PROTEUS_ISIS、KeiluVision2軟件教程

1、第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例教學目的教學目的 （1）學會從網(wǎng)絡獲得Proteus和Keil uVision2 IDE集成軟件及二者聯(lián)調(diào)所需的軟件； （2）學會Proteus軟件和Keil uVision2 IDE軟件的正確安裝； （3）學會Proteus ISIS原理圖的輸入； （4）學會Proteus ISI

2、S數(shù)字電路交互式仿真的基本方法； （5）學會Keil uVision2 IDE開發(fā)平臺上建立C51程序及匯編程序的流程； （6）學會 Proteus和KeiluVision2 IDE聯(lián)調(diào)的方法、步驟。學習重點和難點學習重點和難點 （1）Proteus ISIS輸入原理圖時，如何查找所需元件、如何放置元件、布線、連接端子、元件標注、總線標注、原理圖標注等； （2）Proteus ISIS交互式仿真，常見虛擬儀器的使用、常見活性元件如各種開關的使用； （3）Keil C51 各種常用調(diào)試工具的使用； （4）Proteus和Keil uVision2聯(lián)調(diào)時，二者相關參數(shù)的設置。 目前電子設計手段日新

3、月異，由手工設計階段到EDA階段，再到虛擬設計階段，人們不斷提高設計水平與效率。PROTEUS嵌入式系統(tǒng)仿真與開發(fā)平臺是一款可以實現(xiàn)數(shù)字電路、模擬電路、微控制器系統(tǒng)仿真及PCB設計等功能的EDA軟件。從元件的選取到連線，直至電路的調(diào)試、分析和軟件的編譯，都是在計算機中完成，所有的工作先在虛擬環(huán)境下進行?；谶@一設計思想開發(fā)的PROTEUS軟件，可在原理圖設計階段對所設計的電路進行評估、驗證，看是否達到設計要求的技術指標，并可以通過改變元件的參數(shù)使整個電路性能達到最優(yōu)化。這樣就避免了傳統(tǒng)電子電路設計中方案更換帶來的多次重復購買元器件及制板，在節(jié)省設計時間與經(jīng)費的同時，提高了設計效率與質(zhì)量。 PR

4、OTEUS軟件提供了三十多個元器件庫，數(shù)千元器件。元件涉及電阻、電容、二極管、MOS管、變壓器、繼電器、各種放大器、各種激勵源、300多種微處理器、各種門電路和各種終端等。提供的儀表有交直流電壓表、電流表、邏輯分析儀、定時/計數(shù)器和信號發(fā)生器等虛擬儀器，PROTEUS作為可視化仿真軟件，提供數(shù)碼管、液晶屏、LED、按鈕、鍵盤等外設。 本章基于PROTEUS6.9SP4版本的軟件，通過實例講解PROTEUS軟件中的最基本的操作、包括原理圖的輸入、電路仿真、軟硬件協(xié)同調(diào)試等。第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的

5、使用及應用實例軟件的使用及應用實例11.0 Proteus軟件概述軟件概述 Proteus軟件是英國LabCenter Electronics公司開發(fā)的EDA工具軟件，包括ISIS.EXE(電路原理圖設計、電路原理仿真)和ARES.EXE(印刷電路板設計)兩個主要程序三大基本功。其中最令人稱贊的是電路原理的仿真功能，除了普通分立器件、小規(guī)模集成器件的仿真功能以外，還具有多種帶有CPU可編程器件的仿真功能，如80C51系列、68系列、PICS系列等；具有多種總線、RS232終端仿真功能；具有電動機、液晶顯示器等特殊器件的仿真功能；對可編程器件可靈活的外掛各種編譯、編輯工具，使用非常方便。具有多種

6、虛擬儀器幫助完成實時仿真調(diào)試，用于課堂教學也是一種非常好的演示工具。第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例1、軟件的獲取、軟件的獲取 需要Proteus軟件的讀者，可聯(lián)系深圳市風標數(shù)碼科技有限公司，或到以下網(wǎng)址：http:/或http:/www.labcenter.co.uk下載免費軟件，或用搜索引擎搜索Proteus6.9下載或更高版本的下載。2、Proteus6.9的安裝的安裝 雙擊setup.Exe,按屏幕提示，輸入密碼輸入密碼，一路Next，安裝完成后，單擊：程序|p

7、roteus6 professional|Licence manager，進入 labcenter Licence Manager管理界面，如圖11-1所示，在圖11-1中點擊BrowseFor KeyFile，在對話框中選擇已下載的licence.lxk文件，單擊圖11-1左側任一“黃鑰匙” ， 點擊Install，單擊Close，proteus6.9安裝完成。圖11-1 proteus6.9 密匙管理界面第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例11.1 Proteus IS

