PROTEUS软件在自动控制系统仿真中的应用探析

边静 马征飞

(石家庄市科技合作与创新平台中心,河北石家庄 050026)

PROTEUS软件在自动控制系统仿真中的应用探析

边静 马征飞

(石家庄市科技合作与创新平台中心,河北石家庄 050026)

本文通过分析PROTEUS软件的功能和特点更深入了解PROTEUS仿真软件,再论述研究PROTEUS软件在自动控制系统仿真中的具体应用,以实例论证,其次再分析PROTEUS软件应用在自动控制系统仿真中的优点和指出其发展趋势。本文通过对PROTEUS仿真软件功能、特点和问题进行分析,并指出了它的优点和在自动控制系统中的具体应用,最后对其发展方向做出了探讨。

PROTEUS 自动控制系统 仿真

1 论述Proteus软件功能及其特点

PROTEUS软件是由英国Lab center Electronics公司开发的电路分析和实物仿真软件，由ISIS和ARES两个软件构成。其中，ARES是一款高级的布线编辑软件，而ISIS是一款便捷的电子系统仿真平台软件。它运行在Windows操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路。PROTEUS软件本身就具备其它EDA工具软件如multisim的原理布图、PCB自动或人工布线、SPICE电路仿真的功能。另外它的主要功能主要在四方面，分别是支持主流单片机系统的仿真、实现了单片机仿真和SPICE电路相结合、提供了软件调试功能和具有强大的原理图绘制功能。PROTEUS软件的特点是互动的电路仿真用户甚至可以实时采用RAM，ROM，LED，部分SPI器件，部分IIC器件等。仿真处理器及其外围电路，可以仿真51系列、AVR、ARM等常用主流单片机。还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，再配合显示及输出，及配合系统配置的虚拟逻辑分析仪、示波器等，就能看到运行后输入输出的效果。PROTEUS建立了完备的电子设计开发环境。最大的特点就是它的电路仿真是交叉的、可视化的，用户可以通过PROTEUS软件的VSM的这项虚拟仿真技术，对基于微控制器的系统连同所有的外围接口电子器件一起仿真。

2 PROTEUS软件在自动控制系统仿真中的具体应用

PROTEUS软件在自动控制系统仿真中的具体应用领域比较好的就是单片机的开发应用——在单片机开发应用中PROTEUS获得愈来愈广泛的应用。此仿真软件不仅可将许多单片机实例功能形象化，也可将许多单片机实例运行过程形象化。即使如此，它的元器件、连接线路等却和传统的单片机实验硬件高度对应，这在某种程度上替代了传统的单片机的功能。使用PROTEUS 软件进行单片机系统仿真设计，其实是虚拟仿真技术和计算机多媒体技术相结合的综合运用的体现。其次，也可以在教学方面，例：元器件选择、电路连接、电路检测、电路修改、软件调试、运行结果等分别适用于模拟电路与数字电路的教学与实验，单片机与嵌入系统软件的教学与实验，微控制器系统的综合实验，项目设计与产品开发等等，作为一种教学资源来应用。而在自动控制系统中还有就是在产品开发的应用中，软硬件进行的交互仿真与测试，可以大大减少后期测试工作量，并完善了自动布局/布线功能。另外，在电路仿真的应用。在PROTEUS绘制好原理图后，再调入已编译好的目标代码文件：*.HEX，就可以在PROTEUS的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程，这样不仅能直观评估硬件电路的设计正确性和对硬件原理图进行调试软件，还能验证整个设计的功能，这样不仅测试可控还易评估、易实施。

3 PROTEUS软件应用在自动控制系统仿真中的优点及其发展趋势

PROTEUS软件在自动控制系统仿真中的优点：在智能原理图设计上，具有丰富的器件库：超过27000种元器件，13中虚拟仪器和多种调试器，可以方便地创建新元件；还可通过模糊搜索可以快速定位所需要的器件，自动连线功能使连接导线，不仅简单快捷，还大大缩短绘图时间；还具备了完善的电路仿真功能，实现数字/模拟电路的混合仿真，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。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；基于图标的分析可以精确分析电路的多项指标，还可进行一致性的分析，这是它高级图形仿真的优势之一。

它的发展趋势：在2010年开始就增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加了其他系列处理器模型。在编译方面，也支持IAR、Keil和MATLAB等多种编译器。目前Proteus的最新版为8.1，ARM cortex处理器被增加，在7.10中已经增加DSP系列(TMS320)。随着科技的发展，许多设计部门都采取“计算机仿真技术”作为前期的设计手段，因为这样可以令设计时间大为缩短、耗资大为减少，也可降低工程制造的风险。所以，在未来拟仿真技术可以和计算机多媒体技术相结合来运用，综合双方的优点进行运用，可以大大地提高PPROTEUS软件在自动控制系统仿真中的应用水平和灵活性。同时，在使用 Proteus 进行系统仿真开发成功之后，再对其进行实际的制作，能极大地提高其制作的精确度还能提高系统设计的效率。明确对PROTEUS的优化及其在自动控制系统仿真中的应用方向，对未来推广PROTEUS有极大的帮助。

4 结语

PROTEUS是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，它的发展已经是相当成熟了。虽然目前国内的推广刚起步，但是它强大的功能和明显的优势，已经引起了许多科技工作者的注意，受到青睐，无论是国内外。然而，软件仿真的精度是有限的，如果用者对其现在的功能和技术就感到满意的话，那么这项仿真软件的发展就很难继续下去，将会被其他的仿真软件所淘汰了。所以针对其发展特性来明确其未来的发展趋势和发展方向，这是它在自动控制系统仿真应用中的关键，这也是本文分析讨论的目的。总而言之，它的相关应用是具有重要的理论意义和现实意义的。

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