PROTEUS仿真调试使用手册.docx

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1、目录第 1 章 Proteus ISIS 简介 1.第 2 章 Proteus ISIS 编辑环境 2.第 3 章 Proteus ISIS 原理图输入 3.3.1 Proteus ISIS原理图输入的可视工具介绍 3.3.2 在 Proteus ISIS原理图编辑窗口查找元件 4.3.3 放置元件 9.3.4 连线 1.4.3.4.1 无模式连线 1.4.3.4.2 自动连线模式 1.43.4.3 动态光标显示 1.43.5 元件标签 1.7.3.5.1 编辑元件标签 1.73.5.2 移动元件标签 1.83.6 器件标注 1.8.3.6.1 属性分配工具（ PAT） 1.93.6.2 全局

2、标注器 2.0.第 4 章 Proteus ISIS 8086 仿真 2.14.1 在 Proteus ISIS中输入电路原理图 2.14.2 在 Proteus中设置外部代码编译器 2.24.3 添加源代码，选择编译器。 2.44.4 仿真调试 2.6.4.4.1 调试模式 2.6.4.4.2 设置断点 2.7.Proteus 是英国 Labcenter 公司开发的电路分析与实物仿真及印制电路板 设计软件，它可以仿真、分析各种模拟电路与集成电路。软件提供了大量模 拟与数字元器件及外部设备，各种虚拟仪器，特别是它具有对单片机及其外 围电路组成的综合系统的交互仿真功能。 Proteus 7 主要

3、由 ISIS 和 ARES 两 部分组成， ISIS 的主要功能是原理图设计及与电路原理图的交互仿真， ARES 主要用于印制电路板的设计。本手册介绍如何利用 Proteus ISIS 输入电路原 理图、利用外部编译器编译 8086 汇编程序并进行基于 8086 微处理器的 VSM 仿真。Proteus 7 可以在以下操作系统中使用：注意， Proteus 软件也可能能在 Windows 98， NT, Millennuium 等合法 Windows 系统中使用，只不过 Labcenter 和 Microsoft 都已经不再对此提供 技术支持服务。对于Proteus VSM 处理器仿真，电脑

4、CPU越快，仿真效果更好。一台 1G处理器，256MB 内存， 150MB 硬盘的电脑是进行仿真的最低配置。Proteus ISIS 编辑环境具有友好的人机交互界面，设计功能强大，使用方便。点击 “开始 ”菜单，选择 “Proteus 7 Professional 程序”，在出现的子菜单中 选择 “Proteus 7 Professional 选项”，如图 2.1 所示。图 2.1 启动 Proteus ISIS 图 2.2 Proteus ISIS 启动界面 系统启动界面如图 2.2 所示。之后，系统进入 Proteus ISIS 编辑环境， 如图 2.3 所示。其中，编辑窗口用于放置元件、

5、进行连线、绘制原理图。预 览窗口可用来显示全部原理图。蓝框表示当前页的边界，绿框表示当前编辑 窗口显示的区域。但当从对象选择器中选中一个新的对象时，预览窗口将预 览选中的对象。图 2.3 Proteus ISIS 编辑环境电路设计的第一步是原理图输入所示。Proteus ISIS 原理图输入流程如图 3.1图 3.1 Proteus ISIS 原理图输入流程3.1 Proteus ISIS 原理图输入的可视工具介绍在 Proteus ISIS 原理图编辑窗口，系统提供了两种可视工具： （ 1）当鼠标掠过元件、符号、图形等对象时，将出现围绕对象的虚线框， 如图 3.2 所示。当鼠标掠过元件出现虚

6、线框时，即提示用户可以通过鼠标对 此元件进行操作。图 3.2 当鼠标掠过元件、符号、图形等对象时，出现围绕对象的红色虚线框（ 2）鼠标对界面有智能识别功能，即，鼠标会自动根据功能改变显示的 式样，常见的鼠标式样如下所示。3.2 在 Proteus ISIS 原理图编辑窗口查找元件Proteus ISIS 提供两种从元件库选取元件的方法： 方法一：如图 3.3 所示，点选图中所示的对象选择器区域顶端左侧的“ P”按钮，或使用快捷键：英文输入状态下的字母P，即可打开图 3.5 所示的元件库浏览对话框。图 3.3 在 Proteus 中选 取元件方法二：在图 2.3 所示的编辑窗口区域单击鼠标右键，