8、IS編輯環(huán)境編輯環(huán)境 Proteus ISIS智能原理圖輸入系統(tǒng)是PROTEUS系統(tǒng)的中心。該編輯軟件具有較好的人機交互界面。并且設計功能強大，使用方便，易于掌握。11.1.1 操作界面操作界面 Proteus ISIS 運行于 windows98/2000/xp環(huán)境，對PC機要求不高，一般的配置即可。啟動Proteus ISIS軟件后，將啟動Proteus VSM編輯環(huán)境，如圖11-2所示。 在圖11-2中，點狀的柵格區(qū)為編輯窗口；左側的上方為電路圖瀏覽窗口；下方是元器件列表區(qū)。其中，編輯窗口用于放置元件，進行連線，繪制原理圖；瀏覽窗口中的框線表示當前編輯窗口顯示的區(qū)域，當從對象選擇器中選擇

9、一個新的對象時，在瀏覽窗口中可以預覽選中的對象。在預覽窗口上單擊，將會以單擊位置為中心刷新編輯窗口。其他情況下，預覽窗口顯示將要放置的對象的預覽。圖11-2 ISIS 繪制環(huán)境第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例 當使用選擇或鏡像按鈕時； 單擊Generator按鈕， 在此模式下對象選擇器列出各種信號源（如脈沖信號源等） 單擊Voltage probe按鈕， 可在原理圖中添加電壓探針。當電路進入仿真模式時，可顯示各種探針處的電壓值。 單擊Current probe按鈕， 可

10、在原理圖中添加電流探針。當電路進入仿真模式時，可顯示各種探針處的電流值。 單擊Virtual Instrument按鈕， 在此模式下對象選擇器列出各種虛擬儀器（如示波器、邏輯分析儀、定時/計數(shù)器、模式發(fā)生器等） 當一個對象在選擇器中被選中時； 這種這種“放置預覽放置預覽”特性在下列情況下被激活：特性在下列情況下被激活：第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例 除了上述模塊圖標外，系統(tǒng)還提供了以下2D圖形模式圖標： 2D graphics line按鈕 ，用于創(chuàng)建元件或表示圖表時

11、劃線。 2D graphics box按鈕 ，用于創(chuàng)建元件或表示圖表時繪制方框。 2D graphics circle按鈕 ，用于創(chuàng)建元件或表示圖表時劃圓。 2D graphics arc按鈕 ，用于創(chuàng)建元件或表示圖表時繪制弧線。 2D graphics path按鈕 為任意形狀圖標，用于創(chuàng)建元件或表示圖表時繪制任意形狀圖標。 2D graphics text按鈕 為文本編輯圖標，用于插入各種文字說明。 2D graphics symbol按鈕 為符號圖標，用于選擇各種符號器件。第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision

12、2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例 Markers for component origin按鈕 為標記圖標，用于產(chǎn)生各種標記圖標。 對于具有方向性的對象，系統(tǒng)還提供了各種塊旋轉按鈕： 方向旋轉（Set Rotation）按鈕 ，以90的偏置改變元件的放置方向。 水平鏡像旋轉（Horizontal Reflection）按鈕 ，以Y軸為對稱軸，按180的偏置旋轉元件。 垂直鏡像旋轉（Virtical Reflection）按鈕 ，以X軸為對稱軸，按180的偏置旋轉元件。11.1.2 菜單欄和工具欄菜單欄和工具欄 菜單欄和工具欄如圖11-3所示。Proteus ISIS的菜單欄包括Fil

13、e(文件)、View(視圖)、Library(庫)、Tools(工具)、Design(設計)和Help（幫助）等。單擊任一菜單后都將彈出相應的下拉菜單，符合Windows的菜單風格。第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例11-3 主菜單和主要工具欄 File菜單包括常用的文件功能，如打開新的設計、加載設計、保存設計、導入/導出文件、顯示最近使用過的文檔及退出Proteus ISIS等。 View菜單包括網(wǎng)格的顯示與否、格點的間距設置、電路圖的縮放及各種工具的顯示與隱藏等。 E

14、dit菜單包括操作的撤銷/恢復、元件的查找與編輯、剪貼/復制/粘貼及多個對象的疊層關系的設置等。 Library菜單包括元件/圖標的添加、創(chuàng)建及庫管理器的調(diào)用。 Tools菜單包括實時標注、實時捕捉及自動布線等。 Design菜單包括編輯設計屬性、編輯圖紙屬性及進行設計注釋等。 Graph菜單包括編輯圖形、添加Trace、仿真圖形及一致性分析等。 Source菜單包括添加/刪除源文件、定義代碼生成工具及建立外部文本編輯器等。 Debug菜單包括啟動調(diào)試、執(zhí)行仿真、單步執(zhí)行及彈出窗口重新排布等。 Template菜單包括圖形格式、文本格式、設計顏色、線條連接點大小和圖形等。 System菜單包括

15、設置自動保存時間間隔、圖紙大小及標注字體等 Help菜單包括版權信息、Proteus ISIS教程學習及實例。第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例11.1.3 編輯環(huán)境的設置編輯環(huán)境的設置 編輯環(huán)境的設置主要是指模板的選擇、圖紙的選型與光標的設置。繪制電路圖首先要選擇模板，以控制電路圖外觀的信息，如圖形格式、文本格式、設計顏色、線條連接點大小和圖形等；然后設置圖紙的相關內(nèi)容，如：紙張的型號、標注的字體等。圖紙上的光標為放置元件、連接線路帶來很多方便。 1、設置模板、設置模板

