Proteus电路仿真快速入门GDL

《Proteus电路仿真快速入门GDL》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Proteus电路仿真快速入门GDL（73页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、ProteusProteus电路仿真快速入电路仿真快速入门门GDLGDL1.1.PROTEUSPROTEUS简介简介2.2.PROTEUS ISISPROTEUS ISIS的特点的特点3.PROTEUS3.PROTEUS电路仿真方法电路仿真方法4.4.常用元件介绍常用元件介绍 元件库、符号库管理元件库、符号库管理* *5.5.仿真实例仿真实例 实例一：实例一：RCRC桥式振荡器桥式振荡器 实例二：数字电路彩灯实例二：数字电路彩灯 实例三：单管共射放大器实例三：单管共射放大器 实例四：差动放大器实例四：差动放大器 实例五：直流稳压电源实例五：直流稳压电源nProteus软件是英国Lab Cent

2、er Electronics公司研发的EDA软件，Proteus软件不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。nProteus从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。nProteus是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Ke

3、il和MATLAB等多种编译器。PROTEUS简介简介PROTEUS简介简介 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。PROTEUS简介简介 Proteus 是一个基于是一个基于ProSPICE混合模型仿真混合模型仿真器的，完整的嵌入式系统器的，完整的嵌入式系统软、硬件设计仿真平台。软、硬件设计仿真平台。 nISISIntelligent Schematic Input System：智能原理图输：智能原理图输入系统，系统设计与仿真入系

4、统，系统设计与仿真的基本平台。的基本平台。nARES Advanced Routing and Editing Software：高级：高级PCB布线布线编辑软件。编辑软件。ISIS 界面界面对对象象选选择择器器原理图编辑原理图编辑窗口窗口三三个窗口，个窗口，七七组按钮。组按钮。对象预对象预览窗口览窗口仿真按钮仿真按钮操操作作模模式式按按钮钮转向按钮转向按钮设计操作按钮设计操作按钮编辑操作按钮编辑操作按钮显示查看按钮显示查看按钮条形标签条形标签库管理按钮库管理按钮选取元件按钮选取元件按钮文件操作按钮文件操作按钮1 1原理图编辑窗口原理图编辑窗口（The Editing WindowThe Ed

5、iting Window）：用于绘制编辑原理）：用于绘制编辑原理图。蓝色方框内为可编辑区，元件要放到它里面。图。蓝色方框内为可编辑区，元件要放到它里面。注意注意，这个窗口，这个窗口是没有滚动条的，你可用是没有滚动条的，你可用预览窗口预览窗口来改变原理图的可视范围。同时，来改变原理图的可视范围。同时，它的操作是不同于常用的它的操作是不同于常用的WINDOWSWINDOWS应用程序的，正确的操作是：中应用程序的，正确的操作是：中键放缩原理图；左键放置元件；右键选择元件；双击右键删除元件；键放缩原理图；左键放置元件；右键选择元件；双击右键删除元件；先右键后左键编辑元件属性；先右键后左键拖动元件；连线

6、用左键，先右键后左键编辑元件属性；先右键后左键拖动元件；连线用左键，删除用右键。删除用右键。2 2预览窗口预览窗口（The Overview WindowThe Overview Window）：它可显示两个内容，一个）：它可显示两个内容，一个是，当你在是，当你在对象选择器对象选择器中选择一个元件时，它会显示该元件的预览中选择一个元件时，它会显示该元件的预览图；另一个是，当你的鼠标落在原理图编辑窗口时（即放置元件到图；另一个是，当你的鼠标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标后），它会显示原理图编辑窗口后或在原理图编辑窗口中点击鼠标后），它会显示整张原理

7、图的缩略图，并会显示一个整张原理图的缩略图，并会显示一个绿色方框绿色方框，绿色方框里面的内，绿色方框里面的内容就是当前原理图窗口中显示的内容，因此，你可用鼠标在它上面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方框的位置，从而改变原理图的可视范围。点击来改变绿色方框的位置，从而改变原理图的可视范围。三个窗口三个窗口 3 3对象选择器对象选择器（The Object Selector）：）： 用于挑用于挑选元件（元件（components）、）、终端接口（端接口（terminals）、）、信号信号发生器（生器（generators）、仿真）、仿真图表（表（graph）

8、等。）等。举例，当你例，当你选择“元件（元件（components）”，单击“P”按按钮会会打开打开选择元件元件对话框，框，选择了一个元件后（了一个元件后（单击了了“OK”后），后），该元件会在元件会在对象象选择器（元件列表）中器（元件列表）中显示，以后要用到示，以后要用到该元件元件时，只需在，只需在对象象选择器中器中选择即可。即可。以下介绍以下介绍ProteusProteus电路编辑和仿真用到的工具栏。电路编辑和仿真用到的工具栏。 主要模式（主要模式（Main Modes）：）： 1* 选择元件（元件（components）（默）（默认选择的）的） 2* 放置放置连接点接点3* 放置放置标签

