第1讲 Proteus集成开发环境的使用方法

电子仿真软件及应用主讲人：邓婷单位：电子信息工程学院B6-511联系：134-5043-2095，短号66-2095邮箱：sherry2139@163.com课程简介

一课程性质：专业拓展课.二课程总学时：32学时+3周.三课程总学分：5学分.四课程考核方式：平时成绩+综合大作业综合大作业占：70%平时成绩占：30%参考文献朱清慧等，Proteus教程--电子线路设计、制版与仿真，清华大学出版社，2008朱清慧，Proteus电子技术虚拟实验室，中国水利水电出版社，2010彭伟，单片机C语言程序设计实训100例—基于8051+Proteus仿真，电子工业出版社，2009第一讲Proteus快速入门

1.1Proteus整体功能预览1.1.1集成化的电路虚拟仿真软件——Proteus1.1.2ProteusVSM仿真与分析1.1.3ProteusARES的应用预览功能1.2Proteus集成开发环境的使用方法1.2.1Proteus软件的运行1.2.2进入ProteusISIS编辑环境1.2.3

ProteusISIS编辑环境简介1.2.4一般电路原理图设计1.2.5常用电路原理图设计举例第一讲Proteus快速入门Proteus软件是由英国

LabcenterElectronics公司开发的EDA工具软件，已有近20年的历史，在全球得到了广泛应用。

Proteus软件的功能强大，它集电路设计、制版及仿真等多种功能于一身，不仅能够对电工、电子技术学科涉及的电路进行设计与分析，还能够对微处理器进行设计和仿真，并且功能齐全，界面多彩

，是近年来备受电子设计爱好者青睐的一款新型

电子线路设计与仿真软件。1.1Proteus整体功能预览

Proteus软件和我们手头的其他电路设计仿真软件最大的不同即它的功能不是单一的。它的强大的元件库可以和任何电路设计软件相媲美：

1、它的电路仿真功能可以和Multisim相媲美，且独

特的单片机仿真功能是Multisim及其他任何仿真软

件都不具备的；

2、它的PCB电路制版功能可以Protel相媲美。它的

功能不但强大，而且每种功能都不逊于Protel。1.1.1集成化的电路虚拟仿真软件——Proteus

Proteus是一个基于ProSPICE混合模型仿真器的、完整的嵌入式系统软硬件设计仿真平台。它包含ISIS和ARES应用软件，具体功能分布如图1-1所示。图1-1Proteus的功能分布图ISIS——智能原理图输入系统，系统设计与仿真的基本平台。ARES——高级布线和编辑软件。在Proteus中，从原理图设计、单片机编程、系统仿真到PCB设计一气呵成，真正实现了从概念到产品的完整设计。Proteus从原理图设计到PCB设计，再到电路板完成的流程如图1-2所示。图1-2Proteus设计流程在图1-2中，最上面是一个基于单片机的应用电路原理图，显示的画面正处于仿真运行状态。设计者可以从Proteus原理图库中调用所需库元件，然后通过合适连线即可。单片机内可通过单击单片机芯片加入已编译好的十六进制程序文件，然后运行仿真即可。中间图片是运用Proteus的PCB制版功能设计出的电路板，可通过原理图生成网络表后设计布局而成。最下面的图为根据设计的PCB加工而成的电路板和安装焊接完成后的实际电路。1.1.2ProteusVSM仿真与分析

