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1、认识Proteus Proteus 是英国Labcenter Electronics公司开发的EDA软件。 Proteus 是一个集模拟电路、数字电路、模拟电路、数字电路、模模/数混合电路以及多种微控制器系统数混合电路以及多种微控制器系统为一体的系统设计和仿真平台。是目前同类软件中最先进、最完整的电子类仿真平台电子类仿真平台之一。roteus介绍认识Proteus Proteus软件运行于Windows操作系统上，能够实现从原理图、电路分析与仿真、单片机原理图、电路分析与仿真、单片机代码调试与仿真、系统测试与功能验证到代码调试与仿真、系统测试与功能验证到PCB板生成板生成的完整的电子产品研发过
2、程。 真正实现了电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件的三合一三合一。roteus介绍Proteus的特点 完善的电路仿真和单片机协同仿真完善的电路仿真和单片机协同仿真具有模拟、数字电路混合仿真，单片机及其外围电路的仿真；拥有多样的激励源和丰富的虚拟仪器。 支持主流单片机类型支持主流单片机类型目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、ARM系列、AVR系列、PIC10系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、PIC24系列、DSPIC33系列、MPS430系列、HC11系列、Z80系列以及各种外围芯片。roteus介绍Proteus的特点 提供代码的编译与调试功
3、能提供代码的编译与调试功能自带8051、AVR、PIC的汇编器，支持单片机汇编语言的编辑、编译，同时支持第三方编译软件（如Keil uVision3）进行高级语言的编译和调试。 智能、实用的原理图与智能、实用的原理图与PCB设计设计在ISIS环境中完成原理图的设计后可以一键进入ARES环境进行PCB设计。roteus介绍Proteus的功能roteus介绍Proteus的功能roteus介绍 在在Proteus中中, 从原理图从原理图设计、单片机编程、系统仿设计、单片机编程、系统仿真到真到PCB设计一气呵成。真设计一气呵成。真正实现了从概念到产品的完正实现了从概念到产品的完整设计。整设计。Pr
4、oteus 从原理图设计到PCB设计，再到电路板完成的流程如图所示。roteus介绍在图中，最上面是一个基于单片机的应用电路原理图，显示的画面正处于仿真运行状态。设计者可以从设计者可以从Proteus原理图库中调用所需库元件，然后通过合适原理图库中调用所需库元件，然后通过合适连线即可连线即可。单片机内可通过单击单片机芯片加入已编译好的十六进制程序文件，然后运行仿真即可。中间中间图片是运用图片是运用Proteus的的PCB制版功能设计出的电路板制版功能设计出的电路板，可通过原理图生成网络表后设计布局而成。最下面的最下面的图为根据设计的图为根据设计的PCB加工而成的电路板和安装焊接完加工而成的电路
5、板和安装焊接完成后的实际电路成后的实际电路。可见，整个电路从设计到实际电路制作完成，通过Proteus一个软件即可完美实现。并且，它的仿真结果与实际误差很小，非常适合电子设计爱好者和高校学生自学使用，缩短了设计周期，降低了生产成本，提高了设计成功率。roteus介绍Proteus的VSM仿真功能roteus介绍Proteus ARES的应用预览功能roteus介绍roteus介绍进入Proteus ISIS工作环境双击桌面上的双击桌面上的ISIS 7 Professional图标或图标或者单击屏幕左下方的者单击屏幕左下方的“开始开始”“所有程所有程序序”“Proteus 7 Professio