9、（用（用总线时会用到）会用到） 4* 放置文本放置文本5* 用于用于绘制制总线6* 用于放置子用于放置子电路路7* 用于即用于即时编辑元件参数（先元件参数（先单击该图标再再单击要修改的元件）要修改的元件） 工具（工具（Gadgets）：）： 1* 终端接口（端接口（terminals）：有）：有VCC、地、地、输出、出、输入等接口入等接口2* 器件引脚：用于器件引脚：用于绘制各种引脚制各种引脚3* 仿真仿真图表（表（graph）：用于各种分析，如）：用于各种分析，如Noise Analysis 4* 录音机音机5* 信号信号发生器（生器（generators） 6* 电压探探针：使用仿真：使用

10、仿真图表表时要用到要用到7* 电流探流探针：使用仿真：使用仿真图表表时要用到要用到8* 虚虚拟仪表：有示波器等表：有示波器等2D图形（形（2D Graphics）：）： 1* 画各种直画各种直线 2* 画各种方框画各种方框 3* 画各种画各种圆 4* 画各种画各种圆弧弧 5* 画各种多画各种多边形形 6* 画各种文本画各种文本 7* 画符号画符号 8* 画原点等画原点等方向工具方向工具栏（Orientation Toolbar）：）：旋转角度只能是旋转角度只能是9090的整数倍。的整数倍。完成水平翻转和垂直翻转。完成水平翻转和垂直翻转。1* 1* 运行运行2* 2* 单步运行单步运行3* 3*

11、 暂停暂停4* 4* 停止停止旋转：旋转：翻转：翻转：仿真工具栏仿真工具栏使用方法：先右键单击元件，再点击（左击）相应的旋转图标。使用方法：先右键单击元件，再点击（左击）相应的旋转图标。 仿真控制按钮仿真控制按钮ISIS （智能原理图输入系统）的特点（智能原理图输入系统）的特点个性化的编辑环境个性化的编辑环境：用户可自定义图形外观，包括线宽、线型、填充类用户可自定义图形外观，包括线宽、线型、填充类型、字符等。还可以使用模板型、字符等。还可以使用模板; 用户可以自己设置快捷键定义。用户可以自己设置快捷键定义。快捷选取快捷选取/放置器件放置器件：通过模糊搜索可以快速从器件库中选取器件。通过模糊搜索

12、可以快速从器件库中选取器件。原理图自动连线原理图自动连线：ISIS自动连线功能使得连线轻松快捷。自动连线功能使得连线轻松快捷。灵活多样的设计输出灵活多样的设计输出 ：原理图（可以包括仿真画面）可以原理图（可以包括仿真画面）可以bmp格式输格式输出以便发表与存档；设计完成还可以输出多种格式的网络表。出以便发表与存档；设计完成还可以输出多种格式的网络表。PROTEUS ISIS的特点的特点直观的仿真结果显示直观的仿真结果显示不同颜色电路连线显示相应电压不同颜色电路连线显示相应电压箭头显示电流方向箭头显示电流方向 探针实时显示探针实时显示电压电压/电流值电流值仿真暂停时仿真暂停时显示元件引脚信息显示

13、元件引脚信息 仿真工具探针（仿真工具探针（Probe）n电压探针电压探针（Voltage probes）即即 可在模拟仿真中使用，也可在数字仿真中可在模拟仿真中使用，也可在数字仿真中 使用。在模拟电路中记录真实的电压值，使用。在模拟电路中记录真实的电压值， 而在数字电路中，记录逻辑电平及其强度。而在数字电路中，记录逻辑电平及其强度。 n电流探针电流探针（Current probes） 仅在模拟电路仿真仅在模拟电路仿真 中使用，可显示电流方向和电流瞬时值。中使用，可显示电流方向和电流瞬时值。 探针即可用于基于图表的仿真，也可探针即可用于基于图表的仿真，也可用于交互式仿真中用于交互式仿真中 。仿真

14、工具激励源仿真工具激励源nDCDC：直流电压源；：直流电压源；nSineSine：正弦波发生器。：正弦波发生器。nPulsePulse：脉冲发生器。：脉冲发生器。nExpExp：指数脉冲发生器。：指数脉冲发生器。nSFFMSFFM：单频率调频波信号发生器。：单频率调频波信号发生器。nPwlinPwlin：任意分段线性脉冲信号发生器。：任意分段线性脉冲信号发生器。nFileFile：FileFile信号发生器。数据来源于信号发生器。数据来源于ASCIIASCII文件。文件。nAudioAudio：音频信号发生器。数据来源于：音频信号发生器。数据来源于wavwav文件。文件。nDStateDSta

15、te：稳态逻辑电平发生器。：稳态逻辑电平发生器。nDEdgeDEdge：单边沿信号发生器。：单边沿信号发生器。nDPulseDPulse：单周期数字脉冲发生器。：单周期数字脉冲发生器。nDClockDClock：数字时钟信号发生器。：数字时钟信号发生器。nDPatternDPattern：模式信号发生器。：模式信号发生器。仿真工具虚拟仪器仿真工具虚拟仪器n虚拟示波器虚拟示波器(OSCILLOSCOPE)(OSCILLOSCOPE)n逻辑分析仪逻辑分析仪(LOGIC ANALYSER)(LOGIC ANALYSER)n计数计数/ /定时器定时器(COUNTER TIMER)(COUNTER TI

