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PROTEUS电路设计软件使用方法PROTEUS嵌入式系统仿真与开发平台是英国Labcenter公司开发,是目前世界上最先进最完整的嵌入式系统设计与仿真平台,PROTEUS可以实现数字电路、模拟电路及微控制器系统与外设的混合电路系统仿真、软件仿真、系统协同仿真和PCB设计等全部功能PROTEUSISIS编辑软件介绍双击桌面上的ISIS7Professional图标或者单击屏幕左下方的“开始”→“程序”→“Proteus7Professional”→“ISIS7Professional”,出现如图2-1所示屏幕,表明进入ProteusISIS集成环境图2-1ProteusISIS集成环境进入之后的界面类似如图2-2所示图中已经标注各个部分的作用图2-2ISIS主窗口一个小项目的设计过程
1、建立新项目启动软件之后,首先,新建一个项目点击菜单File→NewDesign,如图2-3所示,即可出现如图2-4所示的对话框,以选择设计模板一般选择A4图纸即可,点击OK,关闭对话框,完成设计图纸的模板选择,出现一个空白的设计空间图2-3新设计图2-4选模板这时设计名称为UNTITLED未命名,你可以点击菜单file→savedesign来给设计命名也可以在设计的过程中任何时候命名
2、调入元件在新设计窗口中,点击对象选择器上方的按钮P(如图2-5所示),即可进入元件拾取对话框,如图2-6所示图2-5调入元件图2-6查找元件在图2-6所示的对话框左上角,有一个Keywords输入框,可以在此输入要用的元件名称(或名称的一部分),右边出现符合输入名称的元件列表我们要用的单片机是AT89C51,输入AT89C,就出现一些元件,选中AT89C51,双击,就可以将它调入设计窗口的元件选择器在Keywords中重新输入要用到的元件,比如LED,双击需要用的具体元件,比如LED-YELLOW,调入继续输入,调入,直到够用点击OK,关闭对话框以后如果需要其他元件,还可以再次调入元件调入之后的情形类似图2-2中的对象选择列表所示我们这次要用到的元件列表如下AST89C51单片机LED-YELLOW发光二极管-黄色RX88电阻排200欧姆BUTTON按钮以上元件就够用了,其他多余的只是供选用比如发光二极管可以选用其他颜色,按钮也可以使用SWITCH代替或者使用DIP-SW8代替,电阻排也可以使用单个电阻RES来代替
3、设计原理图3-1放置元件在对象选择器中的元件列表中,单击所用元件,再在设计窗口单击,出现所用元件的轮廓,并随鼠标移动,找到合适位置,单击,元件被放到当前位置至此,一个元件放置好了继续放置要用的其他元件3-2移动元件如果要移动元件的位置,可以先右击元件,元件颜色变红,表示被选中,然后拖动到需要的位置放下即可放下后仍然是红色,还可以继续拖动,直到位置合适,在空白处单击鼠标左键,取消选中3-3移动多个元件如果几个元件要一起移动,可以先把它们都选中,然后移动选中多个元件的方法是,在空白处开始,点击左键并拖动,出现一个矩形框,让矩形框包含需要选中的元件再放开,就可以了(参看图2-7)如果选择的不合适,可以在空白处单击,取消选中,然后重新选择图2-7选中多个元件移动元件的目的主要是为了便于连线,当然也要考虑美观3-4连线就是把元件的引脚按照需要用导线连接起来方法是,在开始连线的元件引脚处点击左键(光标接近引脚端点附近会出现红色小方框,这时就可以了),移动光标到另一个元件引脚的端点,单击即可移动过程中会有一根线跟随光标延长,直到单击才停住(图2-8)(a画线开始)(b划线中)(c画线完毕)图2-8画线过程在第一根线画完后,第二根线可以自动复制前一根线,在一个新的起点双击即可如图2-9所示a新的起点双击b很快画完图2-9自动复制前一根线注意如果第二根线形状与第一根不同,那可不能自动复制,否则会很麻烦3-5修改元