proteus入門教程

1、第1章 Proteus快速入門 1.1 Proteus整體功能預(yù)覽 1.1.1 集成化的電路虛擬仿真軟件 Proteus 1.1.2 Proteus VSM仿真與分析 1.1.3 Proteus ARES的應(yīng)用預(yù)覽功能 1.2 Proteus跟我做1.2.1 Proteus軟件的安裝與運(yùn)行1.2.2 一階動(dòng)態(tài)電路的設(shè)計(jì)與仿真1.2.3 異步四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)及仿真1.2.4 89C51與8255接口電路的調(diào)試及仿真第1章 Proteus快速入門Proteus 軟件是由英國 Labcenter Electronics 公司開發(fā)的EDA工具軟件，已有近20年的歷史，在全球得到了廣泛應(yīng)用。Pro

2、teus 軟件的功能強(qiáng)大，它集電路設(shè)計(jì)、制版及仿真等多種功能于一身，不僅能夠?qū)﹄姽ぁ㈦娮蛹夹g(shù)學(xué)科涉及的電路進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析，還能夠?qū)ξ⑻幚砥鬟M(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真，并且功能齊全，界面多彩，是近年來備受電子設(shè)計(jì)愛好者青睞的一款新型電子線路設(shè)計(jì)與仿真軟件。1.1 Proteus整體功能預(yù)覽整體功能預(yù)覽 Proteus軟件和我們手頭的其他電路設(shè)計(jì)仿真軟件最大的不同即它的功能不是單一的。它的強(qiáng)大的元件庫可以和任何電路設(shè)計(jì)軟件相媲美；它的電路仿真功能可以和Multisim相媲美，且獨(dú)特的單片機(jī)仿真功能是Multisim及其他任何仿真軟件都不具備的；它的PCB電路制版功能可以和Protel相媲美。它的功能不但強(qiáng)大，

3、而且每種功能都毫不遜于Protel，是廣大電子設(shè)計(jì)愛好者難得的一個(gè)工具軟件。1.1.1 集成化的電路虛擬仿真軟件集成化的電路虛擬仿真軟件 ProteusProteus是一個(gè)基于ProSPICE混合模型仿真器的、完整的嵌入式系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)。它包含ISIS和ARES應(yīng)用軟件，具體功能分布如圖1-1所示。圖1-1 Proteus 的功能分布圖ISIS智能原理圖輸入系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真的基 本平臺(tái)。ARES 高級(jí)PCB布線編輯軟件。在Proteus中，從原理圖設(shè)計(jì)、單片機(jī)編程、系統(tǒng)仿真到PCB設(shè)計(jì)一氣呵成，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。Proteus 從原理圖設(shè)計(jì)到PCB設(shè)計(jì)，再到電路板完

4、成的流程如圖1-2所示。 圖1-2 Proteus 設(shè)計(jì)流程 在圖1-2中，最上面是一個(gè)基于單片機(jī)的應(yīng)用電路原理圖，顯示的畫面正處于仿真運(yùn)行狀態(tài)。設(shè)計(jì)者可以從Proteus原理圖庫中調(diào)用所需庫元件，然后通過合適連線即可。單片機(jī)內(nèi)可通過單擊單片機(jī)芯片加入已編譯好的十六進(jìn)制程序文件，然后運(yùn)行仿真即可。中間圖片是運(yùn)用Proteus的PCB制版功能設(shè)計(jì)出的電路板，可通過原理圖生成網(wǎng)絡(luò)表后設(shè)計(jì)布局而成。 最下面的圖為根據(jù)設(shè)計(jì)的PCB加工而成的電路板和安裝焊接完成后的實(shí)際電路?？梢?，整個(gè)電路從設(shè)計(jì)到實(shí)際電路制作完成，通過Proteus一個(gè)軟件即可完美實(shí)現(xiàn)。并且，它的仿真結(jié)果與實(shí)際誤差很小，非常適合電子設(shè)計(jì)

