第1講 Proteus集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的使用方法

電子仿真軟件及應(yīng)用主講人：鄧婷單位：電子信息工程學(xué)院B6-511聯(lián)系：134-5043-2095，短號(hào)66-2095郵箱：sherry2139@163.com課程簡(jiǎn)介

一課程性質(zhì)：專(zhuān)業(yè)拓展課.二課程總學(xué)時(shí)：32學(xué)時(shí)+3周.三課程總學(xué)分：5學(xué)分.四課程考核方式：平時(shí)成績(jī)+綜合大作業(yè)綜合大作業(yè)占：70%平時(shí)成績(jī)占：30%參考文獻(xiàn)朱清慧等，Proteus教程--電子線(xiàn)路設(shè)計(jì)、制版與仿真，清華大學(xué)出版社，2008朱清慧，Proteus電子技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)水利水電出版社，2010彭偉，單片機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)100例—基于8051+Proteus仿真，電子工業(yè)出版社，2009第一講Proteus快速入門(mén)

1.1Proteus整體功能預(yù)覽1.1.1集成化的電路虛擬仿真軟件——Proteus1.1.2ProteusVSM仿真與分析1.1.3ProteusARES的應(yīng)用預(yù)覽功能1.2Proteus集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的使用方法1.2.1Proteus軟件的運(yùn)行1.2.2進(jìn)入ProteusISIS編輯環(huán)境1.2.3

ProteusISIS編輯環(huán)境簡(jiǎn)介1.2.4一般電路原理圖設(shè)計(jì)1.2.5常用電路原理圖設(shè)計(jì)舉例第一講Proteus快速入門(mén)Proteus軟件是由英國(guó)

LabcenterElectronics公司開(kāi)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(lái)備受電子設(shè)計(jì)愛(ài)好者青睞的一款新型

電子線(xiàn)路設(shè)計(jì)與仿真軟件。1.1Proteus整體功能預(yù)覽

Proteus軟件和我們手頭的其他電路設(shè)計(jì)仿真軟件最大的不同即它的功能不是單一的。它的強(qiáng)大的元件庫(kù)可以和任何電路設(shè)計(jì)軟件相媲美：

1、它的電路仿真功能可以和Multisim相媲美，且獨(dú)

