Proteus是目前最好的模拟单片机外围器件的工具,真的很不错。可以仿真51 系列、AVR,PIC 等常用的MCU 及其外围电路(如LCD,RAM,ROM,键盘,马达,LED,AD/DA,部分SPI 器件,部分IIC 器件,...) 其实proteus 与 multisim比较类似,只不过它可以仿真MCU!当然,软件仿真精度有限,而且不可能所有的器件都找得到相应的仿真模型,用开发板和仿真器当然是最好选择,可是估计初学者有的可能性比较小吧?如果你在学51 单片机,如果你想自己动手做做LCD,LED,AD/DA,直流马达,SPI,IIC,键盘,...的小实验的话,试一下吧,不会让你失望的! 用51 不管你是用汇编或是C 编程当然要用keil 啦,uvisoin3 有不少新特性呢! 使用keil c51 v7.50 + proteus 6.7 可以像使用仿真器一样调试程序,一般而言,微机实验中用万利仿真器+电工系自己做的实验板的实验都可以做得到吧! 当然,硬件实践还是必不可少的!!!
本方案只是在没有硬件的情况下让你能像pspice 仿真模拟/数字电路那样仿真MCU 及外围电路。另外,即使有硬件,在程序编写早期用软件仿真一下也不错的!
1 Proteus 介绍
Proteus 与其它单片机仿真软件不同的是,它不仅能仿真单片机CPU 的工作情况,也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电路的工作情况。因此在仿真和程序调试时,关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改变,而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。对于这样的仿真实验,从某种意义上讲,是弥补了实验和工程应用间脱节的矛盾和现象。
(1)proteus 的工作过程
运行proteus 的ISIS 程序后,进入该仿真软件的主界面。在工作前,要设置view 菜单下的捕捉对齐和system下的颜色、图形界面大小等项目。通过工具栏中的p(从库中选择元件命令)命令,在pick devices 窗口中选择电路所需的元件,放置元件并调整其相对位置,元件参数设置,元器件间连线,编写程序;在source 菜单的Definecode generation tools 菜单命令下,选择程序编译的工具、路径、扩展名等项目;在source 菜单的Add/removesource files 命令下,加入单片机硬件电路的对应程序;通过debug 菜单的相应命令仿真程序和电路的运行情况。
(2)Proteus 软件所提供的元件资源Proteus 软件所提供了30 多个元件库,数千种元件。元件涉及到数字和模拟、交流和直流等。
(3)Proteus 软件所提供的仪表资源
对于一个仿真软件或实验室,测试的仪器仪表的数量、类型和质量,是衡量实验室是否合格的一个关键因素。在Proteus 软件包中,不存在同类仪表使用数量的问题。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。
(4)Proteus 软件所提供的调试手段
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。对于单片机硬件电路和软件的调试,Proteus 提供了两种方法:一种是系统总体执行效果,一种是对软件的分步调试以看具体的执行情况。
对于总体执行效果的调试方法,只需要执行debug 菜单下的execute 菜单项或F12 快捷键启动执行,用debug菜单下的pause animation 菜单项或pause 键暂停系统的运行;或用debug 菜单下的stop animation 菜单项或shift-break 组合键停止系统的运行。其运行方式也可以选择工具栏中的相应工具进行。
对于软件的分步调试,应先执行debug 菜单下的start/restart debugging 菜单项命令,此时可以选择stepover 、step into 和 step out 命令执行程序(可以用快捷键F10、F11 和ctrl+F11),执行的效果是单句执行、进入子程序执行和跳出子程序执行。在执行了start / restart debuging 命令后,在debug 菜单的下面要出现仿真中所涉及到的软件列表和单片机的系统资源等,可供调试时分析和查看。
2 实验的组织
在单片机的理论教学和实验中,所涉及到的内容包括了四方面,即单片机系统资源、软件技术、硬件接口电路、软件和硬件结合的应用系统。因此教师在进行教学时,应该充分考虑课程的特点并作合理的模块划分,在每次实验课程前作适当的准备工作,以使教学任务能集中和突出。以下例子中所涉及到的单片机均为51 系列。
(1)系统资源的实验教学
