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1、Proteus快速入门,Proteus 软件是由英国 Labcenter Electronics 公司开发的EDA工具软件，已有近20年的历史，在全球得到了广泛应用。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，还能够对单片机进行设计和仿真，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。,1.1
2、 Proteus整体功能预览,Proteus 设计流程,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。,1.2 Proteus ISIS编辑环境,1.2.1 Proteus软件的安装与运行,先按要求把软件安装到计算机上，安装结束后，在桌面的“开始”程序菜单中，单击运行原理图(ISIS 7 Professional)或PCB(ARE 7 Professional)设计界面。ISIS 7 Professional在程序中的位置如图1所示。,图 1 ISIS 7 Professional 在程序中的位置,图2为ISIS 7 Profes
3、sional 运行时的界面。图2 ISIS 7 Professional 运行时的界面,1.2.2 Proteus ISIS编辑环境简介,Proteus ISIS主界面2.专用工具菜单3.主菜单4.通用工具菜单,主菜单,通用工具菜单,专用工具菜单,PCB电路,电路编辑窗口,浏览窗口,器件工具列表窗口,仿真按键,Proteus ISIS主界面,选择模式 拾取元器件 放置节点 标注线段或网络名 输入文本 绘制总线 绘制子电路块,2.专用工具菜单,专用工具菜单中各图标按钮对应的操作如下,在对象选择器中列出各种终端(输入、输出、电源和地等)在对象选择器中列出各种引脚(如普通引脚、时钟引脚、反电压引脚和
4、短接引脚等)在对象选择器中列出各种仿真分析所需的图表(如模拟图表、数字图表、混合图表和噪声图表等)当对设计电路分割仿真时采用此模式 在对象选择器中列出各种激励源(如正弦激励源、脉冲激励源、指数激励源和FILE激励源等),可在原理图中添加电压探针。电路进行仿真时可显示各探针处的电压值 可在原理图中添加电流探针。电路进行仿真时可显示各探针处的电流值 在对象选择器中列出各种虚拟仪器(如示波器、逻辑分析仪、定时/计数器和模式发生器等),2D绘图按钮:画各种直线(Line):画各种方框(Box):画各种圆(Circle):画各种圆弧(Arc):画各种多边形(2D Path):画各种文本(Text):画符
5、号(Symbol):画原点(Marker),转向按钮:元件向右旋转90:元件向左旋转90:元件水平翻转:元件垂直翻转使用方法:先右击元件,再单击相应的旋转按钮.仿真运行控制按钮:仿真控制按钮,从左至右依次是 运行、单步运行、暂停、停止。,3.主菜单,Proteus ISIS的主菜单栏包括File(文件)、View(视图)、Edit(编辑)、Library(库)、Tools(工具)、Design(设计)、Graph(图形)、Source(源)、Debug(调试)、Template(模板)、System(系统)和Help(帮助)。,4.通用工具菜单,Proteus ISIS的通用工具栏位于主菜单下
6、面两行，以图标形式给出，包括File工具栏、View工具栏、Edit工具栏和Design工具栏四个部分。工具栏中每一个按钮，都对应一个具体的菜单命令，主要目的是为了快捷而方便地使用命令。,(1)File工具栏 新建:在默认的模板上新建一个设计文件 打开:装载一个新设计文件 保存:保存当前设计 导入:将一个局部(Section)文件导入ISIS中 导出:将当前选中的对象导出为一个局部文件 打印:打印当前设计 打印选中的区域,(2)View工具栏:显示刷新:显示/不显示网格点切换:显示/不显示手动原点:以鼠标所在点的中心进行显示:放大:缩小:查看整张图:查看局部图,:撤销最后的操作:恢复最后的操作
