1、1单片机应用实训教程实训篇（使用） 广州康大学院自动化系电子教研室（1）目 录第二章 PROTEUS 设计与仿真平台的使用 .2前言一、进入 Proteus ISIS .3二、工作界面 .3三、基本操作 .41 图形编辑窗口 .42 预览窗口（The Overview Window） .53 对象选择器窗口 .64 图形编辑的基本操作 .6四、绘图主要操作 .111编辑区域的缩放 112. 点状栅格和刷新 113. 对象的放置和编辑 12五、电路图线路的绘制 131画导线 132画总线 143画总线分支线 144放置总线将各总线分支连接起来 145放置线路节点 14六、模拟调试 151一般电路
2、的模拟调试 152单片机电路的模拟调试 15【附录】菜单命令简述 17一、主窗口菜单 17二、表格输出窗口(Table)菜单 19三、方格输出窗口(Grid)菜单 19四、Smith 圆图输出窗口(Smith)菜单 19五、直方图输出窗口(Histogram)菜单 192单片机应用实训教程实训篇（使用） 广州康大学院自动化系电子教研室（2）第二章 PROTEUS 设计与仿真平台的使用 前言PROTEUS 是英国 Labcenter electronics 公司研发的多功能 EDA 软件,它具有功能很强的 ISIS 智能原理图输入系统，有非常友好的人机互动窗口界面；有丰富的操作菜单与工具。在 I
3、SIS 编辑区中，能方便地完成单片机系统的硬件设计、软件设计、单片机源代码级调试与仿真。PROTEUS 有三十多个元器件库，拥有数千种元器件仿真模型；有形象生动的动态器件库、外设库。特别是有从 8051 系列 8 位单片机直至 ARM7 32 位单片机的多种单片机类型库。支持的单片机类型有：68000 系列、8051 系列、AVR 系列、PIC12 系列、PIC16 系列、PIC18 系列、Z80 系列、HC11 系列以及各种外围芯片。它们是单片机系统设计与仿真的基础。 PROTEUS 有多达十余种的信号激励源，十余种虚拟仪器（如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等） ；可提供软件调试功能，即具有
4、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、RS232 动态仿真、I 2C 调试器、SPI 调试器、键盘和 LCD 系统仿真的功能；还有用来精确测量与分析的 PROTEUS 高级图表仿真（ASF） 。它们构成了单片机系统设计与仿真的完整的虚拟实验室。PROTEUS 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 还有使用极方便的印刷电路板高级布线编辑软件（PCB） 。特别指出，PROTEUS 库中数千种仿真模型是依据生产企业提供的数据来建模的。因此，PROTEUS 设计与仿真极其接近实际。 目前，PROTEUS 已成为流
5、行的单片机系统设计与仿真平台，应用于各种领域。实践证明：PROTEUS 是单片机应用产品研发的灵活、高效、正确的设计与仿真平台，它明显提高了研发效率、缩短了研发周期，节约了研发成本。PROTEUS 的问世，刷新了单片机应用产品的研发过程。1. 单片机应用产品的传统开发单片机应用产品的传统开发过程一般可分为三步：（1）单片机系统原理图设计，选择、购买元器件和接插件，安装和电气检测等（简称硬件设计） ；（2）进行单片机系统程序设计，调试、汇编编译等（简称软件设计） ； （3）单片机系统在线调试、检测，实时运行直至完成（简称单片机系统综合调试） 。2. 单片机应用产品的 PROTEUS 开发（1）在
6、 PROTEUS 平台上进行单片机系统电路设计、选择元器件、接插件、连接电路和电气检测等（简称 PROTEUS 电路设计） ； 3单片机应用实训教程实训篇（使用） 广州康大学院自动化系电子教研室（3）（2） 在 PROTEUS 平台上进行单片机系统源程序设计、编辑、汇编编译、调试，最后生成目标代码文件（*.hex） （简称 PROTEUS 软件设计） ； （3）在 PROTEUS 平台上将目标代码文件加载到单片机系统中，并实现单片机系统的实时交互、协同仿真（简称 PROTEUS 仿真） ； （4）仿真正确后，制作、安装实际单片机系统电路，并将目标代码文件（*.hex）下载到实际单片机中运行、调
7、试。若出现问题，可与 PROTEUS 设计与仿真相互配合调试，直至运行成功（简称实际产品安装、运行与调试） 。为了有效提高教学效果，强化我系学生应用单片机技术解决实际课题的能力，我系电子技术教研室，将 Proteus ISIS 的主要内容汇编在单片机应用实训教程之中。本章介绍 Proteus ISIS 软件的工作环境和一些基本操作。一、进入 Proteus ISIS双击桌面上的 ISIS 6 Professional 图标或者单击屏幕左下方的“开始”“程序”“Proteus 6 Professional” “ISIS 6 Professional”，出现如图 2-1 所示屏幕，表明进入 Pro