特的單片機(jī)仿真功能是Multisim及其他任何仿真軟

件都不具備的；

2、它的PCB電路制版功能可以Protel相媲美。它的

功能不但強(qiáng)大，而且每種功能都不遜于Protel。1.1.1集成化的電路虛擬仿真軟件——Proteus

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)。ARES——高級(jí)布線(xiàn)和編輯軟件。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。圖1-2Proteus設(shè)計(jì)流程在圖1-2中，最上面是一個(gè)基于單片機(jī)的應(yīng)用電路原理圖，顯示的畫(huà)面正處于仿真運(yùn)行狀態(tài)。設(shè)計(jì)者可以從Proteus原理圖庫(kù)中調(diào)用所需庫(kù)元件，然后通過(guò)合適連線(xiàn)即可。單片機(jī)內(nèi)可通過(guò)單擊單片機(jī)芯片加入已編譯好的十六進(jìn)制程序文件，然后運(yùn)行仿真即可。中間圖片是運(yùn)用Proteus的PCB制版功能設(shè)計(jì)出的電路板，可通過(guò)原理圖生成網(wǎng)絡(luò)表后設(shè)計(jì)布局而成。最下面的圖為根據(jù)設(shè)計(jì)的PCB加工而成的電路板和安裝焊接完成后的實(shí)際電路。1.1.2ProteusVSM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(huà)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(wú)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(guān)。ProteusVSM有兩種不同的仿真方式：交互式仿真和基于圖表的仿真。1、交互式仿真——實(shí)時(shí)直觀(guān)地反映電路設(shè)計(jì)的仿真結(jié)果；2、基于圖表的仿真(ASF)——用來(lái)精確分析電路的各種性能，如頻率特性、噪聲特性等。ProteusVSM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(lái)的，原理圖中可以包含以下仿真工具：探針——直接布置在線(xiàn)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；虛擬儀器——用于觀(guān)測(cè)電路的運(yùn)行狀況；曲線(xiàn)圖表——用于分析電路的參數(shù)指標(biāo)。1.仿真工具——激勵(lì)源DC：直流電壓源。Sine：正弦波發(fā)生器。Pulse：脈沖發(fā)生器。Exp：指數(shù)脈沖發(fā)生器。SFFM：?jiǎn)晤l率調(diào)頻波信號(hào)發(fā)生器。Pwlin：任意分段線(xiàn)性脈沖信號(hào)發(fā)生器。File：File信號(hào)發(fā)生器，數(shù)據(jù)來(lái)源于A(yíng)SCII文件。Audio：音頻信號(hào)發(fā)生器，數(shù)據(jù)來(lái)源于wav文件。DState：?jiǎn)畏€(wěn)態(tài)邏輯電平發(fā)生器。DEdge：?jiǎn)芜呇匦盘?hào)發(fā)生器。DPulse：?jiǎn)沃芷跀?shù)字脈沖發(fā)生器。DClock：數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器。DPattern：模式信號(hào)發(fā)生器。Proteus激勵(lì)源的可編輯格式示例如圖1-3所示。圖1-3Proteus激勵(lì)源的可編輯格式示例指數(shù)脈沖發(fā)生器/ASF模式信號(hào)發(fā)生器分段線(xiàn)性脈沖信號(hào)發(fā)生器2.仿真工具——虛擬儀器虛擬示波器(OSCILLOSCOPE)。邏輯分析儀(LOGICANALYSER)。計(jì)數(shù)器、定時(shí)器(COUNTERTIMER)。虛擬終端(VIRUALTERMINAL)。信號(hào)發(fā)生器(SIGNALGENERATOR)。模式發(fā)生器(PATTERNGENERATOR)。交直流電壓表和電流表(AC/DCvoltmeters/ammeters)SPI調(diào)試器(SPIDEBUGGER)。I2C調(diào)試器(I2CDEBUGGER)。Proteus激勵(lì)源的可編輯格式示例如圖1-4所示。圖1-4Proteus激勵(lì)源的可編輯格式示例虛擬終端四通道示波器I2C調(diào)試器SPI調(diào)試器3.交互式仿真實(shí)例高級(jí)仿真(ASF)實(shí)例(741放大電路分析)如圖1-5所示。圖1-5741放大電路分析噪聲分析：顯示隨頻率變化的輸出噪聲和等效輸入噪聲電壓，并列出電路各部分所產(chǎn)生的噪聲電壓清單。741放大電路的噪聲分析如圖1-6所示。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放大電路的失真分析如圖1-7所示。圖1-6741放大電路的噪聲分析 圖1-7741放大電路的失真分析4.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(hù)可在Proteus中直接編輯、編譯、調(diào)試代碼，并直觀(guān)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(kù)中包含了LED/LCD顯示、鍵盤(pán)、按鈕、開(kāi)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。圖1-8微處理器交互仿真實(shí)例單片機(jī)8051通過(guò)鎖存器驅(qū)動(dòng)液晶顯示屏。單片機(jī)的程序可通過(guò)Keil(支持匯編和C格式)編輯、編譯成“*.hex”后，直接用鼠標(biāo)雙擊畫(huà)面上的8051芯片，把“*.hex”文件加入即可。如果程序無(wú)誤，而且硬件電路也連接正確，則單擊原理圖設(shè)計(jì)界面左下方的仿真運(yùn)行按鈕，出現(xiàn)圖1-8的仿真結(jié)果。其中，每個(gè)芯片引腳還會(huì)通過(guò)紅藍(lán)兩色的方點(diǎn)來(lái)表示此時(shí)的引腳電平高低。紅色表示高電平，藍(lán)色表示低電平。圖1-9虛擬仿真電路與外部實(shí)際電路的雙向通信通過(guò)COMPIM串口仿真模型，可以實(shí)現(xiàn)虛擬仿真電路與外部實(shí)際電路的雙向通信，如圖1-9所示。原理圖中的P1為虛擬串口，通過(guò)適當(dāng)設(shè)置和引用，可以直接實(shí)現(xiàn)模擬與實(shí)際電路一樣的串行通信效果，避免了涉及外圍及與PC之間的通信無(wú)法實(shí)現(xiàn)的情況。在Proteus中，虛擬元件及虛擬儀器的種類(lèi)很多，我們不必?fù)?dān)心單片機(jī)與上位機(jī)之間的通信如何來(lái)仿真的問(wèn)題。5.Proteus與Keil聯(lián)調(diào)Proteus與匯編程序調(diào)試軟件Keil可實(shí)現(xiàn)聯(lián)調(diào)；在微處理器運(yùn)行中，如果發(fā)現(xiàn)程序有問(wèn)題，可直接在Proteus的菜單中打開(kāi)Keil對(duì)程序進(jìn)行修改，如圖1-10所示。圖1-10Proteus與Keil的聯(lián)調(diào)1.1.3ProteusARES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(guān)察器件布局和展示設(shè)計(jì)結(jié)果，如圖1-11所示。圖1-11Proteus的PCB三維預(yù)覽1.2Proteus集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的使用方法

1.2.1Proteus軟件的運(yùn)行

Proteus軟件目前的最新版本為7.10，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(kāi)始”程序菜單中，單擊運(yùn)行原理圖(ISIS

7

Professional

)或PCB(ARES7Professional)設(shè)計(jì)界面。ISIS7Professional在程序中的位置如圖1-12所示。圖1-12ISIS7Professional在程序中的位置圖1-13為ISIS7Professional運(yùn)行時(shí)的界面。圖1-13ISIS7Professional運(yùn)行時(shí)的界面1.2.2進(jìn)入ProteusISIS編輯環(huán)境1.文件的新建和保存在ProteusISIS窗口中，選擇【File】→【NewDesign】菜單項(xiàng)，彈出如圖2-4所示對(duì)話(huà)框；

選擇合適的模板(通常選擇DEFAULT模板)，單擊“OK”按鈕，即可完成新設(shè)計(jì)文件的創(chuàng)建；

選擇【File】→【SaveDesign】菜單項(xiàng)；在“保存在”下拉列表框中選擇目標(biāo)存放路徑，并在“文件名”框中輸入設(shè)計(jì)的文檔名稱(chēng)。同時(shí)，保存文件的默認(rèn)類(lèi)型為“DesignFile”，即文檔自動(dòng)加擴(kuò)展名“.DSN”，單擊“保存”按鈕即可。

2.打開(kāi)和保存設(shè)計(jì)文件選擇【File】→【OpenDesign】菜單項(xiàng)，將彈出如圖2-6所示對(duì)話(huà)框；