Proteus软件的ISIS原理图设计界面同时还支持电路仿真模式VSM(虚拟仿真模式)。当电路元件在调用时，我们选用具有动画演示功能的器件或具有仿真模型的器件，当电路连接完成无误后，直接运行仿真按钮，即可实现声、光、动等逼真的效果，以检验电路硬件及软件设计的对错，非常直观。ProteusVSM有两种不同的仿真方式：交互式仿真和基于图表的仿真。1、交互式仿真——实时直观地反映电路设计的仿真结果；2、基于图表的仿真(ASF)——用来精确分析电路的各种性能，如频率特性、噪声特性等。ProteusVSM中的整个电路分析是在ISIS原理图设计模块下延续下来的，原理图中可以包含以下仿真工具：探针——直接布置在线路上，用于采集和测量电压/电流信号；电路激励——系统的多种激励信号源；虚拟仪器——用于观测电路的运行状况；曲线图表——用于分析电路的参数指标。1.仿真工具——激励源DC：直流电压源。Sine：正弦波发生器。Pulse：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，数据来源于wav文件。DState：单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。Proteus激励源的可编辑格式示例如图1-3所示。图1-3Proteus激励源的可编辑格式示例指数脉冲发生器/ASF模式信号发生器分段线性脉冲信号发生器2.仿真工具——虚拟仪器虚拟示波器(OSCILLOSCOPE)。逻辑分析仪(LOGICANALYSER)。计数器、定时器(COUNTERTIMER)。虚拟终端(VIRUALTERMINAL)。信号发生器(SIGNALGENERATOR)。模式发生器(PATTERNGENERATOR)。交直流电压表和电流表(AC/DCvoltmeters/ammeters)SPI调试器(SPIDEBUGGER)。I2C调试器(I2CDEBUGGER)。Proteus激励源的可编辑格式示例如图1-4所示。图1-4Proteus激励源的可编辑格式示例虚拟终端四通道示波器I2C调试器SPI调试器3.交互式仿真实例高级仿真(ASF)实例(741放大电路分析)如图1-5所示。图1-5741放大电路分析噪声分析：显示随频率变化的输出噪声和等效输入噪声电压，并列出电路各部分所产生的噪声电压清单。741放大电路的噪声分析如图1-6所示。失真分析：用于确定由测试电路所引起的电平失真的程度，失真分析图表用于显示随频率变化的二次和三次谐波失真电平。741放大电路的失真分析如图1-7所示。图1-6741放大电路的噪声分析 图1-7741放大电路的失真分析4.Proteus微处理器系统仿真单片机系统的仿真是ProteusVSM的主要特色。用户可在Proteus中直接编辑、编译、调试代码，并直观地看到仿真结果。CPU模型有ARM7(LPC21xx)、PIC、AtmelAVR、MotorolaHCXX以及8051/8052系列。同时模型库中包含了LED/LCD显示、键盘、按钮、开关、常用电机等通用外围设备。VSM甚至能仿真多个CPU，它能便利处理含两个或两个以上微控制器的系统设计。

下面看一个微处理器系统仿真与分析实例——交互式仿真显示系统输出结果，如图1-8所示。图1-8微处理器交互仿真实例单片机8051通过锁存器驱动液晶显示屏。单片机的程序可通过Keil(支持汇编和C格式)编辑、编译成“*.hex”后，直接用鼠标双击画面上的8051芯片，把“*.hex”文件加入即可。如果程序无误，而且硬件电路也连接正确，则单击原理图设计界面左下方的仿真运行按钮，出现图1-8的仿真结果。其中，每个芯片引脚还会通过红蓝两色的方点来表示此时的引脚电平高低。红色表示高电平，蓝色表示低电平。图1-9虚拟仿真电路与外部实际电路的双向通信通过COMPIM串口仿真模型，可以实现虚拟仿真电路与外部实际电路的双向通信，如图1-9所示。原理图中的P1为虚拟串口，通过适当设置和引用，可以直接实现模拟与实际电路一样的串行通信效果，避免了涉及外围及与PC之间的通信无法实现的情况。在Proteus中，虚拟元件及虚拟仪器的种类很多，我们不必担心单片机与上位机之间的通信如何来仿真的问题。5.Proteus与Keil联调Proteus与汇编程序调试软件Keil可实现联调；在微处理器运行中，如果发现程序有问题，可直接在Proteus的菜单中打开Keil对程序进行修改，如图1-10所示。图1-10Proteus与Keil的联调1.1.3ProteusARES的应用预览功能

Proteus的ARES软件具有PCB(印刷电路板)设计的强大功能。新的Proteus7支持PCB板的三维预览，便于观察器件布局和展示设计结果，如图1-11所示。图1-11Proteus的PCB三维预览1.2Proteus集成开发环境的使用方法

