第2章 Proteus 7.8入门

Proteus软件是由英国Lab Center Electronics公司开发的EDA工具软件，从1989年问世至今已有20多年的历史，在全球得到广泛的使用。Proteus软件除具有和其他EDA工具软件一样的原理编辑、印制电路板制作外，还具有交互式的仿真功能。它不仅是模拟电路、数字电路、模/数混合电路的设计与仿真平台，更是目前世界上最先进、最完整的多种型号微处理器系统的设计与仿真平台，真正实现了在计算机中完成原理图设计、电路分析与仿真、微处理器程序设计与仿真、系统测试与功能验证到形成印制电路板的完整电子设计、研发过程。

Proteus软件由ISIS （Intelligent Schematic Input System）和ARES （Advanced Routing and Editing Software）两个软件构成，其中ISIS是一款智能原理图输入系统软件，可作为电子系统仿真平台；ARES是一款高级布线编辑软件，用来制作印制电路板 （PCB）。

安装Proteus软件时，对计算机的配置要求如下：

CPU的频率为200Hz及以上；

操作系统为Windows 98/ME/2000/XP或更高版本；

硬盘空间不小于64MB；

内存RAM不小于64MB。

2.1 Proteus ISIS的操作及电路原理图设计

1. Proteus ISIS简介

Proteus电路设计是在ISIS软件环境中进行绘制的，该软件的编辑环境具有友好的交互式人机界面，其设计功能强大，使用方便。

2. Proteus ISIS编辑环境及参数设置

在计算机中安装好Proteus 7.8软件后，单击“开始”→“程序”→“Proteus 7 Profes-sional”→“ISIS 7 Professional”或在桌面上双击图标，弹出如图2-1所示的启动界面。

1）Proteus ISIS编辑环境 ISIS启动后进入ISIS窗口，如图2-2所示，它由菜单栏、主工具栏、预览窗口、器件选择按钮、工具箱、原理图编辑窗口、对象选择器、仿真按钮、方向工具栏、状态栏等部分组成。

（1）菜单栏: Proteus ISIS共有12项菜单，每项都有下一级菜单。

【File（文件）】 包括新建、保存、导入、导出、打印等操作，如图2-3所示，快捷键为“Alt+F”。

【View（查看）】 对原理图编辑窗口进行定位、栅格的调整及图形的缩放等操作，如图2-4所示，快捷键为“Alt+V”。图中栅格尺寸1in=2.54cm。

【Edit（编辑）】 对原理图编辑窗口中的元件进行剪切、复制、粘贴、撤销、恢复等操作，如图2-5所示，快捷键为“Alt+E”。

【Tools（工具）】 如图2-6所示，它具有实时标注、自动布线、搜索并标记、属性分配工具、全局标注、ASCII数据导入、材料清单、电气规则检查、网络表编辑、模型编译、将网络表导入PCB、从PCB返回原理图设计等功能，快捷键为“Alt+T”。

【Design（设计）】 如图2-7所示，它具有编辑设计属性、编辑面板属性、编辑设计注释、配置电源线、新建原理图、删除原理图、转到前一个原理图、转到下一个原理图、转到原理图、设计浏览等功能，快捷键为“Alt+D”。

【Graph（图形）】 如图2-8所示，它具有编辑仿真图形、增加跟踪曲线、仿真图形、查看日志、导出数据、清除数据、图形一致性分析、批处理模式一致性分析等功能，快捷键为“Alt+G”。

【Source（源文件）】 如图2-9所示，它具有添加/移除源文件、设置编译、设置外部文件编辑器和全部编译等功能，快捷键为“Alt+S”。

【Debug（调试）】 如图2-10所示，它具有调试、运行、断点设置等功能，快捷键为“Alt+B”。

【Library（库）】 如图2-11所示，它具有选择元件/符号、制作元件、制作符号、封装工具、分解元件、编译到库、自动放置到库、验证封装、库管理器等功能，快捷键为“Alt+L”。

【Template（模板）】 如图2-12所示，它主要完成图形、颜色、字体、连线设置等功能，快捷键为“Alt+M”。

【System（系统）】 如图2-13所示，它具有系统信息、文本预览、设置系统环境、设置路径等功能，快捷键为“Alt+Y”。

【Help（帮助）】 为用户提供帮助文档，同时每个元件均可通过属性中的Help获得帮助，快捷键为“Alt+H”。

（2）主工具栏: Proteus ISIS的主工具栏包括File Toolbar （文本工具条）、View Toolbar （查看工具条）、Edit Toolbar （编辑工具条）和Design Toolbar （调试工具条）4部分。这4部分工具条的打开与关闭均可执行菜单命令“View”→“Toolbar…”，在弹出的对话框中进行设置即可 （复选框中显示“√”表示该工具条打开）。主工具栏中的每个按钮对应一个具体的菜单命令，如表2-1所示。

（3）预览窗口: 预览窗口可显示两部分的内容。① 在“对象选择器”中单击某个元件或在“工具箱”中选择元器件、元件终端、绘制子电路、虚拟仪器等对象时，预览窗口会显示该对象的符号，如图2-14 （a）所示；②当鼠标落在原理图编辑窗口或在“工具箱”中选择按钮时，它会显示整张原理图的缩略图，并显示一个绿色方框和一个蓝色方框，绿色方框里的内容就是当前原理图编辑窗口中显示的内容，可用鼠标在它上面单击来改变绿色方框的位置从而改变原理图的可视范围，蓝色方框内是可编辑区的缩略图，如图2-14 （b）所示。

（4）器件选择按钮: 在“工具箱”中选择元器件时，才会有器件选择按钮。器件选择按钮中的“P”为对象选择按钮，“L”为库管理按钮。当按下“P”时弹出如图2-15所示对话框，在“Keywords”栏中输入器件名，单击“OK”按钮就可从库中选择元器件，并将所选器件名一一列在“对象选择器”窗口中。

（5）工具箱: 在ISIS 7.8中提供了许多图标工具按钮，这些图标按钮对应的操作如下。

选择按钮（Selection Mode）：使用户可以在原理图编辑窗口中单击任意元器件并编辑元器件的属性。

选择元件（Components Mode）：使用户可以在器件选择按钮中按下“P”时根据需要从库中添加元件到列表中，也可以在列表中选择元件。

连接点元件（Junction Dot Mode）：在原理图中放置连接点，也可在不用边线工具的前提下，方便地在节点之间或节点到电路中任意点或线之间连线。

连线的网络标号（Wire Label Mode）：在绘制电路图时，使用网络标号可使连线简单化。例如，在从AT89C51单片机的P1.0和二极管的阳极处画出一条短线，并标注相同的网络标号，就说明AT89C51单片机的P1.0和二极管的阳极已经连接在一起，不用再画一条线将它们连起来。

选择本文（Text Script Mode）：在电路中输入脚本。

总线（Buses Mode）：总线在电路图中显示出来就是一条粗线，它是一组线，由多根单线组成。使用总线时，总线和分支线都要标好相应的网络标号。

绘制子电路（Sub Circuits Mode）：用于绘制子电路块。

元件终端（Terminals Mode）：绘制电路图时，通常会涉及各种端子，如输入、输出、电源和地等。单击此图标，将弹出“Terminals Selector”窗口，该窗口中提供了各种常用的端子供用户选择：DEFAULT为默认的无定义端子；INPUT为输入端子；OUTPUT为输出端子；BIDIR为双向端子；POWER为电源端子；GROUND为接地端子；BUS为总线端子。

选择元件引脚（Device Pins Mode）：单击该图标时在弹出的窗口中将出现各种引脚供用户选择（如普通引脚、时钟引脚、反电压引脚和短接引脚等）。

图表（Graph Mode）：单击该图标，在弹出的Graph窗口中将出现各种仿真分析所需的图表供用户选择。ANALOGUE为模拟图表；DIGITAL为数字图表；MIXED为混合图表；FREQUENCY为频率图表；TRANSFER为转换图表；NOISE为噪声图表；DISTORTION为失真图表；FOURIER为傅里叶图表；AUDIO为声波图表；INTERACTIVE为交互式图表；CONFORMANCE为一致性图表；DC SWEEP为直流扫描；AC SWEEP为交流扫描。

