仿真平臺(tái)的使用

仿真平臺(tái)的使用第一頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日內(nèi)容安排第二頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日6.1Proteus簡(jiǎn)介Proteus是英國(guó)Labcenter公司開(kāi)發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真及印制電路板設(shè)計(jì)軟件，它運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析各種模擬電路與集成電路。Proteus提供了大量模擬與數(shù)字元器件及外部設(shè)備，各種虛擬儀器，特別是它具有對(duì)常用控制芯片及其外圍電路組成的綜合系統(tǒng)的交互仿真功能。第三頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日Proteus主要由ISIS和ARES兩部分組成，ISIS的主要功能是原理圖設(shè)計(jì)及與電路原理圖的交互仿真，ARES主要用于印制電路板的設(shè)計(jì)。第四頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日6.2ProteusISIS基本使用可視化界面及工具第五頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日?qǐng)D形編輯窗口（TheEditingWindow）本區(qū)域是用來(lái)繪制原理圖的主區(qū)域。整個(gè)窗口右半部分灰色空白處是可編輯區(qū)，元件要放到它里面，有利于后期生成網(wǎng)表用于ARES。相關(guān)概念1、坐標(biāo)系統(tǒng)（CO-ORDINATESYSTEM）ProteusISIS中坐標(biāo)系統(tǒng)的基本單位是10nm，這樣設(shè)置的目的主要是為了和ProteusARES保持一致。但坐標(biāo)系統(tǒng)的識(shí)別（read-out）單位被限制在1th（毫英寸）。坐標(biāo)原點(diǎn)默認(rèn)在圖形編輯區(qū)的中間，圖形的坐標(biāo)值能夠顯示在屏幕的右下角的狀態(tài)欄中。第六頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日?qǐng)D形編輯窗口（TheEditingWindow）2、點(diǎn)狀柵格（TheDotGrid）與捕捉到柵格（SnappingtoaGrid）編輯窗口內(nèi)有點(diǎn)狀的柵格，可以通過(guò)View菜單的Grid命令在打開(kāi)和關(guān)閉間切換。點(diǎn)與點(diǎn)之間的間距由當(dāng)前捕捉的設(shè)置決定。捕捉的尺度可以由菜單View→Snap命令設(shè)置3、實(shí)時(shí)捕捉（RealTimeSnap）當(dāng)鼠標(biāo)指針指向管腳末端或者導(dǎo)線時(shí)，鼠標(biāo)指針將會(huì)捕捉到這些物體，這種功能被稱為實(shí)時(shí)捕捉，該功能可以方便的實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線和引腳的連接。4、視圖的縮放與移動(dòng)視圖的縮放與移動(dòng)可以通過(guò)如下3種方式：①單擊預(yù)覽窗口中想要顯示的位置，這將使編輯窗口顯示以鼠標(biāo)單擊處為中心的內(nèi)容。②在編輯窗口內(nèi)移動(dòng)鼠標(biāo)，按下SHIFT鍵，用鼠標(biāo)“撞擊”邊框，這會(huì)使顯示平移。我們把這稱為Shift-Pan。③用鼠標(biāo)指向編輯窗口并按縮放鍵或者操作鼠標(biāo)的滾動(dòng)鍵，會(huì)以鼠標(biāo)指針位置為中心重新顯示。第七頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日ISIS界面介紹預(yù)覽窗口（TheOverviewWindow）該窗口通常顯示整個(gè)電路圖的縮略圖。當(dāng)鼠標(biāo)焦點(diǎn)落在原理圖編輯窗口時(shí)（即放置元件到原理圖編輯窗口后或在原理圖編輯窗口中點(diǎn)擊鼠標(biāo)后），它會(huì)顯示整張?jiān)韴D的縮略圖，并會(huì)顯示一個(gè)藍(lán)綠色的方框，方框里面的內(nèi)容就是當(dāng)前原理圖編輯窗口中顯示的區(qū)域（在預(yù)覽窗口上點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，矩形藍(lán)綠框也會(huì)出現(xiàn)）。