第1讲 PROTEUS下电路原理图设计绘制方法(46傅里叶 46音频 )
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
其中“P”为对象从库中选择按钮，“L”为库管理按钮。
图2-4 ISIS预览窗口、设计与仿真编辑区
20/46
5．工具栏分类及其工具按钮
表 2-1 工具栏分类及其工具按钮
(9)仿真运行控制按钮 仿真控制按钮，从左至右依次是：运行、单步运行、暂停、停止。
21/46
6．坐标显示(Co-ordinate Display)
除上述微控制器、外设模型外，PROTEUS VSM还有其他丰富的元器件库。 标准电子元器件：电阻、电容、二极管、晶体管、 晶闸管、光耦、运放、555定时器、电源等。 74系列TTL和4000系列CMOS器件、接插件等。 存储器：ROM、RAM、EEPROM、I2C器件等。 微控制器支持的器件，如I/O口、USART等。
现有型号 MC68HCl 1A8、MC68HC11E9 BSI、BS2、BS2e、BS2sx、BS2p24、BS2p40、BS2pe
ARM7，LPC2000系列
LPC2 104、LPC2105、LPC2106、LPC2 114、LPC2124、ARM7TDMI和
ARM7TDMI-S 核心模犁
8/46
包括指定的SFR
包括指定bit位 变量窗口 堆栈监视
网络冲突警告 在模型上的Trace模式
其他Compilers/IDE的集成
10/46
1.4.4 PROTEUS高级外设模型
虚拟仪器 和分析工
具
交互式虚拟仪 器
规程分析仪
交互式电路激 励工具
双通道示波器、24通道逻辑分析仪、计数/计时器、RS-232终端、交/直流电 压表、交/直流电流表
(PROTEUS虚拟系统模型)
PROSPICE 微控制器CPU库 元器件和VSM动态器件库
ASF (高级图表仿真)
PROTEUS PCB DESIGN
ISIS(智能原理图输入系统) ASF(高级图表仿真) ARES(高级布线编辑软件)
PROSPICE：混合模型仿真器;
ASF(Advanced Simulation Feature)：高级图表仿真;
存储器模型
I2C EEPROM、静态RAM模型、非易失性EPROM
温度控制模型
温度计‘和温度自动调节器模型、温度传感器模型、热电偶模型
计时模型
实时时钟模型
I2C，SPI规程模型
I2C外设、SPI外设、规程分析仪
一线规程模型
一线EEPROM模型、一线温度计模型、一线开关模型、一线按钮模型
RS-232/RS-485/RS-422规程模型 RS-232终端模型、Maxim外设模型
图2-1 PROTEUS 7.1 ISIS启动界面
16/46
图2-2 ISIS窗口
17/46
图2-2 ISIS窗口
18/46
2.1.2 ISIS窗口功能简介
1.菜单栏
图2-3菜单栏及菜单项
19/46
2．编辑区(编辑原理图、设计电路、设计各种符号、设计元器件模型等 ) 3．对象预览窗口(对象有元器件、页内终端、子电路终端、虚拟仪器、编辑取内容 ) 4．对象选择器(选择元器件、终端、图表、信号发生器、虚拟仪器)
ADC／DAC转换模型
模／ 数转换模型、数／模转换模掣
电源管理模型
正电源标准仪、负电源标准仪、混合电源标准仪
拉普拉斯转换模型
操作模型、一阶模型、二阶模型、过秤控制、线性模型、非线性模犁
热离子管模型 变换器模型
二极管模型、负极真空管模犁、四极管模型、三极管模型 压力传感器模型
11/46
1.4.5 丰富的元器件模型库
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)。
14/46
1.4.8 ASF高级图表仿真
标准SPICE分析功能：模拟瞬态、数字瞬态、混 合模式瞬念、频率、傅里叶、噪声、失真、转换 曲线、直流参数扫描、交流参数扫描和工作点。
双模式(主，从)I2C规程分析仪 双模式(主/从)SPI规程分析仪
模拟信号发生器：可输出方波、锯齿波、三角波、正弦波 数字模式发生器：支持1KB的数字数据流