5、愛好者和高校學(xué)生自學(xué)使用，縮短了設(shè)計(jì)周期，降低了生產(chǎn)成本，提高了設(shè)計(jì)成功率。1.1.2 Proteus VSM仿真與分析仿真與分析Proteus 軟件的ISIS原理圖設(shè)計(jì)界面同時(shí)還支持電路仿真模式VSM(虛擬仿真模式)。當(dāng)電路元件在調(diào)用時(shí)，我們選用具有動(dòng)畫演示功能的器件或具有仿真模型的器件，當(dāng)電路連接完成無誤后，直接運(yùn)行仿真按鈕，即可實(shí)現(xiàn)聲、光、動(dòng)等逼真的效果，以檢驗(yàn)電路硬件及軟件設(shè)計(jì)的對(duì)錯(cuò)，非常直觀。Proteus VSM有兩種不同的仿真方式：交互式仿真和基于圖表的仿真。交互式仿真 實(shí)時(shí)直觀地反映電路設(shè)計(jì)的仿真結(jié)果；基于圖表的仿真(ASF) 用來精確分析電路的各種性能，如頻率特性、噪聲特性等

6、。Proteus VSM中的整個(gè)電路分析是在ISIS原理圖設(shè)計(jì)模塊下延續(xù)下來的，原理圖中可以包含以下仿真工具：探針 直接布置在線路上，用于采集和測(cè)量電壓/電流信號(hào)；電路激勵(lì) 系統(tǒng)的多種激勵(lì)信號(hào)源；虛擬儀器 用于觀測(cè)電路的運(yùn)行狀況；曲線圖表 用于分析電路的參數(shù)指標(biāo)。1. 仿真工具 激勵(lì)源DC：直流電壓源。Sine：正弦波發(fā)生器。Pulse：脈沖發(fā)生器。Exp：指數(shù)脈沖發(fā)生器。SFFM：單頻率調(diào)頻波信號(hào)發(fā)生器。Pwlin：任意分段線性脈沖信號(hào)發(fā)生器。File：File信號(hào)發(fā)生器，數(shù)據(jù)來源于ASCII文件。Audio：音頻信號(hào)發(fā)生器，數(shù)據(jù)來源于wav文件。DState：單穩(wěn)態(tài)邏輯電平發(fā)生器。DEdg

7、e：單邊沿信號(hào)發(fā)生器。DPulse：單周期數(shù)字脈沖發(fā)生器。DClock：數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器。DPattern：模式信號(hào)發(fā)生器。Proteus 激勵(lì)源的可編輯格式示例如圖1-3所示。 圖1-3 Proteus 激勵(lì)源的可編輯格式示例2. 仿真工具 虛擬儀器虛擬示波器(OSCILLOSCOPE)。邏輯分析儀(LOGIC ANALYSER)。計(jì)數(shù)器、定時(shí)器(COUNTER TIMER)。虛擬終端(VIRUAL TERMINAL)。信號(hào)發(fā)生器(SIGNAL GENERATOR)。模式發(fā)生器(PATTERN GENERATOR)。交直流電壓表和電流表(AC/DC voltmeters/ammeters)

8、。SPI調(diào)試器(SPI DEBUGGER)。I2C調(diào)試器(I2C DEBUGGER)。Proteus 的部分虛擬儀器(虛擬終端顯示器、四通道示波器和SPI、I2C調(diào)試器) Proteus 激勵(lì)源的可編輯格式示例如圖1-3所示。 圖1-3 Proteus 激勵(lì)源的可編輯格式示例3. 交互式仿真實(shí)例(741放大電路) 高級(jí)仿真(ASF)實(shí)例(741放大電路分析)如圖1-5所示。 激勵(lì)源激勵(lì)源 電壓探針電壓探針 虛擬儀器虛擬儀器 v圖1-5 741放大電路分析 噪聲分析：顯示隨頻率變化的輸出噪聲和等效輸入噪聲電壓，并列出電路各部分所產(chǎn)生的噪聲電壓清單。741放大電路的噪聲分析如圖1-6所示。 失真分

9、析：用于確定由測(cè)試電路所引起的電平失真的程度，失真分析圖表用于顯示隨頻率變化的二次和三次諧波失真電平。741放大電路的失真分析如圖1-7所示。 圖1-6 741放大電路的噪聲分析圖1-7 741放大電路的失真分析 4. Proteus微處理器系統(tǒng)仿真 單片機(jī)系統(tǒng)的仿真是Proteus VSM的主要特色。用戶可在Proteus中直接編輯、編譯、調(diào)試代碼，并直觀地看到仿真結(jié)果。 CPU模型有ARM7(LPC21xx)、PIC、Atmel AVR、Motorola HCXX以及8051/8052系列。同時(shí)模型庫中包含了LED/LCD顯示、鍵盤、按鈕、開關(guān)、常用電機(jī)等通用外圍設(shè)備。VSM甚至能仿真多個(gè)

