Proteus教程

前言

　　Proteus嵌入式系統(tǒng)仿真與開發(fā)平臺(tái)是由英國Labcenter公司開發(fā)的，是目前世界上最先進(jìn)、最完整的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)。它是一種可視化的支持多種型號(hào)單片機(jī)(如51、PIC、AVR、Motorola hcll等)，并且支持與當(dāng)前流行的單片機(jī)開發(fā)環(huán)境(Keil、MPLAB、IAR)連接調(diào)試的軟硬件仿真系統(tǒng)。Proteus除了具有和其他EDA工具一樣的原理圖、PCB自動(dòng)或人工布線及電路仿真功能外，針對(duì)微控制系統(tǒng)與外設(shè)的混合電路的電路仿真、軟件仿真、系統(tǒng)協(xié)同仿真也做到了一體化和互動(dòng)效果，是目前電子設(shè)計(jì)愛好者廣泛使用的電子線路設(shè)計(jì)與仿真軟件Protel 和Multisim功能的聯(lián)合和進(jìn)一步擴(kuò)展?！　roteus軟件已有近20年的歷史，在全球擁有龐大的企業(yè)用戶群，是目前唯一能夠?qū)Ω鞣N處理器進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真、調(diào)試與測試的EDA工具，真正實(shí)現(xiàn)了在沒有目標(biāo)原型時(shí)就可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、測試與驗(yàn)證。由于Proteus軟件包括逼真的協(xié)同仿真功能，得到了包括劍橋大學(xué)在內(nèi)的眾多大學(xué)用戶作為電子學(xué)或嵌入式系統(tǒng)的課程教學(xué)、實(shí)驗(yàn)和水平考試平臺(tái)。目前，Proteus在國內(nèi)單片機(jī)開發(fā)者及單片機(jī)愛好者之中已開始普及，有很多開發(fā)者已經(jīng)開始用此開發(fā)環(huán)境進(jìn)行仿真。　　雖然Proteus軟件功能強(qiáng)大，性能卓越，但是由于該軟件進(jìn)入國內(nèi)時(shí)間不長，目前國內(nèi)相關(guān)的軟件教程較少，并且起點(diǎn)高，主要適合單片機(jī)愛好者和單片機(jī)高手閱讀，使得該軟件不能被更多的電子類工程人員和學(xué)生認(rèn)知和使用。而部分老師在教學(xué)和科研中非常喜歡Proteus軟件，并且積累了一些經(jīng)驗(yàn)，在這里，我們把Proteus軟件的全部功能和優(yōu)越性能及大量的實(shí)例進(jìn)行總結(jié)和整理，愿與廣大電子學(xué)愛好者一起分享?！　”緯鴮?duì)Proteus軟件功能進(jìn)行全面介紹，與一般軟件教程的明顯區(qū)別在于，一開始并不羅列大量的菜單，而是以簡單的電路仿真實(shí)例逐步激發(fā)初學(xué)者的興趣，在例子中學(xué)會(huì)關(guān)鍵菜單和主要工具命令，逐步加深，最后對(duì)命令進(jìn)行總結(jié)和回顧。雖然本書的重點(diǎn)是單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真，但為了使具有電子學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的讀者也能使用該軟件，仍對(duì)電路分析、模擬電路和數(shù)字電路等基礎(chǔ)學(xué)科的電路設(shè)計(jì)與仿真做系統(tǒng)的講解和分析，同時(shí)對(duì)PCB設(shè)計(jì)作詳細(xì)介紹。豐富的實(shí)例教學(xué)，使學(xué)習(xí)變得輕松而愉快。　　本書共分三大部分：電子線路仿真與設(shè)計(jì)(電路分析、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等電路設(shè)計(jì)仿真)，單片機(jī)系統(tǒng)仿真(Keil與Proteus的完美結(jié)合)及層次電路和PCB設(shè)計(jì)。每篇都有相應(yīng)的實(shí)例，例子選用每個(gè)學(xué)科中具有代表性的電路，給出原理圖設(shè)計(jì)方法與步驟，包括參數(shù)的選擇；內(nèi)容安排按學(xué)科進(jìn)程由易到難，適合不同層次的電子學(xué)愛好者，而對(duì)于單片機(jī)設(shè)計(jì)與開發(fā)者來說又有重中之重的內(nèi)容安排。　　