Proteus教程第1章Proteus快速入門

1、第1章 Proteus快速入門 v1.1 Proteus整體功能預(yù)覽1.1.1 集成化的電路虛擬仿真軟件 Proteus1.1.2 Proteus VSM仿真與分析1.1.3 Proteus ARES的應(yīng)用預(yù)覽功能v1.2 Proteus跟我做1.2.1 Proteus軟件的安裝與運行1.2.2 一階動態(tài)電路的設(shè)計與仿真1.2.3 異步四位二進(jìn)制計數(shù)器的設(shè)計及仿真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。Prot

2、eus 軟件的功能強大，它集電路設(shè)計、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)計與分析，還能夠?qū)ξ⑻幚砥鬟M(jìn)行設(shè)計和仿真，并且功能齊全，界面多彩，是近年來備受電子設(shè)計愛好者青睞的一款新型電子線路設(shè)計與仿真軟件。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)計仿真軟件最大的不同即它的功能不是單一的。它的強大的元件庫可以和任何電路設(shè)計軟件相媲美；它的電路仿真功能可以和Multisim相媲美，且獨特的單片機仿真功能是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。它的功能不但強大，而

3、且每種功能都毫不遜于Protel，是廣大電子設(shè)計愛好者難得的一個工具軟件。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 ProteusvProteus是一個基于ProSPICE混合模型仿真器的、完整的嵌入式系統(tǒng)軟硬件設(shè)計仿真平臺。它包含ISIS和ARES應(yīng)用軟件，具體功能分布如圖1-1所示。v圖1-1 Proteus 的功能分布圖vISIS智能原理圖輸入系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計與仿真的基本平臺。vARES 高級PCB布線編輯軟件。v在Proteus中，從原理圖設(shè)計、單片機編程、系統(tǒng)仿真到PCB設(shè)計一氣呵成，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。Proteus 從原理圖設(shè)計到PCB設(shè)計，再到電

4、路板完成的流程如圖1-2所示。 圖1-2 Proteus 設(shè)計流程v圖是一個基于單片機的應(yīng)用電路原理圖，顯示的畫面正處于仿真運行狀態(tài)。v設(shè)計者可以從Proteus原理圖庫中調(diào)用所需庫元件，然后通過合適連線。v單片機內(nèi)可通過單擊單片機芯片加入已編譯好的十六進(jìn)制程序文件，然后運行仿真。v中間是運用Proteus的PCB制版功能設(shè)計出的電路板，可通過原理圖生成網(wǎng)絡(luò)表后設(shè)計布局而成。v可見，整個電路從設(shè)計到實際電路制作完成，通過Proteus一個軟件即可完美實現(xiàn)。1.1.2 Proteus VSM仿真與分析仿真與分析vProteus 軟件的ISIS原理圖設(shè)計界面同時還支持電路仿真模式VSM(虛擬仿真模

5、式)。當(dāng)電路元件在調(diào)用時，可實現(xiàn)聲、光、動等逼真的效果，以檢驗電路硬件及軟件設(shè)計的對錯，非常直觀。vProteus VSM有兩種不同的仿真方式：交互式仿真和基于圖表的仿真。v交互式仿真 實時直觀地反映電路設(shè)計仿真結(jié)果；v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。vProteus VSM中的整個電路分析是在ISIS原理圖設(shè)計模塊下延續(xù)下來的，原理圖中可以包含以下仿真工具：v探針 直接布置在線路上，用于采集和測量電壓/電流信號；v電路激勵 系統(tǒng)的多種激勵信號源；v虛擬儀器 用于觀測電路的運行狀況；v曲線圖表 用于分析電路的參數(shù)指標(biāo)。v1. 仿真工具 激勵源vDC

6、：直流電壓源。vSine：正弦波發(fā)生器。vPulse：脈沖發(fā)生器。vExp：指數(shù)脈沖發(fā)生器。vSFFM：單頻率調(diào)頻波信號發(fā)生器。vPwlin：任意分段線性脈沖信號發(fā)生器。vFile：File信號發(fā)生器，數(shù)據(jù)來源于ASCII文件。vAudio：音頻信號發(fā)生器，數(shù)據(jù)來源于wav文件。vDState：單穩(wěn)態(tài)邏輯電平發(fā)生器。vDEdge：單邊沿信號發(fā)生器。vDPulse：單周期數(shù)字脈沖發(fā)生器。vDClock：數(shù)字時鐘信號發(fā)生器。vDPattern：模式信號發(fā)生器。vProteus 激勵源的可編輯格式示例如圖1-3所示。 圖1-3 Proteus 激勵源的可編輯格式示例v2. 仿真工具 虛擬儀器v虛擬示