任何一种单片机均提供了一定的系统资源。对于51 系列单片机来讲,其所提供的资源是以寄存器和存储器的方式体现出来的。对于寄存器内容的查看,可以采用多种可以模拟仿真51 单片机的软件来实现。对于Proteus软件来讲,可以执行在debug 菜单下registers 菜单项命令打开相应的窗口。对于系统内部存储器的查看,同样是执行debug 菜单下的 internal memory 菜单项命令打开相应的窗口。
(2)软件技术
在软件技术的实验中所涉及到的内容主要包括对语言中具体语句的执行效果验证、算法的具体实现、程序中语法错误的检查和逻辑错误的验证等内容。对于纯软件的实验教学内容,教师在实验设置时应充分考虑到学生的能力并作好具体的准备工作,以达到预期的教学目的。例如,对于两个16 位二进制数的乘法运算R4R5×R6R7=R3R4R5R6R7 的汇编语言实现。为了较为直观地验证程序执行的正确性,教师在之前应该设计一个硬件电路,能完成数据的输入(带显示)和结果的输出(显示),并设计主程序、bcd 码到二进制的转换、二进制码到bcd 码的转换、bcd 码到显示码的转换、显示等程序的设计,学生只在实验中进行乘法运算的算法设计并作为子程序加入系统中即可。
(3)硬件接口电路
单片机的接口电路所涉及到的知识涵盖了电子电路设计的相关领域,也涉及到单片机应用系统具体的工作需要。接口电路部分涉及到线路的连接、元器件的选择、工作方式的设置、电路工作的稳定性和可靠性、电路的空间需求等等许多方面的知识和内容;但就学生实验来讲,所涉及到的并不需要这么全面。作为Proteus 仿真软件,其仿真电路时所模拟的元件真实工作情况,和单片机应用系统的实际工作环境还是有一定的差别。因此只能根据教学的需要,让学生自行设计电路并设置其工作方式。其实验可以通过两种方式组织实施,一是根据具体的要求,让学生设计接口电路并编写相应的程序;一是根据程序的要求,设计单片机接口电路。例如,对于键盘输入和显示(数码管)接口电路的设计,可以采用比较多的方法来实现。选择何种方法,与键盘中键的数量和数码管的个数以及显示的方式等都有关系。选择一种采用几种方法都能实现的键盘键数(如12个)和显示位数(如4 位或4 位半),提出具体的诸如必须预留的口地址、成本控制等要求,让学生自行设计接口电路。当然,对于如A/D 转换等接口电路的设计,教师应该在事先设计出单片机电路的其它部分,并以模块的方式进行处理,给学生提供电路的接口信号。
(4)软件和硬件结合的应用系统
软件和硬件的结合,就是一个单片机的应用系统了。这一步的实验可以在课程设计中以课题的方式提出来处理,也可以将其分解成不同的接口部分在接口电路的多次实验中分次完成。在这一阶段,硬件电路的设计已经不是最为关键的了,而软件系统的设计、调试和运行才是实验的主要内容。因此可以以建议性的意见给出具体的硬件电路,并提出该电路所需要完成的具体工作,由学生进行软件的设计和调试。
(5)观摩实验
学生自行设计的硬件系统和软件,一般存在着某方面的不足,当给出了相应的实验设计任务后,学生就算能顺利的完成,但其中所涉及到的有些方式方法并不能在自己的设计中充分领悟。Protues 系统提供了相应的一些范例,比如单片机系统中的计算器示例,当教师讲述了其中涉及到的所有(子)程序的功能并将其合理地组织在一起的时候,结合该系统的硬件,将对学生进行程序的设计和系统硬件的设计方法,产生比较大的影响。
3 用Proteus 软件虚拟单片机实验的优点
采用Proteus 仿真软件进行虚拟单片机实验,具有比较明显的优势,如涉及到的实验实习内容全面、硬件投入少、学生可自行实验、实验过程中损耗小、与工程实践最为接近等。当然其存在的缺点也是有的。
(1)内容全面
内容全面包括其能实验的内容包括软件部分的汇编、C51 等语言的调试过程,也包括硬件接口电路中的大部分类型。对同一类功能的接口电路,可以采用不同的硬件来搭建完成,因此采用Protues 仿真软件进行实验教学,克服了用单片机实验教学板教学中硬件电路固定、学生不能更改、实验内容固定等方面的局限性,可以扩展学生的思路和提高学生的学习兴趣。
(2)硬件投入少,经济优势明显
对于传统的采用单片机实验教学板的教学实验,由于硬件电路的固定,也就将单片机的CPU 和具体的接口电路固定了下来。在单片机的实际教学中,如果要涉及到51 系列,也要涉及到PIC16 系列,那么为了教学必然要投入两种单片机的实验教学板;同时在教学过程中所涉及到的接口电路,也需要有较大的投入和储备,以利于实验的进行和在实验过程中元件损毁后的更换。Protues 所提供的元件库中,大部分可以直接用于接口电路的搭建,同时该软件所提供的仪表,不管在质量还是数量上,都是可靠和经济的。如果在实验教学中投入这样的真实的仪器仪表,仅仪表的维护来讲,其工作量也是比较大的。因此采用软件的方式进行教学,其经济优势是比较明显的。
(3)学生可自行实验,锻炼解决实际工程问题的能力