光电显示模型和驱动模型
数字式LCD模犁、图形LCD模型、LED模型、七段显示模型、光电驱动模 型、光耦模型
电动机模型和控制器
电动机模型、电动机控制器模型
6/46
1.4.2 PROSPICE混合模型仿真器
(结合ISIS使用的混合模型仿真器)
SPICE模拟仿真器内核 快速事件驱动数字仿真器 可选用众多厂家提供的SPICE模型 在PROSPICE VSM中约有6000个模型
7/46
1.4.3 单片机模型库
表1-2 PROTEUS VSM单片机模型
单片机模型系列
表1-3 PROTEUS VSM单片机模型功能
实时仿真 指令系统仿真 Pin操作仿真 定时器仿真 UART／USART／ EUSARTs仿真
中断仿真 SPI仿真 MSSP仿真 PSP仿真 ADC仿真
辅助设备仿真 12C/TWI仿真 模拟比较器仿真 外部存储器仿真 实时时钟仿真
9/46
表1-4 PROTEUS VSM单片机模型通用调试能力
单片机系统的PROTEUS 设计与仿真
PROTEUS下电路原理 图设计绘制方法
(电子技术课程设计) 夏新恩
1/46
第1章 PROTEUS概述
1.1 PROTEUS结构体系 (英国Labcenter electronics公司研发 )
ISIS(智能原理图输入系统)
PROTEUS
PROTEUS VSM
单击ISIS窗口的对象选择器上方的“L”按钮，可进入器件库管理器窗口 单击其中建库按钮“Create Library”，可打开建立自己的库窗口
件，放置、编辑元器件方便、快速； – ③自动捕捉、布线：鼠标驱动绘图，器件为导向自动布线，
自动放置连线、点等； – ④丰富的元器件库：ISIS的库中有TTL、CMOS、ECL元件、
微控制器、存储器和模拟集成电路，还有二极管、双极性晶 体管、场效应管等半导体器件，总共有8000多个(包括PCB封 装)； – ⑤可视化PCB封装工具：对元器件PCB封装及PCB图预览； – ⑥层次化设计：子电路器件和属性值参数化的层次化设计； – ⑦总线支持：电路端口、器件引脚和页内终端总线化的设计； – ⑧属性管理：器件文本属性编辑和外数据库引入； – ⑨电气规则检查、元器件报告清单等； – ⑩输出网络格式：Labcenter SDF、SPICE、SPICE-AGE、 Tango、BoardMaker等。
1.3.2 PROTEUS PCB设计功能 高性能网表的设计系统 ISIS原理图捕捉和ARES PCB输出程序 基本的SPICE仿真能力，可加入ASF来扩展 该功能。
4/46
1.4 PROTEUS VSM主要模块与资源
1.4.1 PROTEUS ISIS(智能原理图输入系统) 智能原理图设计、绘制和编辑的环境 数字、模拟及数/模混合电路设计与仿真的环境 单片机与外设的设计、仿真和协同仿真环境(设计与
24/46
2.3 PROTEUS库
2.3.1 PROTEUS库分类(PROTEUS系统中有符号库和约30个元器件库)
25/46
2.3.2 部分模型举例
①部分单片机模型 ②部分动态开关模型 ③部分动态显示器模型 ④其他的部分器件模型
26/46
2.3.3 库规则 (PROTEUS提供元器件库和系统符号库)
200MHz或更高的奔腾CPU； Win98／Me／2000／XP或更高版本的操 作系统； 64MB或以上的可用硬盘空间； 64MB或以上的RAM空间； 鼠标或其他指示装置等。
3/46
1.3 PROTEUS的主要功能
1.3.1 P来自百度文库OTEUS VSM功能 数字电路／模拟电路的设计与仿真 数模混合电路的设计与仿真 单片机与外设的软硬件系统的设计和仿真
等系列)
Microchip PIC系列
PICl0、PICl2C5XX、PICl2C6XX、PICt2F6XX、PICl6C6XX、PICl6C7X、 PICl6F8X、
PICl6F87X、PICl6F62X、PICl8F
AtmelAVR系列 Motorola HCI l系列
Parallax Basic Stamp系列
PROTEUS PCB DESIGN：PROTEUS印制电路板设计;
