proteus

智能原理图设计

丰富的器件库：超过27000种元器件，可方便地创建新元件；

智能的器件搜索：通过模糊搜索可以快速定位所需要的器件；

智能化的连线功能：自动连线功能使连接导线简单快捷，大大缩短绘图时间；

支持总线结构：使用总线器件和总线布线使电路设计简明清晰；

可输出高质量图纸：通过个性化设置，可以生成印刷质量的BMP图纸，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多种文档使用。

完善的电路仿真功能

ProSPICE混合仿真：基于工业标准SPICE3F5，实现数字/模拟电路的混合仿真；

超过27000个仿真器件：可以通过内部原型或使用厂家的SPICE文件自行设计仿真器件，Labcenter也在不断地发布新的仿真器件，还可导入第三方发布的仿真器件；

多样的激励源：包括直流、正弦、脉冲、分段线性脉冲、音频（使用wav文件）、指数信号、单频FM、数字时钟和码流，还支持文件形式的信号输入；

丰富的虚拟仪器：13种虚拟仪器，面板操作逼真，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、直流电压/电流表、交流电压/电流表、数字图案发生器、频率计/计数器、逻辑探头、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器等；

生动的仿真显示：用色点显示引脚的数字电平，导线以不同颜色表示其对地电压大小，结合动态器件（如电机、显示器件、按钮）的使用可以使仿真更加直观、生动；

高级图形仿真功能（ASF）：基于图标的分析可以精确分析电路的多项指标，包括工作点、瞬态特性、频率特性、传输特性、噪声、失真、傅立叶频谱分析等，还可以进行一致性分析；

单片机协同仿真功能

支持主流的CPU类型：如ARM7、8051/52、AVR、PIC10/12、PIC16、PIC18、PIC24、dsPIC33、HC11、BasicStamp、8086、MSP430等，CPU类型随着版本升级还在继续增加，如即将支持CORTEX、DSP处理器；

支持通用外设模型：如字符LCD模块、图形LCD模块、LED点阵、LED七段显示模块、键盘/按键、直流/步进/伺服电机、RS232虚拟终端、电子温度计等等，其COMPIM（COM口物理接口模型）还可以使仿真电路通过PC机串口和外部电路实现双向异步串行通信；

实时仿真：支持UART/USART/EUSARTs仿真、中断仿真、SPI/I2C仿真、MSSP仿真、PSP仿真、RTC仿真、ADC仿真、CCP/ECCP仿真；

编译及调试：支持单片机汇编语言的编辑/编译/源码级仿真，内带8051、AVR、PIC的汇编编译器，也可以与第三方集成编译环境（如IAR、Keil和Hitech）结合，进行高级语言的源码级仿真和调试；

实用的PCB设计平台

原理图到PCB的快速通道： 原理图设计完成后，一键便可进入ARES的PCB设计环境，实现从概念到产品的完整设计；

先进的自动布局/布线功能：支持器件的自动/人工布局；支持无网格自动布线或人工布线；支持引脚交换/门交换功能使PCB设计更为合理；

完整的PCB设计功能：最多可设计16个铜箔层，2个丝印层，4个机械层（含板边），灵活的布线策略供用户设置，自动设计规则检查，3D 可视化预览；

多种输出格式的支持：可以输出多种格式文件，包括Gerber文件的导入或导出，便利与其它PCB设计工具的互转（如protel）和PCB板的设计和加工。

1．Proteus可提供的仿真元器件资源：仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件，有30多个元件库。

2．Proteus可提供的仿真仪表资源 ：示波器、逻辑分析仪、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器、信号发生器、模式发生器、交直流电压表、交直流电流表。理论上同一种仪器可以在一个电路中随意的调用。

3．除了现实存在的仪器外，Proteus还提供了一个图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来，其作用与示波器相似，但功能更多。这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标，例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗。这些都尽可能减少了仪器对测量结果的影响。

4．Proteus可提供的调试手段 Proteus提供了比较丰富的测试信号用于电路的测试。这些测试信号包括模拟信号和数字信号。

Proteus软件具有其它EDA工具软件的功能。这些功能是：

1．原理布图

2．PCB自动或人工布线

3．SPICE电路仿真

革命性的特点

1．互动的电路仿真

用户甚至可以实时采用诸如RAM，ROM，键盘，马达，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。

2．仿真处理器及其外围电路

可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流单片机。还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，再配合显示及输出，能看到运行后输入输出的效果。配合系统配置的虚拟逻辑分析仪、示波器等，Proteus建立了完备的电子设计开发环境。

