1、 Proteus軟件介紹軟件介紹 十一周本節課教學內容：本節課教學內容：n1 1、了解、了解EDAEDA電子自動化設計的過程；電子自動化設計的過程；n2 2、認識、認識ProteusProteus軟件，熟悉軟件的操作界面；軟件，熟悉軟件的操作界面；n3 3、掌握、掌握ProteusProteus軟件基本工具使用，能夠設計簡軟件基本工具使用，能夠設計簡單的電子電路并進行仿真。單的電子電路并進行仿真。Proteus 軟件是由英國軟件是由英國 Labcenter Electronics 公司開發的公司開發的EDA工具軟件，已有近工具軟件，已有近20年的歷史，在年的歷史，在全球得到了廣泛應用。全球得到

2、了廣泛應用。Proteus 軟件的功能強大，軟件的功能強大，它集電路設計、制版及仿真等多種功能于一身，不它集電路設計、制版及仿真等多種功能于一身，不僅能夠對電工、電子技術學科涉及的電路進行設計僅能夠對電工、電子技術學科涉及的電路進行設計與分析，還能夠對微處理器進行設計和仿真，并且與分析，還能夠對微處理器進行設計和仿真，并且功能齊全，界面多彩，是近年來備受電子設計愛好功能齊全，界面多彩，是近年來備受電子設計愛好者青睞的一款新型電子線路設計與仿真軟件。者青睞的一款新型電子線路設計與仿真軟件。一、一、Proteus的介紹的介紹1、Proteus主要功能介紹主要功能介紹nProteus是一個基于Pro

3、SPICE混合模型仿真器的、完整的嵌入式系統軟硬件設計仿真平臺。它包含ISIS和ARES應用軟件，具體功能分布如圖1-1所示。n圖1-1 Proteus 的功能分布圖 Proteus Proteus系統包括系統包括.ISIS.EXE.ISIS.EXE（電路原理圖設計（電路原理圖設計. .電路電路原理仿真），原理仿真），ARES.EXEARES.EXE（印刷電路版設計）兩個主要程序（印刷電路版設計）兩個主要程序三大基本功能三大基本功能 其電路原理仿真功能其電路原理仿真功能, ,不僅有分離元件不僅有分離元件. .小規模集成小規模集成器件的仿真功能器件的仿真功能, ,能用箭頭與顏色表示電流的方向與大

4、小能用箭頭與顏色表示電流的方向與大小, ,而且有多種帶而且有多種帶CPUCPU的可編程序器件的仿真功能的可編程序器件的仿真功能, ,不僅可作電不僅可作電路原理路原理, ,模擬電路模擬電路. .數字電路實驗數字電路實驗, ,而且可作單片機與接口實而且可作單片機與接口實驗驗. .特別是可為課程設計與畢業設計提供綜合系統仿真特別是可為課程設計與畢業設計提供綜合系統仿真. .nISISISIS智能原理圖輸入系統，系統設計與仿真的基本平臺。智能原理圖輸入系統，系統設計與仿真的基本平臺。nARES ARES 高級高級PCBPCB布線編輯軟件。布線編輯軟件。n在在ProteusProteus中，從原理圖設計

5、、單片機編程、系統仿真到中，從原理圖設計、單片機編程、系統仿真到PCBPCB設計一氣呵成，真正實現了從概念到產品的完整設計。設計一氣呵成，真正實現了從概念到產品的完整設計。Proteus Proteus 從原理圖設計到從原理圖設計到PCBPCB設計，再到電路板完成的流程設計，再到電路板完成的流程如圖如圖1-21-2所示。所示。 圖1-2 Proteus 設計流程2、 Proteus ARES的應用預覽功能的應用預覽功能nProteus的ARES軟件具有PCB(印刷電路板)設計的強大功能。新的Proteus 7支持PCB板的三維預覽，便于觀察器件布局和展示設計結果，如圖1-11所示。n圖1-11