在“查找范圍”下拉列表框中選擇目標(biāo)查找路徑，單擊列表框中對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)選項(xiàng)，然后單擊“打開(kāi)”按鈕，即可打開(kāi)相應(yīng)的設(shè)計(jì)文件；保存打開(kāi)的設(shè)計(jì)文件的方式與上述一致。選擇【File】→【SaveDesign】菜單項(xiàng)，在打開(kāi)的保存對(duì)話(huà)框中單擊“保存”按鈕，即可保存文件。注意，在出現(xiàn)的保存對(duì)話(huà)框中，用戶(hù)可以更改設(shè)計(jì)文件的名稱(chēng)及路徑，也可使用默認(rèn)保存文件。1.2.3ProteusISIS編輯環(huán)境簡(jiǎn)介

1.ProteusISIS各窗口點(diǎn)狀的柵格區(qū)域?yàn)榫庉嫶翱?，左上方為預(yù)覽窗口，左下方為元器件列表區(qū)，即對(duì)象選擇器；

1、編輯窗口用于放置元器件，進(jìn)行連線(xiàn)，繪制原理圖。

2、預(yù)覽窗口可以顯示全部原理圖。在預(yù)覽窗口中，有兩個(gè)框，藍(lán)框表示當(dāng)前頁(yè)的邊界，綠框表示當(dāng)前編輯窗口顯示的區(qū)域。

3、當(dāng)從對(duì)象選擇器中選中一個(gè)新的對(duì)象時(shí)，預(yù)覽窗口可以預(yù)覽選中的對(duì)象。在預(yù)覽窗口上單擊，ProteusISIS將會(huì)以單擊位置為中心刷新編輯窗口。其他情況下，預(yù)覽窗口顯示將要放置的對(duì)象。2.工具箱選擇相應(yīng)的工具箱圖標(biāo)按鈕，系統(tǒng)將提供不同的操作工具。對(duì)象選擇器根據(jù)選擇不同的工具箱圖標(biāo)按鈕決定當(dāng)前狀態(tài)顯示的內(nèi)容。顯示對(duì)象的類(lèi)型包括元器件、終端、引腳、圖形符號(hào)、標(biāo)注和圖表等

工具箱中各圖標(biāo)按鈕對(duì)應(yīng)的操作如下：

SelectionMode按鈕

：選擇模式

ComponentMode按鈕

：元件模式

JunctionDotMode按鈕

：節(jié)點(diǎn)模式

WireLableMode按鈕

：連線(xiàn)標(biāo)號(hào)模式

TextScriptMode按鈕

：文字腳本模式

BusesMode按鈕

：總線(xiàn)模式SubcircuitMode按鈕：子電路模式TerminalsMode按鈕

：終端模式(輸入、輸出、電源和地等)DevicePinsMode按鈕

：器件引腳模式(如普通引腳、時(shí)鐘引腳、反電壓引腳和短接引腳等)GraphMode按鈕

:圖表模式(如模擬圖表、數(shù)字圖表、混合圖表和噪聲圖表等)TapeRecorderMode按鈕

：錄音模式（當(dāng)對(duì)設(shè)計(jì)電路分割仿真時(shí)采用此模式

）GeneratorMode按鈕

：激勵(lì)源模式(如正弦激勵(lì)源、脈沖激勵(lì)源、指數(shù)激勵(lì)源和FILE激勵(lì)源等)VoltageProbeMode按鈕

：電壓探針模式（電路進(jìn)行仿真時(shí)可顯示各探針處的電壓值

）CurrentProbeMode按鈕

：電流探針模式（電路進(jìn)行仿真時(shí)可顯示各探針處的電流值

）VirtualInstrumentsMode按鈕

：虛擬儀器模式(如示波器、邏輯分析儀、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和信號(hào)發(fā)生器等)RotateClockwise按鈕

：順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)按鈕，以90°偏置改變?cè)骷姆胖梅较?/p>

RotateAnti-clockwise按鈕：逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)按鈕，以90°偏置改變?cè)骷姆胖梅较?/p>

X-mirror按鈕

：水平鏡像旋轉(zhuǎn)按鈕，以Y軸為對(duì)稱(chēng)軸，按180°偏置旋轉(zhuǎn)元器件

Y-mirror按鈕

：垂直鏡像旋轉(zhuǎn)按鈕，以X軸為對(duì)稱(chēng)軸，按180°偏置旋轉(zhuǎn)元器件

另外，在某些狀態(tài)下，對(duì)象選擇器有一個(gè)“Pick”切換按鈕，單擊該按鈕可以彈出PickDevices、PickPort、PickTerminals、PickPins或PickSymbols窗體。通過(guò)不同窗體，可以分別添加元器件、端口、終端、引腳等到對(duì)象選擇器中，以便在今后的繪圖中使用。

3.主菜單ProteusISIS的主菜單欄包括File(文件)、View(視圖)、Edit(編輯)、Tools(工具)、Design(設(shè)計(jì))、Graph(圖形)、Source(源)、Debug(調(diào)試)、Library(庫(kù))、Template(模板)、System(系統(tǒng))和Help(幫助)，如圖2-3所示。圖2-3ProteusISIS的主菜單和主工具欄File菜單：包括常用的文件功能，如新建設(shè)計(jì)、打開(kāi)設(shè)計(jì)、保存設(shè)計(jì)、導(dǎo)入/導(dǎo)出文件，也可打印、顯示設(shè)計(jì)文檔，以及退出ProteusISIS系統(tǒng)等

