精通Proteus 电路设计与仿真

定　　价：49.8 元

• 作者：王博、姜义
• 出版时间：2017/12/1
• ISBN：9787302483892
• 出 版 社：清华大学出版社

• 中图法分类：TN702 
• 页码：283
• 纸张：胶纸版
• 版次：1
• 开本：16K

内容简介

本书基于Proteus 7.8 SP2版本，以实例为主线介绍Proteus的入门知识以及在电子线路设计中的实际应用，全书共10章，内容包括Proteus软件的基本操作方法、模拟和数字电路的仿真及分析、单片机仿真的知识以及与其他开发工具进行联合调试的技术，最后通过一个工程实例介绍使用Proteus ARES进行印制电路板设计的方法。本书在注重基础知识讲解的同时，给出相应的仿真实例，即使读者对电路和其中应用的元件不是很熟悉，只要认真阅读本书，也能够理解并运用这些实例。本书实例典型，内容丰富，通俗易懂，可读性强，系统全面，学练结合，能够达到教者轻松、学者有趣的效果。  　　本书可以作为高校电类专业相关课程的教材，也可以供广大电气工程技术人员学习和参考使用。

编辑推荐

    本书基于Proteus 7.8 SP2版本，以实例为主线介绍Proteus的入门知识以及在电子线路设计中的实际应用，包括Proteus软件的基本操作方法、模拟和数字电路的仿真及分析、单片机仿真的知识以及与其它开发工具进行联合调试的技术，最后通过一个工程实例介绍了使用Proteus ARES进行印刷电路板设计的有关内容。

序 言

基本内容 
　　Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司推出的EDA工具软件，从原理图设计、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计，是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台。其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/dsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。它不仅具有其他EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围元件。它是目前比较好的仿真单片机及外围元件的工具。 
　　本书针对入门读者的学习特点，结合作者多年使用Proteus的教学和实践经验，由浅入深、图文并茂地详细介绍了软件的基本操作方法、模拟和数字电路的仿真及分析、单片机仿真的知识，以及使用Proteus ARES进行印制电路板设计的有关内容。在讲解的过程中配以大量实例操作，使读者循序渐进地熟悉软件，学习软件，掌握软件。本书分为10章，各章主要内容如下： 
　　第1章介绍Proteus ISIS的基础操作方法，包括工作界面、菜单、工具栏等的详细说明，此外还给出了操作实例。
　　第2章主要讲解原理图设计，这也是进行仿真和PCB设计的前提条件。 
　　第3章对Proteus ISIS电路仿真进行详细介绍，通过仿真能使电路原理图像实物一样“运行”起来，可以提前验证设计思路是否合理，元件及参数选择是否正确，流程及程序设计是否可靠。 
　　第4章讲解激励源在Proteus ISIS中的功能及使用方法。 
　　第5章对12种虚拟仪器在交互式实时仿真中的具体应用作了详细介绍。 
　　第6章介绍使用Proteus ISIS进行模拟电路仿真的内容，包括晶体管的基础知识，以及使用Proteus ISIS中集成的PROSPICE工具对二极管、三极管、集成运放等常见元件进行模拟仿真的内容。 
　　第7章介绍使用Proteus ISIS进行数字电路仿真的内容，包括数字电路 的基础知识，以及编码器、译码器、数值比较器等常见的数字电路的设计与仿真。 
　　第8章介绍使用Proteus ISIS进行时序逻辑电路仿真的内容，包括如何使用基本门电路搭建触发器，以及如何用触发器实现计数器等时序逻辑电路功能。 
　　第9章分别以8051和AVR系列单片机为例，介绍如何通过Proteus VSM建立仿真环境、仿真调试以及与其他开发工具进行联合调试的内容。 
　　第10章介绍PCB设计的有关基础知识，并通过一个工程实例讲解了使用Proteus ARES进行印制电路板设计的有关内容。 
主要特点 
　　在内容编排上，按照读者学习的一般规律，结合实例讲解操作步骤，能 
够使读者快速地掌握Proteus ISIS和Proteus ARES软件的使用。 
　　具体来说，本书具有以下鲜明的特点： 
* 零基础入门，不要求学习者具有电路设计与仿真的知识。 
* 以实例引导，各章中都通过较多的实验来说明某种具体的电路知识以及仿真的过程和方法。 
* 图文并茂，内容既适合课堂授课，也适合学生自学。 
读者对象 
* 学习Proteus设计的初级读者。 
* 具有一定Proteus基础知识，希望进一步深入掌握的中级读者。 
* 大中专院校电子信息相关专业的学生。 
* 从事电子产品原型设计、开发的工程技术人员。 
作者分工 
　　本书由王博、姜义编著，参与本书编写工作的还有宋一兵、管殿柱、王献红、李文秋、张忠林、赵景波、曹立文、郭方方、初航、谢丽华等。 
　　 
　　 作者 
　　2017年11月 

