Proteus使用入門教程.ppt

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1.1.2 Proteus VSM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。,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。 DEdge：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)。 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) 高級仿真(ASF)實(shí)例(741放大電路分析)如圖1-5所示。,,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)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,,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,,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對程序進(jìn)行修改，如圖1-10所示。,,圖1-10 Proteus與Keil的聯(lián)調(diào),,1.1.3 Proteus ARES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。,圖1-11 Proteus的PCB三維預(yù)覽,,1.2 Proteus跟我做 1.2.1 Proteus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。,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)“ISIS 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。 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)對話框，如圖1-15所示。 圖1-15 元件拾取對話框,ISIS 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。 (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。我們在取一個(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(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元件名熟悉之后，為節(jié)約時(shí)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(gè)清楚的概念，利于以后對大量元件的拾取。,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。 圖1-18 元件拾取后的界面,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(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，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) 、 、 、 可改變元件的方向及對稱性。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File→Save 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(kuò)展名系統(tǒng)自動(dòng)添加。 下面改變元件參數(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)對話框，把R1的Resistance(阻值)由10kΩ改為1kΩ，把R2的阻值由10kΩ改為100Ω(缺省單位為Ω)。,Edit Component(元件屬性設(shè)置)對話框如圖1-21所示。 圖1-21 元件屬性設(shè)置對話框,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(xiàng)，再取消選擇“Visible”選項(xiàng)，單擊“OK”即可。,圖1-22 “TEXT”屬性設(shè)置對話框,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)對話框,接著出現(xiàn)Edit Design Defaults(編輯模板設(shè)計(jì))對話框，如圖1-24所示。在“Show hidden text”選項(xiàng)中把對勾去掉，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”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對話框,,在隨后打開的對話框中，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。看到燈閃了一下，如圖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,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(OSCILLOSCOPE)、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)對話框，照圖完成設(shè)置。 圖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)及仿真,從上一節(jié)一階動(dòng)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(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，前一級的輸出作為后一級的時(shí)鐘信號(hào)。觀察四個(gè)觸發(fā)器輸出端所組成的二進(jìn)制數(shù)的變化是否為0~F(即0000~1111)。,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”，元件拾取到對象選擇器中。,圖1-33 元件拾取對話框,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。 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，我們在每個(gè)觸發(fā)器的輸出端Q連接一個(gè)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(gè)邏輯探測器。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 加上邏輯電平探測器和七段數(shù)碼管后的電路 按下仿真運(yùn)行按鈕，四個(gè)邏輯探測器組成的四位二進(jìn)制數(shù)從0000~1111變化，而七段數(shù)碼管則顯示0~F。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)電壓探針接在被測點(diǎn)，左側(cè)圖標(biāo) 和 分別為電壓和電流探針。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【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(0.047μF)，設(shè)R1與R2相等，則R1=R2=100kΩ。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，最好不要在示波器界面上關(guān)閉示波器，否則下次仿真運(yùn)行時(shí)示波器將不會(huì)再出現(xiàn)，需要從主菜單的“Debug”→“Digital Oscilloscope”中調(diào)出。,圖1-43 555多諧振蕩器,圖1-44 示波器界面,1.2.4 89C51與8255接口電路的調(diào)試及仿真,以上兩個(gè)例子是基于電工電子技術(shù)的電路設(shè)計(jì)與仿真。其實(shí)，Proteus真正超群之處在于它對單片機(jī)電路的設(shè)計(jì)與仿真。它與單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)軟件Keil兼容，能夠把Keil編譯好的“*.Hex”文件置入Proteus的單片機(jī)硬件中，從而實(shí)現(xiàn)軟硬件一體的電路仿真。 首先要確定計(jì)算機(jī)中已經(jīng)安裝了Keil 軟件，當(dāng)然也可以在Proteus ISIS提供的源代碼編輯器中來進(jìn)行，具體參看第7章。在Keil中新建一個(gè)“Test 1.uv2”工程文件，在其下的“test1.asm”文件中的匯編程序如圖1-45所示。,圖1-45 Keil 軟件下的匯編程序 這段程序首先設(shè)8255 I/O 的控制地址為7FFFH；接下來的三句是寫8255的控制字80H到8255的7FFFCH，設(shè)8255的PA口為輸出口；最后兩句把一個(gè)字節(jié)數(shù)0FH通過數(shù)據(jù)指針?biāo)偷?255的PA口。編譯后生成“Test1.hex”文件。,這段程序首先設(shè)8255 I/O 的控制地址為7FFFH；接下來的三句是寫8255的控制字80H到8255的7FFFCH，設(shè)8255的PA口為輸出口；最后兩句把一個(gè)字節(jié)數(shù)0FH通過數(shù)據(jù)指針?biāo)偷?255的PA口。編譯后生成“Test1.hex”文件。 在Proteus中，照圖1-46拾取元件并連接電路。元件清單為AT89C51、74LS373、8255A、LOGICPROBE，其中74LS373為地址鎖存器。,圖1-46 仿真運(yùn)行中的電路 電路連接好后，雙擊AT89C51芯片，出現(xiàn)如圖1-47所示的對話框。在“Program File”一項(xiàng)中查找“test1.hex”文件的路徑并加上該文件即可。,開始仿真，則8255的PA口輸出如圖1-46所示的00001111數(shù)值，即0FH。這和在Keil 中的匯編語言程序相吻合。 圖1-47 Keil 的“test 1.hex”文件載入單片機(jī)AT89C51中,以上三個(gè)例子分別為電路分析、電子技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)中的三個(gè)電路，可以照顧到初學(xué)者的不同知識(shí)層次。這里，我們只介紹了Proteus的部分功能，即電路設(shè)計(jì)與仿真，因?yàn)榉抡嫘Ч恼故究梢栽黾映鯇W(xué)者學(xué)習(xí)的興趣，使初學(xué)者對此軟件有一個(gè)總體的把握。其實(shí)，Proteus軟件還有與Protel軟件同樣的電子線路設(shè)計(jì)與制版功能。其閃光之處還在于其對單片機(jī)電路的仿真，正如最后一個(gè)例子所介紹的，它能把單片機(jī)的程序嵌入到硬件中，實(shí)現(xiàn)其他仿真軟件所不能實(shí)現(xiàn)的仿真效果。,