F8：全部显示 当前工作区全部显示

F6：放大以鼠标为中心放大

F7：缩小以鼠标为中心缩小

G：栅格开关栅格网格

Ctrl F1：栅格宽度0.1mm 显示栅格为0.1mm，在pcb的时候很有用

F2：显示栅格为0.5mm，在pcb的时候很有用

F3：显示栅格为1mm，在pcb的时候很有用

F4： 显示栅格为2.5mm，在pcb的时候很有用

Ctrl s：打开关闭磁吸 磁吸用于对准一些点的，如引脚等等

x：打开关闭定位坐标 显示一个大十字射线

m：显示单位切换 mm和th之间的单位切换，在右下角显示

o：重新设置原点 将鼠标指向的点设为原点

u：撤销键

Pgdn：改变图层

Pgup：改变图层

Ctrl Pgdn：最底层

Ctrl pgup：最顶层

Ctrl 画线：可以划曲线

R：刷新

-：旋转

F5：重定位中心

在PROTEUS绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件：*.HEX，可以在PROTEUS的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。

PROTEUS 是单片机课堂教学的先进助手。

PROTEUS不仅可将许多单片机实例功能形象化，也可将许多单片机实例运行过程形象化。前者可在相当程度上得到实物演示实验的效果，后者则是实物演示实验难以达到的效果。

它的元器件、连接线路等却和传统的单片机实验硬件高度对应。这在相当程度上替代了传统的单片机实验教学的功能，例：元器件选择、电路连接、电路检测、电路修改、软件调试、运行结果等。

课程设计、毕业设计是学生走向就业的重要实践环节。由于PROTEUS提供了实验室无法相比的大量的元器件库，提供了修改电路设计的灵活性、提供了实验室在数量、质量上难以相比的虚拟仪器、仪表，因而也提供了培养学生实践精神、创造精神的平台

随着科技的发展，“计算机仿真技术”已成为许多设计部门重要的前期设计手段。它具有设计灵活，结果、过程的统一的特点。可使设计时间大为缩短、耗资大为减少，也可降低工程制造的风险。相信在单片机开发应用中PROTEUS也能茯得愈来愈广泛的应用。

使用Proteus 软件进行单片机系统仿真设计，是虚拟仿真技术和计算机多媒体技术相结合的综合运用，有利于培养学生的电路设计能力及仿真软件的操作能力；在单片机课程设计和全国大学生电子设计竞赛中，我们使用 Proteus 开发环境对学生进行培训，在不需要硬件投入的条件下，学生普遍反映，对单片机的学习比单纯学习书本知识更容易接受，更容易提高。实践证明，在使用 Proteus 进行系统仿真开发成功之后再进行实际制作，能极大提高单片机系统设计效率。因此，Proteus 有较高的推广利用价值。

Proteus的最新版为8.8,ARM cortex处理器被增加，在7.10中已经增加DSP系列（TMS320）。

教学

Proteus是一个巨大的教学资源，可以用于：

· 模拟电路与数字电路的教学与实验；

· 单片机与嵌入系统软件的教学与实验；

· 微控制器系统的综合实验；

· 创新实验与毕业设计；

· 项目设计与产品开发

技能考评

Proteus能提供考试所需所有资源；

· Proteus能直观评估硬件电路的设计正确性；

· Proteus能直观的对硬件原理图进行调试软件；

· Proteus能验证整个设计的功能；

· 测试可控、易评估、易实施；

产品开发

Proteus Design Suite集成了原理图捕获、SPICE电路仿真和PCB设计，形成一个完整的电子设计系统。对于通用微处理器，还可以运行实际固件程序进行仿真。与传统的嵌入式设计过程相比，这个软件包能极大地缩短开发时间。

· 从产品概念到设计完成的完整仿真与开发平台;

· 预研设计与项目评估，减少开发风险;

· ODM的虚拟样机; · 强大的分析与调试功能克服新手的经验不足;

· 软硬件的交互仿真与测试大大减少后期测试工作量;