16、MER)n虚拟终端虚拟终端(VIRUAL TERMINAL)(VIRUAL TERMINAL)n信号发生器信号发生器(SIGNAL GENERATOR)(SIGNAL GENERATOR)n模式发生器模式发生器(PATTERN GENERATOR)(PATTERN GENERATOR)n交直流电压表和电流表（交直流电压表和电流表（AC/DC AC/DC voltmeters/ammetersvoltmeters/ammeters） nSPISPI调试器调试器(SPI DEBUGGER)(SPI DEBUGGER)nI2CI2C调试器调试器(I2C DEBUGGER)(I2C DEBUGGER)

17、 I2C总线总线调试窗口调试窗口仿真工具曲线图表仿真工具曲线图表n模拟图表（模拟图表（ANALOGUEANALOGUE）n数字图表数字图表 (DIGITAL)(DIGITAL)n混合分析图表混合分析图表 (MIXED)(MIXED)n频率分析图表频率分析图表 (FREQUENCY)(FREQUENCY)n转移特性分析图表转移特性分析图表 (TRANSFER)(TRANSFER)n噪声分析图表噪声分析图表 (NOISE)(NOISE)n失真分析图表失真分析图表 (DISTORTION)(DISTORTION)n傅立叶分析图表傅立叶分析图表 (FOURIER)(FOURIER)n音频分析图表音频分

18、析图表 (AUDIO)(AUDIO)n交互分析图表交互分析图表 (INTERACTIVE)(INTERACTIVE)n一致性分析图表一致性分析图表 (CONFORMANCE)(CONFORMANCE)n直流扫描分析图表直流扫描分析图表 (DC SWEEP)(DC SWEEP)n交流扫描分析图表交流扫描分析图表 (AC SWEEP)(AC SWEEP) 交互式仿真实例一（模拟电路）交互式仿真实例一（模拟电路）仿真时的示波器窗口仿真时的示波器窗口虚拟示波器虚拟示波器激励源激励源电压探针电压探针交互式仿真实例二（单片机电路）交互式仿真实例二（单片机电路）游戏手柄游戏手柄（可映射到（可映射到PC键盘上

19、）键盘上）游戏显示屏（游戏显示屏（LCD）引脚逻辑状态显示引脚逻辑状态显示CPU运行游戏程序运行游戏程序高级仿真（高级仿真（ASF）实例（放大电路分析）实例（放大电路分析）频率分析：频率分析：用于分析电路的频率特性用于分析电路的频率特性(幅频特性和相频特性幅频特性和相频特性)。 模拟分析模拟分析:用于绘制一条或多条电压或电流用于绘制一条或多条电压或电流随时间变化的曲线。随时间变化的曲线。高级仿真（高级仿真（ASF）实例（放大电路分析）实例（放大电路分析）失真分析：失真分析：用于确定由测试电路所引起的用于确定由测试电路所引起的电平失真的程度，失真分析图表用于显示电平失真的程度，失真分析图表用于显

20、示随频率变化的二次和三次谐波失真电平。随频率变化的二次和三次谐波失真电平。 噪声分析噪声分析： 显示随频率变化的输出噪声和显示随频率变化的输出噪声和等效输入噪声电压；并列出电路各部分所产等效输入噪声电压；并列出电路各部分所产生的噪声电压清单。生的噪声电压清单。 PROTEUS电路仿真方法电路仿真方法基本设置纸张大小设置：纸张大小设置：System/set sheet sizes/System/set sheet sizes/，默认为，默认为A4A4；显示栅格设置：显示栅格设置：View/gridView/grid，可切换、取消显示栅格点；，可切换、取消显示栅格点；背景颜色设置：背景颜色设置：T

21、emplate/ Set Design Defaults/ Colours/ Template/ Set Design Defaults/ Colours/ Paper ColoursPaper Colours放置元件和连线放置元器件：选择元件按钮P-拾取元器件窗口-Category(类别)-Sub-category (子类)-找到器件双击；元件位置调整：右击，选择相应命令元件参数修改：右击，Edit Component，如修改电阻阻值，修改Resistance（阻值），默认单位是；智能连线：捕捉格点、躲避障碍，自动连线。隐藏：双击元件下方的 可为元件添加名称、序号等注释，软件默认显示 ；若要

22、隐藏 ：Template/Set Design Defaults，弹出“Edit Design Defaults”对话框，取消Show hidden text?复选框；另一方法：双击 ，打开对话框，在对话框中选择“Style”，先取消选择“Visible”右边的“Follow Global”选项，再取消显示选项，单击“OK”即可。“TEXTTEXT”属性设置对话框属性设置对话框编辑窗口的视野控制方法有：方法方法1 1：使用按钮，放大、缩小、显示整个图形、以鼠标为：使用按钮，放大、缩小、显示整个图形、以鼠标为中心显示图形；中心显示图形；方法方法2 2：点击对象预览窗口，移动鼠标则绿色方框改变位置