ARES(Advanced Routing and Editing Software)：高级布线编辑软件; ISIS(Intelligent Schematic Input System)：智能原理图输入系统。
2/46
1.2 PROTEUS对计算机系统的要求
2.2.3 PROTEUS文件类型
PROTEUS中主要有以下文件类型： 设计文件(*.DSN)包含了一个电路所有的信息。 备份文件(*.DBK)保存覆盖现有的设计文件时会产生 备份。
局部文件(*.SEC)设计图的一部分，可输出为一个局 部文件，以后可以导入到其他的图中。在文件菜单 中以导入(Import)、导出(Export)命令来操作。 模型文件(*.MOD) 库文件(*.LIB)元器件和库。 网表文件(*.SDF)当输出到PROSPICE and ARES时 产生的网表文件，扩展名为.SDF。 PROTEUS VSM仿真系统还有其他的文件类型。具 体的请查看VSM手册。
图形显示模拟、数字和总线数据，频谱显示增益 和相位。
音频分析形成波形并在声卡上播放。
将交互仿真的结果捕捉到图形上，并进行交可分 析。
数字信号一致性分析。
探针观测点的电压、电流可以用数字标示出来。
用图形光标进行精确测量。
将仿真结果输出到其他软件，如Excel。 15/46
第2章 单片机系统的PROTEUS设计与仿真基础 2.1 PROTEUS ISlS设计与仿真平台 2.1.1 ISIS窗口（启动PROTEUS ISIS ）
12/46
1.4.6 激励源
DC：直流激励源。 Sine：幅值、频率、相位可控的正弦波发生器。 Pulse：幅值、周期和上升/下降沿时间可控的模拟脉冲 发生器。
Exp：指数脉冲发生器。 SFFM：单频率调频波信号发生器。 Pwlin：任意分段线性脉冲、信号发生器。 File：File信号发生器。数据来源于ASCII文件。 Audio：音频信号发生器(wav文件)。 DState：稳态逻辑电平发生器。 DEdge：单边沿信号发生器。 DPulse：单周期数字脉冲发生器。 DClock：数字时钟信号发生器。 DPattern：模式信号发生器。
工具/语言支持
汇编器
C编译器
支持PIC Basic
仪
器
虚拟仪器
从模式规程分析器
主模式规程分析器
源代码级调试
汇编
高级语言(C或Basic)
断点支持
标准断点 条件断点 硬件断点
存储器内容显示
在CPU内部 在外设
Trace/Debuggrog模式
在CPU内部 在外设
监视窗口
实时显示数值 支持混合类型
支持拖放
给出当前鼠标指针坐标(X,Y)位置，以英制显示在屏幕下方。
22/46
2.2 PROTEUS文件操作
2.2.1 建立和保存文件
通过工具栏新建、保存按钮来建立、保存设计文件。 通过菜单项，新建、保存文件。
2.2.2 打开已存在的文件
通过菜单栏的打开菜单项，打开文件。 通过工具栏打开按钮，打开文件。
23/46
单片机模型
8051／8052系列
通用的80C3l、80C32、80C51、80C52、80C54和80C58 Atmel AT89C51、AT89C52和AT89C54
Atmel AT89C51RB2、AT89C5lRC2和AT89C51RD2(X2和SPI没有模型) Philips P87C51FX、P87C51RX+(如FA、FB、FC RA+、RB+、RC+、RD+
13/46
1.4.7 虚拟仪器
虚拟示波器(OSCILLOSCOPE)。 逻辑分析仪(LOGIC ANALYSE)。 计数/计时器(COUNTER TIMER)。 虚拟终端(VIRTUAL TERMINAL)。 信号发生器(SIGNAL GENERATOR)。 模式发生器(PATTERN GENERATOR)。
仿真平台)
– 提供了单片机与外设的设计方法 – 提供了单片机系统的实时交互式仿真的结构体系； – 提供了单片机编辑源程序、产生目标代码的管理系统； – 提供了单片机系统仿真测试的虚拟仪器和ASF
5/46
