Proteus嵌入式系统仿真与开发平台V7

Proteus嵌入式系统仿真与开发平台广州市风标电子技术有限公司http：//主讲人：韦书锦主要内容Proteus概述ProteusISIS的特点ProteusProSPICE仿真与虚拟仪器微处理器系统仿真(VSM)ProteusPCB设计PROTEUSV7.6新特点实例演示ISISARESProteusNEWExam——从概念到完成Proteus是英国Labcenter公司研发的嵌入式系统仿真开发软件。在Proteus中,从原理图设计、单片机编程、系统仿真到PCB设计一气呵成。真正实现了从概念到产品的完整设计。ISIS原理图设计与仿真ARES线路板设计Proteus的构成Proteus是一个基于ProSPICE混合模型仿真器的，完整的嵌入式系统软、硬件仿真设计平台。主要应用程序有：ISIS——智能原理图输入系统，系统设计与仿真的基本平台。ARES——高级PCB布线编辑软件,PCB设计平台。ProSPICE混合模式仿真器ISIS设计仿真平台VSM嵌入式仿真器ARESPCB设计平台ProteusDesignSuite主要内容Proteus概述ProteusISIS的特点ProteusProSPICE仿真与虚拟仪器微处理器系统仿真(VSM)ProteusPCB设计PROTEUSV7.6新特点实例演示ISISARESProteusNEWExamISIS（智能原理图输入系统）的特点Proteus智能原理图输入系统（ISIS）是原理图设计和电路仿真的基本平台。ISIS绘图简单快捷，特别是新的7.1版以后，鼠标功能大大加强，并新增了设计浏览器用于原理图与PCB的交叉检查。ISIS主要有以下几个特点：个性化的编辑环境快捷选取/放置器件层次化设计可视化设计浏览器仿真日志原理图自动连线灵活多样的设计输出ISIS（智能原理图输入系统）的特点个性化的编辑环境：用户可自定义原理图外观，包括线宽、线型、填充类型、字符等。还可以使用风格模板。用户可以自己设置快捷键定义。ISIS（智能原理图输入系统）的特点快捷选取/放置器件：通过模糊搜索可快速从器件库中选取器件。并且可以实况预览和选择器件的PCB封装。输入关键字器件列表器件分类目录原理图器件预览PCB封装预览ISIS（智能原理图输入系统）的特点层次化设计：支持多页或子电路设计，允许子电路器件值的参数化表示。子电路的应用可视化设计浏览器：强大的设计浏览、查找、替换功能。ISIS（智能原理图输入系统）的特点ISIS（智能原理图输入系统）的特点仿真日志：便于仿真的监控和故障诊断。ISIS（智能原理图输入系统）的特点原理图自动连线：自动连线功能使得连线轻松快捷。新版本采用非模态（modeless）的选择与连线，软件操作更加智能化。灵活多样的设计输出：原理图（包括仿真画面）以多种格式图片(如位图、PDF文件等)输出以便发表与存档，设计完成还可以输出多种格式的网络表。主要内容Proteus概述ProteusISIS的特点ProteusProSPICE仿真与虚拟仪器微处理器系统仿真(VSM)ProteusPCB设计PROTEUSV7.6新特点实例演示ISISARESProteusNEWExamProteusProSPICE仿真与虚拟仪器ProteusProSPICE仿真有两类不同的仿真方式：交互式仿真和基于图表的仿真。交互式仿真－实时直观地反映电路设计的仿真结果；基于图表的仿真(ASF)－用来精确分析电路的各种性能，如频率特性、噪声特性等。ProteusProSPICE的整个电路分析是ISIS原理图设计模块的延续，它提供了大量的虚拟仪器、曲线图表、激励源和探针等仿真工具：探针－电压探针、电流探针；电路激励－14种激励信号源；曲线图表－13种曲线图表。虚拟仪器－13种虚拟仪器如示波器等；仿真工具－探针（Probe）探针可以直接布置在线路上，用于实时采集和测量电压/电流信号。