1、认识Proteus Proteus 是英国Labcenter Electronics公司开发的EDA软件。Proteus 是一个集模拟电路、数字电路、模模拟电路、数字电路、模/数数混合电路以及多种微控制器系统混合电路以及多种微控制器系统为一体的系统设计和仿真平台。是目前同类软件中最先进、最完整的电子类仿真平台电子类仿真平台之一。第1页，共51页。认识Proteus Proteus软件运行于Windows操作系统上，能够实现从原理图、电路分析与仿真、单片机代码调试与仿原理图、电路分析与仿真、单片机代码调试与仿真、系统测试与功能验证到真、系统测试与功能验证到PCB板生成板生成的完整的电子产品研发过
2、程。真正实现了电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件的三合一三合一。第2页，共51页。Proteus的特点 完善的电路仿真和单片机协同仿真完善的电路仿真和单片机协同仿真 具有模拟、数字电路混合仿真，单片机及其外围电路的仿真；拥有多样的激励源和丰富的虚拟仪器。支持主流单片机类型支持主流单片机类型 目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、ARM系列、AVR系列、PIC10系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、PIC24系列、DSPIC33系列、MPS430系列、HC11系列、Z80系列以及各种外围芯片。第3页，共51页。Proteus的特点 提供代码的编译与调
3、试功能提供代码的编译与调试功能 自带8051、AVR、PIC的汇编器，支持单片机汇编语言的编辑、编译，同时支持第三方编译软件（如Keil uVision3）进行高级语言的编译和调试。智能、实用的原理图与智能、实用的原理图与PCB设计设计 在ISIS环境中完成原理图的设计后可以一键进入ARES环境进行PCB设计。第4页，共51页。Proteus的功能第5页，共51页。Proteus的功能第6页，共51页。在在Proteus中中,从原理图设从原理图设计、单片机编程、系统仿真到计、单片机编程、系统仿真到PCB设计一气呵成。真正实现了设计一气呵成。真正实现了从概念到产品的完整设计。从概念到产品的完整设
4、计。Proteus 从原理图设计到PCB设计，再到电路板完成的流程如图所示。第7页，共51页。在图中，最上面是一个基于单片机的应用电路原理图，显示的画面正处于仿真运行状态。设计者可以从设计者可以从Proteus原理图原理图库中调用所需库元件，然后通过合适连线即可库中调用所需库元件，然后通过合适连线即可。单片机内可通过单击单片机芯片加入已编译好的十六进制程序文件，然后运行仿真即可。中间图片是运用中间图片是运用Proteus的的PCB制版功能设计出的电路板制版功能设计出的电路板，可通过原理图生成网络表后设计布局而成。最下面的图为根据设计的最下面的图为根据设计的PCB加工而成的电加工而成的电路板和安
5、装焊接完成后的实际电路路板和安装焊接完成后的实际电路。可见，整个电路从设计到实际电路制作完成，通过Proteus一个软件即可完美实现。并且，它的仿真结果与实际误差很小，非常适合电子设计爱好者和高校学生自学使用，缩短了设计周期，降低了生产成本，提高了设计成功率。第8页，共51页。Proteus的VSM仿真功能第9页，共51页。Proteus ARES的应用预览功能第10页，共51页。第11页，共51页。进入Proteus ISIS工作环境 双击桌面上的双击桌面上的ISIS 7 Professional图标或图标或者单击屏幕左下方的者单击屏幕左下方的“开始开始”“所有程所有程序序”“Proteus
6、 7 Professional”“ISIS 7 Professional”，进入，进入Proteus ISIS工作环境。工作环境。第12页，共51页。图图1-2 ISIS 7 Professional1-2 ISIS 7 Professional运行时的界面运行时的界面第13页，共51页。Proteus工作界面介绍第14页，共51页。下拉菜单功能选项下拉菜单功能选项 File菜单菜单包括常用的文件功能，如创建一个新设计、打开已有设计、保存设计、导入/导出文件、打印设计文档等。View菜单菜单包括是否显示网格、设置网格间距、缩放原理图、显示与隐藏各种工具栏等。Edit菜单菜单包括撤销/恢复操作、
7、查找与编辑、剪切、复制、粘贴元器件、设置多个对象的层叠关系等。Library菜单菜单包括添加、创建元器件/图标、调用库管理器。Tools菜单菜单包括实时标注、实时捕捉、自动布线等。第15页，共51页。下拉菜单功能选项下拉菜单功能选项 Design菜单菜单包括编辑设计属性、编辑图纸属性、进行设计注释等。Graph菜单菜单包括编辑图形、添加Trace、仿真图形、一致性分析等。Source菜单菜单包括添加/删除源程序文件、定义代码生成工具、调用外部文本编辑器等。Debug菜单菜单包括启动调试、进行仿真、单步执行、重新排布弹出窗口等。Template菜单菜单包括设置图形格式、文本格式、设计颜色、节点形