录音机（Tape Recorder Mode）：当对设计电路进行分割仿真时采用此模式。

信号源（Generator Mode）：单击该图标，在弹出的Generator窗口中将出现各种激励源供用户选择，如DC直流激励源、SINE正弦激励源、PULSE脉冲激励源、EXP指数激励源等。

电压探针（Voltage Probe Mode）：在原理图中添加电压探针，在电路仿真时可显示各探针处的电压值。

电源探针（Current Probe Mode）：在原理图中添加电流探针，在电路仿真时可显示各探针处的电流值。

虚拟仪器（Virtual Instruments）：单击该图标，在弹出的Instruments窗口中将出现虚拟仪器供用户选择，如OSCILLOSCOPE（示波器）、LOGIC ANALYSER（逻辑分析仪）、COUNTER TIMER（计数/定时器）、SPI DEBUGGER（SPI总线调试器）、I2C DEBUGGER（I2C总线调试器）、SIGNAL GENERATOR（信号发生器）等。

画线按钮（2D Graphics Line Mode）：用于创建元器件或表示图表时绘线。单击该图标，在弹出的窗口中将出现多种画线工具供用户选择：COMPONENT为元件连线；PIN为引脚连线；PORT为端口连线；MARKER为标记连线；ACTUATOR为激励源连线；INDICA-TOR为指示器连线；VPROBE为电压探针连线；IPROBE为电源探针连线；TAPE为录音机连线；GENERATOR为信号发生器连线；TERMINAL为端子连线；SUBCIRCUIT为支路连线；2D GRAPHIC为二维图连线；WIRE DOT为线连接点的连线；WIRE为线连接；BUS WIRE为总线连线；BORDER为边界连线；TEMPLATE为模板连线。

方框按钮（2D Graphics Box Mode）：用于创建元器件或表示图表时绘制方框。

圆按钮（2D Graphics Circle Mode）：用于创建元器件或表示图表时绘制圆。

弧线按钮（2D Graphics Arc Mode）：用于创建元器件或表示图表时绘制弧线。

曲线按钮（2D Graphics Path Mode）：用于创建元器件或表示图表时绘制任意形状的曲线。

放置字符文字按钮（2D Graphics Text Mode）：用于插入各种文字说明。

符号按钮（2D Graphics Symbol Mode）：用于选择各种符号元器件。

坐标原点按钮：用于产生各种标记图标。

（6）原理图编辑窗口: 原理图编辑窗口用于放置元件，进行连线，绘制原理图。窗口中蓝色方框内为可编辑区，电路设计必须在此窗口内完成。该窗口没有滚动条，用户单击预览窗口，拖动鼠标移动预览窗口中的绿色方框可以改变可视电路图区域。

在原理图编辑窗口中的操作与常用的Windows应用程序不同，其操作特点如下：

3D鼠标的中间滚轮用来放大或缩小原理图；

鼠标左键放置元件、连线；

鼠标右键选择元件、连线和其他对象，当操作对象选中时，默认情况下以红色显示；

双击鼠标右键，删除元件、连线；

先单击鼠标右键后单击左键，编辑元件属性；

按住鼠标右键拖出方框，选中方框中的多个元件及其连线；

先右击选中对象，按住鼠标左键移动，可拖动元件、连线。

（7）仿真按钮: 仿真按钮用于仿真运行控制。

：运行。

：单步运行。

：暂停。

：停止。

（8）方向工具栏: 具体按钮及使用方法如下。

旋转控制：第1、2个图标为旋转按钮，第3个图标为输入的旋转角度，旋转角度只能是90°的整数倍。直接单击旋转按钮，则以90°为递增量进行旋转。

翻转控制：用于水平翻转和垂直翻转。

使用方法：先右击元件，再单击相应的旋转按钮。

2）Proteus ISIS参数设置Proteus ISIS参数设置主要是对编辑环境和系统参数进行设置。

（1）编辑环境设置: Proteus ISIS编辑环境的设置主要是对模板的设置、图纸尺寸的设置、文本编辑器的设置和网格点的设置。

【模板的设置】 执行菜单命令“Template”→“Set Design Defaults…”，弹出如图2-16所示对话框，进行设计默认值的设置。在此对话框中，可设置纸张（Paper）、网格点（Gird Dot）、工作区（Work area Box）、提示（Highlight）、拖动（Drag）等项目颜色；设置电路仿真（Animation）时正（Positive）、负（Negative）、地（Ground）、逻辑高（1）/低（0）等项目的颜色；设置隐藏对象（Hidden Objects）是否显示及颜色；设置默认字体（Font）。

执行菜单命令“Template”→“Set Graph Colours…”，弹出如图2-17所示对话框，进行图形颜色的设置。在此对话框中，可设置图形轮廓（Graph Outline）、底色（Background）、图形标题（Graph Title）、图形文本（Graph Text）的颜色；设置模拟跟踪曲线（Analogue Traces）中不同曲线的颜色；设置数字跟踪曲线（Digital Traces）的颜色。

执行菜单命令“Template”→“Set Graphics Styles…”，弹出如图2-18所示对话框，进行图形格式的设置。在此对话框的“Style”下拉列表框中可选择不同的系统图形风格，可设置线型（Line style）、线宽（Width）、线的颜色（Colour）；设置图形填充方式（Fill style）、填充颜色（Fg.colour）。

执行菜单命令“Template”→“Set Text Styles…”，弹出如图2-19所示对话框，进行全局文本格式的设置。在此对话框中，可进行字体的选择（Font face），设置字体的高度（Height）、字体的宽度（Width）、字体的颜色（Colour）；设置字体是否加粗（Bold）、倾斜（Ltalic）、加下画线（Underline）和横线（Strikeout），以及是否显示（Visible）。

执行菜单命令“Template”→“Set Graphics Text…”，弹出如图2-20所示对话框，进行图形文本的设置。在此对话框中，可进行字体的选择（Font face）；设置字体在文本框中的水平位置（Horizontal）和垂直位置（Vertical），水平位置分为左（Left）、中心（Centre）、右（Right）三个位置，垂直位置分为上（Top）、中间（Middle）、下（Bottom）三个位置；设置字体是否加粗（Bold）、倾斜（Ltalic）、加下画线（Underline）和横线（Strikeout）；设置字体的高度（Height）、字体的宽度（Width）。

执行菜单命令“Template”→“Set Junction Dots…”，弹出如图2-21所示对话框，进行连接点的设置。在此对话框中，可进行连接点大小（Size）的设置、连接点形状（Shape）的设置、连接点的形状可选方形（Square）、圆点（Round）、菱形（Diamond）。

【图纸尺寸的设置】 执行菜单命令“System”→“Set Junction Dots…”，弹出如图2-22所示对话框，进行图纸尺寸的设置。系统提供了美制图纸A0～A4，其中A4的尺寸最小。

【文本编辑器的设置】 执行菜单命令“System”→“Set Text Editor…”，弹出如图2-23所示对话框，进行文本编辑器的设置。在该对话框中，可设置字体、字形、字体大小、字体颜色、字体效果。

【网格点的设置】 执行菜单命令“View”→“Grid”，可显示/隐藏原理图编辑器中的网格点。显示网格点时，执行菜单命令“View”→“Snap 10th”或“Snap 50th”、 “Snap 0.1in”、“Snap 0.5in”可设置网格点的间距。

（2）系统参数设置: Proteus ISIS系统参数的设置主要是对元件表BOM、系统环境Envi-ronment、路径Paths、热键Keyboard、标注选项Animation、仿真参数Simulator的设置。

【元件表BOM的设置】 执行菜单命令“System”→“Set BOM Scripts…”，弹出如图2-24所示对话框，进行元件表的设置。可选择4种输出格式的元件表：HTML Output、ASCII Out-put、Compact CSV Output和Full CSV Output。