7、:剪切选中对象:复制到剪贴板:粘贴:复制选中的块对象:移动选中的块对象:旋转选中的块对象:删除选中的块对象:选取元器件,从元件库中选取各种各样的元件:做元器件,把原理图符号封装成元件:PCB包装元器件，对选中的元件定义PCB包装:把选中的元件打散成原始的组件,(3)Edit工具栏,1.3 一般电路原理图设计,1.3 电路原理图的设计流程,原理图的具体设计步骤如下：(1)新建设计文档。在进入原理图设计之前，首先要构思好原理图，即必须知道所设计的项目需要哪些电路来完成，用何种模板；然后在Proteus ISIS编辑环境中画出电路原理图(2)设置工作环境。根据实际电路的复杂程度来设置图纸的大小等。在
8、电路图设计的整个过程中，图纸的大小可以不断地调整。,(3)放置元器件。首先从添加元器件对话框中选取需要添加的元器件，将其布置到图纸的合适位置，并对元器件的名称、标注进行设定；再根据元器件之间的走线等联系对元器件在工作平面上的位置进行调整和修改，使得原理图美观、易懂。(4)对原理图进行布线。根据实际电路的需要，利用Proteus ISIS编辑环境所提供的各种工具、命令进行布线，将工作平面上的元器件用导线连接起来，构成一幅完整的电路原理图。,(5)建立网络表。在完成上述步骤之后，即可看到一张完整的电路图，但要完成印制版电路的设计，还需要生成一个网络表文件。网络表是印制版电路与电路原理图之间的纽带。
9、(6)原理图的电气规则检查。当完成原理图布线后，利用Proteus ISIS编辑环境所提供的电气规则检查命令对设计进行检查，并根据系统提示的错误检查报告修改原理图。,(7)调整。如果原理图已通过电气规则检查，那么原理图的设计就完成了，但是对于一般电路设计而言，尤其是较大的项目，通常需要对电路进行多次修改才能通过电气规则检查。(8)存盘和输出报表。Proteus ISIS提供了多种报表输出格式，同时可以对设计好的原理图和报表进行存盘和输出打印。,2.2.2 应用实例,E-PROTEUS-2:与前面的电路不同的是，这个电路选用了两个一位开关代替原来的一个两位开关；在充放电回路中分别串入了直流数字电
10、流表，在电容两端并接了一个电压表，用于观察充放电过程中的电流及电压的变化；另外，放电回路中取消了放电电阻，充电电阻值和电容值也都有变化。,图2-28 一个简单的电路实例,1.创建一个新的设计文件,首先进入Proteus ISIS编辑环境 选择【File】【New Design】菜单项，在弹出的模板对话框中选择DEFAULT模板，并将新建的设计保存在D盘根目录下，保存文件名为“example”,2.设置工作环境,在本例中，仅对图纸进行设置，其他项目使用系统默认的设置。选择【System】【Set Sheet Sizes】菜单项，在出现的对话框中选择A4复选框，单击“OK”按钮确认，即可完成页面设
11、置,3.拾取元器件,所用元件名称及所属的库文件如表所示。元件清单,4.在原理图中放置元器件,在当前设计文档的对象选择器中添加元器件后，就要在原理图中放置元器件。,选取虚拟仪器图标 来获取直流电压表和电流表，如图1-31所示。由上而下的仪器分别为：示波器(OSCILLOSCOPE)、逻辑分析仪(LOGIC ANALYSER)、计数定时器(COUNTER TIMER)、虚拟终端(VIRTUAL TERMINAL)、信号发生器(SIGNAL GENERATOR)、模式发生器(PATTERN GENERATOR)、直流电压表(DC VOLTMETER)、直流电流表(DC AMMETER)、交流电压表(
12、AC VOLTMETER)交流电流表(AC AMMETER)。,图1-31 虚拟仪器菜单,5.编辑元器件,放置好元器件后，双击相应的元器件，即可打开该元器件的编辑对话框。,两个电流表设置为毫安表，分别取名为AM1和AM2；电压表取名为VM1。双击电流表，出现如图1-32所示的Edit Component(属性设置)对话框，照图完成设置。在元件名称“Component Referer”项给该直流电流表命名为“AM1”，元件值“Component Value”中不填。在显示范围“Display Range”中有四个选项，用来设置该直流电表是安培表(Amps)、毫安表(Milliamps)或是微安表
