Proteus電子設(shè)計與仿真平臺.ppt

1、電子設(shè)計開發(fā)與仿真平臺,廣州市風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司,Proteus,主要內(nèi)容,Proteus 概述 Proteus ISIS的特點(diǎn) Proteus ProSPICE仿真與虛擬儀器 Proteus 虛擬系統(tǒng)模型(VSM) Proteus PCB設(shè)計 實(shí)例演示 Proteus教學(xué)實(shí)驗系統(tǒng)演示,從概念到完成,Proteus 是英國Labcenter 公司研發(fā)的嵌入式系統(tǒng)仿真 開發(fā)軟件。 在Proteus中, 從原理圖設(shè)計、單片機(jī)編程、系統(tǒng)仿真到PCB設(shè)計一氣呵成。真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。,ISIS原理圖設(shè)計與仿真,ARES線路板設(shè)計,實(shí)物,Proteus的構(gòu)成,Proteus是集成了智能原

2、理布圖、混合模型電路仿真和PCB設(shè)計，構(gòu)成一個完整的電子設(shè)計系統(tǒng)。,ProSPICE ISIS 混合模型 智能原理布圖,ASF 高級圖表仿真,主要內(nèi)容,Proteus 概述 Proteus ISIS的特點(diǎn) Proteus ProSPICE仿真與虛擬儀器 微處理器系統(tǒng)仿真(VSM) Proteus PCB設(shè)計 實(shí)例演示 Proteus教學(xué)實(shí)驗系統(tǒng)演示,ISIS （智能原理圖輸入系統(tǒng)）的特點(diǎn),Proteus智能原理圖輸入系統(tǒng)（ISIS）是原理圖設(shè)計和 電路仿真的基本平臺。ISIS繪圖簡單快捷，特別是新的7.1版 以后，鼠標(biāo)功能大大加強(qiáng)，并新增了設(shè)計瀏覽器用于原理圖 與PCB的交叉檢查。 個性化的編

3、輯環(huán)境：用戶可自定義原理圖外觀，包括線寬、線型、填充類型、字符等。還可以使用風(fēng)格模板。用戶可以自己設(shè)置快捷鍵定義。 快捷選取/放置器件：通過模糊搜索可快速從器件庫中選取器件。并且可以實(shí)況預(yù)覽和選擇器件的PCB封裝。 層次化設(shè)計：支持多頁或子電路設(shè)計 仿真日志：用于仿真的監(jiān)控和故障診斷。,ISIS （智能原理圖輸入系統(tǒng)）的特點(diǎn),原理圖自動連線,自動標(biāo)號：自動連線功能使得連線輕松快捷。新版本采用非模態(tài)（modeless）的選擇與連線，軟件操作更加智能化。 靈活多樣的設(shè)計輸出 ：原理圖（包括仿真時的畫面）以多種格式圖片輸出以便發(fā)表與存檔；設(shè)計完成還可以輸出多種格式的網(wǎng)絡(luò)表。,主要內(nèi)容,Proteus

4、 概述 Proteus ISIS的特點(diǎn) Proteus ProSPICE仿真與虛擬儀器 微處理器系統(tǒng)仿真(VSM) Proteus PCB設(shè)計 實(shí)例演示 Proteus教學(xué)實(shí)驗系統(tǒng)演示,Proteus ProSPICE仿真與虛擬儀器,Proteus ProSPICE仿真有兩類不同的仿真方式：交互式仿真和基于圖表的仿真。 交互式仿真 實(shí)時直觀地反映電路設(shè)計的仿真結(jié)果； 基于圖表的仿真(ASF)用來精確分析電路的各種性能，如頻率特性、噪聲特性等。 Proteus ProSPICE的整個電路分析是ISIS原理圖設(shè)計模塊的延續(xù)，它提供了大量的虛擬儀器、曲線圖表、激勵源和探針等仿真工具： 探針電壓探針、

5、電流探針； 電路激勵 14種激勵信號源； 曲線圖表 13種曲線圖表。 虛擬儀器 13種虛擬儀器如示波器等；,仿真工具探針（Probe）,探針可以直接布置在線路上，用于實(shí)時采 集和測量電壓/電流信號。 電壓探針（Voltage probes）即 可在模擬仿真中使用，也可在數(shù)字仿真中 使用。在模擬電路中記錄真實(shí)的電壓值， 而在數(shù)字電路中，記錄邏輯電平及其強(qiáng)度。 電流探針（Current probes） 僅 在模擬電路仿真中使用，可顯示電流方向 和電流瞬時值。 探針即可用于基于圖表的仿真，也可 用于交互式仿真中 。,電壓探針,電流探針,仿真工具激勵源(14種),DC：直流電壓源 Sine：正弦波發(fā)生

