專業(yè)軟件Proteus的使用教材課件

Proteus軟件介紹十一周Proteus軟件介紹1本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容：1、了解EDA電子自動(dòng)化設(shè)計(jì)的過程；2、認(rèn)識(shí)Proteus軟件，熟悉軟件的操作界面；3、掌握Proteus軟件基本工具使用，能夠設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的電子電路并進(jìn)行仿真。本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容：1、了解EDA電子自動(dòng)化設(shè)計(jì)的過程；2 Proteus軟件是由英國LabcenterElectronics公司開發(fā)的EDA工具軟件，已有近20年的歷史，在全球得到了廣泛應(yīng)用。Proteus軟件的功能強(qiáng)大，它集電路設(shè)計(jì)、制版及仿真等多種功能于一身，不僅能夠?qū)﹄姽?、電子技術(shù)學(xué)科涉及的電路進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析，還能夠?qū)ξ⑻幚砥鬟M(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真，并且功能齊全，界面多彩，是近年來備受電子設(shè)計(jì)愛好者青睞的一款新型電子線路設(shè)計(jì)與仿真軟件。一、Proteus的介紹 Proteus軟件是由英國LabcenterEle31、Proteus主要功能介紹Proteus是一個(gè)基于ProSPICE混合模型仿真器的、完整的嵌入式系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)。它包含ISIS和ARES應(yīng)用軟件，具體功能分布如圖1-1所示。圖1-1Proteus的功能分布圖1、Proteus主要功能介紹Proteus是一個(gè)基于Pro4Proteus系統(tǒng)包括.ISIS.EXE（電路原理圖設(shè)計(jì).電路原理仿真），ARES.EXE（印刷電路版設(shè)計(jì)）兩個(gè)主要程序三大基本功能．其電路原理仿真功能,不僅有分離元件.小規(guī)模集成器件的仿真功能,能用箭頭與顏色表示電流的方向與大小,而且有多種帶CPU的可編程序器件的仿真功能,不僅可作電路原理,模擬電路.數(shù)字電路實(shí)驗(yàn),而且可作單片機(jī)與接口實(shí)驗(yàn).特別是可為課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)提供綜合系統(tǒng)仿真.Proteus系統(tǒng)包括.ISIS.EXE（電路5ISIS——智能原理圖輸入系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真的基本平臺(tái)。ARES——高級(jí)PCB布線編輯軟件。在Proteus中，從原理圖設(shè)計(jì)、單片機(jī)編程、系統(tǒng)仿真到PCB設(shè)計(jì)一氣呵成，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。Proteus從原理圖設(shè)計(jì)到PCB設(shè)計(jì)，再到電路板完成的流程如圖1-2所示。ISIS——智能原理圖輸入系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真的基本平臺(tái)。6圖1-2Proteus設(shè)計(jì)流程圖1-2Proteus設(shè)計(jì)流程72、ProteusARES的應(yīng)用預(yù)覽功能

Proteus的ARES軟件具有PCB(印刷電路板)設(shè)計(jì)的強(qiáng)大功能。新的Proteus7支持PCB板的三維預(yù)覽，便于觀察器件布局和展示設(shè)計(jì)結(jié)果，如圖1-11所示。2、ProteusARES的應(yīng)用預(yù)覽功能

Proteu8圖1-11Proteus的PCB三維預(yù)覽圖1-11Proteus的PCB三維預(yù)覽93、ProteusVSM仿真與分析

Proteus軟件的ISIS原理圖設(shè)計(jì)界面同時(shí)還支持電路仿真模式VSM(虛擬仿真模式)。當(dāng)電路元件在調(diào)用時(shí)，我們選用具有動(dòng)畫演示功能的器件或具有仿真模型的器件，當(dāng)電路連接完成無誤后，直接運(yùn)行仿真按鈕，即可實(shí)現(xiàn)聲、光、動(dòng)等逼真的效果，以檢驗(yàn)電路硬件及軟件設(shè)計(jì)的對(duì)錯(cuò)，非常直觀。ProteusVSM有兩種不同的仿真方式：交互式仿真和基于圖表的仿真。交互式仿真——實(shí)時(shí)直觀地反映電路設(shè)計(jì)的仿真結(jié)果；基于圖表的仿真(ASF)——用來精確分析電路的各種性能，如頻率特性、噪聲特性等。3、ProteusVSM仿真與分析

Proteus軟件10ProteusVSM中的整個(gè)電路分析是在ISIS原理圖設(shè)計(jì)模塊下延續(xù)下來的，原理圖中可以包含以下仿真工具：探針——直接布置在線路上，用于采集和測(cè)量電壓/電流信號(hào)；電路激勵(lì)——系統(tǒng)的多種激勵(lì)信號(hào)源；ProteusVSM中的整個(gè)電路分析是在ISIS原理圖設(shè)計(jì)11曲線圖表——用于分析電路的參數(shù)指標(biāo)。用圖表仿真三極管特性曲線圖虛擬儀器——用于觀測(cè)電路的運(yùn)行狀況；曲線圖表——用于分析電路的參數(shù)指標(biāo)。用圖表仿真三極管特性曲124.交互式仿真實(shí)例介紹1）、高級(jí)仿真(ASF)實(shí)例(741放大電路分析)圖1-5741放大電路分析4.交互式仿真實(shí)例介紹圖1-5741放大電路分析13噪聲分析：顯示隨頻率變化的輸出噪聲和等效輸入噪聲電壓，并列出電路各部分所產(chǎn)生的噪聲電壓清單。失真分析：用于確定由測(cè)試電路所引起的電平失真的程度，失真分析圖表用于顯示隨頻率變化的二次和三次諧波失真電平。741放大電路的噪聲分析741放大電路的失真分析噪聲分析：顯示隨頻率變化的輸出噪聲和等效輸入噪聲電壓，并列出142）、模擬電流表、電壓表的使用2）、模擬電流表、電壓表的使用153）.Proteus微處理器系統(tǒng)仿真

