簡介
Protues軟體是英國Labcenter electronics公司出版的EDAprotues工具軟體。它不僅具有其它EDA工具軟體的仿真功能,還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。雖然目前國內推廣剛起步,但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力於單片機開發套用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟體),從原理圖布圖、代碼調試到單片機與外圍電路協同仿真,一鍵切換到PCB設計,真正實現了從概念到產品的完整設計。迄今為止是世界上唯一將電路仿真軟體、PCB設計軟體和虛擬模型仿真軟體三合一的設計平台,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,並持續增加其他系列處理器模型。在編譯方面,它也支持IAR、Keil和MATLAB等多種編譯.特點
Protues軟體具有其它EDA工具軟體(例:multisim)的功能。這些功能是:(1)原理布圖
(2)PCB自動或人工布線
(3)SPICE電路仿真
革命性的特點:
(1)互動的電路仿真。用戶甚至可以實時採用諸如RAM,ROM,鍵盤,馬達,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。還可以直接在基於原理圖的虛擬原型上編程,再配合顯示及輸出,能看到運行後輸入輸出的效果。配合系統配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等,Protues建立了完備的電子設計開發環境。
使用技巧功能模組
智慧型原理圖設計(ISIS)器件庫
超過27000種元器件,可方便地創建新元件;智慧型的器件搜尋:通過模糊搜尋可以快速定位所需要的器件;智慧型化的連線功能:自動連線功能使連線導線簡單快捷,大大縮短繪圖時間;支持匯流排結構:使用匯流排器件和匯流排布線使電路設計簡明清晰;可輸出高質量圖紙:通過個性化設定,可以生成印刷質量的BMP圖紙,可以方便地供WORD、POWERPOINT等多種文檔使用。
仿真功能
ProSPICE混合仿真:基於工業標準SPICE3F5,實現數字/模擬電路的混合仿真;超過27000個仿真器件:可以通過內部原型或使用廠家的SPICE檔案自行設計仿真器件,Labcenter也在不斷地發布新的仿真器件,還可導入第三方發布的仿真器件; 多樣的激勵源:包括直流、正弦、脈衝、分段線性脈衝、音頻(使用wav檔案)、指數信號、單頻FM、數字時鐘和碼流,還支持檔案形式的信號輸入; 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、信號發生器、直流電壓/電流表、交流電壓/電流表、數字圖案發生器、頻率計/計數器、邏輯探頭、虛擬終端、SPI調試器、I2C調試器等; 生動的仿真顯示:用色點顯示引腳的數字電平,導線以不同顏色表示其對地電壓大小,結合動態器件(如電機、顯示器件、按鈕)的使用可以使仿真更加直觀、生動; 高級圖形仿真功能(ASF):基於圖示的分析可以精確分析電路的多項指標,包括工作點、瞬態特性、頻率特性、傳輸特性、噪聲、失真、傅立葉頻譜分析等,還可以進行一致性分析。
單片機協同
支持主流的CPU類型:如ARM7、8051/52、AVR、PIC10/12、PIC16、PIC18、PIC24、dsPIC33、HC11、BasicStamp、8086、MSP430等,CPU類型隨著版本升級還在繼續增加,如即將支持CORTEX、DSP處理器;支持通用外設模型:如字元LCD模組、圖形LCD模組、LED點陣、LED七段顯示模組、鍵盤/按鍵、直流/步進/伺服電機、RS232虛擬終端、電子溫度計等等,其COMPIM(COM口物理接口模型)還可以使仿真電路通過PC機串口和外部電路實現雙向異步串列通信; 實時仿真: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。 ※ 編譯及調試:支持單片機彙編語言的編輯/編譯/源碼級仿真,內帶8051、AVR、PIC的彙編編譯器,也可以與第三方集成編譯環境(如IAR、Keil和Hitech)結合,進行高級語言的源碼級仿真和調試。
設計平台
原理圖到PCB的快速通道: 原理圖設計完成後,一鍵便可進入ARES的PCB設計環境,實現從概念到產品的完整設計; ※ 先進的自動布局/布線功能:支持器件的自動/人工布局;支持無格線自動布線或人工布線;支持引腳交換/門交換功能使PCB設計更為合理; 完整的PCB設計功能:最多可設計16個銅箔層,2個絲印層,4個機械層(含板邊),靈活的布線策略供用戶設定,自動設計規則檢查,3D 可視化預覽; ※ 多種輸出格式的支持:可以輸出多種格式檔案,包括Gerber檔案的導入或導出,便利與其它PCB設計工具的互轉(如protel)和PCB板的設計和加工。
