Proteus数字电路的设计与仿真
Multisim和Proteus仿真在数字电路课程教学中的应用
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｕｒｓｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｏｆ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｉｎ ｙｅａｒｓ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｈｏｗ ｔｏ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ Ｍｕｌｔｉｓｉｍ ａｎｄ Ｐｒｏｔｅｕｓ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｉｎｔｏ ｃｏｕｒｓｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ．Ｓｏｍｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｅｘａｍｐｌｅｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｍｕｌｔｉｓｉｍ ａｎｄ Ｐｒｏｔｅｕｓ ａｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｕｒｓｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏ－ ｇｙ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｂｅｎｅｆｉｃｉａｌ ｔｏ ｓｔｕｄｅｎｔｓ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｔｏ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｄ ｔｈｅ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓ ａｎｄ ｅｍｐｈａｓｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｕｒｓｅ ｂｕｔ ａｌｓｏ ｔｏ ｍａｋｅ ｔｈｅ ｃｌａｓｓ ｉｎｔｅｒｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｌｉｖｅｌｙ．Ｍｕｌｔｉｓｉｍ ａｎｄ Ｐｒｏｔｅｕｓ ａｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｒｅｆｏｒｍ ｔｈｅ ｃｏｕｒｓｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ， ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｅｎｒｉｃｈ ｔｈｅ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｓｔｕｄｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｉｓ ｃｏｕｒｓｅ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｓｔｕｄｅｎｔｓ’ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ａｎｄ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｈｉｐｓ．Ｍｏｒｅｖｅｒ，ｉｔ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｅｒｒｏｒ ａｒｏｕｓｅｄ ｂｙ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｌａ－ ｂｏｒａｔｏｒｙ．Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｕｌｔｉｓｉｍ ａｎｄ Ｐｒｏｔｅｕｓ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｐｌａｙｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｑｕａｌｉｔｙ， ｃｕｌｔｉｖａｔｉｎｇ ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ ａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｓｉｎｇ ａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅ ｆｅｅｄｂａｃｋ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｉｎａｌ ｇｒａｄｅｓ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ｆｒｏｍ ｓｔｕｄｅｎｔｓ ｄｅｍｏｎ－ ｓｔｒａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｍｏｄｅ ｏｆ ａｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｕｒｓｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｉｇｉｔａｌ ｃｉｒｃｕｉｔ；Ｍｕｌｔｉｓｉｍ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；Ｐｒｏｔｅｕｓ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｃｏｕｒｓｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃ ｔｅａｃｈｉｎｇ
Proteus教程—电子线路设计、制版与仿真(第3版)第3章 Proteus 虚拟仿真工具
第3 章
Proteus 虚拟仿真工具
(6) 在图3-10中双击，出现如图3-11所示的图表设置对话框。把其中的 “Stop time”改为6(秒)。 (7) 单击工具箱中的“Terminals Mode”按钮 ，在对象选择器中将出现 各种终端，如图3-12所示。选择“DEFAULT”缺省项，然后放置到原理图编
Fall time constant(Secs)：下降沿持续时
间。 (2) 在图3-8中的“Generator Name”中 输入指数脉冲发生器的名称，并在相应的 项目中输入合适的值。 (3) 设置完成后，单击“OK”按钮。
第3 章
Graph”按钮
Proteus 虚拟仿真工具
(4) 用仿真图表观测输出波形。单击工具箱中的仿真图表“Simulation
下面我们结合电路分析实例，对Proteus VSM下的虚拟仿真仪器和工具逐
一介绍。
第3 章
Proteus 虚拟仿真工具
3.1 激 励 源
激励源为电路提供输入信号。Proteus ISIS 为用户提供了如表3-1所示的
各种类型的激励源，允许对其参数进行设置。
名 Байду номын сангаас DC 符 号 意 义 直流信号发生器
口出现直流信号发生器的符号，如右图 所示。 (3) 在编辑窗口双击，则直流信号发生器 被放置到原理图编辑界面中。可使用镜像、翻 转工具调整直流信号发生器在原理图中的位置。
第3 章
Proteus 虚拟仿真工具
(1) 在原理图编辑区中，用 鼠标左键双击直流信号发生器
符号，出现如图3-2所示的属性
设置对话框。 (2) 默认为直流电压源，可 以在右侧设置电压源的大小。 (3) 如果需要直流电流源， 则 在 图 3-2 中 选 中 左 侧 下 面 的 “ Current Source ”，右侧自动
Proteus实例教程
本章主要内容
4.1 交通灯控制 4.2 直流可调稳压电源 4.3 数字钟 4.4 串/并行数据转换器
4.1 交通灯控制
设计任务： 在Proteus中设计一个十字路口交通灯信号控制器，要求：
(1) 主、支干道交替通行，主干道每次放行30秒，支干道每次放 行20秒；
(2) 绿灯亮表示可以通行，红灯亮表示禁止通行； (3) 每次绿灯变红时，黄灯先亮5秒(此时另一干道红灯以1Hz的
从Proteus的元件库中取变压器“TRAN-2P2S”，在原边接 交流电源“ALTERNATOR”，原副边分别接交流电压表以测量 其有效值，变压器的原副边同时接地，并与直流部分共地。
图4-4 直流稳压电源的组成
4.2.2 电路设计与仿真
1. 变压电路 直流电源通常从市电取电，把220V、50Hz的单相交流电先
降压，变成所需的交流电，然后再整流。根据桥式整流电路和电 容滤波电路的输出与输入电压的比例关系，从输出电压的最大值 37V倒推，可以算出所使用的降压变压器的副边电压有效值应为 29V左右。
《Proteus实例教程》——
第4章 电子技术课程设计
电子技术课程设计的主要目的是利用模拟电子技 术和数字电子技术理论知识，设计、仿真、制作完成 一定功能的应用电路，以加深对所学知识的理解，并 对所学知识进行扩充和完善，以提高实践动手能力。 本章利用Proteus强大的电子线路设计与仿真功能，讲 授几个典型电子技术综合课题设计与仿真过程。
(4) 用NE555及电阻、电容设计一个秒脉冲发生器。
4.1.1 电路设计
3. 元件清单列表
元件名称
表4-2 元件清单
所属类
4510
CMOS 4000 series
74LS245
PROTEUS入门教程
实时监控
在仿真过程中，用户可以实时观察电路的各种参数，如电压、电流、频率等，以便更好地理解电路的工作原理。
调试和分析
通过仿真，用户可以发现电路设计中的问题，并进行调试和分析，以优化电路的性能。
电路仿真
Proteus的行为仿真功能可以模拟实际系统的行为，如微控制器、数字逻辑电路、模拟电路等。
模拟实际系统行为