8、状等。System菜单菜单包括设置环境变量、工作路径、图纸尺寸大小、字体、快捷键等。Help菜单菜单包括版权信息，帮助文件、例程等。第16页，共51页。快捷工具栏快捷工具栏 快捷工具栏分为主工具栏为主工具栏和元器件工具元器件工具栏栏。主工具栏主工具栏包括文件工具文件工具、视图工具视图工具、编编辑工具辑工具、设计工具设计工具4个部分，每个工具栏提供若干快捷按钮。元器件工具栏元器件工具栏包括方式选择方式选择、配件模型配件模型、绘制图形绘制图形3个部分，每个工具栏提供若干快捷按钮。第17页，共51页。文件工具按钮文件工具按钮 文件工具按钮从左往右各按钮功能从左往右各按钮功能依次为：新建设计 打开已有
9、设计 保存设计 导入文件 导出文件 打印设计文档 标识输出区域第18页，共51页。视图工具视图工具按钮按钮 视图工具按钮从左往右各按钮功能从左往右各按钮功能依次为：刷新 网格开关 原点 选择显示中心 放大 缩小 全图显示 区域缩放第19页，共51页。编辑工具编辑工具按钮按钮 编辑工具按钮从左往右各按钮功能从左往右各按钮功能依次为：撤销重做剪切复制粘贴复制选中对象移动选中对象旋转选中对象删除选中对象从器件库选元器件制作器件封装工具释放元件第20页，共51页。设计工具设计工具按钮按钮 设计工具按钮从左往右各按钮功能从左往右各按钮功能依次为：自动布线查找属性分配工具设计浏览器新建图纸删除图纸退到上层
10、图纸生成元件列表生成电器规则检查报告创建网络表第21页，共51页。方式选择工具方式选择工具按钮按钮 方式选择工具按钮从左往右各按钮功能从左往右各按钮功能依次为：选择即时编辑元件 选择放置元件 放置节点 放置网络标号 放置文本 绘制总线 放置子电路图 第22页，共51页。配件模型工具按钮配件模型工具按钮 配件模型工具按钮从左往右各按钮功能从左往右各按钮功能依次为：端点方式，有VCC、地、输出、输入等 器件引脚方式，用于绘制各种引脚 仿真图表 录音机 信号发生器 电压探针 电流探针 虚拟仪表第23页，共51页。图形绘制工具按钮图形绘制工具按钮 图形绘制工具按钮从左往右各按钮功能从左往右各按钮功能依
11、次为：绘制直线 绘制方框 绘制圆 绘制圆弧 绘制多边形 编辑文本 绘制符号 绘制原点第24页，共51页。元器件方向选择按钮元器件方向选择按钮 元器件方向选择按钮从左往右各按钮功能从左往右各按钮功能依次为：向右旋转90度 向左旋转90度 水平翻转 垂直翻转第25页，共51页。仿真工具按钮仿真工具按钮 仿真工具按钮从左往右各按钮功能从左往右各按钮功能依次为：全速运行 单步运行 暂停 停止第26页，共51页。Proteus ISIS编辑环境介绍图图1-3 Proteus ISIS1-3 Proteus ISIS的编辑环境的编辑环境第27页，共51页。为了方便介绍，将分别对窗口内各部分进行中文说明（见
12、图为了方便介绍，将分别对窗口内各部分进行中文说明（见图1-31-3）。下）。下面简单介绍各部分的功能：面简单介绍各部分的功能：1 1原理图编辑窗口原理图编辑窗口（The Editing WindowThe Editing Window）：顾名思义，它是用来绘制原理）：顾名思义，它是用来绘制原理图的。图的。蓝色方框内为可编辑区蓝色方框内为可编辑区，元件要放到它里面。，元件要放到它里面。注意注意，这个窗口是，这个窗口是没有滚没有滚动条动条的，你的，你可用预览窗口来改变原理图的可视范围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。同时，它的操作是不同于常用的于常用的WINDOWSWIND
13、OWS应用程序的，应用程序的，正确的操作是正确的操作是：中键放缩原理图；左键放置：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；先左键后右键编辑元件属性；先右元件；右键选择元件；双击右键删除元件；先左键后右键编辑元件属性；先右键后左键拖动元件；连线用左键，删除用右键。键后左键拖动元件；连线用左键，删除用右键。2 2预览窗口预览窗口（The Overview WindowThe Overview Window）：它）：它可显示两个内容可显示两个内容，一个是，当你，一个是，当你在元件列表中选择一个元件时，它会显示在元件列表中选择一个元件时，它会显示该元件的预览图该元件的预览图；另一
