Protues使用说明及Protues与Keil联合仿真实现点亮小灯和流水灯

本文系统介绍了Proteus仿真软件的使用方法，包括：1. 工程创建与界面操作，详细说明了元器件添加、终端模式、激励源模式等基本功能；2. 220V交流转5V直流稳压电路的仿真实现，分析原理图设计及示波器调试技巧；3. Proteus与Keil联合仿真应用，通过实例演示了点亮单个LED和实现流水灯效果的全过程。文章重点讲解了Keil程序编写、HEX文件生成、Proteus程序烧录等关键步骤，并提供了共阴极/共阳极两种接法的电路原理图和完整控制程序代码。

1Protues介绍及新建工程

1.1进入软件

双击软件快捷键------>点击：新建工程

1.2文件创建

依次：

填写：工程名称------>选择：工程路径------>选择：新工程

1.3默认选项

DEFAULT------>Next

不创建PCB布板设计------>Next

没有固件项目------>Next

原理图------>Finish

1.5设计面板

设计界面如上图所示，主要由菜单栏、工具栏、输入模式选择栏、选择目录、仿真控制按键和设计面板组成。不同栏模块又可以进行细分，如上图所示。

1.6添加元器件

点击P(进入器件选择界面)

1：器件名称------>2：对应器件------>3：器件原理图------>4：PCB封装图------>确认

常用元器件对应缩写表

|-------------|------------- | 类别 | 电源类 | 电源类 | 电源类 | 电阻类 | 电阻类 | 电阻类 | 电容类 | 电容类 | 电容类 | 电容类 | 电感类 | 电感类 | 电感类 | 晶体类 | 二极管类 | 二极管类 | 二极管类 | 二极管类 | 三极管类 | 三极管类 | 三极管类 | 逻辑门 | 逻辑门 | 显示类 | 显示类 | 显示类 | 显示类 | 开关与按钮 | 开关与按钮 | 开关与按钮 | 开关与按钮 | 电机类 | 电机类 | 电机类 | 传感器类 | 传感器类 | 传感器类 | 继电器类 | 变压器类 | 变压器类 | 调试与虚拟仪器 | 调试与虚拟仪器 | 调试与虚拟仪器 --------|---------------|----------------|
| 缩写/ 关键词 | 中文名称 | 说明/ 备注 |
| BATTERY | 电池/直流电源 | 提供直流电压源 |
| POWER | 电源符号 | 用于供电节点 |
| GROUND | 地 | 接地符号 |
| RES / RESISTOR | 电阻 | 固定阻值电阻 |
| POT / POT-LIN | 可调电阻/电位器 | 三端可调电阻 |
| RESPACK | 排阻 | 多个电阻封装在一起 |
| CAP / CAPACITOR | 无极性电容 | 普通电容 |
| CAPACITOR POL | 有极性电容 | 电解电容 |
| ELECTRO | 电解电容 | 大容量电容 |
| CAPVAR | 可调电容 | 用于调谐电路 |
| INDUCTOR | 电感 | 普通电感 |
| INDUCTOR IRON | 带铁芯电感 | 低频大电感 |
| INDUCTOR3 | 可调电感 | 可调磁芯电感 |
| CRYSTAL | 晶振 | 提供时钟信号 |
| DIODE | 普通二极管 | 整流/开关用 |
| ZENER | 稳压二极管 | 电压稳压 |
| DIODE SCHOTTKY | 肖特基二极管 | 高速开关 |
| DIODE VARACTOR | 变容二极管 | 用于调谐电路 |
| NPN / PNP | NPN/PNP三极管 | 普通三极管 |
| MOSFET | MOS管 | 场效应管 |
| JFET N / JFET P | N沟道/P沟道结型场效应管 | 低噪声放大 |
| AND / OR / NOT | 与门 / 或门 / 非门 | 基本逻辑门 |
| NAND / NOR | 与非门 / 或非门 | 组合逻辑门 |
| LED | 发光二极管 | 指示灯 |
| DPY_7-SEG | 7段数码管 | 显示数字 |
| DPY_7-SEG_DP | 带小数点7段数码管 | 显示浮点数 |
| LM016L | 1602液晶 | 2行16字符LCD |
| SWITCH | 开关 | 普通开关 |
| SW-SPST | 单刀单掷开关 | 通断开关 |
| SW-DPDT | 双刀双掷开关 | 切换电路 |
| SW-PB / BUTTON | 按钮 | 手动触发 |
| MOTOR | 直流电机 | 普通电机 |
| MOTOR AC | 交流电机 | AC电机 |
| MOTOR SERVO | 伺服电机 | 可控角度 |
| MICROPHONE | 麦克风 | 声音输入 |
| THERMISTOR | 热敏电阻 | 温度传感 |
| PHOTO | 光敏二极管 | 感光元件 |
| RELAY-DPDT | 双刀双掷继电器 | 控制电路通断 |
| TRANS1 | 普通变压器 | 电压变换 |
| TRANS2 | 可调变压器 | 输出可调 |
| VTERM | 虚拟串口终端 | 串口通信调试 |
| LOGIC ANALYSER | 逻辑分析仪 | 数字信号调试 |
| VOLTMETER / AMMETER | 电压表 / 电流表 | 实时测量电路参数 |

