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Universidad de Carabobo
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Eléctrica
Departamento de Sistemas y Automática
Proteus VSM
Guía Rápida de uso (Versión 1.0 - Nov 2008)
Demetrio Rey Lago ( [email protected] )
1. ¿Qué es Proteus? .................................................................................................................................. 2
2. Sobre este Documento .......................................................................................................................... 2
a. Acciones del usuario .......................................................................................................................................3
b. Comandos del Mouse: .....................................................................................................................................3
3. Inicio de Proteus VSM ........................................................................................................................... 3
4. Creando el Primer Circuito (contador binario ascendente) ..................................................................... 5
a. Seleccionar Dispositivo PIC ..............................................................................................................................6
b. Colocar Dispositivo PIC en el Plano ..................................................................................................................8
c. Seleccionar restantes componentes ................................................................................................................9
d. Insertar componentes en circuito .................................................................................................................. 10
e. Guardar Diseño ............................................................................................................................................. 11
f. Conectar componentes entre sí y a Vcc y tierra. ............................................................................................. 12
g. Editar parámetros de los componentes.......................................................................................................... 13
5. Programar el Micro ............................................................................................................................. 15
a. Agregar archivo fuente en lenguaje ensamblador .......................................................................................... 15
b. Editar archivo fuente..................................................................................................................................... 17
c. Ensamblar archivo ........................................................................................................................................ 18
d. Programar el microprocesador del circuito (asignarle el código ejecutable) .................................................... 19
6. Simulación .......................................................................................................................................... 22
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1. ¿Qué es Proteus?
Proteus VSM es un co-simulador de microprocesadores dentro de un simulador PSPICE de modo mixto
(digital/analógico) desarrollado por Labcenter Electronics (página Web en http://www.labcenter.co.uk/ ).
Proteus permite el diseño esquemático de circuitos conformado por microprocesadores, o microcontroladores
conectados con elementos electrónicos (fuentes, resistencias, capacitores, inductores, LEDs), dispositivos de
entrada/salida (displays siete segmentos y LCD, teclados, botones), elementos electromecánicos (botones, contactos,
motores), circuitos integrados, y otros componentes.
Luego de construir el circuito mediante una interfaz de dibujo esquemático, el usuario puede programar virtualmente
los micros presentes en el circuito, y correr una completa simulación del mismo. Esto permite validar el diseño, corregir
errores e introducir mejoras antes de implementar el circuito real en el Laboratorio.
La simulación de Proteus es interactiva, puesto que el usuario, mediante clicks del mouse sobre los dispositivos
periféricos, puede cambiar el estado de las señales de entrada al micro y observar la respuesta de éste de acuerdo a su
programación.
2. Sobre este Documento
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Este documento es una guía rápida de uso del Proteus 6 Professional para Windows, donde se muestra la secuencia de
comandos y acciones que debe realizar el usuario para la correcta implementación y simulación de circuitos básicos con
el microcontrolador PIC16F877 de Microchip. Para facilitar el entendimiento de la herramienta Proteus, se incluyen las
pantallas que muestra este programa durante en las diversas etapas de diseño y simulación.
a. Acciones del usuario
• Las acciones que debe realizar el usuario estarán resaltadas en amarillo y letra negrita
• Las opciones consecutivas de selección y menú están separadas por el carácter >, tal como la secuencia de
comandos File > Save Design > Dar Nombre al Diseño > Guardar
• Las teclas presionadas a la vez aparecen separadas por guiones tal como ctrl-z
b. Comandos del Mouse:
• Click: apuntar con el mouse y presionar botón izquierdo
• Click-derecho: apuntar con el mouse y presionar botón derecho
• Arrastrar: apuntar con el mouse, presionar botón izquierdo, dejándolo presionado, mover el mouse hasta la
posición destino y luego liberarlo
3. Inicio de Proteus VSM
El programa se encuentra identificado en el menú inicio de Windows, en la sección:
Menú Inicio Windows > Todos los programas > Proteus 6 Professional > ISIS 6 Professional
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Al momento del inicio, el programa presenta su pantalla principal. El área más grande de la pantalla se llama Ventana de
Edición (Editing Window), y es donde se colocan componentes y líneas de conexión. El área arriba a la izquierda, es el
VIsor (Overview Window), en el cual se presenta una visión global de la actual posición del plano lógico y además
contiene la vista preliminar de cada objeto a ser colocado en el plano. Debajo del Visor está el Selector de Objetos
(Object Selector), en donde se despliega una lista de los componentes, símbolos, y otros objetos de las bibliotecas de
Proteus. En las partes superior y lateral se observan el menú principal, y las barras de herramientas.