單片機(jī)系統(tǒng)的仿真是ProteusVSM的主要特色。用戶可在Proteus中直接編輯、編譯、調(diào)試代碼，并直觀地看到仿真結(jié)果。CPU模型有ARM7(LPC21xx)、PIC、AtmelAVR、MotorolaHCXX以及8051/8052系列。同時(shí)模型庫中包含了LED/LCD顯示、鍵盤、按鈕、開關(guān)、常用電機(jī)等通用外圍設(shè)備。VSM甚至能仿真多個(gè)CPU，它能便利處理含兩個(gè)或兩個(gè)以上微控制器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。下面看一個(gè)微處理器系統(tǒng)仿真與分析實(shí)例——交互式仿真顯示系統(tǒng)輸出結(jié)果，如圖1-8所示。3）.Proteus微處理器系統(tǒng)仿真

單片機(jī)系統(tǒng)的仿真是P16圖1-8微處理器交互仿真實(shí)例圖1-8微處理器交互仿真實(shí)例17二、Proteus跟我學(xué)

1.2.1Proteus軟件的安裝與運(yùn)行

Proteus軟件目前的版本為7.4，先按要求把軟件安裝到計(jì)算機(jī)上，安裝結(jié)束后，在桌面的“開始”程序菜單中，單擊運(yùn)行原理圖(ISIS7Professional)或PCB(ARE7Professional)設(shè)計(jì)界面。ISIS7Professional在程序中的位置如圖1-12所示。二、Proteus跟我學(xué)