13、(Microamps)，缺省是安培表。,图1-32 毫安表的设置,6.绘制原理图,Proteus ISIS具有智能化特点，在想要画线的时候能进行自动检测。在两个元器件间进行连线的步骤如下：(1)单击第一个对象连接点。(2)如果想让Proteus ISIS自动定出走线路径，只需单击另一个连接点；如果想自己决定走线路径，只需在希望的拐点处单击。(3)在此过程的任一阶段，都可以按“Esc”键放弃画线。,7.对原理图进行电气规则检测,选择【Tools】【Electrical Rule Check】菜单项，出现电气规则检测报告单，如图2-35所示,图2-35 电气规则检查报告单,8.存盘及输出报表,将设
14、计好的原理图文件存盘。,1.4 PROTEUS单片机系统仿真,单片机系统的仿真是PROTEUS VSM的主要特色。用户可在Proteus中直接编辑、编译、调试代码，并直观地看到仿真结果。CPU模型有ARM7（LPC21xx）、PIC、Atmel AVR、Motorola HCXX以及8051/8052系列。同时模型库中包含了LED/LCD显示、键盘、按钮、开关、常用电机等通用外围设备。,E-PROTEUS-4:利用单片机AT89C51，控制发光二极管。,#include#define uchar unsigned char void delay()uchar i,j,k;for(i=5;i0;
15、i-)for(j=200;j0;j-)for(k=250;k0;k-);void main()while(1)P1=0;delay();P1=0 xff;delay();,ORG 00HJMP MAINORG 30HMAIN:MOVE P1,#00HCALLDELAY;延时MOV P1,#0FFHCALLDELAY;延时JMPMAINDELAY:MOVR3,#20;延时0.2sD1:MOVR4,#20D2:MOVR5,#248DJNZR5,$DJNZR4,D2DJNZR3,D1RETEND,建立源代码文件(ASM文件),选择代码生成工具,建立新的源代码文件,定义新的源代码文件名称,源代码菜单添
16、加/删除源文件,源代码文件(ASM文件)与单片机的链接,源代码编辑,源代码编译、链接,源代码菜单选择新加的源文件,源代码菜单全部编译,使用.HEX文件实现源程序与单片机的链接,源代码文件(ASM文件)与单片机的加载与仿真,双击单片机AT89C51，打开其属性编辑框，在“Program File”栏中，单击打开按钮，选取目标代码文件，“*.HEX”。,源代码文件(ASM文件)与单片机的加载与仿真(C文件),因为仿真运行时的时钟频率是以单片机属性中设置的频率值为准，所以在Proteus ISIS界面中设计电路原理图时，可以略去单片机的时钟电路。另外，复位电路也可略去。对于MCS-51系列单片机而言
17、，在不进行电路电气检测时，EA引脚也可悬空。,2.2.4 调试菜单与调试窗口,系统在全速仿真运行时不显示调试窗口，可单击暂停按钮，然后单击Proteus ISIS界面的“Debug”菜单，弹出如图3-27所示的下拉菜单。从图中可以看出，调试菜单包含有3个存储器窗口，调试过程中可分别打开这3个存储器窗口进行观察。,图3-27“Debug”下拉菜单,1.单片机寄存器窗口,通过菜单【Debug】【8051 CPU Registers-U1】打开单片机寄存器窗口，如图所示。里面有常用的SFR，如SP、PC、PSW、R0R7、ACC及将要执行的指令等。,单片机寄存器窗口,2.单片机SFR 窗口,通过菜单
18、【Debug】【8051 CPU SFR Memory-U1】打开单片机的SFR窗口，如图所示。对于单片机的SFR寄存器，既可以从单片机的寄存器窗口中查看，也可以在SFR寄存器窗口中查看。,单片机SFR窗口,通过菜单【Debug】【8051 CPU Internal(IDATA)Memory-U1】打开单片机的IDATA窗口，如图所示。,单片机IDATA窗口,3.单片机IDATA窗口,观察窗口,虽然通过以上方法可以观察单片机各个存储器的内容，但因显示内容比较分散，观察起来不方便。对此，Proteus又同时提供了一个观察窗口“Watch Window”，它可以将所关心的各项寄存器的内容集中于一个