10、CPU，它能便利處理含兩個(gè)或兩個(gè)以上微控制器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 下面看一個(gè)微處理器系統(tǒng)仿真與分析實(shí)例 交互式仿真顯示系統(tǒng)輸出結(jié)果，如圖1-8所示。圖1-8 微處理器交互仿真實(shí)例 實(shí)實(shí)時(shí)時(shí)顯顯示示系系統(tǒng)統(tǒng)輸輸出出結(jié)結(jié)果果 實(shí)實(shí)時(shí)時(shí)顯顯示示元元器器件件 引引腳腳電電平平 原理圖中的P1為虛擬串口，通過適當(dāng)設(shè)置和引用，可以直接實(shí)現(xiàn)模擬與實(shí)際電路一樣的串行通信效果，避免了涉及外圍及與PC之間的通信無法實(shí)現(xiàn)的情況。 在Proteus中，虛擬元件及虛擬儀器的種類很多，我們不必?fù)?dān)心單片機(jī)與上位機(jī)之間的通信如何來仿真的問題。圖1-9 虛擬仿真電路與外部實(shí)際電路的雙向通信 實(shí)實(shí)際際溫溫度度測(cè)測(cè)量量板板 PC串串行行口

11、口 串串行行電電纜纜 5. Proteus與Keil聯(lián)調(diào) Proteus與匯編程序調(diào)試軟件Keil可實(shí)現(xiàn)聯(lián)調(diào)，在微處理器運(yùn)行中，如果發(fā)現(xiàn)程序有問題，可直接在Proteus 的菜單中打開Keil對(duì)程序進(jìn)行修改，如圖1-10所示。n圖1-10 Proteus與Keil的聯(lián)調(diào) Keil處于運(yùn)行狀態(tài)處于運(yùn)行狀態(tài) 1.1.3 Proteus ARES的應(yīng)用預(yù)覽功能的應(yīng)用預(yù)覽功能 Proteus的ARES軟件具有PCB(印刷電路板)設(shè)計(jì)的強(qiáng)大功能。新的Proteus 7支持PCB板的三維預(yù)覽，便于觀察器件布局和展示設(shè)計(jì)結(jié)果，如圖1-11所示。n圖1-11 Proteus的PCB三維預(yù)覽1.2 Proteu

12、s跟我做跟我做 1.2.1 Proteus軟件的安裝與運(yùn)行軟件的安裝與運(yùn)行 Proteus軟件目前的最新版本為7.2，先按要求把軟件安裝到計(jì)算機(jī)上，安裝結(jié)束后，在桌面的“開始”程序菜單中，單擊運(yùn)行原理圖(ISIS 7 Professional)或PCB (ARE 7 Professional)設(shè)計(jì)界面。ISIS 7 Professional在程序中的位置如圖1-12所示。 n圖1-12 ISIS 7 Professional 在程序中的位置圖1-13為ISIS 7 Professional 運(yùn)行時(shí)的界面。圖1-13 ISIS 7 Professional 運(yùn)行時(shí)的界面 我們都知道，學(xué)習(xí)軟件的最

13、大困惑是，想一下子能夠上手，但看到層層疊疊的英文菜單和詳而又細(xì)的教程卻望而生畏，最后會(huì)因沒有足夠的耐心而失去興趣，半途而廢。其實(shí)，對(duì)于初學(xué)者，我們不必了解軟件的全部功能，只要能夠把握它的核心和宗旨的東西，拿來就能用，能快速玩轉(zhuǎn)，是最開心不過的了。至于內(nèi)部的詳細(xì)功能，在有了興趣和信心之后，再具體學(xué)習(xí)即可。1.2.2 一階動(dòng)態(tài)電路的設(shè)計(jì)與仿真 我們先從最簡單的電路入手，來設(shè)計(jì)一個(gè)電容充放電電路，并通過電路仿真觀察其電流流向和燈的亮滅。大家跟我做，一步一步來，一會(huì)兒你會(huì)找到一種成就感。 1. 元件的拾取 在桌面上選擇【開始】【程序】“Proteus 7 Professional”，單擊藍(lán)色圖標(biāo)“IS

