【正文】 SETB EA RETI  第五章 系統(tǒng)仿真與調(diào)試 Protues仿真軟件簡介Protues是英國Labcentenr公司開發(fā)的 嵌入式系統(tǒng)仿真，組合了高級(jí)的原理圖設(shè)計(jì)工具ISIS、混合式SPICE仿真、PCB設(shè)計(jì)以及自動(dòng)布線而形成了一個(gè)完整的電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)。它運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析各種模擬和數(shù)字電路，并且對(duì)PC的要求不高。該軟件具有以下主要特點(diǎn)：[[] 肖玲妮, 袁增貴. Protel 99 SE 印刷電路板設(shè)計(jì)教程[M]. 清華大學(xué)出版社有限公司, 2003]（1）實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)的仿真和 SPICE （Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）電路仿真相結(jié)合，具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路的仿真、RS232動(dòng)態(tài)仿真、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能。（2）提供了大量的元器件，設(shè)計(jì)電阻、電容、二極管、三極管、MOS管、變壓器、繼電器、各種放大器、各種激勵(lì)源、各種微控制器哦、各種門電路和各種終端等：同時(shí)，也提供了許多虛擬測試儀器，如電流表、電壓表、示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器、定時(shí)/計(jì)時(shí)器等。（3）支持主流單片機(jī)系統(tǒng)仿真。目前支持的單片機(jī)的類型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。（4）提供軟硬件調(diào)試功能。同時(shí)支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如Keil C51 Vision2等軟件。（5）具有強(qiáng)大的原理圖編輯及原理圖后處理功能。（6）Proteus VSM 虛擬系統(tǒng)模型組合了混合模式的SPICE 電路仿真、動(dòng)態(tài)器件和微控制器模型，實(shí)現(xiàn)了完整的基于微控制器設(shè)計(jì)的協(xié)同仿真，真正使在物理原型出來之前對(duì)這類設(shè)計(jì)的開發(fā)和測試成為可能。 總之，該軟件是一款集單片機(jī)和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大。Proteus電路設(shè)計(jì)是在Proteus ISIS 集成環(huán)境中完成Proteus軟件具有仿真功能，要仿真首先要繪制原理圖。點(diǎn)擊圖標(biāo)打開Proteus軟件，進(jìn)入繪圖界面后點(diǎn)擊按扭，點(diǎn)擊出現(xiàn)的元件列表框上方的按扭，在出現(xiàn)的“pick device”中的“keywords”下面的框中輸入元器件的名字，或者在category中找到元器件的名字；雙擊元器件名稱或者點(diǎn)擊，在元件列表框中就會(huì)出現(xiàn)所選的元器件。再點(diǎn)擊按扭，在元件列表框中選擇地線和電源。選好所有的元器件后單擊元件列表中的圖標(biāo)就可以把所需要的元件放入編輯窗口中，調(diào)整元件的位置，并把地線和電源放入編輯窗口中，最后進(jìn)行連線。通過在T1口接入一個(gè)開關(guān)，模擬光電開關(guān)信號(hào)，手動(dòng)控制開關(guān)的脈沖數(shù)，即為需要模擬的車流量，從而達(dá)到仿真效果。系統(tǒng)仿真圖如下：[[] 山磊, 李紅軍. Protel 99 SE 在電路與 PCB 設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 荊門職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào), 2005, 3: 011] 單擊“Debug”菜單，在下拉菜單中單擊“Go”選項(xiàng)，（或者使用快捷鍵F5），然后再單擊“Debug”菜單，在下拉菜單中單擊“Stop Running”選項(xiàng)（或者使用快捷鍵Esc）；再單擊“View”菜單，再在下拉菜單中單擊“Serial Windows 1”選項(xiàng)，就可以看到程序運(yùn)行后的結(jié)果。單擊“Project”菜單，在下拉菜單中單擊“”單擊“Output”中單擊“Create HEX File”選項(xiàng)，使程序編譯后產(chǎn)生HEX代碼，供下載器軟件使用，把程序下載到8051單片機(jī)中。