6、 Proteus的PCB三維預覽3、 Proteus VSM仿真與分析仿真與分析nProteus 軟件的ISIS原理圖設計界面同時還支持電路仿真模式VSM(虛擬仿真模式)。當電路元件在調用時，我們選用具有動畫演示功能的器件或具有仿真模型的器件，當電路連接完成無誤后，直接運行仿真按鈕，即可實現聲、光、動等逼真的效果，以檢驗電路硬件及軟件設計的對錯，非常直觀。nProteus VSM有兩種不同的仿真方式：交互式仿真和基于圖表的仿真。n交互式仿真交互式仿真 實時直觀地反映電路設計的仿真結果；n基于圖表的仿真基于圖表的仿真(ASF) 用來精確分析電路的各種性能，如頻率特性、噪聲特性等。nProteus

7、 VSM中的整個電路分析是在ISIS原理圖設計模塊下延續下來的，原理圖中可以包含以下仿真工具：n探針 直接布置在線路上，用于采集和測量電壓/電流信號；n電路激勵 系統的多種激勵信號源；n曲線圖表 用于分析電路的參數指標。用圖表仿真三極管特性曲線圖用圖表仿真三極管特性曲線圖n虛擬儀器 用于觀測電路的運行狀況；n4. 交互式仿真實例介紹交互式仿真實例介紹n 1）、高級仿真高級仿真(ASF)實例實例(741放大電路分析放大電路分析) 激勵源激勵源 電壓探針電壓探針 虛擬儀器虛擬儀器 v圖1-5 741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生的噪聲電壓

8、清單。 失真分析：用于確定由測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R11.6kR33.6kR22.7kUS112VUS26VSW1SW2SW3SW-SPDTD11N4001疊加定理的驗證疊加定理的驗證+88.8Volts+88.8Volts+88.8Volts+88.8AC mA2）、模擬電流表、電壓表的使用）、模擬電流表、電壓表的使用3）. Proteus微處理器系統仿真n單片機系統的仿真是Proteus VSM的主要特色。用戶可在Proteus中直接編輯、編譯、調試代碼，并直觀地看到仿真結果

9、。nCPU模型有ARM7(LPC21xx)、PIC、Atmel AVR、Motorola HCXX以及8051/8052系列。同時模型庫中包含了LED/LCD顯示、鍵盤、按鈕、開關、常用電機等通用外圍設備。VSM甚至能仿真多個CPU，它能便利處理含兩個或兩個以上微控制器的系統設計。 n下面看一個微處理器系統仿真與分析實例 交互式仿真顯示系統輸出結果，如圖1-8所示。圖1-8 微處理器交互仿真實例 實實時時顯顯示示系系統統輸輸出出結結果果 實實時時顯顯示示元元器器件件 引引腳腳電電平平 二、二、 Proteus跟我學跟我學 1.2.1 Proteus軟件的安裝與運行軟件的安裝與運行 nProte

10、us軟件目前的版本為軟件目前的版本為7.4，先按要求把軟件安裝到，先按要求把軟件安裝到計算機上，安裝結束后，在桌面的計算機上，安裝結束后，在桌面的“開始開始”程序菜單中，程序菜單中，單擊運行原理圖單擊運行原理圖(ISIS 7 Professional)或或PCB (ARE 7 Professional)設計界面。設計界面。ISIS 7 Professional在程序在程序中的位置如圖中的位置如圖1-12所示所示。 n圖1-12 ISIS 7 Professional 在程序中的位置n圖1-13為ISIS 7 Professional 運行時的界面。n圖1-13 ISIS 7 Professio

11、nal 運行時的界面 主菜單主菜單通用工具通用工具菜單菜單1. Proteus的主界面簡介的主界面簡介專用專用工具工具菜單菜單PCB電路電路電路編輯窗口電路編輯窗口坐坐標標原原點點瀏覽瀏覽窗口窗口器件器件工具工具列表列表窗口窗口仿真按鍵仿真按鍵主菜單主菜單編編輯輯工工具具點擊鼠標點擊鼠標: 點擊此鍵可取消左鍵的放置功能點擊此鍵可取消左鍵的放置功能,但可編輯對象但可編輯對象.選擇元器件選擇元器件: 在元件表選中器件在元件表選中器件,在編輯窗中移動鼠標在編輯窗中移動鼠標,點擊左鍵放置器件點擊左鍵放置器件.標注聯接點標注聯接點: 當兩條連線交叉時當兩條連線交叉時,放個接點表示連通放個接點表示連通.標

