proteus元件制作步骤及方法.docx
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proteus元件制作步骤及方法
一、ProteusVSM仿真模型简介
在使用Proteus仿真单片机系统的过程中，经常找不到所需的元件，这就需要自己编写。
ProteusVSM的一个主要特色是使用基于DLL组件模型的可扩展性。
这些模型分为两类：
电气模型（ElectricalModel）和绘图模型（GraphicalModel）。
电气模型实现元件的电气特性，按规定的时序接收数据和输出数据；绘图模型实现仿真时与用户的交互，例如LCD的显示。
一个元件可以只实现电气模型，也可以都实现电气和绘图模型。
Proteus为VSM模型提供了一些C++抽象类接口，用户创建元件时需要在DLL中实现相应的抽象类。
VSM模型和Proteus系统通信的原理如下图：
绘图模型接口抽象类：
ICOMPONENT――ISIS内部一个活动组件对象，为VSM模型提供在原理图上绘图和用户交互的服务。
IACTIVEMODEL――用户实现的VSM绘图模型要继承此类，并实现相应的绘图和键盘鼠标事件处理。
电气模型接口抽象类：
IINSTANCE――一个PROSPICE仿真原始模型，为VSM模型提供访问属性、模拟节点和数据引脚的服务，还允许模型通过仿真日志发出警告和错误信息。
ISPICECKT（模拟）――SPICE拥有的模拟元件，提供的服务：
访问、创建和删除节点，在稀疏矩阵上分配空间，同时还允许模型在给定时刻强制仿真时刻点的发生和挂起仿真。
ISPICEMODEL（模拟）――用户实现的VSM模拟元件要继承此类，并实现相应的载入数据，在完成的时间点处理数据等。
IDSIMCKT（数字）――DSIM拥有的数字元件，提供的服务：
访问数字系统的变量，创建回调函数和挂起仿真。
IDSIMMODEL（数字）――用户实现的VSM数字元件要继承此类，并实现相应的引脚状态变化的判断和回调事件的处理。
IDSIMPIN（数字）――数字组件的引脚，提供检测引脚状态和创建输出事务事件的服务。
IDBUSPIN（数字）――数字组件的数据或地址总线，提供检测总线状态和创建总线输出事务事件的服务。
IMIXEDMODEL（混合）――同时继承了ISPICEMODEL和IDSIMMODEL，元件既有模拟特性，又有数字特性。
为了让Proteus访问用户模型中的成员函数，必须创建用户模型的一个实例。
这不能通过类的接口来实现，只能通过从DLL中导出几个C函数来实现，在用户模型中必须实现这些C函数，达到构造和析构用户模型实例的效果。
（1）构造和析构绘图模型实例：
IACTIVEMODEL*createactivemodel（CHAR*device,ILICENCESERVER*ils）
VOIDdeleteactivemodel（IACTIVEMODEL*model）
（2）构造和析构模拟电气模型实例：
ISPICEMODEL*createspicemodel（CHAR*device,ILICENCESERVER*ils）
VOIDdeletespicemodel（ISPICEMODEL*model）
（3）构造和析构数字电气模型实例：
IDSIMMODEL*createdsimmodel（CHAR*device,ILICENCESERVER*ils）
VOIDdeletedsimmodel（IDSIMMODEL*model）
（4）构造和析构混合电气模型实例：
IMIXEDMODEL*createmixedmodel（CHAR*device,ILICENCESERVER*ils）
VOIDdeletemixedmodel（IDSIMMODEL*model）
二、ProteusVSM仿真模型开发流程
1．绘制元件图形、引脚和相关符号。
2．制作元件，设置元件属性。
3．用C++编写元件，实现电气和绘图模型，编译生成DLL。
4．搭建电路仿真测试。
三、VSM模型开发实例
下面以TG19264A点阵式液晶显示元件的开发为实例详细讲解开发过程。
1．打开Proteus，选择菜单查看>>Snap10th，选择左边绘图工具栏的2Dgraphicsbox，绘制如图所示的三个图形。
2．选择2Dgraphicsline，给出两条直线，设置width为36th，颜色为灰色。
选择2Dgraphicscircle，给四个角绘制安装孔。
选择Markersforcomponentorigin，给三个图形分别绘图符号原点（图中红色部分）。
3．选择Devicepin，顺时针旋转90度，放置20个引脚，如图所示。
GND、VCC、V0、Vee、LED+的电气类型选择PP-PowerPin，D/I、R/W、E、CS1、RET、CS2、CS3的电气类型选择IP-Input，D0~D7的电气类型选择IO-Bidirectional。
4．右键拖出选择框选择第一个符号，选择菜单库>>制作符号，命名为LCD19264A_C，确定。
同理，第二和第三个分别命名为LCD19264A_1和LCD19264A_0。
当用户调用drawsymbol（-1），将绘制LCD19264A_C，调用drawsymbol
（1），将绘制LCD19264A_1，调用drawsymbol（0），将绘制LCD19264A_0。
