如何用proteus構建電子交通燈 proteus設計交通燈原理圖

本文主要是關于proteus的相關介紹，并著重對用proteus構建電子交通燈設計進行了詳盡的闡述。

proteus

Proteus軟件是英國Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國總代理為廣州風標電子技術有限公司）。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前比較好的仿真單片機及外圍器件的工具。雖然目前國內推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發應用的科技工作者的青睞。Proteus是英國著名的EDA工具（仿真軟件），從原理圖布圖、代碼調試到單片機與外圍電路協同仿真，一鍵切換到PCB設計，真正實現了從概念到產品的完整設計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列處理器，并持續增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多種編譯器。

功能特點

Proteus軟件具有其它EDA工具軟件（例：multisim）的功能。這些功能是：

1．原理布圖

2．PCB自動或人工布線

3．SPICE電路仿真

革命性的特點

1．互動的電路仿真

用戶甚至可以實時采用諸如RAM，ROM，鍵盤，馬達，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。

2．仿真處理器及其外圍電路

可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流單片機。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運行后輸入輸出的效果。配合系統配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等，Proteus建立了完備的電子設計開發環境。

功能模塊

智能原理圖設計

豐富的器件庫：超過27000種元器件，可方便地創建新元件；

智能的器件搜索：通過模糊搜索可以快速定位所需要的器件；

智能化的連線功能：自動連線功能使連接導線簡單快捷，大大縮短繪圖時間；

支持總線結構：使用總線器件和總線布線使電路設計簡明清晰；

可輸出高質量圖紙：通過個性化設置，可以生成印刷質量的BMP圖紙，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多種文檔使用。

完善的電路仿真功能

ProSPICE混合仿真：基于工業標準SPICE3F5，實現數字/模擬電路的混合仿真；

超過27000個仿真器件：可以通過內部原型或使用廠家的SPICE文件自行設計仿真器件，Labcenter也在不斷地發布新的仿真器件，還可導入第三方發布的仿真器件；

多樣的激勵源：包括直流、正弦、脈沖、分段線性脈沖、音頻（使用wav文件）、指數信號、單頻FM、數字時鐘和碼流，還支持文件形式的信號輸入；

豐富的虛擬儀器：13種虛擬儀器，面板操作逼真，如示波器、邏輯分析儀、信號發生器、直流電壓/電流表、交流電壓/電流表、數字圖案發生器、頻率計/計數器、邏輯探頭、虛擬終端、SPI調試器、I2C調試器等；

生動的仿真顯示：用色點顯示引腳的數字電平，導線以不同顏色表示其對地電壓大小，結合動態器件（如電機、顯示器件、按鈕）的使用可以使仿真更加直觀、生動；

高級圖形仿真功能（ASF）：基于圖標的分析可以精確分析電路的多項指標，包括工作點、瞬態特性、頻率特性、傳輸特性、噪聲、失真、傅立葉頻譜分析等，還可以進行一致性分析；

單片機協同仿真功能

支持主流的CPU類型：如ARM7、8051/52、AVR、PIC10/12、PIC16、PIC18、PIC24、dsPIC33、HC11、BasicStamp、8086、MSP430等，CPU類型隨著版本升級還在繼續增加，如即將支持CORTEX、DSP處理器；

支持通用外設模型：如字符LCD模塊、圖形LCD模塊、LED點陣、LED七段顯示模塊、鍵盤/按鍵、直流/步進/伺服電機、RS232虛擬終端、電子溫度計等等，其COMPIM（COM口物理接口模型）還可以使仿真電路通過PC機串口和外部電路實現雙向異步串行通信；

實時仿真：支持UART/USART/EUSARTs仿真、中斷仿真、SPI/I2C仿真、MSSP仿真、PSP仿真、RTC仿真、ADC仿真、CCP/ECCP仿真；

編譯及調試：支持單片機匯編語言的編輯/編譯/源碼級仿真，內帶8051、AVR、PIC的匯編編譯器，也可以與第三方集成編譯環境（如IAR、Keil和Hitech）結合，進行高級語言的源碼級仿真和調試；

實用的PCB設計平臺

原理圖到PCB的快速通道： 原理圖設計完成后，一鍵便可進入ARES的PCB設計環境，實現從概念到產品的完整設計；

先進的自動布局/布線功能：支持器件的自動/人工布局；支持無網格自動布線或人工布線；支持引腳交換/門交換功能使PCB設計更為合理；

完整的PCB設計功能：最多可設計16個銅箔層，2個絲印層，4個機械層（含板邊），靈活的布線策略供用戶設置，自動設計規則檢查，3D 可視化預覽；

多種輸出格式的支持：可以輸出多種格式文件，包括Gerber文件的導入或導出，便利與其它PCB設計工具的互轉（如protel）和PCB板的設計和加工。

資源豐富

1．Proteus可提供的仿真元器件資源：仿真數字和模擬、交流和直流等數千種元器件，有30多個元件庫。

2．Proteus可提供的仿真儀表資源 ：示波器、邏輯分析儀、虛擬終端、SPI調試器、I2C調試器、信號發生器、模式發生器、交直流電壓表、交直流電流表。理論上同一種儀器可以在一個電路中隨意的調用。