【系统环境Environment的设置】 执行菜单命令“System”→“Set Environment…”，弹出如图2-25所示对话框，进行系统环境的设置。可设置系统自动保存时间（Autosave Time）、撤销操作次数（Number of Undo Levels）、工具提示延时（Tooltip Delay）、文件名的数量（Number of filenames）、是否自动同步/保存ARES（Auto Synchronise/Save with ARES）、是否在设计文档中加载/保存ISIS状态（Save/load ISIS state in design files）。

【路径Paths的设置】 执行菜单命令“System”→“Set Paths…”，弹出如图2-26所示对话框，进行路径的设置。可设置是否从窗口中选择初始文件夹（Initial folder is taken from Windows）、初始文件夹是否为最后一次所使用过的文件夹（Initial folder is always the same one that was used last）、初始文件夹路径是否为文本框中输入的路径（Initial folder is always the following）。Limit maximum disk space used for simulation result表示仿真结果占用的最大磁盘空间（KB）。

当选择初始文件夹路径为文本框中输入的路径项时，需要设置相应的路径：模板文件夹路径Template folders、库文件夹路径Library folders、仿真模型及模块文件夹路径Simulation Model and Module Folders、仿真结果存放文件夹路径Path to folder for simulation results。

【热键Keyboard的设置】 执行菜单命令“System”→“Set Keyboard Mapping…”，弹出如图2-27所示对话框，进行热键（快捷键）的设置。单击Command Groups下拉列表，可选择相应的菜单项。Available Commands列表框中为可设置的热键项，Key sequence for selected command中为热键的设置。例如，要将Edit菜单中Copy项的热键设置为“Ctrl +C”，其操作为：首先在Com-mand Groups中选择Edit菜单项，其次在Available Commands中单击Copy To Clipboard，然后在Key sequence for selected command中输入“Ctrl”和“C”，最后单击“Assign”按钮和“OK”按钮。

【标注选项Animation的设置】 执行菜单命令“System”→“Set Animation Options…”，弹出如图2-28所示对话框，进行标注选项的设置。在此对话框中，可设置仿真速度、电压/电流的范围，还可对其他功能进行设置。

Show Voltage & Current on Probe设置是否在探测点显示电压值和电流值；Show Logic State of Pins设置是否显示引脚的逻辑状态；Show Wire Voltage by Colour设置是否用不同的颜色表示线的电压；Show Wire Current with Arrows设置是否用箭头表示线的电流方向。

【仿真参数Simulator的设置】 执行菜单命令“System”→“Set Simulator Options…”，弹出如图2-29所示对话框，进行仿真参数的设置。

3. Proteus ISIS原理图设计

下面以图2-30为例，介绍Proteus ISIS原理图的绘制方法。

1）新建设计文件 在桌面上双击图标，打开ISIS 7 Professional窗口。单击菜单“File”→“New Design”，弹出如图2-31所示的图纸模板选择窗口。横向图纸为Landscape，纵向图纸为Portrait，DEFAULT为默认模板。选中DEFAULT，单击“OK”按钮，则新建一个DEFAULT模板。也可以在ISIS 7 Professional窗口中直接单击图标，新建一个DEFAULT模板。

新建一个DEFAULT模板后，在ISIS 7 Professional窗口的标题栏上显示为DEFAULT。单击图标，或执行菜单命令“File”→“Save Design…”，弹出如图2-32所示的对话框。在此对话框中选择保存路径为G盘“程序与仿真”目录，保存文件名为LED test。该文件的扩展名为.DSN，即该文件名为LED test.DSN。文件保存后在ISIS 7 Professional窗口的标题栏上显示为LED test。

2）设定图纸的大小 执行菜单命令“System”→“Set Junction Dots…”，弹出相应对话框，在对话框中选择A4复选框，单击“OK”按钮，完成图纸的设置。

3）添加元件 本例中使用的元件如表2-2所示。

单击器件选择按钮中的“P”按钮，或执行菜单命令“Library”→“Pick Device/Symbol”，弹出如图2-33所示对话框。在此对话框中添加元件，具体有两种方法。

在关键字中输入元件名称，如PIC16F877，则出现与关键字匹配的元件列表，如图2-34所示，选中并双击PIC16F877所在行后，单击“OK”按钮或按Enter键，即可将元件PIC16F877加入到ISIS对象选择器中。

在元件类列表中选择元件所属类，然后在子类列表中选择所属子类，同时当对元件的制造商有要求时，在制造商区域选择期望的厂商，即可在元件列表区域得到相应的元件。

按照以上方法添加元件到ISIS对象选择器中。

4）放置、移动、旋转、删除对象 元件添加到ISIS对象选择器中后，在对象选择器中单击要放置的元件，蓝色条出现在该元件名上，再在原理图编辑窗口中单击就放置了一个元件。也可以在按住鼠标左键的同时移动鼠标，在合适位置释放，将元件放置在预定位置。

在原理图编辑窗口中若要移动元件或连线时，先右击对象，使元件或连线处于选中状态（默认情况下为红色），再按住鼠标左键拖动，元件或连线就跟随指针移动，到达合适位置时松开鼠标即可。

放置元件前，单击要放置的元件，蓝色条出现在该元件名上，单击方向工具栏上相应的转向按钮旋转元件，再在原理图编辑窗口中单击就放置了一个已经更改方向的元件。在原理图编辑窗口中需要更改元件方向时，单击选中该元件再单击块旋转图标，在弹出的对话框中输入旋转的角度也可实现更改元件方向。

在原理图编辑窗口中要删除元件时，用右键双击该元件即可，或者先左击选中该元件，再按下键盘上的Delete键删除元件。

通过放置、移动、旋转、删除元件后，可将各元件放置在ISIS原理图编辑窗口的合适位置，如图2-35所示。

5）放置电源、地 单击工具箱中的元件终端图标，在对象选择器中单击POWER，使其出现蓝色条，再在原理图编辑窗口的合适位置单击鼠标即可将电源放置在原理图中。同样，在对象选择器中单击GROUND，再在原理图编辑窗口的合适位置单击鼠标将“地”放置在原理图中。

6）布线 在ISIS原理图编辑窗口中没有专门的布线按钮，但系统默认自动布线有效，因此可直接画线。

（1）在两个对象间连线: 步骤如下。

① 光标靠近一个对象引脚末端，该处自动出现一个“”，单击左键。

② 拖动鼠标至另一对象的引脚末端，该端出现一个“”时再单击鼠标即可画一条连线，如图2-36 （a）所示；若想手动设定走线路径时，拖动鼠标过程中在想要拐点处单击，设定走线路径，到达画线端的另一端单击鼠标左键，即可画好一条连线，如图2-36 （b）所示；在拖动鼠标过程中按住Ctrl键，当画线的另一端出现一个“”时单击鼠标左键，可手动画一条任意角度的连线，如图2-36 （c）所示。

（2）移动画线、更改线形: 步骤如下。

① 单击鼠标左键选中连线，指针靠近该画线，该线出现双箭头，如图2-36 （d）所示。

② 按住左键拖动鼠标，该线跟随移动。

③ 若多根线要同时移动时，先框选这些线，再单击块移动按钮，拖动鼠标，在合适位置单击鼠标左键，即可改变线条的位置。

（3）总线及分支线的画法: 步骤分别如下。

【绘制总线】

① 光标靠近一个对象引脚末端，该处自动出现一个“”，单击左键。

② 拖动鼠标，在合适位置双击鼠标左键，画出一条直线。

③如果该线为单线，要设置为总线时，先选中该线，右击鼠标，弹出菜单，选择“Edit Wire Style”项，如图2-37 （a）所示，再在弹出对话框的“Global Style”下拉列表中选择“BUS WIRE”，如图2-37 （b）所示。绘制的总线如图2-38所示。

【绘制总线分支线】

① 光标靠近一个对象引脚末端，该处自动出现一个“”，单击左键。

② 拖动鼠标，在靠近总线合适位置双击鼠标左键，画出一条直线。

③ 光标靠近该直线末端，该处自动出现一个“”，单击左键。

④ 拖动鼠标，同时按住Ctrl键，当总线出现一个“”时单击鼠标左键，就画好了一条分支线，如图2-39所示。

⑤ 在工具箱中单击图标，再在总线或各分支线上单击鼠标左键，弹出如图2-40所示对话框。在“Label”选项卡的“String”栏中输入相应的线路标号，如总线为RD [0..7] （表示有RD0～RD7共8根数据线），分支线为RD0、RD1等。