1.2.1Proteus18圖1-12ISIS7Professional在程序中的位置圖1-12ISIS7Professional在程序19圖1-13為ISIS7Professional運(yùn)行時(shí)的界面。圖1-13ISIS7Professional運(yùn)行時(shí)的界面圖1-13為ISIS7Professional運(yùn)行時(shí)的20主菜單通用工具菜單1.Proteus的主界面簡(jiǎn)介專用工具菜單PCB電路電路編輯窗口坐標(biāo)原點(diǎn)瀏覽窗口器件工具列表窗口仿真按鍵主菜單通用工具菜單1.Proteus的主界面簡(jiǎn)介專用工具P21主菜單編輯工具←點(diǎn)擊鼠標(biāo):點(diǎn)擊此鍵可取消左鍵的放置功能,但可編輯對(duì)象.←選擇元器件:在元件表選中器件,在編輯窗中移動(dòng)鼠標(biāo),點(diǎn)擊左鍵放置器件.←標(biāo)注聯(lián)接點(diǎn):當(dāng)兩條連線交叉時(shí),放個(gè)接點(diǎn)表示連通.←標(biāo)志網(wǎng)絡(luò)線標(biāo)號(hào):電路聯(lián)線可用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)代替,相同標(biāo)號(hào)的線是相同的.←放置文本說明:是對(duì)電路的說明,與電路仿真無關(guān)!←放置總線:當(dāng)多線并行簡(jiǎn)化聯(lián)線,用總線標(biāo)示.←放置子電路:可將部分電路以子電路形式畫在另一圖紙上.←放置器件引腳:有普通.反相.正時(shí)鐘.反時(shí)鐘.短引腳.總線←放置圖紙內(nèi)部終端:有普通.輸入.輸出.雙向.電源.接地.總線.調(diào)試工具←放置分析圖:有模擬.數(shù)字.混合.頻率特性.傳輸特性.噪聲分析等.←放置錄音機(jī):可錄/放聲音文件.←放置電源.信號(hào)源:有直流電源,正弦信號(hào)源,脈沖信號(hào)源等.←放置電壓探針:顯示網(wǎng)絡(luò)線上的電壓.←放置電流探針:串聯(lián)在指定的網(wǎng)絡(luò)線上,顯示電流值.←放置虛擬儀器:有示波器.計(jì)數(shù)器.RS232終端.SPI調(diào)試器.I2C調(diào)試器.信號(hào)發(fā)生器.圖形發(fā)生器.直流電壓表.直流電流表,交流電壓表.交流電流表.圖形工具←放置各種線:有器件.引腳.端口.圖形線.總線等←放置矩形框:移動(dòng)鼠標(biāo)到框的一角,按下左鍵拖動(dòng),釋放后完成.←放置圓形框:移動(dòng)鼠標(biāo)到圓心,按下左鍵拖動(dòng),釋放后完成.←放置圓弧線:鼠標(biāo)移到起點(diǎn),按下左鍵拖動(dòng),釋放后調(diào)整弧長,點(diǎn)擊鼠標(biāo)完成.←畫閉合多邊形:鼠標(biāo)移到起點(diǎn),點(diǎn)擊產(chǎn)生折點(diǎn),閉合后完成.←放置文字標(biāo)簽:在編輯框放置說明文本標(biāo)簽.←放置特殊圖形:可在庫中選擇各種圖形←放置特殊節(jié)點(diǎn):可有原點(diǎn).節(jié)點(diǎn).標(biāo)簽引腳名.引腳號(hào).3.Proteus選擇圖標(biāo)簡(jiǎn)介主菜單編←點(diǎn)擊鼠標(biāo):點(diǎn)擊此鍵可取消左鍵224.Proteus元件庫簡(jiǎn)介搜索關(guān)鍵詞元件分類子分類廠商連接器.插頭插座庫→數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換ADC.DAC→調(diào)試工具庫→可編程邏輯器件→電阻→簡(jiǎn)單模擬器件→揚(yáng)聲器.音響器件→555←模擬集成電路庫←電容庫←CMOS4000庫←二極管庫←ECL1000庫←電機(jī)庫←電感庫←拉普拉斯變換庫←存儲(chǔ)器庫←微處理器庫←混合類型庫←簡(jiǎn)單模式庫←運(yùn)算放大庫←光電器件庫←開關(guān)和繼電器←開關(guān)器件庫←熱電子器件庫←晶體管庫←晶體管庫←TTL74系列庫←TTL74LS系列庫型號(hào)類型特性元件圖形符號(hào)預(yù)覽元件PCB封裝預(yù)覽確認(rèn)鍵5554.Proteus元件庫簡(jiǎn)介搜索關(guān)鍵詞元件分類子分類廠商連接231.建立設(shè)計(jì)文件:打開ISIS系統(tǒng),建立文件；2.放置元件1選擇放置元件按鈕2選擇元件類型注：選元件時(shí)，要確認(rèn)元件從元件庫調(diào)至器件窗口。2.電路原理圖設(shè)計(jì)操作1.建立設(shè)計(jì)文件:打開ISIS系統(tǒng),建立文件；1選擇放置元243、對(duì)元件進(jìn)行編輯1）改變?cè)较?元件在預(yù)覽/編輯窗口時(shí),點(diǎn)擊旋轉(zhuǎn)鍵；2）--刪除對(duì)象:對(duì)要?jiǎng)h除對(duì)象雙擊右鍵；--拖動(dòng)對(duì)象:對(duì)要拖動(dòng)對(duì)象,按左鍵拖到目的地；3）編輯(修改)元件參數(shù):按右鍵選中對(duì)象(元件),按左鍵編輯(修改)元件參數(shù).4.放置連線,建立電路圖:①按左鍵點(diǎn)擊第1個(gè)對(duì)象(元件),②再按左鍵點(diǎn)擊第2個(gè)對(duì)象(元件),二者間就有自動(dòng)連線了!3、對(duì)元件進(jìn)行編輯1）改變?cè)较?元件在預(yù)覽/編輯窗口時(shí),25電路仿真就是利用電子器件的數(shù)學(xué)模型,通過計(jì)算分析來表現(xiàn)電路工作狀態(tài)的一種手段.1.實(shí)時(shí)仿真:是利用虛擬儀器實(shí)時(shí)跟蹤電路狀態(tài)變化的仿真模式.3.Proteus的電路仿真工具具體介紹虛擬儀器選擇←虛擬示波器←邏輯分析儀←計(jì)數(shù)器、定時(shí)器←虛擬終端←

SPI調(diào)試器←

I2C調(diào)試器←信號(hào)發(fā)生器←模式發(fā)生器←交流電壓表←直流電壓表←交流電流表←直流電流表電路仿真就是利用電子器件的數(shù)學(xué)模型,通過計(jì)算262).常用的開關(guān)/按鍵/數(shù)據(jù)撥碼開關(guān):←復(fù)位開關(guān)(按鍵),點(diǎn)擊時(shí)接通,放開時(shí)斷開←乒乓開關(guān),點(diǎn)擊接通,再點(diǎn)擊斷開←多狀態(tài)開關(guān),點(diǎn)擊一次改變一個(gè)狀態(tài).(以上器件在開關(guān)和繼電器庫中).←邏輯數(shù)據(jù),點(diǎn)擊一次改變狀態(tài),啟動(dòng)前可設(shè)置常態(tài).←邏輯脈沖,點(diǎn)擊一次輸出一脈沖,啟動(dòng)前可設(shè)置常態(tài).←邏輯數(shù)據(jù)產(chǎn)生器,有BCD碼和HEX兩種.(以上器件在調(diào)試工具庫中).2).常用的開關(guān)/按鍵/數(shù)據(jù)撥碼開關(guān):←復(fù)位開關(guān)(按鍵),點(diǎn)273）、激勵(lì)源仿真工具←指數(shù)脈沖發(fā)生器?！麊晤l率調(diào)頻波信號(hào)發(fā)生器?！我夥侄尉€性脈沖信號(hào)發(fā)生器?！?/p>

