Proteus – 从产品概念到设计完成的完整开发软件平台

zhangcy

Proteus从产品概念到设计完成的完整开发软件平台

Labcenter公司为了将其创新产品Proteus广泛用于教育机构的教学与实验，特规划了支持教育机构建立Proteus实验室的大学计划，该计划除了采用特殊价格外，还为相应教育机构提供更多的额外支持与服务。

风标教育为贯彻Labcenter公司的大学计划，特组建技术服务团队，为学校教学、实验及科研提供全面支持。风标教育为发挥Proteus的强大功能，还开发了一系列教学实验系统，使用多种技术，软硬结合，既能发挥软件的灵活性，又兼顾硬件的实操性，彻底解决了教师将Proteus用于教学与实验的后顾之忧。

Proteus主要功能

  1. 智能原理布图
  2. PCB自动布局与布线       
  3. 单片机软件调试
  4. 单片机与外围电路的协同仿真             
  5. 混合电路仿真与精确分析

Proteus主要性能与特点

智能原理图设计

  • 丰富的器件库：超过50000种元器件，可方便地创建新元件；
  • 智能的器件搜索：通过模糊搜索可以快速定位所需要的器件；
  • 智能化连线功能：自动连线功能使连接导线简单快捷,大大缩短绘图时间；
  • 支持总线结构：使用总线器件和总线布线使电路设计简明清晰；
  • 可输出高质量图纸：通过个性化设置，可以生成印刷质量高的BMP图纸，可以方便地供word、Powerpoint等多种文档使用。

 

强大的专业级PCB设计工具

  • 原理图到PCB的快速通道: 原理图设计完成后，一键便可进入PCB设计环境，实现从概念到产品的完整设计；
  • 先进的自动布局/布线功能：支持基于形状的自动布线或人工布线,利用引脚交换/门交换可以使PCB设计更为合理；
  • 完整的PCB设计功能: 最多可支持16个铜箔层、2个丝印层、4个机械层（含板边）、包括灵活的布线策略设置，设计规则与电气规则检查；
  • 3D预览: 对已设计的电路进行3D预览效果;
  • 多种输出格式的支持: 可以输出多种格式文件, 包括Gerber文件的导入或导出、ODB++ 等, 便利与其它PCB设计工具的互转(如protel)和PCB板的设计和加工。

完善的仿真功能

  • ProSPICE混合仿真：基于工业标准SPICE3F5实现数字/模拟电路的混合仿真；
  • 超过40000个仿真器件：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，Labcenter也在不断地发布新的仿真器件，还可导入第三方发布的仿真器件；
  • 多样的激励源(14种)：包括直流、正弦、脉冲、分段线性脉冲、音频（使用wav文件）、指数信号、单频FM、数字时钟和码流，还支持文件形式的信号输入；
  • 丰富的虚拟仪器(13种）：面板操作逼真，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、直流电压/电流表、交流电压/电流表、数字图案发生器、频率计/计数器、逻辑探头、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器等；
  • 生动的仿真显示：用色点显示引脚的数字电平，导线以不同颜色表示其对地电压大小，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；
  • 高级图表仿真功能（13种）：基于图表的分析可以精确分析电路的多项指标，包括工作点、瞬态特点、频率特性、传输特性、噪声、失真、傅里叶频谱分析等，还可以进行一致性分析；
  • 独特的单片机协同仿真功能：
  1. 支持8051/52、ARM7/LPC2000、BasicStamp、HC11、8086、AVR/Arduino™AVR®、IOT-Builder、PIC10/12/16/18/24/dsPIC33、MSP430、 Piccolo DSP、 Cortex-M3、Cortex-M0等处理器的协同仿真;
  2. 支持通用外设模型，如字符LCD模块、图形LCD模块、LED点阵、LED七段显示模块、键盘/按键、直流/步进/伺服电机、RS232虚拟终端、电子温度计等等，其COMPIM（COM口物理接口模型）还可以使仿真电路通过PC机串口和外部电路实现双向异步串行通信；
  3. 实时仿真支持UART/USART/EUSARTS仿真、中断仿真、SPI/I2C仿真、MSSP仿真、PSP仿真、RTC仿真、ADC仿真、CCP/ECCP仿真；
  4. 支持单片机汇编语言的编辑/编译/源码级仿真，内带8051、AVR、PIC的汇编编译器，也可以与第三方集成编译环境（如MPLAB、Keil、IAR和AVR STUDIO）结合，进行C 语言等高级语言的源码级仿真和调试。

