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第4章硬件系统仿真技术

Proteus ISIS设计界面

原理图编辑的基本操作

Proteus软件概述
系统仿真

计算机仿真就是利用一些专用的仿真软件,建立被仿真系统的模型,对系统的结构、功能、属性、行为,以及进行系统控制的人的思维过程和方式、方法进行比较接近实际的动态模仿,以得到能够指导实践操作的理论依据。
本章主要介绍怎样使用Proteus软件的ISIS设计环境进行计算机控制系统中硬件电路的设计与仿真。
Proteus软件概述
Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件,他从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,以及PCB设计等方面,真正实现了从概念到产品的完整设计,是一款进行控制系统设计与仿真的不可或缺的软件工具。
Proteus软件具有两个主要设计环境:ISIS和ARES。ISIS为智能原理图输入系统,是系统设计与仿真的基本平台;ARES为高级PCB布线编辑软件,主要用于PCB的设计。
本章主要介绍ISIS编辑环境,以及在此环境中怎样进行原理图设计与系统仿真。
Proteus ISIS软件的主要特点有以下几方面:
①具有强大的原理图绘制功能。Proteus软件提供了30 多个元件库,数千种元件,元件涉及到数字、模拟、交流和直流等,同时支持用户自己建立新的元件库。
②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等功能;可进行RS232动态仿真;具有I2C调试器、SPI调试器,具有键盘和LCD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;还可以针对步进电机、伺服电机、直流电机、无刷直流电机等控制对象进行仿真。
③支持各主流单片机系统的仿真。
④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。
Proteus ISIS设计界面
将软件安装完成之后,:“开始”→“程序”→“Proteus 7 Professional”→“ISIS 7 Professional”,,即可进入Proteus ISIS集成环境。
Proteus ISIS启动画面
基本界面介绍
Proteus ,主要包括:标题栏、主菜单、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、图形编辑窗口等。
原理图编辑的基本操作
为了进行硬件系统的设计与仿真,首先需进行原理图图形文件的编辑。。在Proteus ISIS窗口中选择【File】→【New Design】菜单项,。选择合适的模板(通常选择DEFAULT模板),单击“OK”按钮,即可完成新设计文件的建立。当然,设计模板在原理图编辑的过程中还可以进行修改。
创建新的设计文件对话框
选择【File】→【Save Design】菜单项,将弹出一个对话框,用于为设计文件命名,并选择保存路径。只需在“保存在”下拉列表框中选择目标存放路径,并在“文件名”框中键入设计的文档名称。同时,保存文件的默认类型为Design File,即文档自动加扩展名“.DSN”,单击“保存”按钮即可。
下面就可以进行原理图的编辑工作了,其基本操作主要包括元器件的选取、放置、删除、移动、复制、编辑,还有电路连线、添加标签等。