1.2.1Proteus软件的运行

Proteus软件目前的最新版本为7.10，先按要求把软件安装到计算机上，安装结束后，在桌面的“开始”程序菜单中，单击运行原理图(ISIS

7

Professional

)或PCB(ARES7Professional)设计界面。ISIS7Professional在程序中的位置如图1-12所示。图1-12ISIS7Professional在程序中的位置图1-13为ISIS7Professional运行时的界面。图1-13ISIS7Professional运行时的界面1.2.2进入ProteusISIS编辑环境1.文件的新建和保存在ProteusISIS窗口中，选择【File】→【NewDesign】菜单项，弹出如图2-4所示对话框；

选择合适的模板(通常选择DEFAULT模板)，单击“OK”按钮，即可完成新设计文件的创建；

选择【File】→【SaveDesign】菜单项；在“保存在”下拉列表框中选择目标存放路径，并在“文件名”框中输入设计的文档名称。同时，保存文件的默认类型为“DesignFile”，即文档自动加扩展名“.DSN”，单击“保存”按钮即可。

2.打开和保存设计文件选择【File】→【OpenDesign】菜单项，将弹出如图2-6所示对话框；

在“查找范围”下拉列表框中选择目标查找路径，单击列表框中对应的设计选项，然后单击“打开”按钮，即可打开相应的设计文件；保存打开的设计文件的方式与上述一致。选择【File】→【SaveDesign】菜单项，在打开的保存对话框中单击“保存”按钮，即可保存文件。注意，在出现的保存对话框中，用户可以更改设计文件的名称及路径，也可使用默认保存文件。1.2.3ProteusISIS编辑环境简介

1.ProteusISIS各窗口点状的栅格区域为编辑窗口，左上方为预览窗口，左下方为元器件列表区，即对象选择器；

1、编辑窗口用于放置元器件，进行连线，绘制原理图。

2、预览窗口可以显示全部原理图。在预览窗口中，有两个框，蓝框表示当前页的边界，绿框表示当前编辑窗口显示的区域。

3、当从对象选择器中选中一个新的对象时，预览窗口可以预览选中的对象。在预览窗口上单击，ProteusISIS将会以单击位置为中心刷新编辑窗口。其他情况下，预览窗口显示将要放置的对象。2.工具箱选择相应的工具箱图标按钮，系统将提供不同的操作工具。对象选择器根据选择不同的工具箱图标按钮决定当前状态显示的内容。显示对象的类型包括元器件、终端、引脚、图形符号、标注和图表等

工具箱中各图标按钮对应的操作如下：

SelectionMode按钮

：选择模式

ComponentMode按钮

：元件模式

JunctionDotMode按钮

：节点模式

WireLableMode按钮

：连线标号模式

TextScriptMode按钮

：文字脚本模式

BusesMode按钮

：总线模式SubcircuitMode按钮：子电路模式TerminalsMode按钮

：终端模式(输入、输出、电源和地等)DevicePinsMode按钮

：器件引脚模式(如普通引脚、时钟引脚、反电压引脚和短接引脚等)GraphMode按钮

:图表模式(如模拟图表、数字图表、混合图表和噪声图表等)TapeRecorderMode按钮

：录音模式（当对设计电路分割仿真时采用此模式

）GeneratorMode按钮

：激励源模式(如正弦激励源、脉冲激励源、指数激励源和FILE激励源等)VoltageProbeMode按钮

：电压探针模式（电路进行仿真时可显示各探针处的电压值

）CurrentProbeMode按钮

：电流探针模式（电路进行仿真时可显示各探针处的电流值

）VirtualInstrumentsMode按钮

：虚拟仪器模式(如示波器、逻辑分析仪、定时/计数器和信号发生器等)RotateClockwise按钮

：顺时针方向旋转按钮，以90°偏置改变元器件的放置方向

RotateAnti-clockwise按钮：逆时针方向旋转按钮，以90°偏置改变元器件的放置方向

X-mirror按钮

：水平镜像旋转按钮，以Y轴为对称轴，按180°偏置旋转元器件

Y-mirror按钮

：垂直镜像旋转按钮，以X轴为对称轴，按180°偏置旋转元器件

另外，在某些状态下，对象选择器有一个“Pick”切换按钮，单击该按钮可以弹出PickDevices、PickPort、PickTerminals、PickPins或PickSymbols窗体。通过不同窗体，可以分别添加元器件、端口、终端、引脚等到对象选择器中，以便在今后的绘图中使用。