16、 選擇TemplateSet Design Defaults選項，設置設計默認模板的風格，如圖11-4所示。 從圖11-4所示可以看出，為滿足不同設計者的需要，可以設置紙張的顏色（Paper Colour）、格點顏色（Grid Dot Colour）以及電路仿真時正、負、地、邏輯高/低等項目的顏色，同時還可以設置隱藏對象的顯示與否及其顏色，還可以通過 Font Face for Default Font的下拉菜單設計編輯環(huán)境的默認字體等。圖11-4 編輯設計的默認選項第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用

17、及應用實例軟件的使用及應用實例2、設置仿真圖表、設置仿真圖表 選擇TemplateSet Graph Colour選項，編輯仿真圖表的風格，如圖11-5所示。 通過對話框可設置仿真圖表的輪廓線（Graph Outline）、底色（Background）、圖形標題（Graph text）等按用戶期望的顏色進行設置，同時也可對模擬跟蹤曲線（Analogue Traces）、不同類型的數(shù)字跟蹤曲線（Digital Traces）進行設置。3、設置圖形、設置圖形 選擇TemplateSet Graphics Styles選項,設置圖形風格，如圖11-6所示。 通過這一對話框可以設置圖形的風格，如線性、

18、線寬、線的顏色及圖形的填充色等。在Style的下拉菜單中可選擇不同的系統(tǒng)圖形風格。4、設置全局文本、設置全局文本 選擇TemplateSet Text Styles選項，編輯全局文本風格，如圖11-7所示。圖11-6 編輯圖形風格11-5 編輯仿真圖表的風格11-7 編輯全局字體風格第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例5、設置圖形文本、設置圖形文本 選擇TemplateSet Graphics Text選項，編輯圖形文本格式，如圖11-8所示。6、設置文本編輯器、設置文本編

19、輯器 選擇SystemSet Text Editor選項，出現(xiàn)如圖11-9所示的對話框。在圖11-9所示對話框中可以對文本的字體、字形、大小、效果、顏色等進行設置。7、圖紙的選擇、圖紙的選擇 選擇SystemSet Sheet Sizes選項，將出現(xiàn)如圖11-10所示的對話框。對于各種不同應用場合的電路設計，圖紙的大小也不一樣。比如用戶要將圖紙大小更改成標準A4圖紙。將A4的復選框選中，單擊OK按鈕即可。11-8 設置圖形字體圖11-9 設置文本格式圖11-10 設置圖紙大小8、設置格點、設置格點 在設計電路時，圖紙上的格點為放置元件和連接線路提供了很大的幫組，也使電路圖中元件對齊、排列更加方

20、便。 使用View菜單設置個點的顯示與隱藏 選擇ViewGrid（快捷鍵 G）選項，設置窗口中格點的顯示與否，如圖11-11所示。 使用View菜單設置格點的點距 選擇ViewSnap 10th(Snap 50th 、Snap 100th或Snap 500th )選項來調(diào)整間距(默認值為Snap 100th)。 圖11-11 格點的顯示與隱藏第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例11.2 電路圖的繪制電路圖的繪制 電路設計的第一步是原理圖的輸入。PROTEUS ISIS原理圖

21、輸入流程如圖11-12所示。 繪制電路原理圖主要通過工具箱來完成，因此，熟練使用電路圖繪制工具是快速準確繪制電路原理圖的前提。下面簡要介紹PROTEUS ISIS原理圖繪制過程。 繪制原理圖的首要任務是從元件庫中選取繪制電路所需元件，當啟動ISIS的一個空白頁面時，對象選擇器是空的。因此，需要使用Component工具箱調(diào)出器件到選擇器，使用使用Component工具的步驟如下：工具的步驟如下： 圖11-12 原理圖輸入流程圖第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例1、Comp

22、onent 工具工具 從工具箱中選擇從工具箱中選擇Component圖標圖標 。 點選對象選擇器頂端左側“P”按鈕，此時將彈出Pick Device窗口，如圖11-13所示。 圖11-13中導航工具目錄（category）下列表參數(shù)的含義： Analog ICs 模擬集成電路庫 Capacitors 電容庫 CMOS 4000 Series COMS4000系列庫 Connectors 連接器、插頭插座庫 Data Converters 數(shù)據(jù)轉換庫（ADC、DAC） Debugging Tools 調(diào)試工具庫 Diodes 二極管庫 ECL 10000Serices ECL10000系列庫 E

23、lectromechanical 電動機庫 Inductors 電感庫圖11-13 Pack Device窗口 Microprocessor ICs 微處理器庫 Memory ICs 存儲器庫 Miscellaneous 其他混合類庫 Operational Amplifiers 運算放大器庫 Optoelectronics 光器件庫 PLDs & FPGAs 可編程邏輯器件 Resistors 電阻 Simulator Primitives 簡單模擬期間庫 Speakers & Sounders 揚聲器和音像器件 Switches & Relays 開關和繼電器 Switching & De