14、IS 7 Professional”打開應(yīng)用程序。ISIS Professional的編輯界面如圖1-14所示。圖1-14 ISIS Professional的編輯界面 在彈出的對(duì)話框中選擇“No”，選中“以后不再顯示此對(duì)話框”，關(guān)閉彈出提示。 本例所用到的元件清單如表1-1所示。表1-1 例1的元件清單 用鼠標(biāo)左鍵單擊界面左側(cè)預(yù)覽窗口下面的“P”按鈕，如圖1-14所示，彈出“Pick Devices”(元件拾取)對(duì)話框，如圖1-15所示。圖1-15 元件拾取對(duì)話框 ISIS 7 Professional的元件拾取就是把元件從元件拾取對(duì)話框中拾取到圖形編輯界面的對(duì)象選擇器中。元件拾取共有兩種辦

15、法。 (1) 按類別查找和拾取元件 元件通常以其英文名稱或器件代號(hào)在庫中存放。我們?cè)谌∫粋€(gè)元件時(shí)，首先要清楚它屬于哪一大類，然后還要知道它歸屬哪一子類，這樣就縮小了查找范圍，然后在子類所列出的元件中逐個(gè)查找，根據(jù)顯示的元件 符號(hào)、參數(shù)來判斷是否找到了所需要的元件。雙擊找到的元件名，該元件便拾取到編輯界面中了。 拾取元件對(duì)話框共分四部分，左側(cè)從上到下分別為直接查找時(shí)的名稱輸入、分類查找時(shí)的大類列表、子類列表和生產(chǎn)廠家列表。中間為查到的元件。 列表。右側(cè)自上而下分別為元件圖形和元件封裝，圖1-16中的元件沒有顯示封裝。圖1-16 分類拾取元件示意圖(2) 直接查找和拾取元件 把元件名的全稱或部分輸

16、入到Pick Devices(元件拾取)對(duì)話框中的“Keywords”欄，在中間的查找結(jié)果“Results”中顯示所有電容元件列表，用鼠標(biāo)拖動(dòng)右邊的滾動(dòng)條，出現(xiàn)灰色標(biāo)示的元件即為找到的匹配元件，如圖1-17所示。 這種方法主要用于對(duì)元件名熟悉之后，為節(jié)約時(shí)間而直接查找。對(duì)于初學(xué)者來說，還是分類查找比較好，一是不用記太多的元件名，二是對(duì)元件的分類有一個(gè)清楚的概念，利于以后對(duì)大量元件的拾取。n圖1-17 直接拾取元件示意圖 按照電容的拾取方法，依次把五個(gè)元件拾取到編輯界面的對(duì)象選擇器中，然后關(guān)閉元件拾取對(duì)話框。元件拾取后的界面如圖1-18所示。圖1-18 元件拾取后的界面 下面把元件從對(duì)象選擇器中

17、放置到圖形編輯區(qū)中。用鼠標(biāo)單擊對(duì)象選擇區(qū)中的某一元件名，把鼠標(biāo)指針移動(dòng)到圖形編輯區(qū)，雙擊鼠標(biāo)左鍵，元件即被放置到編輯區(qū)中。電阻要放置兩次，因?yàn)楸纠杏玫絻蓚€(gè)電阻。放置后的界面如圖1-19所示。圖1-19 元件放置后的界面2. 編輯窗口視野控制 學(xué)會(huì)合理控制編輯區(qū)的視野是元件編輯和電路連接進(jìn)行前的首要工作。 編輯窗口的視野平移可用以下方法： 在原理圖編輯區(qū)的藍(lán)色方框內(nèi)，把鼠標(biāo)指針放置在一個(gè)地方后，按下“F5”，則以鼠標(biāo)指針為中心顯示圖形。 當(dāng)圖形不能全部顯示出來時(shí)，按住“Shift”鍵，移動(dòng)鼠標(biāo)指針到上、下、左、右邊界，則圖形自動(dòng)平移。 快速顯示想要顯示的圖形部分時(shí)，把鼠標(biāo)指向左上預(yù)覽窗口中某處