电压探针（Voltageprobes）－即可在模拟仿真中使用，也可在数字仿真中使用。在模拟电路中记录真实的电压值，而在数字电路中，记录逻辑电平及其强度。电流探针（Currentprobes）－仅在模拟电路仿真中使用，可显示电流方向和电流瞬时值。探针即可用于基于图表的仿真，也可用于交互式仿真中。电压探针电流探针仿真工具－激励源(14种)DC：直流电压源Sine：正弦波发生器Pulse：脉冲发生器Exp：指数脉冲发生器SFFM：单频率调频波信号发生器Pwlin：任意分段线性脉冲信号发生器File：File信号发生器，数据来源于ASCII文件Audio：音频信号发生器。数据来源于wav文件DState：稳态逻辑电平发生器DEdge：单边沿信号发生器DPulse：单周期数字脉冲发生器DClock：数字时钟信号发生器DPattern：模式信号发生器Scriptable：脚本化波形发生器仿真工具－曲线图表(13种)模拟图表（ANALOGUE）数字图表(DIGITAL)混合分析图表(MIXED)频率分析图表(FREQUENCY)转移特性分析图表(TRANSFER)噪声分析图表(NOISE)失真分析图表(DISTORTION)傅立叶分析图表(FOURIER)音频分析图表(AUDIO)交互分析图表(INTERACTIVE)一致性分析图表(CONFORMANCE)直流扫描分析图表(DCSWEEP)交流扫描分析图表(ACSWEEP)仿真工具－虚拟仪器(13种)虚拟示波器(OSCILLOSCOPE)逻辑分析仪(LOGICANALYSER)计数/定时器(COUNTERTIMER)虚拟终端(VIRUALTERMINAL)信号发生器(SIGNALGENERATOR)模式发生器(PATTERNGENERATOR)交直流电压表和电流表（AC/DCVoltmeters/Ammeters）SPI调试器(SPIDEBUGGER)I2C调试器(I2CDEBUGGER)USB调试器(USBDEBUGGER)I2C总线调试窗口高级仿真（ASF）频率分析失真分析噪声分析瞬态分析虚拟示波器交互式仿真不同颜色电路连线显示相应电压箭头显示电流方向探针实时显示电压/电流值仿真暂停时显示元件引脚信息显示屏（LCD）引脚逻辑状态显示游戏手柄（可映射到PC键盘上）CPU运行程序主要内容Proteus概述ProteusISIS的特点ProteusProSPICE仿真与虚拟仪器微处理器系统仿真(VSM)ProteusPCB设计PROTEUSV7.6新特点实例演示ISISARESProteusNEWExamProteus微处理器系统仿真(VSM)单片机系统的仿真是ProteusVSM(虚拟系统模型)的主要特色。用户可在Proteus中绘制原理图，编辑、编译、调试代码，并直观地看到仿真结果，完成单片机系统的设计。Proteus目前的仿真模型达到35000多种，Labcenter公司还在持续不断的添加。其中CPU模型有ARM7、AtmelAVR、MotorolaHC11、8051/8052、PIC系列、8086、MSP430。同时模型库中包含了LED/LCD显示、键盘、按钮、开关、常用电机等大量通用外围设备。VSM能仿真多个CPU，它能便利处理含两个或以上微控制器的系统设计。内部数据存储器窗口在Proteus中程序调试源代码窗口：提供了四种程序执行命令按钮程序调试断点处理器程序计数器的当前位置SFR存储器窗口CPU寄存器窗口观测窗口Proteus下的C源码调试如果设置编译环境，使其输出含有调试信息的代码文件，下载到单片机，仿真时就能直接在Proteus下观察、调试C源代码。CPU加载OMF文件C源码调试窗口与第三方IDE的协同仿真Proteus中只集成了单片机的汇编编译器。