基于PROTEUS的電路及單片機設計與仿真

前言

隨著電子技術的飛速發(fā)展，電子設計的方式也在不斷進步。PROTEUS嵌入式虛擬開發(fā)系統(tǒng)與仿真平臺是一款可以實現(xiàn)數(shù)字電路、模擬電路、微控制器系統(tǒng)仿真以及PCB設計等功能的EDA軟件。電路的軟、硬的設計與調(diào)試都是在計算機虛擬環(huán)境下進行的?；谶@一設計思想開發(fā)的PROTEUS軟件，可以在原理圖設計階段對所設計的電路進行驗證，并可以通過改變元器件參數(shù)使整個電路性能達到最優(yōu)化。這樣就避免了傳統(tǒng)電子電路設計中方案更換帶來的多次重復購買元器件及制版的麻煩，可以節(jié)省很多時間和經(jīng)費，也提高了設計的效率和質(zhì)量。PROTEUS軟件集強大的功能與簡易的操作于一體，成為嵌入式系統(tǒng)領域技術最先進的開發(fā)工具。PROTEUS軟件提供了三十多個元器件庫、上萬個元器件。元器件涉及電阻、電容、二極管、晶體管、MOS管、變壓器、繼電器、各種放大器、各種激勵源、300多種微控制器、各種門電路和各種終端等。在PROTEUS軟件中提供的儀表有交直流電壓表、交直流電流表、邏輯分析儀、定時／計數(shù)器和信號發(fā)生器等虛擬儀器。PROTEUS作為交互可視化仿真軟件，提供數(shù)碼管、液晶屏、LED、按鈕、鍵盤等外設，同時支持圖形化的分析功能，具有直流工作點，瞬態(tài)特性、交直流參數(shù)掃描、頻率特性、傅里葉分析、失真分析、噪聲分析等多種分析功能，并可將仿真曲線繪制到圖表中。本書是基于PROTEUS 7.6 SP0版本的軟件，通過實例講解PROTEUS軟件的操作，包括原理圖輸入、電路仿真、軟件調(diào)試及系統(tǒng)協(xié)同仿真。本書總共分為7章，其主要內(nèi)容如下：第1章：PROTEUS原理圖編輯環(huán)境和PROTEUS ARES PCB制版環(huán)境概述。第2章：介紹PROTEUS ISIS電路仿真中的控制面板、元器件的使用，并介紹了兩種電路調(diào)試、仿真方法，即交互式電路仿真和基于圖表的電路仿真。第3章：介紹模擬電路的設計與仿真方法，其中包括模擬激勵源的設置、模擬虛擬儀器的使用、探針的放置及模擬電路仿真方法。第4章：介紹數(shù)字電路的設計與仿真方法，其中包括數(shù)字激勵源的設置、數(shù)字虛擬儀器的使用、數(shù)字調(diào)試工具的使用、探針的放置及數(shù)字電路仿真方法。第5章：介紹單片機的設計與仿真方法，其中包括源代碼的編輯、目標代碼的生成、第三方編輯器和第三方IDE的使用、單片機系統(tǒng)的調(diào)試及系統(tǒng)仿真。第6章：介紹了利用PROTEUS軟件進行仿真的多個例子，包括模擬交通燈、數(shù)字時鐘、電子密碼鎖等。

內(nèi)容概要

本書是基于PROTEUS 7.6 SP0版本軟件，以軟件的實際操作過程為寫作的次序，以豐富的實例貫穿全書進行全面的講解和分析，如PROTEUS軟件的操作方法、模擬和數(shù)字電路的分析方法、單片機電路的軟硬件調(diào)試技術以及PCB設計方法。本書面向?qū)嶋H、圖文并茂、內(nèi)容詳細具體，通俗易懂、層次分明、易于掌握，可以為從事科技開發(fā)、電路系統(tǒng)教學以及學生實驗、課程設計、畢業(yè)設計、電子設計競賽等人員提供很大的幫助。本書既可以作為從事電子設計的工程技術人員自學的參考書，也可以作為高等院校相關專業(yè)的教材或職業(yè)培訓教材。