23、，：点击对象预览窗口，移动鼠标则绿色方框改变位置，窗口中的编辑区也随之变化；窗口中的编辑区也随之变化；方法方法3 3：移动整个电路图：按下鼠标中键或鼠标滚轮，出现：移动整个电路图：按下鼠标中键或鼠标滚轮，出现十字箭头，即可整体移动电路图。十字箭头，即可整体移动电路图。视野控制使用仿真按钮使用仿真按钮仿真时，红点仿真时，红点-高电平；蓝点高电平；蓝点-低电平；灰点低电平；灰点-不确定不确定仿真端子端子nProteus中的端子：终端模式默认默认 输入输入 输出输出 双向双向 电源电源 地地 总线总线电源终端电源终端 默认为默认为+5V，可设置，可设置String为需要的电压值。为需要的电压值。 可

24、通过网络标号将需要连接的端子连接，两端子都加相同的网络标号，在左边的工具条点“LBL”，之后当鼠标移到导线上时就会出现高亮显示，点击鼠标后可以输入字母（或字母数字组合）了，输入的字母或字母数字叫网络标号，相同的标号等同用导线连接。 网络标号网络标号常用元件介绍常用元件介绍1.1.模拟电路常用元件模拟电路常用元件 模拟电路中常用的器件主要有三极管、二极管、电阻、电容、模拟电路中常用的器件主要有三极管、二极管、电阻、电容、电感、变压器、直流电源、信号源、集成运放等。电感、变压器、直流电源、信号源、集成运放等。(1)(1)三极管三极管 打开打开ProteusProteus的元件拾取对话框，在类别的元

25、件拾取对话框，在类别“CategoryCategory”中的中的“TransistorsTransistors”子类就是三极管。子类就是三极管。 (2)(2)二极管二极管 二极管的种类很多，包括整流桥、整流二极管、肖特基二极管的种类很多，包括整流桥、整流二极管、肖特基二极管、开关二极管、变容二极管和稳压二极管。打开二极管、开关二极管、变容二极管和稳压二极管。打开ProteusProteus的元件拾取对话框，选中的元件拾取对话框，选中“CategoryCategory”中的中的“DiodesDiodes”，一般，一般来说选取子类来说选取子类“Sub-categorySub-category”中的

26、中的“GenericGeneric”通用器件即可。通用器件即可。(3)(3)电阻电阻 电阻的分类为电阻的分类为“ResistorsResistors”，子类有，子类有0.6W0.6W和和2W2W的金属膜电阻、的金属膜电阻、3W3W、7W7W和和10W10W绕线电阻、通用电阻、热敏电阻绕线电阻、通用电阻、热敏电阻(NTC)(NTC)、排阻、排阻(Resistors Packs)(Resistors Packs)、可变电阻可变电阻(Variables)(Variables)及家用高压系列加热电阻丝。常用电阻可直接输入通及家用高压系列加热电阻丝。常用电阻可直接输入通用电阻用电阻“RESRES”即可，

27、然后再修改参数。即可，然后再修改参数。 这里我们主要介绍较常用的可变电阻。直接输入这里我们主要介绍较常用的可变电阻。直接输入“POTPOT”或或POT-POT-”可找可找到四个或三个相关元件。到四个或三个相关元件。 “POTPOT”为一般的滑动变阻器，触为一般的滑动变阻器，触头不能拉动，须选中后打开元件属头不能拉动，须选中后打开元件属性对话框，修改性对话框，修改“STATESTATE”来改变触来改变触头的位置，头的位置，“STATESTATE”的初始值为的初始值为5 5，触头位于中间，改为，触头位于中间，改为1010后，出头后，出头位于最上，如图所示。由于调整不位于最上，如图所示。由于调整不方

28、便，一般不使用此元件，而使用方便，一般不使用此元件，而使用下面的几个滑动变阻器。下面的几个滑动变阻器。滑动变阻器元件属性对话框“POT-HGPOT-HG”滑动变阻器的好处是可以直接用鼠标来改变触头位滑动变阻器的好处是可以直接用鼠标来改变触头位置，精确度和调整的最小单位为阻值的置，精确度和调整的最小单位为阻值的1%1%，比如一个，比如一个1K1K的电阻，的电阻，精确到精确到1010欧，而一个欧，而一个100K100K的电阻只能精确到的电阻只能精确到1K1K，所以，当电阻，所以，当电阻较大时，考虑把它分成两部分串联，一部分为较大阻值的固定较大时，考虑把它分成两部分串联，一部分为较大阻值的固定电阻，