7）设置、修改元件属性 在需要修改的元件上右击鼠标，在弹出的菜单中选择“Edit Properties”，或按快捷键Ctrl+E，出现“Edit Component”对话框，在此对话框中设置相关信息，如修改电容为“15pF”，如图2-41所示。

根据以上步骤及方法在原理图编辑窗口中绘制如图2-42所示的电路图。

8）隐藏文本 执行菜单命令“Template”→“Set Design Defaults”，弹出如图2-43所示对话框，在此对话框中将“Show hidden test”复选框中的“√”去掉，并单击“OK”按钮，则图2-42中的<TEXT>全部隐藏，绘制的效果与图2-39完全一致。

9）建立网络表 网络就是一个设计中有电气连接的电路，例如，在电路中8051的P3.7与NAND_2的一个输入引脚连在一起。执行菜单命令“Tools”→“Netlist Compiler…”，弹出如图2-44所示对话框，在此对话框中可设置网络表的输出形式、模式、范围、深度和格式等。此处不进行修改，单击“OK”按钮以默认方式输出图2-45所示内容。

10）电气检测 电路画完并生成网络表后，可进行电气检测。执行菜单命令“Tools”→“Electrical Rule Check…”或单击按钮，弹出如图2-46所示电气检测窗口。此窗口中前面是一些文本信息，接着是电气检测结果，若有错会有详细的说明。从窗口内容中可以看出，网络表已产生。

11）存盘及输出报表 如果设计的原理图没有保存，将其保存。保存后执行菜单命令“Tools”→“Electrical Rule Check…”，在其子菜单中选择一项或单击按钮，生成BOM文档。

至此，一个简单的原理图设计完成。

4. Proteus ISIS元件制作

AD574A芯片外形及引脚如图2-47所示，它是美国模拟数字公司 （Analog）推出的单片高速12位逐次比较型A/D转换器，在Proteus ISIS元件库中没有该器件。下面以制作AD574A为例，讲述元件制作过程。

1）绘制元件图形模型 在Proteus ISIS中没有专门的元件编辑模式，所有的制作符号、元件编辑工作都是在原理图编辑窗口中完成的。单击工具箱中的按钮或在原理图编辑窗口的空白处右击鼠标，在弹出菜单中选择Place，在其子菜单中选择，再在对象选择器中单击COMPONET，然后在原理图编辑窗口中拖出一个矩形框，如图2-48所示。

2）放置器件引脚 单击工具箱中的按钮或在原理图编辑窗口的空白处右击鼠标，在弹出菜单中选择Place，在其子菜单中选择，再在对象选择器中单击DEFAULT，然后在原理图编辑窗口中的已绘制图形模型旁放置器件引脚，如图2-49所示。在放置器件引脚时要注意，引脚不含“×”的一端放置在图形方框旁，器件引脚方向可通过方向工具栏进行更改。

3）编辑引脚 在需要定义的器件引脚上双击鼠标左键，弹出如图2-50所示对话框。对话框中各项设置的含义如表2-3所示。如果引脚名为带上画线的字符或字符串，应在每个字符前加上$，如12/8，在Pin Name中输入“12/$8”；对于CS，在Pin Name中输入“$C$S”。在Pin Name中输入的字符区分大小写。引脚编辑结果如图2-51所示。

4）制作元件 用右键选中已编辑好的元件 （注意，包括隐藏的引脚），执行菜单命令“Library”→“Make Device…”或单击按钮，弹出如图2-52所示对话框，在“Device Name”栏中输入元件名称“AD574A”，在“Reference Prefix”栏中输入“U”，单击“Next”按钮，弹出如图2-53所示对话框，在此对话框中单击“Add/Edit”按钮，弹出另一对话框，再单击“Add”按钮，在Pick Packages对话框的“KeyWords”关键词栏中输入“DIL28”，单击“OK”按钮，然后单击“Assign Package”按钮，返回图2-52所示对话框中。封装选择好后，直接单击三次“Next”按钮，弹出如图2-54所示对话框。在“Device Category”栏中可创建用户自己的库或选择相应元件库，本例中选择“Analog ICs”。

至此，在ISIS原理图中制作了AD574A，并且可以在库中找到和使用。

2.2 Proteus VSM虚拟系统模型

Proteus提供了一系列可视化虚拟仪器及激励源，借助这些可进行虚拟仿真及图形分析。

1. 激励源

激励源为虚拟仿真提供激励，并允许用户对其进行参数设置。在工具箱中单击信号源，在弹出的“Generator”窗口中将出现各种激励源供用户选择。

【DC】：直流信号发生器，即直流激励源。

【SINE】：幅值、频率和相位可控的正弦波发生器，即正弦激励源。

【PULSE】：幅值、周期和上升/下降沿时间可控的模拟脉冲发生器，即模拟脉冲激励源。

【EXP】：指数发生器，可产生与RC充电/放电电路相同的脉冲波，即指数激励源等。

【SFFM】：单频率调频波信号发生器，即单频率调频波激励源。

【PWLIN】：PWLIN信号发生器，可产生任意分段线性信号，即分段性激励源。

【FILE】：FILE信号发生器，它的数据来源于ASCII文件，即FILE信号激励源。

【AUDIO】：音频信号发生器，使用Windows WAV文件作为输入文件，结合音频分析图表，可以听到电路对音频信号处理后的声音，即音频信号激励源。

【DSTATE】：数字单稳态逻辑电平发生器，即数字单稳态逻辑电平激励源。

【DEDGE】：单边沿信号发生器，即单边沿信号激励源。

【DPULSE】：单周期数字脉冲发生器，即数字单边沿信号激励源。

【DCLOCK】：数字时钟信号发生器，即数字时钟信号激励源。

【DPATTERN】：数字序列信号发生器，即序列信号激励源。

在仿真时，若需用到激励源，可将其放置到原理图中并与相应电路连接，双击该激励源，可进行相关参数的设置。

2. Proteus VSM虚拟仪器的使用

在Proteus中提供了许多虚拟仪器供用户使用。在工具箱中单击虚拟仪器，在弹出的“Instruments”窗口中将出现虚拟仪器供用户选择。

OSCILLOSCOPE：示波器

LOGIC ANALYSER：逻辑分析仪

COUNTER TIMER：计数/定时器

VIRTUAL TERMINAL：虚拟终端

SPI DEBUGGER：（SPI总线调试器）

I2C DEBUGGER：（I2C总线调试器）

SIGNAL GENERATOR：信号发生器

PATTERIN GENERATOR：序列发生器

DC VOLTMETER：直流电压表

DC AMMETER：直流电流表

AC VOLTMETER：交流电压表

AC AMMETER：交流电流表

1）示波器（OSCILLOSCOPE）的使用 在Proteus 7.8中提供了4通道虚拟示波器，供用户使用。

（1）示波器的功能: 在工具箱中单击虚拟仪器，在弹出的“Instruments”窗口中单击OSCILLOSCOPE，再在原理图编辑窗口中单击，添加示波器。将示波器与被测点连接好，并按下运行按钮，弹出虚拟示波器界面如图2-55所示，其功能如下。