PROTEUS ISIS主要特点： – ①个性化的编辑环境：自定义线宽、填充类型、颜色、字体
等； – ②快捷选取/放置元器件：通过模糊搜索可快速选取库中元器
图2-4 ISIS预览窗口、设计与仿真编辑区
20/46
5．工具栏分类及其工具按钮
表 2-1 工具栏分类及其工具按钮
(9)仿真运行控制按钮 仿真控制按钮，从左至右依次是：运行、单步运行、暂停、停止。
21/46
6．坐标显示(Co-ordinate Display)
除上述微控制器、外设模型外，PROTEUS VSM还有其他丰富的元器件库。 标准电子元器件：电阻、电容、二极管、晶体管、 晶闸管、光耦、运放、555定时器、电源等。 74系列TTL和4000系列CMOS器件、接插件等。 存储器：ROM、RAM、EEPROM、I2C器件等。 微控制器支持的器件，如I/O口、USART等。
现有型号 MC68HCl 1A8、MC68HC11E9 BSI、BS2、BS2e、BS2sx、BS2p24、BS2p40、BS2pe
ARM7，LPC2000系列
LPC2 104、LPC2105、LPC2106、LPC2 114、LPC2124、ARM7TDMI和
ARM7TDMI-S 核心模犁
8/46
包括指定的SFR
包括指定bit位 变量窗口 堆栈监视
网络冲突警告 在模型上的Trace模式
其他Compilers/IDE的集成
10/46
1.4.4 PROTEUS高级外设模型
虚拟仪器 和分析工
具
交互式虚拟仪 器
规程分析仪
交互式电路激 励工具
双通道示波器、24通道逻辑分析仪、计数/计时器、RS-232终端、交/直流电 压表、交/直流电流表
(PROTEUS虚拟系统模型)
PROSPICE 微控制器CPU库 元器件和VSM动态器件库
ASF (高级图表仿真)
PROTEUS PCB DESIGN
ISIS(智能原理图输入系统) ASF(高级图表仿真) ARES(高级布线编辑软件)
PROSPICE：混合模型仿真器;
ASF(Advanced Simulation Feature)：高级图表仿真;
存储器模型
I2C EEPROM、静态RAM模型、非易失性EPROM
温度控制模型
温度计‘和温度自动调节器模型、温度传感器模型、热电偶模型
计时模型
实时时钟模型
I2C，SPI规程模型
I2C外设、SPI外设、规程分析仪
一线规程模型
一线EEPROM模型、一线温度计模型、一线开关模型、一线按钮模型
RS-232/RS-485/RS-422规程模型 RS-232终端模型、Maxim外设模型
图2-1 PROTEUS 7.1 ISIS启动界面
16/46
图2-2 ISIS窗口
17/46
图2-2 ISIS窗口
18/46
2.1.2 ISIS窗口功能简介
1.菜单栏
图2-3菜单栏及菜单项
19/46
2．编辑区(编辑原理图、设计电路、设计各种符号、设计元器件模型等 ) 3．对象预览窗口(对象有元器件、页内终端、子电路终端、虚拟仪器、编辑取内容 ) 4．对象选择器(选择元器件、终端、图表、信号发生器、虚拟仪器)
ADC／DAC转换模型
模／ 数转换模型、数／模转换模掣
电源管理模型
正电源标准仪、负电源标准仪、混合电源标准仪
拉普拉斯转换模型
操作模型、一阶模型、二阶模型、过秤控制、线性模型、非线性模犁
热离子管模型 变换器模型
二极管模型、负极真空管模犁、四极管模型、三极管模型 压力传感器模型
11/46
1.4.5 丰富的元器件模型库
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)。
14/46
1.4.8 ASF高级图表仿真
标准SPICE分析功能：模拟瞬态、数字瞬态、混 合模式瞬念、频率、傅里叶、噪声、失真、转换 曲线、直流参数扫描、交流参数扫描和工作点。
双模式(主，从)I2C规程分析仪 双模式(主/从)SPI规程分析仪
模拟信号发生器：可输出方波、锯齿波、三角波、正弦波 数字模式发生器：支持1KB的数字数据流
光电显示模型和驱动模型
数字式LCD模犁、图形LCD模型、LED模型、七段显示模型、光电驱动模 型、光耦模型