因此，可用鼠標(biāo)在預(yù)覽窗口中點(diǎn)擊來(lái)改變綠色方框的位置，從而改變?cè)韴D的可視范圍。第八頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日ISIS界面介紹3、模型選擇工具欄（ModeSelectorToolbar）模型選擇工具欄由主要模型選擇工具、配件選擇工具和2D圖形選擇工具這幾部分組成。4、元件列表（TheObjectSelector）用于挑選元件（Components）、終端接口（Terminals）、信號(hào)發(fā)生器（Generators）、仿真圖表（Graph）等。例如，當(dāng)你選擇“元件”（Components），單擊“P”按鈕會(huì)打開(kāi)挑選元件對(duì)話框，選擇了一個(gè)元件（單擊了“OK”）后，該元件會(huì)在元件列表中顯示。以后要用到該元件時(shí)，只需在元件列表中選擇即可。第九頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日ISIS界面介紹5、方向工具欄（OrientationToolbar）先右鍵單擊元件，再點(diǎn)擊（左擊）相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)圖標(biāo)。6、仿真控制動(dòng)作工具欄用以控制仿真過(guò)程的起停等7、系統(tǒng)可視工具圍繞對(duì)象的虛線框當(dāng)鼠標(biāo)掠過(guò)元件、符號(hào)、圖形等對(duì)象時(shí)，將出現(xiàn)圍繞對(duì)象的虛線框，即提示用戶可以通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊對(duì)此元件進(jìn)行操作有智能識(shí)別功能的鼠標(biāo)鼠標(biāo)對(duì)界面有智能識(shí)別功能，即鼠標(biāo)會(huì)自動(dòng)根據(jù)功能改變顯示的式樣第十頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日ISIS的基本操作1、繪制原理圖繪制原理圖是ISIS仿真的主要工作之一，必須在原理圖編輯窗口中的編輯區(qū)域內(nèi)完成。2、定制自己的元件有三種方法定制自己的元件：（1）用PROTEUSVSMSDK開(kāi)發(fā)仿真模型，并制作元件；（2）在已有的元件基礎(chǔ)上進(jìn)行改造。例如，把元件改為總線接口的；（3）利用已制作好（現(xiàn)成）的元件?？梢缘骄W(wǎng)上下載一些新元件并把它們添加到自己的元件庫(kù)里面。3、子電路應(yīng)用用一個(gè)子電路（Sub-Circuits）可以把部分電路封裝起來(lái)，這樣做可以節(jié)省原理圖窗口的空間。第十一頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日簡(jiǎn)單電路的繪制第十二頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日元件的查找與選取PROTEUSISIS提供包含8000個(gè)部件的元件庫(kù)，包括：標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)，三極管，二極管，熱離子管，TTL，CMOS，微處理器以及存儲(chǔ)器部件，PLDs，模擬ICs和運(yùn)算放大器。注意：想要實(shí)現(xiàn)程序控制過(guò)程的仿真，需選用支持VSM仿真的元件庫(kù)。PROTEUSISIS提供多種從元件庫(kù)查找并選取元件的方法。利用對(duì)象選擇器打開(kāi)器件庫(kù)利用編輯窗口的快捷菜單打開(kāi)器件庫(kù)利用元件名搜索器件在Keywords區(qū)域輸入相關(guān)關(guān)鍵字搜索器件按照元件的邏輯命名習(xí)慣搜索器件通過(guò)索引系統(tǒng)搜索器件復(fù)合查找方式查找?guī)煸谑?yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日首先確保你處于元件模式（單擊模型選擇工具欄的按鈕，可切換至元件模式）。注：某些終端的使用需切換至終端模式在對(duì)象選擇器中選擇器件，這時(shí)，在預(yù)覽窗口中將顯示選取器件的預(yù)覽；移動(dòng)鼠標(biāo)到編輯窗口單擊左鍵，將出現(xiàn)一個(gè)該器件的虛影；再次點(diǎn)擊左鍵，器件將被放置到編輯窗口中。器件旋轉(zhuǎn)可以在器件放置完畢后進(jìn)行。選中器件，點(diǎn)擊旋轉(zhuǎn)按鈕可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作。元器件放置第十四頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日連線放置好器件以后，即可開(kāi)始進(jìn)行連線，ProteusISIS有2種連線模式。