8、teus ISIS 集成环境。图 2-1 ISIS 启动时的屏幕二、工作界面Proteus ISIS 的工作界面是一种标准的 Windows 界面，如图 2-2 所示。包括：标题栏、主菜4单片机应用实训教程实训篇（使用） 广州康大学院自动化系电子教研室（4）单、标准工具栏、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。图 2-2 Proteus ISIS 的工作界面三、基本操作1.图形编辑窗口在图形编辑窗口内完成电路原理图的编辑和绘制。（1）坐标系统（CO-ORDINATE SYSTEM）ISIS 中坐标系统的基本单位是 10
9、nm，主要是为了和 Proteus ARES 保持一致。但坐标系统的识别（read-out）单位被限制在 1th。坐标原点默认在图形编辑区的中间，图形的坐标值能够显示在屏幕的右下角的状态栏中。（2）点状栅格（The Dot Grid）与捕捉到栅格（Snapping to a Grid）编辑窗口内有点状的栅格，可以通过 View 菜单的 Grid 命令在打开和关闭间切换。点与点之间的间距由当前捕捉的设置决定。捕捉的尺度可以由 View 菜单的 Snap 命令设置，或者直接使用快捷键 F4、F3、F2 和 CTRL+F1。如图 2-3 所示。若键入 F3 或者通过 View 菜单的选中 Snap
10、5单片机应用实训教程实训篇（使用） 广州康大学院自动化系电子教研室（5）100th， 图 2-3 View 菜单请注意：鼠标在图形编辑窗口内移动时，坐标值是以固定的步长 100th变化，这称为捕捉， 如果想要确切地看到捕捉位置，可以使用 View 菜单的 X-Cursor 命令，选中后将会在捕捉点显示一个小的或大的交叉十字。（3）实时捕捉（Real Time Snap）当鼠标指针指向管脚末端或者导线时，鼠标指针将会被捕捉到这些物体，这种功能被称为实时捕捉，该功能可以方便地实现导线和管脚的连接。可以通过 Tools 菜单的 Real Time Snap 命令或者是 CTRL+S 切换该功能。可以
11、通过 View 菜单的 Redraw 命令来刷新显示内容，同时预览窗口中的内容也将被刷新。当执行其它命令导致显示错乱时可以使用该特性恢复显示。（4）视图的缩放与移动可以通过如下几种方式： 用鼠标左键点击预览窗口中想要显示的位置，这将使编辑窗口显示以鼠标点击处为中心的内容。 在编辑窗口内移动鼠标，按下 SHIFT 键，用鼠标“撞击”边框，这会使显示平移。这称为Shift-Pan。 用鼠标指向编辑窗口并按 缩放键或者操作鼠标的滚动键，会以鼠标指针位置为中心重新显示。6单片机应用实训教程实训篇（使用） 广州康大学院自动化系电子教研室（6）2. 预览窗口（The Overview Window）该窗口
12、通常显示整个电路图的缩略图。在预览窗口上点击鼠标左键，将会有一个矩形蓝绿框标示出在编辑窗口中显示的区域。 其他情况下，预览窗口显示将要放置的对象的预览。这种Place Preview 特性在下列情况下被激活： 当一个对象在选择器中被选中 当使用旋转或镜像按钮时 当为一个可以设定朝向的对象选择类型图标时（例如：Component icon, Device Pin icon 等等） 当放置对象或者执行其他非以上操作时，place preview 会自动消除 对象选择器（Object Selector）根据由图标决定的当前状态显示不同的内容。显示对象的类型包括：设备，终端，管脚，图形符号，标注和图形
13、。 在某些状态下，对象选择器有一个 Pick 切换按钮，点击该按钮可以弹出库元件选取窗体。通过该窗体可以选择元件并置入对象选择器，在今后绘图时使用。3.对象选择器窗口通过对象选择按钮，从元件库中选择对象，并置入对象选择器窗口，供今后绘图时使用。显示对象的类型包括：设备，终端，管脚，图形符号，标注和图形。4. 图形编辑的基本操作（1）对象放置（Object Placement ）放置对象的步骤如下（To place an object）：根据对象的类别在工具箱选择相应模式的图标（mode icon） 。根据对象的具体类型选择子模式图标（sub-mode icon） 。如果对象类型是元件、端点、管