3.主菜单ProteusISIS的主菜单栏包括File(文件)、View(视图)、Edit(编辑)、Tools(工具)、Design(设计)、Graph(图形)、Source(源)、Debug(调试)、Library(库)、Template(模板)、System(系统)和Help(帮助)，如图2-3所示。图2-3ProteusISIS的主菜单和主工具栏File菜单：包括常用的文件功能，如新建设计、打开设计、保存设计、导入/导出文件，也可打印、显示设计文档，以及退出ProteusISIS系统等

View菜单：包括是否显示网格、设置格点间距、缩放电路图及显示与隐藏各种工具栏等

Edit菜单：包括撤销/恢复操作、查找与编辑元器件、剪切、复制、粘贴对象，以及设置多个对象的层叠关系等

Tools菜单：工具菜单。它包括实时注解、自动布线、查找并标记、属性分配工具、全局注解、导入文本数据、元器件清单、电气规则检查、编译网络标号、编译模型、将网络标号导入PCB以及从PCB返回原理设计等工具栏Design菜单：工程设计菜单。它具有编辑设计属性，编辑原理图属性，编辑设计说明，配置电源，新建，删除原理图，在层次原理图中总图与子图以及各子图之间互相跳转和设计目录管理等功能

Graph菜单：图形菜单。它具有编辑仿真图形，添加仿真曲线、仿真图形，查看日志，导出数据，清除数据和一致性分析等功能

Source菜单：源文件菜单。它具有添加/删除源文件，定义代码生成工具，设置外部文本编辑器和编译等功能

Debug菜单：调试菜单。包括启动调试、执行仿真、单步运行、断点设置和重新排布弹出窗口等功能

Library菜单：库操作菜单。它具有选择元器件及符号、制作元器件及符号、设置封装工具、分解元件、编译库、自动放置库、校验封装和调用库管理器等功能Template菜单：模板菜单。包括设置图形格式、文本格式、设计颜色以及连接点和图形等

System菜单：系统设置菜单。包括设置系统环境、路径、图纸尺寸、标注字体、热键以及仿真参数和模式等

Help菜单：帮助菜单。包括版权信息、ProteusISIS学习教程和示例等4.主工具栏ProteusISIS的主工具栏位于主菜单下面两行，以图标形式给出，包括File工具栏、View工具栏、Edit工具栏和Design工具栏四个部分。工具栏中每一个按钮，都对应一个具体的菜单命令，主要目的是为了快捷而方便地使用命令

1、电路原理图的设计流程原理图的具体设计步骤如下：(1)新建设计文档。设计之前要构思好原理图(2)设置工作环境。设置合适的图纸大小(3)放置元器件。(4)对原理图进行布线。(5)建立网络表。网络表是印制版电路与电路原理图之间的纽带(6)原理图的电气规则检查。(7)调整(8)存盘和输出报表。1.2.4一般电路原理图设计图2-27电路原理图的设计流程2、电路原理图的设计方法和步骤下面以图2-28所示的简单电路为例，直观地介绍电路原理图的设计方法和步骤图2-28一个简单的电路实例1.创建一个新的设计文件首先进入ProteusISIS编辑环境选择【File】→【NewDesign】菜单项，在弹出的模板对话框中选择DEFAULT模板，并将新建的设计保存在E盘根目录下，保存文件名为“example”2.设置工作环境打开【Template】菜单，对工作环境进行设置。在本例中，仅对图纸进行设置，其他项目使用系统默认的设置。选择【System】→【SetSheetSizes】菜单项，在出现的对话框中选择A4复选框，单击“OK”按钮确认，即可完成页面设置3.拾取元器件(1)选择【Library】→【PickDevice/Symbol】菜单项，出现如图2-29所示对话框，在其中添加元器件具体方法不在赘述。图2-29元件拾取对话框3.拾取元器件(2)添加的元器件将出现在对象选择器列表中，如图2-31所示。图2-31添加元器件到对象选择器(3)在完成了对元器件LAMP的查找后，可以按照图2-28原理图的要求，依次找到其他元器件4.在原理图中放置元器件在当前设计文档的对象选择器中添加元器件后，就要在原理图中放置元器件。5.编辑元器件放置好元器件后，双击相应的元器件，即可打开该元器件的编辑对话框。6.绘制原理图

