2.3 Proteus常用虛擬儀器

為便于用戶在仿真過程中產生邏輯信號、監視電路電壓、電流、波形，以及對總線協議進行邏輯分析，Proteus提供了多種虛擬儀器，如圖2-21所示。單擊工具箱中的【虛擬儀表模式】圖標，隨后在對象選擇器中將調出所有的虛擬儀器。本教材選取常用虛擬儀器，闡述其功能及基本使用方法。

2.3.1 虛擬電壓表和電流表

Proteus提供了4種虛擬電壓、電流表，分別是直流電壓表、直流電流表、交流電壓表和交流電流表，其在原理圖中的符號如圖2-22所示。

雙擊原理圖中的電表符號，可對其元件位號、元件值、量程等屬性進行設置。如圖2-23所示為直流電壓表屬性設置對話框。同一原理圖中的多個電壓表通過設置不同的元件位號區分，元件值不填，“Display Range”屬性的下拉選項中有4個量程，分別為千伏、伏、毫伏、微伏。屬性設置完成后，單擊【確定】按鈕退出編輯。

2.3.2 虛擬示波器

單擊工具箱中的圖標，隨后在對象選擇器中單擊“OSCILLOSCOPE”示波器，單擊放置到原理圖中，示波器電氣原理圖符號如圖2-24所示，該虛擬示波器可以同時觀察4路信號波形，A、B、C、D分別對應連接4路輸入信號。

為更直觀地闡述示波器的基本用法，在示波器C通道施加正弦激勵源，如圖2-25所示。雙擊彈出其屬性設置對話框，如圖2-26所示，設置其信號幅值為2、頻率為2000Hz、相位差為0。

在完成上述原理圖搭建的基礎上，單擊【仿真運行開始】按鈕后，出現如圖2-27所示的示波器運行界面。該界面與實物示波器界面相似，操作方式也類似。由仿真示波器運行界面可以看出，C通道輸入的為正弦波，幅值2V、頻率2000Hz、相位差為0。

2.3.3 虛擬終端

Proteus提供了虛擬終端支持仿真過程中的鍵盤輸入和屏幕輸出功能。如圖2-28所示為單片機與PC之間的串口通信仿真電路。單片機與PC之間通過串口P1連接，按下按鍵KEY1，單片機向PC發送字符串“Hello！PC”。PC通過串口調試助手向單片機發送字符串“Hello！Proteus”。

1. 電路搭建

按如圖2-28所示虛擬終端仿真電路繪制電路原理圖，若采用硬件流通信模式，需將RTS和CTS引腳連接到單片機引腳，此處不采用硬件流通信，因此RTS和CTS引腳懸空即可。因Proteus中的max232芯片不能實現內部電壓轉換的操作仿真，因此，單片機串口與P C之間的仿真連接采用直連方式。

2. 建立虛擬連接

為了在Proteus中建立單片機與PC之間的串口連接通道，需通過虛擬串口調試助手設置虛擬串口連接對。如圖2-29所示，通過“Virtual Serial Port Driver”設置“COM2”和“COM3”為虛擬串口連接對。

3. 通信參數設置

1）對Proteus端通信參數進行設置。雙擊圖2-28中的虛擬串口P1，彈出串口屬性設置對話框，配置通信參數。如圖2-30所示，設置通信串口為“COM2”，通信波特率為“9600”，傳輸數據位為“8”，奇偶校驗位為“NONE”，停止位為“1”，單擊【確定】按鈕完成設置并退出。

2）對PC端串口調試助手通信參數進行設置。如圖2-31所示，打開PC端串口調試助手，配置通信參數如下：設置通信串口為“COM3”，波特率為“9600”，數據位為“8”，奇偶校驗位為“無”，停止位為“1”。

4. 加載程序并仿真

在Keil C51編譯器中新建工程，編寫源代碼如下：

編譯輸出“串口.hex”燒錄文件，加載至單片機。單擊【仿真運行開始】按鈕，如圖2-32a所示，在PC端串口調試助手數據發送窗口輸入字符串“Hello！Proteus”并單擊【發送】按鈕，單片機接收到該字符串并通過虛擬終端界面顯示，結果如圖2-32b所示。

如圖2-33所示，仿真運行過程中，按下KEY1按鍵，單片機發送字符串“Hello！PC”，P C端接收到該字符串并在串口調試助手輸出窗口顯示。

2.3.4 虛擬信號發生器

為實現仿真過程中的信號輸入，Proteus提供了虛擬信號發生器，可用于產生方波、正弦波、鋸齒波和三角波。為了便于闡述虛擬信號發生器的基本用法，搭建如圖2-34所示仿真電路，用虛擬信號發生器產生波形，并通過示波器顯示。

在完成仿真電路搭建的基礎上，單擊【仿真運行開始】按鈕，彈出虛擬信號發生器調節窗口。如圖2-35所示，單擊【Waveform】按鈕設置信號類型為正弦波；單擊【Polarity】按鈕設置信號為單端輸入；單擊頻率調節旋鈕，設置信號頻率為1kHz；單擊幅值調節旋鈕，設置信號幅值為10V。

同時，如圖2-36所示，在示波器運行窗口中，可以觀察到A通道輸入一頻率為1kHz、幅值為10V的正弦波。