5．右键拖出选择框选择符号LCD19264A_C，选择菜单库>>制作元件，DeviceProperties设置如图，
点击Next>。
跳过封装设置，点击Next>。
组件属性设置如图，
点击Next>。
选择数据手册（可选），点击Next>。
选择器件库，点击OK。
6．打开VC，新建工程，选择Win32Dynamic-LinkLibrary，给工程命名，建立空的DLL工程。
从Proteus安装目录的INCLUDE文件夹中将VSM.HPP复制到当前工程目录，新建文件LCD19264A.H和LCD19264A.CPP，编写如下代码。
CODE:
/*****************************************************************
*文件：
LCD19264A.H
*说明：
不支持以下特性
*
（1）不支持显示开关控制
*
（2）不支持设置显示起始行
*****************************************************************/
＃include"vsm.hpp"
//LCD常量
#defineLCD_BLK_NUM 3 //lcdblocknumber
#defineLCD_BLK_LEN 64 //lcdblocklength
#defineLCD_LINE_NUM8 //lcdlinenumber
#defineLCD_LENGTH （LCD_BLK_LEN*LCD_BLK_NUM） //lcdlength
#defineLCD_WIDTH 64 //lcdwidth
#defineBLANK_WIDTH 50 //thewidthofblank
#defineSYM_LINEWIDTH28 //thewidthofsymbolline
//LCD命令掩码
#defineCMD_MASK 0xc0
//LCD命令
#defineDISP_ONOFF 0x00//开关背光
#defineSET_STARTLINE0xc0//设置起始行
#defineSET_XADDRESS0x80//设置X地址
#defineSET_YADDRESS0x40//设置Y地址
//延时常量
#defineDELAY_1s 1000000000000
#defineDELAY_1ms1000000000
#defineDELAY_1us1000000
#defineDELAY_1ns1000
#defineDELAY_1ps1
/*
LCD元件既有数字电气特性，也有绘图特性，所以要继承IACTIVEMODEL和IDSIMMODEL
*/
classLCD19264A:
publicIACTIVEMODEL,publicIDSIMMODEL
{
public:
/*电气模型成员函数*/
//数字电路总是返回TRUE
INTisdigital（CHAR*pinname）;
//当创建模型实例时被调用，做初始化工作
VOIDsetup（IINSTANCE*inst,IDSIMCKT*dsim）;
//仿真运行模式控制，交互仿真中每帧开始时被调用
VOIDrunctrl（RUNMODESmode）;
//交互仿真时用户改变按键等的状态时被调用
VOIDactuate（REALTIMEtime,ACTIVESTATEnewstate）;
//交互仿真时每帧结束时被调用，通过传递ACTIVEDATA数据与绘图模型通信，从而调用animate（）进行绘图
BOOLindicate（REALTIMEtime,ACTIVEDATA*data）;
//当引脚状态变化时被调用，主要用来处理数据输入和输出
VOIDsimulate（ABSTIMEtime,DSIMMODESmode）;
//可通过setcallback（）设置在给定时间调用的回调函数
VOIDcallback（ABSTIMEtime,EVENTIDeventid）;
/*绘图模型成员函数*/
//当创建模型实例时被调用，做初始化工作
VOIDinitialize（ICOMPONENT*cpt）;
//被PROSPICE调用，返回模拟电气模型
ISPICEMODEL*getspicemodel（CHAR*device）;
//被PROSPICE调用，返回数字电气模型
IDSIMMODEL*getdsimmodel（CHAR*device）;
//当原理图需要重绘时被调用
VOIDplot（ACTIVESTATEstate）;
//当相应的电气模型产生活动事件时被调用，常用来更新图形
VOIDanimate（INTelement,ACTIVEDATA*newstate）;
//用来处理键盘和鼠标事件
BOOLactuate（WORDkey,INTx,INTy,DWORDflags）;
private:
IINSTANCE*instance;//PROSPICE仿真原始模型
IDSIMCKT*ckt; //DSIM的数字元件
ICOMPONENT*component;//ISIS内部一个活动组件对象
//引脚定义
IDSIMPIN*di;//D/I
IDSIMPIN*rw;//R/W
IDSIMPIN*en;//E
IDSIMPIN*cs1;//CS1
IDSIMPIN*cs2;//CS2
IDSIMPIN*cs3;//CS3
IDSIMPIN*d[8];//D0~D7
IBUSPIN*databus;//D[0..7]