File信號(hào)發(fā)生器?！纛l信號(hào)發(fā)生器?！绷麟妷涸础！也òl(fā)生器?！}沖發(fā)生器←單穩(wěn)態(tài)邏輯電平發(fā)生器。←單邊沿信號(hào)發(fā)生器?！麊沃芷跀?shù)字脈沖發(fā)生器?！麛?shù)字時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器?！Ｊ叫盘?hào)發(fā)生器。3）、激勵(lì)源仿真工具←指數(shù)脈沖發(fā)生器?！绷麟妷涸础！麊畏€(wěn)態(tài)284）、圖表仿真←模擬波形分析←數(shù)字波形分析←混合波形分析←頻率分析←噪聲分析←失真分析←傅立葉分析←音頻分析←直流掃描分析←交流掃描分析4）、圖表仿真←模擬波形分析←噪聲分析←直流掃描分析295）電流方向及高低電壓的顯示系統(tǒng)可以時(shí)時(shí)顯示電路中電流流動(dòng)的方向及電壓的高低，具體實(shí)現(xiàn)命令：“系統(tǒng)---設(shè)置動(dòng)畫選項(xiàng)”5）電流方向及高低電壓的顯示系統(tǒng)可以時(shí)時(shí)顯示電路30我們先從最簡(jiǎn)單的電路入手，來設(shè)計(jì)一個(gè)電容充放電電路，并通過電路仿真觀察其電流流向和燈的亮滅。大家跟我做，一步一步來，一會(huì)兒你會(huì)找到一種成就感。三、簡(jiǎn)單電路設(shè)計(jì)（電容充放電電路）三、簡(jiǎn)單電路設(shè)計(jì)（電容充放電電路）31圖1-28電容充電過程的仿真圖1-28電容充電過程的仿真32本例所用到的元件清單如表1-1所示。本例所用到的元件清單如表1-1所示。33第一步:拾取元件用鼠標(biāo)左鍵單擊界面左側(cè)預(yù)覽窗口下面的“P”按鈕，彈出“PickDevices”(元件拾取)對(duì)話框。圖1-15元件拾取對(duì)話框第一步:拾取元件34依次把五個(gè)元件拾取到編輯界面的對(duì)象選擇器中，然后關(guān)閉元件拾取對(duì)話框。元件拾取后的界面如圖1-18所示。圖1-18元件拾取后的界面依次把五個(gè)元件拾取到編輯界面的對(duì)象選擇器中，然后關(guān)閉35第二步:把元件從對(duì)象選擇器中放置到圖形編輯區(qū)中用鼠標(biāo)單擊對(duì)象選擇區(qū)中的某一元件名，把鼠標(biāo)指針移動(dòng)到圖形編輯區(qū)，雙擊鼠標(biāo)左鍵，元件即被放置到編輯區(qū)中。圖1-19元件放置后的界面第二步:把元件從對(duì)象選擇器中放置到圖形編輯區(qū)中36按圖所示元件位置布置好元件。使用界面左下方的四個(gè)圖標(biāo)、、、可改變?cè)姆较蚣皩?duì)稱性。把兩位開關(guān)調(diào)整成圖示的方位。圖1-20元件布置按圖所示元件位置布置好元件。使用界面左下方的四個(gè)圖37第三步:保存并修改元件屬性