ProteusISIS具有智能化特点，在想要画线的时候能进行自动检测。7.对原理图进行电气规则检测选择【Tools】→【ElectricalRuleCheck】菜单项，出现电气规则检测报告单，如图2-35所示图2-35电气规则检查报告单已经生成网络表8.存盘及输出报表将设计好的原理图文件存盘。同时，可使用【Tools】→【BillofMaterials】菜单项输出BOM文档BOM文档生成界面我们先从最简单的电路入手，来设计一个电容充放电电路，并通过电路仿真观察其电流流向和灯的亮灭。例1、一阶动态电路的设计与仿真1.2.5常用电路原理图设计举例图1-28电容充电过程的仿真图1-29电容放电过程的仿真1.元件的拾取在桌面上选择【开始】→【程序】→“Proteus7Professional”，单击蓝色图标“ISIS7Professional”打开应用程序。ISISProfessional的编辑界面如图1-14所示。图1-14ISISProfessional的编辑界面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“PickDevices”(元件拾取)对话框，如图1-15所示。图1-15元件拾取对话框ISIS7Professional的元件拾取就是把元件从元件拾取对话框中拾取到图形编辑界面的对象选择器中。元件拾取共有两种办法:(1)按类别查找和拾取元件元件通常以其英文名称或器件代号在库中存放。我们在取一个元件时，首先要清楚它属于哪一大类，然后还要知道它归属哪一子类，这样就缩小了查找范围，然后在子类所列出的元件中逐个查找，根据显示的元件符号、参数来判断是否找到了所需要的元件。双击找到的元件名，该元件便拾取到编辑界面中了。按照表1-1中的顺序来依次拾取元件。首先是充电电容CAPACITOR，在图1-15中打开的元件对话框中，在“Category”类中选中“Capacitors”电容类，在下方的“Sub-category”(子类)中选中“Animated”(可动画演示)，查询结果元件列表中只有一个元件，即我们要找的CAPACITOR，如图1-15所示。双击元件名，元件即被选入编辑界面的元件区中了，如图1-16所示。如图单击一个元件后单击右下角的“OK”，元件拾取后对话框关闭。连续取元件时不要单击“OK”按钮，直接双击元件名可继续。拾取元件对话框共分四部分，左侧从上到下分别为直接查找时的名称输入、分类查找时的大类列表、子类列表和生产厂家列表。中间为查到的元件列表。右侧自上而下分别为元件图形和元件封装，图1-16中的元件没有显示封装。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PickDevices(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。图1-17直接拾取元件示意图按照电容的拾取方法，依次把五个元件拾取到编辑界面的对象选择器中，然后关闭元件拾取对话框。元件拾取后的界面如图1-18所示。图1-18元件拾取后的界面下面把元件从对象选择器中放置到图形编辑区中。用鼠标单击对象选择区中的某一元件名，把鼠标指针移动到图形编辑区，双击鼠标左键，元件即被放置到编辑区中。电阻要放置两次，因为本例中用到两个电阻。放置后的界面如图1-19所示。图1-19元件放置后的界面2.