四通道A、B、C、D，波形分别用黄色、蓝色、红色、绿色表示。

20～2mV/div的可调增益。

扫描速度200～0.5μs/div。

可选择4个通道中的任一通道作为同步源。

交流或直流输入。

（2）示波器的使用: 虚拟示波器与真实示波器的使用方法类似。

按照电路的属性设置扫描速度，用户可看到所测量的信号波形。

如果被测信号有直流分量，则在相应的信号输入通道选择AC交流工作方式。

调整增益，以便在示波器中显示适当大小的波形。

调节垂直位移滑轮，以便在示波器中显示适当位置的波形。

拨动相应的通道定位选择按钮，再调节水平定位和垂直定位，以便观测波形。

如果在大的直流电压波形中含有小的交流信号，需要在连接的测试点和示波器之间加一个电容器。

（3）示波器的工作方式: 虚拟示波器有3种工作方式。

单踪工作方式：可以在A、B、C、D四个通道中选择任一通道作为显示。

双踪工作方式：可以在A、B、C、D四个通道中选择任一通道作为触发信号源。

叠加工作方式：A、B通道有效，选择A+B时，可将A、B两路输入相互叠加产生波形；C、D通道有效，选择C+D时，可将C、D两路输入相互叠加产生波形。

（4）示波器的触发: 虚拟示波器具有自动触发功能，使得输入波形可以与时基同步。

可以在A、B、C、D 4个通道中选择任一通道作为触发器。

触发旋钮的刻度表是360°循环可调，这样便于操作。

每个输入通道可以选择DC直流、AC交流、接地三种方式，并可选择OFF将其关闭。

设置触发方式为上升时，触发范围为上升的电压；设置触发方式为下降时，触发范围为下降的电压。如果超过一个时基的时间内没有触发发生，将会自动扫描。

2）逻辑分析仪（LOGIC ANALYSER）的使用 逻辑分析仪是将连续记录的输入数字信号保存到容量非常大的数据缓冲区中。这是一个采样的过程，因此有一个可调用来设定能够被记录最小脉冲的调节值，即采样周期。

（1）逻辑分析仪的功能: 在工具箱中单击虚拟仪器，在弹出的“Instruments”窗口中单击LOGIC ANALYSER，再在原理图编辑窗口中单击，添加逻辑分析仪。将逻辑分析仪与被测点连接好，并按下运行按钮，弹出虚拟逻辑分析仪界面如图2-56所示，其主要功能如下。

16个1位的通道和4个8位的总线通道。

采样速度从每次采样间隔200μs到每次采样0.5ns，相应的采集时间为5ms～2s。

显示的缩放范围从每次分配1000次采样到每次分配1次采样。

（2）逻辑分析仪的使用。

采样间隔设置一个合适值，用于设定能够被记录的脉冲最小宽度，采样间隔越小，数据采集时间越短。

设置触发条件，拨动开关选择下降沿或上升沿。

由于采集缓冲区允许10000次采样，而显示仅有250像素的宽度，因此在采集缓冲区中需进行缩放观看，缩放观看的设置是旋转显示比例按钮。

3）计数/定时器（COUNTER TIMER）的使用 虚拟计数/定时器可用于测量时间间隔、信号频率的脉冲数。

（1）计数/定时器的功能: 在工具箱中单击虚拟仪器，在弹出的“Instruments”窗口中单击COUNTER TIMER，再在原理图编辑窗口中单击，添加计数/定时器。将计数/定时器与被测点连接好，并按下运行按钮，弹出计数/定时器界面如图2-57所示，其主要功能如下。

定时器模式（显示秒），分辨率为1μs。

定时器模式（显示时、分、秒），分辨率为1ms。

频率计模式，频率分辨率为1Hz。

计数器模式，计数范围为0～99999 999。

（2）计数/定时器的使用。

【定时器模式的使用】 计数/定时器放在原理图编辑窗口中时，它有3个引脚：CE、RST和CLK。CE为时钟使能端，这个信号将会在时间显示之前得到控制，若不需要它，可将该引脚悬空。RST为复位引脚，它可将定时器复位清零，若不需要它，也可将该引脚悬空。RST引脚为边沿触发，不同于电平触发。如果需要保持定时器为零状态，可以将CE和RST引脚连接起来。

若定时器连接好后，将光标指向定时器并按Ctrl+E键或右击鼠标、选择“Edit Proper-ties”打开“Edit Component”对话框，如图2-58所示。在此对话框中根据需要设置定时模式（秒或时、分、秒模式）、计数使能极性（LOW或HIGH）和复位信号边沿极性（上升沿或下降沿）。这些设置好后，按下按钮进行仿真。

【频率计模式的使用】 计数/定时器放在原理图编辑窗口中时，根据需要将时钟引脚CLK与被测量的信号连接起来（在频率计模式下CE和RST引脚无效），再在图2-57中将工作模式选择为频率计模式，然后按下按钮进行仿真。

频率计实际上是在仿真时间中的每一秒测出上升沿的次数，因此要求输入信号稳定并且在完整的1s内有效。同时，如果仿真不是在实时速率下进行的（如计算机CPU运行程序较多），则频率计会延长读数产生的时间。

由于计数/定时器为纯数字元器件，因此要测量低电平模拟信号频率时，需要在计数/定时器的CLK引脚之前放置一个ADC（模数转换器）及其他逻辑开关，用来确定一个合适的阈位。因为在Proteus中模拟信号的仿真速度比数字信号仿真慢1000倍，计数/定时器不适合测量高于10kHz的模拟振荡电路频率，在这种情况下，用户可以使用虚拟振荡器测量信号。

【计数器模式的使用】 计数/定时器放在原理图编辑窗口中时，根据需要将CE使能端、RST复位端与被测量的信号连接起来或悬空。再在图2-57中设置定时模式（秒或时、分、秒模式）、计数使能极性（LOW或HIGH）和复位信号边沿极性（上升沿或下降沿）。这些设置好后，按下按钮进行仿真。

4）虚拟终端（VIRTUAL TERMINAL）的使用 虚拟终端允许用户通过计算机的键盘并经由RS-232V异步发送数据到仿真微处理系统。虚拟终端在嵌入系统中有特殊的用途，可以用它显示正在开发的软件所产生的信息。

（1）虚拟终端的功能: 在工具箱中单击虚拟仪器，在弹出的“Instruments”窗口中单击VIRTUAL TERMINAL，再在原理图编辑窗口中单击，添加虚拟终端。将虚拟终端与相应引脚连接好，并按下运行按钮，弹出虚拟终端界面如图2-59所示，其主要功能如下。

全双工，可同时接收和发送ASCII码数据。

简单两线串行数据接口，RXD用于接收数据，TXD用于发送数据。

简单的双线硬件握手方式，RTS用于准备发送，CTS用于清除发送。

波特率范围为300～57600b/s。

7或8个数据位。

包含奇校验、偶校验和无校验。

具有0、1或2位停止位。

除硬件握手外，系统还提供了XON/XOFF软件握手方式。

可对RX/TX和RTS/CTS引脚输出极性不变或极性反向的信号。

（2）虚拟终端的使用: 虚拟终端放在原理图编辑窗口中时，它有4个引脚: RXD、TXD、RTS和CTS。其中RXD为数据接收引脚；TXD为数据发送引脚；RTS为请求发送信号；CTS为清除传送，是对RTS的响应信号。将RXD和TXD引脚连接到系统的接收和发送线上，如果目标系统用硬件握手逻辑，则把RTS和CTS引脚连接到合适的溢出控制线上。

虚拟终端连接好后，将光标指向虚拟终端并按Ctrl+E键或右击鼠标、选择“Edit Prop-erties”打开“Edit Component”对话框，如图2-60所示。在此对话框中根据需要设置传输波特率、数据长度 （7位或8位）、奇偶校验 （EVEN为偶校验，ODD为奇校验）、极性和溢出控制等。这些设置好后，按下按钮进行仿真。

仿真时，虚拟终端接收到数据后即显示输入数据；发送特征给系统，确定终端窗口具有焦点并在计算机的键盘上打出需要的文字。

5）SPI总线调试器（SPI DEBUGGER）的使用 SPI （Serial Peripheral Interface）总线是Motorola公司最先推出的一种串行总线技术，它是在芯片之间通过串行数据线 （MISO、MOSI）和串行时钟线 （SCLK）实现同步串行数据传输的技术。SPI提供访问一个4线、全双工串行总线的能力，支持在同一总线上将多个从器件连接到一个主器件上，可以工作在主方式或从方式中。

SPI总线调试器用来监测SPI接口，它允许用户监控SPI接口的双项信息，观察通过SPI总线发送数据的情况。

（1）SPI总线调试器的功能: 在工具箱中单击虚拟仪器，在弹出的“Instruments”窗口中单击SPI DEBUGGER，再在原理图编辑窗口中单击，添加SPI总线调试器。将SPI总线调试器与相应引脚连接好，并按下运行按钮，弹出SPI总线调试器界面如图2-61所示。