目 录

第1章 Proteus 电路设计和软件基础 
1.1 Proteus软件组成 1 
1.1.1 Proteus概述 1 
1.1.2 Proteus ARES概述 2 
1.2 Proteus ISIS界面 2 
1.3 Proteus ISIS菜单栏与主工具栏 3 
1.3.1 菜单栏 4 
1.3.2 主工具栏 5 
1.4 Proteus ISIS工具箱 6 
1.5 小结 10 
1.6 习题 10 
第2章 Proteus ISIS原理图设计与仿真 
2.1 Proteus ISIS编辑环境设置 11 
2.1.1 模板设置 11 
2.1.2 图形颜色设置 12 
2.1.3 图形风格设置 13 
2.1.4 文本风格设置 14 
2.1.5 图形文本设置 14 
2.1.6 节点属性设置 15 
2.2 Proteus ISIS编辑环境设置实例 15 
2.3 Proteus ISIS系统参数设置 16 
2.3.1 元件清单设置 16 
2.3.2 显示属性设置 17 
2.3.3 环境设置 18 
2.3.4 快捷键设置 19 
2.3.5 文本编辑设置 19 
2.3.6 动态仿真选项设置 20 
2.3.7 仿真选项设置 20 
2.4 Proteus 原理图设计流程 24 
2.5 Proteus ISIS原理图绘制 25 
2.5.1 新建原理图文件 25 
2.5.2 元件操作 25 
2.5.3 布线操作 29 
2.5.4 节点操作 30 
2.5.5 原理图设计的其他模式 31 
2.5.6 二维图形设计模式 31 
2.6 Proteus ISIS原理图设计实例 36 
2.7 小结 38 
2.8 习题 38 
第3章 Proteus ISIS电路仿真 
3.1 电路仿真基础 39 
3.2 交互式仿真 40 
3.3 基于图表的仿真 42 
3.3.1 基于图表仿真的步骤 42 
3.3.2 Proteus ISIS的仿真图表 45 
3.3.3 Proteus ISIS的仿真图表输出窗口 48 
3.4 小结 49 
3.5 习题 49 
第4章 Proteus ISIS激励源 
4.1 直流信号发生器 50 
4.2 正弦波信号发生器 52 
4.3 脉冲信号发生器 53 
4.4 指数脉冲信号发生器 55 
4.5 单频率调频波发生器 56 
4.6 分段线性发生器 58 
4.7 FILE信号发生器 59 
4.8 音频信号发生器 60 
4.9 数字单稳态逻辑电平发生器 61 
4.10 数字单边沿信号发生器 63 
4.11 单周期数字脉冲发生器 63 
4.12 数字时钟信号发生器 64 
4.13 数字模式信号发生器 65 
4.14 HDL可编程逻辑语言信号发生器 66 
4.15 小结 66 
4.16 习题 66 
第5章 Proteus ISIS虚拟仪器 
5.1 示波器 67 
5.2 逻辑分析仪 70 
5.3 定时计数器 71 
5.4 虚拟终端 73 
5.5 SPI调试器 75 
5.6 I2C调试器 77 
5.7 信号发生器 79 
5.8 模式发生器 80 
5.9 电压表和电流表 85 
5.10 小结 86 
5.11 习题 86 
第6章 Proteus ISIS中的模拟电路仿真 
6.1 二极管电路实验 87 
6.1.1 二极管基础 87 
6.1.2 二极管正向导通实验 91 
6.1.3 二极管整流实验 92 
6.2 三极管电路实验 95 
6.2.1 三极管基础 95 
6.2.2 三极管的应用 98 
6.3 运算放大器电路实验 103 
6.4 运算放大器的应用 104 
6.4.1 电压跟随器电路 104 
6.4.2 反相放大电路 107 
6.4.3 同相放大电路 110 
6.4.4 比较器 113 
6.4.5 同相求和电路 117 
6.4.6 积分电路 119 
6.4.7 微分电路 122 
6.5 小结 123 
6.6 习题 124 
第7章 Proteus ISIS中的数字电路仿真 
7.1 数字电路基础 125 
7.2 基础门电路 129 
7.3 组合逻辑电路基础 135 
7.3.1 编码电路 136 
7.3.2 译码电路 139 
7.3.3 数据选择器电路 143 
7.3.4 加法器电路 145 
7.3.5 数字比较器电路 148 
7.4 小结 153 
7.5 习题 153 
第8章 Proteus ISIS中的时序逻辑电路仿真 
8.1 触发器 155 
8.2 时序逻辑电路 165 
8.3 寄存器和移位寄存器 166 
8.4 计数器 172 
8.5 小结 178 
8.6 习题 178 
第9章 Proteus ISIS中的单片机仿真 
9.1 Proteus单片机系统仿真基础 180 
9.2 Proteus ISIS中的单片机模型 184 
9.3 51系列单片机系统仿真 186 
9.3.1 51系列单片机基础 186 
9.3.2 在Proteus中进行源程序设计与编译 195 
9.3.3 在Keil μVision中进行源程序设计与编译 199 
9.3.4 Proteus和Keil μVision联合调试 203 
9.3.5 使用SDCC进行源程序设计与编译 211 
9.4 AVR系列单片机仿真 219 
9.4.1 AVR系列单片机基础 220 
9.4.2 Proteus ISIS和IAR EWB for AVR联合开发 222 
9.5 使用AVR单片机实现数字电压表 232 
9.6 小结 241 
9.7 习题 241 
第10章 Proteus ARES PCB设计 
10.1 PCB概述 242 
10.2 Proteus ARES编辑环境 245 
10.3 创建元件封装 251 
10.4 导入网表并指定元件封装 254 
10.5 系统参数设置 256 
10.5.1 设置电路板工作层 256 
10.5.2 环境设置 257 
10.5.3 栅格设置 258 
10.6 PCB布局 259 
10.6.1 自动布局 259 
10.6.2 手工布局 261 
10.6.3 从原理图更新网表 263 
10.6.4 在3D模式下观察布局 264 
10.7 PCB布线 265 
10.7.1 自动布线 265 
10.7.2 手工布线 266 
10.8 设计规则检查 269 
10.9 后期处理及输出 272 
10.9.1 PCB覆铜 273 
10.9.2 PCB输出 274 
10.10 小结 276 
附录A Proteus ISIS元件库及其子类 

