如何用proteus构建电子交通灯 proteus设计交通灯原理图

　　本文主要是关于proteus的相关介绍，并着重对用proteus构建电子交通灯设计进行了详尽的阐述。

　　proteus

　　Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前比较好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是英国著名的EDA工具（仿真软件），从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多种编译器。

　　功能特点

　　Proteus软件具有其它EDA工具软件（例：multisim）的功能。这些功能是：

　　1．原理布图

　　2．PCB自动或人工布线

　　3．SPICE电路仿真

　　革命性的特点

　　1．互动的电路仿真

　　用户甚至可以实时采用诸如RAM，ROM，键盘，马达，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。

　　2．仿真处理器及其外围电路

　　可以仿真51系列、AVR、PIC、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，能看到运行后输入输出的效果。配合系统配置的虚拟逻辑分析仪、示波器等，Proteus建立了完备的电子设计开发环境。

　　功能模块

　　智能原理图设计

　　丰富的器件库：超过27000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；

　　智能化的连线功能：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，可以生成印刷质量的BMP图纸，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多种文档使用。

　　完善的电路仿真功能

　　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27000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：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种虚拟仪器，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；

　　高级图形仿真功能（ASF）：基于图标的分析可以精确分析电路的多项指标，包括工作点、瞬态特性、频率特性、传输特性、噪声、失真、傅立叶频谱分析等，还可以进行一致性分析；

　　单片机协同仿真功能

　　支持主流的CPU类型：如ARM7、8051/52、AVR、PIC10/12、PIC16、PIC18、PIC24、dsPIC33、HC11、BasicStamp、8086、MSP430等，CPU类型随着版本升级还在继续增加，如即将支持CORTEX、DSP处理器；

　　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；

　　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；

　　编译及调试：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IAR、Keil和Hitech）结合，进行高级语言的源码级仿真和调试；

　　实用的PCB设计平台

　　原理图到PCB的快速通道： 原理图设计完成后，一键便可进入ARES的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：支持器件的自动/人工布局；支持无网格自动布线或人工布线；支持引脚交换/门交换功能使PCB设计更为合理；

　　完整的PCB设计功能：最多可设计16个铜箔层，2个丝印层，4个机械层（含板边），灵活的布线策略供用户设置，自动设计规则检查，3D 可视化预览；

　　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，便利与其它PCB设计工具的互转（如protel）和PCB板的设计和加工。

　　资源丰富

　　1．Proteus可提供的仿真元器件资源：仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件，有30多个元件库。

　　2．Proteus可提供的仿真仪表资源 ：示波器、逻辑分析仪、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器、信号发生器、模式发生器、交直流电压表、交直流电流表。理论上同一种仪器可以在一个电路中随意的调用。

　　3．除了现实存在的仪器外，Proteus还提供了一个图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来，其作用与示波器相似，但功能更多。这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标，例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗。这些都尽可能减少了仪器对测量结果的影响。

　　4．Proteus可提供的调试手段 Proteus提供了比较丰富的测试信号用于电路的测试。这些测试信号包括模拟信号和数字信号。

　　如何用proteus构建电子交通灯

　　1、系统设计方案

　　东西、南北两干道交于一个十字路口，各干道有一组交通指示灯，每一个状态方向上均有一组红、绿灯，即一组交通指示灯都有左转、直行、右转3组红、绿灯和一个黄灯，指示车辆和行人安全通行．红灯点亮禁止通行，绿灯点亮允许通行．黄灯闪烁提示人们注意交通灯状态即将切换．

　　1.1、系统硬件电路的设计

　　利用单片机设计应用系统应考虑在满足设计要求的前提下，硬件电路要尽可能地简单，最大限度地用程序设计完成系统的各项功能．因此本文以STC89C52单片机为控制核心，设计交通灯的控制系统．在该系统中STC89C52和外围电路的各个模块进行信息交流并且进行相应的控制，系统组成框图如图1所示．

