PROTEUS教學(xué)幻燈片省名師優(yōu)質(zhì)課賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件市賽課百校聯(lián)賽優(yōu)質(zhì)課一等獎(jiǎng)?wù)n件

電路仿真軟件應(yīng)用入門(mén)EDA工程實(shí)踐教學(xué)1/711.1電路仿真

就是把電子器件和電路模塊以數(shù)學(xué)模型表示，并配合數(shù)值分析和圖形模擬顯示方法，實(shí)現(xiàn)電路功效模擬和特征分析。2/71它能夠足夠真實(shí)地反應(yīng)電路特征，能極其方便、快捷、經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)電路結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，這對(duì)縮短電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，降低電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)費(fèi)用，提升電子產(chǎn)品綜合性能，參加產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，都有著十分主要意義。1.2電路仿真意義3/711.驗(yàn)證電路設(shè)計(jì)方案正確性；2.優(yōu)化電路設(shè)計(jì)；3.電路性能模擬測(cè)試等。1.3電路仿真主要作用4/711.4仿真軟件介紹當(dāng)前比較流行電路仿真軟件主要有1.PSPICE(SimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasis)電路仿真軟件。---ORCAD2.ElectronicsWorkbench--EWB電路仿真工作站，它最新版本更名為Multisim電路設(shè)計(jì)與仿真軟件，它是以各種虛擬儀器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電路仿真。5/713.Protues電路設(shè)計(jì)、分析仿真軟件，其界面和仿真方法與EWB相同，最大特點(diǎn)是有很好兼容單片機(jī)電路.這在同類(lèi)產(chǎn)品中是十分難得。4.SystemView電子系統(tǒng)仿真軟件。6/71EWB電路設(shè)計(jì)仿真工作站介紹7/71Multisim電路仿真軟件介紹產(chǎn)品界面8/71Multisim電路仿真軟件介紹9/711.5此次學(xué)習(xí)目標(biāo)要求1.能夠用Proteus正確地繪制電路原理圖。2.能基本正確地進(jìn)行仿真設(shè)置，并得到所需要仿真圖和仿真數(shù)據(jù)。3.能對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行一些基本分析。10/71PROTEUS應(yīng)用

11/71內(nèi)容提要PROTEUS介紹PROTEUSISIS原理圖輸入電路仿真與分析人性化測(cè)量方法高級(jí)電路設(shè)計(jì)與仿真微處理器系統(tǒng)仿真微處理器系統(tǒng)仿真概述微處理器系統(tǒng)仿真與分析第三方工具應(yīng)用PROTEUS與Keil整合構(gòu)建單片機(jī)虛擬試驗(yàn)室

PROTEUS綜合應(yīng)用12/71PROTEUS組成PROTEUS是一個(gè)完整嵌入式系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)。