24、vice 開關期間（可控硅） Transistors 晶體管 TTL 74 Series TTL 74系列器件 TTL 74ls Series TTL 74LS系列器件 在Keyword中鍵入一個或多個關鍵字，或使用導航工具目錄（category）和子目錄（subcategory），濾掉不期望出現(xiàn)的元件的同時定位期望的庫元件。 在結果列表中雙擊元件，即可將該元件添加到設計中 當完成元件的提取時，單擊OK按鈕關閉對話框，并返回ISIS。第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例2、

25、Junction Dot工具工具 連接點（Junction Dot）用于表示線之間的互連。通常，ISIS將根據(jù)具體情形自動添加或刪除連接點。但在有些情形下，可先放置連接點，再將連線連到已放置的連接點或從這一連接點引線。放置連接點的步驟如下：放置連接點的步驟如下： 從Mode Selector toolbar選擇Junction Dot圖標 在編輯窗口期望放置連接點的位置單擊，即可放置連接點。3、Wire Labels工具工具 線標簽（Wire Labels）用于對一組線或一組引腳編輯網(wǎng)絡名稱，以及對特定的網(wǎng)絡指定網(wǎng)絡屬性。Wire Labels使使用步驟如下：用步驟如下：從工具箱中選擇wire

26、 labels圖標 第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例注意：注意： 不可將線的標簽放置在線以外的對象上。 一條線可放置多個線標簽。 ISIS將自動根據(jù)線或總線的走向調(diào)整“線標簽”方位?！熬€標簽”方位也可通過Edit Wire Label對話框進行調(diào)整。 在Edit Wire Label對話框單擊label string中的文本，并按下del鍵即可刪除“線標簽”。 在Edit Wire Label對話框單擊Style選項卡可改變“線標簽”的風格。 單擊OK或按下回車鍵關閉對

27、話框，完成線標簽的放置和編輯。 如果想要在已存在的線上放置新的標簽，則可在期望放置標簽的沿線的任一點單擊，或在已存在的標簽上單擊，將出現(xiàn)如圖11-14所示的Edit Wire Label對話框。在對話框的文本框中鍵入相應的文本。圖11-14 Edit Wire Label對話框第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例4、Text Scripts 工具工具 ISIS支持自由格式的文本編輯（Text Scripts），放置和編輯腳本的步驟如下：步驟如下： 從工具箱中選擇Script

28、圖標 在編輯窗口期望Script左上角出現(xiàn)的位置單擊，即出現(xiàn)圖11-15對話框。 在Text區(qū)域鍵入文本。同時單擊Style制表符，用戶還可以在對話框中調(diào)整腳本的屬性。 單擊OK按鈕，完成腳本的編輯與放置。單擊Cancel按鈕關閉對話框，并取消對腳本的放置和編輯。圖11-15 Text Scripts block對話框第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例5、Bus工具工具 ISIS支持在層次模塊間運行總線，同時支持定義庫元件為總線型引腳的功能。BUS工具的使用步驟如下：步驟

29、如下： 從工具箱中選擇Bus圖標 在期望總線起始端（可為總線引腳、一條已存在的總線或空白處）出現(xiàn)的位置單擊。 拖動鼠標，到期望總線路徑拐角處單擊。 在總線的終點（可為總線引腳、一條已存在的總線或空白處）單擊結束總線的放置。若總線的終點為空白處，則先單擊，然后結束鼠標結束總線的放置。如圖11-16所示。圖11-16 總線的放置第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例小小 結：結：（1）對象類型選擇圖標：）對象類型選擇圖標：放置器件：在工具箱選中器件，在編輯窗移動鼠標，點擊左鍵放置

30、器件。放置節(jié)點：當兩連線交叉，放置一個節(jié)點表示連通。放置網(wǎng)絡標號：電路連線可用網(wǎng)絡標號替換，具有相同標號的線是連同的。 放置文本說明：此內(nèi)容是對電路的說明，與電路的仿真無關。 放置總線：當多線并行時為了簡化連線可用總線表示。 移動鼠標：點擊此鍵后，取消左鍵的放置功能，但仍可以編輯對象。放置子電路：當圖紙較小時，可將部分電路以子電路形式畫在另一張圖上。 第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例放置圖紙內(nèi)部終端：有普通、輸入、輸出、雙向、電源、接地、總線。放置器件引腳：有普通、反相

31、、正時鐘、負時鐘、短引腳、總線。放置分析圖：有模擬、數(shù)字、混合、頻率特性、傳輸特性、噪聲分析。放置錄音機：可以將聲音記錄成文件，可以回放聲音文件。放置電源、信號源：有直流電源、正弦信號源、脈沖信號源、數(shù)據(jù)文件等。放置電壓探針：在仿真時顯示網(wǎng)絡線上的電壓，是圖形分析的信號輸入點。 放置虛擬設備：有示波器、計數(shù)器、RS232終端、SPI調(diào)試器、I2C調(diào)試器、信號發(fā)生器、圖形發(fā)生器、直流電壓表、直流電流表、交流電壓表、交流電流表。放置電流探針：串聯(lián)在指定的網(wǎng)絡上，顯示電流的大小。（2）調(diào)試對象選擇圖標：）調(diào)試對象選擇圖標：第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、Keil