7、波器(OSCILLOSCOPE)。v邏輯分析儀(LOGIC ANALYSER)。v計數(shù)器、定時器(COUNTER TIMER)。v虛擬終端(VIRUAL TERMINAL)。v信號發(fā)生器(SIGNAL GENERATOR)。v模式發(fā)生器(PATTERN GENERATOR)。v交直流電壓表和電流表(AC/DC voltmeters/ammeters)。vSPI調(diào)試器(SPI DEBUGGER)。vI2C調(diào)試器(I2C DEBUGGER)。vProteus 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 激勵源的可編輯格式示例如圖1-3所示。 圖1-3 Pr

8、oteus 激勵源的可編輯格式示例v3. 交互式仿真實例(741放大電路)v高級仿真(ASF)實例(741放大電路分析)如圖1-5所示。 激勵源激勵源 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v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。v失真分析：用于確定由測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

9、器系統(tǒng)仿真v單片機系統(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。vCPU模型有ARM7(LPC21xx)、PIC、Atmel AVR、Motorola HCXX以及8051/8052系列。同時模型庫中包含了LED/LCD顯示、鍵盤、按鈕、開關(guān)、常用電機等通用外圍設(shè)備。VSM甚至能仿真多個CPU，它能便利處理含兩個或兩個以上微控制器的系統(tǒng)設(shè)計。 圖1-8 微處理器交互仿真實例 實實時時顯顯示示系系統(tǒng)統(tǒng)輸輸出出結(jié)結(jié)果果 實實時時顯顯示示元元器器件件 引引腳腳電電平平 v單片機8051通過鎖存器驅(qū)動液晶顯示屏。單片機的程序可通過

10、Keil(支持匯編和C格式)編輯、編譯成“*.hex”后，直接用鼠標(biāo)雙擊畫面上的8051芯片，把“*.hex”文件加入即可。v如果程序無誤，而且硬件電路也連接正確，則單擊原理圖設(shè)計界面左下方的仿真運行按鈕，出現(xiàn)仿真結(jié)果。v其中，每個芯片引腳還會通過紅藍(lán)兩色的方點來表示此時的引腳電平高低。v通過COMPIM串口仿真模型，可以實現(xiàn)虛擬仿真電路與外部實際電路的雙向通信。圖1-9 虛擬仿真電路與外部實際電路的雙向通信 實實際際溫溫度度測測量量板板 PC串串行行口口 串串行行電電纜纜 v5. Proteus與Keil聯(lián)調(diào)vProteus與匯編程序調(diào)試軟件Keil可實現(xiàn)聯(lián)調(diào)，在微處理器運行中，如果發(fā)現(xiàn)程序

11、有問題，可直接在Proteus 的菜單中打開Keil對程序進(jìn)行修改，如圖1-10所示。v圖1-10 Proteus與Keil的聯(lián)調(diào) Keil處于運行狀態(tài)處于運行狀態(tài) 1.1.3 Proteus ARES的應(yīng)用預(yù)覽功能的應(yīng)用預(yù)覽功能vProteus的ARES軟件具有PCB(印刷電路板)設(shè)計的強大功能。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)計結(jié)果，如圖1-11所示。v圖1-11 Proteus的PCB三維預(yù)覽1.2 Proteus跟我做跟我做 1.2.1 Proteus軟件的安裝與運行軟件的安裝與運行 vProteus軟件目前的最新版本為7.2，先按要求把軟件安裝到

12、計算機上，安裝結(jié)束后，在桌面的“開始”程序菜單中，單擊運行原理圖(ISIS 7 Professional)或PCB (ARE 7 Professional)設(shè)計界面。ISIS 7 Professional在程序中的位置如圖1-12所示。 v圖1-12 ISIS 7 Professional 在程序中的位置v圖1-13為ISIS 7 Professional 運行時的界面。v圖1-13 ISIS 7 Professional 運行時的界面 v我們都知道，學(xué)習(xí)軟件的最大困惑是，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，最后會因沒有足夠的耐心而失去興趣，半途而廢。其實，對