6、器 Pulse：脈沖發(fā)生器 Exp：指數(shù)脈沖發(fā)生器 SFFM：單頻率調(diào)頻波信號發(fā)生器 Pwlin：任意分段線性脈沖信號發(fā)生器 File：File信號發(fā)生器，數(shù)據(jù)來源于ASCII文件 Audio：音頻信號發(fā)生器。數(shù)據(jù)來源于wav文件 DState：穩(wěn)態(tài)邏輯電平發(fā)生器 DEdge：單邊沿信號發(fā)生器 DPulse：單周期數(shù)字脈沖發(fā)生器 DClock：數(shù)字時鐘信號發(fā)生器 DPattern：模式信號發(fā)生器 Scriptable：腳本化波形發(fā)生器,仿真工具曲線圖表(13種),模擬圖表（ANALOGUE） 數(shù)字圖表 (DIGITAL) 混合分析圖表 (MIXED) 頻率分析圖表 (FREQUENCY) 轉(zhuǎn)移

7、特性分析圖表 (TRANSFER) 噪聲分析圖表 (NOISE) 失真分析圖表 (DISTORTION) 傅立葉分析圖表 (FOURIER) 音頻分析圖表 (AUDIO) 交互分析圖表 (INTERACTIVE) 一致性分析圖表 (CONFORMANCE) 直流掃描分析圖表 (DC SWEEP) 交流掃描分析圖表 (AC SWEEP),仿真工具虛擬儀器(13種),虛擬示波器(OSCILLOSCOPE) 邏輯分析儀(LOGIC ANALYSER) 計數(shù)/定時器(COUNTER TIMER) 虛擬終端(VIRUAL TERMINAL) 信號發(fā)生器(SIGNAL GENERATOR) 模式發(fā)生器(P

8、ATTERN GENERATOR) 交直流電壓表和電流表（AC/DC voltmeters/ammeters） SPI調(diào)試器(SPI DEBUGGER) I2C調(diào)試器(I2C DEBUGGER) USB調(diào)試器(USB DEBUGGER),I2C總線 調(diào)試窗口,高級仿真（ASF）,頻率分析,失真分析,噪聲分析,瞬態(tài)分析,虛擬示波器,交互式仿真,不同顏色電路連線顯示相應(yīng)電壓 箭頭顯示電流方向,探針實(shí)時顯示 電壓/電流值,仿真暫停時 顯示元件引腳信息,顯示屏（LCD）,引腳邏輯狀態(tài)顯示,游戲手柄 （可映射到PC鍵盤上）,CPU運(yùn)行程序,主要內(nèi)容,Proteus 概述 Proteus ISIS的特點(diǎn)

9、Proteus ProSPICE仿真與虛擬儀器 微處理器系統(tǒng)仿真(VSM) Proteus PCB設(shè)計 實(shí)例演示 Proteus教學(xué)實(shí)驗系統(tǒng)演示,Proteus微處理器系統(tǒng)仿真(VSM),單片機(jī)系統(tǒng)的仿真是Proteus VSM(虛擬系統(tǒng)模型)的主要特色。用戶可在Proteus中繪制原理圖，編輯、編譯、調(diào)試代碼，并直觀地看到仿真結(jié)果，完成單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計。 Proteus目前的仿真模型達(dá)到27000多種， Labcenter公司還在持續(xù)不斷的添加。其中CPU模型有ARM7（LPC21xx）、 Atmel AVR 、Motorola HC11 、8051/8052、PIC系列（PIC10/12/

10、16/18/24/33），在7.5版本中增加了8086，即將在7.6版將增加MSP430。 同時模型庫中包含了LED/LCD顯示、鍵盤、按鈕、開關(guān)、常用電機(jī)等大量通用外圍設(shè)備。 VSM能仿真多個CPU，它能便利處理含兩個或以上微控制器的系統(tǒng)設(shè)計。,內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器窗口,在Proteus中程序調(diào)試,源代碼窗口：提供了四種程序執(zhí)行命令按鈕,程序調(diào)試斷點(diǎn),處理器程序計數(shù)器的當(dāng)前位置,SFR存儲器窗口,CPU寄存器窗口,觀測窗口,Proteus下的C源碼調(diào)試,如果設(shè)置編譯環(huán)境，使其輸出含有調(diào)試信息的代碼文件，下載到單片機(jī)，仿真時就能直接在Proteus下觀察、調(diào)試C源代碼。,CPU加載OMF文件,C源碼

