，可实现电路连线的自动按序标注(如单片机端口连线的按序标注)、元器件数值的整体标注功能(如多个相同电阻阻值的整体标注)。图1-5Tools菜单

5．Design菜单

Design菜单如图1-6所示。它可以实现设计文件属性的编辑、设计页属性的编辑等功能。

6．Graph菜单

Graph菜单如图1-7所示。在对电路进行图表分析时，利用Graph菜单提供的命令可实现编辑图表分析参数、添加分析结点、运行图表仿真等操作。图1-6Design菜单图1-7Graph菜单

7．Source菜单

Source菜单如图1-8所示。Proteus软件提供了单片机源程序的编辑工具，Source菜单可创建单片机源程序文件，实现单片机源程序的输入与编辑、源程序编译等功能。

注：对于简单的程序，可借用该编辑工具(该编辑工具对源程序中的命令字、编号等未给出特殊标注)，而对较复杂的程序，最好借用第三方软件(如Keil)完成编辑与编译工作。图1-8Source菜单

8．Debug菜单

Debug菜单如图1-9所示。在单片机控制系统交互仿真时，可使用Debug菜单提供的命令实现单片机控制系统的实时调试，并获得调试记录及CPU寄存器的内容。图1-9Debug菜单

9．Library菜单

Library菜单如图1-10所示。它可以实现元器件的拾取、制作以及元器件库的管理等功能。图1-10Library菜单

10．Template菜单

Template菜单如图1-11所示。它可以实现编辑设计文件属性、编辑图形颜色、编辑图形样式等功能。图1-11Template菜单

11．System菜单

System菜单如图1-12所示。它可以实现系统环境和仿真选项的配置功能。图1-12System菜单1.3.2Proteus工具栏

Proteus工具栏如图1-13所示。图1-13Proteus工具栏在ProteusISIS环境中，通过菜单可定制工具栏，充分利用工具栏可给电路的创建与仿真带来方便。ProteusISIS常用的工具栏有模式选择工具栏、仿真设备选择工具栏、2D图形绘制工具栏。

图1-14电源终端图1-15元器件引脚图1-16图表分析图1-17虚拟仪器

创建电路是仿真分析与设计的基础，所创建电路的好坏直接关系到仿真与设计的成败。在ProteusISIS环境中可以创建模拟电路、数字电路、模数混合电路以及单片机应用电路，在ProteusARES环境中可以创建PCB版图文件。就电路的复杂程度而言，分为简单电路与复杂电路。复杂电路可采用层次电路和总线方式进行设计。本节分两部分介绍仿真电路的创建方法。1.4创建自己的仿真电路1.4.1创建简单电路

1．选择元器件

在元器件对象选择器中，单击元器件选择按钮“P”(PickFromLibrary)，弹出元器件选择对话框，如图1-18所示。元器件选择对话框左边包括Keywords文本框、Category下拉列表框、Sub-category下拉列表框及Manufacturer下拉列表框，中间为Results下拉列表框，右边包括RESPreview图形框和PCBPreview图形框。图1-18元器件选择对话框

Keywords文本框：选择元器件时，若熟悉元器件名称，则在该文本框中输入名称可直接查找需要的元器件，也可输入元器件名称的一部分，从而缩小查找范围。

Category下拉列表框：列出了所有元器件库的名称。

Sub-category下拉列表框：列出了对应元器件库的所有子类。

Manufacturer下拉列表框：按制造商给出了对应元器件库的所有系列。

Results下拉列表框：列出了查询结果。

RESPreview图形框：列出了对应元器件的图形符号。

PCBPreview图形框：列出了对应元器件的封装图。

在图1-18中选择电阻，单击“OK”按钮，则电阻放置在对象选择器中。按同样的方法，将二极管、直流电源放置在对象选择器中。放置元器件后的对象选择器如图1-19所示。图1-19放置元器件后的对象选择器

2．放置元器件

在对象选择器中单击CELL，再在仿真电路工作区单击鼠标左键，则实现了直流电源的放置，之后依次放置电阻、二极管、地、信号源，并按要求排列。元器件排列图如图1-20所示。

图1-20元器件排列图

3．连线

在电路工作区用鼠标单击元器件的一个端子引出连线并连至其他的端子上，单击即可完成连线。连线以后的电路(该电路为二极管限幅电路)如图1-21所示。图1-21连线以后的电路图