14、个是，当你的；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），它会图编辑窗口中点击鼠标后），它会显示整张原理图的缩略图显示整张原理图的缩略图，并会，并会显示一个显示一个绿色的方框绿色的方框，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，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，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。围。3 3模型选择工具栏模
15、型选择工具栏（Mode Selector ToolbarMode Selector Toolbar）：）：第28页，共51页。主要模型（主要模型（Main ModesMain Modes）：）：1 1*选择元件（选择元件（componentscomponents）（）（默认选择的默认选择的）2 2*放置连接点放置连接点3 3*放置标签（用总线时会用到）放置标签（用总线时会用到）4 4*放置文本放置文本5 5*用于绘制总线用于绘制总线6 6*用于放置子电路用于放置子电路7 7*用于即时编辑元件参数（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先单击该图标再单击要修改的元件）配件（配件（G
16、adgetsGadgets）：）：1 1*终端接口（终端接口（terminalsterminals）：有）：有VCCVCC、地、输出、输入等接口、地、输出、输入等接口2 2*器件引脚：用于绘制各种引脚器件引脚：用于绘制各种引脚3 3*仿真图表（仿真图表（graphgraph）：用于各种分析，如）：用于各种分析，如Noise Analysis Noise Analysis 4 4*录音机录音机5 5*信号发生器（信号发生器（generatorsgenerators）6 6*电压探针：使用仿真图表时要用到电压探针：使用仿真图表时要用到7 7*电流探针：使用仿真图表时要用到电流探针：使用仿真图表时要
17、用到8 8*虚拟仪表：有示波器等虚拟仪表：有示波器等第29页，共51页。2D2D图形（图形（2D Graphics2D Graphics）：）：1 1*画各种直线画各种直线 2 2*画各种方框画各种方框 3 3*画各种圆画各种圆 4 4*画各种圆弧画各种圆弧 5 5*画各种多边形画各种多边形 6 6*画各种文本画各种文本 7 7*画符号画符号 8 8*画原点等画原点等4 4元件列表（元件列表（The Object SelectorThe Object Selector）：）：用于挑选元件（用于挑选元件（componentscomponents）、终端接口（）、终端接口（terminalster
18、minals）、）、信号发生器（信号发生器（generatorsgenerators）、仿真图表（）、仿真图表（graphgraph）等。）等。举例，当你选择举例，当你选择“元件（元件（componentscomponents）”，单击单击“P P”按钮会打开挑选按钮会打开挑选元件对话框，选择了一个元件后（单击了元件对话框，选择了一个元件后（单击了“OKOK”后），后），该元件会在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。即可。第30页，共51页。5方向工具栏（Orientation Toolbar）：旋转角
19、度只能是只能是9090的整数倍的整数倍。完成水平翻转和垂直翻转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：先右键单击元件先右键单击元件，再点击（左击）相应的旋转图标。再点击（左击）相应的旋转图标。仿真控制按钮第31页，共51页。示例示例电容充放电电路电容充放电电路 我们先从最简单的电路入手，来设计设计一个电容充放电电路，并通过电路仿真观察其电路仿真观察其电流流向和灯的亮灭电流流向和灯的亮灭。图图：电容充放电原理图电容充放电原理图第32页，共51页。PROTEUS电路设计的一般流程第33页，共51页。1新建设计文件新建设计文件 单击菜单中的“file
20、New Design”，出现选择模板窗选择模板窗口口，如图1-6所示。其中横向图纸为Landscape，纵向图纸为Portrait，DEFAULT为默认模板。选中模板“DEFAULT”，再单击“OK”按钮，则选定了模板“DEFAULT”。单击保存按钮，弹出如图1-6所示的“SaveISIS Design File”对话框。在文件名框中输入START(“简单实例”的文件名)后，再单击“保存”按钮，则完成新建设计文件操作，其后缀自动后缀自动为为DSN，即STARTDSN。第34页，共51页。选择模板窗口选择模板窗口第35页，共51页。2设定绘图纸大小 当前的用户图纸大小为默认A4：长宽为10in