7、选择弹出的快捷 菜单里的 Place Component From Libraries 命令，如图 3.4 所示，也可打开 图 3.5 所示的元件库浏览对话框。图 3.4 利用快捷菜单选取库元件图 3.5 元件库浏览对话框Proteus ISIS 提供多种查找元件的方法。当已知元件名（如8086）时，在 Keywords 区域输入元件名 8086 后，图 3.5 所示的对话框的 Result 区域就 会显示出元件库中的元件名或元件描述中带有“8086”的元件，如图 3.6 所示。此时， 用户可以根据元件所属类别、 子类、 生产厂家等进一步查找元件。找到元件后，单击 OK 后，即完成了一个元件的

8、添加。添加元件后，编辑窗 口的对象选择区域列表就显示该元件的名称，并可通过预览区域预览该元 件，如图 3.7 所示。图 3.6 在 Keywords 区域输入元件名 8086 后，系统的查找结果图 3.7 预览已选取的元件Proteus ISIS 还提供其他一些方法来选取元件，下面以选取1k 、 10k、 12k、 15k 、 56k 、 68k 、 100k电阻为例来说明这些方法。（ 1）在 Keywords 区域输入相关关键字选取元件所示信息，可以选到其中列出的 MINRES12K 电阻图 3.8 在 Keywords 区域输入“ 12k resistor ”后 Results 列表区出现

9、的信息 2）按照元件的逻辑命名习惯查找元件在 Keywords 区域输入“ MINRES1 ”，此时 Results 列表区将出现图 3.9所示信息，可以选到其中列出的1k、 10k 、15k、 100k 电阻。图 3.9 在 Keywords 区域输入“ MINRES1 ”后 Results 列表区出现的信息（ 3）通过索引系统查找库元件当用户不确定元件的名称或不清楚元件的描述时，可采用这一方法。首 先，清除 Keywords 区域的内容，然后选择 Category 目录中的“ Resistors”类，如图 3.10 所示。此时 Results 列表区将出现图 3.11 所示信息，滚动 Re

10、sults 列表区域滚动条，可查到 MINRES 系列电阻。图 3.10 清除 Keywords 区域的内容并在 Category 目录中选择所属类图 3.11 在 Manufacturer 列表中选 Maplin 后， Results 区域显示的信息4）复合查找方式查找库元件在 Keywords 区域输入“ 1K ”，然后选择 Category 目录中的“ Resistors ”类， 如图 3.12 所示，在 Results 列表区将显示信息中可以选中所需元件 。图 3.12 采用复合查找法查找包含关键字“1K ”的元件3.3 放置元件选好器件后， 接下来进行的工作就是将器件放置到编辑窗口中

11、。 下图是参考 电路图。图 3.13 参考电路图首先确保你处于元件模式 （单击图 3.14 所示界面左侧工具栏的按钮，可切换至元件模式），在对象选择器中选择 8086，这时，在预览窗口中将显示选取 器件的预览，如图 3.15 所示。图 3.14 编辑模式切换图 3.15 选择 8086 ，在预览窗口中将显示选取器件的预览选取的器件可以通过旋转镜像按钮来调整方位。移动鼠标在编辑窗口点击左键，将出现一个 8086 的虚影，如图 3.16所示 此时，再点击左键，器件将放置到编辑窗口中。图 3.16 编辑窗口中显示 8086 的虚影旋转同样可以在放置完毕后进行，选中器件，点击旋转按钮进行旋转。 放置到

12、编辑窗口的器件摆放位置需要调整， 这时需要利用到选中操作。 对象 被选中后，在红色虚线框内以红色显示，如图 3.17所示。在 ISIS 中有以下几种 方式来选中对象：选择 Selection 模式按钮，再左键点击选中对象。右键点击对象，选中对象并弹出右键菜单。 左键点击选中对象（鼠标光标必须为选择手型光标） 。 按住左键不放，可用拖曳出的方框选中对象。这种方法可以用于选中任 何对象（或一组对象） 。尺度手柄可以用来调整选中框的大小。取消选择只需在编辑窗口空白处点击左键， 或点击右键在菜单中选择清除选择命令（如图 3.18 所示）图 3.17 编辑窗口中 8086 被选中图 3.18 利用快捷菜