ISIS為功效強(qiáng)大原理布線工具。ARESPCB設(shè)計(jì)為一PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng)。布線/編輯ARES處理器仿真模型VSM高級(jí)圖形分析模塊動(dòng)態(tài)器件庫(kù)混合模型仿真器原理圖輸入系統(tǒng)ISISPROTEUS13/71ISIS智能原理圖輸入流程設(shè)置編輯環(huán)境：用戶(hù)可自定義圖形外觀，包含線寬、填充類(lèi)型、字符等。原理圖連線：?jiǎn)螕粼骷_或者先前連好線，就能實(shí)現(xiàn)連線；也可使用自動(dòng)連線工具連線。建立網(wǎng)絡(luò)表：網(wǎng)絡(luò)表是電路板與電路原理圖之間紐帶。建立網(wǎng)絡(luò)表用于PCB制板。報(bào)表輸出：材料報(bào)表、ERC報(bào)表等。開(kāi)始新建設(shè)計(jì)文檔設(shè)置編輯環(huán)境放置元器件原理圖連線建立網(wǎng)絡(luò)表電氣規(guī)則檢驗(yàn)存盤(pán)、報(bào)表輸出結(jié)束調(diào)整是否合格NY14/71741放大器電路15/71PTOTEUSVS仿真與分析PROTEUSVSM中整個(gè)電路分析是在ISIS原理圖設(shè)計(jì)模塊下延續(xù)下來(lái)，原理圖中包含：直接布置在線路上探針；電路激勵(lì)；虛擬儀器；曲線圖表。——詳細(xì)內(nèi)容任何時(shí)候都能經(jīng)過(guò)按下“運(yùn)行”鍵或“空格”鍵對(duì)電路進(jìn)行仿真。PROTEUSVSM有兩種截然不一樣仿真方式：交互式仿真和基于圖表仿真。交互式仿真檢驗(yàn)用戶(hù)所設(shè)計(jì)電路是否能正常工作——交互式仿真圖基于圖表仿真用來(lái)研究電路工作狀態(tài)和進(jìn)行細(xì)節(jié)測(cè)量——基于圖表仿真PROTEUSVSM中人性化測(cè)量16/71探針電壓探針（Voltageprobes）：既可在模擬仿真中使用，也可在數(shù)字仿真中使用。在模擬電路中統(tǒng)計(jì)真實(shí)電壓值，而在數(shù)字電路中，統(tǒng)計(jì)邏輯電平及其強(qiáng)度。電流探針（Currentprobes）：僅可在模擬電路中使用，并可顯示電流方向。探針既可用于基于圖表仿真，也可用于交互式仿真中。17/71激勵(lì)源DC：直流電壓源；Sine：幅值、頻率、相位可控正弦波發(fā)生器。Pulse：幅值、周期和上升/下降沿時(shí)間可控模擬脈沖發(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：任意分段線性脈沖、信號(hào)發(fā)生器。File：File信號(hào)發(fā)生器。數(shù)據(jù)起源于ASCII文件。Audio：音頻信號(hào)發(fā)生器。DState：穩(wěn)態(tài)邏輯電平發(fā)生器。DEdge：?jiǎn)芜吘壭盘?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。18/71模擬脈沖激勵(lì)源

用于為仿真分析產(chǎn)生各種周期輸入信號(hào)，包含方波、鋸齒波、三角涉及單周期短脈沖。

模擬脈沖信號(hào)輸出19/71指數(shù)脈沖激勵(lì)源

產(chǎn)生與RC充電/放電電路相同脈沖波。

指數(shù)信號(hào)輸出20/71單頻率調(diào)頻波激勵(lì)源

調(diào)頻波信號(hào)輸出21/71Pwlin信號(hào)激勵(lì)源

任意分段線性脈沖、信號(hào)發(fā)生器。Pwlin信號(hào)輸出22/71File信號(hào)激勵(lì)源

發(fā)生器數(shù)據(jù)起源于ASCII文件。

.BAK文件信號(hào)輸出23/71音頻信號(hào)激勵(lì)源

使用WindowsWAV文件作為輸入文件。結(jié)合音頻分析圖表，能夠聽(tīng)到電路對(duì)音頻信號(hào)處理后聲音。

音頻信號(hào)輸出24/71單周期數(shù)字

脈沖激勵(lì)源

數(shù)字脈沖信號(hào)輸出25/71數(shù)字時(shí)鐘

信號(hào)激勵(lì)源

數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)輸出26/71數(shù)字模式信號(hào)激勵(lì)源

數(shù)字模式信號(hào)輸出27/71虛擬儀器虛擬示波器(OSCILLOSCOPE)邏輯分析儀(LOGICANALYSER)定時(shí)計(jì)數(shù)器(COUNTERTIMER)虛擬終端(VIRUALTERMINAL)SPI調(diào)試器(SPIDEBUGGER)I2C調(diào)試器(I2CDEBUGGER)信號(hào)發(fā)生器(SIGNALGENERATOR)模式發(fā)生器(PATTERNGENERATOR)電壓表和電流表（AC/DCvoltmeters/ammeters）

28/71模式發(fā)生器

模式發(fā)生器編碼信號(hào)調(diào)試端口輸出模式信號(hào)29/71虛擬終端30/71模式發(fā)生器編碼信號(hào)虛擬終端輸出模式信號(hào)31/71信號(hào)發(fā)生器（調(diào)幅）信號(hào)源名稱(chēng)賠償電壓/V幅值/V頻率/kHz時(shí)延/(°)（A）0110正弦信號(hào)參數(shù)32/71調(diào)幅信號(hào)輸出信號(hào)發(fā)生器參數(shù)設(shè)置33/71曲線圖表模擬圖表（ANALOGUE）數(shù)字圖表(DIGITAL)混合分析圖表(MIXED)頻率分析圖表(FREQUENCY)轉(zhuǎn)移特征分析圖表(TRANSFER)噪聲分析圖表(NOISE)失真分析圖表(DISTORTION)傅立葉分析圖表(FOURIER)音頻分析圖表(AUDIO)交互分析圖表(INTERACTIVE)一致性分析圖表(CONFORMANCE)直流掃描分析圖表(DCSWEEP)交流掃描分析圖表(ACSWEEP)34/71基于轉(zhuǎn)移特征分析圖表電路分析

