1.2 可视化设计基本操作

可视化设计在于将集成好的库（包括所有常用的显示器、按钮、开关、传感器、电机，以及更强大的器件如TFT显示屏、SD卡和音频播放等外围设备）封装成各种模块。设计者通过添加外围设备的方式来设计原理图，通过拖放模块的方式即可调用相应的设备和程序，从而完成嵌入式设计，大大简化了编程和控制外设的方式。因此，读者仅需要掌握微控制器的基本架构，就可以进行可视化设计，大大降低了编写控制代码的难度。Proteus的可视化设计仿真功能也非常强大，Arduino/Grove工程可在没有硬件设备的情况下进行仿真功能的设计和开发，以节省硬件验证的时间。用户也可以继续在Proteus VSM工作环境下用C++或汇编语言对同一个硬件进行编程。

1.2.1 基本方法介绍

以前面的工程为例，可视化原理图搭建完成后，将界面切换至可视化设计界面，从左边的工程树中的Peripherals选项中，我们可以看到cpu和timer1两个关于Arduino开发平台的方法库，如图1-2-1所示。

单击cpu左边的三角，弹出cpu相关的方法：pinMode（配置引脚模块，指定引脚和方向）、analogReference（配置模拟引脚参考电压模块）、analogWrite（写入模拟量模块）、analogRead（读取模拟量模块）、digitalWrite（写入数字量模块，指定输出引脚和高低电平）、digitalRead（读取数字量模块）、pulseIn（读取脉冲时间模块）、millis（延时模块）、enableInterrupt（启用中断模块）、disableInterrupt（禁用中断模块）、debug（调试模块），如图1-2-2所示。

单击timer1左边的三角，弹出timer1相关的方法：initialize（初始化模块）、setPeriod（设置频率模块）、start（启动模块）、stop（停止模块）、restart（重启模块）、resume（继续模块）、read（读取模块）、pwm（启用PWM模块）、disablePwm（禁用PWM模块）、setPwmDuty（设置PWM占空比模块），如图1-2-3所示。

从工程树的右边可以看到基本逻辑框图，如图1-2-4所示。

事件块与结束块一起使用以定义子程序（如写入显示器）和事件处理程序（如处理定时器中断）的开始和结束。创建一个子程序，需要在“Edit Event Block”对话框中的“Name”栏设置子函数名称，如图1-2-5所示。在放置子程序调用块时可以选择此子程序。如果需要创建一个程序来处理可触发事件（如中断处理程序），则需要指定触发器，单击“Edit Event Block”对话框中的按钮，弹出“Select Trigger”对话框，如图1-2-6所示。

事件结束模块用于终止程序或子程序，通常放置在事件模块中。

赋值/分配模块是变量赋值的工具，如图1-2-7所示，可以在赋值/分配模块中完成创建新变量、编辑变量和删除变量等操作。单击“Edit Assignment Block”对话框中的按钮，弹出“New Variable”对话框，可以选择所创建变量的数据类型，如图1-2-8所示。

在“Edit Subroutine Call”对话框中用子程序调用模块可以调用流程图中任何已经定义的函数，如图1-2-9所示。提示：必须首先使用事件开始模块和结束模块来创建和命名子程序，子程序调用模块才可以调用子程序。

数据存储模块常用于表示存储对象（SD卡）上的操作方法，与文本或其他文件一起使用，如图1-2-10所示。

外设操作模块原则上允许在硬件上执行一个操作，硬件仅由处理器和可用操作组成，如图1-2-11所示。在实际工程中，可以向工程添加外围设备扩展板。

如图1-2-12所示，在“Edit Delay Block”对话框中，时间延迟模块用于在程序中引入特定的延迟。在执行延时函数期间，在Arduino单片机中读取传感器、数学计算和引脚操作等均停止，但是中断可以继续工作。

决策判断模块的作用是基于条件对程序流进行分流，从而执行不同的处理方式。如图1-2-13所示，在“Edit Decision Block”对话框中需要填入一个布尔表达式作为判断条件，与代码相比更加直观。当在流程图上放置了决策/判断模块时，将YES分支和NO分支置于默认位置，如图1-2-14所示。如果其位置不符合流程图，则右键单击判断模块，弹出快捷菜单，单击选项，可将YES分支和NO分支进行交换，如图1-2-15所示。

循环结构模块包含了计数循环（Count Loop）、For-Next循环（For-Next Loop）、While-Wend循环（While-Wend Loop）和Repeat-Until循环（Repeat-Until Loop）。计数循环的具体参数设置如图1-2-16所示；For-Next循环的具体参数设置如图1-2-17所示；While-Wend循环的具体参数设置如图1-2-18所示；Repeat-Until循环的具体参数设置如图1-2-19所示。

互联模块基本上是“虚拟连接”，并且需要成对。如果有两个互联模块具有相同的数字，可以想象是一个看不见的线将其连接在一起。互联模块的目的是将流程图逻辑拆分为多个列。可以拖放两个互联模块，将它们链接到流程图，然后重新编号即可。或者可以简单地右键单击并Split（分离）向导线，如图1-2-20所示。

注释模块可以自由输入描述性文本（见图1-2-21）以及设置文本的属性（见图1-2-22）。

1.2.2 系统仿真

【开始仿真】：若要开始仿真，可以单击动画控制面板上的“播放”按钮。程序将进行编译并且仿真进度将在状态栏上显示，如图1-2-23所示。

【停止仿真】：若要停止仿真，可以单击动画控制面板上的“停止”按钮，如图1-2-24所示，整个工程将停止仿真。

【暂停仿真】：暂停Proteus仿真是一个重要的概念。当仿真暂停时，程序和元器件处于当前静止状态，例如，电容器不会放电，电机将保持其角位置和动量，这样便可以使用户检查程序和虚拟硬件。若要暂停运行的仿真，可以单击动画控制面板上的“暂停”按钮，如图1-2-25所示。

当单击动画控制面板上的“暂停”按钮后，Proteus软件的Visual Designer界面如图1-2-26所示。

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[1]“ARDUINO”常见于Proteus软件界面中。为了使图文一致，在描述某些界面时使用了“ARDUINO”，实际表达意思与“Arduino”一致。