Proteus是英国Labcenter electronics公司开发的一款电路及单片机系统设计与仿真软件，Proteus可以实现模拟电路、数字电路及微控制器系统与外设的混合电路系统的电路仿真、软件仿真、系统协同仿真和PCB设计等功能。Proteus是目前唯一能对8051，PIA，AVR，ARM等多种微处理器进行实时仿真、调试与测试的EDA工具，真正实现了从概念到产品的完整开发过程，在提高企业产品开发效率、降低开发风险的同时，Proteus也特别适合作为单片机课堂教学和实验的工具。
Proteus提供了30多个元器件库、7000多种元器件。元器件涉及电阻、电容、二极管、三极管、继电器、变压器、各种微控制器等。Proteus软件中还提供有交直流电压表、示波器和信号发生器等虚拟测试信号工具。
下面我们将介绍在Proteus ISIS平台上进行设计与开发的主要过程。
一、启动ISIS
1.Proteus工作界面简介
Proteus ISIS的工作界面是标准的Windows风格界面，如图1.4所示，包括标题栏、主菜单、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。下面介绍其中的3个窗口。
图1.4 Proteus ISIS的工作界面
图形编辑窗口：用于放置元器件、进行连线、编辑和绘制电路原理图。
预览窗口：该窗口通常显示整个电路图的缩略图。在预览窗口上单击鼠标左键，将会有一个矩形蓝色框标示出在编辑区窗口中的显示区域。当从对象选择器选出一个对象时，预览窗口预览选中的对象。
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，供以后绘图时使用。
2.主菜单栏
主菜单栏如表1.4所示，单击任意菜单命令后，都将弹出其下拉的子菜单命令列表。
表1.4 主菜单及其含意
主工具栏位于主菜单下面，以图标按钮形式给出，共有38个图标按钮图标按钮如图1.5所示。
图1.5 图标按钮
每个图标都对应一个具体的菜单命令，38个图标从左到右编号为1-38，分为4组，主工具栏图标按钮的功能如表1.5所示。
表1.5 主工具栏图标按钮的功能
续表
3.工具箱
在图1.4 Proteus ISIS工作界面中，最左侧有一列图标，这一列图标就是工具箱。选择相应的工具箱图标按钮，系统将提供不同的操作工具功能。工具箱按钮功能如表1.6所示。
表1.6 工具箱按钮功能
3.仿真工具栏
仿真工具栏的功能如表1.7所示。
表1.7 仿真工具栏
二、绘制仿真原理图
用Proteus软件仿真的基础是绘制准确的原理图，并进行合理的设置。下面将以前面介绍的简单的单片机系统为例，展示ISIS的仿真过程。
1.元器件选择
单击对象选择器按钮
，如下图所示。
弹出“Pick Devices”页面，在“Keywords”输入AT89C51，系统在对象库中进行搜索查找，并将搜索结果显示在“Results”中，如图1.6所示。在“Results”栏中的列表项中，双击“AT89C51”，则可将“AT89C51”添加至对象选择器窗口。重复以上操作，将电路所需元器件依次选择完毕后，单击“OK”按钮，结束对象选择。
图1.6 选择元器件窗口
2.放置元器件到图形编辑器
在对象选择器窗口，鼠标左键点击AT89C51，选中该元件，移动鼠标至图形编辑窗口的合适位置点击鼠标左键放置单片机AT89C51，如图1.7所示。同样方法放置电阻和发光二极管（在对象选择器窗口中选中元件后，在图形编辑窗口通过鼠标左键可以连续放置该元件）。图形编辑器中元件的大小可通过滚动鼠标中键放大或缩小；在元件上点击鼠标右键，元件变红色，呈选中状态，此时可以对它进行移动、旋转和删除等操作。
图1.7 放置元件到图形编辑器
3.元器件之间的连线
当鼠标的指针靠近元器件管脚时，鼠标的指针就会出现一个“×”号，表明找到了导线起点。单击鼠标左键，移动鼠标至另一元器件的连接管脚时，鼠标的指针就会出现一个“×”号，表明找到了导线终点。单击鼠标左键即可完成元器件之间的连线。同理可以完成电路中的其它连线。
4.放置总线和总线连接(www.xing528.com)
单击绘图工具栏中的总线按钮
，使之处于选中状态。将鼠标置于图形编辑窗口，单击鼠标左键，确定总线的起始位置；移动鼠标，屏幕出现粉红色细直线，找到总线的终了位置，单击鼠标左键，再单击鼠标右键，以表示确认并结束画总线操作。
总线与元件管脚之间的连线称为总线分支线，画总线分支线的时候为了和一般的导线区分，一般可选择斜线来表示分支线，只需在想要拐点处单击鼠标左键即可。
总线分支线需要添加导线标签（PART LABELS）才能保证连接有效。单击绘图工具栏中的导线标签按钮
，使之处于选中状态。将鼠标置于图形编辑窗口的欲标标签的导线上，跟着鼠标的指针就会出现一个“×”号，如下图所示。
图1.8 总线与总线连接
找到了可以标注的导线，单击鼠标左键，弹出编辑导线标签窗口，如图1.9所示。在“string”栏中，输入标签名称（如a），单击“OK”按钮，结束对该导线的标签标定。注意，在标定导线标签的过程中，相互接通的导线必须标注相同的标签名。
5.添加电源与接地端子
单击绘图工具栏中的Inter-sheet Terminal按钮
，在对象选择器窗口中，可以点击POWER（电源）和GROUND（接地）在图形编辑窗口放置电源与接地端子，如图1.10所示。
图1.9 添加导线标签
图1.10 电源与接地端子选择
三、仿真运行
1.元器件参数设置
在仿真前需要对部分元件进行设置，选中电阻R1，再单击左键，出现编辑器件对话框，如图1.11所示，将电阻阻值更改为220。按此方法可进行其它元器件参数的设置。
图1.11 设置电阻属性
2.加载可执行程序文件
电路图绘制完成后，需要加载可执行程序文件*.hex进行仿真。双击电路中的单片机弹出元器件属性对话框，在Program File栏中加载可执行程序文件，如图1.12所示。此操作类似于硬件电路的程序下载，操作后点击OK关闭该窗口。
图1.12 加载可执行程序文件
3.运行仿真
Proteus ISIS主界面左下角的仿真进程控制按钮
从左至右依次是“运行”、“单步”、“暂停”和“停止”。点击“运行”按钮可启动仿真观察电路工作情况。
四、拓展训练
在ISIS环境中绘制下面的电路原理图，使用的器件有：AT89C51、7404、RESPACK-8、7SEG-MPX4-CA。
1.简述计算机的基本结构。
2.微型计算机由哪几部分组成？
3.微处理器、微型计算机及单片机之间的关系是什么？
4.什么是单片机？单片机有哪些特点？
5.为什么计算机要采用二进制？
6.将下列各二进制数转换为十进制数。
（1）11010B （2）110100B （3）0.1011B （4）0.100011001B
7.将第6题中各二进制数转换为十六进制数。
8.将下列各数转换为十六进制数。
（1）129D （2）253D （3）01000011BCD （4）00101001BCD
9.将下列十六进制数转换成十进制数和二进制数。
（1）AAH （2）BBH （3）C.CH （4）DE.FCH （6）128.08H
（1）［X］原＝01011001 （2）［X］原＝11011011
（3）［X］原＝00111110 （4）［X］原＝11111100
11.写出下列各数的BCD码。
（1）47 （2）59 （3）1996 （4）1997.4
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