6、nal” “ISIS 7 Professional”，进入，进入Proteus ISIS工作工作环境。环境。roteus介绍图图1-2 ISIS 7 Professional1-2 ISIS 7 Professional运行时的界面运行时的界面roteus介绍Proteus工作界面介绍roteus介绍下拉菜单功能选项下拉菜单功能选项 File菜单菜单包括常用的文件功能，如创建一个新设计、打开已有设计、保存设计、导入/导出文件、打印设计文档等。View菜单菜单包括是否显示网格、设置网格间距、缩放原理图、显示与隐藏各种工具栏等。Edit菜单菜单包括撤销/恢复操作、查找与编辑、剪切、复制、粘贴元器件
7、、设置多个对象的层叠关系等。Library菜单菜单包括添加、创建元器件/图标、调用库管理器。Tools菜单菜单包括实时标注、实时捕捉、自动布线等。roteus介绍下拉菜单功能选项下拉菜单功能选项 Design菜单菜单包括编辑设计属性、编辑图纸属性、进行设计注释等。Graph菜单菜单包括编辑图形、添加Trace、仿真图形、一致性分析等。Source菜单菜单包括添加/删除源程序文件、定义代码生成工具、调用外部文本编辑器等。Debug菜单菜单包括启动调试、进行仿真、单步执行、重新排布弹出窗口等。Template菜单菜单包括设置图形格式、文本格式、设计颜色、节点形状等。System菜单菜单包括设置环境
8、变量、工作路径、图纸尺寸大小、字体、快捷键等。Help菜单菜单包括版权信息，帮助文件、例程等。roteus介绍快捷工具栏快捷工具栏 快捷工具栏分为为主主工工具具栏栏和元元器器件件工工具具栏栏。 主主工工具具栏栏包括文文件件工工具具、视视图图工工具具、编编辑辑工工具具、设设计计工工具具4个部分，每个工具栏提供若干快捷按钮。 元元器器件件工工具具栏栏包括方方式式选选择择、配配件件模模型型、绘绘制制图图形形3个部分，每个工具栏提供若干快捷按钮。roteus介绍文件工具按钮文件工具按钮 文件工具按钮从左往右各按钮功能从左往右各按钮功能依次为：新建设计打开已有设计保存设计导入文件导出文件打印设计文档标识
9、输出区域roteus介绍视图工具视图工具按钮按钮 视图工具按钮从左往右各按钮功能从左往右各按钮功能依次为：刷新网格开关原点选择显示中心放大缩小全图显示区域缩放roteus介绍编辑工具编辑工具按钮按钮 编辑工具按钮从左往右各按钮功能从左往右各按钮功能依次为：撤销重做剪切复制粘贴复制选中对象移动选中对象旋转选中对象删除选中对象从器件库选元器件制作器件封装工具释放元件roteus介绍设计工具设计工具按钮按钮 设计工具按钮从左往右各按钮功能从左往右各按钮功能依次为：自动布线查找属性分配工具设计浏览器新建图纸删除图纸退到上层图纸生成元件列表生成电器规则检查报告创建网络表roteus介绍方式选择工具方式选
10、择工具按钮按钮 方式选择工具按钮从左往右各按钮功能从左往右各按钮功能依次为：选择即时编辑元件选择放置元件放置节点放置网络标号放置文本绘制总线放置子电路图 roteus介绍配件模型工具按钮配件模型工具按钮 配件模型工具按钮从左往右各按钮功能从左往右各按钮功能依次为：端点方式，有VCC、地、输出、输入等器件引脚方式，用于绘制各种引脚仿真图表录音机信号发生器电压探针电流探针虚拟仪表roteus介绍图形绘制工具按钮图形绘制工具按钮 图形绘制工具按钮从左往右各按钮功能从左往右各按钮功能依次为：绘制直线绘制方框绘制圆绘制圆弧绘制多边形编辑文本绘制符号绘制原点roteus介绍元器件方向选择按钮元器件方向选择