4．元器件编号

(1)整体按序编号。选择菜单命令Tools/GlobalAnnotator，弹出Annotator对话框，如图1-22所示。图1-22Annotator(标注)对话框按图1-22所示选择参数，单击“OK”按钮，完成电路图元器件的编号。编号以后的电路图如图1-23所示。图1-23编号以后的电路图

(2)元器件单独编号。在图1-21中单击元器件(如电阻)，弹出元器件属性对话框，如图1-24所示，将R？改为R1即可。其他元器件可按同样方法进行编号。图1-24元器件属性对话框

5．电气规则检测

电路仿真时，通过电气规则检测可发现电路设计存在的问题，便于及时修正。选择菜单命令Tools/ElectricalRuleCheck即可自动生成电气规则检测报表，如图1-25所示。其表明仿真电路的电气规则检测结果和生成网络表均正确。单击“SaveAs”按钮可存取为ERC文件。图1-25电气规则检测对话框

6．生成仿真电路的材料清单

选择菜单命令Tools/BillsOfMaterials，弹出仿真电路材料清单对话框，如图1-26所示。材料清单列出了仿真电路元器件的名称、数量、参数值等。图1-26仿真电路材料清单对话框

7．存盘

选择菜单命令File/SaveDesign可弹出保存设计文件对话框，如图1-27所示。输入文件名称“二极管限幅电路”，并单击“保存”按钮，完成设计文件的存储。图1-27保存设计文件对话框1.4.2创建复杂电路(层次电路设计)

在ProteusISIS中，对于复杂电路可设计成层次电路结构，信号线较多时还可采用总线连接。用户可以将设计的电路划分为若干单元电路，分别进行设计、封装，最后连线得到总体电路。经层次设计的电路直观明了、层次分明。这里以两级运放构成的放大电路为例，说明层次电路的设计过程。

层次电路设计的总体过程如下：第一步，创建新的设计文件(父页电路)，并命名保存；第二步，在仿真电路编辑区放置子电路模块及模块引脚，并对引脚进行命名；第三步，进入子页电路编辑区放置元器件、连线，添加输入输出端子，并对输入输出端子进行命名(注：子页电路的输入输出端子与父页电路模块上的对应引脚名称要保持一致)；第四步，返回父页电路，放置总线、电源、虚拟仪器，完成总体电路设计；第五步，元器件编号(通过整体按序编号，可对父页电路、所有子页电路按序编号)；第六步，仿真运行，观测结果。

1．创建父页电路(总体电路)

选择菜单命令File/NewDesign，创建父页电路，并将设计的文件进行存盘操作，文件名为“两级运放构成的父页电路”。图1-28子电路模块SUB1

2．放置子电路模块

(1)绘制子电路模块矩形框。在模式选择工具栏中单击子电路模式按钮(SubcircuitMode)“ ”，在仿真电路编辑区绘制子电路模块SUB1(直接用鼠标绘制出矩形框)，如图1-28所示，并调整矩形框的大小。

(2)添加子电路模块引脚。在图1-29所示的子电路模式对象选择器中选择INPUT(输入引脚)，用鼠标将其放置在子电路模块矩形框对应的位置上，如图1-28所示，放置了4个输入引脚。用户可按同样的方法放置OUTPUT(输出引脚)。图1-29子电路模式对象选择器

(3)子电路模块引脚命名。双击模块引脚，弹出子电路模块编辑端子对话框，如图1-30所示，输入“IN01”，单击“OK”按钮，完成引脚的命名。同理，可对其他输入输出引脚进行命名。命名以后的子电路模块SUB1如图1-28所示。图1-30子电路模块编辑端子对话框3．编辑子电路

在父页电路编辑区单击对应的子电路模块(鼠标不移出该模块)，按Ctrl+C组合键后进入子页电路编辑区，选择元器件、连线，添加输入输出端子(单击终端模式选择按钮“ ”，在对象选择器中选择输入输出端子)，并对输入输出端子进行命名。SUB1模块对应的子电路如图1-31所示。图1-31SUB1模块对应的子电路(第一级放大电路)图1-31为运放构成的反相求和放大电路。该电路有2个信号输入端、2个电源输入端、1个输出端。输入输出端子的名称与父页电路SUB1模块的引脚名称一致。

依此方法，可编辑SUB2模块对应的子电路，如图1-32所示。该电路为电压跟随器电路。图1-32SUB2模块对应的子电路(第二级放大电路)