13、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。v我們先從最簡單的電路入手，來設(shè)計一個電容充放電電路，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，一會兒你會找到一種成就感。 1.2.2 一階動態(tài)電路的設(shè)計與仿真v1. 元件的拾取v在桌面上選擇【開始】【程序】“Proteus 7 Professional”，單擊藍(lán)色圖標(biāo)“ISIS 7 Professional”打開應(yīng)用程序。ISIS Professional的編輯界面如圖1-14所示。v圖1-14 IS

14、IS Professional的編輯界面 v在彈出的對話框中選擇“No”，選中“以后不再顯示此對話框”，關(guān)閉彈出提示。v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v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)對話框，如圖1-15所示。圖1-15 元件拾取對話框vISIS 7 Professional的元件拾取就是把元件從元件拾取對話框中拾取到圖形編輯界面的對象選擇器中。元件拾取共有兩種辦法。v(1) 按類別查找和拾取元件v元件通常以其英文名稱或器件代號在庫中存放。我們在取一個元件時，首先要清楚它屬于哪一大類，然

15、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查找，根據(jù)顯示的元件符號、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。v按照表1-1中的順序來依次拾取元件。首先是充電電容CAPACITOR，在圖1-15中打開的元件對話框中，在“Category”類中選中“Capacitors”電容類，在下方的“Sub-category”(子類)中選中“Animated”(可動畫演示)，查詢結(jié)果元件列表中只有一個元件，即我們要找的CAPACITOR，如圖1-15所示。雙擊元件名，元件即被選入編輯界面的元件區(qū)中了，如圖1-16所示。如圖單擊一個元件后

16、單擊右下角的“OK”，元件拾取后對話框關(guān)閉。連續(xù)取元件時不要單擊“OK”按鈕，直接雙擊元件名可繼續(xù)。v拾取元件對話框共分四部分，左側(cè)從上到下分別為直接查找時的名稱輸入、分類查找時的大類列表、子類列表和生產(chǎn)廠家列表。中間為查到的元件v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v(2) 直接查找和拾取元件v把元件名的全稱或部分輸入到Pick Devices(元件拾取)對話框中的“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)拖動右邊的滾動條，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

17、。v這種方法主要用于對元件名熟悉之后，為節(jié)約時間而直接查找。對于初學(xué)者來說，還是分類查找比較好，一是不用記太多的元件名，二是對元件的分類有一個清楚的概念，利于以后對大量元件的拾取。v圖1-17 直接拾取元件示意圖v按照電容的拾取方法，依次把五個元件拾取到編輯界面的對象選擇器中，然后關(guān)閉元件拾取對話框。元件拾取后的界面如圖1-18所示。v圖1-18 元件拾取后的界面v下面把元件從對象選擇器中放置到圖形編輯區(qū)中。用鼠標(biāo)單擊對象選擇區(qū)中的某一元件名，把鼠標(biāo)指針移動到圖形編輯區(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，因為本例中用到兩個電阻。放置后的界面如圖1-19所示。圖1-19 元件

18、放置后的界面v2. 編輯窗口視野控制 v學(xué)會合理控制編輯區(qū)的視野是元件編輯和電路連接進(jìn)行前的首要工作。v編輯窗口的視野平移可用以下方法：v在原理圖編輯區(qū)的藍(lán)色方框內(nèi)，把鼠標(biāo)指針放置在一個地方后，按下“F5”，則以鼠標(biāo)指針為中心顯示圖形。v當(dāng)圖形不能全部顯示出來時，按住“Shift”鍵，移動鼠標(biāo)指針到上、下、左、右邊界，則圖形自動平移。v快速顯示想要顯示的圖形部分時，把鼠標(biāo)指向左上預(yù)覽窗口中某處，并單擊鼠標(biāo)左鍵，則編輯窗口內(nèi)圖形自動移動到指定位置。v另外還有兩個圖標(biāo)，用于顯示整個圖形，以鼠標(biāo)所選窗口為中心顯示圖形。v編輯窗口的視野縮放用以下方法：v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

19、滾動鼠標(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。v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”顯示整個圖形。v按住“Shift”鍵，在編輯窗口內(nèi)單擊鼠標(biāo)左鍵，拖出一個欲顯示的窗口。v3. 元件位置的調(diào)整和參數(shù)的修改v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。單個元件選中后，單擊鼠標(biāo)左鍵不松可以拖動該元件。群選使用鼠標(biāo)左鍵拖出一個選擇區(qū)域，使用圖標(biāo) 來整體移動。使用圖標(biāo) 可整