编辑窗口视野控制学会合理控制编辑区的视野是元件编辑和电路连接进行前的首要工作。编辑窗口的视野平移可用以下方法：在原理图编辑区的蓝色方框内，把鼠标指针放置在一个地方后，按下“F5”，则以鼠标指针为中心显示图形。当图形不能全部显示出来时，按住“Shift”键，移动鼠标指针到上、下、左、右边界，则图形自动平移。快速显示想要显示的图形部分时，把鼠标指向左上预览窗口中某处，并单击鼠标左键，则编辑窗口内图形自动移动到指定位置。另外还有两个图标，用于显示整个图形，以鼠标所选窗口为中心显示图形。编辑窗口的视野缩放用以下方法：先把鼠标指针放置到原理图编辑区内的蓝色框内，上下滚动鼠标滚轮即可缩放视野。如果没有鼠标滚轮，可使用图标和来放大和缩小编辑窗口内的图形。放置鼠标指针到编辑窗口内想要放大或缩小的地方，按“F6”(放大)或“F7”(缩小)放大或缩小图形，按“F8”显示整个图形。按住“Shift”键，在编辑窗口内单击鼠标左键，拖出一个欲显示的窗口。3.元件位置的调整和参数的修改在编辑区的元件上单击鼠标右键选中元件(为红色)，在选中的元件上再次单击鼠标右键则删除该元件，而在元件以外的区域内单击右键则取消选择。元件误删除后可用图标找回。单个元件选中后，单击鼠标左键不松可以拖动该元件。群选使用鼠标左键拖出一个选择区域，使用图标来整体移动。使用图标可整体复制，图标用来刷新图面。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元件布置存盘。建立一个名为Proteus的目录，选主菜单File→SaveDesignAs，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“EditComponent”(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)。EditComponent(元件属性设置)对话框如图1-21所示。图1-21元件属性设置对话框注意到每个元件的旁边显示灰色的“<TEXT>”，为了使电路图清晰，可以取消此文字显示。双击此文字，打开一个对话框，如图1-22所示。在该对话框中选择“Style”，先取消选择“Visible”右边的“FollowGlobal”选项，再取消选择“Visible”选项，单击“OK”即可。图1-22“TEXT”属性设置对话框也可在元件调用前，直接选择主菜单中的【Template】→【SetDesignDefaults…】打开画图模板设置选项，如图1-23所示。图1-23打开模板设计对话框接着出现EditDesignDefaults(编辑模板设计)对话框，如图1-24所示。在“Showhiddentext”选项中把对勾去掉，然后单击“OK”即可。每个元件的旁边不再显示灰色的“<TEXT>”。图1-24编辑模板设计对话框4.电路连线电路连线采用按格点捕捉和自动连线的形式，所以首先确定编辑窗口上方的自动连线图标和自动捕捉图标为按下状态。只需用鼠标左键单击编辑区元件的一个端点拖动到要连接的另外一个元件的端点，先松开左键后再单击鼠标左键，即完成一根连线。如果要删除一根连线，右键双击连线即可。按图标取消背景格点显示，如图1-25所示。连线完成后，如果再想回到拾取元件状态，按下左侧工具栏中的“元件拾取”图标即可，如图1-26所示。记住按一下存盘图标。