View菜單：包括是否顯示網(wǎng)格、設(shè)置格點(diǎn)間距、縮放電路圖及顯示與隱藏各種工具欄等

Edit菜單：包括撤銷(xiāo)/恢復(fù)操作、查找與編輯元器件、剪切、復(fù)制、粘貼對(duì)象，以及設(shè)置多個(gè)對(duì)象的層疊關(guān)系等

Tools菜單：工具菜單。它包括實(shí)時(shí)注解、自動(dòng)布線(xiàn)、查找并標(biāo)記、屬性分配工具、全局注解、導(dǎo)入文本數(shù)據(jù)、元器件清單、電氣規(guī)則檢查、編譯網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)、編譯模型、將網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)導(dǎo)入PCB以及從PCB返回原理設(shè)計(jì)等工具欄Design菜單：工程設(shè)計(jì)菜單。它具有編輯設(shè)計(jì)屬性，編輯原理圖屬性，編輯設(shè)計(jì)說(shuō)明，配置電源，新建，刪除原理圖，在層次原理圖中總圖與子圖以及各子圖之間互相跳轉(zhuǎn)和設(shè)計(jì)目錄管理等功能

Graph菜單：圖形菜單。它具有編輯仿真圖形，添加仿真曲線(xiàn)、仿真圖形，查看日志，導(dǎo)出數(shù)據(jù)，清除數(shù)據(jù)和一致性分析等功能

Source菜單：源文件菜單。它具有添加/刪除源文件，定義代碼生成工具，設(shè)置外部文本編輯器和編譯等功能

Debug菜單：調(diào)試菜單。包括啟動(dòng)調(diào)試、執(zhí)行仿真、單步運(yùn)行、斷點(diǎn)設(shè)置和重新排布彈出窗口等功能

Library菜單：庫(kù)操作菜單。它具有選擇元器件及符號(hào)、制作元器件及符號(hào)、設(shè)置封裝工具、分解元件、編譯庫(kù)、自動(dòng)放置庫(kù)、校驗(yàn)封裝和調(diào)用庫(kù)管理器等功能Template菜單：模板菜單。包括設(shè)置圖形格式、文本格式、設(shè)計(jì)顏色以及連接點(diǎn)和圖形等

System菜單：系統(tǒng)設(shè)置菜單。包括設(shè)置系統(tǒng)環(huán)境、路徑、圖紙尺寸、標(biāo)注字體、熱鍵以及仿真參數(shù)和模式等

Help菜單：幫助菜單。包括版權(quán)信息、ProteusISIS學(xué)習(xí)教程和示例等4.主工具欄ProteusISIS的主工具欄位于主菜單下面兩行，以圖標(biāo)形式給出，包括File工具欄、View工具欄、Edit工具欄和Design工具欄四個(gè)部分。工具欄中每一個(gè)按鈕，都對(duì)應(yīng)一個(gè)具體的菜單命令，主要目的是為了快捷而方便地使用命令

1、電路原理圖的設(shè)計(jì)流程原理圖的具體設(shè)計(jì)步驟如下：(1)新建設(shè)計(jì)文檔。設(shè)計(jì)之前要構(gòu)思好原理圖(2)設(shè)置工作環(huán)境。設(shè)置合適的圖紙大小(3)放置元器件。(4)對(duì)原理圖進(jìn)行布線(xiàn)。(5)建立網(wǎng)絡(luò)表。網(wǎng)絡(luò)表是印制版電路與電路原理圖之間的紐帶(6)原理圖的電氣規(guī)則檢查。(7)調(diào)整(8)存盤(pán)和輸出報(bào)表。1.2.4一般電路原理圖設(shè)計(jì)圖2-27電路原理圖的設(shè)計(jì)流程2、電路原理圖的設(shè)計(jì)方法和步驟下面以圖2-28所示的簡(jiǎn)單電路為例，直觀(guān)地介紹電路原理圖的設(shè)計(jì)方法和步驟圖2-28一個(gè)簡(jiǎn)單的電路實(shí)例1.創(chuàng)建一個(gè)新的設(shè)計(jì)文件首先進(jìn)入ProteusISIS編輯環(huán)境選擇【File】→【NewDesign】菜單項(xiàng)，在彈出的模板對(duì)話(huà)框中選擇DEFAULT模板，并將新建的設(shè)計(jì)保存在E盤(pán)根目錄下，保存文件名為“example”2.設(shè)置工作環(huán)境打開(kāi)【Template】菜單，對(duì)工作環(huán)境進(jìn)行設(shè)置。在本例中，僅對(duì)圖紙進(jìn)行設(shè)置，其他項(xiàng)目使用系統(tǒng)默認(rèn)的設(shè)置。選擇【System】→【SetSheetSizes】菜單項(xiàng)，在出現(xiàn)的對(duì)話(huà)框中選擇A4復(fù)選框，單擊“OK”按鈕確認(rèn)，即可完成頁(yè)面設(shè)置3.拾取元器件(1)選擇【Library】→【PickDevice/Symbol】菜單項(xiàng)，出現(xiàn)如圖2-29所示對(duì)話(huà)框，在其中添加元器件具體方法不在贅述。圖2-29元件拾取對(duì)話(huà)框3.拾取元器件(2)添加的元器件將出現(xiàn)在對(duì)象選擇器列表中，如圖2-31所示。圖2-31添加元器件到對(duì)象選擇器(3)在完成了對(duì)元器件LAMP的查找后，可以按照?qǐng)D2-28原理圖的要求，依次找到其他元器件4.在原理圖中放置元器件在當(dāng)前設(shè)計(jì)文檔的對(duì)象選擇器中添加元器件后，就要在原理圖中放置元器件。5.編輯元器件放置好元器件后，雙擊相應(yīng)的元器件，即可打開(kāi)該元器件的編輯對(duì)話(huà)框。6.繪制原理圖

