PROTEUS——电子线路设计、制版与仿真 PPT第1章 Proteu

C3
10u
Q1
9013
2
5
%
RB1
200k
ui
SW2
A
B
C
D
示波器
AM
FM
+
-
信号源
例2 ：单管放大器实时仿真
测量静态工作点: 先调节基极电压（电阻） 在放大器输出不失真时, 使输入ui=0(短接)， 再测量三极管的工作点电压Ue ,Ub, Uc及Uce.
静态工作点测试 VCC=12V Ub=2.92V Ue=2.27V Uc=7.50V
★利用调试工具菜单中电压探针与电流探针，既可实时仿真时显示电压与电流！也可做图表分析时的电压与电流的取样工具！！
1
LOGICSTATE
0
LOGICTOGGLE
D!
D!
RTDBREAK-3
开关和继电器库
①复位开关(按键),点击时接通,放开时断开。 ②乒乓开关,点击接通,再点击断开。 ③多状态开关,点击一次改变一个状态。
原理图布线
建立网络表
电气检查
是否合格
调整
结束
否
是
3、电路原理图设计操作
电路原理图设计流程如右图：
3.1 、建立设计文件：打开ISIS系统，选择合适(默认为：Design Files)类型，建立无标题文件，并在存储时命名即可。
3.2、在模板菜单下设置：设计默认或修改规则、编辑文本风格、图形风格、图表颜色式。
4、Proteus的电路实时仿真
电路仿真：就是利用电子器件的数学模型，通过计算分析来表现电路工作状态的一种手段。 按仿真类型分为实时仿真（交互式仿真）与图表分析仿真（非实时仿真）。
4.1、Proteus电子仿真工具

电子电路设计与仿真protel1原理图绘 制
Байду номын сангаас置Protel 99 SE的界面环境
自学、了解 内容
- 屏幕分辨率：使用Protel 99 SE时，如果屏 幕分辨率低于1024×768像素，某些控制面板 将会被切掉而无法显示。
- 界面参数设置：
– 界面字体设置：如果字体设置不合适，界 面上会有字符无法显示。
电子电路设计与仿真protel1原理图绘 制
创建完毕，双击相应 的图标，进入编辑界 面。
电子电路设计与仿真protel1原理图绘 制
进入Protel 99 SE的原理图设计环境
双击此图 标,即创 建一个原 理图文件
电子电路设计与仿真protel1原理图绘 制
可以看出sheet1.sch原理图文件的 位置是在Documents文件夹内 双击sheet.sch 即可以进入原理图 的编辑界面。
电子电路设计与仿真protel1原理图绘 制
图纸大小设置
- Standard Style 和Custom Style 设置图纸大小；
自学、了解 内容
电子电路设计与仿真protel1原理图绘 制
自学、了解
图纸方向、颜色、标题栏和边框的设置 内容
- Option区域可以设置图纸 方向、是否显示标题栏、 是否显示参考边框、是否 显示边框、是否显示设置 图纸的模板图形以及边框 颜色和图纸背景色；
exp.pcb
- 打开程序自带Examples目录中的Z80 microprocessor.ddb 文件，打开该数据 库文件中的 sch、pcb文件，初步了解 电路图、印刷电路板图。
电子电路设计与仿真protel1原理图绘 制
第二节：原理图设计
电子电路设计与仿真protel1原理图绘 制

Proteus的特点:
①实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。具有模 拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成 的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调 试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器， 如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。 ②支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型 有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、 PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及 各种外围芯片。
图1-12 编辑模版设计对话框
1.4 Proteus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。
2．预览窗口（The Overview Window）：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。
1.2 Proteus ISIS编辑环境
图1-3 Proteus ISIS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（The Editing Window）：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。 注意，这个窗口是没有滚动条的，你可用预览窗口来改变原理图的 可视范围。同时，它的操作是不同于常用的WINDOWS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；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。

