第十一章 单片机仿真软件-Proteus ISIS 软件介绍

第11章单片机仿真软件Proteus ISIS 软件介绍

第十一章 单片机仿真软件-Proteus ISIS 软件介绍

Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是： 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组成的系统的仿真、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。 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。 提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点 等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此 在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软 件编译和调试环境，如Keil C51 uVision2等软件。 具有强大的原理图绘制功能。1

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用Proteus 软件虚拟单片机实验的优点：

(1)内容全面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，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 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。2

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(3)学生可自行实验，锻炼解决实际工程问题的能力 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，则不存在上述的问题。 (5)与工程实践最为接近，可以了解实际问题的解决过程 在Proteus 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。3

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(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。 (7)培养和锻炼学生的协作能力

一个比较大的工程设计项目，由一个开发小组协作完成。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。

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11.1 Proteus 6 Professional界面简介安装完Proteus后，双击桌面上的ISIS 6 Professional图标或者单击屏 幕左下方的“开始”→“程序”→“Proteus 6 Professional”→“ISIS

6 Professional”,出现如图11-1所示屏幕，表明进入Proteus ISIS集成环境。

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工作界面 Proteus ISIS的工作界面是一种标准的Windows界面，如图11-2 所示。包括：标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状 态栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制

按钮、预览窗口、对象选择器窗口、图形编辑窗口。

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1.原理图编辑窗口(The Editing Window):在图形编辑窗口内完成电路原理图的编辑和绘制。 ISIS中坐标系统的基本单位是10nm,主要是为了和Proteus ARES保持一致。

但坐标系统的识别(read-out)单位被限制在1th。坐标原点默认在图形编辑区的中间，图形的坐标值能够显示在屏幕的右下角的状态栏中。 点状栅格(The Dot Grid)与捕捉到栅格(Snapping to a Grid)

编辑窗口内有点状的栅格，可以通过View菜单的Grid命令在打开和关闭间切换。点与点之间的间距由当前捕捉的设置决定。捕捉的尺度可以由View菜单 的Snap命令设置，或者直接使用快捷键F4、F3、F2和CTRL+F1。如图11-3

所示。若键入F3或者通过View菜单的选中Snap 100th。

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你会注意到鼠标在图形编辑窗口内移动时，坐标值是以固定的步长100th变化，这称为捕捉， 如果你想要确切地看到捕捉位置，可以使 用View菜单的X-Cursor命令，选中后将会在捕捉点显示一个小的或

大的交叉十字。实时捕捉(Real Time Snap) 当鼠标指针指向管脚末端或者导线时，鼠标指针将会被捕捉到这些

物体，这种功能被称为实时捕捉，该功能可以使你方便的实现导线和管脚的连接。可以通过Tools菜单的Real Time Snap 命令或者是 CTRL+S切换

该功能。 可以通过View菜单的Redraw命令来刷新显示内容，同时预览窗口中 的内容也将被刷新。当执行其它命令导致显示错乱时可以使用该特 性恢复显示。

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视图的缩放与移动可以通过如下几种方式：

用鼠标左键点击预览窗口中想要显示的位置，这 将使编辑窗口显示以鼠标点击处为中心的内容。在编辑窗口内移动鼠标，按下SHIFT键，用鼠标 “撞击”边框，这会使显示平移。我们把这称 为Shift-Pan。

用鼠标指向编辑窗口并按 缩放键或者操作鼠标的 滚动键，会以鼠标指针位置为中心重新显示。

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2.预览窗口(The Overview Window)它可显示两个内容，一个是：当你在元件列表中选择一个元件时， 它会显示该元件的预览图；另一个是，当你的鼠标焦点落在原理图

编辑窗口时(即放置元件到原理图编辑窗口后或在原理图编辑窗口中点击鼠标后),它会显示整张原理图的缩略图，并会显示一个绿 色的方框，绿色的方框里面的内容就是当前原理图窗口中显示的内

容，因此，你可用鼠标在它上面点击来改变绿色的方框的位置，从而改变原理图的可视范围。

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3.模型选择工具栏(Mode Selector Toolbar):

主要模型(Main Modes): 1) 选择元件(components)(默认选择的) 2) 放置连接点 3) 放置标签(用总线时会用到) 4) 放置文本

5) 用于绘制总线6) 用于放置子电路 7) 用于即时编辑元件参数 (先单击该图标再单击要修改的元件)

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配件(Gadgets):1) 终端接口(terminals):有VCC、地、输出、输入 等接口。 2) 器件引脚：用于绘制各种引脚。 3) 仿真图表(graph):用于各种分析，如Noise

Analysis。4) 录音机。 5) 信号发生器(generators)。 6) 电压探针：使用仿真图表时要用到。 7) 电流探针：使用仿真图表时要用到 。

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