件参数电阻电容等元件的参数可以根据需要修改比如限流电阻的阻值应该在200到500欧姆左右,上拉电阻应该在几千欧姆以修改限流电阻排为例,先单击或右击该元件以选中,然后再单击,出现对话框如图图2-10所示在ComponentValue后面的输入框中输入阻值200(单位欧姆),然后点击OK按钮确认并关闭对话框,阻值设置完毕图2-10修改电阻值3-6添加电源和地在左边工具栏点击终端图标,即可出现可用的终端,图2-11-a所示在对象选择器中的对象列表中,单击POWER,图2-11-b所示,在预览窗口出现电源符号,在需要放置电源的地方单击,即可放置电源符号,如图2-11-c所示放置之后,就可以连线了放置接地符号(地线)的方法与放置电源类似,在对象选择列表中单击GROUND,然后在需要接地符号的地方单击,就可以了注意放置电源和地之后,如果又需要放置元件,应该先点击左边工具栏元件图标,就会在对象列表中出现我们从元件库中调出来的元件图2-11-a选择端口图2-11-b选择电源符号图2-11-c放置电源符号图2-11添加电源和地按照图2-2的原理图,我们还需要放置按键,放置接地符号,连线,最终完成的原理图如前面的图2-2所示
4、添加程序单片机应用系统的原理图设计完成之后,还要设计和添加程序,否则无法仿真运行实际的单片机也是这样4-1编辑源程序按照51系列单片机的汇编语言语法要求,按照控制要求,编写源程序可以使用任何一种纯文本编辑器来编辑源程序比如记事本、写字板等都可以还可以使用超级编辑器ultraedit-32,功能很强编辑完成的源程序是纯文本文件,其扩展名必须是.ASM,以便编译软件识别图2-12所示图2-12打开的源程序图2-12-a记事本图2-12-bproteus自带编辑器图2-12编辑源程序4-2添加源程序在Poteus的单片机仿真项目中添加源程序可按以下步骤进行点击菜单Surce→Add/RemoveSourceFiles,如图2-13所示图2-13添加源程序1弹出对话框,如图2-14所示图2-14添加源程序2在弹出的对话框中操作,在CodeGenerationTool的下拉菜单中选择代码生成工具ASEM51,然后点击New按钮,弹出选择文件对话框,如图2-15所示图2-15添加源程序3在弹出的对话框中操作,找到所需要的文件,比如这里选择以前已经编辑好的文件P1P
2.ASM,然后点击按钮【打开】就可以了也可以在文件名框输入文件名,如果文件不存在,点击打开时会提示新建此文件,便于以后再编辑程序当然也可以改变查找的路径,在其他地方找到我们要用的文件添加程序文件之后返回添加程序对话框,已经有了我们添加的程序,如图2-16所示图2-16添加源程序4可以看到,在SourceCodeFilename的下拉框中已经显示出刚刚添加的源程序名点击按钮OK关闭这个对话框这时候如果再点击菜单Source,如图2-17所示图2-17添加源程序5从图中可以看到,下拉菜单中最下面多出一行,显示的是我们刚刚添加的源程序如果点击这个文件名,就会利用软件自带的编辑器打开这个文件,如图2-12-b所示如果更换了编辑器,就会按照更改,利用指定的编辑器打开源程序文件
5、编译源程序5-1利用program软件自带的编译器进行编译编辑好的源程序添加进来之后就可以编译了编译的方法很简单,在图2-17中,点击BuildAll就对指定的源程序进行编译如果编译没有发现语法错误,就会出现如下提示,如图2-18所示图2-18编译完的提示窗口如果有语法错误,也会有提示,指出错误代码和所在的行这时候就需要我们重新打开源程序,对错误进行修改修改之后再重新编译,直到通过为止这时候单片机里自动被装入了编译之后所产生的机器码程序下一步就是仿真执行了5-2利用其他软件进行编译编译源程序也可以利用其他软件进行只要编译产生的机器码文件是.HEX格式就可以比如伟福,它就可以产生.HEX格式的文件和.BIN格式的文件其实,伟福的许多特性适合编辑和编译源程序,它的编辑和编译是在同一个界面下完成,有行列位置指示,行首自动对齐等特性关于伟福的使用方法第一部分伟福纯软件仿真器使用入门利用其他软件编译产生的十六进制文件,可以直接加入到Proteus项目中的单片机里方法如下在原理图中点击单片机以选中,再次点击打开元件编辑对话框,如图2-19所示图2-19编辑单片机—添加机器码程序在图中看到在ProgramFile后边的方框里显示P1P