器件可移动状态

器件放置好状态

双击器件：编辑器件内容

1.7终端模式

1：终端模式图标 2：终端模式包含内容 3：终端模式内容对应的图标

"终端模式"（Terminal Mode）提供了一组非常常用的电路节点标识符号，用于表示电源、地、输入 / 输出端口、信号流向等。

|-----------|---------------------------------|
| 名称 | 含义 |
| DEFAULT | 默认终端，无特殊定义，通常用于自定义标签或连接点。 |
| INPUT | 输入端口，表示信号从外部进入电路（如传感器输入）。 |
| OUTPUT | 输出端口，表示信号从电路输出到外部（如LED、电机）。 |
| BIDIR | 双向端口，既可输入也可输出（如I2C、UART引脚）。 |
| POWER | 电源正极（如 +5V、+3.3V），用于给电路供电。 |
| GROUND | 地线（GND），电路参考点，所有电压相对它测量。 |
| CHASSIS | 机壳地，用于接地保护，常见于金属外壳设备。 |
| RETURN | 返回信号线，常用于模拟电路或差分信号回流路径。 |
| DYNAMIC | 动态终端，用于仿真中临时变化的节点（较少用）。 |
| BUS | 总线终端，用于连接多条信号线（如数据总线 D0-D7）。 |
| TESTPOINT | 测试点，便于仿真时测量电压、电流或波形。 |
| NC | 未连接（No Connect），明确标识某引脚不连接任何信号。 |

1.8激励源模式

"激励模式"（Generator Mode ）用于向电路提供各种仿真信号源。

|----------------|----------------------------------------|
| 名称 | 含义说明 |
| DC | 直流电压源，输出恒定电压（如 5V、3.3V）。 |
| SINE | 正弦波发生器，可设置频率、幅度、相位等。 |
| PULSE | 脉冲信号源，方波或矩形波，可设置占空比、周期等。 |
| EXP | 指数信号源，产生指数上升或下降波形。 |
| SFFM | 单频调频信号源（Single Frequency FM），用于模拟调制信号。 |
| PWLIN | 分段线性信号源，通过多个时间点定义任意波形。 |
| FILE | 从外部文件读取波形数据（如CSV或WAV文件）。 |
| AUDIO | 音频信号源，可导入WAV文件作为输入信号。 |
| RANDOM | 随机噪声信号源，用于测试电路抗干扰能力。 |
| DSTATE | 数字状态信号源，输出高/低电平（逻辑0/1）。 |
| DEDGE | 数字边沿信号源，产生单个上升沿或下降沿。 |
| DPULSE | 数字脉冲信号源，用于测试数字电路响应。 |
| DCLOCK | 数字时钟信号源，产生周期性方波（如1kHz时钟）。 |
| DPATTERN | 数字模式信号源，可自定义多位数字序列（如101101）。 |
| SCRIPTABLE | 可编程信号源，使用脚本语言（如Lua）自定义复杂波形。 |