符号、参数来判断是否找到了所需要的元 件。双击找到的元件名，该元件便拾取到 编辑界面中了。
拾取元件对话框共分四部分，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，图1-16中的元件没有显示封装。
ISIS 7 Professional在程序中的位置如图1-12所示。
图1-12 ISIS 7 Professional 在程序中的位置
图1-13为ISIS 7 Professional 运行时的界面。
图1-13 ISIS 7 Professional 运行时的界面
1.2.2 一阶动态电路的设计与仿真
学会合理控制编辑区的视野是元件编辑和电路连 接进行前的首要工作。
Proteus 软件的ISIS原理图设计界面同时还支 持电路仿真模式VSM(虚拟仿真模式)。当电 路元件在调用时，我们选用具有动画演示功 能的器件或具有仿真模型的器件，当电路连 接完成无误后，直接运行仿真按钮，即可实 现声、光、动等逼真的效果，以检验电路硬 件及软件设计的对错，非常直观。
Proteus VSM有两种不同的仿真方式：交互 式仿真和基于图表的仿真。
实时显示系统输出结果
实时显示元器件 引脚电平
图1-8 微处理器交互仿真实例
原理图中的P1为虚拟串口，通过适当设置和引 用，可以直接实现模拟与实际电路一样的串行通信 效果，避免了涉及外围及与PC之间的通信无法实现 的情况。
在Proteus中，虚拟元件及虚拟仪器的种类很多， 我们不必担心单片机与上位机之间的通信如何来仿 真的问题。
图1-16 分类拾取元件示意图
(2) 直接查找和拾取元件

Proteus实例教程
清华大学出版社
第1章 Proteus电路设计仿真基础
1.1 Proteus ISIS简介
1.2 Proteus ISIS编辑环境
1.3 激励源
1.4 虚拟仪器
1.5 图表仿真
本章简要介绍
Proteus 7 Professional是一款EDA开发工具，集电路设 计、仿真和制版等功能于一身，它具有强大的电子元件库、 丰富的虚拟仪器与仿真工具，以及逼真的仿真界面和动画 效果。Proteus软件由两部分组成： (1) ISIS—智能原理图输入系统，系统设计与仿真的基 本平台； (2) ARES—高级PCB布线编辑软件。
也可直接选择主菜单中的【Template】→【Set Design Defaults…】，打开画图模板设置选项，如图1-12所示。
图1-12 打开模板设计对话框
接着出现Edit Design Defaults(编辑模板设计)对话框，如图 1-13所示。在“Show hidden text”选项中把对钩去掉，然后单 击“OK”按钮即可。
图1-1 ISIS 7 Professional在程序中的位置
图1-2为ISIS 7 Professional运行时的界面。
1.1.2 Proteus ISIS界面
接下来先从最简单的电路设计与仿真过程来熟悉 Proteus ISIS的界面：设计一个电容充放电电路，并通 过电路仿真观察其电流流向和灯泡的亮、灭。
图1-10 元件属性设置对话框
注意到每个元件的 旁边显示灰色的 “<TEXT>”，为了使 电路图清晰，可以取消 此文字显示。双击此文 字，打开一个对话框， 如图1-11所示。在该对 话框中选择“Style”， 先取消选择“Visible” 右边的“Follow Global”选项，再取消 选择“Visible”选项， 单击“OK”按钮即可

第1章 Proteus快速入门
2. 编辑窗口视野控制
学会合理控制编辑区的视野是元件编辑和电路连接进行前的首要工作。 编辑窗口的视野平移可用以下方法： 在原理图编辑区的蓝色方框内，把鼠标指针放置在一个地方后，按下“F5” 键，则以鼠标指针为中心显示图形。
当图形不能全部显示出来时，按住“Shift”键，移动鼠标指针到上、下、 左、右边界，则图形自动平移。
在弹出的对话框中选择“No”，选中“以后不再显示此对话框”复选框， 关闭弹出提示。
第1章 Proteus快速入门
本例所用到的元件清单如表1-1所示。
元件名 CAPACITOR
RES LAMP
SW-SPDT
BATTERY
表1-1 元 件 清 单
类 Capacitors
Resistors Optoelectronics
12V
第1章 Proteus快速入门
单击界面左侧预览窗口下面的“P”按钮，如图1-14所示，弹出“Pick Devices”(元件拾取)对话框，如图1-15所示。
ISIS 7 Professional的元件拾取就是把元件从元件拾取对话框中拾取到图 形编辑界面的对象选择器中。元件拾取共有两种办法。
第1章 Proteus快速入门
第1章 Proteus快速入门
Proteus 激励源的可编辑格式示例如图所示：
第1章 Proteus快速入门
2. 仿真工具—— 虚拟仪器 虚拟示波器(OSCILLOSCOPE)。 逻辑分析仪(LOGIC ANALYSER)。 计数器、定时器(COUNTER TIMER)。 虚拟终端(VIRUAL TERMINAL)。 信号发生器(SIGNAL GENERATOR)。 模式发生器(PATTERN GENERATOR)。 交直流电压表和电流表(AC/DC voltmeters/ammeters)。 SPI调试器(SPI DEBUGGER)。 I2C调试器(I2C DEBUGGER)。