SPI总线调试器放在原理图编辑窗口中时，它有4个引脚: SCK、DIN、DOUT和SS。其中SCK为时钟引脚，用于连接SPI总线的时钟线；DIN为数据输入引脚，用于接收数据；DOUT为数据输出引脚，用于发送数据；SS为从设备选择引脚，用于激活期望的调试元件。用鼠标左键单击SPI总线调试器，按Ctrl+E键，弹出如图2-62所示对话框。

主/从选择：指定为主设备（Monitor）还是从设备（Slave）。

SCK空闲状态：指定SCK为高电平或SCK为低电平时空闲。

采样边沿：指定DIN引脚采样的边沿，或当SCK从空闲到激活，或从活跃到空闲时进行采样。

字长：指定每一个传输数据的位数，可以选择的位数为1～16。

（2）SPI总线调试器的使用: SPI总线调试器传输数据的操作步骤如下。

① SPI总线调试器放在原理图编辑窗口中，将SCK和DIN的引脚与相关设备引脚连接。

②单击SPI总线调试器，按Ctrl+E键进行相关设置，如字长、位顺序、取样边沿的设置等。

③ 设置好后，按下按钮，弹出如图2-61所示界面，在队列容器中输入需要传输的数据。

④ 当输入需要传输的数据后，既可直接传输数据，也可按下“Add”按钮，将数据存放到预定义队列中。

⑤ 按下按钮，在图2-61所示的队列缓冲区中初始化传输项。

⑥ 当仿真再次按下按钮时，若序列输入为空，也可选择预定义队列，单击“Queue”按钮，将预定义队列中的内容复制到队列缓冲区中。

⑦ 再一次按下按钮时，序列被传输。

6）I2 C总线调试器（I2 C DEBUGGER）的使用 I2C （Inter-Integrated Circuit）总线是由Philips公司推出的一种两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备，实现同步双向串行数据传输。I2C总线于20世纪80年代推出，是一种具有两线 （串行数据线和串行时钟线）的标准总线；该串行总线的推出为单片机应用系统的设计带来了极大的方便，它有利于系统设计的标准化和模块化，减少了各电路板之间的大量连线，从而提高了可靠性，降低了成本，使系统的扩展更加方便灵活。

I2C总线调试器用来监测SPI接口，它允许用户监控I2C接口的双项信息，观察通过I2C总线发送数据的情况。

（1）I2C总线调试器的功能: 在工具箱中单击虚拟仪器，在弹出的“Instruments”窗口中单击I2C DEBUGGER，再在原理图编辑窗口中单击，添加I2C总线调试器。将I2C总线调试器与相应引脚连接好，并按下运行按钮，弹出I2C总线调试器界面如图2-63所示。

I2C总线调试器放在原理图编辑窗口中时，它有3个引脚: SCL、SDA和TRIG。其中SCL为输入引脚，用于连接I2C总线的时钟线；SDA为双向数据传输线；TRIG为触发信号线。用鼠标左键单击I2C总线调试器，按Ctrl+E键，弹出如图2-64所示对话框。

字节地址1：使用此终端对从设备进行仿真时，该属性用于指定从设备的第一地址字节。主机使用最低有效位作为系统进行读/写的标志位，而在寻址时这一位被忽略。如果该位没有被设备或设置为默认值，则该终端不能作为从设备。

字节地址2：使用该终端对从设备进行仿真，并希望使用10位地址，本属性用于指定从设备地址和第二个地址字节。如果该属性未设置，就会采用7位寻址。

为空时停止：设置当输出缓冲器为空或一字节要求被发送时，是否暂停仿真。

Advanced Properties：允许用户指定预先存放输出序列的文本文件的名称。如果属性设置为空，序列作为元件属性的一部分进行保存。

除以上属性之外，I2C总线接收数据时采用一项特殊的序列语句，该语句显示在输入数据显示窗口，即I2C总线调试器窗口的左上角。显示的序列字符如下。

S：Start Sequence，启动序列。

Sr：Restart Sequence，重新启动序列。

P：Stop Sequence，停止序列。

N：Negative Acknowledge Received，接收未确认。

A：Acknowledge Received，接收确认。

（2）I2C总线调试器的使用: I2C总线调试器传输数据的操作步骤如下。

① I2C总线调试器放在原理图编辑窗口中，将SCK和SDA的引脚与相关设备引脚连接。

② 单击I2C总线调试器，按Ctrl+E键进行相关设置，如字节地址设置等。

③ 设置好后按下按钮，弹出如图2-63所示界面，在队列容器中输入需要传输的数据。

④ 当输入需要传输的数据后，既可直接传输数据，也可按下“Add”按钮，将数据存放到预定义队列中。

⑤ 按下按钮，在图2-63的队列缓冲区中初始化传输项。

⑥ 当仿真再次按下按钮时，若序列输入为空，也可选择预定义队列，单击“Queue”按钮，将预定义队列中的内容复制到队列缓冲区中。

⑦ 再一次按下按钮时，序列被传输。

7）信号发生器（SIGNAL GENERATOR）的使用 虚拟信号发生器模拟一个简单的音频发生器，可以产生正弦波、三角波、方波、锯齿波信号。它具有调频和调幅输入功能，其中调频分为8个波段，频率范围为0～12MHz；调幅分为4个波段，幅值范围为0～12V。

在工具箱中单击虚拟仪器，在弹出的“Instruments”窗口中单击SIGNAL GENERA-TOR，再在原理图编辑窗口中单击，添加信号发生器。将信号发生器与相应引脚连接好，并按下运行按钮，弹出信号发生器界面如图2-65所示。

波形选择开关用来选择正弦波、三角波、方波或锯齿波；极性选择开关用来选择输出信号是单极性还是双极性；输出范围调节开关可选择1mV挡、10mV挡、0.1V挡和1V挡，在相应挡位的范围内还可以通过幅度调节旋钮调节输出信号幅度。FM调制频率调节旋钮用来调节输出信号调频调制方式的调制系数。调制输入的电压加上FM调制频率调节值，再乘以频率调节旋钮对应的值即为幅度的瞬时输出频率，例如，FM调制频率调节值为2，频率调节旋钮值为1kHz，则3V调频信号的输出频率为5kHz[（2 +3）× 1]。

8）序列发生器（PATTERIN GENERATOR）的使用 虚拟序列发生器是一种8路可编程发生器，它可以按事先设定的速度将预先存储的数据一步一步循环输出，利用它可产生数字系统所需的各种复杂测试信号。

（1）序列发生器引脚及设置: 在工具箱中单击虚拟仪器，在弹出的“Instruments”窗口中单击PATTERIN GENERATOR，再在原理图编辑窗口中单击，添加虚拟序列发生器到编辑窗口中，如图2-66所示。

CLKIN：时钟输入引脚，用于输入外部时钟信号。系统提供了两种外部时钟模式：正沿脉冲（Ex-ternal Pos Edge）和负沿脉冲（External Neg Edge）。

CLKOUT：时钟输出引脚。当序列发生器使用的是内部时钟时，用户可以配置该引脚，与外部时钟镜像。系统提供的内部时钟（Internal）是一个负沿脉冲，可在仿真之前单击序列发生器，按Ctrl+E键，在弹出的如图2-67所示对话框中进行设置，也可在仿真时暂停，然后通过时钟模式键指定。