· 便利项目管理与团队开发。

项目一　Proteus设计与仿真　1

1.1　Proteus简介　1

1.1.1　Proteus概述　1

1.1.2　Proteus的运行环境　2

1.1.3　ProteusVSM的资源库和仿真工具　3

1.2　初识Proteus ISIS　6

1.2.1　进入Proteus ISIS　6

1.2.2　ISIS工作窗口　6

1.3　Proteus设计与仿真基础　9

1.3.1　单片机系统的Proteus设计与仿真的开发过程　9

1.3.2　ISIS鼠标使用规则　9

1.3.3　Proteus文件类型　10

1.3.4　单片机系统的Proteus设计与仿真实例　10

1.3.5　单片机系统的Proteus源代码级调试　22

1.4　Proteus设计与仿真应用与提高　24

1.4.1　Proteus与第三方集成开发环境的联合仿真　24

1.4.2　Proteus的一些其他常用设计操作指南　35

项目二　简单交通信号控制设计　51

任务一　简单的流水彩灯设计　51

任务二　带控制的流水彩灯设计　53

任务三　简单I/O口扩展的流水彩灯设计　55

任务四　简单的交通信号控制设计　58

项目三　简单数字电压表设计　62

任务一　单个数码管的数字显示控制设计　62

任务二　秒计时器的控制设计　64

任务三　多个数码管的动态显示设计　68

任务四　简易电压报警控制设计　71

任务五　简单数字电压表的设计　76

项目四　简易信号发生器设计　80

任务一　简易校牌的设计　80

任务二　独立式按键的检测　85

任务三　锯齿电压波信号的产生　90

任务四　简易信号发生器设计　93

项目五　袖珍电子万年历设计　100

任务一　矩阵式键盘按键的检测　100

任务二　简易温度计设计　106

任务三　简易数字时钟设计　113

任务四　袖珍电子万年历设计　121

附录一　美国标准信息交换标准码(ASCII码表)　133

附录二　MCS-51单片机汇编指令集　135

参考文献　141

第1章 Proteus电路设计仿真基础

1.1 Proteus概述

1.1.1 Proteus简介

1.1.2 Proteus 7.5的安装

1.1.3 启动Proteus 7软件

1.2 Proteus 7的基本操作

1.2.1 Proteus 7 ISIS原理图编辑界面简介

1.2.2 编辑环境参数的设置

1.2.3 系统参数的设置

1.2.4 库元件的简介

1.3 Proteus ISIS 中的虚拟仪器

1.3.1 激励源

1.3.2 虚拟测量设备

1.3.3 电压与电流探针

1.3.4 分析图表

第2章 RLC电路的分析与仿真研究

2.1 直流电路的仿真分析

2.1.1 直流电路仿真分析的目的和意义

2.1.2 主要内容及要求

2.1.3 思考题

2.2 一阶电路和二阶电路的响应

2.2.1 分析的目的和意义

2.2.2 主要内容及要求

2.2.3 思考题

2.3 正弦交流电路

2.3.1 分析的目的和意义

2.3.2 主要内容及要求

2.3.3 思考题

2.4 频率特性分析与谐振

2.4.1 分析的目的和意义

2.4.2 主要内容及要求

第3章 模拟电子电路仿真研究

3.1 单晶体管电路的仿真分析

3.1.1 仿真分析的目的和意义

3.1.2 主要内容及要求

3.1.3 思考题

3.2 负反馈对放大电路性能的影响仿真分析

3.2.1 分析的目的和意义

3.2.2 主要内容及要求

3.2.3 思考题

3.3 集成运算放大器运算电路的仿真分析

3.3.1 分析的目的和意义

3.3.2 主要内容及要求

3.3.3 思考题

3.4 直流集成稳压电源

3.4.1 分析的目的和意义

3.4.2 主要内容及要求

3.4.3 思考题

3.5 模拟电子技术综合设计

3.5.1 设计的目的和意义

3.5.2 主要内容及要求

3.5.3 思考题

第4章 数字逻辑电路仿真研究

4.1 小规模组合逻辑电路的仿真设计

4.1.1 分析的目的和意义

4.1.2 主要内容及要求

4.1.3 思考题

4.2 户规模组合逻辑电路的仿真设计

4.2.1 分析的目的和意义

4.2.2 主要内容及要求

4.2.3 思考题

4.3 触发器时序逻辑电路的仿真分析

4.3.1 分析的目的和意义

4.3.2 主要内容及要求

4.3.3 思考题

4.4 计数器时序逻辑电路的仿真设计

4.4.1 分析的目的和意义

4.4.2 主要内容及要求

4.4.3 思考题

4.5 寄存器时序逻辑电路的仿真分析

4.5.1 分析的目的和意义

4.5.2 主要内容及要求

4.5.3 思考题

4.6 数字逻辑综合设计

4.6.1 分析的目的和意义

4.6.2 主要内容及要求

附录 常用元器件一览表

参考文献 2100433B