32、uVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例 根據(jù)上面PROTEUS ISIS原理圖繪制過程的說明，請讀者參考如圖11-17所示的80C51A/D轉換器原理圖自行練習。 圖11-17 80C51A/D轉換器原理圖 圖11-17所示 A/D轉換電路中所需元件名稱及信息如表11-1所示。表11-1 ADC0809模數(shù)轉換電路仿真元件信息元件名稱所屬類所屬子類80C51(51系列單片機)Microprocessor ICs8051 FamilyCAP（電容）CapacitorsGenericCap-elec（電解電容）Capacitors-Crystal(晶振)M

33、iscellaneous-Res（電阻）Resistors-Pot-hg(滑動變阻器)ResistorsVariableResPack-8(排阻)ResistorsResistors PacksADC0809（模數(shù)轉換器）Data CovertersA/D Converters 7seg-mpx4-cc-blue(數(shù)碼管共陰4位)Optoelectronics7-segment Display第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例11.3 電路分析與仿真電路分析與仿真 仿真就

34、是利用電子器件的數(shù)學模型通過計算和分析來表現(xiàn)電路工作狀態(tài)的一種手段。具有成本低，設計調(diào)試周期短，避免器件浪費等特點。特別適合于實驗教學，可在短時間內(nèi)讓讀者掌握更多的概念。 仿真的真實程度取決于器件模型的逼真程度，一個較好的仿真系統(tǒng)雖不能百分之百替代實際器件的實驗，但對實際電路的設計調(diào)試是有很多幫組的。 仿真分為實時仿真和非實時仿真仿真分為實時仿真和非實時仿真。實時仿真是實時仿真是利用虛擬儀器（如信號發(fā)生器、示波器、電壓表、電流表等）實時跟蹤電路狀態(tài)變化的仿真模式，在這種模式下必須不停地進行分析和計算工作，和實際實驗很相似，比較真實，計算工作量大對計算速度有較高的要求，或者說在同樣的機器速度下被

35、仿真的電路頻率比較低。非實時仿真是非實時仿真是將分析計算結果保持下來繪制成圖表顯示在屏幕上，在觀察分析過程中不再進行計算工作。這種方式可以在比較慢的機器上仿真比較高的頻率特性，因此分析計算的時間可以被拉長。 數(shù)字電路的仿真和模擬電路的仿真有很大的不同，數(shù)字邏輯電路仿真只在時鐘變化時捕捉電路的狀態(tài)，對信號過沖、信號變形可能忽略而不考慮，計算工作量大大減小，模擬電路在每個信號周期內(nèi)都要進行多次的計算和分析，所以計算工作量很大，每個周期的計算點數(shù)時可以設置的，不要設置的太高。第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使

36、用及應用實例軟件的使用及應用實例11.3.1 實時仿真實時仿真 在電路設計好后，放置信號源，放置虛擬儀器、選擇測試點，連接測量儀表的輸入端到被測點上，注意信號源要接地，示波器沒有接地線，測量結果是相對GND的波形，電壓表測量的是兩條線之間的電位差，電流表則串接在電路中。 電壓、電流探針可以作為實時工具，在仿真執(zhí)行時電壓探針顯示的是所指的線相對于地線GND的值，電流探針顯示的是所指連線的電流，相當于串聯(lián)在電路中。 在Design菜單下，選擇Configure Power Rails彈出對話框，可以選擇所對應的電壓(如設置GND VCC的電壓值等)，這樣可以給調(diào)試帶來很大的方便。 在System菜

37、單下，選擇Set Animation Options彈出對話框，如圖11-18所示，在Animation Options欄有四個項：圖11-18 Animated Circuits Configuration 對話框第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例 1）在探針上顯示電壓和電流。 2）顯示引腳邏輯狀態(tài)，被選中后在仿真時數(shù)字電路引腳上會出現(xiàn)一個小方格，表示當前的邏輯狀態(tài)，藍色表示低電平“0”，紅色表示高電平“1”。 3）用顏色顯示電壓值，被選中后仿真時用線的顏色表示出電壓的

38、高低，淺綠顏色表示低電壓，深紅顏色表示高低壓。 4）用箭頭表示顯示電流的方向，被選中后仿真時，線上出現(xiàn)一個箭頭表示出電流的方向。 當虛擬儀器連接好后，編輯窗口左下角的 可以幫助啟動仿真過程，所對應的功能分別是：執(zhí)行、單步執(zhí)行、暫停、停止。第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例 【例例11-1】：簡單電路的仿真。：簡單電路的仿真。 在圖11-19所示的電路中，只有兩個器件：滑動變阻器(POT-HG，在Resistors庫中)、燈(LAMP，在Optoelectronics庫中)

