Proteus讲义

目录 I 物联网技术及应用 翻转课堂

题目： proteus讲义 专业： 控制科学与工程 学院： 物理与光电工程学院 学生姓名： 郭双琦 学号： 2014510870 指导教师： 张军朝

2015年 6 月 1 日 目 录 目录 II 目录

一 Proteus简介 .................................................................................................... 3 1.1 Proteus概述 .................................................................................................... 3 1.2 Proteus的运行环境 ......................................................................................... 4 1.3 ProteusVSM的资源库和仿真工具 .................................................................. 4 二 Proteus ISIS初识 ............................................................................................ 7 2.1 进入Proteus ISIS ............................................................................................. 7 2.2 ISIS工作窗口 .................................................................................................. 7 三 Proteus设计与仿真基础............................................................................... 10 3.1 单片机系统的Proteus设计与仿真的开发过程 ............................................ 10 3.2 ISIS鼠标使用规则 ........................................................................................ 11 3.3 PROTEUS文件类型 ...................................................................................... 11 3.4 单片机系统的Proteus设计与仿真实例 ....................................................... 11 3.5 单片机系统的Proteus源代码级调试 ........................................................... 20 四 Proteus设计与仿真应用与提高 ................................................................... 23 4.1 Proteus与第三方集成开发环境的联合仿真 ................................................. 23 4.2 Proteus的一些其他常用设计操作指南 ........................................................ 26 3

一．Proteus简介 1.1 Proteus概述 Proteus是英国Labcenter electronics公司研发的一款集单片机仿真和SPICE分析于一身的EDA工具软件，从1989年问世至今，经过了近２０年的的使用、发展和完善，功能越来越强，性能越来越好，已在全球广泛使用。在国外有包括斯坦福、剑桥等在内的几千家高校将Proteus作为电子工程学位的教学和实验平台；在国内Proteus也广泛应用于高校的大学生或研究生电子教学与实验以及公司实际电路设计与生产。 Proteus软件主要具有以下特点： （1）具有强大的原理图绘制功能。 （2）实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路的系统仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。 （3）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、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。 （4）提供软件调试功能。具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各变量以及寄存器等的当前状态，并支持第三方编译和调试环境，如wave6000、Keil等软件。Proteus的基本结构体系见表1-1。 表1-1 Proteus结构体系

Proteus Proteus VSM ISIS PROSPICE 微控制器CPU库 元器件和VSM动态器件库 ASF

Proteus PCB Design ISIS ASF ARES 表中有关概念的说明如下：  Proteus VSM（Virtual System Modelling）：Proteus虚拟系统模型；  ISIS（Intelligent Schematic Input System）：智能原理图输入系统；  PROSPICE：混合模型仿真器；  ASF（Advanced Simulation Feature）高级图表仿真；  Proteus PCB Design：Proteus 印刷电路板设计；  ARES（Advanced Routing and Editing Software）：高级布线编辑软件。 Proteus主要由两大部分组成：  ISIS——原理图设计、仿真系统，用于电路原理图的设计及交互仿真。  ARES——印刷电路板设计系统，主要用于印刷电路板的设计，产生最终的PCB文件。 本书着重叙述Proteus原理图设计以及利用Proteus实现单片机应用电路系统的设计与仿真方 4

法，其它不详之处请参考相关资料。 1.2 Proteus的运行环境 要运行Proteus系统，要求计算机系统满足以下软件和硬件环境：  Win98/Me/2000/XP或更高版本的操作系统  200MHz或更高速的PentiumCPU  64MB或以上的内存空间  64MB或以上的可用硬盘空间  显示器设置为：1280×1024 用Proteus VSM实时仿真时，则要求300MHz以上主频的PentiumCPU；如果要实时仿真的电路系统较大或较复杂，采用更高配置的计算机系统，以便获得更好的仿真效果。

1.3 ProteusVSM的资源库和仿真工具 1、单片机模型库 Proteus能够对多种系列众多型号的单片机进行实时仿真、协调仿真、调试与测试。以Proteus 7.1为例。表1-2列出了Proteus VSM已有的能够仿真的单片机模型；表1-3列出了Proteus VSM单片机模型的功能；表1-4列出了目前Proteus VSM单片机模型的通用调试能力。 表1-2 ProteusVSM单片机模型 单片机模型系列 单片机模型

8051/8052系列 通用的80C31、80C32、80C51、80C52、80C54和80C58 Atmel AT89C51、AT89C52和AT89C55 Atmel AT89C51RB2、AT89C51RC2、和AT89C51RD2（X2和SPI没有模型）

Microchip PIC系列 PIC10、PIC12C5XX、PIC12C6XX、PIC12F6XX、PIC16C6XX、PIC16CX、PIC16F8X、PIC16F87X、PIC16F62X、PIC18F

Atmel AVR系列 现有型号

MotorolaHC11系列 MC68HC11A8、MC68HC11E9 Parallax Basic Stamp BS1、BS2、BS2e、BS2ex、BS2p24、BS2p40、BS2pe

ARM7/LPC2000系列 LPC2104、LPC2105、LPC2106、LPC2114、ARM7TDMI和ARM7TDMI-S

表1-3 ProteusVSM单片机模型功能 实时仿真 中断仿真 CCP/ECCP仿真 指令系统仿真 SPI仿真 I2C/TWI仿真 Pin操作仿真 MSSP仿真 模拟比较器仿真 定时器仿真 PSP 外部存储器仿真 UART/USART/EUSARTs ADC仿真 实时时钟仿真 5

表1-4 ProteusVSM单片机模型通用调试能力 工具/语言支持 断电支持 监视窗口 汇编器 标准断点 实时显示数值

C编译器 条件断点 支持混合类型 支持PIC Basic 硬件断点 支持拖放 仪 器 存储器内容显示 包括指定的SFR 虚拟仪器 在CPU内部 包括指定bit位

从模式规程分析器 在外设 变量窗口

主模式规程分析器 Trace/Debugging模式 堆栈监视

源代码级调试 在CPU内部 网络冲突警告 汇编 在外设 在模型上的Trace模式 高级语言（C 或Basic） 与其他Compilers/IDEDE/JIE的

集成

2、高级外设模型 表1-5列出了Proteus VSM提供的高级外设模型。 表1-5 高级外设模型

虚拟仪器和分析工具

交互式虚拟仪器 双通道示波器、24通道逻辑分析仪、计数/计时器，RS-232连接端子、交/直流电压表、交/直流电压表

规程分析仪 双模式（主/从）I2C规程分析仪 双模式（主/从）SPI规程分析仪 交互式电路激励工具 模拟信号发生器：可输出方波、锯齿波、三角波、正弦波

模拟信号发生器：支持1KB的数字数据流

光电显示模型和驱动模型 数字式LCD模型、图形LCD模型、LED模型、七段显示模型、光电驱动模型、光耦模型 电动机模型和控制器 电动机模型、电动机控制模型 存储器模型 I2C EEPROM、静态RAM模型、非易失性EPROM 温度控制模型 温度计和温度自动调节模型、温度传感器模型、热电偶模型 计时模型 实时时钟模型 I2C/SPI规程模型 I2C外设、SPI外设、规程分析仪