18、，并單擊鼠標(biāo)左鍵，則編輯窗口內(nèi)圖形自動(dòng)移動(dòng)到指定位置。 另外還有兩個(gè)圖標(biāo)，用于顯示整個(gè)圖形，以鼠標(biāo)所選窗口為中心顯示圖形。 編輯窗口的視野縮放用以下方法： 先把鼠標(biāo)指針放置到原理圖編輯區(qū)內(nèi)的藍(lán)色框內(nèi)，上下滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪即可縮放視野。如果沒有鼠標(biāo)滾輪，可使用圖標(biāo) 和 來放大和縮小編輯窗口內(nèi)的圖形。 放置鼠標(biāo)指針到編輯窗口內(nèi)想要放大或縮小的地方，按“F6”(放大)或“F7”(縮小)放大或縮小圖形，按“F8”顯示整個(gè)圖形。 按住“Shift”鍵，在編輯窗口內(nèi)單擊鼠標(biāo)左鍵，拖出一個(gè)欲顯示的窗口。3. 元件位置的調(diào)整和參數(shù)的修改 在編輯區(qū)的元件上單擊鼠標(biāo)左鍵選中元件(為紅色)，在選中的元件上再次單擊鼠標(biāo)右

19、鍵則刪除該元件，而在元件以外的區(qū)域內(nèi)單擊右鍵則取消選擇。元件誤刪除后可用圖標(biāo) 找回。單個(gè)元件選中后，單擊鼠標(biāo)左鍵不松可以拖動(dòng)該元件。群選使用鼠標(biāo)左鍵拖出一個(gè)選擇區(qū)域，使用圖標(biāo) 來整體移動(dòng)。使用圖標(biāo) 可整體復(fù)制，圖標(biāo) 用來刷新圖面。 按圖1-20所示元件位置布置好元件。使用界面左下方的四個(gè)圖標(biāo) 、 、 、 可改變?cè)姆较蚣皩?duì)稱性。把兩位開關(guān)調(diào)整成圖示的方位。圖1-20 元件布置 先存一下盤。建立一個(gè)名為Proteus的目錄，選主菜單FileSave Design As，在打開的對(duì)話框中把文件保存為Proteus目錄下的“Cap1.DSN”，只用輸入“Cap1”，擴(kuò)展名系統(tǒng)自動(dòng)添加。 下面改變?cè)?/p>

20、件參數(shù)。 左鍵雙擊原理圖編輯區(qū)中的電阻R1，彈出“Edit Component”(元件屬性設(shè)置)對(duì)話框，把R1的Resistance(阻值)由10k改為1k，把R2的阻值由10k改為100(缺省單位為)。 Edit Component(元件屬性設(shè)置)對(duì)話框如圖1-21所示。圖1-21 元件屬性設(shè)置對(duì)話框 注意到每個(gè)元件的旁邊顯示灰色的“”，為了使電路圖清晰，可以取消此文字顯示。雙擊此文字，打開一個(gè)對(duì)話框，如圖1-22所示。在該對(duì)話框中選擇“Style”，先取消選擇“Visible”右邊的“Follow Global”選項(xiàng)，再取消選擇“Visible”選項(xiàng)，單擊“OK”即可。圖1-22 “TEX

21、T”屬性設(shè)置對(duì)話框 也可在元件調(diào)用前，直接選擇主菜單中的【Template】【Set Design Defaults】打開畫圖模板設(shè)置選項(xiàng)，如圖1-23所示。圖1-23 打開模板設(shè)計(jì)對(duì)話框 接著出現(xiàn)Edit Design Defaults(編輯模板設(shè)計(jì))對(duì)話框，如圖1-24所示。在“Show hidden text”選項(xiàng)中把對(duì)勾去掉，然后單擊“OK”即可。每個(gè)元件的旁邊不再顯示灰色的“”。圖1-24 編輯模板設(shè)計(jì)對(duì)話框4. 電路連線 電路連線采用按格點(diǎn)捕捉和自動(dòng)連線的形式，所以首先確定編輯窗口上方的自動(dòng)連線圖標(biāo) 和自動(dòng)捕捉圖標(biāo) 為按下狀態(tài)。Proteus的連線是非常智能的，它會(huì)判斷你下一步的操

22、作是否想連線從而自動(dòng)連線，而不需要選擇連線的操作，只需用鼠標(biāo)左鍵單擊編輯區(qū)元件的一個(gè)端點(diǎn)拖動(dòng)到要連接的另外一個(gè)元件的端點(diǎn)，先松開左鍵后再單擊鼠標(biāo)左鍵，即完成一根連線。如果要?jiǎng)h除一根連線，右鍵雙擊連線即可。按圖標(biāo) 取消背景格點(diǎn)顯示，如圖1-25所示。 連線完成后，如果再想回到拾取元件狀態(tài)，按下左側(cè)工具欄中的“元件拾取”圖標(biāo) 即可，如圖1-26所 示。記住按一下存盤圖標(biāo)。圖1-25 連接好的電路原理圖 圖1-26 重新回到元件拾取界面 5. 電路的動(dòng)態(tài)仿真 前面我們已經(jīng)完成了電路原理圖的設(shè)計(jì)和連接，下面來看看電路的仿真效果。 首先在主菜單“System”“Set Animation Options