电动机模型和控制器
电动机模型、电动机控制器模型
6/46
1.4.2 PROSPICE混合模型仿真器
(结合ISIS使用的混合模型仿真器)
SPICE模拟仿真器内核 快速事件驱动数字仿真器 可选用众多厂家提供的SPICE模型 在PROSPICE VSM中约有6000个模型
7/46
1.4.3 单片机模型库
表1-2 PROTEUS VSM单片机模型
单片机模型系列
表1-3 PROTEUS VSM单片机模型功能
实时仿真 指令系统仿真 Pin操作仿真 定时器仿真 UART／USART／ EUSARTs仿真
中断仿真 SPI仿真 MSSP仿真 PSP仿真 ADC仿真
辅助设备仿真 12C/TWI仿真 模拟比较器仿真 外部存储器仿真 实时时钟仿真
9/46
表1-4 PROTEUS VSM单片机模型通用调试能力
单片机系统的PROTEUS 设计与仿真
PROTEUS下电路原理 图设计绘制方法
(电子技术课程设计) 夏新恩
1/46
第1章 PROTEUS概述
1.1 PROTEUS结构体系 (英国Labcenter electronics公司研发 )
ISIS(智能原理图输入系统)
PROTEUS
PROTEUS VSM
单击ISIS窗口的对象选择器上方的“L”按钮，可进入器件库管理器窗口 单击其中建库按钮“Create Library”，可打开建立自己的库窗口
件，放置、编辑元器件方便、快速； – ③自动捕捉、布线：鼠标驱动绘图，器件为导向自动布线，
自动放置连线、点等； – ④丰富的元器件库：ISIS的库中有TTL、CMOS、ECL元件、
微控制器、存储器和模拟集成电路，还有二极管、双极性晶 体管、场效应管等半导体器件，总共有8000多个(包括PCB封 装)； – ⑤可视化PCB封装工具：对元器件PCB封装及PCB图预览； – ⑥层次化设计：子电路器件和属性值参数化的层次化设计； – ⑦总线支持：电路端口、器件引脚和页内终端总线化的设计； – ⑧属性管理：器件文本属性编辑和外数据库引入； – ⑨电气规则检查、元器件报告清单等； – ⑩输出网络格式：Labcenter SDF、SPICE、SPICE-AGE、 Tango、BoardMaker等。
1.3.2 PROTEUS PCB设计功能 高性能网表的设计系统 ISIS原理图捕捉和ARES PCB输出程序 基本的SPICE仿真能力，可加入ASF来扩展 该功能。
4/46
1.4 PROTEUS VSM主要模块与资源
1.4.1 PROTEUS ISIS(智能原理图输入系统) 智能原理图设计、绘制和编辑的环境 数字、模拟及数/模混合电路设计与仿真的环境 单片机与外设的设计、仿真和协同仿真环境(设计与
24/46
2.3 PROTEUS库
2.3.1 PROTEUS库分类(PROTEUS系统中有符号库和约30个元器件库)
25/46
2.3.2 部分模型举例
①部分单片机模型 ②部分动态开关模型 ③部分动态显示器模型 ④其他的部分器件模型
26/46
2.3.3 库规则 (PROTEUS提供元器件库和系统符号库)
200MHz或更高的奔腾CPU； Win98／Me／2000／XP或更高版本的操 作系统； 64MB或以上的可用硬盘空间； 64MB或以上的RAM空间； 鼠标或其他指示装置等。
3/46
1.3 PROTEUS的主要功能
1.3.1 P来自百度文库OTEUS VSM功能 数字电路／模拟电路的设计与仿真 数模混合电路的设计与仿真 单片机与外设的软硬件系统的设计和仿真
等系列)
Microchip PIC系列
PICl0、PICl2C5XX、PICl2C6XX、PICt2F6XX、PICl6C6XX、PICl6C7X、 PICl6F8X、
PICl6F87X、PICl6F62X、PICl8F
AtmelAVR系列 Motorola HCI l系列
Parallax Basic Stamp系列
PROTEUS PCB DESIGN：PROTEUS印制电路板设计;
