任务4
Proteus 7.10仿真软件的使用

在ATmega16单片机的学习与开发过程中，CVAVR是程序设计开发平台，它能进行程序的编译；AVR Studio可进行程序的编译、调试与软件仿真，但是它们都不能直接进行硬件仿真。Proteus软件具有交互式仿真功能，它不仅是模拟电路、数字电路、模/数混合电路的设计与仿真平台，更是目前世界上最先进、最完整的多种型号微处理器系统的设计与仿真平台。如果将CVAVR等AVR编译软件和Proteus软件有机结合起来，那么ATmega16单片机的设计与开发将在软、硬件仿真上得到完美的结合。

1.Proteus软件的使用

Proteus软件由ISIS（Intelligent Schematic Input System）和ARES（Advanced Routing and Editing Software）两个软件构成，其中ISIS是一款智能原理图输入系统软件，可作为电子系统仿真平台；ARES是一款高级布线编辑软件，用于制作印制电路板（PCB）。由于篇幅的原因，Proteus ISIS的详细介绍及Proteus ARES的使用方法，本书不进行介绍，感兴趣的读者可以参考本书作者编写的《基于Proteus的AVR单片机C语言程序设计与仿真》一书。图2-22所示的是与本章任务1中的“新建一个项目.c”源程序对应原理图，现以此图为例，简单介绍Proteus ISIS的使用方法。

1）新建设计文件 在桌面上双击图标 ，打开ISIS 7 Professional窗口。执行菜单命令“File”→“New Design”，弹出如图2-23所示的模板选择窗口。横向图纸为“Landscape”，纵向图纸为“Portrait”，“DEFAULT”为默认模板。选中“DEFAULT”，单击“OK”按钮，则新建了一个DEFAULT模板。也可以在ISIS 7 Professional窗口中直接单击图标 ，也可新建一个DEFAULT模板。

2）设定图纸的大小 执行菜单命令“System”→“Set Junction Dots…”，在弹出的对话框中选择“A4”复选框，单击“OK”按钮，完成图纸的设置。图纸设置好后，进入如图2-24所示的ISIS 7 Professional窗口。

3）保存设计项目 新建一个DEFAULT模板后，在ISIS 7 Professional窗口的标题栏上显示为DEFAULT。单击图标 ，或者执行菜单命令“File”→“Save Design…”，弹出“Save ISIS Design File”对话框。在此对话框中选择合适的保存路径，输入保存文件名为“新建一个项目”。该文件的扩展名为.DSN，即该文件名为“新建一个项目.DSN”。文件保存后，在ISIS 7 Professional窗口的标题栏上显示为“新建一个项目”。

4）为设计项目添加电路元器件 本例中使用的元器件见表2-2。在元器件选择按钮 中单击“P”按钮，或执行菜单“Library”→“Pick Device/Symbol”，弹出图2-25所示的“Pick Devices”对话框。在此对话框中，添加元器件的方法有两种。

☺ 在“keywords”栏中输入元器件名称，如“ATmega16”，则出现与关键字匹配的元器件列表，如图 2-26 所示。选中并双击“ATmega16”所在行后，单击“OK”按钮或按“Enter”键，便将器件ATmega16加入到ISIS对象选择器中。

☺ 在元器件类列表中选择元器件所属类，然后在子类列表中选择所属子类，同时当对元器件的制造商有要求时，在制造商区域选择期望的厂商，即可在元器件列表区域得到相应的元器件。

按照以上方法将元器件添加到ISIS对象选择器中。

5）放置、移动、旋转、删除对象 元器件添加到ISIS对象选择器中后，在对象选择器中单击要放置的元器件，蓝色条出现在该元器件名上，再在原理图编辑窗口中单击，即可放置一个元器件。也可以在按住鼠标左键的同时移动鼠标，在合适位置释放，将元器件放置在预定位置。

在原理图编辑窗口中若要移动元器件或连线时，先用鼠标右键单击对象，使元器件或连线处于选中状态（默认情况下为红色），再按住鼠标左键拖动，元器件或连线就跟随指针移动，到达合适位置时，松开鼠标即可。

放置元器件前，单击要放置的元器件，蓝色条出现在该元器件名上，单击方向工具栏上相应的转向按钮可旋转元器件，再在原理图编辑窗口中单击即可放置一个已经更改方向的元器件。若在原理图编辑窗口中需要更改元器件方向时，单击选中该元器件，再单击块旋转图标 ，在弹出的对话框中输入旋转的角度即可实现更改元器件方向。在原理图编辑窗口中要删除元器件时，用鼠标右键双击该元器件即可删除该元器件，或者先用鼠标左键单击选中该元器件，再按“Delete”键也可删除元器件。