29、另一部分为较小阻值的滑动电阻，这样较科学。电阻，另一部分为较小阻值的滑动电阻，这样较科学。“POT-LIN”和“POT-LOG”滑动变阻器和“POT-HG”一样可以通过鼠标来改变触头位置，但精确度和调整的最小单位均为阻值的10%。(4)电容 模拟电路中常用的电容为极性电容，即电解电容。实际上无极性电容和电解电容在使用时没什么区别，只不过当电容值较大时，一般在1uF以上时，要做成电解电容。放大电路中的耦合电容一般为10-100uF，为电解电容，但必须注意的是电解电容的正极性端的直流电位一定要高于负极性端才能正常工作，否则会出现意外的现象。 常用的无极性电容的名称为“CAP”，极性电容“CAP-E

30、LEC”，还有一个可动画演示充放电电荷的电容为“CAPACITOR”。(5)电感和变压器 电感和变压器同属电感“Inductor”这一分类，只不过在子类中，又分为通用电感、表面安装技术(SMT)电感和变压器。一般来说，使用电感时直接选择“INDUCTOR”元件，使用变压器时，要看原、副边的抽头数而定。 打开元件拾取对话框，选取“Inductors”大类下的子类“Transformers”，如图所示，即可显示出所有可选变压器元件。 常用的是前面四种，名称前缀为“TRAN-”。下面以变压器“TRAN-1P2S”为例来说明它的含义。“TRAN”是变压器的英文缩写，“P”是原边“PRIMARY”的意思

31、，“S”是副边“SECONDORY”的意思。而后面三个变压器都是饱和变压器，意思是具有副边和偏置线圈的饱和电压。 变压器的选取对话框变压器的选取对话框 原、副边绕组的位置就颠倒了，使用时要注意，尤其是原边和副原、副边绕组的位置就颠倒了，使用时要注意，尤其是原边和副边绕组数目相同的变压器，这涉及到原、副边的匝比是升压或降边绕组数目相同的变压器，这涉及到原、副边的匝比是升压或降压的问题。压的问题。变压器在使用时，由于对称按钮变压器在使用时，由于对称按钮可能处于选中状态，可能处于选中状态， 即原、副边电压比值等于原边电感与副边电感值的开方。即原、副边电压比值等于原边电感与副边电感值的开方。改变原、副

32、边的电感值分别为改变原、副边的电感值分别为100H和和1H(也可以为也可以为1H和和0.01H)，即原副边电压比为，即原副边电压比为10:1，为降压变压器。，为降压变压器。 变压器的匝比是通过改变原、副边的电感值来实现的。打变压器的匝比是通过改变原、副边的电感值来实现的。打开开“TRAN-2P2S”变压器的元件属性对话框，如图所示，原边变压器的元件属性对话框，如图所示，原边和副边的电感值都是和副边的电感值都是1H，即变比，即变比n为为1:1。 如果想使它成为如果想使它成为n=10:1的降压变压器，可以改变原边电感，的降压变压器，可以改变原边电感，也可以改变副边电感，还可以两者同时改变，但要保证

33、也可以改变副边电感，还可以两者同时改变，但要保证变压器属性对话框变压器属性对话框修改变压器之比修改变压器之比 变压器变比设定后，在原边加一个交流源“ALTERNATOR”，使它为幅值100v，频率为50Hz，同时在原边加一个交流电压表，在副边也加一个交流电压表，运行仿真，如图所示。可观察知，显示原边电压有效值为70.7V，副边电压有效值为7.07V，变压比为10：1。变压器变比仿真变压器变比仿真(6)(6)交、直流电源交、直流电源 直流电源通常有单电池直流电源通常有单电池“CELLCELL”和电池组和电池组“BATTERYBATTERY”两种，两种，可任意改变其值。单相交流电源为可任意改变其值

34、。单相交流电源为“ALTERNATORALTERNATOR”，可改变其，可改变其幅值幅值( (半波峰值半波峰值) )和频率。和频率。(7)(7)集成运放集成运放 打开元件拾取对话框，选择打开元件拾取对话框，选择“Operational AmplifierOperational Amplifier”分分类，显示子类有类，显示子类有“DualDual”、“DealDeal”、“OctalOctal”、“QuadQuad”、“SingleSingle”、“TripleTriple”，分别为双运放（即一个集成芯片内，分别为双运放（即一个集成芯片内包含两个相同运放）、理想运放、八运放、四运放、单运放和包

35、含两个相同运放）、理想运放、八运放、四运放、单运放和三运放。我们一般常用的是通用的理想运算放大器，可直接选三运放。我们一般常用的是通用的理想运算放大器，可直接选择子类择子类“DealDeal”中的中的“OPIPOPIP”。如果知道集成运放的名称，也。如果知道集成运放的名称，也可直接查询。可直接查询。2.2.数字电路常用器件数字电路常用器件(1)CMOS 4000系列 打开拾取元件对话框，在类别中位于第三的是CMOS 4000 series，即CMOS 4000系列元件，如图所示，它是一种早期生产的COMS期间，在国外已限用，但由于这类器件比较便宜，目前我们国家使用的还比较多。CMOS 4000