23、”中設(shè)置仿真時(shí)電壓及電流的顏色及方向，如圖1-27所示。圖1-27 Animated Circuits Configuration對(duì)話框 在隨后打開的對(duì)話框中，選擇“Show Wire Voltage by Colour”和“Show Wire Current with Arrows”兩項(xiàng)，即選擇導(dǎo)線以紅、藍(lán)兩色來表示電壓的高低，以箭頭標(biāo)示來表示電流的流向。 單擊Proteus ISIS環(huán)境中左下方的仿真控制按鈕中的運(yùn)行按鈕，開始仿真。仿真開始后，用鼠標(biāo)單擊圖中的開關(guān)，使其先把電容與電源接通，如圖1- 28所示。 能清楚地看到電容充電的效果。接著單擊開關(guān)，使其把電容與燈連通?？吹綗糸W了一下，如

24、圖1-29所示。由于充電時(shí)間常數(shù)為1秒，放電時(shí)間常數(shù)小一些，瞬間放電，所以燈亮的時(shí)間很短。如果放電時(shí)間常數(shù)再大，則不易觀察到燈亮的效果。在運(yùn)行時(shí)，可以來回?fù)軇?dòng)開關(guān)，反復(fù)觀察充放電過程。單擊仿真控制按鈕中的停止按鈕，仿真結(jié)束。圖1-28 電容充電過程的仿真n圖1-29 電容放電過程的仿真 6. 文件的保存 在設(shè)計(jì)過程中要養(yǎng)成不斷存盤的好習(xí)慣，以免突發(fā)事件而造成事倍功半的效果，影響學(xué)習(xí)情緒。最好先建立一個(gè)存放“*.DSN”文件的專用文件夾，你會(huì)發(fā)現(xiàn)在這個(gè)文件夾中，除了剛剛設(shè)計(jì)完成的“Cap1.DSN”文件外，還有很多其他擴(kuò)展名的文件，可以統(tǒng)統(tǒng)刪除。下次打開時(shí)，可直接雙擊“Cap1.DSN”文件，或

25、先運(yùn)行Proteus，再打開“Cap1.DSN”文件。7. 變式演練 下面來嘗試自己動(dòng)手設(shè)計(jì)一個(gè)電容充放電電路，如圖1-30所示。與剛才的電路不同的是，這個(gè)電路選用了兩個(gè)一位開關(guān)代替原來的一個(gè)兩位開關(guān)；在充放電回路中分別串入了直流數(shù)字電流表，在電容兩端并接了一個(gè)電壓表，用于觀察充放電過程中的電流及電壓的變化；另外，放電回路中取消了放電電阻，充電電阻值和電容值也都有變化 圖1-30 變式演練電路圖 所用元件名稱及所屬的庫文件如表1-2所示，可采取直接查詢法來拾取表中元件。表1-2 變式演練的元件清單 選取虛擬儀器圖標(biāo) 來獲取直流電壓表和電流表，如圖1-31所示。由上而下的儀器分別為示波器(OSC

26、ILLOSCOPE)、邏輯分析儀(LOGIC ANALYSER)、計(jì)數(shù)定時(shí)器(COUNTER TIMER)、虛擬終端(VIRTUAL TERMINAL)、信號(hào)發(fā)生器(SIGNAL GENERATOR)、模式發(fā)生器(PATTERN GENERATOR)、直流電壓表(DC VOLTMETER)、直流電流表(DC AMMETER)、交流電壓表(AC VOLTMETER)和交流電流表(AC AMMETER)。圖1-31 虛擬儀器菜單 兩個(gè)電流表設(shè)置為毫安表，分別取名為AM1和AM2；電壓表取名為VM1。雙擊電流表，出現(xiàn)如圖1-32所示的Edit Component(屬性設(shè)置)對(duì)話框，照?qǐng)D完成設(shè)置。 圖