//LCD参数
BYTEx_addr;//X地址（见手册）
BYTEy_addr;//Y地址（见手册）
BYTEstatus;//状态（见手册）
BYTEcur_blk;//当前块号（总共分3块，见手册）
BYTEDDRAM[LCD_BLK_NUM][LCD_BLK_LEN*LCD_WIDTH/8];//LCD显示RAM
BOOLnew_flag;//新数据到达标志
//显示参数
BOXlcdarea;//LCD显示区域
floatpix_width,pix_height;//每象素对应矩形的宽和高
};
CODE:
/*****************************************************************
*文件：
LCD19264A.CPP
*说明：
不支持以下特性
*
（1）不支持显示开关控制
*
（2）不支持设置显示起始行
*****************************************************************/
＃include
＃include"LCD19264A.h"
//----------------------------------------------------------------------------
//电气模型的实现
//构造数字电气模型实例
extern"C"IDSIMMODEL__declspec（dllexport）*createdsimmodel（CHAR*device,ILICENCESERVER*ils）
{
//授权认证
ils->authorize（0x88888888,0x69）;//版本为6.9
returnnewLCD19264A;//创建模型实例
}
//析构数字电气模型实例
extern"C"VOID__declspec（dllexport）deletedsimmodel（IDSIMMODEL*model）
{
delete（LCD19264A*）model;//删除模型实例
}
//数字电路总是返回TRUE
INTLCD19264A:
:
isdigital（CHAR*pinname）
{
return1;
}
//当创建模型实例时被调用，做初始化工作
VOIDLCD19264A:
:
setup（IINSTANCE*inst,IDSIMCKT*dsim）
{
instance=inst;//PROSPICE仿真原始模型
ckt=dsim; //DSIM的数字元件
//获取引脚
di=instance->getdsimpin（"D/I,d/i",true）;
di->setstate（FLT）;//FLOAT
rw=instance->getdsimpin（"R/W,r/w",true）;
rw->setstate（FLT）;
en=instance->getdsimpin（"E,e",true）;
en->setstate（FLT）;
cs1=instance->getdsimpin（"CS1,cs1",true）;
cs1->setstate（FLT）;
cs2=instance->getdsimpin（"CS2,cs2",true）;
cs2->setstate（FLT）;
cs3=instance->getdsimpin（"CS3,cs3",true）;
cs3->setstate（FLT）;
d[0]=instance->getdsimpin（"D0,d0",true）;
d[0]->setstate（FLT）;
d[1]=instance->getdsimpin（"D1,d1",true）;
d[1]->setstate（FLT）;
d[2]=instance->getdsimpin（"D2,d2",true）;
d[2]->setstate（FLT）;
d[3]=instance->getdsimpin（"D3,d3",true）;
d[3]->setstate（FLT）;
d[4]=instance->getdsimpin（"D4,d4",true）;
d[4]->setstate（FLT）;
d[5]=instance->getdsimpin（"D5,d5",true）;
d[5]->setstate（FLT）;
d[6]=instance->getdsimpin（"D6,d6",true）;
d[6]->setstate（FLT）;
d[7]=instance->getdsimpin（"D7,d7",true）;
d[7]->setstate（FLT）;
//为方便操作，将D0~D7映射为8位总线
databus=instance->getbuspin（"LCD_DBUS",d,8）;
databus->settiming（100,100,100）;//设置时间延迟
databus->setstates（SHI,SLO,FLT）;//设置总线逻辑为[1,0,三态]时的驱动状态
//lcdmodel
x_addr=0;//X地址（见手册）
y_addr=0;//Y地址（见手册）
status=0;//状态（见手册）
new_flag=TRUE;//新数据到达标志
}
//仿真运行模式控制，交互仿真中每帧开始时被调用
VOIDLCD19264A:
:
runctrl（RUNMODESmode）
{
}