本書的讀者對(duì)象是廣大電子技術(shù)愛好者、在校電類工科大學(xué)生以及單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)者，同時(shí)本書也可作為高校電路設(shè)計(jì)與仿真類課程的教材及電子技術(shù)和單片機(jī)教學(xué)課程設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)教材。　　本書共9章，由南陽理工學(xué)院的朱清慧、張鳳蕊、翟天嵩、王志奎、牛軍、薛曉、胡念英、李鑒、陳永輝、陳紹東、尉喬南老師及平頂山學(xué)院的王艷輝老師共同編寫完成。全書由朱清慧統(tǒng)稿、審定。具體章節(jié)的編寫情況為：朱清慧編寫第1章和第3章的3.3節(jié)；陳紹東編寫第2章的2.1～2.5節(jié)；尉喬南編寫第2章的2.6節(jié)；陳永輝編寫第3章的3.1～3.2節(jié)；張鳳蕊編寫第4章；王志奎編寫第5章的5.1～5.5節(jié)；李鑒編寫第6章的6.1～6.8節(jié)；牛軍編寫第7章的7.1～7.4節(jié)；薛曉編寫第7章的7.5節(jié)；翟天嵩編寫第8章；王艷輝編寫第9章；胡念英編寫第5章的5.6節(jié)和第6章的6.9～6.15節(jié)?！　∮捎诰幷咚接邢?，書中難免存在不足之處，還望廣大讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　《Proteus教程：電子線路設(shè)計(jì)、制版與仿真》詳細(xì)介紹Poteus軟件在電子線路設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用，可劃分為三大部分，即基礎(chǔ)應(yīng)用、單片機(jī)設(shè)計(jì)、層次電路及PCB設(shè)計(jì)。第1～3章循序漸進(jìn)地介紹Proteus ISIS的具體功能；第4和第5章介紹基于Proteus ISIS的模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)的設(shè)計(jì)與仿真；第6和第7章對(duì)51系列單片機(jī)電路的設(shè)計(jì)和仿真做了大量的實(shí)例講解，并且對(duì)源程序與硬件電路的交互仿真做了重點(diǎn)介紹；第8和第9章講述了Proteus ISIS的層次原理圖設(shè)計(jì)及Proteus ARES的PCB印刷電路板設(shè)計(jì)過程?！禤roteus教程：電子線路設(shè)計(jì)、制版與仿真》所引實(shí)例是作者多年教學(xué)和實(shí)際工作中的典型實(shí)例的總結(jié)和積累，經(jīng)過充分的仿真驗(yàn)證和實(shí)際應(yīng)用，讀者在學(xué)習(xí)時(shí)很容易上手。《Proteus教程：電子線路設(shè)計(jì)、制版與仿真》的特色是通過實(shí)例學(xué)習(xí)軟件，不用層層疊疊的菜單命令來困擾讀者；內(nèi)容編排上由淺及深，循序漸進(jìn)，引領(lǐng)讀者逐步深入Proteus的學(xué)習(xí)和應(yīng)用?！禤roteus教程：電子線路設(shè)計(jì)、制版與仿真》結(jié)構(gòu)清晰，語言通俗易懂，可作為高校電路設(shè)計(jì)與仿真類課程的教材及電子技術(shù)和單片機(jī)教學(xué)課程設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)教材，也可作為廣大電子技術(shù)愛好者、在校電類工科大學(xué)生以及單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)者的自學(xué)用書。

書籍目錄

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—— Proteus1.1.2 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2章 Proteus ISIS的原理圖設(shè)計(jì)2.1 Proteus ISIS編輯環(huán)境2.1.1 Proteus ISIS編輯環(huán)境簡介2.1.2 進(jìn)入Proteus ISIS編輯環(huán)境2.2 Proteus ISIS的編輯環(huán)境設(shè)置2.2.1 選擇模板2.2.2 選擇圖紙2.2.3 設(shè)置文本編輯器2.2.4 設(shè)置格點(diǎn)2.3 Proteus ISIS的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置2.3.1 設(shè)置BOM2.3.2 設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境2.3.3 