12、志網絡線標號標志網絡線標號:電路聯線可用網絡標號代替電路聯線可用網絡標號代替,相同標號的線是相同的相同標號的線是相同的.放置文本說明放置文本說明: 是對電路的說明是對電路的說明,與電路仿真無關與電路仿真無關! 放置總線放置總線: 當多線并行簡化聯線當多線并行簡化聯線,用總線標示用總線標示.放置子電路放置子電路: 可將部分電路以子電路形式畫在另一圖紙上可將部分電路以子電路形式畫在另一圖紙上.放置器件引腳放置器件引腳: 有普通有普通.反相反相.正時鐘正時鐘.反時鐘反時鐘.短引腳短引腳.總線總線放置圖紙內部終端放置圖紙內部終端: 有普通有普通.輸入輸入.輸出輸出.雙向雙向.電源電源.接地接地.總線總

13、線.調調試試工工具具放置分析圖放置分析圖 : 有模擬有模擬.數字數字.混合混合.頻率特性頻率特性.傳輸特性傳輸特性.噪聲分析等噪聲分析等.放置錄音機放置錄音機: 可錄可錄/放聲音文件放聲音文件.放置電源放置電源.信號源信號源: 有直流電源有直流電源,正弦信號源正弦信號源,脈沖信號源等脈沖信號源等.放置電壓探針放置電壓探針: 顯示網絡線上的電壓顯示網絡線上的電壓.放置電流探針放置電流探針: 串聯在指定的網絡線上串聯在指定的網絡線上,顯示電流值顯示電流值.放置虛擬儀器放置虛擬儀器: 有示波器有示波器.計數器計數器.RS232終端終端.SPI調試器調試器.I2C調試器調試器.信號發生器信號發生器.

14、圖形發生器圖形發生器.直流電壓表直流電壓表.直流電流表直流電流表,交流電壓表交流電壓表.交流電流表交流電流表.圖圖形形工工具具放置各種線放置各種線: 有器件有器件.引腳引腳.端口端口.圖形線圖形線.總線等總線等放置矩形框放置矩形框: 移動鼠標到框的一角移動鼠標到框的一角,按下左鍵拖動按下左鍵拖動,釋放后完成釋放后完成.放置圓形框放置圓形框: 移動鼠標到圓心移動鼠標到圓心,按下左鍵拖動按下左鍵拖動,釋放后完成釋放后完成.放置圓弧線放置圓弧線: 鼠標移到起點鼠標移到起點,按下左鍵拖動按下左鍵拖動,釋放后調整弧長釋放后調整弧長,點擊鼠標完成點擊鼠標完成.畫閉合多邊形畫閉合多邊形: 鼠標移到起點鼠標移

15、到起點,點擊產生折點點擊產生折點,閉合后完成閉合后完成.放置文字標簽放置文字標簽: 在編輯框放置說明文本標簽在編輯框放置說明文本標簽.放置特殊圖形放置特殊圖形: 可在庫中選擇各種圖形可在庫中選擇各種圖形放置特殊節點放置特殊節點: 可有原點可有原點.節點節點.標簽引腳名標簽引腳名.引腳號引腳號.3.Proteus選擇圖標簡介選擇圖標簡介4.Proteus元件庫簡介元件庫簡介搜索關鍵詞搜索關鍵詞元件分類元件分類子分類子分類廠商廠商連接器連接器.插頭插座庫插頭插座庫 數據轉換數據轉換ADC.DAC 調試工具庫調試工具庫 可編程邏輯器件可編程邏輯器件 電電 阻阻 簡單模擬器件簡單模擬器件 揚聲器揚聲器

