第5章Proteus仿真平臺的使用本章主要內(nèi)容

5.1Proteus簡介1

5.2Proteus基本使用與原理圖繪制2

5.3Proteus下8086的仿真3

5.4自定義仿真元件45.1Proteus簡介5.1.1Proteus主界面和基本配置5.1.2創(chuàng)建Proteus仿真工程

5.1.1Proteus主界面和基本配置主界面5.1.1Proteus主界面和基本配置VSMStudio界面5.1.1Proteus主界面和基本配置編譯工具鏈正常配置示意圖5.1.2創(chuàng)建Proteus仿真工程創(chuàng)建工程的向?qū)υ捒颉猄tart交互框5.1.2創(chuàng)建Proteus仿真工程Proteus電路原理圖繪制界面5.2Proteus基本使用與原理圖繪制5.2.1可視化界面及工具5.2.2基本操作5.2.3元件的查找與選取5.2.4元件的使用5.2.5連續(xù)5.2.6元件標(biāo)簽5.2.7元件標(biāo)注5.2.8屬性分配工具5.2.9全局標(biāo)注器

5.2.1可視化界面及工具Proteus電路原理圖繪制界面原理圖編輯窗口模型選擇工具欄元件列表窗口對象方向控制按鈕仿真控制按鈕系統(tǒng)可視工具5.2.2基本操作繪制原理圖定制元件子電路繪制與封裝5.2.3元件的查找與選取利用對象選擇器利用原理圖編輯窗口的快捷菜單利用元件名在Keywords區(qū)輸入相關(guān)關(guān)鍵字按照元件的邏輯命名習(xí)慣通過索引系統(tǒng)采用復(fù)合查找法查找?guī)煸幸韵路椒ǎ?.2.4元件的使用元件放置元件調(diào)整方位步驟如下：5.2.5連線無模式連線

在Proteus中，在任何模式下，都可以放置連線或編輯連線。自動連線模式

開始放置連線后，連線將隨著鼠標(biāo)指針以直角方式移動，直至到達(dá)目標(biāo)位置。動態(tài)光標(biāo)顯示

Proteus默認(rèn)采用跟隨式自動連線方式進(jìn)行連線操作。在自動連線過程中，鼠標(biāo)指針變成筆形。在Proteus中進(jìn)行的連線操作，有以下3個特點：5.2.5連線將8086的REDAY端連接到電源端放置地信號在原理圖中放置默認(rèn)終端DEFAULT，并對終端進(jìn)行標(biāo)注畫導(dǎo)線畫總線畫總線分支線放置線路節(jié)點步驟如下：5.2.6元件標(biāo)簽編輯元件標(biāo)簽移動元件標(biāo)簽對于元件標(biāo)簽可以進(jìn)行如下操作：5.2.7元件標(biāo)注①手動標(biāo)注——進(jìn)入元件的EditProperties對話框進(jìn)行設(shè)置。②屬性分配工具（PropertyAssignmentTool，PAT）——使用這個工具可以放置固定或遞增的標(biāo)注。③全局標(biāo)注器（Annotator）——對原理圖中所有元件進(jìn)行自動標(biāo)注。④實時標(biāo)注——此選項使能后，在元件放置后會自動獲得標(biāo)注。Proteus提供4種方式來標(biāo)注（命名）元件：5.2.8屬性分配工具①選擇菜單命令【Tool】/【PropertyAssignmentTool】，打開屬性分配工具對話框。②在“String”框中輸入“REF=R#”，“Count”框中輸入“5”，單擊【OK】按鈕完成設(shè)置。此時Proteus自動切換成選擇模式，可以通過單擊元件來完成自動編號工作。假設(shè)要重新標(biāo)注R5以后的電阻名稱，從R5開始，電阻名稱的序號增量為1，即后面的電阻名稱依次是R6、R7、R8等?？梢岳肞roteus提供的屬性分配工具完成這個操作，設(shè)置步驟如下：5.2.9全局標(biāo)注器①完全標(biāo)注（TotalMode）——標(biāo)注范圍可以是整個設(shè)計（選中WholeDesign選項）或當(dāng)前圖紙（選中CurrentSheet選項）內(nèi)的全部元件。對于層次化設(shè)計的電路圖，推薦使用此模式。②增量標(biāo)注（IncrementalMode）——標(biāo)注范圍可以是整個設(shè)計（選中WholeDesign選項）或當(dāng)前圖紙（選中CurrentSheet選項）內(nèi)未被標(biāo)注的元件。利用全局標(biāo)注器，可以對整個電路圖進(jìn)行快速標(biāo)注，也可以僅標(biāo)注未被標(biāo)注的元件（即標(biāo)注為“?”的元件）。