19、窗口中，观察起来十分方便，克服了上述缺点。1.观察项添加通过菜单【Debug】【Watch Window】打开空白的观察窗口，在观察窗口内右击，弹出快捷菜单，如图3-32所示。由该菜单可添加、删除观察项。,图3-32 观察窗口及快捷菜单,若单击“Add Items(By Name)”项，便会弹出如图3-33所示的对话框，双击相应的SFR寄存器名称，即可以观察项名称方式将观察项添加到观察窗口中。,图3-33“Add Memory Item”对话框,图3-34 添加了观察项的观察窗口,2.观察项删除要删除已添加的观察项，有两种方法：在观察窗口单击选中相应的观察项，按键盘上的“Del”键即可。在观察
20、窗口右击相应的观察项，在弹出的快捷菜单中单击“Delete Item”选项。,PROTEUS与Keil联调,运行压缩包内 vdmagdi.exe,安装完毕运行ISIS 7 Professional菜单Debug(调试),选中Use Remote Debug Monitor(使用远程调试监控)每次新建Keil C的工程后,进入菜单Project-Options for Target Target 1 打开Options for Target Target 1 窗口后,选择Debug选项卡,选择右边的Use:Proteus VSM Simulators,确定.,Keil处于运行状态,PROTEUS
21、同时进入运行状态,电路设计与仿真实例实例1:单片机双机通信1)电路设计,2)程序设计,3)仿真效果,2.2.5 Proteus ISIS的库元件认识,前面熟悉了Proteus ISIS的绘图工具和绘图方法，但由于大部分电路是由库中的元件通过连线来完成的，而库元件的调用是画图的第一步，如何快速准确地找到元件是绘图的关键。下面我们对Proteus ISIS的库元件按类进行详细的介绍，使读者能够对这些元件的名称、位置和使用有一定的了解。,1 库元件的分类,1.大类(Category)元件拾取对话框如图2-30所示。在左侧的“Category”中，共列出了以下几个大类，其含义如表2-3所示 当要从库中
22、拾取一个元件时，首先要清楚它的分类是位于表2-3中的哪一类，然后在打开的元件拾取对话框中，选中“Category”中相应的大类,模拟集成电路电容CMOS400系列接插件数字转换工具调试工具二极管ECL 1000系列电动机系列感应器Laplace原型存储器集成电路微处理器集成电路其他（基本元件库）模型原型运放光电器件PLD、FPGA电阻仿真原型喇叭、音响开关继电器开关热离子真空管传感器,晶体管74系列74ALS系列74AS系列74F系列74HC系列74HCT系列74LS系列74S系列,74（标准型）；.74LS（低功耗肖特基）；.74S（肖特基）；.74ALS（先进低功耗肖特基）；.74AS（先
23、进肖特基）；.74F（高速）HC是高速COMS,2.子类(Sub-category)选取元件所在的大类(Category)后，再选子类(Sub-category)，也可以直接选生产厂家(Manufacturer)，这样会在元件拾取对话框中间部分的查找结果(Results)中显示符合条件的元件列表。从中找到所需的元件，双击该元件名称，元件即被拾取到对象选择器中去了。如果要继续拾取其他元件，最好使用双击元件名称的办法，对话框不会关闭。如果只选取一个元件，可以单击元件名称后单击“OK”按钮，关闭对话框。如果选取大类后，没有选取子类或生产厂家，则在元件拾取对话框中的查询结果中，会把此大类下的所有元件按
24、元件名称首字母的升序排列出来,4.2 各子类介绍,1.Analog ICs模拟集成器件共有8个子类，如表2-4所示。,表2-4 Analog ICs子类示意,2.Capacitors电容共有23个分类，如表2-5所示,表2-5 Capacitors子类示意,3.CMOS 4000 seriesCMOS 4000系列数字电路共有16个分类，如表2-6所示,表2-6 CMOS 4000 series子类示意,4.Connectors接头共有8个分类，如表2-7所示,表2-7 Connectors子类示意,5.Data Converters数据转换器共有4个分类，如表2-8所示 6.Debuggin