文 摘

第5章 Proteus ISIS虚拟仪器 
　　除了仿真图表之外，Proteus ISIS还提供了大量虚拟仪器用于在交互式实时仿真中观察电路的当前状态，提供了13种虚拟仪器，包括示波器、逻辑分析仪、定时计数器、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器、功率计、信号发生器、模式发生器、直流电压表、交流电压表、直流电流表和交流电流表。下面分别介绍每种虚拟仪器的功能。 
5.1 示波器 
　　示波器（oscilloscope）是用来观察电路某个点的波形变化的仪器，是Proteus ISIS电路仿真中最常用的虚拟仪器。Proteus ISIS提供的是4通道的示波器，可以分别工作在单模式（分别对4个通道波形进行测试），也可以工作在X-Y模式、A+B和C+D模式。其原理图符号如图5-1所示。 
　　单击交互式仿真按钮中的Play按钮，弹出示波器虚拟仿真界面，如图5-2所示，主要由波形显示区、触发区、水平位置设置区和4个通道参数设置区组成。 


图5-1 示波器的原理图符号 图5-2 示波器虚拟仿真界面 
　　1. 波形显示区 
　　波形显示区主要用来显示4个通道的波形。默认A通道波形为黄色，B通道波形为蓝色，C通道波形为红色，D通道波形为绿色。可以对其波形颜色和背景色等参数进行修改，在示波器虚拟仿真界面的任何位置右击，弹出快捷菜单，如图5-3所示。其中： 
　　（1）Delete Cursor：删除当前指针坐标。 
　　（2）Clear All Cursors：删除所有指针坐标。 
　　（3）Print：打印波形。此外，还可以打印出各通道及示波器的相关信息。 
　　（4）Setup：设置。选择该命令弹出颜色设置对话框，如图5-4所示。 


图5-3 快捷菜单 图5-4 设置对话框 
* Channel 0至Channel 3：设置4个通道的显示（Display）和打印（Printer）颜色。 
* Cursors：指针坐标显示和打印颜色设置。 
* Cursors Text：坐标值显示和打印颜色设置。 
* Marker：标记线（零起点线）显示和打印颜色设置。 
* Grid：网格线显示和打印颜色设置。 
* Background：背景色显示和打印颜色设置。 
* Black and White：勾选该项表示黑白色打印。 
* Center on Zoom：以光标为中心放大到整张图纸打印。 
　　2. 触发区 
　　触发区主要由Level旋钮、触发信号选择（Source）、Y轴触发耦合方式选择（AC和DC）、触发极性选择（、）、捕捉方式选择（Auto、One-shot）以及光标显示（Cursor）几部分组成。 
　　（1）Level按钮。触发电平调节电位器旋钮，用于选择输入信号波形的触发点。 
　　（2）触发信号的选择。默认为A通道信号，通过单击滑块实现触发信号在A、B、C、D之间的选择。正确选择触发信号对波形显示稳定、清晰有很大关系。 
　　（3）Y轴触发耦合方式选择。触发信号到触发电路的耦合方式有多种，目的是使触发信号稳定、可靠。仿真界面提供了DC（直流耦合）和AC（交流耦合）两种方式。直流耦合（DC）是不隔断触发信号的直流分量。当触发信号的频率较低或者触发信号的占空比很大时，使用直流耦合较好。交流耦合（DC）又称电容耦合，它只允许用触发信号的交流分量触发，触发信号的直流分量被隔断。通常在不考虑AC分量时使用这种耦合方式，已形成稳定触发。但是如果触发信号的频率小于10Hz，会造成触发困难。