36、CMOS 4000系列元件系列元件4000系列是系列是COMS工艺的数字集成电路，工艺的数字集成电路，74系列是双极型晶体管工艺集成电路。系列是双极型晶体管工艺集成电路。4000系列输入阻抗很高，兆欧级（因为由系列输入阻抗很高，兆欧级（因为由MOS管组成），带载能力较强，静态功耗低，管组成），带载能力较强，静态功耗低，但工作频率较低，只能达到几兆赫兹；但工作频率较低，只能达到几兆赫兹；74系列输入阻抗一般，千欧级（系列输入阻抗一般，千欧级（BJT管），带负载管），带负载能力一般，静态功耗较能力一般，静态功耗较4000系列高，但速度快，最快的系列高，但速度快，最快的74HC系列可以达到百兆赫兹级

37、。系列可以达到百兆赫兹级。4000系列只有一种，而系列只有一种，而74系列还分子系列，比如缀号为系列还分子系列，比如缀号为LS（ 低功耗）、低功耗）、HC（超高速）（超高速）系列等，如系列等，如74LSXX，74HCXX。 4000系列与74系列是对应的，比如4000系列的4511和74系列的7448对应，都是BCD到七段显示译码器，输出高电平有效。4000系列元件的子类划分，如表所示。名称含义Adders加法器Buffers & Drivers缓冲器和驱动器Comperators比较器Counters计数器Decoders译码器Encoders编码器Flip-Flops & Latches触

38、发器和锁存器Frequency Dividers & Timers分频器和定时器Gates & Inverters门电路和反相器Memory存储器Misc.Logic混杂逻辑器件Multiplexers选择器Multivibrators多谐振荡器Phase-locked-Loops(PLL)锁相环Registers寄存器Signal Switches信号开关(2) TTL74(2) TTL74系列系列 TTL74TTL74系列根据制造工艺的不同又分为图所示的几大类，每一类的元件的子系列根据制造工艺的不同又分为图所示的几大类，每一类的元件的子类都相似，比如类都相似，比如74007400和和74L

39、S0074LS00功能一样。功能一样。TTL74TTL74系列系列 由于每一类元件众多，而对于学过数字电子技术的人来说，由于每一类元件众多，而对于学过数字电子技术的人来说，对元器件的常用型号已熟悉，可直接在选取的对话框中输入元件对元器件的常用型号已熟悉，可直接在选取的对话框中输入元件名称，可节省查询时间。名称，可节省查询时间。（3 3）数据转换器）数据转换器 数据转换器在数据转换器在ProteusProteus元件拾取对话框中的元件拾取对话框中的“Data ConvertersData Converters”类中，如图类中，如图5-35-3所示。常用数据转换器有并行所示。常用数据转换器有并行8

40、 8位模数转换器位模数转换器( (如如ADC0809)ADC0809)、8 8位数模转换器位数模转换器( (如如DAC0808)DAC0808)、LFXXLFXX采样保持器、采样保持器、MAXXXMAXXX串行数模转换器、串行数模转换器、3 3位半双斜坡位半双斜坡ADAD转换器、具有转换器、具有I I2 2C C接口的小型串行数字温接口的小型串行数字温度传感器度传感器TC74TC74及具有及具有SPISPI接口的温度传感器接口的温度传感器TC72TC72和和TC7TC7等等. .（4 4）可编程逻辑器件及现场可编程逻辑阵列）可编程逻辑器件及现场可编程逻辑阵列（5 5）显示器件）显示器件 数字电

41、路分析与设计中常用的显示器件在数字电路分析与设计中常用的显示器件在ProteusProteus元件拾取对话框中的元件拾取对话框中的OptoelectronicsOptoelectronics类中，如图所示。类中，如图所示。显示器件有十类子类，如表所示。显示器件有十类子类，如表所示。名称名称含义含义7-Segment Displays7-Segment Displays七段显示七段显示Alphanumeric LCDsAlphanumeric LCDs数码液晶显示数码液晶显示Bargraph DisplaysBargraph Displays条状显示条状显示( (十位十位) )Dot Matri

42、x DisplaysDot Matrix Displays点阵显示点阵显示Graphical LCDsGraphical LCDs图形液晶显示图形液晶显示LampsLamps灯泡灯泡LCD ControllersLCD Controllers液晶控制器液晶控制器LEDsLEDs发光二极管发光二极管OptocouplersOptocouplers光电耦合器光电耦合器Serial LCDsSerial LCDs串行液晶显示器串行液晶显示器显示器件分类显示器件分类 常用发光二极管常用发光二极管LEDsLEDs子类中的元件很多。选用时要用子类中的元件很多。选用时要用ACTIVEACTIVE库中的元件而

43、不用库中的元件而不用DEVICEDEVICE库中的元件，因为库中的元件，因为ACTIVEACTIVE库中的元件是动画演示的，而库中的元件是动画演示的，而DEVICEDEVICE是不能的，但像一是不能的，但像一般电阻就不需要动画演示，可用般电阻就不需要动画演示，可用DEVICEDEVICE库中的元件。库中的元件。“Bargraph DisplaysBargraph Displays”条状显示条状显示子类中只有两个元件，它们主要区别在于颜色不同，这个元件相当于十个子类中只有两个元件，它们主要区别在于颜色不同，这个元件相当于十个LEDLED二极管并二极管并排放置在一起，管脚号小的一端接高电平，管脚号