4．总体电路设计

(1)返回父页电路。在子电路编辑区，返回父页电路(在子电路编辑区的空白处右击，选择右击菜单命令ExittoParentSheet，如图1-33所示，可返回父页电路)。

(2)放置总线。在模式选择工具栏中单击总线模式(BusesMode)按钮“ ”放置总线，将信号线连接至总线，并对信号线进行标注。

图1-33子页电路编辑区的右击菜单命令

注：连接至总线上的信号线，只要标注名称相同，即视为通过总线连接在一起。

(3)放置信号源、电源、测试仪器。在模式选择工具栏中单击激励源模式(GeneratorMode)按钮“ ”，选择正弦信号，并设置正弦信号的幅值、频率、相位等参数(通过正弦信号属性对话框进行设置，如图1-34所示)。在模式选择工具栏中单击虚拟仪器模式(VirtualInstrumentMode)按钮“ ”，选择示波器。将信号源、电源、示波器连接至总线，得到两级运放构成的总体电路(父页电路)，如图1-35所示。图1-34正弦信号属性对话框

图1-35两级运放构成的总体电路(父页电路)

5．元器件编号

选择菜单命令Tools/GlobalAnnotator，弹出Annotator(标注)对话框，如图1-36所示，单击“OK”按钮，完成电路图的元器件编号。

注：本处对电路元器件的编号包括父页电路及所有子页电路同时按序进行编号。图1-36Annotator(标注)对话框

6．仿真运行

单击仿真按钮，仿真时会自动弹出示波器显示界面，如图1-37所示，通过它可观测仿真结果。图1-37示波器显示界面1.4.3创建模拟动画仿真电路

1．选择元器件

在元器件库中选择元器件，并放置在电路编辑区。本处以熔断器过流熔断电路为例，说明动画仿真电路的创建与仿真过程。选择的元器件如表1-1所示。

表1-1熔断器过流熔断电路的元器件清单2．放置元器件并连线

在电路编辑区放置元器件并连线，得到熔断器过流熔断电路如图1-38所示。

图1-38熔断器过流熔断电路

3．存盘

将设计的文件存储为“熔断器过流熔断电路.DSN”。

4．设置动画选项

选择菜单命令System/SetAnimationOptions，弹出动画电路配置对话框，如图1-39所示。图1-39动画电路配置对话框图1-39中的AnimationOptions复选框有4个选项，勾选不同的选项，可设置不同的动画项目。

ShowVoltage&CurrentonProbes?：显示测量探针的电压或电流(放置测量探针以后

有效)；

ShowLogicStateofPins?：显示数字电路引脚的逻辑状态(对数字电路有效)；

ShowWireVoltagebyColour?：用颜色表示导线的电压；

ShowWireCurrentwithArrows?：用箭头表示导线的电流。本例将4个动画选项全部勾选，因电路为模拟电路，故可动画演示电压与电流。

5．仿真分析

单击仿真按钮，熔断器过流熔断电路的动画显示结果如图1-40、1-41所示。

(1)在图1-40中，单击开关SW1上的上、下箭头，可打开或合上开关。在不过流(电流小于1A)的情况下，可显示导线电流流向(如图1-40中的箭头方向)。

(2)在图1-41中，单击电位器RV1上的左、右箭头，可左右移动电位器的滑动端改变回路电阻的大小，进而改变回路电流的大小。当电流大于1A时，可动画显示熔断器熔断，同时显示电流的箭头消失，如图1-41所示。

图1-40熔断器过流熔断电路的动画显示(不过流)

