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第4章 硬件系统仿真技术 4.4.2 常用仿真工具 Proteus有两种不同的仿真方式，即交互式仿真和基于图表的仿真。交互式仿真可以实时、直观地反映电路仿真运行的结果；基于图表的仿真用来精确分析电路的各种性能，如频率特性、噪声特性等。为辅助仿真运行，Proteus软件提供了大量的可视化虚拟设备，主要包括： 激励源 虚拟仪器 探针 曲线图表 * * Proteus ISIS设计界面 原理图编辑的基本操作 Proteus软件概述 系统仿真 计算机仿真就是利用一些专用的仿真软件，建立被仿真系统的模型，对系统的结构、功能、属性、行为，以及进行系统控制的人的思维过程和方式、方法进行比较接近实际的动态模仿，以得到能够指导实践操作的理论依据。 本章主要介绍怎样使用Proteus软件的ISIS设计环境进行计算机控制系统中硬件电路的设计与仿真。 4.1 Proteus软件概述 Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件，他从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，以及PCB设计等方面，真正实现了从概念到产品的完整设计，是一款进行控制系统设计与仿真的不可或缺的软件工具。 Proteus软件具有两个主要设计环境：ISIS和ARES。ISIS为智能原理图输入系统，是系统设计与仿真的基本平台；ARES为高级PCB布线编辑软件，主要用于PCB的设计。 本章主要介绍ISIS编辑环境，以及在此环境中怎样进行原理图设计与系统仿真。 Proteus ISIS软件的主要特点有以下几方面： ①具有强大的原理图绘制功能。Proteus软件提供了30 多个元件库，数千种元件，元件涉及到数字、模拟、交流和直流等，同时支持用户自己建立新的元件库。 ②实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真等功能；可进行RS232动态仿真；具有I2C调试器、SPI调试器，具有键盘和LCD仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等；还可以针对步进电机、伺服电机、直流电机、无刷直流电机等控制对象进行仿真。 ③支持各主流单片机系统的仿真。 ④提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 uVision2等软件。 4.2 Proteus ISIS设计界面 将软件安装完成之后，根据图4.1选择：“开始”→“程序”→“Proteus 7 Professional”→“ISIS 7 Professional”，出现如图4.2所示画面，即可进入Proteus ISIS集成环境。 图4.2 Proteus ISIS启动画面 4.2.1 基本界面介绍 Proteus ISIS原理图设计界面及界面当中各部分内容如图4.3所示，主要包括：标题栏、主菜单、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、图形编辑窗口等。 4.2.2 常用基本工具 工具栏中常用工具如表4.1所示，共38个，分别对应主菜单中相应功能，主要用于原理图文件的基本操作、设计环境的设定及原理图设计等。 绘图工具栏中常用工具如表4.2所示，共15个，主要用于变换模式、拾取元件、添加标注、放置导线、选择仿真工具、添加虚拟仪表等。 系统还提供了2D图形模式图标按钮，如表4.3所示，主要包括画线、画矩形、画圆、画圆弧、画闭合线，添加文本、图像符号、标注等。这些图形对象可直接用于画图，例如用于创建新的库元件（元器件、符号、引脚和终端），也可用于对所设计原理图进行一些必要的标注等。 对于具有方向性的对象，系统还提供了各种旋转图标按钮，具体如表4.4所示。 4.3 原理图编辑的基本操作 为了进行硬件系统的设计与仿真，首先需进行原理图图形文件的编辑。首先按照前面所述基本步骤进入如图4.3所示主界面。在Proteus ISIS窗口中选择【File】→【New Design】菜单项，弹出如图4.5所示创建新的设计文件对话框。选择合适的模板（通常选择DEFAULT模板），单击“OK”按钮，即可完成新设计文件的建立。当然，设计模板在原理图编辑的过程中还可以进行修改。 图4.5 创建新的设计文件对话框 选择【File】→【Save Design】菜单项，将弹出一个对话框，用于为设计文件命名，并选择保存路径。只需在“保存在”下拉列表框中选择目标存放路