書籍目錄

第1章　PROTEUS概述　1.1　PROTEUS ISIS概述　1.2　PROTEUS ARES概述　1.3　新版本PROTEUS 7.6的特點與功能第2章　PROTEUS ISIS電路仿真　2.1　交互式仿真　　2.1.1　PROTEUS ISIS交互式仿真控制面板　　2.1.2　PROTEUS ISIS交互式仿真活性元件　　2.1.3　PROTEUS ISIS交互式仿真過程　2.2　交互式仿真中的電路測量　　2.2.1　仿真動態(tài)實時顯示　　2.2.2　電路參數(shù)實時顯示　　2.2.3　電壓探針與電流探針　　2.2.4　虛擬儀器　2.3　基于圖表的仿真　　2.3.1　電路輸入　　2.3.2　放置信號發(fā)生器　　2.3.3　放置仿真探針　　2.3.4　放置仿真圖表　　2.3.5　設置仿真圖表　　2.3.6　電路輸出波形仿真第3章　基于PROTUES ISIS的模擬電路分析　3.1　二極管伏安特性分析——直流信號源（電壓型）與直流參數(shù)掃描分析　　3.1.1　二極管伏安特性測量電路　　3.1.2　直流信號源編輯　　3.1.3　探針及直流分析圖表編輯　　3.1.4　二極管伏安特性分析　3.2　晶體管輸出特性分析——直流信號源（電流型）與轉(zhuǎn)移特性分析　　3.2.1　晶體管輸出特性測量電路　　3.2.2　直流信號源編輯　　3.2.3　探針及直流分析圖表編輯　　3.2.4　晶體管輸出特性分析　3.3　RC低通濾波器頻率特性分析——正弦波信號源與交流參數(shù)掃描　　3.3.1　RC低通濾波器電路　　3.3.2　正弦波信號源編輯　　3.3.3　探針及交流參數(shù)掃描圖表編輯　　3.3.4　RC低通濾波器幅頻特性和相頻特性分析　3.4　單限比較器分析——模擬脈沖信號源與模擬分析　　3.4.1　單限比較器電路　　3.4.2　直流信號源與模擬脈沖信號源的編輯　　3.4.3　探針及模擬圖表的編輯　　3.4.4　單限比較器分析　3.5　限幅電壓放大電路分析——指數(shù)信號源和單頻率調(diào)頻波信號源　　3.5.1　限幅電壓放大電路　　3.5.2　指數(shù)脈沖信號源的編輯　　3.5.3　探針及模擬圖表編輯　　3.5.4　限幅電壓放大電路分析　3.6　音頻功率放大器電路分析——頻率、音頻、噪聲、傅里葉及失真分析　　3.6.1　音頻功率放大器前置放大電路　　3.6.2　音頻功率放大器前置放大電路分析　　3.6.3　音頻功率放大器二級放大電路　　3.6.4　音頻功率放大器二級放大電路分析　　3.6.5　音頻功率放大器功率放大電路　　3.6.6　音頻功率放大器功率放大電路分析　　3.6.7　音頻功率放大電路　　3.6.8　音頻功率放大電路分析第4章　基于PROTEUS ISIS的數(shù)字電路分析第5章　PROTEUS ISIS單片機仿真第6章　設計應用實例第7章　PROTEUS ARES PCB設計附錄A PROTEUS ISIS 7新增功能參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：通過PROTEUS ISIS軟件的VSM（虛擬仿真技術），用戶可以對模擬電路、數(shù)字電路、模數(shù)混合電路，以及基于微控制器的系統(tǒng)連同所有外圍接口電子器件一起仿真。如圖1-1所示。在原理圖中，電路激勵源、虛擬儀器、圖表以及直接布置在線路上的探針一起出現(xiàn)在電路中，如圖1-2所示。任何時候都能通過“運行按鈕”或“空格”鍵對電路進行仿真。PROTEUSVSM有兩種截然不同的仿真方式：交互式仿真和基于圖表的仿真。其中交互式仿真可實時觀測電路的輸出，因此可用于檢驗設計的電路是否能正常工作，如圖1-3所示。而基于圖表的仿真能夠在仿真過程中放大一些特別的部分，進行一些細節(jié)上的分析，因此基于的圖表的仿真可用于研究電路的工作狀態(tài)和進行細節(jié)的測量，如圖1-4所示。PROTEUS軟件的模擬仿真直接兼容廠商的SPICE模型，采用了擴充了的SPICE3F5電路仿真模型，能夠記錄基于圖表的頻率特性、直流電的傳輸特性、參數(shù)的掃描、噪聲的分析、傅里葉分析等，具有超過8000種的電路仿真模型。PROTEUS模擬仿真如圖1-5所示。

編輯推薦

《基于PROTEUS的電路及單片機設計與仿真(第2版)》：基于PROTEUS 7.6 SPO版本軟件，通過實例講解PROTEUS軟件的操作，包括原理圖輸入、電路仿真、軟件調(diào)試及系統(tǒng)協(xié)同仿真。共分7章，其主要內(nèi)容如下：第1章：概述PROTEUS原理圖編輯環(huán)境和PROTEUS ARES PCB制版環(huán)境。第2章：介紹PROTEUS ISiS電路仿真中的控制面板、元器件的使用，并介紹了兩種電路調(diào)試、仿真方法，即交互式電路仿真和基于圖表的電路仿真。第3章：介紹模擬電路的設計與仿真方法。其中包括模擬激勵源的設置、模擬虛擬儀器的使用、探針的放置及模擬電路仿真方法。第4章：介紹數(shù)字電路的設計與仿真方法，其中包括數(shù)字激勵源的設置、數(shù)字虛擬儀器的使用、數(shù)字調(diào)試工具的使用、探針的放置及數(shù)字電路仿真方法。第5章：介紹單片機的設計與仿真方法。其中包括源代碼的編輯、目標代碼的生成、第三方編輯器與第三方IDE的使用、單片機系統(tǒng)的調(diào)試及系統(tǒng)仿真。第6章：介紹了利用PROTEUS軟件進行仿真的多個實例，包括模擬交通燈、數(shù)字時鐘、電子密碼鎖、簡單計算器、直流電動機及交流電動機等。第7章：介紹了PROTEUS ARES PCB的設計，主要包括了原理圖的后處理、創(chuàng)建元件封裝、PCB布局、PCB布線以及光繪文件的輸出。

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