3．除了現實存在的儀器外，Proteus還提供了一個圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號，以圖形的方式實時地顯示出來，其作用與示波器相似，但功能更多。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數指標，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗。這些都盡可能減少了儀器對測量結果的影響。

4．Proteus可提供的調試手段 Proteus提供了比較豐富的測試信號用于電路的測試。這些測試信號包括模擬信號和數字信號。

如何用proteus構建電子交通燈

1、系統設計方案

東西、南北兩干道交于一個十字路口，各干道有一組交通指示燈，每一個狀態方向上均有一組紅、綠燈，即一組交通指示燈都有左轉、直行、右轉3組紅、綠燈和一個黃燈，指示車輛和行人安全通行．紅燈點亮禁止通行，綠燈點亮允許通行．黃燈閃爍提示人們注意交通燈狀態即將切換．

1.1、系統硬件電路的設計

利用單片機設計應用系統應考慮在滿足設計要求的前提下，硬件電路要盡可能地簡單，最大限度地用程序設計完成系統的各項功能．因此本文以STC89C52單片機為控制核心，設計交通燈的控制系統．在該系統中STC89C52和外圍電路的各個模塊進行信息交流并且進行相應的控制，系統組成框圖如圖1所示．

該系統由時鐘電路、復位電路、控制系統電路、LED交通燈顯示電路、七段數碼管顯示時間電路、自動和手動按鍵控制電路等組成．主控制器采用STC89C52單片機．P1口設置紅、綠燈點亮和黃燈閃爍的功能，P0、P2口來顯示時間，P3口設置系統工作模式．用發光二極管實現交通燈的紅綠黃燈，時間的顯示則采用七段數碼管實現．

1.2、系統軟件電路的設計

1）LED交通燈顯示模塊

89C52單片機P1口對LED交通燈進行控制，在不同的狀態時控制相應的LED交通燈狀態．

2）數碼管顯示模塊

89C52單片機P0口進行時間倒計時段選，P2.0~P2.3端口進行數碼管時間顯示位選，用T2中斷定時每2ms對七段數碼管刷新一次．

3）鍵盤控制模塊

89C52單片機P3.0~P3.3口與P3.6口外部鍵盤控制交通燈自動和手動狀態及手動控制時的不同狀態進行實時掃描，進入相應的運行狀態．

2、系統工作模式

2.1、自動控制模式

本系統啟動為自動控制模式．最初為南北直行方向導通即直行為綠燈，其余為紅燈，并且數碼管從15s開始倒計時，當倒計時至8s時黃燈開始閃爍（1s完成閃爍一次），閃爍3s后，即倒計時至5s時，南北方向左轉和右轉變為綠燈，直行為紅燈；當倒計時至0s時，路口進入禁行等待狀態，即綠燈全部熄滅紅燈點亮，并且數碼管從3s開始倒計時，同時黃燈開始閃爍3s；當倒計時再次為0s，黃燈閃爍完畢后，南北方向數碼管從18s開始倒計時，同時東西直行方向導通即為綠燈，其余為紅燈，并且數碼管從15s開始倒計時，當倒計時至8s時黃燈開始閃爍（1s完成閃爍一次），閃爍3s后，即倒計時至5s時，東西方向左轉和右轉變為綠燈，直行為紅燈；當倒計時至0s時，路口進入禁行等待狀態，即綠燈全部熄滅紅燈點亮，并且數碼管從3s開始倒計時，同時黃燈開始閃爍3s；當倒計時再次為0s，黃燈閃爍完畢后，東西方向數碼管從18s開始倒計時，同時南北直行方向導通即為綠燈，其余為紅燈，并且數碼管從15s開始倒計時，以此方式循環．

2.2、手動控制模式

1）當系統工作在自動模式時，如果按下當前正在導通狀態的手動控制按鍵時，系統直接進入該導通狀態，并且南北和東西方向的數碼管均顯示99；如果按下不是當前正在導通狀態的手動控制按鍵時，系統將對當前正在導通的狀態進行3s的黃燈閃爍倒計時狀態，當倒計時結束后，系統將進入所按下的鍵的導通狀態，同時南北和東西方向的數碼管均顯示99；此時再按下其余的手動控制按鍵時，系統將進入所按下的鍵的導通狀態．

2）當系統工作在手動模式時，如果按下自動控制按鍵時，系統將對當前正在導通的狀態進行3s的黃燈閃爍倒計時狀態，當倒計時結束后，系統將進入最初的自動控制模式．

3）當系統工作時，如果系統處在南北直行方向導通時，此時南北方向的人行橫道導通，人們可以通過人行橫道穿越東西方向的人行橫道；同理如果系統處在東西直行方向導通時，此時東西方向的人行橫道導通，人們可以通過人行橫道穿越南北方向的人行橫道．

3、Proteus仿真設計

通過Proteus軟件對系統硬件設計和軟件設計結合仿真，程序代碼通過Keil編輯、編譯后生成HEX文件，然后通過點擊單片機加載程序，實現硬件與程序的結合仿真．系統仿真結果如圖2所示．

結語

關于如何用proteus構建電子交通燈相關介紹就到這了，如有不足之處歡迎指正。

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