Proteus軟件是英國(guó)Labcenter Electronics公司出版的EDA工具軟件(該軟件中國(guó)總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司)。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能,還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步,但已受到單片機(jī)愛(ài)好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件),從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真,一鍵切換到PCB設(shè)計(jì),真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái),其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等,2010年即將增加Cortex和DSP系列處理器,并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面,它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。
其功能特點(diǎn)
Proteus軟件具有其它EDA工具軟件(例:Multisim)的功能。這些功能是:
(1)原理布圖
(2)PCB自動(dòng)或人工布線(xiàn)
(3)SPICE電路仿真
革命性的特點(diǎn)
(1)互動(dòng)的電路仿真
用戶(hù)甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如RAM,ROM,鍵盤(pán),馬達(dá),LED,LCD,AD/DA,部分SPI器件,部分IIC器件。
(2)仿真處理器及其外圍電路
可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流單片機(jī)。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型
上編程,再配合顯示及輸出,能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果。配合系統(tǒng)配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等,Proteus建立了完備的電子設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)環(huán)境。
具有4大功能模塊
(1)智能原理圖設(shè)計(jì)(ISIS)
豐富的器件庫(kù):超過(guò)27000種元器件,可方便地創(chuàng)建新元件;
智能的器件搜索:通過(guò)模糊搜索可以快速定位所需要的器件;
智能化的連線(xiàn)功能:自動(dòng)連線(xiàn)功能使連接導(dǎo)線(xiàn)簡(jiǎn)單快捷,大大縮短繪圖時(shí)間;
支持總線(xiàn)結(jié)構(gòu):使用總線(xiàn)器件和總線(xiàn)布線(xiàn)使電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明清晰;
可輸出高質(zhì)量圖紙:通過(guò)個(gè)性化設(shè)置,可以生成印刷質(zhì)量的BMP圖紙,可以方便地供WORD、POWERPOINT等多種文檔使用。
(2)完善的電路仿真功能(Prospice)
※ ProSPICE混合仿真:基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SPICE3F5,實(shí)現(xiàn)數(shù)字/模擬電路的混合仿真;
※ 超過(guò)27000個(gè)仿真器件:可以通過(guò)內(nèi)部原型或使用廠(chǎng)家的SPICE文件自行設(shè)計(jì)仿真器件,Labcenter也在不斷地發(fā)布新的仿真器件,還可導(dǎo)入第三方發(fā)布的仿真器件;
※ 多樣的激勵(lì)源:包括直流、正弦、脈沖、分段線(xiàn)性脈沖、音頻(使用Wav文件)、指數(shù)信號(hào)、單頻FM、數(shù)字時(shí)鐘和碼流,還支持文件形式的信號(hào)輸入;
※ 豐富的虛擬儀器:13種虛擬儀器,面板操作逼真,如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器、直流電壓/電流表、交流電壓/電流表、數(shù)字圖案發(fā)生器、頻率計(jì)/計(jì)數(shù)器、邏輯探頭、虛擬終端、SPI調(diào)試器、I2C調(diào)試器等;
※ 生動(dòng)的仿真顯示:用色點(diǎn)顯示引腳的數(shù)字電平,導(dǎo)線(xiàn)以不同顏色表示其對(duì)地電壓大小,結(jié)合動(dòng)態(tài)器件(如電機(jī)、顯示器件、按鈕)的使用可以使仿真更加直觀、生動(dòng);
※ 高級(jí)圖形仿真功能(ASF):基于圖標(biāo)的分析可以精確分析電路的多項(xiàng)指標(biāo),包括工作點(diǎn)、瞬態(tài)特性、頻率特性、傳輸特性、噪聲、失真、傅立葉頻譜分析等,還可以進(jìn)行一致性分析;
(3)獨(dú)特的單片機(jī)協(xié)同仿真功能(VSM)
※ 支持主流的CPU類(lèi)型:如ARM7、8051/52、AVR、PIC10/12、PIC16、PIC18、PIC24、DsPIC33、HC11、BasicStamp、8086、MSP430等,CPU類(lèi)型隨著版本升級(jí)還在繼續(xù)增加,如即將支持CORTEX、DSP處理器;
※ 支持通用外設(shè)模型:如字符LCD模塊、圖形LCD模塊、LED點(diǎn)陣、LED七段顯示模塊、鍵盤(pán)/按鍵、直流/步進(jìn)/伺服電機(jī)、RS232虛擬終端、電子溫度計(jì)等等,其COMPIM(COM口物理接口模型)還可以使仿真電路通過(guò)PC機(jī)串口和外部電路實(shí)現(xiàn)雙向異步串行通信;
※ 實(shí)時(shí)仿真:支持UART/USART/EUSARTs仿真、中斷仿真、SPI/I2C仿真、MSSP仿真、PSP仿真、RTC仿真、ADC仿真、CCP/ECCP仿真;
※ 編譯及調(diào)試:支持單片機(jī)匯編語(yǔ)言的編輯/編譯/源碼級(jí)仿真,內(nèi)帶8051、AVR、PIC的匯編編譯器,也可以與第三方集成編譯環(huán)境(如IAR、Keil和Hitech)結(jié)合,進(jìn)行高級(jí)語(yǔ)言的源碼級(jí)仿真和調(diào)試;
4)實(shí)用的PCB設(shè)計(jì)平臺(tái)