Proteus 设计过程

在Proteus中，从原理图设计、单片机编程、系统仿真到PCB设计一气呵成。真正实现了从概念到产品的完整设计。

  1. 原理图设计  2. 电路仿真  3. 编程调试  4. 系统仿真  5. PCB设计  6. 产品样机

功能强大的VSM Studio

丰富逼真的虚拟仪器    

  丰富逼真的虚拟仪器    I² C总线调试窗口     强大的图表分析工具

 VSM人机接口实例：游戏机

使用LCD+遥控手柄，可以实现游戏机的虚拟系统仿真。

支持多处理器的仿真与调试

多CPU设计的源代码调试

VSM物理接口模型：EPIM模型/COMPIM模型

 使用以太网物理接口模型(EPIM)，可以实现虚拟仿真电路通过本地网卡和局域网内其他计算机的双向网络通信。通过串口物理接口（COMPIM）模型，可以实现虚拟仿真电路与外部实际电路的双向串行通信。

PCB及3D预览

Proteus支持PCB板的三维预览，便于观察器件布局和展示设计结果，用户还可以自建3ds格式的3D显示模型;支持多格式CAD/CAM输出。

ARDUINO可视化设计

 PROTEUS VISUAL DESIGNER FOR ARDUINO

Proteus可视化设计软件使得没有程序设计经验的学生也有可能设计出复杂得令人惊讶的嵌入式应用；仅需要学生掌握微控制器的基本架构，就可以进行可视化设计。

可视化设计过程

设计过程中，软件能将流程设计转换为源代码命令，允许学生看到他们的流程图是如何在代码中表示的；可视化设计软件使用标准的Arduino功能扩展板和Grove模块接口作为可编程的“积木”；优秀的学生可以继续在Proteus VSM工作环境下用“C++”或汇编语言对同一个硬件进行编程。

物联网可视化设计

  PROTEUS IOT BUILDER

Proteus IoT Builder是一款独特的产品，旨在通过移动设备快速轻松地控制远程Arduino™电子设备。

 IoT Builder目前可以基于PlayKit和Arduino Yun的方式来开发物联网应用，以后我们还会为IoT Builder增加其他平台。

完整的物联网设计流程

  1. 用PlayKit和Arduino Yun创建新的流程图工程;
  2. 通过向原理图添加外围设备来设计电路原理图；
  3. 通过添加和配置IoT控件来创建您的前面板；
  4. 使用Visual Designer流程图编程或Arduino C代码链接UI和硬件；
  5. 在没有硬件设备的情况下，学可以借助Proteus 软件的仿真功能，测试和调试整个系统；
  6. 部署到硬件并通过手机或平板电脑控制模拟或真实的硬件。

 丰富的前面板控件

前面板是我们移动终端的控制界面，IoT Builder的前面板编辑器中预设了过百种不同主题风格的IoT控件。包括按钮、开关、显示屏、滑块、时钟和各种用于数据统计的图表，用户能够自由选取并编辑，来设计专属的前面板样式。例如，对于天气监测方面的项目，用户可以选用统计图表或风玫瑰控件，直观显示气象状态。

IoT Builder的前面板编辑器支持用户新建或进一步定制面板和控件，用户可以使用任何通用的SVG编辑器编辑面板文件，并添加到IoT Builder的前面板编辑器中。