（1）自動(dòng)連線模式開(kāi)始放置連線后，連線將隨著鼠標(biāo)以直角方式移動(dòng)，直至到達(dá)目標(biāo)位置。（2）無(wú)模式連線此時(shí)，在ProteusISIS中連線可以任意放置或編輯，不一定是直角。注意：在系統(tǒng)自動(dòng)連線模式中，如果用戶只是在兩個(gè)連接點(diǎn)單擊，Proteus的線路自動(dòng)路徑功能（簡(jiǎn)稱WAR）將選擇一個(gè)合適的線徑。如果用戶想自己決定走線路徑，只需在想要拐點(diǎn)處點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵即可。在系統(tǒng)自動(dòng)連線模式中，按住Ctrl鍵，系統(tǒng)將切換到無(wú)模式，可以利用此方法繪制折線。（3）動(dòng)態(tài)光標(biāo)顯示連線過(guò)程中，光標(biāo)樣式會(huì)隨不同動(dòng)作而變化。起始點(diǎn)是綠色鉛筆，過(guò)程是白色鉛筆，結(jié)束點(diǎn)是綠色鉛筆，在畫(huà)線過(guò)程左鍵單擊可以產(chǎn)生轉(zhuǎn)折點(diǎn)。第十五頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日連線畫(huà)總線為了簡(jiǎn)化原理圖，Proteus支持用一條導(dǎo)線代表數(shù)條并行的導(dǎo)線，這就是總線。單擊工具箱的總線按鈕，即可在編輯窗口畫(huà)總線。這時(shí)工作平面上將出現(xiàn)十字形光標(biāo)，將十字形光標(biāo)移至要連接的總線分支處單擊鼠標(biāo)左鍵，系統(tǒng)將彈出十字形光標(biāo)并拖著一條較粗的線，將十字光標(biāo)移至另一個(gè)總線分支處單擊，一條總線就畫(huà)好了。畫(huà)總線分支線點(diǎn)擊工具箱按鈕，畫(huà)總線分支線，它是用來(lái)連接總線和元器件管腳的。放置線路節(jié)點(diǎn)如果在交叉點(diǎn)有電路節(jié)點(diǎn)，則認(rèn)為兩條導(dǎo)線在電氣上是相連的，否則就認(rèn)為它們?cè)陔姎馍鲜遣幌噙B的。ProteusISIS在畫(huà)導(dǎo)線時(shí)能夠智能地判斷是否要放置節(jié)點(diǎn)。在兩條導(dǎo)線交叉時(shí)是不放置節(jié)點(diǎn)的，這時(shí)要想兩個(gè)導(dǎo)線電氣相連，只有手工放置節(jié)點(diǎn)了。單擊工具箱的節(jié)點(diǎn)放置按鈕“+”后，把鼠標(biāo)指針移到編輯窗口并指向一條導(dǎo)線時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)“×”號(hào)，這時(shí)單擊左鍵就能放置一個(gè)節(jié)點(diǎn)。第十六頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日標(biāo)注器件對(duì)于每一個(gè)元件，它都有對(duì)應(yīng)的編號(hào)，電阻、電容還有相應(yīng)的量值。默認(rèn)情況下可以由ProteusISIS的工具菜單下的實(shí)時(shí)標(biāo)注（RealTimeAnnotation）命令實(shí)現(xiàn)的。元件標(biāo)簽的位置和可視性完全由用戶控制，可以改變?nèi)≈?、移?dòng)位置或隱藏這些信息。可以通過(guò)器件編輯（EditComponet）對(duì)話框設(shè)置相關(guān)選項(xiàng)：更改元件的名稱或量值等。元件標(biāo)簽可以移動(dòng)。比如，需要在標(biāo)簽的位置放置連線時(shí)，就需要移動(dòng)標(biāo)簽騰出空間。第十七頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日標(biāo)注器件ProteusISIS提供四種方式來(lái)標(biāo)注（命名）器件：1、手動(dòng)標(biāo)注進(jìn)入對(duì)象EditProperties對(duì)話框進(jìn)行設(shè)置。2、屬性分配工具（PAT）使用這個(gè)工具可以放置固定或遞增的標(biāo)注。3、全局標(biāo)注器對(duì)原理圖中所有器件進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)注。4、實(shí)時(shí)標(biāo)注此選項(xiàng)使能后，在器件放置后會(huì)自動(dòng)獲得標(biāo)注。一般來(lái)說(shuō)，實(shí)時(shí)標(biāo)注是默認(rèn)使能的，可以在繪圖完畢后再使用屬性分配工具（PAT）或自動(dòng)標(biāo)注工具進(jìn)行標(biāo)注的調(diào)整。