HOLD：保持引脚。给该引脚输入高电平时，序列发生器暂停，直至该引脚输入高电平被撤销。对于内部时钟或内部触发，时钟将从暂停点重新开始。

TRIG：触发引脚，用于将外部触发脉冲反馈到序列发生器中。系统提供了5种触发模式：内部触发（Internal）、外部异步正脉冲触发（Async External Pos Edge）、外部同步正脉冲触发（Sync External Pos Edge）、外部异步负脉冲触发（Async External Neg Edge）和外部同步负脉冲触发（Sync External Neg Edge）。内部触发模式是按照指定的间隔触发；外部异步正脉冲触发模式，触发器由触发引脚的正边沿跳变信号触发，当触发发生时触发器立即动作，在下一个时钟边沿发生由低到高的转换；外部同步正脉冲触发模式，触发器在触发引脚由正边沿转换指定，触发被锁定，与下一个时钟的下降沿同步动作；外部异步负脉冲触发模式，触发器在触发引脚由负边沿转换指定，当触发发生时触发器立即动作，且序列的第一位在输出引脚输出；外部同步负脉冲触发，触发器由触发引脚的负边沿转换信号触发，触发发生后锁定被触发，并与下一个时钟的下降沿同步动作。

OE：输出使能引脚，若该引脚为高电平则使能输出，如果该引脚未置为高电平，虽然序列发生器依然按特定序列运行，但不能驱动序列发生器在该引脚输出序列信号。

CASCADE：级联引脚，若序列的第一位被置为高电平，则级联引脚被置为高电平，而且在下一位信号（一个时钟周期后）到来前始终为高，即当开始仿真后，第一个时钟周期该引脚置为高电平。

B [0..7]：8位数据总线输出引脚。

Q0～ Q7：8根单个输出引脚。

序列发生器的输出配置提供了4种模式: Default，默认；Output to Both Pins and Bus，引脚和总线均输出；Output to Pins Only，仅在引脚输出；Output to Bus Only，仅在总线输出。

模式发生器脚本为纯文本文件，每字节由逗点分隔。每一字节代表栅格上的一栏，字节可以用二进制、十进制或十六进制表示，默认情况下为十六进制。

（2）序列发生器的使用: 序列发生器的使用步骤如下。

①在工具箱中单击虚拟仪器，在弹出的“Instruments”窗口中单击PATTERIN GEN-ERATOR，再在原理图编辑窗口中单击，添加虚拟序列发生器到编辑窗口中，根据需要将虚拟序列发生器相关引脚与电路连接。

② 单击序列发生器，按Ctrl+E键，在弹出的如图2-67所示对话框中，根据系统要求配置触发选项和时钟选项。

③ 在模式发生器脚本文件中加载期望的序列文件。

④ 退出图2-67所示对话框，按下按钮，弹出如图2-68所示界面，进行仿真。

9）电压表与电流表的使用 在Proteus ISIS中提供了DC VOLTMETER直流电压表、DC AMMETER直流电流表、AC VOLTMETER交流电压表、AC AMMETER交流电流表。这些虚拟的交、直流电压表和电流表可直接连接到电路中进行电压或电流的测量。

电压表与电流表的使用步骤如下。

（1）在工具箱中单击虚拟仪器，在弹出的“Instruments”窗口中单击DC VOLTMETER、DC AMMETER、AC VOLTMETER或AC AMMETER，再在原理图编辑窗口中单击，添加电压表或电流表到编辑窗口中，如图2-69所示，根据需要将电压表或电流表与被测电路连接。

（2）单击电压表或电流表，按Ctrl+E键，弹出编辑对话框，如图2-70所示为直流电压表对话框，根据测量要求设置相应选项。

选择不同的电压表或电流表，其编辑对话框也有所不同。直流电流表对话框与直流电压表对话框相比就没有设置内阻这一项；交流电压表比直流电压表多了时间常数 （Time Constant）这一项；同样，交流电流表比直流电流表也多了时间常数 （Time Constant）这一项。电压表的显示范围有伏特 （Volts）、毫伏 （Millivolts）和微伏 （Microvolts）；电流表的显示范围有安培 （Amps）、毫安 （Milliamps）和微安 （Microamps）。

（3）退出编辑对话框，按下按钮，即可进行电压或电流的测量。

3. MPLAB IDE与Proteus的联机调试

对于较复杂的程序，如果没有达到预期效果，可以采用MPLAB IDE与Proteus进行联机调试。进行联机调试时，必须先安装联机调试驱动程序，并进行相应设置，然后才能进行MPLAB IDE与Proteus的联机调试运行。

1）驱动程序的安装 Proteus 7.0及以后版本 （如Proteus 7.8），要实现Proteus与MPLAB IDE进行联机调试，只需安装“vdmmplab.exe”联调插件文件，即可完成驱动程序的安装。驱动程序安装好后，最好重启计算机。

2）Proteus联机设置 驱动程序安装好后，在Proteus ISIS软件中执行菜单命令“Debug”→“Use Romote Debug Monitor”，使MPLAB IDE能与Proteus进行通信。

3）MPLAB IDE联机设置 在MPLAB IDE中打开程序项目，执行菜单命令“Debugger”→“Select Tool”→“Proteus VSM”，选择Proteus VSM。在选择时可能会有两个Proteus VSM，通常选择下面的Proteus VSM，如图2-71所示。

再执行菜单命令“Debugger”→“Settings”，则弹出“VDM Configuration”对话框。如果Proteus与MPLAB IDE是安装在同一台计算机中的，则Host中的IP地址使用默认值127.0.0.1，Port中的端口也使用默认值8000；如果Proteus与MPLAB IDE不是安装在同一台计算机中，则Host中要填另一台计算机的IP地址。在Logging项中选择Protocol Data，如图2-72所示。

4）MPLAB IDE与Proteus的联机调试运行 完成上述操作后，就可以进行MPLAB IDE与Proteus的联机调试运行了。

在MPLAB IDE中单击绿色按钮或执行菜单命令“Debugger”→“connect”，MPLAB和Proteus开始连接，等一会儿，如果连接成功，绿色按钮变成灰色，右边的按钮变成红色。如果再单击红色的按钮，就会断开和Proteus的连接。

在MPLAB IDE中全速运行时，Proteus ISIS中的单片机系统也会自动运行。MPLAB IDE每调试一次，Proteus ISIS就会做出相应动作。若想观察运行过程中的某些变量值或设备状态，需要在MPLAB IDE中恰当使用Step in/Step over/Step out及Beakpoint进行跟踪。但是并不是在任何时候都可以进行跟踪，例如，进行键盘矩阵扫描时就不能用单步跟踪，因为程序运行到某一步骤时若敲击按键在MPLAB IDE中继续单步跟踪，这时按键早已释放了。

所以，在联合调试过程中，需要恰当地配合单步、跳出、设置断点等方法进行跟踪。

2.3 Proteus ARES的PCB设计

尽管PCB设计的软件较多，但是能够在仿真原理图的基础上进行PCB操作的软件并不是很多。而使用Proteus软件可在仿真原理图的基础上绘制PCB。Proteus的PCB设计是在ARES （Advanced Routing and Editing Software）软件中完成的。

1. Proteus ARES简介

在计算机中安装好Proteus 7.8软件后，单击“开始”→“程序”→“Proteus 7 Profes-sional”→“ARES 7 Professional”或在桌面上双击图标，进入图2-73所示的用户窗口，该窗口由菜单栏、主工具栏、方向工具栏、预览窗口、工具箱、PCB编辑窗口等部分组成。

1）菜单栏 Proteus ISIS共有9项菜单，下面介绍一些主要菜单。

【File（文件）】 包括新建、保存、导入等操作，如图2-74所示，快捷键为“Alt+F”。

【Output（输出）】 包括打印、设置、导出、效果预览等操作，如图2-75所示，快捷键为“Alt+O”。

【View（查看）】 对编辑窗口进行定位、栅格的调整及图形的缩放等操作，如图2-76所示，快捷键为“Alt+V”，图中栅格尺寸1in=2.54cm。

【Edit（编辑）】 对编辑窗口中的元件进行撤销、恢复、剪切、复制等操作，如图2-77所示，快捷键为“Alt+E”。

【Library（库）】 如图2-78所示，它具有选择封装、制作封装、制作符号等功能，快捷键为“Alt+L”。

【Tools（工具）】 如图2-79所示，它具有角度锁定、自动特性选择、设计规则检查、查找、自动布局设置等功能，快捷键为“Alt+T”。

【Technology（工艺）】 如图2-80所示，它具有一些设计规则、设计层等设置功能，快捷键为“Alt+E”。

【System（系统）】 如图2-81所示，它具有系统信息、设置系统环境、设置路径等功能，快捷键为“Alt+S”。

2）主工具栏 Proteus ARES的主工具栏包括File Toolbar （文本工具条）、Output Toolbar （输出工具条）、View Toolbar （查看工具条）、Edit Toolbar （编辑工具条）、Library Toolbar （库工具条）和Tools Toolbar （调试工具条）等部分。这些工具条的打开与关闭均执行菜单命令“View”→“Toolbar…”，在弹出的对话框中进行设置即可 （复选框中显示“√”表示该工具条打开）。Proteus ARES的主工具栏按钮功能如表2-4所示。