　　

　　该系统由时钟电路、复位电路、控制系统电路、LED交通灯显示电路、七段数码管显示时间电路、自动和手动按键控制电路等组成．主控制器采用STC89C52单片机．P1口设置红、绿灯点亮和黄灯闪烁的功能，P0、P2口来显示时间，P3口设置系统工作模式．用发光二极管实现交通灯的红绿黄灯，时间的显示则采用七段数码管实现．

　　1.2、系统软件电路的设计

　　1）LED交通灯显示模块

　　89C52单片机P1口对LED交通灯进行控制，在不同的状态时控制相应的LED交通灯状态．

　　2）数码管显示模块

　　89C52单片机P0口进行时间倒计时段选，P2.0~P2.3端口进行数码管时间显示位选，用T2中断定时每2ms对七段数码管刷新一次．

　　3）键盘控制模块

　　89C52单片机P3.0~P3.3口与P3.6口外部键盘控制交通灯自动和手动状态及手动控制时的不同状态进行实时扫描，进入相应的运行状态．

　　2、系统工作模式

　　2.1、自动控制模式

　　本系统启动为自动控制模式．最初为南北直行方向导通即直行为绿灯，其余为红灯，并且数码管从15s开始倒计时，当倒计时至8s时黄灯开始闪烁（1s完成闪烁一次），闪烁3s后，即倒计时至5s时，南北方向左转和右转变为绿灯，直行为红灯；当倒计时至0s时，路口进入禁行等待状态，即绿灯全部熄灭红灯点亮，并且数码管从3s开始倒计时，同时黄灯开始闪烁3s；当倒计时再次为0s，黄灯闪烁完毕后，南北方向数码管从18s开始倒计时，同时东西直行方向导通即为绿灯，其余为红灯，并且数码管从15s开始倒计时，当倒计时至8s时黄灯开始闪烁（1s完成闪烁一次），闪烁3s后，即倒计时至5s时，东西方向左转和右转变为绿灯，直行为红灯；当倒计时至0s时，路口进入禁行等待状态，即绿灯全部熄灭红灯点亮，并且数码管从3s开始倒计时，同时黄灯开始闪烁3s；当倒计时再次为0s，黄灯闪烁完毕后，东西方向数码管从18s开始倒计时，同时南北直行方向导通即为绿灯，其余为红灯，并且数码管从15s开始倒计时，以此方式循环．

　　2.2、手动控制模式

　　1）当系统工作在自动模式时，如果按下当前正在导通状态的手动控制按键时，系统直接进入该导通状态，并且南北和东西方向的数码管均显示99；如果按下不是当前正在导通状态的手动控制按键时，系统将对当前正在导通的状态进行3s的黄灯闪烁倒计时状态，当倒计时结束后，系统将进入所按下的键的导通状态，同时南北和东西方向的数码管均显示99；此时再按下其余的手动控制按键时，系统将进入所按下的键的导通状态．

　　2）当系统工作在手动模式时，如果按下自动控制按键时，系统将对当前正在导通的状态进行3s的黄灯闪烁倒计时状态，当倒计时结束后，系统将进入最初的自动控制模式．

　　3）当系统工作时，如果系统处在南北直行方向导通时，此时南北方向的人行横道导通，人们可以通过人行横道穿越东西方向的人行横道；同理如果系统处在东西直行方向导通时，此时东西方向的人行横道导通，人们可以通过人行横道穿越南北方向的人行横道．

　　3、Proteus仿真设计

　　通过Proteus软件对系统硬件设计和软件设计结合仿真，程序代码通过Keil编辑、编译后生成HEX文件，然后通过点击单片机加载程序，实现硬件与程序的结合仿真．系统仿真结果如图2所示．

　　

　　结语

　　关于如何用proteus构建电子交通灯相关介绍就到这了，如有不足之处欢迎指正。

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