25、g Tools 调试工具数据共有3个分类，如表2-9所示,表2-8 Data Converters子类示意,表2-9 Data Converters子类示意,7.Diodes二极管共有8个分类，如表2-10所示,表2-10 Diodes子类示意,8.Inductors电感共有3个分类，如表2-11所示,表2-11 Inductors子类示意,9.Laplace Primitives拉普拉斯模型共有7个分类，如表2-12所示,表2-12 Laplace Primitives子类示意,10.Memory ICs存储器芯片共有7个分类，如表2-13所示,表2-13 Memory ICs子类示意,11
26、.Microprocessor ICs 微处理器芯片共有13个分类，如表2-14所示,表2-14 Microprocessor ICs子类示意,12.Modelling Primitives 建模源共有9个分类，如表2-15所示,表2-15 Modelling Primitives子类示意,13.Operational Amplifiers运算放大器共有7个分类，如表2-16所示,表2-16 Operational Amplifiers子类示意,14.Optoelectronics光电器件共有11个分类，如表2-17所示。,表2-17 Optoelectronics子类示意,15.Resist
27、ors电阻共有11个分类，如表2-18所示,表2-18 Resistors子类示意,16.Simulator Primitives仿真源共有3个分类，如表2-19所示,表2-19 Simulator Primitives子类示意,17.Switches and Relays开关和继电器共有4个分类，如表2-20所示,表2-20 Switches and Relays子类示意,18.Switching Devices开关器件共有4个分类，如表2-21所示,表2-21 Switching Devices子类示意,19.Thermionic Valves热离子真空管共有4个分类，如表2-22所示,表
28、2-22 Thermionic Valves子类示意,20.Transducers传感器共有2个分类，如表2-23所示,21.Transistors晶体管共有8个分类，如表2-24所示,表2-24 Transistors子类示意,Proteus 元件名称对照,元件名称 中文名 7407 驱动门 1N914 二极管 74Ls00 与非门 74LS04 非门 74LS08 与门 74LS390 TTL 双十进制计数器 7SEG 4针BCD-LED 输出从0-9 对应于4根线的BCD码 7SEG 3-8译码器电路BCD-7SEGsize=+0转换电路 ALTERNATOR 交流发电机 AMMETER
29、-MILLI mA安培计 AND 与门 BATTERY 电池/电池组 BUS 总线 CAP 电容 CAPACITOR 电容器 CLOCK 时钟信号源 CRYSTAL 晶振 D-FLIPFLOP D触发器 FUSE 保险丝 GROUND 地 LAMP 灯 LED-RED 红色发光二极管 LM016L 2行16列液晶 可显示2行16列英文字符，有8位数据总线D0-D7，RS，R/W，EN三个控制端口（共14线），工作电压为5V。,元件名称 中文名LOGIC ANALYSER 逻辑分析器 LOGICPROBE 逻辑探针 LOGICPROBEBIG 逻辑探针 用来显示连接位置的逻辑状态 LOGICST