11、調(diào)試窗口,與第三方IDE的協(xié)同仿真,Proteus中只集成了單片機(jī)的匯編編譯器。當(dāng)使用高級語言（如C語言）進(jìn)行程序設(shè)計時，需要應(yīng)用第三方的集成開發(fā)環(huán)境（IDE），例如： IARs Embedded Workbench Keil Microchips MP-LAB Atmels AVR studio 對于特定的集成開發(fā)環(huán)境，還可以進(jìn)行與Proteus的聯(lián)調(diào)。,Proteus與Keil聯(lián)調(diào),Keil處于運(yùn)行狀態(tài),Proteus同時 進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài),VSM的物理接口模型,物理接口模型（Physical Interface Model）是虛擬電路與外部建立通信的橋梁。目前最新的Proteus VSM中有

12、以下物理接口模型： COMPIM串口物理接口模型 仿真電路通過本機(jī)的RS232接口與外部通信。 EPIM以太網(wǎng)物理接口模型 仿真電路通過本機(jī)的網(wǎng)絡(luò)接口與外部通信，目前有RTL8019AS和ENC28J60兩種控制器模型。,VSM物理接口模型之一：COMPIM模型,PC串行口,COMPIM模型,實(shí)際溫度測量板,Proteus仿真電路,通過串口物理接口（COMPIM）模型，可以實(shí)現(xiàn)虛擬仿真電路與外部實(shí)際電路的雙向串行通信,串行電纜,VSM物理接口模型之二：EPIM模型,使用以太網(wǎng)物理接口模型（EPIM），可以實(shí)現(xiàn)虛擬仿真電路通過本地網(wǎng)卡與局域網(wǎng)內(nèi)其他計算機(jī)的雙向網(wǎng)絡(luò)通信,LAN,電腦1,電腦2,E

13、NC28J60 模型,主要內(nèi)容,Proteus 概述 Proteus ISIS的特點(diǎn) Proteus ProSPICE仿真與虛擬儀器 微處理器系統(tǒng)仿真(VSM) Proteus PCB設(shè)計 實(shí)例演示 Proteus教學(xué)實(shí)驗系統(tǒng)演示,Proteus PCB設(shè)計,Proteus不僅能完成電路的仿真 與分析，它的另一個強(qiáng)大功能是運(yùn)用 ARES來完成PCB設(shè)計。可以說ARES 這個高性能的，集成了真正世界級的 基于形狀的布線器的PCB設(shè)計工具是 對Proteus ISIS的完美補(bǔ)充。 支持16 個銅箔層、2個絲印層、 4 個機(jī)械層加板邊、禁止布線區(qū)、阻 焊區(qū)及錫膏覆蓋區(qū) 。,ARES的封裝庫包括標(biāo)準(zhǔn)的

14、SMT封裝、IPC7351封裝和雙列直插封 裝，共四千多個（7.5sp2）。,Proteus PCB設(shè)計,豐富的器件封裝,PROTEUS PCB設(shè)計,增強(qiáng)的設(shè)計規(guī)則管理器,用戶可以通過設(shè)計管理器配置設(shè)計規(guī)則對特定的層，特定的 網(wǎng)絡(luò)或一組網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理,還可以創(chuàng)建任意數(shù)量的設(shè)計規(guī)則。,網(wǎng)絡(luò)選擇,導(dǎo)線和過孔定義,板層設(shè)定,飛線顯示,器件布局（自動手工）,自動布線,PROTEUS PCB設(shè)計,自動布局與布線,ARES支持手工布與自動布局布線。在布局時可以以任意角度擺放器件，在布線時我們可以選擇4 種布線方式：全局基于形狀的自動布線，交互式布線，用戶腳本化布線，外部自動布線器布線。,Proteus基于形