用户可以在仿真过程中设置断点，并单步执行代码，以便逐步跟踪程序的执行过程。
在仿真过程中，用户可以查看和修改变量和寄存器的值，以便更好地理解程序的状态。
数据可视化
Proteus可以生成各种图表，如电压、电流、频率等，以便更好地理解电路或系统的性能。
可视化分析
通过图表分析，用户可以发现电路或系统中的问题，并进行优化。
直观的界面
Proteus软件的界面简洁直观，易于学习和使用，降低了电路设计的门槛。
可视化分析
Proteus软件支持多种可视化分析工具，如波形分析、频谱分析等，帮助用户更好地理解和优化电路设计。
03
集成电路设计
Proteus软件也可以用于集成电路设计，如模拟集成电路和数字集成电路。
01
电子工程
Proteus软件广泛应用于电子工程领域，用于电路系统设计、仿真和分析。
它提供了一个完整的电路设计解决方案，包括原理图设计、电路仿真、PCB设计等功能，使工程师能够快速、准确地设计和验证电路系统。
Proteus软件特点
丰富的元件库
Proteus软件拥有庞大的元件库，包含了各种类型的电子元件，方便用户进行电路设计和仿真。
高效的仿真功能
Proteus软件支持多种仿真模式，包括模拟仿真和数字仿真，能够快速准确地模拟电路的行为和性能。
基于Proteus的数字电子钟的设计与仿真
基于Proteus的数字电子钟的设计与仿真一、设计目的与要求 (1)二、设计内容与方案制定 (1)三、芯片简介 (1)1、AT89C52 (1)2、AT24C02 (2)四、设计步骤 (3)1、硬件电路设计 (3)1.1.硬件电路组成框图 (3)1.2.各单元电路及工作原理 (3)1.3.绘制原理图 (5)1.4.元件清单列表 (6)2、程序设计 (7)2.1程序流程 (7)2.2主程序 (9)2.2.源程序 (10)五、调试与仿真 (22)六、心得体会 (23)七、参考文献 (23)一、设计目的与要求设计目的:通过课程设计，培养学生运用已学知识解决实际问题的能力、查阅资料的能力、自学能力和独立分析问题、解决问题的能力和能通过独立思考。
设计要求:设计一个时、分可调的数字电子钟、断电后将数据保存，开启后时间将从断电后时间继续行走。
二、设计内容与方案制定具有校时功能，按键控制电路其中时键、分键六个键分别控制时、分时间的调整。
按下小时数实现对小时数加减，按下分钟数实现对分钟数进行加减，并设置有复位键，启始键。
以AT89C51单片机进行实现秒、分、时上的正常显示和进位，其中显示功能由单片机控制共阴极数码管来实现，数码管进行动态显示。
通过AT24C02分别写入时、分、秒数据在断电后实现保存，在下次通电后将数据读出保持为断电前数据。
三、芯片简介1、AT89C52AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系2、AT24C02AT24C02支持I2C，总线数据传送协议I2C，总线协议规定任何将数据传件为接收器。
数据传送是由产生串行时钟和所有起始停止信号的主器件控制的。
主器件和从器件都可以作为发送器或接收器，但由主器件控制传送数据（发送或接收）的模式，由于A0、A1和A2可以组成000~111八种情况，即通过器件地址输入端A0、A1和A2可以实现将最多8个AT24C02器件连接到总线上，通过进行不同的配置进行选择器件。
浅谈Proteus软件的应用
浅谈Proteus软件的应用Proteus是一款电路仿真软件，它是电子工程师和电子学生常用的工具。
Proteus软件的应用非常广泛，既可以进行数字电路设计，也可以进行模拟电路设计。
Proteus软件还拥有完善的PCB板设计系统，可以快速实现电路板原型设计和制造。
下面我将详细介绍Proteus软件在电子设计中的应用。
一、电路设计Proteus软件是一款功能齐全的电路设计软件，可以用于模拟、设计和分析各种电路，包括数字电路和模拟电路。
使用Proteus可以轻松模拟各种数字电路和逻辑电路的工作原理。
这对于电子工程师来说非常有用，因为他们可以在设计和实现电路硬件之前，使用Proteus软件预先测试和验证电路的功能和性能。
对于模拟电路设计而言，Proteus拥有许多先进的功能。
可以使用Proteus进行模拟电路设计，如放大器设计、振荡器设计、滤波器设计等等。
Proteus可以通过使用频谱分析器、示波器和逻辑分析器等仪器，对电路进行各种测试和调试。
这种设计方法可以提高电子工程师的设计效率，减少因设计错误而产生的损失。
二、虚拟原型设计Proteus软件可以大大加速电路设计的进程，特别是在构建电子原型时，Proteus的虚拟原型设计功能非常有用。
在Proteus中，可以快速创建数字电路和模拟电路原型，并进行验证、测试和优化。
通过虚拟化检查，设计人员可以更快地检测和解决电路中的错误和问题。
这种预先验证的过程非常有助于加速原型的构建，提高设计代码的质量和稳定性。
三、PCB板设计Proteus软件提供完整的 PCB板设计系统，可以用于制作PCB 电路板设计和制造原型。
Proteus软件具有CAD PCB板设计功能，并且能够进行最小元件布局、元件布线、板块设计和生成Gerber文件等。
设计人员可以使用Proteus软件设计电路图并将其转化为PCB板设计，并快速生成原型。
