Proteus免费快速入门元件介绍

第一章Proteus快速入门Proteus软件的功能强大，它集电路设计、制版及仿真等多种功能于一身，不仅能够对电工、电子技术学科涉及的电路进行设计与分析，还能够对微处理器进行设计和仿真，并且功能齐全，界面多彩，是近年来备受电子设计爱好者青睐的一款新型电子线路设计与仿真软件。Proteus是一个基于Pro-SPICE混合模型仿真器的、完整的嵌入式系统软硬件设计仿真平台。它包含ISIS和ARES应用软件。•ISIS-----智能原理图输入系统，系统设计与仿真的基本平台。•ARES-----高级PCB布线编辑软件。在Proteus中，从原理图设计、单片机编程、系统仿真到PCB设计一气呵成，真正实现了从概念到产品的完整设计。1.1软件的安装与运行我们使用Proteus软件目前的版本为7.5，先按要求把软件装到计算机上，安装结束后，在桌面“开始”程序菜单中，单击运行原理图(ISIS7Professional)设计界面。图1-1ISIS7Professional在程序中的位置图1-2ISIS7Professional运行时的界面1.2ProteusISIS编辑环境图1-3ProteusISIS的编辑环境为了方便介绍，将分别对窗口内各部分进行中文说明（见图1-3）。下面简单介绍各部分的功能：1．原理图编辑窗口（TheEditingWindow）：顾名思义，它是用来绘制原理图的。蓝色方框内为可编辑区，元件要放到它里面。2．预览窗口（TheOverviewWindow）：它可显示两个内容，一个是，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；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标后），它会显示整张原理图的缩略图，并会显示一个绿色的方框，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．模型选择工具栏（ModeSelectorToolbar）：主要模型（MainModes）：1*选择元件（components）（默认选择的）2*放置连接点3*放置标签（用总线时会用到）4*放置文本5*用于绘制总线6*用于放置子电路7*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）配件（Gadgets）：1*终端接口（terminals）：有VCC、地、输出、输入等接口2*器件引脚：用于绘制各种引脚3*仿真图表（graph）：用于各种分析，如NoiseAnalysis4*录音机5*信号发生器（generators）6*电压探针：使用仿真图表时要用到7*电流探针：使用仿真图表时要用到8*虚拟仪表：有示波器等2D图形（2DGraphics）：1*画各种直线2*画各种方框3*画各种圆4*画各种圆弧5*画各种多边形6*画各种文本7*画符号8*画原点等4．元件列表（TheObjectSelector）：用于挑选元件（components）、终端接口（terminals）、信号发生器（generators）、仿真图表（graph）等。举例，当你选择“元件（components）”，单击“P”按钮会打开挑选元件对话框，选择了一个元件后（单击了“OK”后），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即可。5．方向工具栏（OrientationToolbar）：旋转角度只能是90的整数倍。完成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，再点击（左击）相应的旋转图标。仿真控制按钮1.3实例仿真元件名类子类备注数量参数CAPACITORCapacitorsAnimited电容可动态显示电荷11000uFRESResistorsGeneric电阻21K，100LAMPOptoelectronicsLamps灯泡，可现实灯丝烧断112vSW-SPDTSwitchesandRelaysSwitches两位开关，可单击操作1BATTERYSimulatorPrimitivesSources电池112V1.3.1一阶动态电路的设计与仿真本例中所要用到的元器件清单如表1-1所示。表1-1元器件清单1*元件的拾取在桌面上选择【开始】--【程序】--“Proteus7Professional”，单击蓝色图标“ISIS7Professional”打开应用程序。ISISProfessional的编辑界面如图1-4所示。图1-4ISIS的编辑界面用鼠标左键单击界面左侧预览窗口下的“P”按钮，如图1-4所示，会弹出“PickDevice”(元件拾取)对话框，如图1-5所示。图1-5元件拾取对话框元件拾取共有两种方法：按类别查找和拾取元件按照表1-1中顺序依次选择元件。首先是充电电容CAPACITOR，在图1-5中打开的元件对话框中，在“Category”类选中“Animated”(可动画演示)，查询结果元件列表中只有一个元件，即是要找到的元器件。双击元件名，元件即被选入编辑界面的元件区中。拾取元件对话框共分为四部分，左侧从上到下分别为直接查找时的名称输入、分类查找时的大类列表、子类列表和生产厂家列表。中间为查到的元件列表。右侧自上而下分别为元件图形和元件封装。直接查找和拾取元件把元件名的全程或部分输入到PickDevices对户框中的“Keywords”栏，在中间的查找结果“Results”中显示所有电容元件列表，用鼠标拖动右边的滚动条，出现灰色标示的原件即为找到的匹配元件，双击即可选中，如图1-6所示。这种方法主要用于对元件名熟悉之后，为节约时间而直接查找。图1-6直接拾取元件示意图按照电容的拾取方法，依次把表1-1中五个元件拾取到编辑界面的对象选择器中，然后关闭元件拾取对话框。元件拾取后的界面如图1-7所示。图1-7元件拾取后的界面下面把各元件从对象选择器中放置到图形编辑区中。