14、脚、图形、符号或标记，从选择器里（selector）选择你想要的对象的名字。对于元件、端点、管脚和符号，可能首先需要从库中调出。如果对象是有方向的，将会在预览窗口显示出来，你可以通过预览对象方位按钮对对象进行调整。指向编辑窗口并点击鼠标左键放置对象。（2）选中对象（Tagging an Object）用鼠标指向对象并点击右键可以选中该对象。该操作选中对象并使其高亮显示，然后可以进行编辑。 选中对象时该对象上的所有连线同时被选中。 要选中一组对象，可以通过依次在每个对象右击选中每个对象的方式。也可以通过右键拖出一个选择框的方式，但只有完全位于选择框内的对象才可以被选中。 在空白处点击鼠标右键可以
15、取消所有对象的选择。7单片机应用实训教程实训篇（使用） 广州康大学院自动化系电子教研室（7）（3）删除对象（Deleting an Object ）用鼠标指向选中的对象并点击右键可以删除该对象，同时删除该对象的所有连线。（4）拖动对象（Dragging an Object ）用鼠标指向选中的对象并用左键拖曳可以拖动该对象。该方式不仅对整个对象有效，而且对对象中单独的 labels 也有效。 如果 Wire Auto Router 功能被使能的话，被拖动对象上所有的连线将会重新排布或者 fixed up。这将花费一定的时间（10 秒左右） ，尤其在对象有很多连线的情况下，这时鼠标指针将显示为一个
16、沙漏。 如果错误拖动一个对象，所有的连线都变成了一团糟，则可以使用 Undo 命令撤消操作恢复原来的状态。（5）拖动对象标签（Dragging an Object Label）许多类型的对象有一个或多个属性标签附着。例如，每个元件有一个“reference”标签和一个“value ”标签。可以很容易地移动这些标签使得电路图看起来更美观。移动标签的步骤如下（To move a label）：选中对象用鼠标指向标签，按下鼠标左键。拖动标签到所需要的位置。如果想要定位的更精确的话，可以在拖动时改变捕捉的精度（使用 F4、F3、F2 、CTRL+F1 键） 。释放鼠标（5）调整对象大小（Resizin
17、g an Object）子电路（Sub-circuits） 、图表、线、框和圆可以调整大小。当选中这些对象时，对象周围会出现黑色小方块叫做“手柄” ，可以通过拖动这些“手柄”来调整对象的大小。调整对象大小的步骤如下（To resize an object）：选中对象如果对象可以调整大小，对象周围会出现黑色小方块，叫做“手柄” 。用鼠标左键拖动这些“手柄”到新的位置，可以改变对象的大小。在拖动的过程中手柄会消失以便不和对象的显示混叠。（6）调整对象的朝向（Reorienting an Object ）许多类型的对象可以调整朝向为 0, 90, 270，360（角度） ， 或通过 x 轴 y 轴镜
18、象。当该类型对象被选中后， “Rotation and Mirror”图标会从蓝色变为红色，然后就可以来改变对象的朝向。调整对象朝向的步骤如下（To reorient an object）：8单片机应用实训教程实训篇（使用） 广州康大学院自动化系电子教研室（8）选中对象用鼠标左键点击 Rotation 图标可以使对象逆时针旋转，用鼠标右键点击 Rotation 图标可以使对象顺时针旋转。用鼠标左键点击 Mirror 图标可以使对象按 x 轴镜象，用鼠标右键点击 Mirror 图标可以使对象按 y 轴镜象。当 Rotation and Mirror 图标是红色时，操作它们将会改变某个对象，当图标
19、是红色时，首先要取消对象的选择，此时图标会变成蓝色，说明现在可以“安全”地调整新对象了。（7）编辑对象（Editing an Object）许多对象具有图形或文本属性，这些属性可以通过一个对话框进行编辑，这是一种很常见的操作，有多种实现方式。编辑单个对象的步骤是（To edit a single object using the mouse）：a.选中对象b.用鼠标左键点击对象。连续编辑多个对象的步骤是（To edit a succession of objects using the mouse）:a. 选择 Main Mode 图标，再选择 Instant Edit 图标。b. 依次用鼠标
20、左键点击各个对象以特定的编辑模式编辑对象的步骤是（To edit an object and access special edit modes）:a. 指向对象b. 使用键盘 CTRL+E对于文本脚本来说，这将启动外部的文本编辑器。如果鼠标没有指向任何对象的话，该命令将对当前的图进行编辑。通过元件的名称编辑元件的步骤如下（To edit a component by name）:a.键入Eb.在弹出的对话框中输入元件的名称（part ID） 。确定后将会弹出该项目中任何元件的编辑对话框，并非只限于当前 sheet 的元件。编辑完后，画面将会以该元件为中心重新显示。可以通过该方式来定位一个元件