16、.音響器件音響器件555模擬集成電路庫模擬集成電路庫電容庫電容庫CMOS4000庫庫二極管庫二極管庫ECL1000庫庫電機庫電機庫電感庫電感庫拉普拉斯變換庫拉普拉斯變換庫存儲器庫存儲器庫微處理器庫微處理器庫混合類型庫混合類型庫簡單模式庫簡單模式庫運算放大庫運算放大庫光電器件庫光電器件庫開關和繼電器開關和繼電器開關器件庫開關器件庫熱電子器件庫熱電子器件庫晶體管庫晶體管庫晶體管庫晶體管庫TTL74系列庫系列庫TTL74LS系列庫系列庫型號型號類型類型特性特性元件圖形元件圖形符號預覽符號預覽元件元件PCB封裝預覽封裝預覽確認鍵確認鍵5551.1.建立設計文件建立設計文件: :打開打開ISISISIS

17、系統系統, , 建立文件；建立文件；2.2.放置元件放置元件1選擇放置選擇放置元件按鈕元件按鈕2選擇元件類型選擇元件類型注：選元件時，要確認元件從元件庫調至器件窗口。注：選元件時，要確認元件從元件庫調至器件窗口。2.電路原理圖設計操作電路原理圖設計操作3 3、對元件進行編輯、對元件進行編輯1）改變元件方向改變元件方向,元件在預覽元件在預覽/編輯窗口時編輯窗口時,點擊旋轉鍵；點擊旋轉鍵；2）-刪除對象刪除對象:對要刪除對象雙擊右鍵；對要刪除對象雙擊右鍵； -拖動對象拖動對象:對要拖動對象對要拖動對象,按左鍵拖到目的地；按左鍵拖到目的地；3）編輯編輯(修改修改)元件參數元件參數:按右鍵選中對象按右

18、鍵選中對象(元件元件),按左鍵編按左鍵編輯輯(修改修改)元件參數元件參數. 4.放置連線放置連線,建立電路圖建立電路圖:按左鍵點擊第按左鍵點擊第1個對象個對象(元件元件),再按左鍵點擊第再按左鍵點擊第2個對象個對象(元件元件),二者間就有自動連線了二者間就有自動連線了! 電路仿真就是利用電子器件的數學模型電路仿真就是利用電子器件的數學模型,通過計算分析來表現電路工作通過計算分析來表現電路工作狀態的一種手段狀態的一種手段.1.實時仿真實時仿真:是利用虛擬儀器實時跟蹤電路狀態變化的仿真模式是利用虛擬儀器實時跟蹤電路狀態變化的仿真模式.3.Proteus的電路仿真工具具體介紹的電路仿真工具具體介紹虛

19、擬儀器虛擬儀器選擇選擇虛擬示波器虛擬示波器邏輯分析儀邏輯分析儀計數器、定時器計數器、定時器虛擬終端虛擬終端 SPI調試器調試器 I2C調試器調試器信號發生器信號發生器模式發生器模式發生器交流電壓表交流電壓表直流電壓表直流電壓表交流電流表交流電流表直流電流表直流電流表2).常用的開關常用的開關/按鍵按鍵/數據撥碼開關數據撥碼開關:復位開關復位開關(按鍵按鍵),點擊時接通點擊時接通,放開時斷開放開時斷開乒乓開關乒乓開關,點擊接通點擊接通,再點擊斷開再點擊斷開 多狀態開關多狀態開關,點擊一次改變一個狀態點擊一次改變一個狀態.(以上器件在開關和繼電器庫中以上器件在開關和繼電器庫中).邏輯數據邏輯數據,

20、點擊一次改變狀態點擊一次改變狀態,啟動前可設置常態啟動前可設置常態.邏輯邏輯脈沖脈沖,點擊一次輸出一點擊一次輸出一脈沖脈沖,啟動前可設置常啟動前可設置常態態.邏輯數據產生器邏輯數據產生器,有有BCD碼和碼和HEX兩種兩種.(以上器件在調試工具庫中以上器件在調試工具庫中).3）、激勵源仿真工具）、激勵源仿真工具指數脈沖發生器。指數脈沖發生器。單頻率調頻波信號發生器。單頻率調頻波信號發生器。任意分段線性脈沖信號發生器。任意分段線性脈沖信號發生器。 File信號發生器。信號發生器。音頻信號發生器。音頻信號發生器。直流電壓源。直流電壓源。正弦波發生器。正弦波發生器。脈沖發生器脈沖發生器單穩態邏輯電平發