13、单取消选择器件选中后，鼠标呈移动手型光标，按住左键即可移动对象。如下图 3.19 所示。另外，还可以通过鼠标右键菜单中选择 drag object 命令来移动对象。在移动过程中还可通过数字键盘的 、号来旋转对象。图 3.19 移动对象 这些操作看起来比较复杂， 实际上很简单。 进行以下练习， 将有助于熟悉不 同的技术。 左键在运放上点击选中它，并按住左键拖曳它到需要放置的位置，释放左 键。 右键点击运放(也会选中)并在弹出菜单中选择 “顺时针旋转( Rotate Clockwise)”。 使用数字键盘的 和键来旋转运放到合适的方向。 左键在空白处点击取消运放的选中。右键单击 74273器件，并

14、从右键菜单中选择 “拖曳对象( Drag Object)”。 移动鼠标然后释放鼠标放置器件。右键点击空白处，在弹出菜单中选择 “清除选择( Clear Selection)”。 在左上编辑窗开始，按住鼠标左键拖出一个选择框到编辑窗右下角，释放 鼠标。这将选中框内的所有对象。 使用尺寸调节手柄来调整选择框大小，使其只包围原理图中的对象。 在选择框内按住左键，移动所有选中的对象。释放左键完成移动。 左键单击图纸空白处清除选中。在 ISIS 中，器件的选择、定位、和调整方向都是很直观的。上图稍微作些 调整就完成了对象的放置，可以开始连线了。3.4 连线放置好器件以后， 即可开始进行连线， 连线过程中

15、使用到了以下三种主要技 术。3.4.1无模式连线在 ISIS 中连线可以任何时候放置或编辑。有一个例外是选择模式( Selection Mode)，此时总是选择鼠标下的对象， 在连线前要切换到元件模式下才可进行连线。3.4.2 自动连线模式开始放置连线后，连线将随着鼠标以直角方式移动，直至到达目标位置3.4.3 动态光标显示连线过程中， 光标样式会随不同动作而变化。 起始点是绿色铅笔， 过程是白 色铅笔，结束点是绿色铅笔，如图 3.20 所示图 3.20 动态光标样式在画线过程左键单击可以产生转折点，如图 3.21 所示。 提示：在系统自动走线过程中，按住 Ctrl 键，系统将切换到完全手动模

16、 式，可以利用此方法绘制折线。采用上面介绍的方法连接完全图ISIS 的跟随式布线方式简单而且直观，重要的是要熟悉怎样发挥其功能。特 别是锚点技术对于大型的连线是很可贵的。 如果不喜欢自动连线， 可以在连线后 手工调整。做法是选中连线(指向并右键单击) 然后尝试从转角处和中部进行拖 曳。如果只想手工连线， 只需要简单地在首个引脚单击左键， 在要形成转角的位 置左键单击，直至到目的引脚再左键单击结束。图 3.21 绘制出的折线要完成初期的连线， 需要放置并连接某些终端。 这里需要两类通用终端： 一 个地和两个电源终端。选择终端图标( Terminal Icon)，从对象选择器中选择合适的终端，如图

17、 3.22 所示。图 3.22 终端选择将 8086 的 REDAY 端连接到电源端的步骤如下：STEP1：选择电源终端 POWER，将其放置于 8086 芯片的左侧。STEP2：编辑属性，可通过以下 3 种方式，打开属性编辑对话框。 左键双击终端。右键点击终端，选择菜单中的 Edit Properties（编辑属性）选项。选中选择模式，左键点击选中终端，右键点击弹出菜单，选择 Edit Properties 命令，如图 3.23 所示。结束后退出选择模式。图 3.23 编辑终端属性 在弹出的属性对话框当中输入 +5V，点击 OK 退出对话框，如图 3.24 所示。图 3.24 终端属性编辑对

18、话框提示：电压值需添加 +-号。STEP3：将电源终端和 8086的REDAY 脚相连。接下来放置地信号。 在终端模式中选择地 GROUND，将其放置于 8086 的下 方，将 8086的 RESET 引脚与地信号相连。再在原理图中放置默认终端 DEFULT ，参照图 3.13的电路，按下图 3.25 所 示，将终端标注为 ALE 等名称。图 3.25最后，参照图 3.13，整理电路，完成原理图的输入3.5 元件标签3.5.1 编辑元件标签对于每一个元件， 它都有对应的编号， 电阻电容还有相应的量值。 这些都是 由 ISIS 的工具菜单下的实时标注( Real Time Annotation)

