ProteusISIS仿真开发工具-单片机控制技术

Proteus ISIS是英国Labcenter Electronics公司开发的电路分析与实物仿真集成开发环境。它运行于Windows操作系统上，基于Proteus的单片机虚拟开发环境有效地将理论与实验联系起来，可以仿真、分析（SPICE）各种模拟器件和集成电路，该软件从1989年出现到现在已经有几十年的历史，在全球得到了广泛的使用。

1.Proteus软件的性能特点

（1）智能原理图设计。

·丰富的器件库：超过8000种元器件，可方便地创建新元件。

·智能的器件搜索：通过模糊搜索可以快速定位所需要的器件。

·智能化的连线功能：自动连线功能使连接导线简单快捷，大大缩短绘图时间。

·支持总线结构：使用总线器件和总线布线使电路设计简明清晰。

·可输出高质量图纸：通过个性化设置，可以生成印刷质量的BMP图纸，可以方便地供Word、PowerPoint等多种文档使用。

（2）完善的仿真功能。

·ProSPICE混合仿真：基于工业标准SPICE3F5，实现数字／模拟电路的混合仿真。

·超过6000个仿真器件：可以通过内部原型或使用厂家的SPICE文件自行设计仿真器件，Labcenter也在不断地发布新的仿真器件，还可导入第三方发布的仿真器件。

·多样的激励源：包括直流、正弦、脉冲、分段线性脉冲、音频（使用wav文件）、指数信号、单频FM、数字时钟和码流，还支持文件形式的信号输入。

·丰富的虚拟仪器：13种虚拟仪器，面板操作逼真，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、直流电压／电流表、交流电压／电流表、数字图案发生器、频率计／计数器、逻辑探头、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器等。

·生动的仿真显示：用色点显示引脚的数字电平，导线以不同颜色表示其对地电压大小，结合动态器件（如电机、显示器件、按钮）的使用可以使仿真更加直观、生动。

·高级图形仿真功能：基于图标的分析可以精确分析电路的多项指标，包括工作点、瞬态特性、频率特性、传输特性、噪声、失真、傅立叶频谱分析等，还可以进行一致性分析（需要购买ASF高级图形仿真模块插件）。

·独特的单片机协同仿真功能。

✧支持主流的CPU类型，如ARM7、8051／51、AVR、PIC10／12、PIC16／18、HC11、Basic-Stamp等，CPU类型随着版本升级还在继续增加（需要购买Proteus VSM并需要指定具体的处理器类型）。

✧支持通用外设模型，如字符LCD模块、图形LCD模块、LED点阵、LED七段显示模块、键盘／按键、直流／步进／伺服电机、RS232虚拟终端、电子温度计等，其COMPIM（COM口物理接口模型）还可以使仿真电路通过PC串口和外部电路实现双向异步串行通信。

✧实时仿真支持UART／USART／EUSARTs仿真、中断仿真、SPI／I2C仿真、MSSP仿真、PSP仿真、RTC仿真、ADC仿真、CCP／ECCP仿真。

✧支持单片机汇编语言的编辑／编译／源码级仿真，内带8051、AVR、PIC的汇编编译器，也可以与第三方集成编译环境（如IAR、Keil和Hitech）结合，进行高级语言的源码级仿真和调试。

（3）实用的PCB设计平台（需要购买相应的Proteus PCB design软件）。(www.xing528.com)

·原理图到PCB的快速通道：原理图设计完成后，一键便可进入ARES的PCB设计环境，实现从概念到产品的完整设计。

·先进的自动布局／布线功能：支持无网格自动布线或人工布线，利用引脚交换／门交换可以使PCB设计更为合理。

·完整的PCB设计功能：最多可设计16个铜箔层、2个丝印层、4个机械层（含板边），灵活的布线策略供用户设置，自动设计规则检查。

·多种输出格式的支持：可以输出多种格式文件，包括Gerber文件的导入或导出，便于与其他PCB设计工具的互转（如protel）以及PCB板的设计和加工。

2.Proteus软件的优点

（1）内容全面。

实验的内容包括软件部分的汇编、C51等语言的调试过程，也包括硬件接口电路中的大部分类型。对同一类功能的接口电路，可以采用不同的硬件来搭建完成，因此采用Proteus仿真软件进行实验教学，克服了用单片机实验教学板教学中硬件电路固定、不能更改、实验内容固定等方面的局限性，可以扩展学生学习的思路和提高学习兴趣。

（2）硬件投入少，经济优势明显。

对于传统的采用单片机实验教学板的教学实验，由于硬件电路固定，也就将单片机的CPU和具体的接口电路固定了下来。Proteus所提供的元件库中，大部分可以直接用于接口电路的搭建，同时该软件所提供的仪表，不论是在质量上还是在数量上，都是可靠和经济的。

（3）可自行实验，锻炼解决实际工程问题的能力。

对单片机控制技术或智能仪表等有较深入的研究和学习，如果采用传统的实验箱学习，需要购置的设备比较多，增加了学习和研究的投入。采用仿真软件后，学习的投入变得比较小，而实际工程问题的研究，也可以先在软件环境中模拟通过，再进行硬件的投入，这样处理，不仅省时省力，也可以避免因方案不正确所造成的硬件投入的浪费。

（4）实验过程中损耗小，基本没有元器件的损耗问题。

在传统的实验学习过程中，都涉及因操作不当而造成的元器件和仪器仪表的损毁，也涉及仪器仪表等工作时所造成的能源消耗。采用Proteus仿真软件进行的实验教学，则不存在上述问题，其在实验过程中是比较安全的。

（5）与工程实践最为接近，可以了解实际问题的解决过程。

在进行大实验的时候，可以具体地在Proteus中做一个工程项目，最后将其移植到一个具体的硬件电路中，以利于对工程实践过程的了解和学习。

（6）大量的范例可供学习、参考。

在进行系统的设计时，存在对已有资源的借鉴和引用处理，而该仿真系统所提供的较多的比较完善的系统设计方法和设计范例，可供学习、参考。同时，也可以在原设计上进行修改处理。

（7）协作能力的培养和锻炼。

一个比较大的工程设计项目，是由一个开发小组协作完成的。了解和把握别人的设计意图和思维模式，是团结协作的基础。在Proteus中进行仿真实验时，所涉及的内容并不全是独立设计完成的，因此对于锻炼团结协作意识很有好处。