图1-41熔断器过流熔断电路的动画显示(过流)1.4.4创建数字动画仿真电路

1．选择元器件

在元器件库中选择元器件，并放置在电路编辑区。本处以JK触发器构成的二进制计数器为例，说明数字动画电路的创建与仿真过程。选择的元器件如表1-2所示。

表1-2JK触发器构成的二进制计数器的元器件清单2．放置元器件、连线并标注

在电路编辑区放置元器件并连线，得到JK触发器构成的二进制计数器电路，如图1-42所示。

图1-42JK触发器构成的二进制计数器电路

3．存盘

将设计的文件存储为“JKFF构成的二进制计数器.DSN”。

4．仿真分析

单击仿真按钮，JK触发器构成的二进制计数器电路的动画仿真结果如图1-43示。

图1-43JK触发器构成的二进制计数器电路的动画仿真结果仿真过程中，可进行如下操作：

(1)单击逻辑状态发生器S1的箭头，使S1

=

0，则输出状态Q2Q1Q0保持不变，数码管显示的字符不变；

(2)单击逻辑状态发生器S1的箭头，使S1

=

1，则输出状态Q2Q1Q0按二进制变化规律变化，同时数码管加1显示字符。

注：若BCD数码管的最高位未被用到，则要将其接地，否则不能显示字符。

ProteusISIS集原理图设计、仿真分析于一体。ProteusVSM(虚拟仿真模式)包括交互式仿真和基于图表仿真两种方式。交互式仿真可实时反映电路的仿真结果；图表仿真可精确分析电路的性能，如电路的频率特性、噪声特性、傅立叶分析等。1.5Proteus仿真分析入门1.5.1交互式仿真

(1)创建仿真电路。在元器件库中选择元器件，创建单管共射放大电路，如图1-44所示。

注：当将选择的元器件放置于电路编辑区时，每个元器件下部都会显示灰色的“TEXT”，该字母可通过菜单命令隐藏。

选择菜单命令Template/SetDesignDefaults，可弹出EditDesignDefaults对话框。如图1-45所示，勾选图1-45中的“Showhiddentext?”选项，则电路元器件下部的“TEXT”不显示。

图1-44单管共射放大电路图1-45EditDesignDefaults对话框

(2)设置信号源和电源VCC。双击信号源图标，弹出信号源属性对话框，如图1-46所示。将信号源名称设为“Vin”、幅值(Amplitude)设置为10mV、频率设置为1kHz。图1-46信号源属性对话框选择菜单命令Design/ConfigurePowerRails，弹出PowerRailConfiguration对话框，如图1-47所示，选择Name为“VCC/VDD”、Voltage为12，则电源电压为12V。

注：仿真软件提供的电源VCC默认值为5V，可通过菜单命令或属性对话框设置VCC的大小。

(3)放置电压、电流探针及示波器。放置电压、电流探针可测试结点电压和支路电流；通过示波器可测试输入输出电压波形。放置电压、电流探针及示波器以后的电路如图1-43所示。图1-47PowerRailConfiguration对话框

(4)仿真分析。单击仿真按钮，右击示波器图标，选择右击菜单命令DigitalOscilloscope，可以显示示波器界面，如图1-48所示。通道A(测试输入信号)的刻度为10mV/div，通道B(测试输出信号)的刻度为0.5V/div。从波形可看出，输入信号的幅值为10mV，输出信号的幅值约为0.5V，放大倍数为50，且输入输出反相。图1-48图1-44所示电路的输入输出波形1.5.2基于图表仿真分析

本处仍以图1-44为例，选用模拟图表分析，说明基于图表仿真分析的过程。

1．放置电压探针

在电路的输入端和输出端分别放置电压探针，并改名为“Vin”和“Vout”，如图1-44所示。

2．放置分析图表

在模式选择工具栏中单击图表分析模式按钮“

”，则在对象选择器中列出了图表分析的种类，如图1-49所示。选择ANALOGUE选项，在仿真电路编辑区用鼠标绘制图表，如图1-50所示。图1-49图表分析的种类

图1-50添加模拟分析图表

3．添加分析结点

选择菜单命令Graph/AddTrace，弹出AddTransientTrace(添加分析结点)对话框，如图1-51所示。图1-51AddTransientTrace(添加分析结点)对话框图1-52添加Vin和Vout之后的仿真分析图表

4．编辑分析图表参数

选择菜单命令Graph/EditGraph(或单击仿真图表)，弹出EditTransientGraph(编辑仿真图表参数)对话框，如图1-53所示。图1-53EditTransientGraph(编辑仿真图表参数)对话框在图1-53中，将Starttime设为0、Stoptime设为1ms，则仿真的起止时间为0～1ms。因为输入信号为1kHz(周期为1ms)，所以仿真分析时，在分析图表内显示一个周期的波形。

注：系统默认的起止时间为0～1s。

5．运行图表仿真

选择菜单命令Graph/SimulateGraph，则模拟图表分析结果如图1-54所示。图1-54图1-44电路的模拟图表分析结果在图1-54中，模拟图表分析给出了输入输出信号的波形，但因为输入信号的幅值太小(10mV)，所以几乎与横轴重合。操作时单击图1-54上部的蓝条，可最大化显示图表，如图1-55所示。图1-55最大化显示分析图表