Ventana de Edición
Selector de
Objetos
Visor
Barra de Herramientas
Menú Principal
Barra de Herramientas
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4. Creando el Primer Circuito (contador binario ascendente)
Para crear nuestro primer circuito, vamos a implementar un contador binario ascendente con el PIC16F877. Primero,
vamos a crear un nuevo diseño, seleccionando File > New Design
Lo cual nos presentará una ventana que nos muestra los diferentes tipos de plantillas para nuestro diseño, y nosotros
elegiremos la plantilla predeterminada (Default) y hacemos click en OK DEFAULT > OK.
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a. Seleccionar Dispositivo PIC
Ahora, seleccionamos el componente PIC16F877 en las bibliotecas de Proteus. Para ello, seleccionamos
Library > Pick Device/Symbol
Seguidamente se nos muestra en pantalla la Ventana de Selección de Dispositivos (Pick Devices ). En esta ventana, se
pueden seleccionar los dispositivos mediante clicks en Category, Subcategory, Manufacturer.
La siguiente figura muestra las listas de dispositivos microprogramables disponibles del fabricante Microchip
Category : Microprocessor ICs > Sub-category: PIC 16 Family > Manufacturer: Microchip
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Como puede observarse, Proteus contiene una gran cantidad de dispositivos en sus bibliotecas!
Haciendo click con el mouse, seleccionamos el dispositivo PIC16F877. Inmediatamente aparecerán, a la derecha de la
ventana de diálogo, las vistas preliminares del símbolo del dispositivo (PC16F877 Preview) y del diagrama de circuito
impreso (PCB Preview).
Debemos estar seguros de seleccionar el símbolo PCB correspondiente al DIL40, correspondiente a 40 pines (Dual In-
Line 40 pins), que es el usado en el laboratorio. Hacemos click en OK
Seguidamente, aparecerá el símbolo del microprocesador en el Visor y el nombre PIC16F877 aparecerá en el selector de
objetos.
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b. Colocar Dispositivo PIC en el Plano
Para colocar el PIC en el plano, basta con hacer click sobre el nombre en el Selector de Objetos y mover el mouse sobre
el lugar del plano donde queremos colocar el PIC.
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c. Seleccionar restantes componentes
Seguidamente vamos a conectar al PIC:
• El botón de reset del micro
• Oscilador
• Pulsador de Entrada (UP)
• Leds de salida
Primero vamos a seleccionar todos los dispositivos necesarios, y posteriormente los insertaremos en el plano.
Abrimos nuevamente la ventana de selección de dispositivo mediante File > Library > Pick Devices/Symbol.
Primero seleccionaremos un pulsador. Para ilustrar otra forma de seleccionar dispositivos, usaremos el método de
búsqueda por palabas claves (campo Keywords) y escribimos la palabra inglesa button (parte de la frase push button,
que significa ‘pulsador’ en el idioma inglés). Es importante dejar Categories seleccionado en (All Categories), para así
realizar la búsqueda en todas las bibliotecas disponibles.
La lista resultante contendrá un pulsador apropiado, tal como el Dispositivo: BUTTON, con la descripción SPST Push
Button, el cual corresponde a un pulsador N.A. con un solo polo y un solo terminal. El símbolo del pulsador aparecerá a
la derecha de la ventana de selección. Hacemos click en OK
Al igual que cuando seleccionamos el PIC, el nuevo componente BUTTON aparecerá listado en el Selector de Objetos.