1.1 Proteus整体功能预览
Proteus软件和我们手头的其他电路设计仿真软 件最大的不同即它的功能不是单一的。
❖ 它的强大的元件库可以和任何电路设计软件相媲美； ❖ 它的电路仿真功能可以和Multisim相媲美，且独特的单片机仿
真功能是Multisim及其他任何仿真软件都不具备的； ❖ 它的PCB电路制版功能可以和Protel相媲美。
图 虚拟仪器列表
虚拟示波器(OSCILLOSCOPE)。 逻辑分析仪(LOGIC ANALYSER)。 计数器、定时器(COUNTER TIMER)。 虚拟终端(VIRUAL TERMINAL)。 信号发生器(SIGNAL GENERATOR)。 模式发生器(PATTERN GENERATOR)。 交直流电压表和电流表(AC/DC voltmeters/ammeters)。 SPI调试器(SPI DEBUGGER)。 I2C调试器(I2C DEBUGGER)。 Proteus 的部分虚拟仪器(虚拟终端显示器、四通道示波
器和SPI、I2C调试器)
示波器
虚拟示波器的原理图符号如图所示。
图 虚拟示波器
图 正弦信号与示波器的接法
图 仿真运行后的示波器界面
电压表和电流表
Proteus VSM提供了四种电表，分别是AC Voltmeter(交流 电压表)、AC Ammeter(交流电流表)、DC Voltmeter(直流电 压表)和DC Ammeter(直流电流表)。 四种电表的原理图如图所示。
探针—— 直接布置在线路上，用于采集和测量电 压/电流信号；
电路激励—— 系统的多种激励信号源；
虚拟仪器—— 用于观测电路的运行状况；
曲线图表—— 用于分析电路的参数指标。
直观的仿真结果显示

1) Schematic选项卡： 2) Graphical Editing选项卡： 3) Default Primitives选项卡：
Schematic选项卡：进行绘图有关的设置：
设置元件引脚 的属性：引脚 名称、引脚号 与元件间的距 离
设置复合型元 件各部分的标 号方法（按字
母、按数字）
设置默认的模块文件
双击，打开Document目录，通过File/New命令或 者鼠标右键点出的浮动菜单中的New命令进入文件创 建栏（new document对话框），双击相应的图标或 者单击图标再点击ok键可以新建一个设计文件。另外， 可以打开已有的文件，可以导入已有的文件，可以连 接已有的文件，当然也可以导出已有的文件。
自学、了解 内容
开发设计小组：此软件容许几台计 算机通过网络共同设计一个项目， 即多个用户组成的一个设计小组。 在此目录里可以进行人员管理以及 成员权限的设置。
创建新文件
在Documents目录下，可以建立、管理各种设计文 件：
原理图文件：.Sch文件/.Lib文件等； PCB文件：.Pcb文件/.LIB文件等； 各种报表文件：.Net文件/.Bom文件/.Rep文件等； Protel之外，Windows下应用程序文件：Word文件等；
一般的，设计一个电路原理图的工作 包括：设置电路图图纸大小、规划原理图的总
体布局、在图纸上放置元器件、进行原理图连 线、调整走线、检查修改原理图、最后保存原设计
电路原理图的设计步骤
1.进入原理图设计环境； 2.设置原理图图纸及设计环境； 3.放置元器件并对元器件进行布局； 4.进行原理图布线； 5.对布线完成的原理图进一步调整（再布局、更新流水
自学、了解 内容
改变名称：单击图标，选择Edit/Rename命 令；或者右击图标，打开快捷菜单，选择 Rename选项；或者不连续点击相应图标的 名称，进行修改。

