Proteus軟件功能與應用

　Proteus軟件是英國Labcenter 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。它是目前最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是世界上著名的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年即將增加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MPLAB等多種編譯器。
　　其功能特點
　　Proteus軟件具有其它EDA工具軟件（例：Multisim）的功能。這些功能是：
　?。?）原理布圖
　?。?）PCB自動或人工布線
　?。?）SPICE電路仿真
　　革命性的特點
　?。?）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。
　?。?）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。
　　具有4大功能模塊
　?。?）智能原理圖設計（ISIS）
　　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）
　　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；
　?。?）獨特的單片機協同仿真功能（VSM）
　　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。
　　Proteus提供了豐富的資源
　?。?）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。
　?。?）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。
　?。?）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。
　?。?）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。
　　電路功能仿真
　　在PROTEUS繪制好原理圖后，調入已編譯好的目標代碼文件：*.HEX，可以在PROTEUS的原理圖中看到模擬的實物運行狀態和過程。
　　PROTEUS是單片機課堂教學的先進助手。
　　PROTEUS不僅可將許多單片機實例功能形象化，也可將許多單片機實例運行過程形象化。前者可在相當程度上得到實物演示實驗的效果，后者則是實物演示實驗難以達到的效果。
　　它的元器件、連接線路等卻和傳統的單片機實驗硬件高度對應。這在相當程度上替代了傳統的單片機實驗教學的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測、電路修改、軟件調試、運行結果等。
　　課程設計、畢業設計是學生走向就業的重要實踐環節。由于PROTEUS提供了實驗室無法相比的大量的元器件庫，提供了修改電路設計的靈活性、提供了實驗室在數量、質量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養學生實踐精神、創造精神的平臺
　　隨著科技的發展，“計算機仿真技術”已成為許多設計部門重要的前期設計手段。它具有設計靈活，結果、過程的統一的特點?？墒乖O計時間大為縮短、耗資大為減少，也可降低工程制造的風險。相信在單片機開發應用中PROTEUS也能茯得愈來愈廣泛的應用。
　　使用Proteus軟件進行單片機系統仿真設計，是虛擬仿真技術和計算機多媒體技術相結合的綜合運用，有利于培養學生的電路設計能力及仿真軟件的操作能力；在單片機課程設計和全國大學生電子設計競賽中，我們使用Proteus開發環境對學生進行培訓，在不需要硬件投入的條件下，學生普遍反映，對單片機的學習比單純學習書本知識更容易接受，更容易提高。實踐證明，在使用Proteus進行系統仿真開發成功之后再進行實際制作，能極大提高單片機系統設計效率。因此，Proteus有較高的推廣利用價值。
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