1.9探针模式

1：探针模式图标 2：探针模式包含内容 3：探针模式内容对应的图标

探针模式包含电压探针、电流探针和信号探针

1.10仪表

1：虚拟仪表图标 2：虚拟仪表包含内容 3：虚拟仪表内容对应的图标

虚拟仪表（Virtual Instruments）是一组可交互的软件仿真工具，用于在电路仿真过程中实时测量、生成或调试信号。

|--------------------------|---------------------------------------|------------------------------|
| 名称 | 功能 | 用途 |
| 示波器（Oscilloscope） | 显示模拟信号的电压-时间波形，支持多通道（如双踪示波器）。 | 观察信号波形、测量频率/幅值、检查噪声或失真。 |
| 逻辑分析仪（Logic Analyser） | 捕获并显示数字信号的高低电平状态（0/1），支持多通道（通常16或更多）。 | 调试数字电路时序（如SPI、I2C、UART通信）。 |
| 计数器/定时器（Counter Timer） | 测量信号的频率、周期、脉冲宽度或作为事件计数器。 | 分析时钟信号、PWM波形参数。 |
| 虚拟终端（Virtual Terminal） | 模拟串口终端（如UART），支持ASCII码收发。 | 调试单片机的串口通信（如发送AT指令或接收传感器数据）。 |
| SPI调试器（SPI Debugger） | 监控SPI总线通信（MOSI、MISO、SCK、SS信号），解码数据帧。 | 验证SPI Flash、传感器等设备的通信协议。 |
| I²C调试器（I²C Debugger） | 捕获I²C总线的起始/停止条件、地址和数据帧。 | 调试EEPROM、RTC等I²C设备。 |
| 信号发生器（Signal Generator） | 输出可调的正弦波、方波、三角波等模拟信号。 | 测试放大器、滤波器频率响应。 |
| 模式发生器（Pattern Generator） | 生成自定义数字信号序列（如8位并行数据）。 | 模拟数字输入（如键盘扫描信号）。 |
| 直流电压表（DC Voltmeter） | 测量电路中某点的直流电压值。 | 检查电源电压、分压电路输出。 |
| 直流电流表（DC Ammeter） | 测量直流电流（需串联在电路中）。 | 验证功耗或负载电流。 |
| 交流电压表（AC Voltmeter） | 测量交流信号的有效值（RMS）电压。 | 检查交流电源或信号幅度。 |
| 交流电流表（AC Ammeter） | 测量交流电流的RMS值。 | 分析交流负载（如电机）的电流。 |
| 功率计（Wattmeter） | 计算瞬时功率（P=VI）及能量消耗。 | 评估电路效率或功耗。 |

1.11二维直线

1：二维直线图标 2：二维直线包含内容 3：二维直线内容对应的图

1.12字符

双击字符模式

依次填写一下内容

1：文本字符串内容 2：位置 3：变量类型 4：字体 5：字高

2 Protues电路原理图仿真

2.1 220V交流电转5V直流电稳压电路仿真原理图

2.1.1 仿真原理图分析

如上图所示，220V交流电转5V直流稳压电路实现220V交流转换为5V直流电的功能，整个电路由220V交流输入、变压器、整流桥和线性电源电路组成。其中220V交流电作为电路输入，变压器实现降压，整流桥实现整流、电容C1、C2、C3和C4实现滤波功能，7805组成线性电源电路实现5V电压的输出。

2.1.2 仿真结果分析

如上图所示，示波器为四通道实时显示输入、整流、滤波和输出的波形变化，黄色线表示输入波形、蓝色线表示整流波形、红色线表示滤波波形和绿色表示输出波形。

2.2 仿真过程中示波器的调出

仿真过程中会出现示波器界面不显示的情况，解决方法如下：

点击仿真开始：此时未出现示波器界面

依次点击：调试------>3.Digital Oscilloscope

出现示波器界面

3 Protues和Keil联合仿真

Protues和Keil联合仿真以点亮一个小灯和流水灯为例进行说明，仿真使用Protues进行仿真电路的绘制，使用Keil进行控制程序的编写，然后通过Protues和Keil联合仿真实现单个小灯闪烁和流水灯的功能。

3.0 烧录程序实现

3.0.1 Keil生成程序

新建项目：项目------> 新uVision 项目

命名及保存：选择文件夹------> 命名------> 保存

选择芯片过程如下图所示

Legacy Device...------>芯片型号------>选定芯片型号------>ok

如果没有想用芯片，解决方法：

1 官网下载数据包（速度慢）: C51 Version 9.61 Evaluation Software Request

2 以下载好的数据包( 直接安装)( 速度快) ：https://download.csdn.net/download/XU157303764/91664454

选择是否都可以

新建控制程序文件

Source Group(鼠标右键)------>.C------>命名------>add

编写程序

设置编译文件

点击魔术棒------>Output------>勾选Create HEX File------>ok

.HEX文件生成

重构------>成功

3.0.2 Protues烧录程序

双击单片机

选择程序文件按钮

找到程序------> 选中------> 打开

确定

运行仿真

3.1 点亮一个小灯

3.1.1 电路原理图

高电平点亮小灯

如上图所示，流水灯仿真电路原理图主要由51单片机、晶振电路、复位电路和LED灯点亮电路组成，其中LED灯为高电平点亮，低电平熄灭，当P1.0为高电平时LED点亮，当P1.0为低电平时LED熄灭。