設(shè)置路徑2.3.4 設(shè)置鍵盤快捷方式2.3.5 設(shè)置Animation選項(xiàng)2.3.6 設(shè)置仿真器選項(xiàng)2.4 一般電路原理圖設(shè)計(jì)2.4.1 電路原理圖的設(shè)計(jì)流程2.4.2 電路原理圖的設(shè)計(jì)方法和步驟2.5 Proteus電路繪圖工具的使用2.6 Proteus ISIS的庫元件認(rèn)識(shí)2.6.1 庫元件的分類2.6.2 各子類介紹第3章 Proteus的虛擬仿真工具3.1 激勵(lì)源3.1.1 直流信號(hào)發(fā)生器3.1.2 正弦波信號(hào)發(fā)生器3.1.3 脈沖發(fā)生器3.1.4 指數(shù)脈沖發(fā)生器3.1.5 單頻率調(diào)頻波發(fā)生器3.1.6 分段線性激勵(lì)源3.1.7 FILE信號(hào)發(fā)生器3.1.8 音頻信號(hào)發(fā)生器3.1.9 數(shù)字單穩(wěn)態(tài)邏輯電平發(fā)生器3.1.10 數(shù)字單邊沿信號(hào)發(fā)生器3.1.11 單周期數(shù)字脈沖發(fā)生器3.1.12 數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器3.1.13 數(shù)字模式信號(hào)發(fā)生器3.2 虛擬儀器3.2.1 示波器3.2.2 邏輯分析儀3.2.3 計(jì)數(shù)器/定時(shí)器3.2.4 虛擬終端3.2.5 SPI調(diào)試器3.2.6 I2C調(diào)試器3.2.7 信號(hào)發(fā)生器3.2.8 模式發(fā)生器3.2.9 電壓表和電流表3.3 圖表仿真第4章 模擬電路實(shí)驗(yàn)與綜合設(shè)計(jì)4.1 模擬電路實(shí)驗(yàn)4.1.1 模擬電路常用器件與儀器4.1.2 單管共射放大器及負(fù)反饋4.1.3 射極跟隨器4.1.4 差動(dòng)放大器4.1.5 低頻功率放大器4.1.6 RC正弦波振蕩器4.2 直流可調(diào)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)第5章 數(shù)字電路的分析與設(shè)計(jì)5.1 數(shù)字電路中的常用元件與儀器5.1.1 CMOS 4000系列5.1.2 TTL 74系列5.1.3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器5.1.4 可編程邏輯器件及現(xiàn)場可編程邏輯陣列5.1.5 顯示器件5.1.6 調(diào)試工具5.2 555定時(shí)器5.2.1 555定時(shí)器的內(nèi)部構(gòu)成5.2.2 555定時(shí)器組成的多諧振蕩器5.2.3 555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)電路5.3 四路彩燈5.3.1 核心器件74LS194簡介5.3.2 題目分析與設(shè)計(jì)5.3.3 仿真5.3.4 擴(kuò)展電路5.4 八路搶答器5.4.1 核心器件74LS148簡介5.4.2 題目分析與設(shè)計(jì)5.5 數(shù)字鐘5.5.1 核心器件74LS90簡介5.5.2 分步設(shè)計(jì)與仿真5.6 音樂教室控制臺(tái)5.6.1 核心器件74LS190簡介5.6.2 題目分析與設(shè)計(jì)第6章 MCS-51單片機(jī)接口基礎(chǔ)6.1 匯編源程序的建立與編譯6.1.1 Proteus中的源程序設(shè)計(jì)與編譯6.1.2 Keil ?Vision中的源程序設(shè)計(jì)與編譯6.2 Proteus與單片機(jī)電路的交互式仿真與調(diào)試6.2.1 加載目標(biāo)代碼6.2.2 單片機(jī)系統(tǒng)的Proteus交互仿真6.2.3 調(diào)試菜單與調(diào)試窗口6.2.4 觀察窗口6.3 I/O口輸入輸出應(yīng)用6.3.1 Proteus電路設(shè)計(jì)6.3.2 源程序設(shè)計(jì)6.3.3 Proteus調(diào)試與仿真6.3.4 總結(jié)與提示6.4 4×4矩陣式鍵盤識(shí)別技術(shù)6.4.1 Proteus電路設(shè)計(jì)6.4.2 源程序設(shè)計(jì)6.4.3 Proteus調(diào)試與仿真6.4.4 總結(jié)與提示6.5 動(dòng)態(tài)掃描顯示6.5.1 Proteus電路設(shè)計(jì)6.5.2 源程序設(shè)計(jì)6.5.3 