仿真圖如下: 仿真原理圖 第六章 PCB板的制作 軟件介紹Protel 99 SE是澳大利亞Protel 公司推出的電子線路設(shè)計(jì)和布線的軟件，專門用于Windows 9X/2000/NT操作系統(tǒng)下進(jìn)行印刷電路板設(shè)計(jì)，其中集成了一系列的電路設(shè)計(jì)工具，如高級(jí)設(shè)計(jì)技巧、智能布局和自動(dòng)布線、全新的文件管理方式和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)機(jī)制，可以實(shí)現(xiàn)電路的真正高效并行設(shè)計(jì)，采用設(shè)計(jì)庫管理模式，可以進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)，具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力和開放性及3D模擬功能，是一個(gè)32位的設(shè)計(jì)軟件，可以完成原理圖、印制電路板設(shè)計(jì)，可編程邏輯器件設(shè)計(jì)和電路仿真等，可以設(shè)計(jì)32個(gè)信號(hào)層，16個(gè)機(jī)加工層。[[] 閆學(xué)斌, 馬振琴. 自建 Protel DXP 原理圖元器件庫[J]. 電腦知識(shí)與技術(shù), 2009, 1(7): 5.]Protel99SE中主要功能模塊如下。
⑴Advanced Schematic 99SE（原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)）該模塊主要用于電路原理圖設(shè)計(jì)、原理圖元件設(shè)計(jì)和各種原理圖報(bào)表生成等。
⑵Advanced PCB 99SE（印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)）（PCB ： Printed Circuit Board)該模塊提供了一個(gè)功能強(qiáng)大和交互友好的PCB設(shè)計(jì)環(huán)境，設(shè)計(jì)元件封裝設(shè)計(jì)、報(bào)表形成及PCB輸出。⑶Advanced Route 99SE（自動(dòng)布線系統(tǒng)）該模塊是一個(gè)集成的無網(wǎng)格自動(dòng)布線系統(tǒng)，布線效率高。⑷Advanced Integrity 99SE（PCB信號(hào)完整性分析）
該模塊提供精確的板級(jí)物理信號(hào)分析，可以檢查出串?dāng)_、過沖、下沖、延時(shí)和阻抗等問題，并能自動(dòng)給出具體解決方案。
⑸Advanced SIM 99SE（電路仿真系統(tǒng)）
，為用戶的設(shè)計(jì)前端提供了完整、直觀的解決方案。
⑹Advanced PLD 99SE（可編程邏輯器件設(shè)計(jì)系統(tǒng)）
該模塊是一個(gè)集成的PLD開發(fā)環(huán)境，可使用原理圖或CUPL硬件描述語言作為設(shè)計(jì)前端，能提供工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JEDEC輸出。
重點(diǎn)介紹Protel99SE軟件中的Advanced Schematic 99SE和Advanced PCB 99SE兩個(gè)模塊。Protel99SE可以建立十種文件類型，各類型的圖標(biāo)及說明如表圖所示。 各類型圖標(biāo)及說明工作界面如下圖所示： 軟件工作界面我在設(shè)計(jì)制作過程中建立的各個(gè)文件如下圖所示： 制作過程（1）首先是原理圖的繪制 電路設(shè)計(jì)原理圖（2）元器件編號(hào)。直接雙擊元器件，在彈出的對(duì)話框中的屬性里直接修改就行，編號(hào)不能重復(fù)而且直觀易讀。（3）電路規(guī)則檢查。返回原理圖，單擊“工具”下的“電氣規(guī)則檢查”， 電氣規(guī)則檢查表點(diǎn)擊“確定”，有很多錯(cuò)誤，大部分為命名錯(cuò)誤和管腳電器性質(zhì)錯(cuò)誤。我是64位機(jī)，Protel 99 SE 很多功能實(shí)現(xiàn)不了，修改管腳電氣性質(zhì)就很麻煩，必須在庫里修改，并且還應(yīng)用不到原理圖文件中，須將原理圖中的原件用修改好的庫里的原件替換掉，工作量很大。錯(cuò)誤修改很久才全部改完，生成報(bào)告。[[] 柏?zé)挓?于車流量的智能交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 湖南工學(xué)院2009年應(yīng)屆畢業(yè)生畢業(yè)論文 2009年5月] 生成的報(bào)告（4）對(duì)各個(gè)原件進(jìn)行封裝。雙擊原件，在彈出的對(duì)話框的屬性下的“封裝”中進(jìn)行設(shè)置，庫里沒有需要自己畫封裝圖的是原件是SWPB,所畫的封裝圖如下： SWPB封裝圖原理圖中的原件CD4511也是自己畫的，如圖，在封裝時(shí)直接用的DIP16，沒在自己畫。 