实验能力和实验设计能力的培养,是工科学生解决实际工程问题能力中较为重要的。传统的实验教学中,忽视了学生实验能力的培养,对于实验设计能力的培养,则很少涉及到。因此学生学习了理论,要想将其应用到实际的工程实践中,其难度是比较大的。还有,学生毕业后想对单片机控制技术或智能仪表等有较深的研究和学习,如果采用传统的实验教学方法,则学生需要购置的设备比较多,增加了他们学习和研究的投入。采用仿真软件后,学习的投入变得比较的小,而实际工程问题的研究,也可以先在软件环境中模拟通过,再进行硬件的投入,这样处理,不仅省时省力,也可以节省因方案不正确所造成的硬件投入的浪费。
(4)实验过程中损耗小,基本没有元器件的损耗问题
在传统的实验教学过程中,都涉及到因操作不当而造成的元器件和仪器仪表的损毁,也涉及到仪器仪表等工作时所造成的能源消耗。采用Protues 仿真软件进行的实验教学,则不存在上述的问题,其在实验的过程中是比较安全的。
(5)与工程实践最为接近,可以了解实际问题的解决过程
在进行课程设计或进行大实验的时候,可以具体的在Protues 中做一个工程项目,并将其最后移植到一个具体的硬件电路中,让学生了解将仿真软件和具体的工程实践如何结合起来,利于学生对工程实践过程的了解和学习。
(6)大量的范例,可供学生参考处理在系统的设计时,存在对已有资源的借鉴和引用处理,而该仿真系统所提供的较多的比较完善的系统设计方法和设计范例,可供学生参考和借鉴。同时也可以在原设计上进行修改处理。
(7)协作能力的培养和锻炼
一个比较大的工程设计项目,是由一个开发小组协作完成的。了解和把握别人的设计意图和思维模式,是团结协作的基础。在Proteus 中进行仿真实验时,所涉及到的内容并不全是学生独立设计完成的,因此对于锻炼学生的团结协作意识,是有好处的。
但是由于该软件也有一定的缺陷,如果想学好单片机,还是要买一块学习板来学学。。。不然,根本就入不了门!!!
请参照以下步骤在proteus中软件中寻找晶振,并分别设置晶振值为6M和4M。
1、首先在电脑上打开proteus软件,等待软件加载完成。
2、然后在出现的界面中,点击图中箭头所指的“P”字图标。
3、然后在出现的搜索窗口中,将晶振的英文“CRYSTAL”输入到keywords的编辑栏中,接着就会出现搜索结果。
4、然后在软件主界面放置两个晶振,如图所示。
5、然后直接双击晶振元件,即可在出现的窗口中将频率值设置为4M或6M。
6、完成以上设置后,即可在proteus中找到晶振并设置其频率。
Proteus应用技巧汇总
Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件,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。它是目前比较好的仿真单片机及外围器件的工具。
1. Tidy快速清除原理图中无用元件 实用Proteus的“Edit”里的“Tidy”,可以快速去掉原理图中没有用上的且又在元件加载列表中已显示了的元件,利用这个功能,我们可以在画完原理图后将没有用上的元件在列表中清除。
2. protues标识符net点的快速画图只要输入字母后,后面的数字就可以自动递增,如P1,P2,P3,P4,其实在proteus里这个技巧也有,学会这个技巧 就不用一个个点击NET点添加了,一次性添加完成,NET的好处就是不用画线路,简洁方便。跟着**作一遍吧
比如你要给51单片机的P0口添加NET点,要形成P00.P01,P02```P07。
第一步:
第2步:按一下键盘的字母A键,弹出一个对话框。
将STRING修改成: net="P0#",#号的意思就是变化的数字,怎样变就靠下面的两个参数,Count 和Increament 。按ok键后,移到单片机P0口,就会出现一只小手,还有一个小绿色方块,就可以添加lable了,按一下就加1。结果就会出现,P00,P01,P02。
3. Proteus仿真时不需要接单片机晶振只需要鼠标左键双击单片机,在弹出的对话框中对应红笔圈起来的频率的地方进行修改即可。另外对于复位电路也不需要接上去,proteus提供的是一个理想的模拟环境,所以这些单片机系统必须的东西可以忽略不接。
4、巧用Decompose(分解)功能识别引脚参数记得有人问起:Proteus里的电解电容符号中哪一边是"+",哪一边是"-"呀?有时候记得不是太牢的确记不起正负极,那就请随我来一起解决这一类的问题吧! 现在我们先放置一个电解电容在设计图上,然后再在此元件上点击右键,电容变成了红色,选择菜单"Library(库)",选择"Decompose(分 解)",此时这个电解电容就相当于已解体了的了,我们只要双击其中一个元件脚,然后在出现的`属性窗口中就出现了该引脚是正(+)还是负(-)了!同理!我们可以扩展此功能应用到识别二极管、三极管、矩阵LED点阵及元件隐藏引脚的显现方面!