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El pulsador también pudo ser encontrado mediante el primer método, seleccionando Category: Switches & Relays >
Sub-category: switches > BUTTON
Siguiendo alguno de los dos procedimientos de selección descritos (selección o búsqueda), procedemos a traer de las
bibliotecas el dispositivo, los siguientes componentes:
Descripción Dispositivo en Biblioteca Símbolo
Resistencia Category: Resistors > Sub-category: Generic > RES
Cristal Category: Miscellaneous > CRYSTAL
Condensador Category: Capacitors > Sub-category: Generic > CAP
LED verde
animado
Category: optoelectronics > sub-category: LEDs > LED-
GREEN (animated LED model green)
d. Insertar componentes en circuito
Ahora con los componentes en el selector de objetos, procedemos a hacer click sobre el componente deseado y
seguidamente hacer tantos clicks sobre el plano como componentes deseamos, en los lugares correspondientes. A
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continuación se observa el plano con todos los componentes en su posición final. Obsérvese que cuando hacemos click
en algún componente, éste aparecerá en el visor, y allí podremos rotarlo de acuerdo a nuestra necesidad.
• Para seleccionar un componente, basta con hacer un click-boton-derecho sobre el componente y esto hará que
el dispositivo quede resaltado en rojo
• Para borrar un componente que fue colocado equivocadamente, debe hacer un click-boton-derecho sobre el
componente y presionar la tecla DEL o hacer doble click-boton-derecho sobre el componente
• Para cancelar la última acción efectuada, presione las teclas ctrl-z
• Para mover un componente, puede seleccionarlo con click-boton-derecho sobre el componente y luego
arrastrar el componente dejando presionado el mouse con el botón izquierdo y soltarlo hasta llegar a la
posición deseada
e. Guardar Diseño
Ahora es buen momento para guardar en diseño en el disco duro o en el lugar de almacenamiento que deseemos. Para
ello debemos seleccionar File > Save Design o File > Save Design As damos el nombre deseado al diseño (en nuestro
caso se llama “contador”) y presionamos Guardar.
Controles de rotación
de componentes.
Puede verse en el lado
izquierdo arriba o abajo
dependiendo del
tamaño de la ventana
principal
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Es recomendable guardar cada diseño en un directorio creado únicamente para el mismo. Igualmente, se recomienda
guardar el diseño frecuentemente para evitar pérdida de información.
f. Conectar componentes entre sí y a Vcc y tierra.
Seguidamente trazamos las líneas que conectan a nuestros componentes entre sì y con Vcc y tierra, resultando en el
siguiente circuito:
• Para trazar una línea, click en los terminales de inicio y final
• Si la línea no finaliza en ningún terminal existente, se finaliza con doble-click en el punto destino
• Para que una línea tome una ruta definida, haga varios clicks en los puntos por donde deba pasar, hasta llegar
al componente destino, o haciendo doble-click para terminar la línea.
• Para insertar Vcc y Ground, seleccione la herramienta intersheet-terminal. Seguidamente aparecerá la lista de
terminales disponible. Seleccione Power para Vcc o GROUND para tierra, y haga un click en el sitio del plano
donde estará localizado el terminal.
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g. Editar parámetros de los componentes
Para colocar valores en los componentes (nombre, valor de resistencia, capacitancia, frecuencia, según sea el caso) debe
seleccionarse primero el Modo de Edición, en la barra de herramientas a la izquierda. Y luego hacer click en el
componente a editar. Un cuadro de diálogo aparecerá, en el cual cambiaremos los parámetros del objeto, y
presionamos el botón OK.
A continuación se muestran las pantallas para asignar la frecuencia del cristal del reloj a 20Mhz:
Inter-sheet terminal: permite
insertar Vcc y tierra
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… y las resistencias de los LEDs a 330 Ohmnios.
Resistencia seleccionada está detrás del
cuadro de diálogo
1) Modo Edición: permite editar
valores de los componentes
2) Click sobre el componente a
editar
3) Se edita el campo
correspondiente
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También se cambiaron las etiquetas de los dos pulsadores. Uno se llamó RESET, y el otro UP. De acuerdo a lo
establecido en el diseño.
5. Programar el Micro
Ahora que tenemos listo el circuito, procedemos a escribir el programa que será ejecutado simuladamente por el micro
seleccionado.
a. Agregar archivo fuente en lenguaje ensamblador
Para ello vamos primero a agregar el archivo fuente en el menú Source > Add/Remove Source files
En el cuadro de diálogo presionamos New
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Esto a su vez abrirá un nuevo cuadro de diálogo en el cual escribiremos el nombre deseado del archivo (contador.asm).