20、體復(fù)制，圖標(biāo) 用來刷新圖面。v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圖標(biāo) 、 、 、 可改變元件的方向及對稱性。把兩位開關(guān)調(diào)整成圖示的方位。v圖1-20 元件布置v先存一下盤。建立一個名為Proteus的目錄，選主菜單FileSave Design As，在打開的對話框中把文件保存為Proteus目錄下的“Cap1.DSN”，只用輸入“Cap1”，擴展名系統(tǒng)自動添加。v下面改變元件參數(shù)。v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

21、)。vEdit Component(元件屬性設(shè)置)對話框如圖1-21所示。v圖1-21 元件屬性設(shè)置對話框v注意到每個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，打開一個對話框，如圖1-22所示。在該對話框中選擇“Style”，先取消選擇“Visible”右邊的“Follow Global”選項，再取消選擇“Visible”選項，單擊“OK”即可。v圖1-22 “TEXT”屬性設(shè)置對話框v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，如圖1-23所示。v圖1-23 打開模板設(shè)計對話框v接著

22、出現(xiàn)Edit Design Defaults(編輯模板設(shè)計)對話框，如圖1-24所示。在“Show hidden text”選項中把對勾去掉，然后單擊“OK”即可。每個元件的旁邊不再顯示灰色的“”。圖1-24 編輯模板設(shè)計對話框v4. 電路連線v電路連線采用按格點捕捉和自動連線的形式，所以首先確定編輯窗口上方的自動連線圖標(biāo) 和自動捕捉圖標(biāo) 為按下狀態(tài)。Proteus的連線是非常智能的，它會判斷你下一步的操作是否想連線從而自動連線，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)元件的一個端點拖動到要連接的另外一個元件的端點，先松開左鍵后再單擊鼠標(biāo)左鍵，即完成一根連線。如果要刪除一根連線，右鍵雙

23、擊連線即可。按圖標(biāo) 取消背景格點顯示，如圖1-25所示。v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 v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 v5. 電路的動態(tài)仿真v前面我們已經(jīng)完成了電路原理圖的設(shè)計和連接，下面來看看電路的仿真效果。v首先在主菜單“System”“Set Animation Options”中設(shè)置仿真時電壓及電流的顏色及方向，如圖1-27所示。v圖1-27 Animated Circuits Configuration對話框 v在隨后打開的對話框中，選擇“Show Wire

24、 Voltage by Colour”和“Show Wire Current with Arrows”兩項，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。v單擊Proteus ISIS環(huán)境中左下方的仿真控制按鈕 中的運行按鈕，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。v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，如圖1-29所示。由于充電時間常數(shù)為1秒，放電時間常數(shù)小一些，瞬間放電，所以燈亮的時間很短。如果放電時間常數(shù)再大，則不易觀察到燈亮的效果。在運行時，可以來回?fù)軇娱_關(guān)，反復(fù)觀察充放電過程

25、。單擊仿真控制按鈕中的停止按鈕，仿真結(jié)束。v圖1-28 電容充電過程的仿真v圖1-29 電容放電過程的仿真 v6. 文件的保存v在設(shè)計過程中要養(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。最好先建立一個存放“*.DSN”文件的專用文件夾，你會發(fā)現(xiàn)在這個文件夾中，除了剛剛設(shè)計完成的“Cap1.DSN”文件外，還有很多其他擴展名的文件，可以統(tǒng)統(tǒng)刪除。下次打開時，可直接雙擊“Cap1.DSN”文件，或先運行Proteus，再打開“Cap1.DSN”文件。v7. 變式演練v下面來嘗試自己動手設(shè)計一個電容充放電電路，如圖1-30所示。與剛才的電路不同的是，這個電路選用了兩個一位開

26、關(guān)代替原來的一個兩位開關(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 v圖1-30 變式演練電路圖v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。v表1-2 變式演練的元件清單v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(OSCILLOSCOPE)、邏輯分析儀(LOGIC ANALYSER)、計數(shù)定時器(COUNTER TIMER)、虛擬終端(VIRTUAL TERMINAL)、信號發(fā)生器(SIG

27、NAL 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)。v圖1-31 虛擬儀器菜單 v兩個電流表設(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)對話框，照圖完成設(shè)置。 v圖1-32 毫安表的設(shè)置v把此文件保存為“CAP2.DSN”。 v在仿真時，注意觀察電流表和電壓表數(shù)值的變化。1.2.3 異異步四位二進(jìn)制計數(shù)器的設(shè)計及仿真步四位二進(jìn)制