③编辑菜单功能 ④元件库菜单功能
选择元件/符号 制作元件 制作符号 封装工具 存储局部对象 分解 编译到库 自动放置到库 验证封装 库管理器
撤消 重做 寻找并编辑元件 编辑光标下的对象 剪切 复制 粘贴 放到后面 放到前面 清理
§1.6 Proteus ISIS窗口
⑤工具菜单功能
实时标注 实时捕捉 自动布线 搜索并标记 属性分配工具 全局标注 ASCII数据导入 材料清单 电气规则检查 网表编译 模型编译 网表到ARES
§1.2 Proteus VSM功能模块与资源
1.Proteus ISIS ISIS直译为智能原理图输入系统,但它远非一个智能原理图输入 系统,它既是智能原理图设计、绘制和编辑的环境；又是数字电 路、模拟混合电路设计与仿真的环境；更是单片机与外设的设 计、仿真协同仿真环境（KEIL）。 它提供了进行设计的方法，为单片机系统的实时交互式仿真提 供了结构系统；为单片机编辑源程序、产生目标代码提供了管 理系统；为单片机系统仿真测试提供了虚拟仪器和ASF，可以 说ProteusVSM的内容都整合于其中了。所以，它实际上是单 片机系统（包括数字电路、模拟电路、软件）的设计与仿真平 台。它具有下列主要特点： ①个性化的编辑环境：可自定义线宽、填充类型、颜色、字体 等，用户界面友好时尚。 ②快捷选取/放置元器件：通过模糊搜索可快速从众多的元器件， 放置、编辑元器件方便、快速。 ③自动捕捉、自动布线：鼠标驱动绘图过程，以器件为导向自 动布线，自动放置连线、点等，使连线轻松、快捷。
§1.6 Proteus ISIS窗口
(5)主模式选择按钮 要进行哪一类型操作,首先要进入相应的模式, 默认模式是 ,即选择元器件。若要画总线， 单击 ，这时在编辑窗口中画出的线为总线， 若要再画非总线的导线，单击 即可。 :选择元器件(Component)(默认选择) :放置连接点(Junction Dot) :放置电线标签(Write Label) :放置文本(Text Script) :画子电路(Sub-Circuit) :即时编辑模式(Instant Edit Mode)

单片机模型
8051／
8052 系列
通用的80C3l、80C32、80C51、 80C52、80C54和80C58
Atmel AT89C51、AT89C52和
AT89C54 Atmel AT89C51RB2、
AT89C5lRC2和 AT89C51RD2(X2和SPI没有
模型) Philips P87C51FX、 P87C51RX+(如FA、FB、 FC RA+、RB+、RC+、
1
1.2 PROTEUS对计算机系统的要求
200MHz或更高的奔腾CPU； Win98／Me／2000／XP或更高版本的操作系
统； 64MB或以上的可用硬盘空间； 64MB或以上的RAM空间； 鼠标或其他指示装置等。
2
1.3 PROTEUS的主要功能
1.3.1 PROTEUS VSM功能 数字电路／模拟电路及数的设计与仿真 模混合电路的设计与仿真 单片机与外设的软硬件系统的设计和仿真 1.3.2 PROTEUS PCB设计功能 高性能网表的设计系统 ISIS原理图捕捉和ARES PCB输出程序 基本的SPICE仿真能力，可加入ASF来扩展
RD+等系列)
Microchi
p PIC 系列
PICl0、PICl2C5XX、 PICl2C6XX、PICt2F6XX、 PICl6C6XX、PICl6C7X、
PICl6F8X、 PICl6F87X、PICl6F62X、
PICl8F
AtmelA
现有型号
7
表1-3 PROTEUS VSM单片机模型功能
温度控制模犁
温度讨‘和温度臼动调节器模型、温度传感器模型、热电偶模犁
汁时模型