ProteusISIS具有智能化特點(diǎn)，在想要畫(huà)線(xiàn)的時(shí)候能進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)。7.對(duì)原理圖進(jìn)行電氣規(guī)則檢測(cè)選擇【Tools】→【ElectricalRuleCheck】菜單項(xiàng)，出現(xiàn)電氣規(guī)則檢測(cè)報(bào)告單，如圖2-35所示圖2-35電氣規(guī)則檢查報(bào)告單已經(jīng)生成網(wǎng)絡(luò)表8.存盤(pán)及輸出報(bào)表將設(shè)計(jì)好的原理圖文件存盤(pán)。同時(shí)，可使用【Tools】→【BillofMaterials】菜單項(xiàng)輸出BOM文檔BOM文檔生成界面我們先從最簡(jiǎn)單的電路入手，來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)電容充放電電路，并通過(guò)電路仿真觀(guān)察其電流流向和燈的亮滅。例1、一階動(dòng)態(tài)電路的設(shè)計(jì)與仿真1.2.5常用電路原理圖設(shè)計(jì)舉例圖1-28電容充電過(guò)程的仿真圖1-29電容放電過(guò)程的仿真1.元件的拾取在桌面上選擇【開(kāi)始】→【程序】→“Proteus7Professional”，單擊藍(lán)色圖標(biāo)“ISIS7Professional”打開(kāi)應(yīng)用程序。ISISProfessional的編輯界面如圖1-14所示。圖1-14ISISProfessional的編輯界面本例所用到的元件清單如表1-1所示。表1-1例1的元件清單用鼠標(biāo)左鍵單擊界面左側(cè)預(yù)覽窗口下面的“P”按鈕，如圖1-14所示，彈出“PickDevices”(元件拾取)對(duì)話(huà)框，如圖1-15所示。圖1-15元件拾取對(duì)話(huà)框ISIS7Professional的元件拾取就是把元件從元件拾取對(duì)話(huà)框中拾取到圖形編輯界面的對(duì)象選擇器中。元件拾取共有兩種辦法:(1)按類(lèi)別查找和拾取元件元件通常以其英文名稱(chēng)或器件代號(hào)在庫(kù)中存放。我們?cè)谌∫粋€(gè)元件時(shí)，首先要清楚它屬于哪一大類(lèi)，然后還要知道它歸屬哪一子類(lèi)，這樣就縮小了查找范圍，然后在子類(lèi)所列出的元件中逐個(gè)查找，根據(jù)顯示的元件符號(hào)、參數(shù)來(lái)判斷是否找到了所需要的元件。雙擊找到的元件名，該元件便拾取到編輯界面中了。按照表1-1中的順序來(lái)依次拾取元件。首先是充電電容CAPACITOR，在圖1-15中打開(kāi)的元件對(duì)話(huà)框中，在“Category”類(lèi)中選中“Capacitors”電容類(lèi)，在下方的“Sub-category”(子類(lèi))中選中“Animated”(可動(dòng)畫(huà)演示)，查詢(xún)結(jié)果元件列表中只有一個(gè)元件，即我們要找的CAPACITOR，如圖1-15所示。雙擊元件名，元件即被選入編輯界面的元件區(qū)中了，如圖1-16所示。如圖單擊一個(gè)元件后單擊右下角的“OK”，元件拾取后對(duì)話(huà)框關(guān)閉。連續(xù)取元件時(shí)不要單擊“OK”按鈕，直接雙擊元件名可繼續(xù)。拾取元件對(duì)話(huà)框共分四部分，左側(cè)從上到下分別為直接查找時(shí)的名稱(chēng)輸入、分類(lèi)查找時(shí)的大類(lèi)列表、子類(lèi)列表和生產(chǎn)廠(chǎng)家列表。中間為查到的元件列表。右側(cè)自上而下分別為元件圖形和元件封裝，圖1-16中的元件沒(méi)有顯示封裝。圖1-16分類(lèi)拾取元件示意圖(2)直接查找和拾取元件把元件名的全稱(chēng)或部分輸入到PickDevices(元件拾取)對(duì)話(huà)框中的“Keywords”欄，在中間的查找結(jié)果“Results”中顯示所有電容元件列表，用鼠標(biāo)拖動(dòng)右邊的滾動(dòng)條，出現(xiàn)灰色標(biāo)示的元件即為找到的匹配元件，如圖1-17所示。這種方法主要用于對(duì)元件名熟悉之后，為節(jié)約時(shí)間而直接查找。對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，還是分類(lèi)查找比較好，一是不用記太多的元件名，二是對(duì)元件的分類(lèi)有一個(gè)清楚的概念，利于以后對(duì)大量元件的拾取。圖1-17直接拾取元件示意圖按照電容的拾取方法，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(huà)框。元件拾取后的界面如圖1-18所示。圖1-18元件拾取后的界面下面把元件從對(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。電阻要放置兩次，因?yàn)楸纠杏玫絻蓚€(gè)電阻。放置后的界面如圖1-19所示。