44、大的一端接低电平。在多个发光二极排放置在一起，管脚号小的一端接高电平，管脚号大的一端接低电平。在多个发光二极管共同使用时，通常用它比较方便。管共同使用时，通常用它比较方便。*元件库、符号库管理元件库、符号库管理 Proteus Proteus库分为库分为元件库、符号库、封装库元件库、符号库、封装库，每个库又分为，每个库又分为系统库系统库和和用户用户库库。他们在安装路径下的。他们在安装路径下的LibraryLibrary文件夹下。安装后文件夹下。安装后3 3个用户库是空的，个用户库是空的，用户自建元件、符号、封装可以存入相应的用户库中。用户自建元件、符号、封装可以存入相应的用户库中。系统库为只读

45、，不能添加、删除；用户库可读写，能进行添加或删除对系统库为只读，不能添加、删除；用户库可读写，能进行添加或删除对象的操作，系统升级时只升级系统库，不会影响用户库。象的操作，系统升级时只升级系统库，不会影响用户库。利用库管理器，可完成利用库管理器，可完成自建新库、删除自建库、对自建库中对象进行增、自建新库、删除自建库、对自建库中对象进行增、删等操作删等操作。仿真只涉及仿真只涉及元件库元件库和和符号库符号库。 在在元件模式元件模式 下，单击对象选择器的按钮下，单击对象选择器的按钮“L”,打开元件库管理器。窗打开元件库管理器。窗口分为源库（左侧）和目标库（右侧）两部分。口分为源库（左侧）和目标库（右

46、侧）两部分。源库源库目标库目标库新建库新建库备份库备份库解析库信息解析库信息库属性库属性库容量库容量库排序库排序（1 1）元件库管理器）元件库管理器 在在符号模式符号模式 下，单击对象选择器的按钮下，单击对象选择器的按钮“L”,打开符号库管理器。窗打开符号库管理器。窗口分为源库（左侧）和目标库（右侧）两部分。口分为源库（左侧）和目标库（右侧）两部分。源库源库目标库目标库新建库新建库备份库备份库解析库信息解析库信息库属性库属性库容量库容量库排序库排序（2 2）符号库管理器）符号库管理器打包库打包库删除库删除库实例实例1：RC桥式振荡器桥式振荡器n电路组态 基于uA741集成运放的RC桥式振荡器，

47、增加了uA741调零部分。n元器件及封装、元件查找集成运放：uA741 DIL08 Operational Amplifiers/741二极管：IN4148 DO35 Diodes/Switching/1N4148电阻：0.6W金属膜 RES40 Resistors/0.6W Metal film/10k电容：瓷片电容 CAP10 Capacitors/Generic/CAP可调电阻：POT-LIN Resistors/Variable/POT-LIN输出信号二针接插件：SIL-156-02， SIL-156-02 Connectors/Header Blocks/SIL-156-02正负电源

48、三针接插件：SIL-156-03， SIL-156-03 Connectors/Header Blocks/SIL-156-03选择电源终端 ，编辑String为+12V和-12V 集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活的实现各种特定的函不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活的实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算数关系。在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分

49、、微分、对数等模拟运算电路。电路。仿真仿真12341.单击虚拟仪器模式按钮，对象预览窗口列出单击虚拟仪器模式按钮，对象预览窗口列出Proteus虚拟仪器；虚拟仪器；2.从中单击选择从中单击选择OSCILLOSCOPE（四通道示波器）（四通道示波器）;3.放置示波器符号；放置示波器符号；4.将示波器将示波器A通道连接至测试点；通道连接至测试点；5.单击仿真按钮，在单击仿真按钮，在ISIS窗口中出现虚拟示波器；窗口中出现虚拟示波器；6.调整时基每格调整时基每格0.2ms、A通道每格电压通道每格电压0.2V，调整波形位置，观察，调整波形位置，观察RC振荡器输出波形。振荡器输出波形。实例实例2：数字电

50、路彩灯：数字电路彩灯n电路组态 数字电路彩灯每隔0.5s改变4个LED的显示状态。由555定时器、电阻、电容构成时基电路，由74LS161、LED组成显示电路。n元器件及封装555： 555 DIL8计数器： 74LS161 DIL16电容： 瓷片电容 CAP10蓝发光管：LED-BLUE LED绿发光管：LED-GREEN LED红发光管：LED-RED LED黄发光管：LED-YELLO LED电阻： 0.6W金属膜 RES40电源连接器：二针接插件 SIL-156-02LED的封装的封装 若仅进行仿真，则不设置封装无影响，但若需要设计出PCB，则必须指定封装。 本设计中4个LED尚未指定