39、。畫好電路后，點擊Generators圖標 ，選擇虛擬直流信號源DC加載到電路，單擊 在電路中放置電流探針，單擊 在電路中放置電壓探針，在System菜單下，選擇Set Animation Options彈出對話框如圖11-18，勾選Animation Options下最后兩項，(Show Wire Voltage by Colour及Show Wire Current with Arrows)。連接好后，在編輯窗口左下角點擊 ，即可仿真運行了?？梢钥吹诫娐分须娏鞯姆较颍笮?；燈兩端電壓的高低，點擊電阻兩端的 ，可看到電路中各參數(shù)的變化。圖11-19 簡單模擬電路的仿真 第第11 11章章 P

40、ROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例 信號源：信號源：直流電壓源(DC)、正弦信號源(SINE)、脈沖信號源(PULSE)、積分波形信號(EXP)、頻率調(diào)試信號(SFFE)、手工勾畫任意波形(PWLIN)，數(shù)據(jù)文件波形(FILE)、聲音文件波形(AUDIO)等。如圖11-20（a）所示。 可以使用的虛擬儀表：虛擬儀表：示波器(OSCILLOSCOPE)、計數(shù)器(COUNTER TIME)、RS232終端(VIRTUAL TERMINAL)、SPI調(diào)試器(SPI DEBUGGER)、I2C 調(diào)試器

41、(I2C DEBUGGER)、信號發(fā)生器(SIGNAL GENERATOR)、直流電壓表(DC VOLTMETER)、直流電流表(DC AMMETER)、交流電壓(AC VOLTMETER )、電流表(AC AMMETER)等。如圖11-20（b）所示 圖11-20 Proteus中的信號源及虛擬儀器第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例 實時仿真常用工具實時仿真常用工具 ISIS系統(tǒng)在實時仿真調(diào)試過程中，提供了許多有用的工具，常用工具如下： 圖11-21（a）為復位開關，鼠

42、標點擊 開關接通，放開鼠標開關斷開。在開關和繼電器（Switching & Relays）庫中。 圖11-21（b）為乒乓開關，點擊 接通，再點擊 斷開。在開關和繼電器（Switching & Relays）庫中。 圖11-21（c）為多態(tài)開關，點擊一次 或 改變一個狀態(tài)。在開關和繼電器（Switching & Relays）庫中。 圖11-21（d）為邏輯數(shù)據(jù)，點擊一次 或 改變狀態(tài)，啟動前可設置為常態(tài)。在調(diào)試工具（Debugging tools）庫中。 圖11-21（e）為邏輯脈沖，點擊一次 輸出一個脈沖，啟動前可設置為常態(tài)。在調(diào)試工具（Debugging tools）庫中。 圖11-21

43、（f）邏輯數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，有BCD碼和HEX兩種。在調(diào)試工具（Debugging tools）庫中。圖11-21 開關、按鈕、數(shù)據(jù)撥碼開關第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例 【例例11-2】：矩陣鍵盤的仿真。：矩陣鍵盤的仿真。 陣列式鍵盤，可用來陣列式鍵盤，可用來和單片機等可編程器件的連接，通過行或列掃描獲得鍵的和單片機等可編程器件的連接，通過行或列掃描獲得鍵的位置數(shù)據(jù)（鍵值），數(shù)據(jù)值與鍵盤上的數(shù)字無關。位置數(shù)據(jù)（鍵值），數(shù)據(jù)值與鍵盤上的數(shù)字無關。 如圖11-22所示不難看出

44、：“A”行“3”列交叉的鍵是“9”。如果將“列線”4、3、2、1分別接單片機p1.7p1.4，將“行線”d、c、b、a分別接單片機p1.3p1.0。p1.7p1.4工作在輸入方式，p1.3p1.0工作在輸出方式，則鍵“9”的編碼為： p1.3p1.0為“1110”，讀到的p1.7p1.4的編碼為：“1011”，所以鍵“9”的編碼是：0BEH。 請讀者自行分析一下其余15個按鍵的“鍵值”分別是多少？圖11-22 44矩陣鍵盤Proteus交互式仿真圖第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用

45、及應用實例11.3.2 微處理器的仿真微處理器的仿真 在Proteus ISIS系統(tǒng)中對多種微處理器進行仿真，是其最突出的特點。在這個系統(tǒng)中可以通過仿真方式在計算機上執(zhí)行各種微處理器的指令，并與所連接的接口電路同時仿真實現(xiàn)對電路的快速調(diào)試。 【例例11-3】：Proteus仿真設計一個八位的搶答器。仿真設計一個八位的搶答器。 在本例中用到了數(shù)碼管、蜂鳴器、三極管、按鍵這些最普通也是最常用的元器件，也用到了總線和總線分支這種布線方式。我們用80C51單片機的P1口來驅(qū)動一個數(shù)碼管；用P3口作為八個搶答信號的輸入端；用P2.0通過三極管Q1來驅(qū)動蜂鳴器；用P2.2作為搶答器復位信號的輸入端。電路如

46、圖11-23所示。圖11-23 用PROTEUS仿真8位搶答器第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例1、元器件的查找和放置、元器件的查找和放置 如何在Proteus自帶的眾多的元器件中找到用戶需要元器件呢?找到后又如何把它放置在原理圖中呢?這是兩個很關鍵也很重要的問題！ 首先，如果不知道所需的這個元件的英文名稱，那么只能耐心地用分類查找的方式進行查找，方法是: 在Proteus ISIS編輯狀態(tài)下，單擊Library|Pick Device/symbolP菜單，彈出圖11-2