用鼠标单击对象选择区中的某一元件名，把鼠标指针移到图形编辑区，双击鼠标左键，元件即被放置到编辑区中。放置后的界面如图1-8所示。图1-8元件放置后的界面按图1-9所示元件位置布好元件。使用界面左下方的四个图标或者选中元器件右击鼠标，弹出图标，来改变元件的方向及对称性。2*编辑窗口视野控制3*元件位置的调整和参数的修改在编辑区的元件上单击鼠标左键选中元件(为红色)，在选中的元件上再次单击鼠标右键则删除该元件(或者直接双击右键也可删除该元件)，而在元件以外的区域内单击左键则取消选择。元件的误删除可通过撤销键找回。单个元件选中后，单击鼠标左键不松可以拖动该元件。群选使用鼠标左键拖出一个选择区域，使用图标图标来整体移动。使用图标可整体复制。当将元件位置布置后，此时可以先存一下盘。假如建立一个名为Proteus的目录，选则主菜单中File--SaveDesignAs，在打开的对话框中把文件保存为Proteus目录下的“Cap1.DSN”,只用输入“Cap1”即可，扩展名系统自动添加。下面改变元件参数。（以电阻为例）左键双击原理图编辑区中的电阻R1，弹出“EditComponents”（元件属性设置）对话框，把R1的Resistance(阻值)由10K改为1K，把R2的阻值由10K改为100欧。图1-10元件属性设置对话框修改完元器件参数后。边原理图编辑区中注意到每个元件旁边显示灰色的“TEXT”，为了使电路图清晰，可以取消此文字的显示。双击此文字，打开一个对话框，如图1-11所示。在改对话框中选择“Style”，先取消选择“Visible”右边的“FollowGlobal”选项，再取消选择选项，单击“OK”即可。图1-11“TEXT”属性设置对话框此外，也可在元件调用前，直接选择主菜单中的【Template】--【SetDesignDefaults….】打开画图模板设置选项。接着出现EditDesignDefaults(编辑模板设计)对话框，如图1-12所示。在“Showhiddentext”选项中把对勾去掉，然后单击“OK”即可。则每个元件旁边不再显示灰色的“TEXT”。图1-12编辑模版设计对话框4*电路连线图1-13连接好的电路原理图5*电路的动态仿真首先在主菜单中【System】--【SetAnimationOptions】中设置仿真时电压及电流的颜色及方向。在随后打开的对话框中，选择“ShowWireVoltagebyColour”和“ShowWireCurrentwithArrows”两项，即选择导线以红、蓝两色来显示电压的高低，以箭头来表示电流的流向。单击仿真控制按钮中的运行按钮，开始仿真。图1-14电容充电过程图1-14中，电容充完电后，接着单击开关，把电容与灯连通。会看到灯闪了一下。由于充电时间常数为1秒，放电时间常数小一些，瞬间放电，所以灯亮的时间很短。5*文件的保存1.3.2异步四位二进制计数器的设计及仿真选用4个JK触发器来构成一个异步时序逻辑电路，把它们的JK端全接高电平，前一级的输出作为后一级的时钟信号。1*元件的拾取如果不知道所用元件的确切名字及所在的库，可用查询的方法在所有库里海选。选择主菜单【Library】--【PickDevice/Symbol】，或者直接单击左侧工具箱中图标后再单击“P”按钮，打开选择元器件的对话框。采用部分查找法，在所查找的元件名关键词中填写“JK”，所有的“JK”触发器元件都被找出。选中“JKFF(ACTIVE)”，单击“OK”。按照表1-2所示，采用直接查询法，把所有元件都选择到编辑区的元件列表中。元件名含义所在库JKFF触发器ACTIVECLOCK时钟ACTIVE7SEG-BCD含译码驱动的数显DISPLAYLOGICPROBE[BIG]逻辑电平显示ACTIVE表1-2元件清单列表2*元件的连线先放置一个JK触发器。选中左侧电源和接地图标，单击“POWER”，一个箭头形状的标准数字直流电源(即高电平)出现在元件预览区，拖出后与触发器的JK端接上，如图1-15所示。因为四个触发器的JK端揭发都一样，故可采用“复制”。利用鼠标左键选中刚才所画的图形，选取上方的复制按钮，连续单击鼠标三次，之后单击鼠标右键(结束复制)，得到如图1-16所示的图形。图1-15与触发器的JK端连接图1-16复制后的四个触发器时钟CLK端上。把该电路保存为“Counter.DSN”。接下来，把前一个触发器的输出端Q连接到下一个触发器的时钟CLK上。连接到第一个触发器的CLK输入端上，如图1-17所示。如果是下降沿触发，则把前一个触发器的Q端链接到下一个触发器图1-17连接好的异步四位二进制计数器3*电路的动态仿真为了观察计数器计数的动态过程，可在每个触发器的输出端Q连接一个逻辑电平探测器，能够显示0和1。把LOGICPROBE(BIG)元件拖到图形编辑区内，连续双击鼠标三次，得到四个逻辑探测器。分别接到每个JK触发器的输出端Q上。同时把七段数码显示拖到编辑区。数码管的最左端是高位，分别和各触发器的输出端Q相连，如图1-18所示。图1-18加上逻辑电平探测器和七段数码管后的电路按下仿真按钮，四个逻辑探测器组成的4位二进制数从0000--1111红色为高电平，蓝色为低电平。变化，而七段数码管则显示0--F。另外我们还可观察到每个器件的连线端都有红蓝两色小方块来显示该端的电平变化，如图1-19所示，十六进制计数器计到14，显示“E”。图1-19连接好的异步四位二进制计数器1.4Proteus与单片机相结合的调试与仿真以上两个例子是基于电工电子技术的电路设计与仿真。其实，Proteus真正超群之处在于它对单片机电路的设计与仿真。它与单片机的程序设计软件Keil兼容，能够把Keil编译好的“*.Hex”文件置于入Proteus的单片机硬件中，从而实现软硬件一体的电路仿真。第三章Proteus的虚拟仿真工具3.1激励源图3-1各种激励源列表激励源为电路提供输入信号。单击工具栏中即可出现各种对应的激励源形式，如图3-1所示。按钮，3.1.1直流信