1、先存盤。建立一個(gè)名為Proteus的目錄，選主菜單File→SaveDesignAs，在打開的對(duì)話框中把文件保存為Proteus目錄下的“Cap1.DSN”，只用輸入“Cap1”，擴(kuò)展名系統(tǒng)自動(dòng)添加。2、改變?cè)?shù)。左鍵雙擊原理圖編輯區(qū)中的電阻R1，彈出“EditComponent”(元件屬性設(shè)置)對(duì)話框，把R1的Resistance(阻值)由10kΩ改為1kΩ，把R2的阻值由10kΩ改為100Ω(缺省單位為Ω)。第三步:保存并修改元件屬性38EditComponent(元件屬性設(shè)置)對(duì)話框如圖1-21所示。圖1-21元件屬性設(shè)置對(duì)話框EditComponent(元件屬性設(shè)置)對(duì)話框如圖1-239第四步：電路連線電路連線采用按格點(diǎn)捕捉和自動(dòng)連線的形式，所以首先確定編輯窗口上方的自動(dòng)連線圖標(biāo)和自動(dòng)捕捉圖標(biāo)為按下狀態(tài)。Proteus的連線是非常智能的，它會(huì)判斷你下一步的操作是否想連線從而自動(dòng)連線，而不需要選擇連線的操作，只需用鼠標(biāo)左鍵單擊編輯區(qū)元件的一個(gè)端點(diǎn)拖動(dòng)到要連接的另外一個(gè)元件的端點(diǎn)，先松開左鍵后再單擊鼠標(biāo)左鍵，即完成一根連線。如果要?jiǎng)h除一根連線，右鍵雙擊連線即可。按圖標(biāo)取消背景格點(diǎn)顯示，如圖1-25所示。連線完成后，如果再想回到拾取元件狀態(tài)，按下左側(cè)工具欄中的“元件拾取”圖標(biāo)即可，如圖1-26所示。記住按一下存盤圖標(biāo)。第四步：電路連線40圖1-25連接好的電路原理圖圖1-26重新回到元件拾取界面圖1-25連接好的電路原理圖41第五步：設(shè)計(jì)電路的動(dòng)態(tài)仿真前面我們已經(jīng)完成了電路原理圖的設(shè)計(jì)和連接，下面來看看電路的仿真效果。首先在主菜單“系統(tǒng)System”→“設(shè)置動(dòng)畫選項(xiàng)SetAnimationOptions”中設(shè)置仿真時(shí)電壓及電流的顏色及方向。第五步：設(shè)計(jì)電路的動(dòng)態(tài)仿真42在打開的對(duì)話框中，選擇ShowWireVoltagebyColour（導(dǎo)線以紅、藍(lán)兩色來表示電壓的高低）和ShowWireCurrentwithArrows（以箭頭標(biāo)示來表示電流的流向）。在打開的對(duì)話框中，選擇43單擊ProteusISIS環(huán)境中左下方的仿真控制按鈕 中的運(yùn)行按鈕，開始仿真。運(yùn)行暫停單步運(yùn)行停止運(yùn)行暫停單步運(yùn)行停止44仿真開始后，用鼠標(biāo)單擊圖中的開關(guān)，使其先把電容與電源接通，能清楚地看到電容充電的效果。接著單擊開關(guān)，使其把電容與燈連通。在運(yùn)行時(shí)，可以來回?fù)軇?dòng)開關(guān)，反復(fù)觀察充放電過程。單擊仿真控制按鈕中的停止按鈕，仿真結(jié)束。仿真開始后，用鼠標(biāo)單擊圖中的開關(guān)，使其先把電容與電源45圖1-28電容充電過程的仿真圖1-28電容充電過程的仿真46圖1-29電容放電過程的仿真圖1-29電容放電過程的仿真47課堂練習(xí)通過電容充放電的電路設(shè)計(jì)來熟悉proteus的菜單。元件清單如下：課堂練習(xí)通過電容充放電的電路設(shè)計(jì)來熟悉proteus的48電容充放電電路圖如果要實(shí)時(shí)顯示經(jīng)過R1和R2的電流及它們的電壓，又應(yīng)該怎么做呢？電容充放電電路圖如果要實(shí)時(shí)顯示經(jīng)過R1和R2的電流及49Proteus軟件介紹十一周Proteus軟件介紹50本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容：1、了解EDA電子自動(dòng)化設(shè)計(jì)的過程；2、認(rèn)識(shí)Proteus軟件，熟悉軟件的操作界面；3、掌握Proteus軟件基本工具使用，能夠設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的電子電路并進(jìn)行仿真。本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容：1、了解EDA電子自動(dòng)化設(shè)計(jì)的過程；51 Proteus軟件是由英國LabcenterElectronics公司開發(fā)的EDA工具軟件，已有近20年的歷史，在全球得到了廣泛應(yīng)用。Proteus軟件的功能強(qiáng)大，它集電路設(shè)計(jì)、制版及仿真等多種功能于一身，不僅能夠?qū)﹄姽?、電子技術(shù)學(xué)科涉及的電路進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析，還能夠?qū)ξ⑻幚砥鬟M(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真，并且功能齊全，界面多彩，是近年來備受電子設(shè)計(jì)愛好者青睞的一款新型電子線路設(shè)計(jì)與仿真軟件。一、Proteus的介紹 Proteus軟件是由英國LabcenterEle521、Proteus主要功能介紹Proteus是一個(gè)基于ProSPICE混合模型仿真器的、完整的嵌入式系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)。它包含ISIS和ARES應(yīng)用軟件，具體功能分布如圖1-1所示。圖1-1Proteus的功能分布圖1、Proteus主要功能介紹Proteus是一個(gè)基于Pro53Proteus系統(tǒng)包括.ISIS.EXE（電路原理圖設(shè)計(jì).電路原理仿真），ARES.EXE（印刷電路版設(shè)計(jì)）兩個(gè)主要程序三大基本功能．其電路原理仿真功能,不僅有分離元件.小規(guī)模集成器件的仿真功能,能用箭頭與顏色表示電流的方向與大小,而且有多種帶CPU的可編程序器件的仿真功能,不僅可作電路原理,模擬電路.數(shù)字電路實(shí)驗(yàn),而且可作單片機(jī)與接口實(shí)驗(yàn).特別是可為課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)提供綜合系統(tǒng)仿真.Proteus系統(tǒng)包括.ISIS.EXE（電路54ISIS——智能原理圖輸入系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真的基本平臺(tái)。ARES——高級(jí)PCB布線編輯軟件。在Proteus中，從原理圖設(shè)計(jì)、單片機(jī)編程、系統(tǒng)仿真到PCB設(shè)計(jì)一氣呵成，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。Proteus從原理圖設(shè)計(jì)到PCB設(shè)計(jì)，再到電路板完成的流程如圖1-2所示。ISIS——智能原理圖輸入系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真的基本平臺(tái)。55圖1-2Proteus設(shè)計(jì)流程圖1-2Proteus設(shè)計(jì)流程562、ProteusARES的應(yīng)用預(yù)覽功能

Proteus的ARES軟件具有PCB(印刷電路板)設(shè)計(jì)的強(qiáng)大功能。新的Proteus7支持PCB板的三維預(yù)覽，便于觀察器件布局和展示設(shè)計(jì)結(jié)果，如圖1-11所示。2、ProteusARES的應(yīng)用預(yù)覽功能