Proteus整体功能包括电路的仿真分析和PCB版图设计两部分。电路的仿真分析在ProteusISIS环境中进行，PCB版图设计在ProteusARES环境中完成。

本处以单片机控制的流水灯为例，说明在Proteus环境中完成原理图的创建、控制程序的编辑与编译、程序的加载、单片机控制系统的仿真分析以及PCB版图设计的整个过程，使读者对Proteus软件有一个概括性的认识。1.6Proteus整体功能预览1.6.1流水灯硬件电路的设计

在元器件库中选择元器件，创建流水灯控制电路，如图1-57所示。

1．元器件编号

参见1.4.1节内容。

2．信号线命名

选择菜单命令Tools/PropertyAssignmentTool，弹出PropertyAssignmentTool(属性分配工具)对话框，如图1-56所示。图1-56PropertyAssignmentTool(属性分配工具)对话框如图1-57所示，流水灯由八个发光二极管构成，接成灌电流形式，由单片机的P1口控制，当P1口引脚输出低电平时，对应的发光管发光。复位电路用来产生复位信号。

如图1-56所示，设置如下参数：String：NET=D#；Count：0；Increment：1，表示信号线标记按D0、D1、D2……的顺序进行编号。单击“OK”按钮，再在电路中对应的信号线上单击，即可完成信号线的命名(如图1-57所示的与总线相连的信号线)。

注：利用PropertyAssignmentTool(属性分配工具)还可完成元器件、子电路、终端、端口及引脚的命名、编号等操作。操作对象见图1-56的Help对话框。

图1-57流水灯控制电路

3．存盘

将编辑的电路存储为“流水灯控制.DSN”。

1.6.2流水灯控制程序设计

流水灯控制程序的编辑调试有两种方式可供选择：第一种方式，利用Proteus软件提供的程序编辑器完成源程序的编辑、编译操作；第二种方式，可选择第三方软件(如Keil)完成源程序的编辑、编译操作。本处采用第一种方式。

1．添加源程序文件

在Proteus环境中，选择菜单命令Source/Add/RemoveSourceCodeFiles，弹出Add/RemoveSourceCodeFiles对话框，如图1-58所示。图1-58Add/RemoveSourceCodeFiles对话框图1-58所示对话框包括TargetProcessor文本框、CodeGenerationTool文本框和SourceCodeFilename文本框。

TargetProcessor文本框：选择目标处理器。若硬件电路含多个处理器，则需选择。

CodeGenerationTool文本框：选择编译器。可选择的编译器有ASEM51(51系列单片机编译器)、ASM11(Motorola单片机编译器)、AVRASM2(AtmelAVR系列单片机编译器)、MPASM(PIC单片机编译器)、MPASMWIN(PIC单片机编译器)。本处选择ASEM51。

SourceCodeFilename文本框：源代码文件的编辑与删除。单击“New”按钮，弹出NewSourceFile对话框，如图1-59所示。选择存储路径，输入文件名“LSD”，单击“打开”按钮，则实现了源程序文件(LSD.ASM)的添加，如图1-58所示。图1-59NewSourceFile对话框

2．编辑源程序

在Proteus环境中，选择菜单命令Source/LSD.ASM，弹出SourceEditor对话框，如图1-60所示。编辑流水灯控制程序并存盘。图1-60SourceEditor对话框

3．源程序编译

选择菜单命令Source/BuildAll，实现源程序的编译，并给出BUILDLOG(编译记录)，如图1-61所示。从编译记录可看出，源代码编译完成后未产生编译错误。经编译操作后，生成LSD.hex文件。图1-61BUILDLOG(编译记录)1.6.3流水灯控制系统的仿真与调试

1．加载hex文件

在电路编辑区双击单片机U1，弹出EditComponent对话框，如图1-62所示。单击按钮“ ”可加载LSD.hex文件。单击“OK”按钮，完成hex文件的加载。图1-62EditComponent对话框

2．仿真与调试

单击运行按钮，可观测仿真过程。

(1)单击仿真运行按钮“ ”后，发光二极管按D1、D2、D3……的顺序依次循环发光。同时，器件引脚动画显示高低电平信号(高电平显示红色，低电平显示蓝色)。流水灯控制电路的仿真结果如图1-63所示。