51、封装，需要在各自“编辑元件”框的PCB Package中填上或选择指定封装名“LED”。仿真仿真使用仿真按钮使用仿真按钮红点红点 - - 高电平高电平蓝点蓝点 - - 低电平低电平实例实例3：单管共射放大电路：单管共射放大电路n实验目的（1）学习放大电路静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大电路性能的影响；（2）掌握电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测量方法。n实验原理 偏置电路采用Rb1和Rb2组成的分压电路，并在发射极中接电阻Re，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号Ui后，在放大器的输出端便可得到一个与Ui相位相反、幅值被放大了的输出信号Uo，

52、从而实现电压放大。电解电容极性：电解电容极性：空心为正，空心为正，阴影为负！阴影为负！可导入可导入ARES验证！验证！直流电源通常直流电源通常有单电池有单电池“CELLCELL”和电和电池组池组“BATTERYBATTERY”两两种，可种，可任意改变其值。任意改变其值。3为滑动端为滑动端1接接R32与与3短接短接Resistors/0.6W Metal film/Capacitors/radial electrolyticTransistors/Bipolar/2N5551Miscellaneous/BatteryResistors/Variable/POT-HGSwitches & Rela

53、ys/Switches/SW-SPDT,SW-SPST 当电容值较大时（一当电容值较大时（一般在般在1uF1uF以上），要做成以上），要做成电解电容。放大电路中的电解电容。放大电路中的耦合电容一般为耦合电容一般为10-100uF10-100uF，为电解电容，但必须注，为电解电容，但必须注意的是电解电容的正极性意的是电解电容的正极性端的直流电位一定要高于端的直流电位一定要高于负极性端才能正常工作，负极性端才能正常工作，否则会出现意外的现象。否则会出现意外的现象。 常用的无极性电容的名常用的无极性电容的名称为称为“CAPCAP”，极性电容，极性电容“CAP-ELECCAP-ELEC”，还有一个可动

54、画演示充放还有一个可动画演示充放电电荷的电容为电电荷的电容为“CAPACITORCAPACITOR”。 （1）放大电路静态工作点的调试信号源的频率和幅值旋钮左边为细调，右边粗调；示波器通道电压旋钮外旋钮是粗调，内旋钮是微调。输入1kHz正弦波信号，调整变阻器RW改变静态工作点，使波形对称。 （2）放大电路静态工作点的测量 交流信号最好短接，用直流电压表直接测量三极电位。 （3）放大电路放大倍数的测量 Proteus中的虚拟信号源是理想电压源，没有内阻，用电阻RS（1k）来模拟信号源内阻。信号源侧接入交流毫伏表，调节信号发生器使输入信号交流毫伏表读数约为10mV，输出接交流电压表。 交流电压表可

55、以设置为交流毫伏表，双击，属性中，Display Range选择Millivolts(毫伏)。 单击工具栏中的虚拟仪器图标，如下图所示，在对象选择区出现所有虚拟仪器名称列表，其中“OSCILLOSCOPE”、“SIGNAL GENERATOR”、 “DC VOLTMETER”、 “DC AMMETER”、 “AC VOLTMETER”、 “AC AMMETER”分别为示波器、信号发生器、直流电压表、直流电流表、交流电压表、交流电流表。 交、直流电压表和交、直流电流表的量程都可以设定，比如可以设定一个交流电压表为毫伏表，如上图所示，只需改变元件属性中的“Display Range”为“Milli

56、volts”即可。负载时放大倍数缩小。可计算放大倍数：空载时，Av=-1640/10.1=-162.4;负载时，Av=-850/10.2=-83.3.负号对应波形倒相，放大倍数是负值。案例案例4：差动放大器：差动放大器n实验目的（1）加深对差分放大电路性能及特点的理解；（2）掌握差分放大电路主要性能指标的测试方法。n实验原理 差动放大的主要目的是减少零漂。与单管放大器相比，差放使用了双倍元件却得到同样的放大倍数，但具有高的共模抑制比KCMR，即对共模信号的增益约为零。（1）放大电路的调零（2）测量静态工作点（3）单端输出时的电压放大倍数1）差模增益）差模增益2）共模增益）共模增益（4）双端输出

57、时的电压放大倍数（a a）差模输出）差模输出 （b b）共模输出）共模输出 测量双端输出增益测量双端输出增益1）双端输出时的差模电压放大倍数将两管集电极之间接一交流电压表，将开关拨到左右两侧，读出差模输出电压，计算增益。2）双端输出时的共模电压放大倍数方法同上，输入频率1kHz，有效值约为1V的共模输入正弦信号。实例实例5：直流稳压电源：直流稳压电源n电路组态 基于三端稳压器7805、二极管整流桥设计一个直流稳压电源。n元器件及封装三端稳压器：7805 P1电源接线端：Connectors/Miscellaneous/Terminal PIN 仿真仿真输入电压在一定范围内波动，输出电压为输入电压在一定范围内波动，输出电压为+5V。单相交流电源为单相交流电源为“ALTERNATORALTERNATOR”，可改变其幅值，可改变其幅值( (半波峰值半波峰值) )和频率。和频率。电源设置：电源设置：思考思考题： ：1.使用Proteus软件仿真实例中的电路；2.熟悉Proteus软件中的各类电子元器件，熟悉对应的各类封装。