通过放置、移动、旋转、删除元器件后，可将各元器件放置在ISIS原理图编辑窗口的合适位置，如图2-27所示。

6）放置电源、地 单击工具箱中元器件终端图标 ，在对象选择器中单击“POWER”，使其出现蓝色条，再在原理图编辑窗口合适位置单击鼠标就将电源放置在原理图中。同样，在对象选择器中单击GROUND，再在原理图编辑窗口合适位置单击鼠标就将“地”放置在原理图中。

7）布线 在ISIS原理图编辑窗口中没有专门的布线按钮，但系统默认自动布线 有效，因此可直接绘制连线。

【在两个对象间连线】

（1）将光标靠近一个对象引脚端，该处自动出现一个“ ”，单击鼠标左键。

（2）拖动鼠标，将光标移至另一对象的引脚端，在该引脚端出现一个“ ”时再单击鼠标即可绘制一根连线，如图2-28（a）所示；若想手动设定布线路径时，拖动鼠标，在想要的拐点处单击，设定布线路径，到达绘制线端的另一端后单击鼠标左键，就绘制好一根连线，如图2-28（b）所示。在拖动鼠标过程中，按住“Ctrl”键，在绘制线的另一端出现一个“ ”时单击鼠标左键，可手动绘制任意角度的连线，如图2-28（c）所示。

【移动布线、更改线形】

（1）单击鼠标左键选中连线，将光标靠近该布线，在该布线出现双箭头，如图2-28（d）所示。

（2）按住左键拖动鼠标，该布线就跟随移动。

（3）若多根线要同时移动时，先框选这些布线，再单击块移动按钮 ，拖动鼠标，在合适位置单击鼠标左键，即可改变布线的位置。

【总线及分支线的绘制方法】

（1）将光标靠近一个对象引脚端，该处自动出现一个“ ”，单击鼠标左键。

（2）拖动鼠标，在合适位置双击鼠标左键，绘制出一条直线。

（3）如果该线为单线，要设置为总线时，先选中该线，用鼠标右键单击，在弹出的菜单中选择“Edit Wire Style”，如图2-29（a）所示，再在弹出的对话框中的“Global Style”栏中选择“BUS WIRE”，如图2-29（b）所示。绘制的总线如图2-30所示。

总线分支线绘制步骤如下所述。

（1）将光标靠近一个对象引脚端，该处自动出现一个“ ”，单击鼠标左键。

（2）拖动鼠标，在靠近总线合适位置双击鼠标左键，绘制出一条直线。

（3）将光标靠近该直线末端，该处自动出现一个“ ”，单击鼠标左键。

（4）拖动鼠标，同时按住“Ctrl”键，在总线出现一个“ ”时单击鼠标左键，即可绘制好一根分支线，如图2-31所示。

（5）在工具箱中单击图标 ，再在总线或各分支线上单击鼠标左键，弹出如图2-32所示的“Edit Wire Label”对话框。在“Label”选项卡的“String”栏中输入相应的线路标号，如总线为“AD[0..7]”（表示有AD0～AD7共8根数据线），分支线为AD0、AD1等。

8）设置、修改元器件属性 在需要修改属性的元器件上单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“Edit Properties”，或者按“Ctrl”+“E”键，将出现“Edit Component”对话框，在此对话框中设置相关信息。例如，修改电容为22pF，如图2-33所示。

9）编辑设计原理图界面 根据以上步骤及方法在原理图编辑窗口中绘制完图2-22所示的电路图后，可以将不需要显示的一些项目隐藏起来，把界面编辑成简洁、清爽的界面。执行菜单命令“View”→“Grid”，可以去掉界面中的网格；执行菜单命令“Template”→“Set Design Defaults”，在弹出的“Edit Design Defaults”对话框中取消“Show hidden text?”选项的选中状态，可以去掉元器件的文本内容。编辑好的单片机仿真原理图如图2-34所示。

10）单片机程序仿真 在原理图中双击ATmega16单片机，将弹出“Edit Component”对话框。在“Program File”栏中单击按钮 ，添加任务1中由CVAVR生成的“新建项目.coff”或“新建项目.hex”文件。在“Clock Frequency”选项中设置单片机的工作频率为8MHz，如图2-35所示。设置好后，单击“OK”按钮将原理图保存，并回到原理图编辑界面。

在原理图编辑界面中单击仿真按钮，即可进行单片机程序仿真。

注意：

在仿真过程中，元器件的某些引脚显示红色的小方点表示该引脚为高电平状态，引脚显示蓝色的小方点表示该引脚处于低电平状态。仿真效果如图2-36所示。