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1、.任务二 Proteus的使用简介技能目标：1、初步认识Proteus2、掌握元器件的查找，放置与连线知识储备：下面对Proteus软件作一简单介绍。Proteus是英国Labcenter公司开发的EDA工具软件，它集合了原理图设计、电路分析与仿真、单片机代码级调试与仿真、系统测试与功能验证以及PCB设计完整的电子设计过程。Proteus ISIS是智能原理图输入系统，利用该系统既可以进行智能原理图设计、绘制和编辑，又可以进行电路分析与实物仿真。尤为突出的是，它是到目前为止最适合单片机系统开发使用的设计与仿真平台。Proteus ISIS运行于Windows操作系统上，其主要特点如下：1、具有
2、强大的原理图绘制功能。2、实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。Proteus ISIS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、RS-232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真等功能，有示波器、信号发生器等多种虚拟仪器。 3、提供软件调试功能。Proteus ISIS具有全速、单步、设置断点等调试功能，可以观察各个变量、寄存器等的当前值，支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 Vision2、MPLAB IDE等软件。4、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
3、、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。总之，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大。一、启动Proteus ISIS在计算机上安装好PROTEUS(7.5版本)后，双击桌面上的ISIS 7 Professional图标或者通过选择屏幕左下方的“开始”“程序”“Proteus 7 Professional”“ISIS 7 Professional”，启动Proteus软件，出现如图1所示的画面，表明进入Proteus ISIS集成环境。图1 启动时的屏幕二、工作界面简介Proteus ISIS的工作界面是一种标准的Windows界
4、面，如图2所示，包括标题栏、菜单栏、工具栏、对象预览窗口、器件选择按钮、对象选择区、编辑区、仿真控制按钮和状态栏。图2 Proteus ISIS的工作界面下面简单介绍Proteus ISIS工作界面各部分的作用。1、编辑区：在编辑区中可编辑原理图，设计各种电路、符号和器件模型等。同时，它也是各种电路的仿真平台。注意：这个窗口是没有滚动条的，可用预览窗口来改变原理图的可视范围。同时，它的操作不同于常用的Windows应用程序，正确的操作是：鼠标单击左键放置元件，滚动中键放缩原理图，单击右键选择元件，双击右键删除元件，先右键后单击左键编辑元件属性，先右键后长按左键拖曳为拖动元件，连线用左键，删除用
5、右键。2、对象预览窗口：对象预览窗口可显示两个内容，一个是在元件列表中选择一个元件时，会显示该元件的预览图；另一个是当鼠标左键单击空白编辑区或在编辑区中放置元件时，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，可在对象预览窗口中单击鼠标左键来改变绿色的方框的位置，从而改变原理图的可视范围，如图3(a)(c)所示。图中，C1的值是1000F，本书电路图及仿真图中电容单位F统一用u代替，不再另作说明。图3(a) 对象预览图（元件）图3(b) 对象预览窗口（原理图）图3(c) 对象预览窗口（原理图）(a)在对象选择器列表中选择元件；(b)
6、在编辑区中放置元件；(c)在对象预览窗口单击鼠标移动绿色方框3、模式选择工具栏。主要模式按钮。图4所示的主要模式按钮图标中从左至右各图标的含义分别为：选择元件(Components)(默认选择)、放置连接点(交叉点)(Junction Dot)、放置标签(Wire Label)、放置文本(Text Script)、绘制总线(Bus)、放置子电路(Sub-Circuit)、即时编辑元件(Instant Edit Mode)(其用法为先单击该图标再单击要修改的元件)。图4 主要模式按钮图标小工具箱按钮。图5所示的小工具箱按钮图标中从左至右各图标的含义分别为：终端(Terminals)，有VCC、地
7、、输出、输入等终端；器件引脚(Device Pin)，用于绘制引脚；仿真图表(Simulation Graph)，用于各种分析，如噪声分析(Noise Analysis)；录音机(Tape Recorder)；信号发生器(Generator)；电压探针(Voltage Probe)；电流探针(Current Probe)；虚拟仪表(Virtual Instruments)，有示波器等。图5 小工具箱按钮图标 2D绘图按钮。图6所示的2D绘图按钮图标中从左至右各图标的含义分别为：画各种直线(Line)，画各种方框(Box)，画各种圆(Circle)，画各种圆弧(Arc)，画各种多边形(2D Pa