Es recomendable que el archivo de lenguaje ensamblador resida en el mismo directorio donde tenemos el diseño.
El sistema hará una advertencia, explicando que el archivo no existe y preguntará si queremos crearlo, entonces diremos
que sí.
Seguidamente, se regresa al cuadro dialogo anterior y elegimos la herramienta de generación de código (Code
Generation Tool): MPASMWIN, que es el ensamblador de microchip, el cual viene incluido con Proteus. Presionamos
OK.
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b. Editar archivo fuente
En este momentooo vamos a transcribir el código ensamblador para el micro, proveniente del algoritmo solución que
hayamos creado previamente. Seleccionamos Source > 1. Contador.asm
A partir de este momento se abre un editor en una ventana aparte. En este editor escribimos el programa en lenguaje
ensamblador. El mismo se transcribe a continuación:
list p=pic16f877
#include <p16f877.inc>
org 0x00
goto INICIO
org 0x05
INICIO bsf STATUS,RP0
movlw 0x06
movwf ADCON1
movlw 0xFF
movwf TRISA ; portA todos entradas digitales
clrf TRISB
bcf STATUS,RP0 ; portB todos salidas digitales
clrf PORTB ; cuenta en cero
CICLO btfsc PORTA,0 ; espera a presionar boton
goto CICLO
incf PORTB,1 ; incrementa cuenta
ESPERA1 btfss PORTA,0 ; espera a liberar boton
goto ESPERA1
goto CICLO
END
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c. Ensamblar archivo
Para ensamblar el archivo, debemos cambiar de ventana (puede dejar la ventana de editor abierta) para regresar
nuevamente a la del Proteus y seleccionar en el menú Source > Build All
Esto ensamblará el archivo fuente. Si hay errores, se desplegará una ventana indicando los errores correspondientes.
Para lo cual hay que regresar a la ventana del editor y hacer los cambios necesarios. En el momento que el ensamblado
sea exitoso, aparecerá una ventana indicando que no se encontraron errores. Seguidamente presionaremos el botón
Close
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d. Programar el microprocesador del circuito (asignarle el código ejecutable)
El siguiente paso es muy importante: indicar en Proteus que el programa recién ensamblado será programado a un
micro presente en nuestro circuito. Para ello hacemos click en el modo edición > seleccionamos el micro de nuestro
circuito > editamos el campo Program File. Para ello hacemos click en el ícono de carpeta al lado del campo y
localizamos el archivo contador.hex es decir, el archivo ejecutable.
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1) Modo Edición
2) Click sobre el micro
3) se edita program file. Haciendo
click sobre la carpeta
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Se presiona OK
6. Simulación
Para simular el circuito, presionamos los botones de simulación situados abajo a la izquierda de la ventana de Proteus. A
continuación se muestran los botones Correr (Run), Paso a Paso (Step), Pausa y Parar (Stop), respectivamente.
Procedemos a hacer click en RUN. En este momento, todos los terminales en voltaje bajo aparecerán con un cuadro
azul, y aquellos con voltaje alto aparecerán con voltaje en rojo. Igualmente la indicación de ANIMATING y el número de
segundos de tiempo transcurrido aparecerá en la barra inferior de la ventana.
En este momento podemos empezar a interactuar con el circuito haciendo click en los pulsadores. Es importante que no
esté el modo de edición activado, para ello, puede hacer click en el ícono Components, arriba a la izquierda.
Se debe observar que la cuenta en binario se despliega en el puerto B y con cada click en el botón UP, la cuenta se
incrementa en uno. Si se presiona RESET, la cuenta regresa a cero (se apagan todos los LEDs).
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De esta forma se puede verificar fácilmente, y dentro de una ventana de simulación, la forma en que el micro responde
a los estímulos externos (Botones UP y RESET), y cómo manipula las salidas (Puerto B).
Puede detener la simulación en cualquier momento haciendo click en STOP
Procure que el modo de edición no esté
activado. Puede hacer click en
Components.
Presionar el botón RUN
para iniciar la simulación
Haga click sobre los pulsadores
para cerrarlos
Los leds muestran la
cuenta en binario en el
puerto B