Proteu57圖1-11Proteus的PCB三維預(yù)覽圖1-11Proteus的PCB三維預(yù)覽583、ProteusVSM仿真與分析

Proteus軟件的ISIS原理圖設(shè)計(jì)界面同時(shí)還支持電路仿真模式VSM(虛擬仿真模式)。當(dāng)電路元件在調(diào)用時(shí)，我們選用具有動(dòng)畫演示功能的器件或具有仿真模型的器件，當(dāng)電路連接完成無誤后，直接運(yùn)行仿真按鈕，即可實(shí)現(xiàn)聲、光、動(dòng)等逼真的效果，以檢驗(yàn)電路硬件及軟件設(shè)計(jì)的對(duì)錯(cuò)，非常直觀。ProteusVSM有兩種不同的仿真方式：交互式仿真和基于圖表的仿真。交互式仿真——實(shí)時(shí)直觀地反映電路設(shè)計(jì)的仿真結(jié)果；基于圖表的仿真(ASF)——用來精確分析電路的各種性能，如頻率特性、噪聲特性等。3、ProteusVSM仿真與分析

Proteus軟件59ProteusVSM中的整個(gè)電路分析是在ISIS原理圖設(shè)計(jì)模塊下延續(xù)下來的，原理圖中可以包含以下仿真工具：探針——直接布置在線路上，用于采集和測(cè)量電壓/電流信號(hào)；電路激勵(lì)——系統(tǒng)的多種激勵(lì)信號(hào)源；ProteusVSM中的整個(gè)電路分析是在ISIS原理圖設(shè)計(jì)60曲線圖表——用于分析電路的參數(shù)指標(biāo)。用圖表仿真三極管特性曲線圖虛擬儀器——用于觀測(cè)電路的運(yùn)行狀況；曲線圖表——用于分析電路的參數(shù)指標(biāo)。用圖表仿真三極管特性曲614.交互式仿真實(shí)例介紹1）、高級(jí)仿真(ASF)實(shí)例(741放大電路分析)圖1-5741放大電路分析4.交互式仿真實(shí)例介紹圖1-5741放大電路分析62噪聲分析：顯示隨頻率變化的輸出噪聲和等效輸入噪聲電壓，并列出電路各部分所產(chǎn)生的噪聲電壓清單。失真分析：用于確定由測(cè)試電路所引起的電平失真的程度，失真分析圖表用于顯示隨頻率變化的二次和三次諧波失真電平。741放大電路的噪聲分析741放大電路的失真分析噪聲分析：顯示隨頻率變化的輸出噪聲和等效輸入噪聲電壓，并列出632）、模擬電流表、電壓表的使用2）、模擬電流表、電壓表的使用643）.Proteus微處理器系統(tǒng)仿真

單片機(jī)系統(tǒng)的仿真是ProteusVSM的主要特色。用戶可在Proteus中直接編輯、編譯、調(diào)試代碼，并直觀地看到仿真結(jié)果。CPU模型有ARM7(LPC21xx)、PIC、AtmelAVR、MotorolaHCXX以及8051/8052系列。同時(shí)模型庫中包含了LED/LCD顯示、鍵盤、按鈕、開關(guān)、常用電機(jī)等通用外圍設(shè)備。VSM甚至能仿真多個(gè)CPU，它能便利處理含兩個(gè)或兩個(gè)以上微控制器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。下面看一個(gè)微處理器系統(tǒng)仿真與分析實(shí)例——交互式仿真顯示系統(tǒng)輸出結(jié)果，如圖1-8所示。3）.Proteus微處理器系統(tǒng)仿真

單片機(jī)系統(tǒng)的仿真是P65圖1-8微處理器交互仿真實(shí)例圖1-8微處理器交互仿真實(shí)例66二、Proteus跟我學(xué)

1.2.1Proteus軟件的安裝與運(yùn)行

Proteus軟件目前的版本為7.4，先按要求把軟件安裝到計(jì)算機(jī)上，安裝結(jié)束后，在桌面的“開始”程序菜單中，單擊運(yùn)行原理圖(ISIS7Professional)或PCB(ARE7Professional)設(shè)計(jì)界面。ISIS7Professional在程序中的位置如圖1-12所示。二、Proteus跟我學(xué)