//交互仿真时用户改变按键等的状态时被调用
VOIDLCD19264A:
:
actuate（REALTIMEtime,ACTIVESTATEnewstate）
{
}
//交互仿真时每帧结束时被调用，通过传递ACTIVEDATA数据与绘图模型通信，从而调用animate（）进行绘图
BOOLLCD19264A:
:
indicate（REALTIMEtime,ACTIVEDATA*data）
{
if（new_flag）{//有新数据到达
data->type=ADT_REAL;//callbackanimate（）torefreshlcd
data->realval=（float）time*DSIMTICK;
}
returnTRUE;
}
//当引脚状态变化时被调用，主要用来处理数据输入和输出
VOIDLCD19264A:
:
simulate（ABSTIMEtime,DSIMMODESmode）
{
BYTEdata;
if（en->isnegedge（））{ //E的下降沿到达
if（（rw->istate（）==SLO）||（rw->istate（）==WLO））{//R/W为低表示写
//读块选择
if（（cs1->istate（）==SLO）||（cs1->istate（）==WLO））
cur_blk=0;
elseif（（cs2->istate（）==SLO）||（cs2->istate（）==WLO））
cur_blk=1;
elseif（（cs3->istate（）==SLO）||（cs3->istate（）==WLO））
cur_blk=2;
else
return;//notselectblock
data=（BYTE）databus->getbusvalue（）;//读数据
if（（di->istate（）==SHI）||（di->istate（）==WHI））{//D/I为高表示数据
DDRAM[cur_blk][x_addr*LCD_BLK_LEN+y_addr]=data;//写入数据
new_flag=TRUE;//新数据到达标志
y_addr=（（y_addr+1）%LCD_BLK_LEN）; //y地址自动加1
if（y_addr==0）
x_addr=（（x_addr+1）%LCD_LINE_NUM）;//自动换行
}else{ //D/I为低表示命令
switch（data&CMD_MASK）
{
caseDISP_ONOFF:
//开关背光
break;
caseSET_STARTLINE:
//设置起始行
break;
caseSET_XADDRESS:
//设置X地址
x_addr=（data&0x07）;//bit2~bit0
break;
caseSET_YADDRESS:
//设置Y地址
y_addr=（data&0x3f）;//bit5~bit0
break;
default:
break;
}
}
}else{ //E的下降沿到达,R/W为高表示读结束
databus->drivetristate（time）;//驱动总线为三态
}
}elseif（en->isposedge（） //E的上升沿到达
&&（（rw->istate（）==SHI）||（rw->istate（）==WHI）））{//R/W为高表示读
if（（di->istate（）==SHI）||（di->istate（）==WHI））{//D/I为高表示数据
//读块选择
if（（cs1->istate（）==SLO）||（cs1->istate（）==WLO））
cur_blk=0;
elseif（（cs2->istate（）==SLO）||（cs2->istate（）==WLO））
cur_blk=1;
elseif（（cs3->istate（）==SLO）||（cs3->istate（）==WLO））
cur_blk=2;
else
return;//notselectblock
data=DDRAM[cur_blk][x_addr*LCD_BLK_LEN+y_addr];
databus->drivebusvalue（time,data）; //输出数据
y_addr=（（y_addr+1）%LCD_BLK_LEN）; //y地址自动加1
if（y_addr==0）
x_addr=（（x_addr+1）%LCD_LINE_NUM）;//自动换行
}else{ //D/I为低表示命令
databus->drivebusvalue（time,status）;//输出状态
}
}
}
//可通过setcallback（）设置在给定时间调用的回调函数
VOIDLCD19264A:
:
callback（ABSTIMEtime,EVENTIDeventid）
{
}
//----------------------------------------------------------------------------
//绘图模型的实现
//Exportedconstructorforactivecomponentmodels.
extern"C"IACTIVEMODEL__declspec（dllexport）*createactivemodel（CHAR
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