11、按钮 元器件方向选择按钮从左往右各按钮功能从左往右各按钮功能依次为：向右旋转90度向左旋转90度水平翻转垂直翻转roteus介绍仿真工具按钮仿真工具按钮 仿真工具按钮从左往右各按钮功能从左往右各按钮功能依次为：全速运行单步运行暂停停止roteus介绍 Proteus ISIS编辑环境介绍图图1-3 Proteus ISIS1-3 Proteus ISIS的编辑环境的编辑环境roteus介绍 为了方便介绍，将分别对窗口内各部分进行中文说明（见图为了方便介绍，将分别对窗口内各部分进行中文说明（见图1-31-3）。）。下面简单介绍各部分的功能：下面简单介绍各部分的功能： 1 1原理图编辑窗口原理图编
12、辑窗口（The Editing WindowThe Editing Window）：顾名思义，它是用）：顾名思义，它是用来绘制原理图的。来绘制原理图的。蓝色方框内为可编辑区蓝色方框内为可编辑区，元件要放到它里面。，元件要放到它里面。注注意意，这个窗口是，这个窗口是没有滚动条没有滚动条的，你的，你可用预览窗口来改变原理图的可可用预览窗口来改变原理图的可视范围视范围。同时，它的操作是不同于常用的。同时，它的操作是不同于常用的WINDOWSWINDOWS应用程序的，应用程序的，正正确的操作是确的操作是：中键放缩原理图；左键放置元件；右键选择元件；双：中键放缩原理图；左键放置元件；右键选择元件；双击右
13、键删除元件；先左键后右键编辑元件属性；先右键后左键拖动击右键删除元件；先左键后右键编辑元件属性；先右键后左键拖动元件；连线用左键，删除用右键。元件；连线用左键，删除用右键。2 2预览窗口预览窗口（The Overview WindowThe Overview Window）：它）：它可显示两个内容可显示两个内容，一个，一个是，当你在元件列表中选择一个元件时，它会显示是，当你在元件列表中选择一个元件时，它会显示该元件的预览图该元件的预览图；另一个是，当你的鼠标焦点落在原理图编辑窗口时（即放置元件到另一个是，当你的鼠标焦点落在原理图编辑窗口时（即放置元件到原理图编辑窗口后或在原理图编辑窗口中点击鼠
14、标后），它会原理图编辑窗口后或在原理图编辑窗口中点击鼠标后），它会显示显示整张原理图的缩略图整张原理图的缩略图，并会，并会显示一个绿色的方框显示一个绿色的方框，绿色的方框里面，绿色的方框里面的内容就是当前原理图窗口中显示的内容，因此，你可用鼠标在它的内容就是当前原理图窗口中显示的内容，因此，你可用鼠标在它上面点击来改变绿色的方框的位置，从而改变原理图的可视范围。上面点击来改变绿色的方框的位置，从而改变原理图的可视范围。3 3模型选择工具栏模型选择工具栏（Mode Selector ToolbarMode Selector Toolbar）：）：roteus介绍主要模型（主要模型（Main Mo
15、desMain Modes）：）： 1* 1* 选择元件（选择元件（componentscomponents）（）（默认选择的默认选择的） 2* 2* 放置连接点放置连接点3* 3* 放置标签（用总线时会用到）放置标签（用总线时会用到） 4* 4* 放置文本放置文本5* 5* 用于绘制总线用于绘制总线6* 6* 用于放置子电路用于放置子电路7* 7* 用于即时编辑元件参数（用于即时编辑元件参数（先单击该图标再单击要修改的元件先单击该图标再单击要修改的元件） 配件（配件（GadgetsGadgets）：）： 1* 1* 终端接口（终端接口（terminalsterminals）：有）：有VCCV
16、CC、地、输出、输入等接口、地、输出、输入等接口2* 2* 器件引脚：用于绘制各种引脚器件引脚：用于绘制各种引脚3* 3* 仿真图表（仿真图表（graphgraph）：用于各种分析，如）：用于各种分析，如Noise Analysis Noise Analysis 4* 4* 录音机录音机5* 5* 信号发生器（信号发生器（generatorsgenerators） 6* 6* 电压探针：使用仿真图表时要用到电压探针：使用仿真图表时要用到7* 7* 电流探针：使用仿真图表时要用到电流探针：使用仿真图表时要用到8* 8* 虚拟仪表：有示波器等虚拟仪表：有示波器等roteus介绍2D2D图形（图形（