3）工具箱 ARES 7工具箱中各图标按钮的功能如表2-5所示。

2. Proteus ARES参数设置

在ARES 7的System菜单栏中可进行相应的参数设置，如层面颜色设置、默认设计规则设置、环境设置、层面设置、策略设置等。

1）层面颜色设置 在ARES 7中执行菜单命令“System”→“Set Colours…”，弹出如图2-82所示对话框，在此对话框中可设置工作层、机械层、丝光层、栅格等的颜色。

2）默认设计规则设置 在ARES 7中执行菜单命令“System”→“Set Default Rules…”，弹出如图2-83所示对话框，设置相应规则，然后单击“Apply to All Strategies”按钮，应用该对话框。

3）环境设置 在ARES 7中执行菜单命令“System”→“Set Environment…”，弹出如图2-84所示对话框，在该对话框中可设置自动保存时间、最大恢复次数等。

4）层面设置 在ARES 7中执行菜单命令“System”→“Set Layer Usage…”，弹出如图2-85所示对话框，在该对话框中可设置工作层面和机械层面。

5）策略设置 在ARES 7中执行菜单命令“System”→“Set Strategies…”，弹出如图2-86所示对话框，在该对话框中可设置约束规则。

Strategy：策略，可选择Power层或Signal层。

Priority：设置优先级。

Trace Style：Trace样式选择。

Via Style：过孔样式选择。

Neck Style：细线样式选择。

Pair 1：层对1，顶层水平布线，底层垂直布线。

Vias：过孔设置，Normal为一般过孔；Top Blind为顶层盲孔；Buried为埋孔。

Tactics：策略设置，Power为电源属性层；Bus为总线；Signal为信号层。

Corners：走线拐角设置，Optimize为最优化；Diagonal为斜线。

Design Rules：设计规则设置，Pad-Pad Clearance为焊盘间距；Pad-Trace Clearance为焊盘与Trace之间间距；Trace-Trace Clearance为Trace与Trace间的间距；Graphics Clearance为图形间距；Edge/Slot Clearance为板边沿/槽间距。

3. Proteus ARES中PCB制作实例

下面以ISIS 7中实际绘制的电路图图2-42为例，讲述PCB电路的制作，具体操作步骤如下。

1）统计电路原理图中使用的元件 在ISIS 7中执行菜单命令“Tools”→“Bill of Mate-rials”→“2 ASCII Output”，生成元件清单如下：

            Bill Of Materials
            =================
            Design:  F:\BOOK\PIC\Chapter1\LED_test\LED_test.DSN
            Doc. no.: <NONE>
            Revision: <NONE>
            Author:   <NONE>
            Created:  11/11/04
            Modified:12/02/28
            QTY  PART-REFS          VALUE             CODE
            --- ---------      -----       ----
            Resistors
            ---------
            9    R1，R2，R4-R10       470
            1    R3                5.1k
            Capacitors
             ----------
            2    C1，C2             15pF
            1    C3                0.1uF
            Integrated Circuits
             -------------------
            1    U1                PIC16F877
            Diodes
             ------
            2    D1，D5             LED-BLUE
            2    D2，D6             LED-GREEN
            2    D3，D7             LED-RED
            2    D4，D8             LED-YELLOW
            Miscellaneous
             -------------
            1    K1
            1    LS1               SOUNDER
            1    X1                CRYSTAL

2）将网络表导入到PCB中 在ISIS 7中，分别右击K1、K2，在菜单中选择“Edit Component”，在弹出的对话框中将“Other Properties:”栏清空，如图2-87所示。

在ISIS 7中执行菜单命令“Tools”→“Netlist to ARES”，系统自动打开ARES软件 （前提条件是计算机系统中已安装好Proteus的ARES软件）。由于在ISIS 7中有些元件没有指定封装形式，因此弹出如图2-88所示对话框。在此对话框中输入相应的封装形式，对于发光二极管使用的封装形式为“LED”，按钮K1、K2的封装形式为“SW-PUSH1”。指定元件封装后，单击“OK”按钮，弹出如图2-89所示对话框，要求选择版图。一般选择单层版图，单击“OK”按钮。

3）放置元件 选择版图后，进入ARES 7的工作界面，如图2-90所示。该界面右边的工作区是空的，用户要使用的全部元件放在元件列表中。

开始放置元件，元件的放置可采用手动或自动方式来操作。手动放置元件的方法是: 在主工具箱中单击按钮，在元件列表中选择某个元件，然后在编辑区中的合适位置单击鼠标左键，即可放置该元件。在放置元件前，通过单击按钮可更改元件放置方向。使用可进行自动放置元件。放置好的元件如图2-91所示。

有些元件在ISIS原理图中没有指定封装，可能会被导入到ARES中，所以在ARES中还需要添加元件封装。

在主工具箱中单击按钮，并在器件选择按钮中单击“P”按钮，弹出“Pick Packages”对话框。在此对话框的Keywords栏中输入相应的封装名称，如sw-push1 （按钮）、pwr-02-m （电源插座），然后将这两个元件封装也放入图2-91所示界面中。

4）布线 ARES像其他软件一样，也能进行手工布线和自动布线。

【手工布线】 在ARES 7中执行菜单命令“View”→“Layers”，弹出Displayed Layers对话框，选择Ratsnest和Vectors显示飞线和向量。在工具箱中单击按钮，在列表中选择某个元件，在编辑界面上相应高亮显示进行布线。

【自动布线】 在ARES 7中执行菜单命令“Tools”→“Auto Router”，弹出如图2-92所示对话框。在此对话框中单击“Begin Routing”按钮，在编辑界面上将进行自动布线。自动布线后，有些元件的导线可能还没有连接，所以还需手动进行修改。布好线的PCB电路图如图2-93所示。

5）规则检查

【CRC检查】 在ARES 7中执行菜单命令“Tools”→“Connectivity Checker”，系统进行连接性检查，状态栏提示是否发生CRC错误。

【DRC检查】 在ARES 7中执行菜单命令“Tools”→“Design Rule Checker”，系统进行DRC检查。DRC检查侧重于物理错误设计规则检查，若有DRC错误，出错地方将用红圈和白线突出提示。如果没有错误，状态栏将显示“NO DRC errors”。

6）敷铜

【顶层敷铜】 在ARES 7中执行菜单命令“Tools”→“Power Plane Generator”，弹出“Power Plane Generator”对话框，在此对话框的Net下拉列表中选择GND=POWER，Layer下拉列表中选择Top Copper，Boundary下拉列表中选择T10，如图2-94所示。设置好后单击“OK”按钮，进行顶层敷铜。

【底层敷铜】 在ARES 7中执行菜单命令“Tools”→“Power Plane Generator”，弹出“Power Plane Generator”对话框，在此对话框的Net下拉列表中选择GND =POWER，Layer下拉列表中选择Bottom Copper，Boundary下拉列表中选择T10，设置好后单击“OK”按钮，进行底层敷铜。

7）3D效果显示 在ARES 7中执行菜单命令“Output”→“3D Visualization”，可显示其3D效果。按住鼠标左键并拖动鼠标可显示不同的3D效果，如图2-95所示为正面3D效果图，图2-96所示为背面3D效果图。

8）输出CADCAM 在ARES 7中执行菜单命令“Output”→“Gerber/Excellon Out-put”，弹出如图2-97所示对话框。在此对话框中设置相应参数后单击“OK”按钮，生成顶层的光绘文件。