Proteus調(diào)試與仿真6.5.4 總結(jié)與提示6.6 8×8點(diǎn)陣LED顯示6.6.1 Proteus電路設(shè)計(jì)6.6.2 源程序設(shè)計(jì)6.6.3 Proteus設(shè)計(jì)與仿真6.6.4 總結(jié)與提示6.7 I/O口的擴(kuò)展6.7.1 Proteus電路設(shè)計(jì)6.7.2 源程序設(shè)計(jì)6.7.3 Proteus調(diào)試與仿真6.7.4 總結(jié)與提示6.8 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)6.8.1 Proteus電路設(shè)計(jì)6.8.2 源程序設(shè)計(jì)6.8.3 Proteus設(shè)計(jì)與仿真6.8.4 總結(jié)與提示6.9 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展6.9.1 Proteus電路設(shè)計(jì)6.9.2 源程序設(shè)計(jì)6.9.3 Proteus調(diào)試與仿真6.9.4 總結(jié)與提示6.10 外部中斷實(shí)驗(yàn)6.10.1 Proteus電路設(shè)計(jì)6.10.2 源程序設(shè)計(jì)6.10.3 Proteus調(diào)試與仿真6.10.4 總結(jié)與提示6.11 單片機(jī)與PC機(jī)間的串行通信6.11.1 Proteus電路設(shè)計(jì)6.11.2 源程序設(shè)計(jì)6.11.3 Proteus調(diào)試與仿真6.11.4 總結(jié)與提示6.12 單片機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的接口技術(shù)6.12.1 Proteus電路設(shè)計(jì)6.12.2 源程序設(shè)計(jì)6.12.3 Proteus調(diào)試與仿真6.12.4 總結(jié)與提示6.13 單片機(jī)與直流電動(dòng)機(jī)的接口技術(shù)6.13.1 Proteus電路設(shè)計(jì)6.13.2 源程序設(shè)計(jì)6.13.3 Proteus調(diào)試與仿真6.13.4 總結(jié)與提示6.14 基于DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換器的數(shù)控電源6.14.1 Proteus電路設(shè)計(jì)6.14.2 源程序設(shè)計(jì)6.14.3 Proteus調(diào)試與仿真6.14.4 總結(jié)與提示6.15 基于ADC0808模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字電壓表6.15.1 Proteus電路設(shè)計(jì)6.15.2 源程序設(shè)計(jì)6.15.3 Proteus調(diào)試與仿真6.15.4 總結(jié)與提示第7章 AT89C51單片機(jī)綜合設(shè)計(jì)7.1 單片機(jī)間的多機(jī)通信7.1.1 Proteus電路設(shè)計(jì)7.1.2 源程序設(shè)計(jì)7.1.3 Proteus調(diào)試與仿真7.1.4 總結(jié)與提示7.2 I2C總線應(yīng)用技術(shù)7.2.1 Proteus電路設(shè)計(jì)7.2.2 源程序設(shè)計(jì)7.2.3 Proteus調(diào)試與仿真7.2.4 用I2C調(diào)試器監(jiān)視I2C總線7.2.5 總結(jié)與提示7.3 基于單片機(jī)控制的電子萬年歷7.3.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求7.3.2 設(shè)計(jì)背景7.3.3 電路設(shè)計(jì)7.3.4 系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)7.3.5 系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)7.4 基于DS18B20的水溫控制系統(tǒng)7.4.1 Proteus電路設(shè)計(jì)7.4.2 源程序清單7.4.3 Proteus調(diào)試與仿真7.5 基于單片機(jī)的24×24點(diǎn)陣LED漢字顯示7.5.