21、X 7in。若要改变图纸大小，单击菜单中的“SystemSet Sheet Size”，弹出如图1-7所示的窗口，在窗口可以选择A0A4其中之一，也可以自己设置图纸大小可以自己设置图纸大小，选中“User”右边的复选框，再按需要更改右边的长和宽的数据。本例图纸大小采用默认A4。第36页，共51页。Set Sheet Size窗口窗口第37页，共51页。3网格单位设置 默认的网格单位默认的网格单位是100th，这也是移动元器件移动元器件的步长单位的步长单位，可根据需要改变这一单位。单击菜单菜单“View(查看查看)”，再单击所要的网格单位即可。如图1-12所示，选项左侧复选框打的项为选中项，也可
22、按快捷键F2或F3或F4或Ctrl+F1设置相应的网格单位。第38页，共51页。4选取（拾取拾取）元器件 本例所用到的元件清单元件清单如下表所示。第39页，共51页。拾取拾取元器件的方法：方法一：关键字查找法方法一：关键字查找法：关键字可以是对象的关键字可以是对象的名称名称(全名或其部分全名或其部分)、描述、分类子类，甚至、描述、分类子类，甚至是对象的属性值是对象的属性值。若搜索结果相匹配的元器件太多，可以通过限定分类、子类来缩小搜索范围，再做取舍，如要找33k电阻，以33k为关键字查找，再在列表中进一步地选择。第40页，共51页。方法二：分类查找法方法二：分类查找法。以元器件所属大类、子类甚
23、至生产厂家为条件一级一级地缩小范围一级一级地缩小范围进行查找。在具体操作时，常将这两种方法结合使这两种方法结合使用用。第41页，共51页。电容充放电原理图第42页，共51页。5电路图布线 系统默认自动捕捉自动捕捉 和自动布线和自动布线 有效。相继单击元器件引脚间、线间等要连线的两处，会自动生成连线。(1)自动捕捉自动捕捉：在自动捕捉有效的情况下，当光标靠近引脚末端或线时该处会自动感应出现一个一个“”，表示从此点可以单击画线。(2)自动布线：在前一指针着落点和当前点之间会自动预画线，它可以是带直角的线。在引脚末端选定第一个画线点后，随指针移动自动有预画细线预画细线出现，当遇到障碍时，会自动遇到障
24、碍时，会自动绕开障碍绕开障碍。这正是智能绘图的表现。第43页，共51页。5电路图布线 (3)手工调整线形：要进行手工直角画线手工直角画线，直接在移动鼠标的过程中单击即可。若要手工任意角度画线任意角度画线，在移动鼠标的过程中按住按住Ctrl键键，移动指针，预画线自动随指针呈任意角度，确定后单击即可。第44页，共51页。6电气检测 设计电路完成后，单击电气检查按钮，会出现检查结果窗口。窗口前面是一些文本信息，接着是电气检查结果列表，若有错，若有错，会有详细的说明会有详细的说明。当然，也可通过菜单操作“ToolsElectrical Rule Check”，完成电气检测。第45页，共51页。前面我们
25、已经完成了电路原理图的设计和连原理图的设计和连接接，下面来看看电路的仿真效果电路的仿真效果。首先在主菜单“System”“Set Animation Options”中设置仿真时电压及电流的颜色及电压及电流的颜色及方向方向，如图1-27所示。7电路的动态仿真第46页，共51页。图1-27 Animated Circuits Configuration对话框 第47页，共51页。在随后打开的对话框中，选择“Show Wire Voltage by Colour”和“Show Wire Current with Arrows”两项，即选择导线以红、蓝两色来表示电压的高低导线以红、蓝两色来表示电压的
26、高低，以箭头标识箭头标识来表示电流的流向来表示电流的流向。单击Proteus ISIS环境中左下方的仿真控制按钮 中的运行按钮，开始仿真。仿真开始后，用鼠标单击图中的开关，使其先把电容与电源接通，如图1-28所示。能清楚地看到电容充电的效果。接着单击开关，使其把电容与灯连通。看到灯闪了一下，如图1-29所示。由于充充电时间常数为电时间常数为1秒秒，放电时间常数小一些，瞬间放电，所以放电时间常数小一些，瞬间放电，所以灯亮的时间很短灯亮的时间很短。如果放电时间常数再大，则不易观察到灯亮的效果。在运行时，可以来回拨动开关，反复观察充放电过程。单击仿真控制按钮中的停止按钮，仿真结束。第48页，共51页。图图1-28 电容充电过程的仿真电容充电过程的仿真第49页，共51页。图图1-29 电容放电过程的仿真电容放电过程的仿真 第50页，共51页。在设计过程中要养成不断存盘的好习惯养成不断存盘的好习惯，以免突发事件而造成事倍功半的效果，影响学习情绪。最好先建立一个存放“*.DSN”文件的专用文件夹，你会发现在这个文件夹中，除了刚刚设计完成的“Cap1.DSN”文件外，还有很多其他扩展名的文件，可以统统删除。下次打开时，可直接双击可直接双击“Cap1.DSN”文件文件，或先运行先运行Proteus，再打开，再打开“Cap1.DSN”文件文件。8文件的保存第51页，共51页。