SWPB 管腳圖（5）創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表。返回到原理圖，點(diǎn)擊“設(shè)計(jì)”下的“創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表”。（6）創(chuàng)建PCB文件。（7）裝載封裝元件庫，點(diǎn)擊左側(cè)“瀏覽”標(biāo)簽，在瀏覽窗口的下拉菜單中選擇Libraries，點(diǎn)擊下面的“添加/刪除”按紐，找到PCB封裝元件庫并選中，雙擊所選元件庫文件或點(diǎn)添加按紐，點(diǎn)“確定”[[][M].北京：人民郵電出版社，2001．]。（8）裝載網(wǎng)絡(luò)表：單擊菜單—設(shè)計(jì)—網(wǎng)絡(luò)表，單擊對(duì)話框中的Browse…按紐，點(diǎn)開Documents文件夾，單擊“確定”，若有錯(cuò)誤就會(huì)在Error一列中顯示出來，關(guān)閉對(duì)話框，回到原理圖修改錯(cuò)誤，直至無錯(cuò)通過。（9）導(dǎo)入后，放置封裝元件，排布要美觀合理。（10）布線，因?yàn)檐浖淖詣?dòng)布線不能用，只能手動(dòng)布線，工程量很大，在布線之前要進(jìn)行規(guī)則設(shè)定[[][M].人民郵電出版社，2004]。（10）對(duì)底層和頂層進(jìn)行鋪地。制作的PCB如下： PCB電路板 結(jié)論及不足之處 經(jīng)過幾個(gè)月的努力，《智能城市交通指揮系統(tǒng)設(shè)計(jì)》的畢業(yè)設(shè)計(jì)基本完成。該設(shè)計(jì)基本滿足智能控制的要求，可以根據(jù)車流量的大小控制亮燈時(shí)間，提高通行率和交通安全。本設(shè)計(jì)沒有行人通行的設(shè)計(jì)，原因是現(xiàn)在一些大的十字通行路口都相應(yīng)建有地下通道或天橋，方便行人通行，減緩交通壓力。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中，我深深的體會(huì)到：把理論應(yīng)用于實(shí)際的不易。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我很好的應(yīng)用了這幾年在課堂里學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，在應(yīng)用于實(shí)踐的過程中，我對(duì)理論知識(shí)有了更深入的理解，并且大大提高了自己的動(dòng)手能力，讓自己受益匪淺。本系統(tǒng)采用光電開關(guān)利用紅外反射的原理結(jié)合單片機(jī)對(duì)車流量進(jìn)行計(jì)數(shù)，控制亮燈時(shí)間，來達(dá)到智能控制的目的，有很好的優(yōu)點(diǎn)。不僅設(shè)計(jì)簡單，價(jià)格低廉。而且操作簡單，有較好的控制精度。當(dāng)然，在這次的設(shè)計(jì)中，我也遇到了很多困難，走了很多彎路。開始時(shí)對(duì)芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)了解不透徹，在一開始編程時(shí)有點(diǎn)摸不著頭腦，看了大量的相似的設(shè)計(jì)才有點(diǎn)眉目。，還有就是對(duì)程序沒有注解，在做修改時(shí)很費(fèi)力費(fèi)時(shí)。對(duì)Protel Proteus Keil軟件運(yùn)用不熟悉，設(shè)計(jì)制作電路以及調(diào)試運(yùn)行時(shí)經(jīng)常是吃力不討好。不足之處是車流量檢測不精確，在仿真時(shí)沒能實(shí)現(xiàn)，只好給了一個(gè)脈沖作為監(jiān)測信號(hào)，仿真時(shí)只實(shí)現(xiàn)了部分功能，沒能連貫完成預(yù)期任務(wù)。這次這個(gè)軟硬結(jié)合的項(xiàng)目，不僅讓我對(duì)一些理論知識(shí)掌握的更加牢靠，而且借此機(jī)會(huì)，熟悉并掌握了Protel Proteus Keil 三大軟件，這對(duì)我以后走向工作崗位奠定了基礎(chǔ)，也提高了自己的興趣，讓我收益良多。 致謝本文是在于建國教授的精心指導(dǎo)和監(jiān)督下完成的。從論文的立題到最終完成，他都給與了極大的關(guān)懷和幫助，并提出了寶貴的意見。同時(shí)我的幾個(gè)同學(xué)也給了我許多軟件運(yùn)用方面的建議和幫助，值此論文結(jié)束之際，我向他們表達(dá)我誠摯的謝意，感謝他們?cè)谶@幾個(gè)月的時(shí)間里對(duì)我的鼓勵(lì)，幫助和悉心指導(dǎo)，最后感謝學(xué)校給我們提供良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，感謝學(xué)校的悉心栽培。謝謝！ 參考文獻(xiàn)