全局標(biāo)注器有兩種操作模式。5.3Proteus下8086的仿真5.3.1編輯電路原理圖5.3.2添加源代碼5.2.3仿真調(diào)試

5.3.1編輯電路原理圖①單擊工具欄的SourceCode圖標(biāo)打開VSMStudio界面②單擊菜單命令【Project】/【CreateProject】，打開軟件項目設(shè)置對話框③設(shè)置Family（固件系列）為8086，Controller（控制器）為8086，Compiler（編譯器）為MASM32，建議不選擇CreateQuickStartFiles（套用模板自動生成源代碼），并單擊【確定】按鈕④如有彈出框，直接確認(rèn)即可，此時VSMStudio界面的名稱自動更新為SourceCode，同時在SchematicCapture界面的原理圖編輯窗口自動得到圖5-36所示的核心仿真電路?；?086的核心仿真電路繪制方法如下：5.3.2添加源代碼①選擇主菜單【Build】/【ProjectSettings】命令，打開下圖（中間圖）所示對話框，不勾選“EmbedFiles”，使得源代碼的存儲位置和整個項目在一起，即項目路徑中自動生成8086子文件夾。②選擇主菜單【Project】/【AddNewFile】命令，打開源代碼文件添加對話框，輸入文件名后，單擊【保存】按鈕，返回源代碼編輯界面，如下圖（右圖）所示。單擊工具欄的SourceCode圖標(biāo)，打開下圖（左圖）所示界面，完成以下操作：5.3.2添加源代碼③雙擊子窗口【Projects】中的相應(yīng)ASM源代碼文件，即可打開源代碼編輯界面，編寫或修改源代碼內(nèi)容，如右圖所示。所有源代碼編輯完成后，單擊主菜單【Build】/【BuildProject】命令，編譯源代碼。在源代碼無錯誤的正常情況下，會在“VSMStudioOutput”窗口輸出“Compiledsuccessfully”等字樣，提示編譯通過。編譯通過后，會在項目軟件文件夾中自動生成Debug子文件夾，并在其中保存編譯結(jié)果Debug.exe。如果提示出錯，則需要再次打開源代碼編輯界面，查錯并修改后，重新進(jìn)行編譯，直到編譯通過。5.3.2添加源代碼說明：由于Proteus是元件級的仿真過程，因此，匯編語言程序的運行仿真是在無DOS支持的狀態(tài)下進(jìn)行的。所以，仿真時在匯編語言程序中不再支持DOS和BIOS功能調(diào)用。而且在Proteus下的仿真過程應(yīng)該是持續(xù)的，主程序不能結(jié)束并退出運行（RET語句可以省略），并且必須以某種方式使得程序循環(huán)執(zhí)行。

本例的做法是：利用JMP$指令構(gòu)成無條件循環(huán)結(jié)構(gòu)，使得仿真持續(xù)進(jìn)行。5.3.3仿真調(diào)試正確編譯后，在電路原理圖界面中，單擊8086CPU芯片屬性，檢查其“ProgramFile”信息為“8086\Debug\Debug.exe”，選擇菜單【Debug】/【StartVSMDebugging】命令，即可進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)。

有三種方式：仿真控制調(diào)試控制設(shè)置斷點5.3.3仿真調(diào)試仿真控制VSM仿真有4種狀態(tài)，對應(yīng)Proteus界面左下角的4個控制按鈕（或菜單【Debug】下的子命令）：全速仿真（RunSimulation）啟動調(diào)試（StartVSMDebugging）暫停調(diào)試（PauseVSMDebugging）停止調(diào)試（StopVSMDebugging）全速仿真時，單擊暫停按鈕可使電路從仿真狀態(tài)切換到調(diào)試狀態(tài)。5.3.3仿真調(diào)試調(diào)試控制一般在調(diào)試狀態(tài)下，系統(tǒng)會自動打開反匯編程序調(diào)試窗口；而其他的調(diào)試觀察窗口需要通過菜單命令才能彈出，如圖5-43中的內(nèi)存觀察窗口和寄存器觀察窗口。程序調(diào)試執(zhí)行到某處時，在該行代碼的最左邊會出現(xiàn)一個紅色的箭頭，同時該行程序呈高亮顯示狀態(tài)。設(shè)置斷點在反匯編程序調(diào)試窗口單擊某行，使該行高亮顯示后，雙擊行首或按F9鍵就可以設(shè)置斷點。相同的操作可以去除斷點。5.4自定義仿真元件5.4.1Proteus的電氣模型5.4.2自定義仿真模型