47、4所示窗口，這是一個元器件查詢窗口，在這個窗口的左側是元器件分類窗口(category)，我們可以在元器件分類窗口中選擇元器件的類型，比如數(shù)碼管在名為：Optoelectronics 的這個元器件類型庫中，然后在右側的元器件窗口中選擇名為7SG-DIGITAL 的數(shù)碼管，這是一個共陰極紅色一位數(shù)字的數(shù)碼管。 如果知道所要找的元器件的英文名稱什么，那就很簡單了。比如按鍵的英文名稱為BUTTON，則只要在圖11-24 所示窗口的名為Keyword下的文本框中輸入BUTTON再敲回車鍵就可以很快找到這個元件。 當找到所需要的元器件后，在圖11-24所示的元器件窗口中用鼠標左鍵雙擊這個元件名就可以把這

48、個元件加到元件列表窗口中，然后再在元件列表窗口中用鼠標左鍵單擊選中這個元器件，接下來就可以在原理圖中單擊左鍵把這個元件放在所要放的位置。圖11-24 元器件查詢窗口第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例2、軟件編程、軟件編程 設計好了硬件線路之后，接下來就是軟件編程的問題。如何編寫程序呢？當然需要根據(jù)硬件的連接情況和控制要求來編寫程序。 程序要達到的控制要求是：只要一開電源或者主持人按下復位按鍵，數(shù)碼管就顯示“0”表示可以開始搶答，一旦有搶答信號，就立即判斷出是那一位最先搶答

49、，并把相應的位號送至數(shù)碼管顯示，對其后的搶答信號不再響應，同時蜂鳴器持續(xù)間隔鳴響，給出音響提示信號。當主持人按下復位信號后開始下一輪搶答！程序設計流程圖如圖11-25所示。圖11-25 搶答器軟件流程圖第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例現(xiàn)給出參考程序：現(xiàn)給出參考程序：;八位輸入搶答器參考程序清單 ORG 0000 JMP BEGIN;程序開始BEGIN: MOV P2,#0FFH ;P2口置高電平，準備接收信號。 MOV R4,#0; “R4”的位標志值清零。 MOV A

50、,R4; “R4”位標志值送A寄存器AGAIN: MOV DPTR,#TABLE ;共陰極數(shù)碼管代碼表首址送DPTR MOVC A,A+DPTR ;取出顯示”0”的代碼送P口顯示 MOV P1,ALOOP: MOV A,P3 ;接收P3口的搶答信號。 CPL A ;搶答信號求反 JZ LOOP ;如果沒有搶答信號再返回LOOP繼續(xù)掃描LOOP1: RRC A ;有搶答信號則逐次移動判斷是那一位搶答 INC R4 ;每移一次位，R4位標志值加1 JNC LOOP1;如果沒有遇到搶答信號返回LOOP1繼續(xù)移位 MOV A,R4 ;遇到搶答信號把R4位標志的只送A MOVC A,A+DPTR ;找到

51、相應位的顯示代碼 MOV P1,A ;送P1口顯示LOOP2: JNB P2.2, BEGIN ;若主持人按了復位信號健則轉向程序復位 CPL P2.0 ;若沒按復位信號鍵，則通過P2.2給出高低信號驅(qū)動蜂鳴器 MOV R5，#20;準備調(diào)用20次延時20ms程序 LCALL DELAY ;調(diào)用延時程序 SJMP LOOP2;P2.2口反復間隔0.4秒變化，驅(qū)動蜂鳴器DELAY: MOV R6,#50 ;延時R520ms子程序 D1: MOV R7,#100 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D1 DJNZ R5,DELAY RET TABLE: ;共陰極數(shù)碼管代碼表 DB 3FH，06H，

52、5BH，4FH，66H ;01234 DB 6DH，7DH，07H，7FH，6FH ;46789 DB 77H，7CH，0B9H，5EH，79H，71h ;ABCDEF END第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例3、對微處理器程序的處理分為以下幾個步驟：、對微處理器程序的處理分為以下幾個步驟：（1）添加源程序 打開主菜單的Source其中有添加刪除程序、選擇代碼生成工具、設置外部文本編輯器、建立所有文件等四個選項： 點擊添加點擊添加/刪除源代碼刪除源代碼，出現(xiàn)圖11-27所

53、示對話框：在Source Code Filename中輸入源程序的文件名。圖11-27 添加源文件和選擇代碼生成工具窗口添加/刪除源代碼。 選擇代碼生成工具選擇外部源文件編輯器 重構所有文件（編譯源文件） 第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例（2）設置外部文件編輯器 是為了選擇匯編語言的編輯工具，系統(tǒng)隱含的是PROTEUS系統(tǒng)自帶的一個工具（SRCEDIT.EXE）。如果不喜歡可以修改，通過瀏覽按鈕找到自己喜歡使用的文本編輯工具。 操作如下：操作如下： 點選SourceSe

