序
Labcenter公司推出的系統(tǒng)級仿真設(shè)計工具Proteus，由于其強(qiáng)大的系統(tǒng)仿真功能、支持主流微控制器、豐富的外圍設(shè)備與虛擬儀器模型，大大推進(jìn)了電子與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的自動化程度與效率，得到了企業(yè)和教育界的一致推崇。
在中國教育領(lǐng)域，Proteus仿真平臺已經(jīng)成為電子信息類專業(yè)實驗教學(xué)不可或缺的仿真平臺，在數(shù)字電路、模擬電路、單片機(jī)原理與應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)、計算機(jī)硬件和電子設(shè)計等課程中，Proteus仿真平臺精確地模擬了系統(tǒng)運(yùn)行的細(xì)節(jié)，掲示了電路運(yùn)行的秘密，呈現(xiàn)了代碼、處理器與外圍設(shè)備的相互作用關(guān)系，為電子課程群的實驗教學(xué)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持，使理虛實一體化教學(xué)成為現(xiàn)實。
隨著電子技術(shù)向智能硬件技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方向演繹，Arduino、Raspberry Pi等標(biāo)準(zhǔn)硬件應(yīng)運(yùn)而生，這大大降低了智能硬件、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的開發(fā)門檻，開發(fā)者不需過多關(guān)注硬件細(xì)節(jié)，只需采用通用程序開發(fā)技術(shù)就可快速形成系統(tǒng)。
Proteus Visual Designer for Arduino就是Labcenter公司為Arduino系統(tǒng)的仿真開發(fā)提供的又一強(qiáng)大的設(shè)計平臺，它把基于流程圖的可視化設(shè)計技術(shù)與VSM強(qiáng)大的仿真技術(shù)結(jié)合，使得開發(fā)者甚至只需設(shè)計流程圖就可生成代碼，并在設(shè)計電路上仿真運(yùn)行及調(diào)試，然后下載到實際硬件上，設(shè)計就完成了。Labcenter還為系統(tǒng)增加了兩款機(jī)器人模型，使得設(shè)計尋跡小車、避障機(jī)器人等項目變得簡單有趣。
本書是周潤景教授及其團(tuán)隊共同努力的成果和智慧結(jié)晶，詳盡闡述了Proteus Visual Designer for Arduino 的技術(shù)細(xì)節(jié)、開發(fā)技巧，并收集與開發(fā)了大量案例，使得Labcenter這個可視化設(shè)計利器可以很快地服務(wù)中國的開發(fā)者、教師與學(xué)生。
本書除可作為開發(fā)者的指導(dǎo)用書外，在教學(xué)領(lǐng)域還可作為機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的創(chuàng)客課程教學(xué)教材，也可作為單片機(jī)、嵌入式系統(tǒng)等課程先導(dǎo)課程的教材。
廣州市風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司 匡載華


前言
Proteus可視化設(shè)計軟件包含Arduino功能擴(kuò)展板和外圍設(shè)備模塊。庫包括所有常用的顯示器、按鈕、開關(guān)、傳感器和電機(jī)，以及更強(qiáng)大的器件（如TFT顯示屏、SD卡和音頻播放器）。用戶以拖放的方式和相對少的手動輸入來設(shè)計原理圖，可視化設(shè)計簡化了編程和控制外圍設(shè)備的方式，用戶僅需要掌握微控制器的基本架構(gòu)，就可以進(jìn)行可視化設(shè)計，大大降低對編程和控制邏輯的設(shè)計要求。完整的Arduino/Grove工程可在沒有硬件設(shè)備的情況下，進(jìn)行仿真功能設(shè)計和開發(fā)，節(jié)省硬件驗證的時間。用戶也可以繼續(xù)在Proteus VSM工作環(huán)境下用C++或匯編語言對同一個硬件進(jìn)行編程。
本書介紹了Visual Designer的各種功能及實例工程和演示。對傳統(tǒng)編程而言，學(xué)習(xí)C或C++抑或其他一些機(jī)器代碼語言的難度極高，熟練運(yùn)用其進(jìn)行設(shè)計就更難了。對單片機(jī)來說，傳統(tǒng)的8位單片機(jī)有著非常煩瑣和復(fù)雜的控制邏輯，更不用說32位單片機(jī)了。對一般的外圍設(shè)備而言，其對存儲器級別往往有著非常復(fù)雜的控制方式。對程序設(shè)計經(jīng)驗不是很豐富的工作者來說，這些問題會給系統(tǒng)設(shè)計帶來極大的不便，但是Visual Designer的出現(xiàn)，無疑讓以上問題得以解決。
本書分為6章，其主要內(nèi)容如下。
第1章：介紹Visual Designer可視化程序設(shè)計編輯環(huán)境、編輯技巧、流程圖模塊，以及調(diào)試布局環(huán)境、仿真與調(diào)試技巧。
第2章：介紹Arduino開發(fā)板的基礎(chǔ)知識，以及Arduino開發(fā)板在Visual Designer中的使用方法。
第3章：介紹Visual Designer外圍設(shè)備，包括Adafruit 擴(kuò)展板、Breakout Board分線板、Grove傳感設(shè)備和電機(jī)控制。本章對各種類型的設(shè)備模塊均從概念、電路原理圖、可視化命令、簡單實例等方面做了詳細(xì)的介紹。
第4章：介紹5個基本功能簡單的教程實例，包括閃爍的LED燈、迷你夜燈、數(shù)據(jù)存儲、電機(jī)控制、外圍設(shè)備設(shè)計。
第5章：介紹利用Visual Designer進(jìn)行仿真的多個電路實例，包括數(shù)控直流穩(wěn)流電源電路、溫室環(huán)境測量電路、電阻測量、步進(jìn)電機(jī)、信號發(fā)生器、智能窗簾、新型交通燈、數(shù)控穩(wěn)壓電源和室內(nèi)天然氣泄漏報警裝置。
第6章：以介紹機(jī)器人控制為例詳細(xì)介紹可視化命令的使用方法，讓讀者以點(diǎn)概面地對可視化設(shè)計有更加深刻的認(rèn)識。
本書由周潤景、邵盟、李楠編著，其中第1章和第4—6章由周潤景編寫，第2章由邵盟編寫，第3章由李楠編寫。全書由周潤景教授統(tǒng)稿和定稿。本書參考了廣州市風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司提供的Arduino設(shè)計相關(guān)資料, 在此表示衷心的感謝。
在本書編寫過程中，作者力求完美，但由于水平有限，書中難免存在不妥及疏漏之處，敬請廣大讀者批評指正。
編著者