19、命令实现的。元件的标签的位置和可视性完全由用户控制 可以改变取值、移动位置或 隐藏这些信息。我们可以通过编辑器件( Edit Componet)对话框设置隐藏选项， 设置如下图 3.26 所示。图 3.26 器件编辑对话框在该对话框当中，可以更改元件名称，量值等。3.5.2 移动元件标签与隐藏元件标签一样， 可以将他们移动到比较适合的地方。 比如需要在标签 的位置放置连线， 就需要移动标签腾出空间。 我们现在以运放的 U1和741标签 为例来说明，如图 3.27 所示。最容易选中运放的方法是首先改变捕获设置。 当指针在编辑窗时， 坐标显示 是以固定步长变化 初始是 100th。这个叫做捕获，目

20、的是使放置的器件和其 他对象整齐美观。捕获的单位在 View 菜单里的 Snap 命令来设置。或直接使用 快捷键。按 F2 键将捕获单位减小到 50th，然后选中运放。用鼠标左键指向标签 U1 并按下，拖放到正确的位置。同样地对 741标签进行处理。图 3.27 移动元件标签放置完标签，按 F3将捕获单位重新设置到 100th。虽然 ISIS 的实时捕获功 能可以定位不在捕获栅格上的引脚和连线， 但是保持一贯相同的捕获栅格会使图 纸整洁美观。3.6 器件标注ISIS 提供四种方式来标注（命名）器件：手动标注 进入对象 Edit Properties 对话框进行设置。 属性分配工具（ PAT）

21、使用这个工具可以放置固定或递增的标注 全局标注器 对原理图中所有器件进行自动标注。实时标注 此选项使能后，器件放置后自动获得标注。一般来说，实时标注是默认使能的，绘图完毕再使用 PAT 工具或自动标注 工具进行标注的调整。3.6.1 属性分配工具（ PAT ）假设我们要重新对 R5以后的标注重新标注， 即，从 R5开始，产生增量为 1 的序列 R6，R7 标注电阻。这时可以使用到 PAT 工具。STEP1：从 Tools 菜单下选择 Property Assignment Too（l 属性分配工具 PAT， 快捷键是 A）命令，将弹出下图 3.28 所示的参数设置对话框。STEP2：在Stri

22、ng文本框中输入 REF=R#, Count栏输入 5，点击 OK 完成设图 3.28 属性分配工具ISIS 会自动进入选择模式，这样你可以通过左键点击元件来完成编号工作。 由于手工标注可以使用 PAT工具重新标注器件， 可能两个器件有相同的 标注（在生成网络表时会出现错误） 。因而需要遵守一定的准则来保证标注的正 确。PAT 工具也可应用于其他的场合，比如改变器件量值，替换器件，总线 标号放置； 它是一个非常强大的应用工具。3.6.2 全局标注器ISIS带有一个全局标注器， 使用它可以对整个设计快速标注。 也可以标注未 被标注的器件（参考为 ？的器件）。全局标注器有两种操作模式：增量标注：

23、标注限于特定范围 （整个设计或当前图纸） 内未被标注的元 件。完全标注： 标注限于特定范围（整个设计或当前图纸）全部元件。 进行全局标注的方法是：从 Tools 菜单下选择 Global Annotator 菜单命令， 将弹出下图 3.29 所示的参数设置对话框。图 3.29 全局标注设置对话框对于层次化设计的电路推荐使用完全标注模式在基于微处理器系统的设计中， 即使没有物理原型， Proteus VSM 也能够进 行软件开发。模型库中包含 LCD 显示器、键盘、按钮、开关等通用外围设 备。同时，能提供的 CPU模型有 ARM7、PIC、Atmel AVR 、 8051/8052 系 列、 8

24、086 等。基于 8086 微处理器的仿真是 Proteus 7.5 以上版本新增的功能。该仿真 系统将源代码的编辑和编译整合到同一设计环境中， 用户可以在设计中直接 编辑代码，并可以非常容易的修改源程序并查看仿真结果。本章以简单 I/O 控制电路为例，介绍 Proteus ISIS 8086 的仿真过程。4.1 在 Proteus ISIS 中输入电路原理图基于 8086的简单 I/O 实验电路如下图 4.1 所示。该电路利用 8086 微处理器， 根据读取到的开关 K0K7 的状态，控制发光二极管 LED0LED7 按一定的规律发光图 4.1 基于 8086 的简单 I/O 实验电路该电路

25、用到的仿真元件信息如下表 4.1 所示。表 4.1 实验电路元件清单元件名称所属类所属子类功能说明8086Microprocessor Icsi86 Family微处理器74LS245TTL 74LS seriesTransceivers8 路同相三态双向总线收发器74LS373TTL 74LS seriesFlip-Flops & Latches三态输出的八 D 透明锁存器74154TTL 74 seriesDecoders4-16 译码器74273TTL 74 seriesFlip-Flops & Latches八 D 型触发器（带清除端）LED-GREENOptoelectricsLED