图1-63流水灯控制电路的仿真结果

(2)单击图中的BUTTON开关，产生复位信号，则程序从头(0000H)开始执行，发光二极管从D1开始发光。

(3)双击单片机图标U1，改变单片机的时钟频率(ClockFrequence)，可看到流水灯循环发光的速度会改变。当时钟频率升高时，流水灯循环发光的速度变快；当时钟频率降低时，流水灯循环发光的速度变慢。

(4)仿真调试。单击暂停按钮“ ”，选择菜单命令Debug/8051CPUSourceCode-U1，弹出流水灯控制源代码调试窗口，如图1-64所示。在该调试窗口可进行设置断点、单步、运行至某一行、全速运行等操作。图1-64流水灯控制源代码调试窗口单击“暂停”按钮后，选择菜单命令Debug/8051CPURegisters-U1，弹出8051CPURegisters窗口，如图1-65所示。该窗口显示了寄存器的内容，寄存器的内容随程序的运行而变化。图1-658051CPURegisters显示窗口在调试时，还可观测8051CPUSFRMemory显示窗口及8051CPUInternalMemory显示窗口，分别如图1-66和图1-67所示。

图1-668051CPUSFRMemory显示窗口

图1-678051CPUInternalMemory显示窗口1.6.4流水灯控制系统的PCB版图设计

在完成流水灯控制系统的仿真与调试后，可以利用ProteusARES软件制作PCB版图。其具体步骤为：第一步，原理图元器件的封装检查，即对原理图中未指定封装的器件要重新指定封装；第二步，进入ProteusARES设计环境，导入所有元器件(封装)；第三步，绘制版框，放置元器件，并调整布局；第四步，自动布线，设置电源层和地层；第五步，PCB版图的3D预览；第六步，PCB的输出。

1．原理图元器件的封装检查

由原理图到PCB版图设计时，要求原理图中每个元器件均有指定的封装模型。ProteusISIS环境中提供了对器件的封装检查。

1)元器件的封装检查

在ProteusISIS环境中选择菜单命令Design/DesignExplorer，弹出PhysicalPartlistView显示窗口，如图1-68所示。该窗口说明开关(BUTTON)和发光二极管(D1～D8)未指定封装(missing)。图1-68PhysicalPartlistView显示窗口

2)给开关(BUTTON)指定封装

在原理图中右击开关(BUTTON)图标，选择右击菜单命令PackagingTool，弹出PackageDevice对话框，如图1-69所示。图1-69PackageDevice对话框①查找“BUTTON”对应的封装。在图1-69中单击“Add”按钮，弹出PickPackages对话框，如图1-70所示。

在图1-70所示的Keywords文本框输入“button”，选择SW-PUSH1选项，单击“OK”按钮，则为开关“button”选择了封装模型SW-PUSH1，如图1-71所示。图1-70PickPackages对话框图1-71PackageDevice对话框(选择封装模型后的对话框)②为封装模型定义引脚，如图1-71所示。在图1-71中单击“AddPin”按钮给封装模型定义引脚1、2，如图1-71中的圆圈部分。

③保存封装模型到指定的库中。单击“AssignPackage”按钮，弹出保存封装模型对话框，如图1-72所示。单击“SavePackage(s)”按钮，可保存封装模型到指定的库(USERDVC库)中。图1-72保存封装模型对话框

3)给发光二极管LED指定封装

用鼠标拖拽选定发光二极管D1～D8，选择菜单命令Tools/PropertyAssignmentTool，弹出PropertyAssignmentTool对话框，如图1-73所示。在String文本框输入“package=LED”，单击“OK”按钮，则对D1～D8指定了封装模型。

至此为止，原理图中所有的元器件均有对应的封装模型(可选择菜单命令Design/DesignExplorer进一步进行检查)。图1-73PropertyAssignmentTool对话框

2．进入ProteusARES

在ProteusISIS环境中，选择菜单命令NetlisttoARES(或单击工具按钮“ ”)，则进入ProteusARES工作界面，如图1-74所示。

因为在原理图进行仿真分析时，已经生成网表文件，故单击图1-74中的模式选择按钮“ ”后，原理图中所有元器件的封装模型都将显示在对象选择器中，即原理图中的元器件将自动导入至ARES中。图1-74ProteusARES工作界面

3．绘制版框，放置元器件