1.2.1Proteus67圖1-12ISIS7Professional在程序中的位置圖1-12ISIS7Professional在程序68圖1-13為ISIS7Professional運(yùn)行時(shí)的界面。圖1-13ISIS7Professional運(yùn)行時(shí)的界面圖1-13為ISIS7Professional運(yùn)行時(shí)的69主菜單通用工具菜單1.Proteus的主界面簡(jiǎn)介專用工具菜單PCB電路電路編輯窗口坐標(biāo)原點(diǎn)瀏覽窗口器件工具列表窗口仿真按鍵主菜單通用工具菜單1.Proteus的主界面簡(jiǎn)介專用工具P70主菜單編輯工具←點(diǎn)擊鼠標(biāo):點(diǎn)擊此鍵可取消左鍵的放置功能,但可編輯對(duì)象.←選擇元器件:在元件表選中器件,在編輯窗中移動(dòng)鼠標(biāo),點(diǎn)擊左鍵放置器件.←標(biāo)注聯(lián)接點(diǎn):當(dāng)兩條連線交叉時(shí),放個(gè)接點(diǎn)表示連通.←標(biāo)志網(wǎng)絡(luò)線標(biāo)號(hào):電路聯(lián)線可用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)代替,相同標(biāo)號(hào)的線是相同的.←放置文本說明:是對(duì)電路的說明,與電路仿真無關(guān)!←放置總線:當(dāng)多線并行簡(jiǎn)化聯(lián)線,用總線標(biāo)示.←放置子電路:可將部分電路以子電路形式畫在另一圖紙上.←放置器件引腳:有普通.反相.正時(shí)鐘.反時(shí)鐘.短引腳.總線←放置圖紙內(nèi)部終端:有普通.輸入.輸出.雙向.電源.接地.總線.調(diào)試工具←放置分析圖:有模擬.數(shù)字.混合.頻率特性.傳輸特性.噪聲分析等.←放置錄音機(jī):可錄/放聲音文件.←放置電源.信號(hào)源:有直流電源,正弦信號(hào)源,脈沖信號(hào)源等.←放置電壓探針:顯示網(wǎng)絡(luò)線上的電壓.←放置電流探針:串聯(lián)在指定的網(wǎng)絡(luò)線上,顯示電流值.←放置虛擬儀器:有示波器.計(jì)數(shù)器.RS232終端.SPI調(diào)試器.I2C調(diào)試器.信號(hào)發(fā)生器.圖形發(fā)生器.直流電壓表.直流電流表,交流電壓表.交流電流表.圖形工具←放置各種線:有器件.引腳.端口.圖形線.總線等←放置矩形框:移動(dòng)鼠標(biāo)到框的一角,按下左鍵拖動(dòng),釋放后完成.←放置圓形框:移動(dòng)鼠標(biāo)到圓心,按下左鍵拖動(dòng),釋放后完成.←放置圓弧線:鼠標(biāo)移到起點(diǎn),按下左鍵拖動(dòng),釋放后調(diào)整弧長,點(diǎn)擊鼠標(biāo)完成.←畫閉合多邊形:鼠標(biāo)移到起點(diǎn),點(diǎn)擊產(chǎn)生折點(diǎn),閉合后完成.←放置文字標(biāo)簽:在編輯框放置說明文本標(biāo)簽.←放置特殊圖形:可在庫中選擇各種圖形←放置特殊節(jié)點(diǎn):可有原點(diǎn).節(jié)點(diǎn).標(biāo)簽引腳名.引腳號(hào).3.Proteus選擇圖標(biāo)簡(jiǎn)介主菜單編←點(diǎn)擊鼠標(biāo):點(diǎn)擊此鍵可取消左鍵714.Proteus元件庫簡(jiǎn)介搜索關(guān)鍵詞元件分類子分類廠商連接器.插頭插座庫→數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換ADC.DAC→調(diào)試工具庫→可編程邏輯器件→電阻→簡(jiǎn)單模擬器件→揚(yáng)聲器.音響器件→555←模擬集成電路庫←電容庫←CMOS4000庫←二極管庫←ECL1000庫←電機(jī)庫←電感庫←拉普拉斯變換庫←存儲(chǔ)器庫←微處理器庫←混合類型庫←簡(jiǎn)單模式庫←運(yùn)算放大庫←光電器件庫←開關(guān)和繼電器←開關(guān)器件庫←熱電子器件庫←晶體管庫←晶體管庫←TTL74系列庫←TTL74LS系列庫型號(hào)類型特性元件圖形符號(hào)預(yù)覽元件PCB封裝預(yù)覽確認(rèn)鍵5554.Proteus元件庫簡(jiǎn)介搜索關(guān)鍵詞元件分類子分類廠商連接721.建立設(shè)計(jì)文件:打開ISIS系統(tǒng),建立文件；2.放置元件1選擇放置元件按鈕2選擇元件類型注：選元件時(shí)，要確認(rèn)元件從元件庫調(diào)至器件窗口。2.電路原理圖設(shè)計(jì)操作1.建立設(shè)計(jì)文件:打開ISIS系統(tǒng),建立文件；1選擇放置元733、對(duì)元件進(jìn)行編輯1）改變?cè)较?元件在預(yù)覽/編輯窗口時(shí),點(diǎn)擊旋轉(zhuǎn)鍵；2）--刪除對(duì)象:對(duì)要?jiǎng)h除對(duì)象雙擊右鍵；--拖動(dòng)對(duì)象:對(duì)要拖動(dòng)對(duì)象,按左鍵拖到目的地；3）編輯(修改)元件參數(shù):按右鍵選中對(duì)象(元件),按左鍵編輯(修改)元件參數(shù).4.放置連線,建立電路圖:①按左鍵點(diǎn)擊第1個(gè)對(duì)象(元件),②再按左鍵點(diǎn)擊第2個(gè)對(duì)象(元件),二者間就有自動(dòng)連線了!3、對(duì)元件進(jìn)行編輯1）改變?cè)较?元件在預(yù)覽/編輯窗口時(shí),74電路仿真就是利用電子器件的數(shù)學(xué)模型,通過計(jì)算分析來表現(xiàn)電路工作狀態(tài)的一種手段.1.實(shí)時(shí)仿真:是利用虛擬儀器實(shí)時(shí)跟蹤電路狀態(tài)變化的仿真模式.3.Proteus的電路仿真工具具體介紹虛擬儀器選擇←虛擬示波器←邏輯分析儀←計(jì)數(shù)器、定時(shí)器←虛擬終端←