5、 隐藏元件的内容
方法:选 择"Templage"(模板)---- "Set Design Defaults"(设置设计默认)在弹出的"Edit Design Defaults"窗口中左下角的"Hidden Objects"里,将"Show hidden text?"右边的选择框里的钩去掉就OK啦!
6、巧控仿真过程中的颜色变化
(1)方法:选择"System"(系统)----"Set Animation Options"(设置仿真选项)在弹出的"Animated Circuits Configuration"窗口中右下角的"Animation Options"里,将"Show Logic State of Pins?"右边的选择框打勾.(默认打了勾)
作用:在仿真过程中每个管脚旁边会出现一个不同颜色的小方块,红色的表示高电平,蓝色的表示低电平,灰色的表示不确定电平,**的表示电平冲突(电平短路,比如单片机某个脚输出高电平,但这个脚人为接地了)
(2)方法:选择"System"(系统)----"Set Animation Options"(设置仿真选项)在弹出的"Animated Circuits Configuration"窗口中右下角的"Animation Options"里,将"Show Wire Voltage by Colour?"右边的选择框打勾.(默认没打勾)
作用:在仿真过程中每条连接线都会出现不同的颜色,红色表示高电平,蓝色表示低电平.
(3)方法:选择"System"(系统)----"Set Animation Options"(设置仿真选项)在弹出的"Animated Circuits Configuration"窗口中右下角的"Animation Options"里,将"Show Wire Current with Arrows?"右边的选择框打勾.(默认没打勾)
作用:在仿真过程中每条连接线都用箭头表示电流的方向.
7、巧让LED仿真时发光很多人在仿真过程中遇到了这样一个问题,选用的发光二极管叫做LED,怎么运行它都不发光,但电平显示正常,这是因为LED这个库元件在仿真时 是不发光,若要其仿真时发光必须用有颜色属性的LED,比如LED-RED,LED-YLLOW,LED-BLUE和LED-GREEN(红,黄,蓝和 绿)。同理,一些开关,继电器也有相同的问题,举一反三就明白了.
8、仿真指定HEX文件的地址,无须再接电源和地.在画仿真电路的时候,集成电路的电源脚,接地脚都是隐藏的,默认已经接上+5V电源以及地,无须再接电源和地.在做单片机仿真的时候,晶振以及复位电路不需要接,只需指定HEX文件的地址及设定好晶振频率即可.