第十八頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日6.3PROTEUSISIS下8086的仿真基于8086微處理器的仿真是PROTEUS7.5以上版本新增的功能。PROTEUSVSM8086是Intel8086處理器的指令和總線周期仿真模型。它能通過(guò)總線驅(qū)動(dòng)器和多路輸出選擇器電路連接RAM和ROM及不同的外圍控制器。目前的模型能仿真最小模式中的所有的總線信號(hào)和器件的操作時(shí)序，但是對(duì)最大模式的支持還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。此外，因?yàn)閮?nèi)部存儲(chǔ)區(qū)域能被定義，所以外部總線行為的仿真不需要編程獲取和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)讀/寫(xiě)的操作8086模型支持直接加載BIN、COM和EXE格式的文件到內(nèi)部RAM中去，而不需要DOS，并且允許對(duì)Microsoft(Codeview)和Borland格式中包含了調(diào)試信息的程序可以進(jìn)行源和/或反匯編級(jí)別的調(diào)試，因此源碼編譯和鏈接過(guò)程的參數(shù)相當(dāng)重要。。第十九頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日8086模型的基本屬性屬性默認(rèn)值描述時(shí)鐘1MHz指定處理器的時(shí)鐘頻率。在外部時(shí)鐘被選中的情況下此屬性被忽略。外部時(shí)鐘NO指定是否使用內(nèi)部時(shí)鐘模式，或是響應(yīng)已經(jīng)存在CLK引腳上的外部時(shí)鐘信號(hào)。注意，使用外部時(shí)鐘模式會(huì)明顯的減慢仿真的速度。編程-指定一個(gè)程序文件并加載到模型的內(nèi)部存儲(chǔ)器中。程序文件可以是二進(jìn)制文件、與MS-DOS兼容的COM文件或是EXE格式的程序。程序段0x0000決定外部程序加載到內(nèi)部存儲(chǔ)器中的位置。內(nèi)部存儲(chǔ)單元0x0000內(nèi)部仿真存儲(chǔ)區(qū)的位置。內(nèi)部存儲(chǔ)容量0x0000內(nèi)部仿真存儲(chǔ)區(qū)的大小。第二十頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日仿真過(guò)程示例第二十一頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日原理圖說(shuō)明該電路利用8086微處理器，根據(jù)讀取到的開(kāi)關(guān)K0~K7的狀態(tài)，控制發(fā)光二極管LED0~LED7按一定的規(guī)律發(fā)光。第二十二頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日第二十三頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日程序說(shuō)明1、設(shè)置外部代碼編譯器①將masm32文件夾（包含匯編程序ml.exe、鏈接程序link.exe和批處理文件masm32.bat）拷貝到D盤根目錄下，并修改masm32.bat文件的有關(guān)內(nèi)容。②啟動(dòng)PROTEUSISIS后，選擇菜單Source→DefineCodeGenerationTools命令，單擊“New”按鈕后，添加新的外部8086匯編編譯器。③在新建外部編譯器窗口上，單擊“Browse”按鈕，打開(kāi)masm32文件夾，選中masm32.bat文件，完成代碼生成規(guī)則的設(shè)置。2、為仿真添加代碼選擇Source菜單下的“Add/RemoveSourceFiles”命令，新建或添加合適的匯編程序第二十四頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日masm32.bat說(shuō)明@ECHOOFFD:\masm32\ml/c/Zd/Zi%1setstr=%1setstr=%str:~0,-4%D:\masm32\link/CODEVIEW%str%.obj,%str%.exe,nul.map注意：匯編和鏈接時(shí)的參數(shù)確保了生成的程序中包含了調(diào)試信息第二十五頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日3、在菜單Source命令下選中所添加的代碼文件，即可打開(kāi)源代碼編輯窗口，輸入并保存匯編源程序，如下圖4、選擇Source菜單下的“BuildAll”