圖1-19元件放置后的界面2.編輯窗口視野控制學(xué)會(huì)合理控制編輯區(qū)的視野是元件編輯和電路連接進(jìn)行前的首要工作。編輯窗口的視野平移可用以下方法：在原理圖編輯區(qū)的藍(lán)色方框內(nèi)，把鼠標(biāo)指針?lè)胖迷谝粋€(gè)地方后，按下“F5”，則以鼠標(biāo)指針為中心顯示圖形。當(dāng)圖形不能全部顯示出來(lái)時(shí)，按住“Shift”鍵，移動(dòng)鼠標(biāo)指針到上、下、左、右邊界，則圖形自動(dòng)平移?？焖亠@示想要顯示的圖形部分時(shí)，把鼠標(biāo)指向左上預(yù)覽窗口中某處，并單擊鼠標(biāo)左鍵，則編輯窗口內(nèi)圖形自動(dòng)移動(dòng)到指定位置。另外還有兩個(gè)圖標(biāo)，用于顯示整個(gè)圖形，以鼠標(biāo)所選窗口為中心顯示圖形。編輯窗口的視野縮放用以下方法：先把鼠標(biāo)指針?lè)胖玫皆韴D編輯區(qū)內(nèi)的藍(lán)色框內(nèi)，上下滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪即可縮放視野。如果沒(méi)有鼠標(biāo)滾輪，可使用圖標(biāo)和來(lái)放大和縮小編輯窗口內(nèi)的圖形。放置鼠標(biāo)指針到編輯窗口內(nèi)想要放大或縮小的地方，按“F6”(放大)或“F7”(縮小)放大或縮小圖形，按“F8”顯示整個(gè)圖形。按住“Shift”鍵，在編輯窗口內(nèi)單擊鼠標(biāo)左鍵，拖出一個(gè)欲顯示的窗口。3.元件位置的調(diào)整和參數(shù)的修改在編輯區(qū)的元件上單擊鼠標(biāo)右鍵選中元件(為紅色)，在選中的元件上再次單擊鼠標(biāo)右鍵則刪除該元件，而在元件以外的區(qū)域內(nèi)單擊右鍵則取消選擇。元件誤刪除后可用圖標(biāo)找回。單個(gè)元件選中后，單擊鼠標(biāo)左鍵不松可以拖動(dòng)該元件。群選使用鼠標(biāo)左鍵拖出一個(gè)選擇區(qū)域，使用圖標(biāo)來(lái)整體移動(dòng)。使用圖標(biāo)可整體復(fù)制，圖標(biāo)用來(lái)刷新圖面。按圖1-20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(chēng)性。把兩位開(kāi)關(guān)調(diào)整成圖示的方位。圖1-20元件布置存盤(pán)。建立一個(gè)名為Proteus的目錄，選主菜單File→SaveDesignAs，在打開(kāi)的對(duì)話(huà)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。下面改變?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(huà)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)。EditComponent(元件屬性設(shè)置)對(duì)話(huà)框如圖1-21所示。圖1-21元件屬性設(shè)置對(duì)話(huà)框注意到每個(gè)元件的旁邊顯示灰色的“<TEXT>”，為了使電路圖清晰，可以取消此文字顯示。雙擊此文字，打開(kāi)一個(gè)對(duì)話(huà)框，如圖1-22所示。在該對(duì)話(huà)框中選擇“Style”，先取消選擇“Visible”右邊的“FollowGlobal”選項(xiàng)，再取消選擇“Visible”選項(xiàng)，單擊“OK”即可。圖1-22“TEXT”屬性設(shè)置對(duì)話(huà)框也可在元件調(diào)用前，直接選擇主菜單中的【Template】→【SetDesignDefaults…】打開(kāi)畫(huà)圖模板設(shè)置選項(xiàng)，如圖1-23所示。圖1-23打開(kāi)模板設(shè)計(jì)對(duì)話(huà)框接著出現(xiàn)EditDesignDefaults(編輯模板設(shè)計(jì))對(duì)話(huà)框，如圖1-24所示。在“Showhiddentext”選項(xiàng)中把對(duì)勾去掉，然后單擊“OK”即可。每個(gè)元件的旁邊不再顯示灰色的“<TEXT>”。圖1-24編輯模板設(shè)計(jì)對(duì)話(huà)框4.電路連線(xiàn)電路連線(xiàn)采用按格點(diǎn)捕捉和自動(dòng)連線(xiàn)的形式，所以首先確定編輯窗口上方的自動(dòng)連線(xiàn)圖標(biāo)和自動(dòng)捕捉圖標(biāo)為按下?tīng)顟B(tài)。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(kāi)左鍵后再單擊鼠標(biāo)左鍵，即完成一根連線(xiàn)。如果要?jiǎng)h除一根連線(xiàn)，右鍵雙擊連線(xiàn)即可。按圖標(biāo)取消背景格點(diǎn)顯示，如圖1-25所示。連線(xiàn)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(pán)圖標(biāo)。