9、去掉Show hidden text不再显示的内容每个元件下面的这个具有隐藏属性,在菜单模板中有个选择设计默认,其中有个Show hidden text? 将其去掉就不会再显示的内容了。
10、在系统—设置键盘映像中可以自定义设置快捷键,非常人性。
11、proteus添加c文件proteus只能添加ASM文件,而不能添加C文件。所以只能把C用keil或其它软件编译成HEX再加载到单片机,就是DEBUG-START-在窗口DISASSEMBLY就能看到C对应的ASM程序。
12、一次快速实现proteus和keil联调使用假设Keil和Proteus分别安装在”D:Keil”和”D:Proteus”文件夹内。(1)将文件夹内的VDM51.dll文件复制到”D:KeilC51BIN”目录下和”D:Proteus MODELS”目录下(2)用记事本打开D:KeilTOOLS.INI文件,在TDRV8=BINUL2LPC9.DLL ("NXP LPC95x ULINK Driver")下一行新加一行:TDRV9=BINVDM51.DLL ("Proteus VSM Monitor-51 Driver")其中“TDRV5”中的“9”事实上就是避免跟上面的标号重复。(步骤1和2只需在初次使用设置。)
13、proteus简单实现双色管用两个LED共用一个接口,组成一个三个端口的双色LED,超简单。
14、proteus 在不用拆接线的情况下实现元件的替换 不需画出总线,只要在需要连接的2 个或以上端点加上相同标号就可以了。
15、快捷键应用Ctrl+z撤销;Ctrl+y反撤销;X,改变连线的指针形状Ctrl+画线:可以划曲线,先画线引出来,在转角处按ctrl,可以画出折线。
16、元器件管脚不需对应,使用更方便ISIS中提供的只是原理图,就像你自己做原理图一样,一般都是以方便为主,不需要像封装一样对应的。
17、Proteus中示波器使用技巧
左下角的CH1和CH2按钮可以选择是DC还是AC。 右上角的CH1和CH2按钮是切换两个通道的。 右上角的第二个按扭有三个功能,
( 1) 两个绿点都没有: 上面的按钮切换CH1和CH2显示。
( 2)Dual绿点:同时显示两个通道。(用YPOS1和YPOS2可以调整波形的上下位置。)
( 3) X-Y绿点:CH1-CH2显示,主要方便看差分值。
18、端口的批量编号 ,节省大量时间通过该技巧可实现proteus中像input,output等端口的批量编号。可节省大量时间。
(1 )全选排列的 端口
( 2)然后按A,在弹出的对话框中的 string栏输入net=DB#,“DB“部分也可为任何你想要的前缀字符串。count栏为起始的编号,increment栏位为编号增量
(3)点击ok后可发现所选的端口都自动完成编号了。
19、User功能实现调整图纸大小在ISIS放置元器件的时候,元件超出蓝色边框之外,可在菜单栏里面找System-Set Sheet Size,出现对话框,分别包括A4-A0、User几部分,如果自己想设置图纸大小,可以在选中User,然后输入长宽数值。
20、protues中快速把原理图转化为PCB图
(1)首先在isis中画好你的电路图,之后点击isis中tools/netlist compiler工具,弹出Netlist compiler对话框,点击ok,保存你的sdf文件。
(2)打开Ares,load netlist file。左击鼠标,place所有的元器件,摆放好之后,呵呵,你想手动布线呢,这个不说了,自动布线呢,tools/auto router..ok当然,你想快的话,alt+a,马上可以自动生成netlist文件并自动切到ares。 ;
protel和proteus两种仿真软件的主要区别是:
1、发布公司
PROTEL是Altium公司在80年代末推出的EDA软件。
Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件。
2、功能重心偏向不同
Protel主要用于画原理图和设计PCB;它主要是用来画电路图用的专业的电路板画图工具,但是厂商考虑到一些常用的电路有仿真的需要,所以附加了仿真功能。
Proteus主要用于仿真,与PROTEL相反它的画图才是附加功能。
3、主要用途
Protel可以进行简单的模拟/数字电路的仿真、强大的PCB板设计。主要应用领域为教学、技能考评、产品开发等。
Proteus可以进行直观的模拟/数字电路、单片机、ARM的仿真。也可以进行简单PCB板的设计。
参考资料:百度百科-proteus
参考资料:百度百科-PROTEL
以proteus9.5为例,proteus中光敏电阻仿真的方法如下:
1、首先在电脑上打开proteus软件。
2、进入到软件界面后,在左侧工具栏中点击黑色箭头下面的那个图标。
3、然后在出现的二级页面中,点击“P”字按钮。
4、接着在出现的搜索界面输入“ldr”,就会出现两个光敏元件,其次进行双击,元件就出现在P字下方的菜单中。
5、再接着将光敏电阻放到编辑区,光敏电阻的类型按个人需要选取。
6、按设计思路画好电路后,直接点击开始仿真按钮即可进行仿真。
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1、Proteus 读音:美/protɪʊs/;英/prəʊtɪəs/。
2、释义:n.多变的人;普罗透斯(希腊海神);变形杆菌属。
3、例句:These infections are often caused by Escherichia coli and Proteus mirabilis.这些感染经常有大肠杆菌和奇异变形杆菌引起。
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