灵活的编程方式

IoT Builder能支持Visual Designer流程图编程的方式进行嵌入式开发，利于初学者快速实现物联网项目。对于更高级的用户，IoT Builder也是一款能使用C/C++源代码进行编程的产品，这使得该物联网系统具有更强的编程能力与扩展性。 

使用IoT Builder的意义

您可以使用IoT Builder为您的手机或平板电脑设计用户界面(开关，按钮，旋转拨号，显示器等)，然后使用Visual Designer或Proteus VSM编程Arduino硬件以使用远程GUI。

IoT Builder消除了用户了解HTML、Python、JavaScript和TCP/IP 互联的必要性。所有传输层的复杂性以及Arduino和远程前面板之间的通信都从用户程序中抽象出来，让程序员专注于实现所需的功能。

前面板是在面板编辑器中绘制的，用户界面的逻辑可以通过流程图编程(Visual Designer)或调用C语言的方式(Proteus VSM)进行高级编程。

因此，IoT构建器非常适合初学者学习基于物联网的应用程序的原理，也适合作为有经验的开发人员的快速原型开发工具。

教育进阶路线

  阶段一 VISUAL DESIGNER

初学者可以在Visual Designer环境中创建，部署，编译，调试流程图。

  阶段二 ARDUINO CPU + SHIELDS

Visual Designer使用标准的Arduino CPU，各种可作为编程控制的外设模块。中年级的学生可以将流程图转换为源代码, 看看他们的流程图如何在代码中表示的。

  阶段三 PROTEUS VSM

高年级的学生可以在Proteus VSM Studio环境下用汇编语言、”C”或者”C++” 语言对8位、16位或32位的处理器进行编程和外围电路的设计与控制。

Proteus  VSM系列

Proteus VSM产品系列包括功能强大的智能原理布图系统、具有13种工业级虚拟仪器和数千种嵌入式外设模型库的电路仿真引擎ProSPICE、特定种类的处理器模型。

Proteus VSM产品系列还可以通过添加ASF（高级图表仿真模块）或PCB版图设计模块来升级。

还可以自行选择一个通用的Proteus集成开发环境：VSM studio，这是一个完全免费的通用IDE，以便将编译器、代码与仿真集成在一起。

  1. Proteus  VSM for 8051
  2. Proteus  VSM for AVR
  3. Proteus VSM for  Arduino™ AVR®
  4. Proteus VSM for  MSP430
  5. Proteus VSM for PIC10/12
  6. Proteus VSM for  PIC16
  7. Proteus VSM for  PIC18
  8. Proteus VSM for  PIC24
  9. Proteus VSM for dsPIC33   
  10. Proteus VSM for  8086   
  11. Proteus VSM for ARM7/LPC2000  
  12. Proteus VSM for Cortex-M0   
  13. Proteus VSM for Cortex-M3   
  14. Proteus VSM for Piccolo DSP   
  15. Proteus VSM for HC11   
  16. Proteus VSM for Basic Stamp

ASF Advanced Simulation Feature

ASF高级图表仿真选项可以添加到所有的Proteus PCB和Proteus VSM产品中。它扩展了基本电路仿真器的功能，提供了一套完整的基于图表的分析工具。

  • 噪声分析 、失真分析、频率分析、傅里叶分析
  • 交互式分析、模拟量瞬态分析、数字量瞬态分析、数字量一致性分析、混合模式瞬态分析
  • 直流参数扫描分析、转移特性曲线分析、EasyHDL脚本化编程语言、分交流参数扫描和工作点分析工具

Proteus PCB Design 系列

PCB设计是具有32位数据库、元件自动布局、撤消和重试的自动布线功能超强的PCB设计系统，ARES代表了最复杂的PCB设计技术，是基于高性能网表的PCB设计软件。

 Proteus PCB设计分为5个级别，不同级别的设计容量和性能不同：