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5.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(lái)看看電路的仿真效果。首先在主菜單“System”→“SetAnimationOptions”中設(shè)置仿真時(shí)電壓及電流的顏色及方向，如圖1-27所示。圖1-27AnimatedCircuitsConfiguration對(duì)話(huà)框在隨后打開(kāi)的對(duì)話(huà)框中，選擇“ShowWireVoltagebyColour”和“ShowWireCurrentwithArrows”兩項(xiàng)，即選擇導(dǎo)線(xiàn)以紅、藍(lán)兩色來(lái)表示電壓的高低，以箭頭標(biāo)示來(lái)表示電流的流向。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(kāi)始仿真。仿真開(kāi)始后，用鼠標(biāo)單擊圖中的開(kāi)關(guān)，使其先把電容與電源接通，如圖1-28所示。能清楚地看到電容充電的效果。接著單擊開(kāi)關(guān)，使其把電容與燈連通?？吹綗糸W了一下，如圖1-29所示。由于充電時(shí)間常數(shù)為1秒，放電時(shí)間常數(shù)小一些，瞬間放電，所以燈亮的時(shí)間很短。如果放電時(shí)間常數(shù)再大，則不易觀(guān)察到燈亮的效果。在運(yùn)行時(shí)，可以來(lái)回?fù)軇?dòng)開(kāi)關(guān)，反復(fù)觀(guān)察充放電過(guò)程。單擊仿真控制按鈕中的停止按鈕，仿真結(jié)束。圖1-28電容充電過(guò)程的仿真圖1-29電容放電過(guò)程的仿真6.文件的保存在設(shè)計(jì)過(guò)程中要養(yǎng)成不斷存盤(pán)的好習(xí)慣。最好先建立一個(gè)存放“*.DSN”文件的專(zhuān)用文件夾，你會(huì)發(fā)現(xiàn)在這個(gè)文件夾中，除了剛剛設(shè)計(jì)完成的“Cap1.DSN”文件外，還有很多其他擴(kuò)展名的文件，可以統(tǒng)統(tǒng)刪除。下次打開(kāi)時(shí)，可直接雙擊“Cap1.DSN”文件，或先運(yùn)行Proteus，再打開(kāi)“Cap1.DSN”文件。7.變式演練下面來(lái)嘗試自己動(dòng)手設(shè)計(jì)一個(gè)電容充放電電路，如圖1-30所示。與剛才的電路不同的是，這個(gè)電路選用了兩個(gè)一位開(kāi)關(guān)代替原來(lái)的一個(gè)兩位開(kāi)關(guān)；在充放電回路中分別串入了直流數(shù)字電流表，在電容兩端并接了一個(gè)電壓表，用于觀(guān)察充放電過(guò)程中的電流及電壓的變化；另外，放電回路中取消了放電電阻，充電電阻值和電容值也都有變化圖1-30變式演練電路圖所用元件名稱(chēng)及所屬的庫(kù)文件如表1-2所示，可采取直接查詢(xún)法來(lái)拾取表中元件。表1-2變式演練的元件清單選取虛擬儀器圖標(biāo) 來(lái)獲取直流電壓表和電流表，如圖1-31所示。由上而下的儀器分別為示波器(OSCILLOSCOPE)、邏輯分析儀(LOGICANALYSER)、計(jì)數(shù)定時(shí)器(COUNTERTIMER)、虛擬終端(VIRTUALTERMINAL)、信號(hào)發(fā)生器(SIGNALGENERATOR)、模式發(fā)生器(PATTERNGENERATOR)、直流電壓表(DCVOLTMETER)、直流電流表(DCAMMETER)、交流電壓表(ACVOLTMETER)和交流電流表(ACAMMETER)。圖1-31虛擬儀器菜單兩個(gè)電流表設(shè)置為毫安表，分別取名為AM1和AM2；電壓表取名為VM1。雙擊電流表，出現(xiàn)如圖1-32所示的EditComponent(屬性設(shè)置)對(duì)話(huà)框，照?qǐng)D完成設(shè)置。圖1-32毫安表的設(shè)置把此文件保存為“CAP2.DSN”。在仿真時(shí)，注意觀(guān)察電流表和電壓表數(shù)值的變化。例2、異步四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)及仿真如果已經(jīng)具備了數(shù)字電子技術(shù)的知識(shí)，就會(huì)知道，這是一個(gè)異步時(shí)序邏輯電路，由四個(gè)觸發(fā)器構(gòu)成，這里選用JK觸發(fā)器，把它們的JK端全接高電平，前一級(jí)的輸出作為后一級(jí)的時(shí)鐘信號(hào)。觀(guān)察四個(gè)觸發(fā)器輸出端所組成的二進(jìn)制數(shù)的變化是否為0~F(即0000~1111)。1.元件的拾取如果不知道所用元件的確切名字及所在的庫(kù)，可以用查詢(xún)的方法在所有庫(kù)里海選。選擇主菜單“Library”→“PickDevice/Symbol”，或直接單擊左側(cè)工具箱中的圖標(biāo)后再單擊“P”按鈕，打開(kāi)如圖1-33所示的對(duì)話(huà)框。采用部分查找法，在所查找的元件名關(guān)鍵詞中填寫(xiě)“JK”，所有“JK”觸發(fā)器元件都被找出，列在圖1-33的中間部分查詢(xún)結(jié)果中。選中“JKFF(ACTIVE)”，即選中仿真庫(kù)中的元件，單擊“OK”，元件拾取到對(duì)象選擇器中。圖1-33元件拾取對(duì)話(huà)框按表1-3所示，采用直接查詢(xún)法，把所有元件都拾取到編輯區(qū)的元件列表中。表1-3元件清單列表2.元件連線(xiàn)先放置一個(gè)JK觸發(fā)器。選中左側(cè)電源和接地圖標(biāo) ，單擊“POWER”，一個(gè)箭頭形狀的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字直流電源(即高電平)出現(xiàn)在元件預(yù)覽區(qū)，拖出后與觸發(fā)器的JK端接上，如圖1-34所示。圖1-34與觸發(fā)器的JK端連接因?yàn)樗膫€(gè)觸發(fā)器的JK端接法都一樣，故采取復(fù)制法畫(huà)其他三個(gè)觸發(fā)器。用左鍵選中剛才所畫(huà)的圖形，選取上方的復(fù)制按鈕 ，連續(xù)單擊鼠標(biāo)三次，得到如圖1-35所示的圖形。圖1-35復(fù)制后的四個(gè)觸發(fā)器接下來(lái)，把前一個(gè)觸發(fā)器的輸出端連接到下一個(gè)觸發(fā)器的時(shí)鐘CLK端上。再把時(shí)鐘“CLOCK”拖出，連在第一個(gè)觸發(fā)器的CLK輸入端上，如圖1-36所示。如果是下降沿觸發(fā)的觸發(fā)器，則把前一個(gè)觸發(fā)器的Q*端連到下一個(gè)觸發(fā)器的時(shí)鐘CLK端上。把該電路保存為“Counter.DSN”。圖1-36連接好的異步四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器3.電路的動(dòng)態(tài)仿真為了觀(guān)察計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的動(dòng)態(tài)過(guò)程，我們?cè)诿總€(gè)觸發(fā)器的輸出端Q連接一個(gè)邏輯電平探測(cè)器，能夠顯示0和1。把LOGICPROBE(BIG)元件拖到圖形編輯區(qū)內(nèi)，連續(xù)雙擊鼠標(biāo)三次，得到四個(gè)邏輯探測(cè)器。分別接到每個(gè)JK觸發(fā)器的輸出端Q上。最后一個(gè)觸發(fā)器為最高位(MSB)。同時(shí)，把七段數(shù)碼顯示拖入編輯區(qū)。數(shù)碼管的最左端是高位，分別和各觸發(fā)器的輸出端Q相連，如圖1-37所示。