30、ATE 逻辑状态 用鼠标点击,可改变该方框连接位置的逻辑状态 LOGICTOGGLE 逻辑触发 MASTERSWITCH 按钮 手动闭合,立即自动打开 MOTOR 马达 OR 或门 POT-LIN 三引线可变电阻器 POWER 电源RES 电阻 RESISTOR 电阻器 SWITCH 按钮 手动按一下一个状态 SWITCH-SPDT 二选通一按钮 VOLTMETER 伏特计 VOLTMETER-MILLI mV伏特计 VTERM 串行口终端,元件名称 中文名 Electromechanical 电机 Inductors 变压器 Laplace Primitives 拉普拉斯变换 Memory
31、Ics Microprocessor Ics Miscellaneous 各种器件 AERIAL-天线；ATAHDD；ATMEGA64；BATTERY；CELL；CRYSTAL-晶振；FUSE；METER-仪表；Modelling Primitives 各种仿真器件 是典型的基本元器模拟，不表示具体型号，只用于仿真，没有PCB Optoelectronics 各种发光器件 发光二极管，LED，液晶等等 PLDs&FPGAs Resistors 各种电阻 Simulator Primitives 常用的器件 Speakers&Sounders Switches&Relays 开关，继电器，键盘
32、Switching Devices 晶阊管 Transistors 晶体管（三极管，场效应管）TTL 74 series TTL 74ALS series TTL 74AS series TTL 74F series TTL 74HC series TTL 74HCT series TTL 74LS series TTL 74S series Analog Ics 模拟电路集成芯片Capacitors 电容集合CMOS 4000 series Connectors 排座，排插Data Converters ADC,DACDebugging Tools 调试工具ECL 10000 Series,
33、PROTEUS元件库元件名称及中英对照,AND 与门 ANTENNA 天线 BATTERY 直流电源 BELL 铃,钟 BVC 同轴电缆接插件 BRIDEG 1 整流桥(二极管)BRIDEG 2 整流桥(集成块)BUFFER 缓冲器 BUZZER 蜂鸣器 CAP 电容 CAPACITOR 电容 CAPACITOR POL 有极性电容 CAPVAR 可调电容 CIRCUIT BREAKER 熔断丝 COAX 同轴电缆 CON 插口 CRYSTAL 晶体整荡器 DB 并行插口 DIODE 二极管 DIODE SCHOTTKY 稳压二极管 DIODE VARACTOR 变容二极管 DPY_3-SEG
34、 3段LED DPY_7-SEG 7段LED DPY_7-SEG_DP 7段LED(带小数点)ELECTRO 电解电容 FUSE 熔断器 INDUCTOR 电感 INDUCTOR IRON 带铁芯电感 INDUCTOR3 可调电感,PELAY-DPDT 双刀双掷继电器 RES1.2 电阻 RES3.4 可变电阻 RESISTOR BRIDGE 桥式电阻 RESPACK 电阻 SCR 晶闸管 PLUG 插头 PLUG AC FEMALE 三相交流插头 SOCKET 插座 SOURCE CURRENT 电流源 SOURCE VOLTAGE 电压源 SPEAKER 扬声器 SW?开关 SW-DPDY
35、 双刀双掷开关 SW-SPST 单刀单掷开关 SW-PB 按钮 THERMISTOR 电热调节器 TRANS1 变压器 TRANS2 可调变压器 TRIAC 三端双向可控硅 TRIODE 三极真空管 VARISTOR 变阻器 ZENER 齐纳二极管 DPY_7-SEG_DP 数码管 SW-PB 开关,JFET N N沟道场效应管 JFET P P沟道场效应管 LAMP 灯泡 LAMP NEDN 起辉器 LED 发光二极管 METER 仪表 MICROPHONE 麦克风 MOSFET MOS管 MOTOR AC 交流电机 MOTOR SERVO 伺服电机 NAND 与非门 NOR 或非门 NOT 非门 NPN NPN三极管 NPN-PHOTO 感光三极管 OPAMP 运放 OR 或门 PHOTO 感光二极管 PNP 三极管 NPN DAR NPN三极管 PNP DAR PNP三极管 POT 滑线变阻器,