当使用高级语言（如C语言）进行程序设计时，需要应用第三方的集成开发环境（IDE），例如：IAR’sEmbeddedWorkbenchKeilMicrochip’sMP-LABAtmel’sAVRstudio对于上面的几种集成开发环境，还可以进行与Proteus的连接调试。Proteus与Keil联调Keil处于运行状态Proteus同时进入运行状态VSM的物理接口模型物理接口模型（PhysicalInterfaceModel）是虚拟电路与外部建立通信的桥梁。目前最新的ProteusVSM中有以下物理接口模型：COMPIM——串口物理接口模型仿真电路通过本机的RS232接口与外部通信。EPIM——以太网物理接口模型仿真电路通过本机的网络接口与外部通信，目前有RTL8019AS和ENC28J60两种控制器模型。VSM物理接口模型之一：COMPIM模型PC串行口COMPIM模型实际温度测量板Proteus仿真电路通过串口物理接口（COMPIM）模型，可以实现虚拟仿真电路与外部实际电路的双向串行通信串行电缆VSM物理接口模型之二：EPIM模型使用以太网物理接口模型（EPIM），可以实现虚拟仿真电路通过本地网卡与局域网内其他计算机的双向网络通信LAN电脑＃1电脑＃2ENC28J60模型主要内容Proteus概述ProteusISIS的特点ProteusProSPICE仿真与虚拟仪器微处理器系统仿真(VSM)ProteusPCB设计PROTEUSV7.6新特点实例演示ISISARESProteusNEWExamProteusPCB设计Proteus不仅能完成电路的仿真与分析，还可以用ARES来完成PCB设计。可以说ARES这个高性能的，集成了真正世界级的基于形状的布线器的PCB设计工具是对ProteusISIS的完美补充。支持16个铜箔层、2个丝印层、4个机械层加板边、禁止布线区、阻焊区及锡膏覆盖区。ARES的封装库包括标准的SMT封装、IPC7351封装和双列直插封装，共四千八百多个。ProteusPCB设计丰富的器件封装PROTEUSPCB设计增强的设计规则管理器用户可以通过设计管理器配置设计规则对特定的层，特定的网络或一组网络进行管理,还可以创建任意数量的设计规则。网络选择导线和过孔定义板层设定飞线显示器件布局（自动＋手工）自动布线PROTEUSPCB设计自动布局与布线ARES支持手工与自动布局布线。在布局时可以以任意角度摆放器件，在布线时我们可以选择4种布线方式：全局基于形状的自动布线，交互式布线，用户脚本化布线，外部自动布线器布线。Proteus基于形状的自动布线器在BGA器件引脚周围布线前和布线过程中PROTEUSPCB设计基于形状的布线器ARES包含了一个世界级的集成的基于形状的自动布线器，使用了高级的、被证实了的、基于代价冲突的优化算法以获得最大化布通率。ARES在支持RS274D及新的RS274X格式的GERBER输出的同时，还增加了对目前世界上智能水平最高的CAD/CAM数据交换格式—ODB＋＋的输出支持。输出层设置Gerber格式PROTEUSPCB设计CAD/CAM输出原始布局，因布线密度过高导致自动布线无法完成经过门交换优化后，降低了布线密度，可轻松完成自动布线ProteusPCB设计支持引脚交换和门交换优化ProteusPCB设计支持器件和PCB的3D预览主要内容Proteus概述ProteusISIS的特点ProteusProSPICE仿真与虚拟仪器微处理器系统仿真(VSM)ProteusPCB设计PROTEUSV7.6新特点实例演示ISISARESProteusNEWExamPROTEUSV7.6新特点Easy-HDL新增加Msp430、8086硬件图形加速器(利用独立显卡来提供更快的图形刷新速度)PCB3D视图优化（空板、焊层和助焊层、开槽和带开槽的焊盘、可以在2D视图中导入位图和Logo）PDF格式输出（原理图和PCB都可以以这种格式输出