2.HEX,说明机器码已经装入如果没有装入,这里将是空白这时可以点击其右边的打开文件图标,查找并选中机器码文件即可这样,就可以在仿真时执行程序这样装入的机器码程序有个缺点,只能执行,不好调试因为没有源代码,也无法打开源代码窗口,无法单步执行解决的方法是,在其他编辑编译软件通过之后,再将源程序添加到项目,如4-2节所述然后再用本节开始5-1所述方法添加源程序并编译一次,这时不会出现错误一般也不用再给单片机添加机器码程序,除非你途中改换了源程序在图2-19中还有一个时钟频率(ClockFrequency)可以改变一般情况下,单片机的时钟频率由此设定,而不是来自时钟电路,这就是为什么在仿真时可以省略时钟电路和复位电路的原因
6、仿真执行Program软件可以仿真模拟电路和数字电路,还可以仿真若干型号的单片机我们使用的目的主要就是仿真单片机和外围的接口电路这里简要介绍MCS-51单片机和部分接口电路的仿真过程,其他方面的内容请自行查找资料6-1一般仿真在原理图编辑窗口下面有一排按钮,利用它可以控制仿真的过程点击按钮开始仿真,开始以后按钮的小三角变成绿色,点击按钮单步仿真,点击按钮暂停和继续仿真切换,点击按钮停止仿真以简单项目P1P2为例,说明仿真效果点击开始仿真按钮,电路如图2-20所示图2-20运行仿真观察发现,单片机P1P2P3口引脚的每一根线的旁边都有一个红色的小方框,表明当前引脚是高电平,如果小方框是蓝色,表明引脚当前是低电平如果小方框是灰色,说明此引脚是悬空,P1口的8个引脚就是悬空与电源VCC相连的引脚都是高电平与地线GND相连的引脚都是低电平点击图中的一个按键,对应的发光二极管会亮放开按键发光二极管就灭点住一个按键不放,观察对应的P1口导线旁边的小方框,变成蓝色,和其对应的P2口的输出线旁边的小方框也变成蓝色,对应的发光二极管亮这是程序的作用,我们的程序就是将P1口的输入传送到P2口进行输出6-2调试选项点击暂停按钮,出现暂停画面,如图2-21所示图2-21暂停由于我们是添加过源程序的,所以会出现源代码窗口源代码窗口内容从左到右是地址指令注释这幅图里没有注释内容如果需要,可以设置使其显示行号和机器码方法是在窗口内点击鼠标右键,在出现的选项中点击所需要的项目就可以了见图2-22图2-22源代码窗口右键菜单在源代码窗口右上角有一串按钮,它们的作用如图2-23所示利用这些按钮可以控制程序的运行,随时可以查看程序执行的结果在这里点击全速以后,如果遇到断点会自动暂停执行如果没有或者没遇到断点,就一直运行下去图2-23源代码窗口的按钮执行到光标处是,先在要暂停的指令上点一下,这一行就会变成蓝色,然后点击执行到光标处的按钮,就会从原来的指令开始执行,直到光标所在的位置暂停在暂停状态,还可以选择显示特殊功能寄存器窗口、内存窗口等比如要显示8051CPU的寄存器,可以这样操作点击菜单Debug→8051CPUregisters–U1,就会出现如图2-24所示窗口图2-25的窗口是片内数据存储器图2-24寄存器窗口图2-25片内数据存储器可以在这些个窗口里观察寄存器的内容,分析程序运行的结果在菜单Debug的下拉菜单里,还有许多功能,自己试试就可以了还有一项功能值得一提,就是在暂停状态,单击一个元件,可以显示这个元件当时的状态,如逻辑电平和电流电压的具体值等自己一试便知还有一些功能,在比较复杂的项目中会用到,比如信号源,虚拟仪器,仿真图表等参见图2-
26.、图2-
27、图2-28图2-26虚拟仪器图2-27信号源图2-28仿真图表。