SPI調(diào)試器←

I2C調(diào)試器←信號(hào)發(fā)生器←模式發(fā)生器←交流電壓表←直流電壓表←交流電流表←直流電流表電路仿真就是利用電子器件的數(shù)學(xué)模型,通過計(jì)算752).常用的開關(guān)/按鍵/數(shù)據(jù)撥碼開關(guān):←復(fù)位開關(guān)(按鍵),點(diǎn)擊時(shí)接通,放開時(shí)斷開←乒乓開關(guān),點(diǎn)擊接通,再點(diǎn)擊斷開←多狀態(tài)開關(guān),點(diǎn)擊一次改變一個(gè)狀態(tài).(以上器件在開關(guān)和繼電器庫中).←邏輯數(shù)據(jù),點(diǎn)擊一次改變狀態(tài),啟動(dòng)前可設(shè)置常態(tài).←邏輯脈沖,點(diǎn)擊一次輸出一脈沖,啟動(dòng)前可設(shè)置常態(tài).←邏輯數(shù)據(jù)產(chǎn)生器,有BCD碼和HEX兩種.(以上器件在調(diào)試工具庫中).2).常用的開關(guān)/按鍵/數(shù)據(jù)撥碼開關(guān):←復(fù)位開關(guān)(按鍵),點(diǎn)763）、激勵(lì)源仿真工具←指數(shù)脈沖發(fā)生器?！麊晤l率調(diào)頻波信號(hào)發(fā)生器?！我夥侄尉€性脈沖信號(hào)發(fā)生器?！?/p>

File信號(hào)發(fā)生器?！纛l信號(hào)發(fā)生器?！绷麟妷涸??！也òl(fā)生器?！}沖發(fā)生器←單穩(wěn)態(tài)邏輯電平發(fā)生器?！麊芜呇匦盘?hào)發(fā)生器?！麊沃芷跀?shù)字脈沖發(fā)生器?！麛?shù)字時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器?！Ｊ叫盘?hào)發(fā)生器。3）、激勵(lì)源仿真工具←指數(shù)脈沖發(fā)生器?！绷麟妷涸?。←單穩(wěn)態(tài)774）、圖表仿真←模擬波形分析←數(shù)字波形分析←混合波形分析←頻率分析←噪聲分析←失真分析←傅立葉分析←音頻分析←直流掃描分析←交流掃描分析4）、圖表仿真←模擬波形分析←噪聲分析←直流掃描分析785）電流方向及高低電壓的顯示系統(tǒng)可以時(shí)時(shí)顯示電路中電流流動(dòng)的方向及電壓的高低，具體實(shí)現(xiàn)命令：“系統(tǒng)---設(shè)置動(dòng)畫選項(xiàng)”5）電流方向及高低電壓的顯示系統(tǒng)可以時(shí)時(shí)顯示電路79我們先從最簡(jiǎn)單的電路入手，來設(shè)計(jì)一個(gè)電容充放電電路，并通過電路仿真觀察其電流流向和燈的亮滅。大家跟我做，一步一步來，一會(huì)兒你會(huì)找到一種成就感。三、簡(jiǎn)單電路設(shè)計(jì)（電容充放電電路）三、簡(jiǎn)單電路設(shè)計(jì)（電容充放電電路）80圖1-28電容充電過程的仿真圖1-28電容充電過程的仿真81本例所用到的元件清單如表1-1所示。本例所用到的元件清單如表1-1所示。82第一步:拾取元件用鼠標(biāo)左鍵單擊界面左側(cè)預(yù)覽窗口下面的“P”按鈕，彈出“PickDevices”(元件拾取)對(duì)話框。圖1-15元件拾取對(duì)話框第一步:拾取元件83依次把五個(gè)元件拾取到編輯界面的對(duì)象選擇器中，然后關(guān)閉元件拾取對(duì)話框。元件拾取后的界面如圖1-18所示。圖1-18元件拾取后的界面依次把五個(gè)元件拾取到編輯界面的對(duì)象選擇器中，然后關(guān)閉84第二步:把元件從對(duì)象選擇器中放置到圖形編輯區(qū)中用鼠標(biāo)單擊對(duì)象選擇區(qū)中的某一元件名，把鼠標(biāo)指針移動(dòng)到圖形編輯區(qū)，雙擊鼠標(biāo)左鍵，元件即被放置到編輯區(qū)中。圖1-19元件放置后的界面第二步:把元件從對(duì)象選擇器中放置到圖形編輯區(qū)中85按圖所示元件位置布置好元件。使用界面左下方的四個(gè)圖標(biāo)、、、可改變?cè)姆较蚣皩?duì)稱性。把兩位開關(guān)調(diào)整成圖示的方位。圖1-20元件布置按圖所示元件位置布置好元件。使用界面左下方的四個(gè)圖