8、th)，画各种文本(Text)，画符号(Symbol)，画原点(Marker)。图6 2D绘图按钮图标4、元件列表(The Object Selector)。用于挑选元件(Components)、终端接口(Terminals)、信号发生器(Generators)、仿真图表(Graph)等。例如，当选择“元件(Components)”时，单击“P”按钮会打开“挑选元件”对话框，选择了一个元件(按“OK”)后，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即可，如图7(a)(c)所示。图7（a） 元件列表（选择元件）图7（b） 元件列表（输入元件名称）图7（c） 元件列表（列表
9、中显示元件）5、方向工具栏。 旋转：，旋转角度只能是90的整数倍。 翻转：，完成水平翻转和垂直翻转。 使用方法：先用鼠标右键单击欲修改的选择元件，再用鼠标左键单击相应的旋转图标。6、仿真工具栏。图8所示的仿真控制按钮图标中从左至右各图标的含义分别为：运行(Execute)、单步运行(Step Over)、暂停(Pause)、停止(Stop)。图8 仿真控制按钮图标随着Proteus软件的不断升级，Proteus中的库元器件和模型会不断丰富和完善。注意：使用Proteus元器件库中可操作的模型仿真时应选择ACTIVE或DISPLAY等库中的元件，否则在仿真时不能进行动态仿真。三、应用举例由于本书
10、以介绍电子技术的知识为主，在这里我们以简单的实例介绍一下在以后学习过程中常用的Proteus的相关内容，有关Proteus软件的详细介绍读者可以参考一些专门介绍Proteus软件的书籍以及互联网上的资料。设计要求：设计一个简单的流水灯电路，如图9所示。图9 流水灯电路设计步骤如下：(1)将所需元器件加入到对象选择器窗口。单击对象选择器按钮，如图10所示。弹出“Pick Devices”页面，在“Keywords”中输入1N4007，系统在对象库中进行搜索查找，并将搜索结果显示在“Results”中，如图11所示。在“Results”栏中的列表项中双击“1N4007”，则可将“1N4007”添加
11、至对象选择器窗口。图10 选择元器件图11 选择二极管接着在“Keywords”栏中重新输入CAP-ELEC，如图12所示。双击“CAP-ELEC”，则可将“CAP-ELEC”添加至对象选择器窗口。图12 选择电容接着在“Keywords”栏中重新输入RES，如图13所示。双击“RES”，则可将“RES”添加至对象选择器窗口。图13 选择电阻接着在“Keywords”栏中重新输入“NPN”，如图14所示。双击“NPN”，则可将“NPN”型三极管添加至对象选择器窗口。图14 选择NPN型三极管接着在“Keywords”栏中重新输入“LED-”，如图15所示。双击“LED-YELLOW”，则可将“
12、LED-YELLOW”添加至对象选择器窗口。图15 选择发光二极管接着在“Keywords”栏中重新输入“ALTERANTOR”，如图15所示。双击“ALTERANTOR”，则可将“ALTERANTOR”添加至对象选择器窗口。图16 选择电源经过以上操作，在对象选择器窗口中，已有了1N4007、CAP-ELEC、NPN型三极管、LED-YELLOW、RES和ALTERANTOR六个元器件对象。若单击RES，则在预览窗口中可见到RES的引脚图，如图17所示。图17 预览窗口引脚图注意：此时在绘图工具栏中的元器件按钮处于选中状态。(2) 放置元器件至图形编辑窗口。在对象选择器窗口中，选中RES，将
13、鼠标置于图形编辑窗口该对象的欲放置位置，单击鼠标左键，该对象被完成放置如图18所示。图18 放置电阻(3)双击放置在原理图中的电阻，将会出现元件属性对话框，如图19所示，再次对话框中可以设置电阻的阻值。图19 元件属性对话框同理，将其他元器件放置到图形编辑窗口中，如图20所示。图20 放置元器件若对象位置需要移动，则可将鼠标移到该对象上，单击鼠标右键，此时该对象的颜色已变至红色，表明该对象已被选中，按下鼠标左键，拖动鼠标，将对象移至新位置后，松开鼠标，完成移动操作。由于电阻R1、R3、R5的型号和电阻值均相同，因此可利用复制功能作图。将鼠标移到R1，单击鼠标右键，选中R1，在工具栏中，单击复制
14、按钮，拖动鼠标，按下鼠标左键，将对象复制到新位置，如此反复，直到按下鼠标右键，结束复制。注意：复制时系统将自动区分电阻名的标识。 (4) 元器件之间的连线。在Proteus ISIS中画连接线时，系统会自动检测。当鼠标的指针靠近元器件引脚时，跟着鼠标的指针就会出现一个“”号，表明找到了元器件的连接点，单击鼠标左键，移动鼠标(不用拖动鼠标)，屏幕上将出现成90折线的粉红色连接线(Proteus的线路自动路径功能)，将鼠标的指针靠近预连接的目标元器件引脚，跟着鼠标的指针就会出现一个“”号，表明找到了目标元器件引脚的连接点，同时单击鼠标左键，粉红色的连接线变成深绿色，如图21所示。图21 画连接线P
15、roteus具有线路自动路径功能(简称WAR)，当选中两个连接点后，WAR将选择一个合适的路径连线。WAR可通过使用工具栏中的“WAR”命令按钮来关闭或打开，也可以在菜单栏的“Tools”下找到这个图标。同理，我们可以完成其他连线，在此过程的任何时刻都可以按Esc键或者单击鼠标的右键来放弃画线。（5）连接完所有的线后就可以仿真了，在Proteus工作界面的左下角，单击仿真图标，即可开始仿真。仿真结果如图22所示。图22 流水灯仿真原理图（6） 添加电压探针。若调试过程需要了解某点电位，则可单击绘图工具栏中的电压探针按钮。在图形编辑窗口预观察的点放置电压探针，如图23所示。放置电流探针的方法也是一样的。注意：放置电压探针时，当探针与线路不连接时，电压探针名默认为“?”，当电压探针的连接点与导线或者总线连接后，电压探针名自动更改为已标注的导线名、总线名或者与该导线连接的设备引脚名。图23 添加电压探针