27、1-32 毫安表的設(shè)置 把此文件保存為“CAP2.DSN”。 在仿真時(shí)，注意觀察電流表和電壓表數(shù)值的變化。1.2.3 異步四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)及異步四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)及仿真仿真 從上一節(jié)一階動(dòng)態(tài)電路的例子，我們已經(jīng)對(duì)Proteus的基本功能有了初步的認(rèn)識(shí)和了解，但是，還有一些疑問和不解沒有解決。比如，怎么知道哪些元件存放在哪些庫里，怎么知道所用元件的名稱等。通過下面這個(gè)數(shù)字電路的設(shè)計(jì)實(shí)例，大家會(huì)有進(jìn)一步的體會(huì)。 如果已經(jīng)具備了數(shù)字電子技術(shù)的知識(shí)，就會(huì)知道，這是一個(gè)異步時(shí)序邏輯電路，由四個(gè)觸發(fā)器構(gòu)成，這里選用JK觸發(fā)器，把它們的JK端全接高電平，前一級(jí)的輸出作為后一級(jí)的時(shí)鐘信號(hào)。觀察四個(gè)觸

28、發(fā)器輸出端所組成的二進(jìn)制數(shù)的變化是否為0F(即00001111)。1. 元件的拾取 如果不知道所用元件的確切名字及所在的庫，可以用查詢的方法在所有庫里海選。選擇主菜單“Library”“Pick Device/Symbol”，或直接單擊左側(cè)工具箱中的圖標(biāo)后再單擊“P”按鈕，打開如圖1-33所示的對(duì)話框。 采用部分查找法，在所查找的元件名關(guān)鍵詞中填寫“JK”，所有“JK”觸發(fā)器元件都被找出，列在圖1-33的中間部分查詢結(jié)果中。選中“JKFF(ACTIVE)”，即選中仿真庫中的元件，單擊“OK”，元件拾取到對(duì)象選擇器中。圖1-33 元件拾取對(duì)話框 按表1-3所示，采用直接查詢法，把所有元件都拾取到

29、編輯區(qū)的元件列表中。表1-3 元件清單列表2. 元件連線 先放置一個(gè)JK觸發(fā)器。選中左側(cè)電源和接地圖標(biāo) ，單擊“POWER”，一個(gè)箭頭形狀的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字直流電源(即高電平)出現(xiàn)在元件預(yù)覽區(qū)，拖出后與觸發(fā)器的JK端接上，如圖1-34所示。圖1-34 與觸發(fā)器的JK端連接 因?yàn)樗膫€(gè)觸發(fā)器的JK端接法都一樣，故采取復(fù)制法畫其他三個(gè)觸發(fā)器。用左鍵選中剛才所畫的圖形，選取上方的復(fù)制按鈕 ，連續(xù)單擊鼠標(biāo)三次，得到如圖1-35所示的圖形。圖1-35 復(fù)制后的四個(gè)觸發(fā)器 接下來，把前一個(gè)觸發(fā)器的輸出端連接到下一個(gè)觸發(fā)器的時(shí)鐘CLK端上。再把時(shí)鐘“CLOCK”拖出，連在第一個(gè)觸發(fā)器的CLK輸入端上， 如圖1-36所

30、示。如果是下降沿觸發(fā)的觸發(fā)器，則把前一個(gè)觸發(fā)器的Q端連到下一個(gè)觸發(fā)器的時(shí)鐘CLK端上。把該電路保存為“Counter.DSN”。圖1-36 連接好的異步四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器3. 電路的動(dòng)態(tài)仿真 為了觀察計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的動(dòng)態(tài)過程，我們?cè)诿總€(gè)觸發(fā)器的輸出端Q連接一個(gè)邏輯電平探測(cè)器，能夠顯示0和1。把LOGICPROBE(BIG)元件拖到圖形編輯區(qū)內(nèi)，連續(xù)雙擊鼠標(biāo)三次，得到四個(gè)邏輯探測(cè)器。分別接到每個(gè)JK觸發(fā)器的輸出端Q上。最后一個(gè)觸發(fā)器為最高位(MSB)。 同時(shí)，把七段數(shù)碼顯示拖入編輯區(qū)。數(shù)碼管的最左端是高位，分別和各觸發(fā)器的輸出端Q相連，如圖1-37所示。 圖1-37 加上邏輯電平探測(cè)器和七段數(shù)碼管后的