低电平点亮小灯

如上图所示，流水灯仿真电路原理图主要由51单片机、晶振电路、复位电路和LED灯点亮电路组成，其中LED灯为低电平点亮，高电平熄灭，当P1.0为高电平时LED熄灭，当P1.0为低电平时LED点亮。

3.1.2 小灯闪烁控制程序（高电平点亮小灯）

控制程序主要包含头文件、延时函数和主函数，控制程序如下所示：

objectivec 复制代码

//小灯闪烁
#include <reg52.h>//库文件
#define uint unsigned int//预处理宏命令 进行短命名
#define uchar unsigned char
sbit L1=P1^0;//将P1赋值给L1
void delay(uint n)//延时函数ms/
{
	uchar i;
	uint j;
	for(j=0;j<n;j++)
	for(i=0;i<123;i++);
}
void flash()//LED灯亮2s后熄灭1秒
{
	L1=1;//LED亮
	delay(2000);//2秒
	L1=0;//LED灭
	delay(1000);//1秒
}
//主函数实现死循环
void main (void)
{
	while(1)
	{
		flash();
	}
}

3.2 流水灯

3.2.1电路原理图

流水灯共阴极接法

如上图所示，流水灯仿真电路原理图主要由51单片机、晶振电路、复位电路和流水灯电路组成，其中流水灯电路中的8个LED灯采用共阴极接法，即当P1.n(n=1、2、3...5、6、7)管脚为高电平时LED灯点亮，初始化阶段P1.n全部置于高电平即上电后所有亮灯全部点亮。

流水灯共阳极接法

如上图所示，流水灯仿真电路原理图主要由51单片机、晶振电路、复位电路和流水灯电路组成，其中流水灯电路中的8个LED灯采用共阳极接法，即当P1.n(n=1、2、3...5、6、7)管脚为低电平时LED灯点亮，初始化阶段P1.n全部置于高电平即上电后所有亮灯全部熄灭。

3.2.2控制程序（共阴极接法）

控制程序主要包含头文件、延时函数和主函数，控制程序如下所示：

objectivec 复制代码

//流水灯(8个)
#include <reg52.h>//库文件
#define uchar unsigned char//预处理宏 进行短命名
#define uint unsigned int
sbit L1=P1^0;//将P1赋值给变Ln(1、2、3...7、8)
sbit L2=P1^1;
sbit L3=P1^2;
sbit L4=P1^3;
sbit L5=P1^4;
sbit L6=P1^5;
sbit L7=P1^6;
sbit L8=P1^7;
void delay(uint n)//延时函数ms
{
	uchar i;
	uint j;
	for(j=0;j<n;j++)
	for(i=0;i<500;i++);
}

void flash1()//LED灯亮1s后熄灭
{
	L1=1;//LED亮
	delay(1000);
	L1=0;//LED灭
}

void flash2()
{
	L2=1;
	delay(1000);
	L2=0;
}
 
void flash3()
{
	L3=1;
	delay(1000);
	L3=0;
}
 
void flash4()
{
	L4=1;
	delay(1000);
	L4=0;
}
 
void flash5()
{
	L5=1;
	delay(1000);
	L5=0;
}
 
void flash6()
{
	L6=1;
	delay(1000);
	L6=0;
}
 
void flash7()
{
	L7=1;
	delay(1000);
	L7=0;
}
 
void flash8()
{
	L8=1;
	delay(1000);
	L8=0;
}

//实现流水灯功能
void main (void)
{
	while(1)
	{
		flash1();
		flash2();
		flash3();
		flash4();
		flash5();
		flash6();
		flash7();
		flash8();
		
		flash8();
		flash7();
		flash6();
		flash5();
		flash4();
		flash3();
		flash2();
		flash1();
	}
}