28、計數(shù)器的設(shè)計及仿真v從上一節(jié)一階動態(tài)電路的例子，我們已經(jīng)對Proteus的基本功能有了初步的認(rèn)識和了解，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。通過下面這個數(shù)字電路的設(shè)計實例，大家會有進(jìn)一步的體會。v如果已經(jīng)具備了數(shù)字電子技術(shù)的知識，就會知道，這是一個異步時序邏輯電路，由四個觸發(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，前一級的輸出作為后一級的時鐘信號。觀察四個觸發(fā)器輸出端所組成的二進(jìn)制數(shù)的變化是否為0F(即00001111)。v1. 元件的拾取v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

29、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所示的對話框。v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”，元件拾取到對象選擇器中。v圖1-33 元件拾取對話框v按表1-3所示，采用直接查詢法，把所有元件都拾取到編輯區(qū)的元件列表中。v表1-3 元件清單列表v2. 元件連線v先放置一個JK觸發(fā)器。選中左側(cè)電源和接地圖標(biāo)，單擊“POWER”，一個箭頭形狀的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字直流電源(

30、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。v圖1-34 與觸發(fā)器的JK端連接v因為四個觸發(fā)器的JK端接法都一樣，故采取復(fù)制法畫其他三個觸發(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。v圖1-35 復(fù)制后的四個觸發(fā)器v接下來，把前一個觸發(fā)器的輸出端連接到下一個觸發(fā)器的時鐘CLK端上。再把時鐘“CLOCK”拖出，連v在第一個觸發(fā)器的CLK輸入端上，如圖1-36所示。如果是下降沿觸發(fā)的觸發(fā)器，則把前一個觸發(fā)器的Q端連到下一個觸發(fā)器的時鐘CLK端上。把該電路保存為“Counter.DSN”。v圖1-36 連接好的異步

31、四位二進(jìn)制計數(shù)器v3. 電路的動態(tài)仿真v為了觀察計數(shù)器計數(shù)的動態(tài)過程，我們在每個觸發(fā)器的輸出端Q連接一個邏輯電平探測器，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，得到四個邏輯探測器。分別接到每個JK觸發(fā)器的輸出端Q上。最后一個觸發(fā)器為最高位(MSB)。v同時，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 加上邏輯電平探測器和七段數(shù)碼管后的電路v按下仿真運行按鈕，四個邏輯探測器組成的四位二進(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器件的連線端都有紅藍(lán)兩色小

32、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。v如圖1-38所示，十六進(jìn)制計數(shù)器計到14，顯示“E”。v圖1-38 連接好的異步四位二進(jìn)制計數(shù)器v4. 電路波形的生成v有時為了方便分析，我們還會在已繪制好的圖中加上波形圖。在一個波形圖中，可以插入多個觀測點的波形，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。現(xiàn)在我們想把上圖中四個觸發(fā)器的輸出端Q的波形分別顯示出來。首先要把一個電壓探針接在被測點，左側(cè)圖標(biāo) 和 分別為電壓和電流探針。四個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

33、波形(MIXED)。 v圖1-39 加上邏輯探針后的圖形v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，在彈出的對話框中，選擇右側(cè)的數(shù)字(Digital)波形，選中Pro vbe P1 中的Q1(電壓探針加上后，所有探針的名稱自動出現(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【Graph】【Add Trace】，選中Q2，重復(fù)上一步驟，直到四點波形坐標(biāo)都加到圖形中為止。選擇主菜單【Graph】【Edit Graph】

34、，把波形標(biāo)題更改為“DIGITAL ANALYSIS”(數(shù)字波形分析)，把停止時間改為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v選擇“Graph”“Simulate Graph”或按空格鍵，生成波形。不需要運行仿真，只要執(zhí)行此命令，四個探測點的波形就自動生成了，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。v圖1-42 計數(shù)器的波形圖v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，拉動豎線，在左側(cè)查看各時刻

35、各觀測點電平的高低等。v5. 變式演練v設(shè)計一個555多諧振蕩器，輸出一個10Hz的方波。根據(jù)計算公式，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v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)。波形的停止時間不要選得太大，以免生成時間太長，因為周期為10ms，停止時間選為40ms即可。v另外把這兩點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。v單擊仿真運行開始按鈕 ，自動彈出示波器界面。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