35/71數(shù)字分析圖表:用于繪制邏輯電平值隨時(shí)間改變曲線，圖表中波形代表單一數(shù)據(jù)位或總線二進(jìn)制電平值.36/71混合分析圖表:能夠在同一圖表中同時(shí)顯示模擬和數(shù)字信號(hào)波形.37/71直流掃描分析:能夠觀察電路元件參數(shù)值在用戶(hù)定義范圍內(nèi)發(fā)生改變時(shí)，對(duì)電路工作狀態(tài)（電壓或電流）影響（如觀察電阻值、晶體管放大倍數(shù)、電路工作溫度等參數(shù)改變對(duì)電路工作狀態(tài)影響）。也能夠經(jīng)過(guò)掃描激勵(lì)元件參數(shù)值實(shí)現(xiàn)直流傳輸特征測(cè)量。

38/71交流掃描分析能夠建立一組反應(yīng)元件在參數(shù)值發(fā)生線性改變時(shí)頻率特征曲線。主要用來(lái)觀察相關(guān)元件參數(shù)值發(fā)生改變時(shí)對(duì)電路頻率特征影響。

39/71交互式仿真（741放大電路）交互式電路仿真是電路分析一個(gè)最主要部分。輸入原理圖后，經(jīng)過(guò)在期望觀察點(diǎn)放置電流/電壓探針，或虛擬儀器，點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕，即可觀察到電路實(shí)時(shí)輸出。40/71基于圖表電路仿真與分析（741放大電路）頻率分析：用于繪制小信號(hào)電壓增益或電流增益隨頻率改變曲線，即繪制波特圖?？擅枥L電路幅頻特征和相頻特征。

模擬分析:用于繪制一條或多條電壓或電流隨時(shí)間改變曲線。41/71基于圖表電路仿真與分析（741放大電路）失真分析用于確定由測(cè)試電路所引發(fā)電平失真程度，失真分析圖表用于顯示隨頻率改變二次和三次諧波失真電平。

噪聲分析：顯示隨時(shí)間改變輸入、輸出噪聲電壓；可產(chǎn)生單個(gè)元件噪聲電壓清單。

42/71人性化測(cè)量方法利用不一樣顏色電路連線顯示對(duì)應(yīng)電壓利用箭頭顯示電流方向探針實(shí)時(shí)顯示電壓/電流值暫停時(shí)，使用VirtualInstruments按鈕，可顯示元件參數(shù)信息

43/71高級(jí)電路設(shè)計(jì)——子電路及模塊電路在電路設(shè)計(jì)中，建立子電路，或模塊電路均可實(shí)現(xiàn)電路層次化。特殊元件經(jīng)過(guò)電路圖表表示為模塊。能夠任意設(shè)定層次，將模塊像標(biāo)準(zhǔn)元件或可設(shè)置或切除界面斷口所在特殊子電路塊一樣繪制出來(lái)。子電路模塊電路44/71子電路F1電路原理圖45/71模塊電路VCO1電路原理圖子電路或模塊電路均經(jīng)過(guò)端口名稱(chēng)與主電路連接46/71PROTEUS微處理器系統(tǒng)仿真在基于微處理器系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，即使沒(méi)有物理原型，PROTEUSVSM也能夠進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)。模型庫(kù)中包含LCD顯示、鍵盤(pán)、按鈕、開(kāi)關(guān)等通用外圍設(shè)備。同時(shí)，提供CPU模型有ARM7、PIC、AtmelAVR、MotorolaHCXX以及8051/8052系列。單片機(jī)系統(tǒng)仿真是PROTEUSVSM一大特色。同時(shí)，本仿真系統(tǒng)將源代碼編輯和編譯整合到同一設(shè)計(jì)環(huán)境中，這么使得用戶(hù)能夠在設(shè)計(jì)中直接編輯代碼，并可輕易查看到用戶(hù)對(duì)源程序修改后對(duì)仿真結(jié)果影響。VSM甚至能仿真多個(gè)CPU，它能便利處理兩個(gè)或兩個(gè)以上微控制器聯(lián)結(jié)與設(shè)計(jì)。

