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Proteus软件功能及应用概述
来源: 作者:叶子 2011/11/10 17:32:00 人气:270
内容导读:
Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件),从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿

 

  Proteus软件是英国Labcenter Electronics公司出版的EDA工具软件(该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司)。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件),从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台,其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等,2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器,并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面,它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。

  其功能特点

  Proteus软件具有其它EDA工具软件(例:Multisim)的功能。这些功能是:

  (1)原理布图

  (2)PCB自动或人工布线

  (3)SPICE电路仿真

  革命性的特点

  (1)互动的电路仿真

  用户甚至可以实时采用诸如RAM,ROM,键盘,马达,LED,LCD,AD/DA,部分SPI器件,部分IIC器件。

  (2)仿真处理器及其外围电路

  可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流单片机。还可以直接在基于原理图的虚拟原型

  上编程,再配合显示及输出,能看到运行后输入输出的效果。配合系统配置的虚拟逻辑分析仪、示波器等,Proteus建立了完备的电子设计开发环境。

  具有4大功能模块

  (1)智能原理图设计(ISIS)

  丰富的器件库:超过27000种元器件,可方便地创建新元件;

  智能的器件搜索:通过模糊搜索可以快速定位所需要的器件;

  智能化的连线功能:自动连线功能使连接导线简单快捷,大大缩短绘图时间;

  支持总线结构:使用总线器件和总线布线使电路设计简明清晰;

  可输出高质量图纸:通过个性化设置,可以生成印刷质量的BMP图纸,可以方便地供WORD、POWERPOINT等多种文档使用。

  (2)完善的电路仿真功能(Prospice)

  ※ ProSPICE混合仿真:基于工业标准SPICE3F5,实现数字/模拟电路的混合仿真;

  ※ 超过27000个仿真器件:可以通过内部原型或使用厂家的SPICE文件自行设计仿真器件,Labcenter也在不断地发布新的仿真器件,还可导入第三方发布的仿真器件;

  ※ 多样的激励源:包括直流、正弦、脉冲、分段线性脉冲、音频(使用Wav文件)、指数信号、单频FM、数字时钟和码流,还支持文件形式的信号输入;

  ※ 丰富的虚拟仪器:13种虚拟仪器,面板操作逼真,如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、直流电压/电流表、交流电压/电流表、数字图案发生器、频率计/计数器、逻辑探头、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器等;

  ※ 生动的仿真显示:用色点显示引脚的数字电平,导线以不同颜色表示其对地电压大小,结合动态器件(如电机、显示器件、按钮)的使用可以使仿真更加直观、生动;

  ※ 高级图形仿真功能(ASF):基于图标的分析可以精确分析电路的多项指标,包括工作点、瞬态特性、频率特性、传输特性、噪声、失真、傅立叶频谱分析等,还可以进行一致性分析;

  (3)独特的单片机协同仿真功能(VSM)

  ※ 支持主流的CPU类型:如ARM7、8051/52、AVR、PIC10/12、PIC16、PIC18、PIC24、DsPIC33、HC11、BasicStamp、8086、MSP430等,CPU类型随着版本升级还在继续增加,如即将支持CORTEX、DSP处理器;

  ※ 支持通用外设模型:如字符LCD模块、图形LCD模块、LED点阵、LED七段显示模块、键盘/按键、直流/步进/伺服电机、RS232虚拟终端、电子温度计等等,其COMPIM(COM口物理接口模型)还可以使仿真电路通过PC机串口和外部电路实现双向异步串行通信;

  ※ 实时仿真:支持UART/USART/EUSARTs仿真、中断仿真、SPI/I2C仿真、MSSP仿真、PSP仿真、RTC仿真、ADC仿真、CCP/ECCP仿真;

  ※ 编译及调试:支持单片机汇编语言的编辑/编译/源码级仿真,内带8051、AVR、PIC的汇编编译器,也可以与第三方集成编译环境(如IAR、Keil和Hitech)结合,进行高级语言的源码级仿真和调试;

   (4)实用的PCB设计平台

  ※ 原理图到PCB的快速通道: 原理图设计完成后,一键便可进入ARES的PCB设计环境,实现从概念到产品的完整设计;

  ※ 先进的自动布局/布线功能:支持器件的自动/人工布局;支持无网格自动布线或人工布线;支持引脚交换/门交换功能使PCB设计更为合理;

  ※ 完整的PCB设计功能:最多可设计16个铜箔层,2个丝印层,4个机械层(含板边),灵活的布线策略供用户设置,自动设计规则检查,3D 可视化预览;

  ※ 多种输出格式的支持:可以输出多种格式文件,包括Gerber文件的导入或导出,便利与其它PCB设计工具的互转(如Protel)和PCB板的设计和加工。

  Proteus提供了丰富的资源

  (1)Proteus可提供的仿真元器件资源:仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件,有30多个元件库。

  (2)Proteus可提供的仿真仪表资源 :示波器、逻辑分析仪、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器、信号发生器、模式发生器、交直流电压表、交直流电流表。理论上同一种仪器可以在一个电路中随意的调用。

  (3)除了现实存在的仪器外,Proteus还提供了一个图形显示功能,可以将线路上变化的信号,以图形的方式实时地显示出来,其作用与示波器相似,但功能更多。这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标,例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗。这些都尽可能减少了仪器对测量结果的影响。

  (4)Proteus可提供的调试手段 Proteus提供了比较丰富的测试信号用于电路的测试。这些测试信号包括模拟信号和数字信号。

  电路功能仿真

  在PROTEUS绘制好原理图后,调入已编译好的目标代码文件:*.HEX,可以在PROTEUS的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。

  PROTEUS 是单片机课堂教学的先进助手。

  PROTEUS不仅可将许多单片机实例功能形象化,也可将许多单片机实例运行过程形象化。前者可在相当程度上得到实物演示实验的效果,后者则是实物演示实验难以达到的效果。

  它的元器件、连接线路等却和传统的单片机实验硬件高度对应。这在相当程度上替代了传统的单片机实验教学的功能,例:元器件选择、电路连接、电路检测、电路修改、软件调试、运行结果等。

  课程设计、毕业设计是学生走向就业的重要实践环节。由于PROTEUS提供了实验室无法相比的大量的元器件库,提供了修改电路设计的灵活性、提供了实验室在数量、质量上难以相比的虚拟仪器、仪表,因而也提供了培养学生实践精神、创造精神的平台

  随着科技的发展,“计算机仿真技术”已成为许多设计部门重要的前期设计手段。它具有设计灵活,结果、过程的统一的特点。可使设计时间大为缩短、耗资大为减少,也可降低工程制造的风险。相信在单片机开发应用中PROTEUS也能茯得愈来愈广泛的应用。

  使用Proteus 软件进行单片机系统仿真设计, 是虚拟仿真技术和计算机多媒体技术相结合的综合运用,有利于培养学生的电路设计能力及仿真软件的操作能力;在单片机课程设计和全国大学生电子设计竞赛中,我们使用 Proteus 开发环境对学生进行培训,在不需要硬件投入的条件下,学生普遍反映,对单片机的学习比单纯学习书本知识更容易接受,更容易提高。实践证明,在使用 Proteus 进行系统仿真开发成功之后再进行实际制作,能极大提高单片机系统设计效率。因此,Proteus 有较高的推广利用价值。

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