54、tup External Text Editor命令 系統(tǒng)彈出Source Code Editor Configuration 對話框。點選“Browse”按鈕，并使用文本選擇器定位文本編輯器的可執(zhí)行文件，這里我們選用“UltraEdit”作為編輯器。如圖11-28所示。 雙擊“Uedit32”文件，此時文件的路徑將顯示在Executable中，如圖11-29所示。 定義代碼編譯工具：定義代碼編譯工具：根據(jù)微處理器的語言類型不同選擇合適的編譯系統(tǒng)，當按下重構所有的選項時利用這個工具將匯編語言文本翻譯成機器代碼（.HEX）文件。點擊source| Define Code Generation T

55、ools,出現(xiàn)圖11-30所示對話框。圖11-30 使用第三方編譯工具設置圖11-28 選擇第三方編輯器圖11-29 使用第三方編輯工具設置第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例（3）編譯程序 如果使用系統(tǒng)提供的編輯、編譯工具，當添加文件后在Source菜單下就會出現(xiàn)選擇的文件名，點擊文件名就會打開編輯器，提供文件修改功能，完成修改后，選擇重構所有的選項（build all）,如果文件無錯誤就產(chǎn)生了.HEX文件。 如果設置成不使用系統(tǒng)提供的工具后，Source下的所有功能將不

56、需要?？衫米x者熟悉的編譯工具，將源程序匯編（編譯）成.hex文件（4）添加和執(zhí)行程序 按照圖11-23所示，在ISIS中畫好電路后，移動鼠標到要選中U1（微處理器AT89C52）上點擊左鍵，U1變成紅色表示被選中，再點擊鼠標左鍵彈出如下對話框。在程序文件下選擇所需要的程序文件（.HEX）,選擇合適的工作頻率即可確認，如圖11-31所示。點擊編輯窗口下的仿真按鈕 ，程序便可以 執(zhí)行了?；蛘哌x擇調(diào)試菜單Debug下的執(zhí)行功能即可執(zhí)行。仿真結果如圖11-32所示，是K5鍵最先按下，LED上顯示5，蜂鳴器“嘟嘟”不停的叫，等待主持人使用的K9鍵按下，搶答器復位。圖11-32 搶答器仿真后的結果圖11

57、-31 單片機添加程序窗口 需要說明的是大多數(shù)專業(yè)編譯器和匯編程序都有完整的集成開發(fā)環(huán)境IDE。如 IARs Embedded Workbench、Keils uVision3、Microchips MP-LAB和Atmels VAR studio。如果用戶使用上述任意一種工具開發(fā)源代碼，可以很容易在IDE中進行編輯，生成可執(zhí)行文件（如HEX或BIN或CODE文件）后切換到Proteus VSM,然后進行仿真。第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例11.4 Keil C51集

58、成開發(fā)環(huán)境集成開發(fā)環(huán)境 Keil C51是目前世界上最優(yōu)秀、最強大的51系列單片機開發(fā)應用平臺之一，它集成編輯、編譯、仿真于一體。支持匯編語言、C語言的程序設計，界面友好，易學易用。它內(nèi)嵌的仿真調(diào)試軟件可以讓用戶采用模擬仿真和實時在線仿真兩種方式對目標系統(tǒng)進行開發(fā)。仿真時，除了可以模擬單片機的I/O口、定時器、中斷外，甚至可以仿真單片機的串行通訊。 51系列單片機使用Keil工具開發(fā)項目和其他軟件工具開發(fā)項目極其相似： (1)創(chuàng)建一個項目，從器件庫中選擇目標器件配置工具設置。 (2)用C或匯編語言創(chuàng)建源程序。 (3)用項目管理器生成用戶應用。 (4)修改源程序中的錯誤。 (5)測試連接應用。

59、Keil C51集成開發(fā)環(huán)境的Demo版軟件可以在的相關網(wǎng)頁下載。之后打開Keil C51文件，并雙擊Setup.exe進行安裝。提示選擇Eval（評估）或Full（完全）方式時，選擇Eval方式安裝，不需要注冊碼，但有2KB大小的限制。如果用戶購買了完全版的Keilc51軟件（也可以通過其他途徑得到），則選擇Full安裝，代碼量無限制。安裝結束后，如果用戶想在中文環(huán)境使用，可下載并安裝Keil C51的漢化軟件，并將漢化軟件的中的uv3.exe復制并粘貼到 keiluv3目錄下，并替換原先的文件即可（本書選用keil uVision2）。完成安裝并啟動Keil C51后，即可在圖11-33所

60、示的窗口中完成程序的開發(fā)。圖11-33 Keil uVision3 IDE的主界面第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例11.4.1 建立一個建立一個Keil c51程序程序 現(xiàn)通過建立一個簡單的LED流水燈的例子來初步學習keil c51的基本用法。硬件參考電路如圖11-34所示。圖11-34 流水燈（跑馬燈）電路第第11 11章章 PROTEUS ISISPROTEUS ISIS、KeiluVision2KeiluVision2軟件的使用及應用實例軟件的使用及應用實例 啟