21、，即使并不想对其进行编辑。编辑对象标签（Editing An Object Label）元件、端点、线和总线标签都可以如同元件一样编辑。编辑单个对象标签的步骤是（To edit a single object label using the mouse）：a.选中对象标签。b.用鼠标左键点击对象。9单片机应用实训教程实训篇（使用） 广州康大学院自动化系电子教研室（9）连续编辑多个对象标签的步骤是（To edit a succession of object labels using the mouse）：a.选择 Main Mode 图标，再选择 Instant Edit 图标。b.依次用鼠标
22、左键点击各个标签。任何一种方式，都将弹出一个带有 Label and Style 栏的对话框窗体。（8）拷贝所有选中的对象（Copying all Tagged Objects）拷贝一整块电路的方式（To copy a section of circuitry）：选中需要的对象，具体的方式参照上文的 Tagging an Object 部分。用鼠标左键点击 Copy 图标。把拷贝的轮廓拖到需要的位置，点击鼠标左键放置拷贝。重复步骤放置多个拷贝。点击鼠标右键结束当一组元件被拷贝后，它们的标注自动重置为随机态，用来为下一步的自动标注做准备，防止出现重复的元件标注。（9）移动所有选中的对象（Movi
23、ng all Tagged Objects）移动一组对象的步骤是（To move a set of objects）：选中需要的对象，具体的方式参照上文的 Tagging an Object 部分。把轮廓拖到需要的位置，点击鼠标左键放置。 你可以使用块移动的方式来移动一组导线，而不移动任何对象。（10）删除所有选中的对象（Deleting all Tagged Objects）删除一组对象的步骤是（To delete a group of objects）：选中需要的对象。用鼠标左键点击 Delete 图标。如果错误删除了对象，可以使用 Undo 命令来恢复原状。（11）画线（WIRING U
24、P ）画线（Wire Placement）PROTEUS ISIS 没有画线的图标按钮，因为 ISIS 的智能化足以在画线时能自动检测。在两个对象间连线（To connect a wire between two objects）a. 左击第一个对象连接点。b. 左击另一个连接点。 （如果你想自己决定走线路径，只需在想要拐点处点击鼠标左键）一个连接点可以精确的连到一根线。在元件和终端的管脚末端都有连接点。一个圆点从中心出发有四个连接点，可以连四根线。由于一般都希望能连接到现有的线上，ISIS 也将线视作连续的连接点。此外，一个连接点意10单片机应用实训教程实训篇（使用） 广州康大学院自动化系电
25、子教研室（10）味着 3 根线交汇于一点，ISIS 提供了一个圆点，避免由于错漏点而引起的混乱。在此过程的任何一个阶段，你都可以按 ESC 来放弃画线。(12)线路自动路径器（Wire Auto-Router）线路自动路径器(WAR)可省去必须标明每根线具体路径的麻烦。该功能默认是打开的，但可通过两种途径方式略过该功能:如果点了一个连接点，然后点一个或几个非连接点的位置，ISIS 将认为处在手工定线的路径，这就要点击线的路径的每个角,最后路径是通过左击另一个连接点来完成的(如果只是在两个连接点左击，WAR 将自动选择一个合适的线径 )。WAR 可通过使用工具菜单里的 WAR 命令来关闭。这功能
26、在两个连接点间直接定出对角线时是很有用的。（13）重复布线（Wire Repeat）假设要连接一个 8 字节 ROM 数据总线到电路图主要数据总线，已将 ROM，总线和总线插入点如以下放置：首先左击 A，然后左击 B，在 AB 间画一根水平线。双击 C，重复布线功能会被激活，自动在CD 间布线。双击 E、F，以下类同。重复布线完全复制了上一根线的路径。如果上一根线已经是自动重复布线将仍旧自动复制该路径。另一方面，如果上一根线为手工布线，那么将精确复制用于新的线。（14）拖线（Dragging Wires）尽管线一般使用连接和拖的方法，但也有一些特殊方法可以使用。如果拖动线的一个角，那该角就随着鼠标指针移动。如果鼠标指向一个线段的中间或两端，就会出现一个角，然后可以拖动。注意：为了使后者能够工作，线所连的对象不能有标示，否则 ISIS 会认为想拖该对象。也可使用块移动命令来移动线段或线段组。（15）移动线段或线段组（To move a wire segment or a group of segments）在想移动的线段周围拖出一个选择框。若该“框”为一个线段旁的一条线也是可以的。左击“移动”图标（在工具箱里） 。如图标所示的相反方向垂直于线段移动“选择框” （tag-box） 。