21、生器。單穩態邏輯電平發生器。單邊沿信號發生器。單邊沿信號發生器。單周期數字脈沖發生器。單周期數字脈沖發生器。數字時鐘信號發生器。數字時鐘信號發生器。模式信號發生器。模式信號發生器。4）、圖表仿真）、圖表仿真模擬波形分析模擬波形分析數字波形分析數字波形分析混合波形分析混合波形分析頻率分析頻率分析噪聲分析噪聲分析失真分析失真分析傅立葉分析傅立葉分析音頻分析音頻分析直流掃描分析直流掃描分析交流掃描分析交流掃描分析5）電流方向及高低電壓的顯示）電流方向及高低電壓的顯示n 系統可以時時顯示電路中電流流動的方向及電壓的高系統可以時時顯示電路中電流流動的方向及電壓的高低，具體實現命令：低，具體實現命令：n

22、“系統系統-設置動畫選項設置動畫選項”n 我們先從最簡單的電路入手，來設計一個電我們先從最簡單的電路入手，來設計一個電容充放電電路，并通過電路仿真觀察其電流流向容充放電電路，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，一會兒和燈的亮滅。大家跟我做，一步一步來，一會兒你會找到一種成就感。你會找到一種成就感。 三、三、 簡單電路設計（電容充放電電路）簡單電路設計（電容充放電電路）n圖1-28 電容充電過程的仿真n本例所用到的元件清單如表1-1所示。n第一步第一步:拾取元件拾取元件n 用鼠標左鍵單擊界面左側預覽窗口下面的“P”按鈕，彈出“Pick Devices”(元件拾取)對話

23、框。圖1-15 元件拾取對話框n 依次把五個元件拾取到編輯界面的對象選擇器中，然后關閉元件拾取對話框。元件拾取后的界面如圖1-18所示。n圖1-18 元件拾取后的界面n第二步第二步:把元件從對象選擇器中放置到圖形編輯區中把元件從對象選擇器中放置到圖形編輯區中 用鼠標單擊對象選擇區中的某一元件名，把鼠標指針移動到圖形編輯區，雙擊鼠標左鍵，元件即被放置到編輯區中。圖1-19 元件放置后的界面n 按圖所示元件位置布置好元件。使用界面左下方的四個圖標 、 、 、 可改變元件的方向及對稱性。把兩位開關調整成圖示的方位。n圖1-20 元件布置第三步第三步:保存并修改元件屬性保存并修改元件屬性 n 1、先存

24、盤。建立一個名為Proteus的目錄，選主菜單FileSave Design As，在打開的對話框中把文件保存為Proteus目錄下的“Cap1.DSN”，只用輸入“Cap1”，擴展名系統自動添加。n2、改變元件參數。 左鍵雙擊原理圖編輯區中的電阻R1，彈出“Edit Component”(元件屬性設置)對話框，把R1的Resistance(阻值)由10k改為1k，把R2的阻值由10k改為100(缺省單位為)。nEdit Component(元件屬性設置)對話框如圖1-21所示。n圖1-21 元件屬性設置對話框第四步：電路連線第四步：電路連線n電路連線采用按格點捕捉和自動連線的形式，所以首先確定編輯窗口上方的自動連線圖標 和自動捕捉圖標 為按下狀態。Proteus的連線是非常智能的，它會判斷你下一步的操作是否想連線從而自動連線，而不需要選擇連線的操作，只需用鼠標左鍵單擊編輯區元件的一個端點拖動到要連接的另外一個元件的端點，先松開左鍵后再單擊鼠標左鍵，即完成一根連線。如果要刪除一根連線，右鍵雙擊連線即可。按圖標 取消背景格點顯示，如圖1-25所示。n連線完成