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求7.5.2 設(shè)計(jì)背景簡介7.5.3 電路設(shè)計(jì)7.5.4 系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)7.5.5 系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)7.5.6 系統(tǒng)仿真第8章 Proteus ISIS的元件制作和層次原理圖設(shè)計(jì)8.1 原理圖元件制作8.2 元件的編輯8.3 利用其他人制作的元件8.4 層次原理圖設(shè)計(jì)8.5 模塊元器件的設(shè)計(jì)8.6 網(wǎng)絡(luò)表文件的生成8.6.1 網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)概念8.6.2 網(wǎng)絡(luò)表的生成8.7 電氣規(guī)則檢查8.8 元件報(bào)表第9章 Proteus ARES的PCB設(shè)計(jì)9.1 Proteus ARES編輯環(huán)境9.1.1 Proteus ARES工具箱圖標(biāo)按鈕9.1.2 Proteus ARES菜單欄9.2 印制電路板(PCB)設(shè)計(jì)流程9.3 為元件指定封裝9.4 元件封裝的創(chuàng)建9.4.1 放置焊盤9.4.2 分配引腳編號(hào)9.4.3 添加元件邊框9.4.4 元件封裝保存9.5 網(wǎng)絡(luò)表的導(dǎo)入9.6 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置9.6.1 設(shè)置電路板的工作層9.6.2 環(huán)境設(shè)置9.6.3 柵格設(shè)置9.6.4 路徑設(shè)置9.7 編輯界面設(shè)置9.8 布局與調(diào)整9.8.1 自動(dòng)布局9.8.2 手工布局9.8.3 調(diào)整元件標(biāo)注9.9 設(shè)計(jì)規(guī)則的設(shè)置9.9.1 設(shè)置設(shè)計(jì)規(guī)則9.9.2 設(shè)置默認(rèn)設(shè)計(jì)規(guī)則9.10 布線9.10.1 手工布線9.10.2 自動(dòng)布線9.10.3 自動(dòng)整理9.11 設(shè)計(jì)規(guī)則檢測9.12 后期處理及輸出9.12.1 PCB敷銅9.12.2 PCB的三維顯示9.12.3 PCB的輸出9.13 多層PCB電路板的設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　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。Proteus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?、電子技術(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　　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，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 集成化的電路虛擬仿真軟件——Proteus　　Proteus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。　　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)?！　RES——高級(jí)PCB布線編輯軟件?！　≡赑roteus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)，再到電路板完成的流程如圖1-2所示。

編輯推薦

　　《Proteus教程：電子線路設(shè)計(jì)、制版與仿真》特色：　　理論與實(shí)踐相結(jié)合，結(jié)構(gòu)清晰，內(nèi)容全面，突出Proteus電子線路設(shè)計(jì)、制版與仿真的方法和技巧?！　∶嫦驊?yīng)用，實(shí)例豐富。文中不羅列大量的菜單，而以具體實(shí)例激發(fā)讀者的學(xué)習(xí)興趣，切實(shí)提高讀者的實(shí)際動(dòng)手能力。實(shí)例中的關(guān)鍵步驟，都給予特別說明，使讀者掌握相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)。所附光盤中給出實(shí)例源文件、視頻教程和Proleus 7.2教學(xué)版軟件，學(xué)習(xí)更輕松。

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