15、狀的自動布線器在BGA器件引腳周圍布線前后,PROTEUS PCB設(shè)計,基于形狀的布線器,ARES包含了一個世界級的集成的基于形狀的自動布線器，使用了高級的、被證實(shí)了的、基于代 價沖突的優(yōu)化算法以最大化布通率。,ARES在支持RS274D及新 的RS274X格式的GERBER 輸出的同時，還增加了對目 前世界上智能水平最高的 CAD/CAM數(shù)據(jù)交換格式 ODB的輸出支持。,輸出層設(shè)置,Gerber格式,PROTEUS PCB設(shè)計,CAD/CAM輸出,Proteus PCB設(shè)計,支持引腳交換和門交換優(yōu)化,Proteus PCB設(shè)計,支持器件和PCB的3D預(yù)覽,主要內(nèi)容,Proteus 概述 Pr

16、oteus ISIS的特點(diǎn) Proteus ProSPICE仿真與虛擬儀器 微處理器系統(tǒng)仿真(VSM) Proteus PCB設(shè)計 實(shí)例演示 Proteus教學(xué)實(shí)驗系統(tǒng)演示,模擬電路 動態(tài)電路仿真 負(fù)反饋電路分析 數(shù)字電路 組合邏輯電路仿真 時序邏輯電路仿真 單片機(jī)仿真 光電耦合及繼電器仿真 單片機(jī)協(xié)同外圍器件仿真 Proteus仿真開發(fā)過程演示,實(shí)例演示,主要內(nèi)容,Proteus 概述 Proteus ISIS的特點(diǎn) Proteus ProSPICE仿真與虛擬儀器 微處理器系統(tǒng)仿真(VSM) Proteus PCB設(shè)計 實(shí)例演示 Proteus教學(xué)實(shí)驗系統(tǒng),教學(xué)實(shí)驗系統(tǒng)-單片機(jī)：實(shí)驗箱功能結(jié)

17、構(gòu),ICD2下載接口 RS232接口 IO口引線插座 PIC-16F877A,IO口引線插座 RS232接口 ISP下載接口 AVR-TMEGA16L,教學(xué)實(shí)驗系統(tǒng)-單片機(jī)：實(shí)驗箱基本實(shí)驗,在實(shí)驗箱上，利用核心模塊 和八個外圍模塊，可完成25個的硬件實(shí)驗。由于實(shí)驗箱采用的 是模塊化設(shè)計，所以還可以完成其它的擴(kuò)展實(shí)驗，給學(xué)生以充分的發(fā)揮空間。,1、I /O口輸出實(shí)驗LED流水燈實(shí)驗 2、I/O口輸入/輸出實(shí)驗?zāi)M開關(guān)燈 3、8255I/O擴(kuò)展實(shí)驗 4、無譯碼的七段數(shù)碼管顯示實(shí)驗 5、BCD碼譯碼的多位數(shù)碼管掃描顯示實(shí)驗 6、獨(dú)立式鍵盤實(shí)驗 7、計數(shù)器實(shí)驗 8、定時器實(shí)驗 9、單個外部中斷實(shí)驗 1

18、0、多個中斷同時存在實(shí)驗 11、矩陣鍵盤掃描實(shí)驗 12、串行端口輸出擴(kuò)充實(shí)驗 13、串行端口輸入擴(kuò)充實(shí)驗,14、單片機(jī)與PC之間串行通信實(shí)驗 15、雙機(jī)通信實(shí)驗 16、I2C總線AT24Cxx存儲器讀寫 17、溫度傳感器DS18B20實(shí)驗 18、實(shí)時時鐘DS1302實(shí)驗 19、A/D轉(zhuǎn)換實(shí)驗 20、D/A轉(zhuǎn)換實(shí)驗 21、液晶顯示的控制1（44780） 22、液晶顯示的控制2（KS0108 23、直流電機(jī)控制實(shí)驗 24、步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗 25、16X16陣列LED顯示實(shí)驗,適合于嵌入式系統(tǒng)課程的入門學(xué)習(xí),由一塊綜合實(shí)驗板和附屬外設(shè)部件組成,Proteus設(shè)計工程文件和指導(dǎo)書，授課課件,12個實(shí)驗可以幫助學(xué)生平穩(wěn)地從單片機(jī)過渡到ARM結(jié)構(gòu)體系,教學(xué)實(shí)驗系統(tǒng)-ARM,實(shí)驗流程,每一個實(shí)驗的開展，我們都采用先在POTEUS平臺下仿 真，再使用硬件平臺驗證的方法。,演示完畢，謝謝！,ARM處理器的仿真,Proteus支持PHILIPS的以下ARM7芯片的仿真： LPC2101 2106 LPC2114 LPC2124 LPC213