17、2D Graphics2D Graphics）：）： 1* 1* 画各种直线画各种直线 2* 2* 画各种方框画各种方框 3* 3* 画各种圆画各种圆 4* 4* 画各种圆弧画各种圆弧 5* 5* 画各种多边形画各种多边形 6* 6* 画各种文本画各种文本 7* 7* 画符号画符号 8* 8* 画原点等画原点等4 4元件列表（元件列表（The Object SelectorThe Object Selector）：）： 用于挑选元件（用于挑选元件（componentscomponents）、终端接口（）、终端接口（terminalsterminals）、）、信号发生器（信号发生器（genera
18、torsgenerators）、仿真图表（）、仿真图表（graphgraph）等。）等。举例，当你选择举例，当你选择“元件（元件（componentscomponents）”，单击单击“P P”按钮会打开挑选按钮会打开挑选元件对话框，选择了一个元件后（单击了元件对话框，选择了一个元件后（单击了“OKOK”后），后），该元件会在该元件会在元件列表中显示，以后要用到该元件时，只需在元件列表中选择元件列表中显示，以后要用到该元件时，只需在元件列表中选择即可。即可。roteus介绍5方向工具栏（Orientation Toolbar）：旋转角度只能是只能是9090的整数倍的整数倍。完成水平翻转和垂直翻
19、转水平翻转和垂直翻转。1* 运行2* 单步运行3* 暂停4* 停止旋转：翻转：6仿真工具栏使用方法：先右键单击元件先右键单击元件，再点击（左击）相应的旋转图标。再点击（左击）相应的旋转图标。 仿真控制按钮roteus介绍示例示例电容充放电电路电容充放电电路我们先从最简单的电路入手，来设计设计一个电容充放电电路，并通过电路仿真观察其电路仿真观察其电流流向和灯的亮灭电流流向和灯的亮灭。图图 ： 电容充放电原理图电容充放电原理图roteus介绍PROTEUS电路设计的一般流程roteus介绍 1新建设计文件新建设计文件单击菜单中的“fileNew Design”，出现选择模板选择模板窗口窗口，如图1
20、-6所示。其中横向图纸为Landscape，纵向图纸为Portrait，DEFAULT为默认模板。选中模板“DEFAULT”，再单击“OK”按钮，则选定了模板“DEFAULT”。单击保存按钮，弹出如图1-6所示的“SaveISIS Design File”对话框。在文件名框中输入START(“简单实例”的文件名)后，再单击“保存”按钮，则完成新建设计文件操作，其后缀自动为后缀自动为DSN，即STARTDSN。roteus介绍选择模板窗口选择模板窗口roteus介绍2设定绘图纸大小当前的用户图纸大小为默认A4：长宽为10in X 7in。若要改变图纸大小，单击菜单中的“SystemSet She
21、et Size”，弹出如图1-7所示的窗口，在窗口可以选择A0A4其中之一，也可以自己设置图纸大小可以自己设置图纸大小，选中“User”右边的复选框，再按需要更改右边的长和宽的数据。本例图纸大小采用默认A4。roteus介绍Set Sheet Size窗口窗口roteus介绍3网格单位设置默认的网格单位默认的网格单位是100th，这也是移动元器件移动元器件的步长单位的步长单位，可根据需要改变这一单位。单击菜单菜单“View(查看查看)”，再单击所要的网格单位即可。如图1-12所示，选项左侧复选框打的项为选中项，也可按快捷键F2或F3或F4或Ctrl+F1设置相应的网格单位。roteus介绍4选
