PROTEUS軟件在自動控制系統仿真中的應用探析

邊靜 馬征飛

【摘 要】本文通過分析PROTEUS軟件的功能和特點更深入了解PROTEUS仿真軟件，再論述研究PROTEUS軟件在自動控制系統仿真中的具體應用，以實例論證，其次再分析PROTEUS軟件應用在自動控制系統仿真中的優點和指出其發展趨勢。本文通過對PROTEUS仿真軟件功能、特點和問題進行分析，并指出了它的優點和在自動控制系統中的具體應用，最后對其發展方向做出了探討。

【關鍵詞】PROTEUS 自動控制系統 仿真

1論述Proteus軟件功能及其特點

PROTEUS軟件是由英國Lab center Electronics公司開發的電路分析和實物仿真軟件，由ISIS和ARES兩個軟件構成。其中，ARES是一款高級的布線編輯軟件，而ISIS是一款便捷的電子系統仿真平臺軟件。它運行在Windows操作系統上，可以仿真、分析（SPICE）各種模擬器件和集成電路。PROTEUS軟件本身就具備其它EDA工具軟件如multisim的原理布圖、PCB自動或人工布線、SPICE電路仿真的功能。另外它的主要功能主要在四方面，分別是支持主流單片機系統的仿真、實現了單片機仿真和SPICE電路相結合、提供了軟件調試功能和具有強大的原理圖繪制功能。PROTEUS軟件的特點是互動的電路仿真用戶甚至可以實時采用RAM，ROM，LED，部分SPI器件，部分IIC器件等。仿真處理器及其外圍電路，可以仿真51系列、AVR、ARM等常用主流單片機。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，及配合系統配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等，就能看到運行后輸入輸出的效果。PROTEUS建立了完備的電子設計開發環境。最大的特點就是它的電路仿真是交叉的、可視化的，用戶可以通過PROTEUS軟件的VSM的這項虛擬仿真技術，對基于微控制器的系統連同所有的外圍接口電子器件一起仿真。

2 PROTEUS軟件在自動控制系統仿真中的具體應用

PROTEUS軟件在自動控制系統仿真中的具體應用領域比較好的就是單片機的開發應用——在單片機開發應用中PROTEUS獲得愈來愈廣泛的應用。此仿真軟件不僅可將許多單片機實例功能形象化，也可將許多單片機實例運行過程形象化。即使如此，它的元器件、連接線路等卻和傳統的單片機實驗硬件高度對應，這在某種程度上替代了傳統的單片機的功能。使用PROTEUS 軟件進行單片機系統仿真設計，其實是虛擬仿真技術和計算機多媒體技術相結合的綜合運用的體現。其次，也可以在教學方面，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測、電路修改、軟件調試、運行結果等分別適用于模擬電路與數字電路的教學與實驗，單片機與嵌入系統軟件的教學與實驗，微控制器系統的綜合實驗，項目設計與產品開發等等，作為一種教學資源來應用。而在自動控制系統中還有就是在產品開發的應用中，軟硬件進行的交互仿真與測試，可以大大減少后期測試工作量，并完善了自動布局/布線功能。另外，在電路仿真的應用。在PROTEUS繪制好原理圖后，再調入已編譯好的目標代碼文件：*.HEX，就可以在PROTEUS的原理圖中看到模擬的實物運行狀態和過程，這樣不僅能直觀評估硬件電路的設計正確性和對硬件原理圖進行調試軟件，還能驗證整個設計的功能，這樣不僅測試可控還易評估、易實施。

3 PROTEUS軟件應用在自動控制系統仿真中的優點及其發展趨勢

PROTEUS軟件在自動控制系統仿真中的優點：在智能原理圖設計上，具有豐富的器件庫：超過27000種元器件，13中虛擬儀器和多種調試器，可以方便地創建新元件；還可通過模糊搜索可以快速定位所需要的器件，自動連線功能使連接導線，不僅簡單快捷，還大大縮短繪圖時間；還具備了完善的電路仿真功能，實現數字/模擬電路的混合仿真，可以通過內部原型或使用廠家的SPICE文件自行設計仿真器件。結合動態器件（如電機、顯示器件、按鈕）的使用可以使仿真更加直觀、生動；基于圖標的分析可以精確分析電路的多項指標，還可進行一致性的分析，這是它高級圖形仿真的優勢之一。

它的發展趨勢：在2010年開始就增加了Cortex和DSP系列處理器，并持續增加了其他系列處理器模型。在編譯方面，也支持IAR、Keil和MATLAB等多種編譯器。目前Proteus的最新版為8.1，ARM cortex處理器被增加，在7.10中已經增加DSP系列（TMS320）。隨著科技的發展，許多設計部門都采取“計算機仿真技術”作為前期的設計手段，因為這樣可以令設計時間大為縮短、耗資大為減少，也可降低工程制造的風險。所以，在未來擬仿真技術可以和計算機多媒體技術相結合來運用，綜合雙方的優點進行運用，可以大大地提高PPROTEUS軟件在自動控制系統仿真中的應用水平和靈活性。同時，在使用 Proteus 進行系統仿真開發成功之后，再對其進行實際的制作，能極大地提高其制作的精確度還能提高系統設計的效率。明確對PROTEUS的優化及其在自動控制系統仿真中的應用方向，對未來推廣PROTEUS有極大的幫助。

4結語

PROTEUS是世界上著名的EDA工具（仿真軟件），它的發展已經是相當成熟了。雖然目前國內的推廣剛起步，但是它強大的功能和明顯的優勢，已經引起了許多科技工作者的注意，受到青睞，無論是國內外。然而，軟件仿真的精度是有限的，如果用者對其現在的功能和技術就感到滿意的話，那么這項仿真軟件的發展就很難繼續下去，將會被其他的仿真軟件所淘汰了。所以針對其發展特性來明確其未來的發展趨勢和發展方向，這是它在自動控制系統仿真應用中的關鍵，這也是本文分析討論的目的?？偠灾?，它的相關應用是具有重要的理論意義和現實意義的。

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