47/71微處理器系統(tǒng)仿真與分析——原理圖輸入ISIS支持總線結(jié)構(gòu)PROTEUSVSM能把微處理器和連接該微處理器任何模擬和數(shù)字器件協(xié)同仿真48/71微處理器系統(tǒng)仿真與分析——建立源代碼文件選擇代碼生成工具建立新源代碼文件定義新源代碼文件名稱(chēng)49/71微處理器系統(tǒng)仿真與分析——源代碼文件與單片機(jī)鏈接源代碼編輯源代碼編譯、鏈接使用.HEX文件實(shí)現(xiàn)源程序與單片機(jī)鏈接50/71微處理器系統(tǒng)仿真與分析——交互式仿真實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)輸出結(jié)果實(shí)時(shí)顯示元器件引腳電平51/71微處理器系統(tǒng)仿真與分析——彈出式窗口源代碼窗口：提供了四種程序執(zhí)行命令按鈕

程序調(diào)試斷點(diǎn)處理器程序計(jì)數(shù)器當(dāng)前位置

內(nèi)部數(shù)據(jù)存放器窗口SFR存放器窗口CPU存放器窗口觀察窗口52/71第三方工具應(yīng)用第三方代碼生成工具:

PROTEUS許多共享匯編軟件或編譯器可從系統(tǒng)CD上安裝到PROTEUSTOOLS目錄下，而且會(huì)被自動(dòng)作為PROTEUS代碼生成工具。第三方源代碼編輯器:PROTEUSVSM提供了一個(gè)簡(jiǎn)明源代碼文本編輯器SRCEDIT,用戶(hù)還可使用第三方源代碼編輯器，如UltraEdit。第三方IDE：用戶(hù)可使用第三方IDE，如IAR‘sEmbeddedWorkbench、Keil’suVision2、Microchip‘sMP-LAB和Atmel’sAVRstudio開(kāi)發(fā)源代碼，并進(jìn)行編輯，生成可執(zhí)行文件（如HEX或COD文件）后切換到PROTEUSVSM，然后進(jìn)行仿真。

53/71PROTEUS與Keil整合構(gòu)建單片機(jī)虛擬試驗(yàn)室PROTEUS特點(diǎn)：PROTEUS軟件提供了數(shù)千種元器件和多達(dá)30多個(gè)元件庫(kù)。在PROTEUS軟件中，理論上同一個(gè)儀器能夠在一個(gè)電路中隨意調(diào)用。除了現(xiàn)實(shí)存在儀器外，PROTEUS還能夠以圖形方式實(shí)時(shí)地顯示線路上改變信號(hào)。虛擬儀器儀表含有理想?yún)?shù)指標(biāo)，可降低儀器對(duì)測(cè)量結(jié)果影響。PROTEUS提供了比較豐富測(cè)試信號(hào)用于電路測(cè)試。這些測(cè)試信號(hào)包含模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。54/71Keil特點(diǎn)：全功效源代碼編輯器；器件庫(kù)用來(lái)配置開(kāi)發(fā)工具設(shè)置；項(xiàng)目管理器用來(lái)創(chuàng)建和維護(hù)用戶(hù)項(xiàng)目；集成MAKE工具能夠匯編、編譯和連接用戶(hù)嵌入式應(yīng)用；全部開(kāi)發(fā)工具設(shè)置都是對(duì)話框形式；真正源代碼級(jí)對(duì)CPU和外圍器件調(diào)試器；高級(jí)GDI（AGDI）接口用來(lái)在目標(biāo)硬件上進(jìn)行軟件調(diào)試以及和Monitor-51進(jìn)行通信；55/71PROTEUS與Keil聯(lián)調(diào)Keil處于運(yùn)行狀態(tài)PROTEUS同時(shí)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)56/71PROTEUS綜合應(yīng)用1——

基于AT89C52含糊控制算法溫控儀設(shè)計(jì)采取Pt100溫度傳感器，測(cè)溫范圍0℃～100℃；系統(tǒng)可設(shè)定溫度值；設(shè)定溫度值與測(cè)量溫度值可實(shí)時(shí)顯示；控溫精度：±0.5℃。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所表示：設(shè)定輸入單片機(jī)LED顯示控制輸出雙向可控硅繼電器控制對(duì)象風(fēng)扇信