22、取（拾取拾取）元器件本例所用到的元件清单元件清单如下表所示。roteus介绍拾取拾取元器件的方法：方法一：关键字查找法方法一：关键字查找法：关键字可以是对象的关键字可以是对象的名称名称(全名或其部分全名或其部分)、描述、分类子类，甚至、描述、分类子类，甚至是对象的属性值是对象的属性值。若搜索结果相匹配的元器件太多，可以通过限定分类、子类来缩小搜索范围，再做取舍，如要找33k电阻，以33k为关键字查找，再在列表中进一步地选择。roteus介绍方法二：分类查找法方法二：分类查找法。以元器件所属大类、子类甚至生产厂家为条件一级一级地缩小范围一级一级地缩小范围进行查找。在具体操作时，常将这两种方法结合
23、使用这两种方法结合使用。roteus介绍电容充放电原理图roteus介绍 5电路图布线系统默认自动捕捉自动捕捉 和自动布线和自动布线 有效。相继单击元器件引脚间、线间等要连线的两处，会自动生成连线。 (1)自动捕捉自动捕捉：在自动捕捉有效的情况下，当光标靠近引脚末端或线时该处会自动感应出现一个一个“”，表示从此点可以单击画线。 (2)自动布线：在前一指针着落点和当前点之间会自动预画线，它可以是带直角的线。在引脚末端选定第一个画线点后，随指针移动自动有预画细线预画细线出现，当遇遇到障碍时，会自动绕开障碍到障碍时，会自动绕开障碍。这正是智能绘图的表现。roteus介绍 5电路图布线 (3)手工调整
24、线形：要进行手工直角画线手工直角画线，直接在移动鼠标的过程中单击即可。若要手工任意角度画线任意角度画线，在移动鼠标的过程中按住按住Ctrl键键，移动指针，预画线自动随指针呈任意角度，确定后单击即可。roteus介绍 6电气检测设计电路完成后，单击电气检查按钮，会出现检查结果窗口。窗口前面是一些文本信息，接着是电气检查结果列表，若有错，若有错，会有详细的说明会有详细的说明。当然，也可通过菜单操作“ToolsElectrical Rule Check”，完成电气检测。roteus介绍前面我们已经完成了电路原理图的设计和连原理图的设计和连接接，下面来看看电路的仿真效果电路的仿真效果。首先在主菜单“S
25、ystem”“Set Animation Options”中设置仿真时电压及电流的颜色及电压及电流的颜色及方向方向，如图1-27所示。 7电路的动态仿真roteus介绍图1-27 Animated Circuits Configuration对话框roteus介绍在随后打开的对话框中，选择“Show Wire Voltage by Colour”和“Show Wire Current with Arrows”两项，即选择导线以红、蓝两色来表示电压的高低导线以红、蓝两色来表示电压的高低，以箭箭头标识来表示电流的流向头标识来表示电流的流向。单击Proteus ISIS环境中左下方的仿真控制按钮 中
26、的运行按钮，开始仿真。仿真开始后，用鼠标单击图中的开关，使其先把电容与电源接通，如图1- 28所示。能清楚地看到电容充电的效果。接着单击开关，使其把电容与灯连通。看到灯闪了一下，如图1-29所示。由于充电时间常数为充电时间常数为1秒秒，放电时间常数小一放电时间常数小一些，瞬间放电，所以灯亮的时间很短些，瞬间放电，所以灯亮的时间很短。如果放电时间常数再大，则不易观察到灯亮的效果。在运行时，可以来回拨动开关，反复观察充放电过程。单击仿真控制按钮中的停止按钮，仿真结束。roteus介绍图图1-28 电容充电过程的仿真电容充电过程的仿真roteus介绍图图1-29 电容放电过程的仿真电容放电过程的仿真roteus介绍在设计过程中要养成不断存盘的好习惯养成不断存盘的好习惯，以免突发事件而造成事倍功半的效果，影响学习情绪。最好先建立一个存放“*.DSN”文件的专用文件夹，你会发现在这个文件夹中，除了刚刚设计完成的“Cap1.DSN”文件外，还有很多其他扩展名的文件，可以统统删除。下次打开时，可直接双击可直接双击“Cap1.DSN”文件文件，或先运先运行行Proteus，再打开，再打开“Cap1.DSN”文件文件。 8文件的保存roteus介绍