ARES(Advanced Routing and Editing Software)：高级布线编辑软件; ISIS(Intelligent Schematic Input System)：智能原理图输入系统。
2/46
1.2 PROTEUS对计算机系统的要求
2.2.3 PROTEUS文件类型
PROTEUS中主要有以下文件类型： 设计文件(*.DSN)包含了一个电路所有的信息。 备份文件(*.DBK)保存覆盖现有的设计文件时会产生 备份。
局部文件(*.SEC)设计图的一部分，可输出为一个局 部文件，以后可以导入到其他的图中。在文件菜单 中以导入(Import)、导出(Export)命令来操作。 模型文件(*.MOD) 库文件(*.LIB)元器件和库。 网表文件(*.SDF)当输出到PROSPICE and ARES时 产生的网表文件，扩展名为.SDF。 PROTEUS VSM仿真系统还有其他的文件类型。具 体的请查看VSM手册。
图形显示模拟、数字和总线数据，频谱显示增益 和相位。
音频分析形成波形并在声卡上播放。
将交互仿真的结果捕捉到图形上，并进行交可分 析。
数字信号一致性分析。
探针观测点的电压、电流可以用数字标示出来。
用图形光标进行精确测量。
将仿真结果输出到其他软件，如Excel。 15/46
第2章 单片机系统的PROTEUS设计与仿真基础 2.1 PROTEUS ISlS设计与仿真平台 2.1.1 ISIS窗口（启动PROTEUS ISIS ）
12/46
1.4.6 激励源
DC：直流激励源。 Sine：幅值、频率、相位可控的正弦波发生器。 Pulse：幅值、周期和上升/下降沿时间可控的模拟脉冲 发生器。
Exp：指数脉冲发生器。 SFFM：单频率调频波信号发生器。 Pwlin：任意分段线性脉冲、信号发生器。 File：File信号发生器。数据来源于ASCII文件。 Audio：音频信号发生器(wav文件)。 DState：稳态逻辑电平发生器。 DEdge：单边沿信号发生器。 DPulse：单周期数字脉冲发生器。 DClock：数字时钟信号发生器。 DPattern：模式信号发生器。
工具/语言支持
汇编器
C编译器
支持PIC Basic
仪
器
虚拟仪器
从模式规程分析器
主模式规程分析器
源代码级调试
汇编
高级语言(C或Basic)
断点支持
标准断点 条件断点 硬件断点
存储器内容显示
在CPU内部 在外设
Trace/Debuggrog模式
在CPU内部 在外设
监视窗口
实时显示数值 支持混合类型
支持拖放
给出当前鼠标指针坐标(X,Y)位置，以英制显示在屏幕下方。
22/46
2.2 PROTEUS文件操作
2.2.1 建立和保存文件
通过工具栏新建、保存按钮来建立、保存设计文件。 通过菜单项，新建、保存文件。
2.2.2 打开已存在的文件
通过菜单栏的打开菜单项，打开文件。 通过工具栏打开按钮，打开文件。
23/46
单片机模型
8051／8052系列
通用的80C3l、80C32、80C51、80C52、80C54和80C58 Atmel AT89C51、AT89C52和AT89C54
Atmel AT89C51RB2、AT89C5lRC2和AT89C51RD2(X2和SPI没有模型) Philips P87C51FX、P87C51RX+(如FA、FB、FC RA+、RB+、RC+、RD+
13/46
1.4.7 虚拟仪器
虚拟示波器(OSCILLOSCOPE)。 逻辑分析仪(LOGIC ANALYSE)。 计数/计时器(COUNTER TIMER)。 虚拟终端(VIRTUAL TERMINAL)。 信号发生器(SIGNAL GENERATOR)。 模式发生器(PATTERN GENERATOR)。
仿真平台)
– 提供了单片机与外设的设计方法 – 提供了单片机系统的实时交互式仿真的结构体系； – 提供了单片机编辑源程序、产生目标代码的管理系统； – 提供了单片机系统仿真测试的虚拟仪器和ASF
5/46
PROTEUS ISIS主要特点： – ①个性化的编辑环境：自定义线宽、填充类型、颜色、字体
等； – ②快捷选取/放置元器件：通过模糊搜索可快速选取库中元器