Proteus软件在电子产品设计与制作中的实践分析
摘要：Proteus软件在电子产品设计和制作中能够创设良好的仿真环境，这样可以使得电子产品设计和制作者更好的做好设计调整工作，由此推动实际设计效率和效能的提升。本文首先对于Proteus软件的概况进行分析，接着以波形发生器为例，分析其在电子产品设计与制作中的应用，由此加深对于Proteus软件功能的全面认知。
关键词：Proteus软件；电子产品；产品设计；产品制作
一、Proteus软件概况
Proteus作为EDA软件，其有着十分强大的功能，无论是原理图优化，亦或是代码调试，再到单片机与外围电路系统仿真处理，亦或是PCB设计切换，都可以切实的发挥其效能，可以引导实际的设计概念很快的渗透到产品中去，继而使得设计效率得以提升。在虚拟仪器仪表的帮助下，可以对于各个参数实现测试，创设良好的仿真实验环境，提供良好的人机交互界面。从当前应用领域来看，在电子技术模拟方面，数字电子技术方面，微控制器系统仿真和设计方面，有着十分广泛和深刻的使用。
二、Proteus软件在电子产品设计与制作中的运用-以波形发生器为例
波形发生器是可数字调频调幅的数字信号发生器，在特定硬件调试环境中，融入特定的信号，就可以对于电路运行的正常性进行观察，由此为实现幅度调整行为的管理和控制，以保证实际的振荡处于周期性的状态。从当前波形发生器设计和制作的现状来看，使用Proteus软件可以很好的发挥其在设计中的效能，下面我们对于实际的设计流程进行详细分析，由此探讨Proteus软件在电子产品设计与制作中的效能。
（一）总体结构所需的硬件条件
首先需要对于实际波形发生器的性能需求进行分析，本次的波形发生器需要产生方波，锯齿波，正弦波和三角波四种。也就是需要依靠单片机控制元件，依照频率实现波形周期大姐算，在此周期中实现对应数据的输出，继而经过转换器获取到模拟信号，将其以波形的方式输出。实际的波形类别和频率，是以按钮输入的方式来进行的，借助LCD来实现信息交互。基于上述需求分析，可以看出本次的系统架构主要包括如下几个模块：主控芯片，LCD显示模块，数模转换模块，电流电压转换模块，按键模块。为此实现实际硬件系统的架构，还需要提供如下的硬件设备：
核心器件：型号为AT89C52，功耗比较低，可以成为数据处理和控制的核心元件，可以与I/o模式实现连接。
转换器：最终确定的型号为DAC0832，作为数模转换器，其优势集中体现在：成本比较低，接口结构简单化，转换控制可以很好的实现控制，8位电流型，可以实现双极性电压输出的外接。
显示设备：选择的是LM016LLCD，采用的是高清显示器，可以与单片机进行传输交互，存储80个字符码，可以很好的显示波形和频率，由此实现人机交互效率的提升。
键盘：本次结构需要使用矩阵键盘，实际矩阵数值为4x4，实现行和列的分别连接，并且以中断的方式做到按键的有效识别。
（二）实现电路原理图的绘制
确定实际系统芯片和实际设备架构之后，就可以切实的利用Proteus软件，做好实际的电路原理图的设计工作。在此过程中，设计人员需要严格依照实际的设计规范来操作，确保实际的电路原理图得到正确有效的绘制。为了实现这样的目标，需要采取的措施主要包括：其一，选择系统架构需求的构件，将对应的构件位置进行摆放，保证其合理性和科学性，不能出现混乱，为后续的设计工作奠定基础；其二，实现芯片的有效连接。因为本次的系统架构过程中，外用器件数量比较少，可以以I/O接口模式的方式来运作，确保与各个芯片之间是有效连接的，避免出现连接差错，保证连接行为的精确性；其三，做好其他连线工作，主要包括CPU的时钟，DAC的连接，电阻电源的连接，地线的连接，复位电路的连接等，这些都是后续连接环节中的重要节点；其四，对于绘制出来的电路原理图进行全面的检查，看看其中是否存在连接失误，实际系统结构是否存在漏洞等，由此确保实际的电路原理图可以以最佳的状态呈现出来。下图1为本次系统架构的电路原理图。
图1 使用Proteus软件设计的系统电路原理图
（三）软件设计的实现路径
软件实际需要结合实际系统电路图来运作，通过按钮实现波形和频率的及界定，并在此基础上进行按键操作，单片机依照实际参数来获取对应数据信息，并且在输出端呈现出来，也就是说软件需要完成按键操作和波形生成的任务。此时就牵涉到两个维度的流程：首先，按键处理的流程。首先对于波形频率的切换键进行界定，如果是按下对应按键，这就意味着实际状态的改变，此时如果处于频率状态，此时就会输入需求的频率取值；如果是处于波形模式，可以实现转换；在确定按键操作后，可以实现实际波形和频率取值的存储，并且将其按键进行界定，由此确保输出的波形是所需的。其次，主程序波形生成的流程。处于初始化的状态中，实现保存波形状态和频率取值的界定，因为方波仅仅需要实现高低电平的输出，单独采用终端方式来进行交互，而其他三种波形可以依照频率取值的大小，实现点数的界定，由此实现对应点数的输出，继而获取到实际的波形。也就是说，为了获取相对清晰的波形或者频率范畴，其他三种信号的点数需要依照实际情况来进行分段调整，此时设置系统和机器周期都要得到有效的调控。
在实际流程得以界定之后，实际的点数和频率范围之间的关系就得到了界定，接下来就需要实现四种波形的有效设计。此处我们以方波设计为例，因为其产生原理比较简单，需要输出0或者FF好，依照实际频率获取周期数值，并且在定时器上进行时间设置，在定时器中断的时候，就可以获取到实际的输出取值，我们知道，方波频率与点数之间没有关联，能够对其产生影响的因素有：定时的时间因素，中断服务程序执行时间因素，DAC0832的最高转换速度因素。也就是说在频率发生改变之后，我们可以通过虚拟示波器展现出实际频率变化的趋势。
再者，是锯齿波的设计，其主要输入的取值为0-255按比例增长的整数，如果达到实际极限，就再次返回到0，由此进入到循环的转台。在此过程中，我们首先要确定N的取值，依靠实际关系公式，实现输出时间间隔的界定，此时可以切实的发挥定时器的效能。我们指导，不同频率每个周期的点数是完全不一样的，此时可以进行比例因子的谁当，在定时时间确定后，实现输出，由此进入循环状态，继而就可以获取到实际的锯齿波。
接着，是三角波的设计。相比较锯齿波，其不同的在于：同一个周期内，其呈现出对称的状态。实际输出的时候，取值是0-255之间，达到实际巅峰之后，再次返回到0，在这样的背景下，可以实现实际比例因子的界定，获取对应点的输出值，并且在实际周期中进行界定，对于递增属性和递减属性进行分析，由此可以获取到三角波。
最后，是正弦波的设计。首先我们需要弄清楚的是，此波可以在各个点值中查询出来，首先需要实现周期256个点表的列出，实现比例因子的计算，依照不同的频率，使用不同的比例因子，由此确保实际点的输出，继而获取实际所需求的波形。
三、结语
综上所述，Proteus软件功能强大，其可以在各类型电子产品设计和制作中切实的发挥效能，作为电子产品设计和制作人员，需要在明确实际设计需求的基础上，综合运用Proteus软件的各项功能，确保实际的设计工作质量得到进一步的提升。
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