此外，Proteus软件提供了多种 PCB板制造和优化功能，可确保设计的可靠性和稳定性。
Proteus教程 之 Proteus VSM仿真与分析
图1-16 分类拾取元件示意图
(2) 直接查找和拾取元件
把元件名的全称或部分输入到Pick Devices(元 件拾取)对话框中的“Keywords”栏，在中间的查 找结果“Results”中显示所有电容元件列表，用鼠 标拖动右边的滚动条，出现灰色标示的元件即为找 到的匹配元件，如图1-17所示。 这种方法主要用于对元件名熟悉之后，为节约 时间而直接查找。对于初学者来说，还是分类查找 比较好，一是不用记太多的元件名，二是对元件的 分类有一个清楚的概念，利于以后对大量元件的拾 取。
按图1-20所示元件位置布置好元件。使用界面 左下方的四个图标 、 、 、 可改变元件的 方向及对称性。把两位开关调整成图示的方位。
图1-20 元件布置
先存一下盘。建立一个名为Proteus的目录，选 主菜单File→Save Design As，在打开的对话框中 把文件保存为Proteus目录下的“Cap1.DSN”，只 用输入“Cap1”，扩展名系统自动添加。 下面改变元件参数。 左键双击原理图编辑区中的电阻R1，弹出 “Edit Component”(元件属性设置)对话框，把R1的 Resistance(阻值)由10kΩ改为1kΩ，把R2的阻值由 10kΩ改为100Ω(缺省单位为Ω)。
图1-14 ISIS Professional的编辑界面
在弹出的对话框中选择“No”，选中“以后不再 显示此对话框”，关闭弹出提示。 本例所用到的元件清单如表1-1所示。
表1-1 例1的元件清单
用鼠标左键单击界面左侧预览窗口下面的“P” 按钮，如图1-14所示，弹出“Pick Devices”(元件拾 取)对话框，如图1-15所示。
交直流电压表和电流表(AC/DC voltmeters/ammeters)。 SPI调试器(SPI DEBUGGER)。 I2C调试器(I2C DEBUGGER)。 Proteus 的部分虚拟仪器(虚拟终端显示器、 四通道示波器和SPI、I2C调试器)
Proteus数字电路的设计与仿真
目录
CONTENTS
• Proteus软件介绍 • 数字电路设计基础 • Proteus中的数字电路设计 • 数字电路仿真实验 • Proteus与其他EDA软件的比较 • Proteus在数字电路设计中的应用实例
01 Proteus软件介绍
软件特点
集成开发环境
Proteus软件提供了一个完整的集 成开发环境，支持数字电路的设 计、仿真和调试。
实时仿真
Proteus支持实时仿真，可以在设 计阶段实时观察电路的行为，提 高了设计效率。
丰富的元件库
Proteus拥有丰富的元件库，包括 各种数字逻辑门、触发器、存储 器等，方便用户进行电路设计。
软件功能
01
原理图设计
在Proteus中设计矩阵键盘和数码管显示电 路的原理图，编写程序实现键盘输入与数码
管显示的对应关系，并进行仿真测试。
感谢您的观看
THANKS
嵌入式系统开发
Proteus可以用于嵌入式系统的设计和仿真，支持多种微控制器和 外设。
教学与实验
由于Proteus的易用性和丰富的功能，它也被广泛应用于电子工程和 计算机科学的教学中，作为学生进行实验和实践的优秀工具。
02 数字电路设计基础
数字电路概述
数字电路定义
数字电路是处理离散二进制信号的电路，与模拟 电路处理连续信号不同。
06 Proteus在数字电路设计 中的应用实例
4位二进制计数器设计
要点一
总结词
使用Proteus软件设计一个4位二进制计数器，通过仿真验 证其功能。
要点二
详细描述
首先在Proteus软件中绘制4位二进制计数器的电路原理图 ，然后进行仿真测试，观察计数器的计数过程和输出结果 。
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Proteus数字电路的设计与仿真
在Proteus中，可以通过图形化界面来设计数字电路。
首先，在工作区中选择Digital模式，然后从元件库中选择所需的数字电路元件，如门电路、时序电路等。
将这些元件拖放到工作区中，然后通过连线连接各个元件，形成完整的数字电路。
可以通过右键点击元件进行属性设置，如输入、输出状态等。
设计完成后，可以进行仿真。
在Proteus中，有两种仿真方式：逻辑仿真和时序仿真。
逻辑仿真可以检查数字电路的逻辑功能是否正确，而时序仿真可以模拟数字电路的时序行为。
通过设置输入信号，可以观察输出信号的变化，并在仿真过程中进行波形图的显示和分析。
在进行仿真之前，需要先设置输入信号的波形，可以手动设置或者通过外部文件导入波形数据。
在仿真过程中，可以随时停止、继续、单步运行，观察信号的变化和仿真结果。
同时，还可以通过添加测试点来监测电路中的特定信号，并通过波形图分析来验证电路设计的正确性。
此外，Proteus还支持调试功能，可以对数字电路进行单步调试，查看元件内部的状态和观察信号的变化，以便找出可能的问题。
总的来说，Proteus可以帮助设计人员进行数字电路的设计与仿真，提高设计的准确性和效率。