26、s绿色 LED 发光管NOTSimulator PrimitivesGates非门ORSimulator PrimitivesGates2 输入或门OR 4Modelling PrimitivesDigital(Buffers & Gates)4 输入或门OR 8Modelling PrimitivesDigital(Buffers & Gates)8 输入或门RESResistors电阻SWITCHSwitchs & RelaysSwitchs开关4.2 在 Proteus 中设置外部代码编译器1. 将 masm32文件夹拷贝到 d 盘根目录下，并修改 masm32.bat 文件的有关内 容

27、，修改的方法见后面第 3点的介绍。（假设 D盘为工作盘，可读写）2. 启动Proteus ISIS 7 Professional 后，选择Source 菜单下的“ Define Code Generation Tools ”命令后可打开如图 4.2 所示的窗口，单击“ New”按钮后， 即打开图 4.3 所示的窗口。3. 在图4.3所示的窗口上，点击“ Browse”按钮，打开 MASM3文2件夹，选中 masm32.bat 文件，完成代码生成规则的设置。图 4.2 添加外部 8086汇编编译器窗口图4.3 选中 masm32.bat 文件，设置代码生成规则masm32.bat 文件的内容如下

28、：（选中该文件，右键弹出快捷菜单，选择编辑 命令，可编辑该文件。 ）注意： 该文件第 2行，和最后一行第一项：“C:masm32”是masm3文2 件夹所在 的目录，请根据该文件夹在电脑中的实际位置修改这两行此处的内容。 如 masm32 文件夹在 D盘根目录，则这一项应修改为： “D:masm32 ”。ECHO OFF C:masm32ml /c /Zd /Zi %1 set str=%1 set str=%str:0,-4%C:masm32link /CODEVIEW %str%.obj,%str%.exe,nul.map,4.3 添加源代码，选择编译器选择Source 菜单下的“ Add

29、/Remove Source Files ”命令后可打开如图 4.4所示的窗口，单击“ New”按钮后，即打开图 4.5 所示的窗口。图4.4 添加源代码，选择编译器图 4.5 添加源代码窗口在图4.5 所示窗口的文件名文本框内输入汇编源程序的名称， 如T1，单击“打 开”按钮，选择所弹出的对话框 （图4.6 ）的“是”按钮，新建汇编源文件 T1.ASM。 此时，回到图 4.7 所示界面。此时，可单击“ OK”按钮返回原理图编辑界面。图 4.6 新建源文件对话框选择Source菜单下的 T1.ASM，即打开源代码编辑窗口，如图 4.8 。在此源代 码编辑窗口，可输入汇编源程序，并保存。图 4.

30、7 源代码添加完毕图 4.8 源代码编辑窗口5. 选择Sou rce 菜单下的“ Build All ”命令，可编译源代码编译成功，可见图 4.9 所示信息窗口图 4.9 编译成功信息窗口4.4 仿真调试点击仿真盘框中的运行按钮，如图 4.10 所示，电路进入仿真状态。通过点 击开关，来回切换开关的状态，观察发光二极管的变化。此例中，某开关闭合， 则与该开关序号相同的发光二极管则点亮。图 4.10 仿真盘框4.4.1 调试模式点击仿真盘框中的暂停按钮可使电路从仿真状态切换到调试状态。 在默认设 置下系统会弹出两个窗口，一个是源程序调试窗口，如图 4.11 所示。另一个是 寄存器窗口。另外一些调

31、试窗口可以通过 DEBUG 菜单选出显示；其中使用者可 以直接在 WATCH WINDOW 中添加自己比较关心的变量进行实时监测。程序执行到某处， 在该行程序的最多边会有一个红色的箭头出现， 这行程序 呈处于高亮状态。图 4.11 源程序调试窗口4.4.2 设置断点在源程序调试窗口用鼠标点选某行， 使该行高亮， 然后按 F9 就可以设置断 点。然后按 F12 使程序运行。从 debug 菜单中，选择“ 8086 Registers”，可以从 打开的寄存器窗口（如图 4.12 所示）中看到执行到断点处的寄存器的值。图 4.12 8086 寄存器窗口在 Debug 菜单下有一系列的调试键， 但是多数时候我们用 F11 来单步运行 程序。现在单击 F11 并注意左边的红色箭头下移到下一条指令。 我们通过观察寄 存器窗口的观察寄存器值的变化，以校验指令的运行。