豐富資源
器件:仿真數字和模擬、交流和直流等數千種元器件,有30多個元件庫。
儀表:示波器、邏輯分析儀、虛擬終端、SPI調試器、I2C調試器、信號發生器、模式發生器、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電路中隨意的調用。
圖形:可以將線路上變化的信號,以圖形的方式實時地顯示出來,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指標,例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗。這些都儘可能減少了儀器對測量結果的影響。
調試:Protues提供了比較豐富的測試信號用於電路的測試。這些測試信號包括模擬信號和數位訊號。
軟體仿真
支持當前的主流單片機,如51系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列、68000系列等。
1.提供軟體調試功能。
2.提供豐富的外圍接口器件及其仿真。RAM,ROM,鍵盤,馬達,LED,LCD,AD/DA,部分SPI器件,部分IIC器件。這樣很接近實際。在訓練學生時,可以選擇不同的方案,這樣更利於培養學生。
3.提供豐富的虛擬儀器,利用虛擬儀器在仿真過程中可以測量外圍電路的特性,培養學生實際硬體的調試能力。
4.具有強大的原理圖繪製功能[1]protues 軟體圖(8張)
電路仿真
在PROTUES繪製好原理圖後,調入已編譯好的目標代碼檔案:*.HEX,可以在PROTUES的原理圖中看到模擬的實物運行狀態和過程。PROTUES 是單片機課堂教學的先進助手。PROTUES不僅可將許多單片機實例功能形象化,也可將許多單片機實例運行過程形象化。前者可在相當程度上得到實物演示實驗的效果,後者則是實物演示實驗難以達到的效果。它的元器件、連線線路等卻和傳統的單片機實驗硬體高度對應。這在相當程度上替代了傳統的單片機實驗教學的功能,例:元器件選擇、電路連線、電路檢測、電路修改、軟體調試、運行結果等。課程設計、畢業設計是學生走向就業的重要實踐環節。由於PROTUES提供了實驗室無法相比的大量的元器件庫,提供了修改電路設計的靈活性、提供了實驗室在數量、質量上難以相比的虛擬儀器、儀表,因而也提供了培養學生實踐精神、創造精神的平台。隨著科技的發展“計算機仿真技術”已成為許多設計部門重要的前期設計手段。它具有設計靈活,結果、過程的統一的特點。可使設計時間大為縮短、耗資大為減少,也可降低工程製造的風險。相信在單片機開發套用中PROTUES也能茯得愈來愈廣泛的套用。
聯合仿真
Protues與Keil C的聯合仿真
Protues ISIS與其它單片機仿真軟體不同的是,它不僅能仿真單片機CPU的工作情況,也能仿真單片機外圍電路或沒有單片機參與的其他電路的工作情況。因此在仿真和程式調試時,關心的不再是某些語句執行時單片機暫存器和存儲器內容的改變,而是從工程的角度直接看程式運行和電路工作的過程和結果。同時,當原理圖調試成功後,利用Protues ARES(Advanced Routing and Editing Software)軟體,很容易獲得其PCB圖,為今後的製造提供了方便。
1.Protues 與Keil C的接口
實現Protues與Keil C的接口步驟如下:
1) 安裝Protues與 Keil C並同時安裝vdmagdi.exe程式。
2) 進入Protues ISIS,選擇Debug|Use Remote Debug Monitor選單選項。
3) 進入Keil C μVision3集成開發環境,創建一個新項目(Project),並為該項目選定合適的單片機型號,加入Keil C 源程式。隨後,選擇Project|Options for Target選單項,或者單擊工具列中的Options for Target按鈕,在彈出的界面選擇Debug選項卡,在Use的下拉列表框中選擇Protues VSM Simulator,並且選中Use單選框,即在Use前面的小圓圈內出現小黑點。在單擊Settings按鈕,設定通信接口在Host文本框輸入“127.0.0.1”;茹闊使用的不是同一台電腦,則需要在這裡輸入另一台電腦的IP位址(另一台電腦安裝Protues)。在Port文本框輸入“8000”。設定好以後單擊OK按鈕即可。最後將工程編譯,進入調試狀態,並運行。
此後,便可實現Keil C 與 Protues連線調試。
2. Protues 與Keil C的聯合仿真實例
前面已經繪製出了8051驅動LED顯示原理圖,下面在此基礎上,完整地展示一個Protues 與 Keil C 相結合的仿真過程。
1) 硬體設計
2) 程式設計
3) 仿真實現步驟