5.4.1Proteus的電氣模型Proteus的電氣模型分為4類：原理圖模型SPICE模型動態(tài)模型VSM模型

5.4.1Proteus的電氣模型原理圖模型原理圖模型是由仿真原型（SimulatorPrimitives）構(gòu)建，與實際元件有相同等效電路性能的模型。它并不是按照實際元件的內(nèi)電路搭建的，而只是外特性與實際元件等效。原理圖模型主要包括ModellingPrimitives、SimulatorPrimitives庫中的模型或是利用其中模型構(gòu)建而成的模型。這類模型在元件選擇的預(yù)覽窗口中顯示為AnaloguePrimitive或DigitalPrimitive。

5.4.1Proteus的電氣模型SPICE模型

SPICE模型是使用符合SPICE3F5規(guī)范的SPICE文件或庫設(shè)計的仿真元件，主要為二極管、三極管等分立半導(dǎo)體元件。SPICE是一種業(yè)界普遍使用的電路級模擬程序，它通過半導(dǎo)體元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和參數(shù)建立起相關(guān)的分析模型和方法，一些半導(dǎo)體元件制造商會提供相關(guān)元件的模型。這類模型在元件選擇的預(yù)覽窗口中顯示為SPICEModel。

5.4.1Proteus的電氣模型動態(tài)模型

動態(tài)模型具有動畫效果的模型，通常是一些外設(shè)終端，如繼電器、指示燈等。通過動畫模仿元件的動作過程，仿真效果直觀形象。這類模型在構(gòu)建時也不要求內(nèi)部機(jī)電原理和實物的一致性，而只強(qiáng)調(diào)外特性和實物運行效果相似。這類模型在元件選擇的預(yù)覽窗口中顯示為SchematicModel。

5.4.1Proteus的電氣模型VSM模型VSM模型是基于動態(tài)鏈接庫（DLL）的仿真模型。DLL是利用Labcenter公司提供的VSMSDK（軟件開發(fā)包）用C++編寫的，用以描述元件的電氣行為，這是Proteus獨特的部分。VSM模型主要包括處理器（如8086）、液晶模塊、傳感器等，開發(fā)有較高的技術(shù)難度，用戶往往只是使用。這類模型在元件選擇的預(yù)覽窗口中顯示為VSMDLLModels。

5.4.2自定義仿真元件由于SPICE模型和VSM模型的制作需要專用軟件或開發(fā)環(huán)境，本書根據(jù)原理圖模型的設(shè)計原則介紹自定義仿真模型。

步驟如下：模塊元件外觀的繪制模塊元件入庫建立層次結(jié)構(gòu)生成模板文件5.4.2自定義仿真元件模塊元件外觀的繪制5.4.2自定義仿真元件模塊元件入庫按住鼠標(biāo)右鍵拖選整個模塊元件，單擊菜單【Library】/【MakeDevice】命令，打開基本屬性設(shè)置對話框，輸入模塊元件的名稱及類型前綴。然后單擊【Next】按鈕，打開封裝對話框，單擊【Add/Edit】按鈕，在出現(xiàn)的對話框中再單擊【Add】按鈕，打開PickPackage對話框，在其中選擇適合的封裝形式，本例選擇8PIN的SMD封裝形式（也可以選擇其他適合8PIN的封裝）。該封裝與電路原理圖中定義的序號對應(yīng)。如果制作的元件僅用于原理圖仿真，則封裝信息可以不設(shè)置。如圖5-48所示。單擊圖5-48中的【Next】按鈕，在定義元件屬性的對話框中，就有了PACKAGE類，因為要使用仿真功能，單擊【New】按鈕，就出現(xiàn)一個MODFILE類及對話框，可以保持默認(rèn)值。如圖5-49所示。5.4.2自定義仿真元件模塊元件入庫圖5-48設(shè)置自定義模塊元件的封裝效果圖5-49設(shè)置自定義模塊元件的MODFILE

5.4.2自定義仿真元件模塊元件入庫單擊圖5-49中的【Next】按鈕，跳過出現(xiàn)的Datasheet說明文件對話框，單擊【Next】按鈕，打開庫選擇對話框，可以把自定義模塊元件放入單獨的庫中。具體設(shè)置的內(nèi)容如下圖所示。單擊圖中“DeviceCategory”右側(cè)的【New】按鈕，可以創(chuàng)建新庫或從列表中選擇一個自建的元件庫，如MYLIB。最后，單擊【OK】按鈕，完成自定義模塊元件的入庫操作。5.4.2自定義仿真元件建立層次結(jié)構(gòu)

單擊菜單【Library】/【PickDevice/Symbol】命令，打開元件選擇對話框，在MILIB庫中找到前面創(chuàng)建的自定義模塊元件，也可以直接在“Keywords”欄中輸入名稱MUX21查找。選中模塊元件，單擊【OK】按鈕，就可添加到設(shè)計文檔的元件列表中，然后在原理圖編輯區(qū)單擊，放入原理圖編輯窗口中。

雙擊模塊元件，打開元件屬性對話框，選中下面的“