※ 原理圖到PCB的快速通道: 原理圖設(shè)計(jì)完成后,一鍵便可進(jìn)入ARES的PCB設(shè)計(jì)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì);
※ 先進(jìn)的自動(dòng)布局/布線(xiàn)功能:支持器件的自動(dòng)/人工布局;支持無(wú)網(wǎng)格自動(dòng)布線(xiàn)或人工布線(xiàn);支持引腳交換/門(mén)交換功能使PCB設(shè)計(jì)更為合理;
※ 完整的PCB設(shè)計(jì)功能:最多可設(shè)計(jì)16個(gè)銅箔層,2個(gè)絲印層,4個(gè)機(jī)械層(含板邊),靈活的布線(xiàn)策略供用戶(hù)設(shè)置,自動(dòng)設(shè)計(jì)規(guī)則檢查,3D 可視化預(yù)覽;
※ 多種輸出格式的支持:可以輸出多種格式文件,包括Gerber文件的導(dǎo)入或?qū)С?,便利與其它PCB設(shè)計(jì)工具的互轉(zhuǎn)(如Protel)和PCB板的設(shè)計(jì)和加工。
Proteus提供了豐富的資源
(1)Proteus可提供的仿真元器件資源:仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件,有30多個(gè)元件庫(kù)。
(2)Proteus可提供的仿真儀表資源 :示波器、邏輯分析儀、虛擬終端、SPI調(diào)試器、I2C調(diào)試器、信號(hào)發(fā)生器、模式發(fā)生器、交直流電壓表、交直流電流表。理論上同一種儀器可以在一個(gè)電路中隨意的調(diào)用。
(3)除了現(xiàn)實(shí)存在的儀器外,Proteus還提供了一個(gè)圖形顯示功能,可以將線(xiàn)路上變化的信號(hào),以圖形的方式實(shí)時(shí)地顯示出來(lái),其作用與示波器相似,但功能更多。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標(biāo),例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗。這些都盡可能減少了儀器對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。
(4)Proteus可提供的調(diào)試手段 Proteus提供了比較豐富的測(cè)試信號(hào)用于電路的測(cè)試。這些測(cè)試信號(hào)包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。
電路功能仿真
在PROTEUS繪制好原理圖后,調(diào)入已編譯好的目標(biāo)代碼文件:*.HEX,可以在PROTEUS的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過(guò)程。
PROTEUS 是單片機(jī)課堂教學(xué)的先進(jìn)助手。
PROTEUS不僅可將許多單片機(jī)實(shí)例功能形象化,也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過(guò)程形象化。前者可在相當(dāng)程度上得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果,后者則是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果。
它的元器件、連接線(xiàn)路等卻和傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)硬件高度對(duì)應(yīng)。這在相當(dāng)程度上替代了傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能,例:元器件選擇、電路連接、電路檢測(cè)、電路修改、軟件調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果等。
課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生走向就業(yè)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。由于PROTEUS提供了實(shí)驗(yàn)室無(wú)法相比的大量的元器件庫(kù),提供了修改電路設(shè)計(jì)的靈活性、提供了實(shí)驗(yàn)室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表,因而也提供了培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐精神、創(chuàng)造精神的平臺(tái)
隨著科技的發(fā)展,“計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)”已成為許多設(shè)計(jì)部門(mén)重要的前期設(shè)計(jì)手段。它具有設(shè)計(jì)靈活,結(jié)果、過(guò)程的統(tǒng)一的特點(diǎn)。可使設(shè)計(jì)時(shí)間大為縮短、耗資大為減少,也可降低工程制造的風(fēng)險(xiǎn)。相信在單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用中PROTEUS也能茯得愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。
使用Proteus 軟件進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì), 是虛擬仿真技術(shù)和計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)相結(jié)合的綜合運(yùn)用,有利于培養(yǎng)學(xué)生的電路設(shè)計(jì)能力及仿真軟件的操作能力;在單片機(jī)課程設(shè)計(jì)和全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中,我們使用 Proteus 開(kāi)發(fā)環(huán)境對(duì)學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn),在不需要硬件投入的條件下,學(xué)生普遍反映,對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)比單純學(xué)習(xí)書(shū)本知識(shí)更容易接受,更容易提高。實(shí)踐證明,在使用 Proteus 進(jìn)行系統(tǒng)仿真開(kāi)發(fā)成功之后再進(jìn)行實(shí)際制作,能極大提高單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率。因此,Proteus 有較高的推廣利用價(jià)值。