31、電路 按下仿真運(yùn)行按鈕，四個(gè)邏輯探測(cè)器組成的四位二進(jìn)制數(shù)從00001111變化，而七段數(shù)碼管則顯示0F。另外我們還觀察到每個(gè)器件的連線端都有紅藍(lán)兩色小方塊來顯示該端的電平變化，紅色為高電平，藍(lán)色為低電平。 如圖1-38所示，十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)到14，顯示“E”。圖1-38 連接好的異步四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器4. 電路波形的生成 有時(shí)為了方便分析，我們還會(huì)在已繪制好的圖中加上波形圖。在一個(gè)波形圖中，可以插入多個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的波形，它們既可以是數(shù)字波形，也可以是模擬波形或是其他形式的波形?，F(xiàn)在我們想把上圖中四個(gè)觸發(fā)器的輸出端Q的波形分別顯示出來。首先要把一個(gè)電壓探針接在被測(cè)點(diǎn)，左側(cè)圖標(biāo) 和 分別為電壓和電流探針

32、。四個(gè)電壓探針分別命名為Q1、Q2、Q3和Q4。單擊左側(cè)圖標(biāo) ，選擇插入波形的種類。如圖1-39所示，選擇數(shù)字波形(DIGITAL)或數(shù)字模擬混合波形(MIXED)。 圖1-39 加上邏輯探針后的圖形 接下來放置波形。選擇主菜單【Graph】【Edit Graph】，在圖形編輯區(qū)的下方單擊鼠標(biāo)左鍵拖出一個(gè)長方形波形區(qū)域，再次單擊左鍵確定。選擇【Graph】【Add Trace】，添加軌跡，在彈出的對(duì)話框中，選擇右側(cè)的數(shù)字(Digital)波形，選中Pro be P1 中的Q1(電壓探針加上后，所有探針的名稱自動(dòng)出現(xiàn)在這里)，單擊“OK”(如圖1-40所示)，Q1的坐標(biāo)出現(xiàn)在波形圖中。繼續(xù)選擇【

33、Graph】【Add Trace】，選中Q2，重復(fù)上一步驟，直到四點(diǎn)波形坐標(biāo)都加到圖形中為止。選擇主菜單【Graph】【Edit Graph】，把波形標(biāo)題更改為“DIGITAL ANALYSIS”(數(shù)字波形分析)，把停止時(shí)間改為16，如圖1-41所示。 圖1-40 加入Q1的軌跡 圖1-41 修改波形標(biāo)題橫坐標(biāo)單位 選擇“Graph”“Simulate Graph”或按空格鍵，生成波形。不需要運(yùn)行仿真，只要執(zhí)行此命令，四個(gè)探測(cè)點(diǎn)的波形就自動(dòng)生成了，如圖1-42所示。這種波形不同于示波器顯示的波形，它能夠靜態(tài)地保留在原理圖中，供讀者分析或隨圖形一起輸出打印。當(dāng)按下空格鍵后，它可以再次刷新生成。圖

34、1-42 計(jì)數(shù)器的波形圖 左擊波形圖的綠色標(biāo)題欄部分，可全屏顯示波形，并可根據(jù)全屏顯示的菜單更改波形及背景的顏色，拉動(dòng)豎線，在左側(cè)查看各時(shí)刻各觀測(cè)點(diǎn)電平的高低等。5. 變式演練 設(shè)計(jì)一個(gè)555多諧振蕩器，輸出一個(gè)10Hz的方波。根據(jù)計(jì)算公式，取C1為473(0.047F)，設(shè)R1與R2相等，則R1=R2=100k。元件清單如表1-4所示。表1-4 多諧振蕩器元件清單 在電容C1一端和555的輸出端3分別放置電壓探針，以生成這兩點(diǎn)的波形。其中Vc選擇為模擬波形(Analog)，Vo為數(shù)字波形(Digital)。波形的停止時(shí)間不要選得太大，以免生成時(shí)間太長，因?yàn)橹芷跒?0ms，停止時(shí)間選為40ms即可。 另外把這兩點(diǎn)的波形接到示波器上觀察。從虛擬儀器中拖出示波器，按圖1-43接好。 單擊仿真運(yùn)行開始按鈕 ，自動(dòng)彈出示波器界面。通過選擇和調(diào)整相應(yīng)按鈕和旋鈕，把電容的充放電波形和輸出方波顯示出來，如圖1-44所示。單擊仿真停止按鈕 ，示波器自動(dòng)關(guān)閉，最好不要在示波