圖1-37加上邏輯電平探測(cè)器和七段數(shù)碼管后的電路按下仿真運(yùn)行按鈕，四個(gè)邏輯探測(cè)器組成的四位二進(jìn)制數(shù)從0000~1111變化，而七段數(shù)碼管則顯示0~F。另外我們還觀(guān)察到每個(gè)器件的連線(xiàn)端都有紅藍(lán)兩色小方塊來(lái)顯示該端的電平變化，紅色為高電平，藍(lán)色為低電平。如圖1-38所示，十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)到14，顯示“E”。圖1-38連接好的異步四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器4.電路波形的生成有時(shí)為了方便分析，我們還會(huì)在已繪制好的圖中加上波形圖。在一個(gè)波形圖中，可以插入多個(gè)觀(guān)測(cè)點(diǎn)的波形，它們既可以是數(shù)字波形，也可以是模擬波形或是其他形式的波形。現(xiàn)在我們想把上圖中四個(gè)觸發(fā)器的輸出端Q的波形分別顯示出來(lái)。首先要把一個(gè)電壓探針接在被測(cè)點(diǎn)，左側(cè)圖標(biāo)和分別為電壓和電流探針。四個(gè)電壓探針?lè)謩e命名為Q1、Q2、Q3和Q4。單擊左側(cè)圖標(biāo)，選擇插入波形的種類(lèi)。如圖1-39所示，選擇數(shù)字波形(DIGITAL)或數(shù)字模擬混合波形(MIXED)。圖1-39加上邏輯探針后的圖形接下來(lái)放置波形。選擇主菜單【Graph】→【EditGraph】，在圖形編輯區(qū)的下方單擊鼠標(biāo)左鍵拖出一個(gè)長(zhǎng)方形波形區(qū)域，再次單擊左鍵確定。選擇【Graph】→【AddTrace】，添加軌跡，在彈出的對(duì)話(huà)框中，選擇右側(cè)的數(shù)字(Digital)波形，選中Probe

P1中的Q1(電壓探針加上后，所有探針的名稱(chēng)自動(dòng)出現(xiàn)在這里)，單擊“OK”(如圖1-40所示)，Q1的坐標(biāo)出現(xiàn)在波形圖中。繼續(xù)選擇【Graph】→【AddTrace】，選中Q2，重復(fù)上一步驟，直到四點(diǎn)波形坐標(biāo)都加到圖形中為止。選擇主菜單【Graph】→【EditGraph】，把波形標(biāo)題更改為“DIGITALANALYSIS”(數(shù)字波形分析)，把停止時(shí)間改為16，如圖1-41所示。

圖1-40加入Q1的軌跡圖1-41修改波形標(biāo)題橫坐標(biāo)單位選擇“Graph”→“SimulateGraph”或按空格鍵，生成波形。不需要運(yùn)行仿真，只要執(zhí)行此命令，四個(gè)探測(cè)點(diǎn)的波形就自動(dòng)生成了，如圖1-42所示。這種波形不同于示波器顯示的波形，它能夠靜態(tài)地保留在原理圖中，供讀者分析或隨圖形一起輸出打印。當(dāng)按下空格鍵后，它可以再次刷新生成。圖1-42計(jì)數(shù)器的波形圖左擊