图1-25连接好的电路原理图图1-26重新回到元件拾取界面5.电路的动态仿真前面我们已经完成了电路原理图的设计和连接，下面来看看电路的仿真效果。首先在主菜单“System”→“SetAnimationOptions”中设置仿真时电压及电流的颜色及方向，如图1-27所示。图1-27AnimatedCircuitsConfiguration对话框在随后打开的对话框中，选择“ShowWireVoltagebyColour”和“ShowWireCurrentwithArrows”两项，即选择导线以红、蓝两色来表示电压的高低，以箭头标示来表示电流的流向。单击ProteusISIS环境中左下方的仿真控制按钮 中的运行按钮，开始仿真。仿真开始后，用鼠标单击图中的开关，使其先把电容与电源接通，如图1-28所示。能清楚地看到电容充电的效果。接着单击开关，使其把电容与灯连通。看到灯闪了一下，如图1-29所示。由于充电时间常数为1秒，放电时间常数小一些，瞬间放电，所以灯亮的时间很短。如果放电时间常数再大，则不易观察到灯亮的效果。在运行时，可以来回拨动开关，反复观察充放电过程。单击仿真控制按钮中的停止按钮，仿真结束。图1-28电容充电过程的仿真图1-29电容放电过程的仿真6.文件的保存在设计过程中要养成不断存盘的好习惯。最好先建立一个存放“*.DSN”文件的专用文件夹，你会发现在这个文件夹中，除了刚刚设计完成的“Cap1.DSN”文件外，还有很多其他扩展名的文件，可以统统删除。下次打开时，可直接双击“Cap1.DSN”文件，或先运行Proteus，再打开“Cap1.DSN”文件。7.变式演练下面来尝试自己动手设计一个电容充放电电路，如图1-30所示。与刚才的电路不同的是，这个电路选用了两个一位开关代替原来的一个两位开关；在充放电回路中分别串入了直流数字电流表，在电容两端并接了一个电压表，用于观察充放电过程中的电流及电压的变化；另外，放电回路中取消了放电电阻，充电电阻值和电容值也都有变化图1-30变式演练电路图所用元件名称及所属的库文件如表1-2所示，可采取直接查询法来拾取表中元件。表1-2变式演练的元件清单选取虚拟仪器图标 来获取直流电压表和电流表，如图1-31所示。由上而下的仪器分别为示波器(OSCILLOSCOPE)、逻辑分析仪(LOGICANALYSER)、计数定时器(COUNTERTIMER)、虚拟终端(VIRTUALTERMINAL)、信号发生器(SIGNALGENERATOR)、模式发生器(PATTERNGENERATOR)、直流电压表(DCVOLTMETER)、直流电流表(DCAMMETER)、交流电压表(ACVOLTMETER)和交流电流表(ACAMMETER)。图1-31虚拟仪器菜单两个电流表设置为毫安表，分别取名为AM1和AM2；电压表取名为VM1。双击电流表，出现如图1-32所示的EditComponent(属性设置)对话框，照图完成设置。图1-32毫安表的设置把此文件保存为“CAP2.DSN”。在仿真时，注意观察电流表和电压表数值的变化。例2、异步四位二进制计数器的设计及仿真如果已经具备了数字电子技术的知识，就会知道，这是一个异步时序逻辑电路，由四个触发器构成，这里选用JK触发器，把它们的JK端全接高电平，前一级的输出作为后一级的时钟信号。观察四个触发器输出端所组成的二进制数的变化是否为0~F(即0000~1111)。1.元件的拾取如果不知道所用元件的确切名字及所在的库，可以用查询的方法在所有库里海选。选择主菜单“Library”→“PickDevice/Symbol”，或直接单击左侧工具箱中的图标后再单击“P”按钮，打开如图1-33所示的对话框。采用部分查找法，在所查找的元件名关键词中填写“JK”，所有“JK”触发器元件都被找出，列在图1-33的中间部分查询结果中。选中“JKFF(ACTIVE)”，即选中仿真库中的元件，单击“OK”，元件拾取到对象选择器中。图1-33元件拾取对话框按表1-3所示，采用直接查询法，把所有元件都拾取到编辑区的元件列表中。表1-3元件清单列表2.元件连线先放置一个JK触发器。选中左侧电源和接地图标 ，单击“POWER”，一个箭头形状的标准数字直流电源(即高电平)出现在元件预览区，拖出后与触发器的JK端接上，如图1-34所示。图1-34与触发器的JK端连接因为四个触发器的JK端接法都一样，故采取复制法画其他三个触发器。用左键选中刚才所画的图形，选取上方的复制按钮 ，连续单击鼠标三次，得到如图1-35所示的图形。图1-35复制后的四个触发器接下来，把前一个触发器的输出端连接到下一个触发器的时钟CLK端上。再把时钟“CLOCK”拖出，连在第一个触发器的CLK输入端上，如图1-36所示。如果是下降沿触发的触发器，则把前一个触发器的Q*端连到下一个触发器的时钟CLK端上。把该电路保存为“Counter.DSN”。图1-36连接好的异步四位二进制计数器3.电路的动态仿真为了观察计数器计数的动态过程，我们在每个触发器的输出端Q连接一个逻辑电平探测器，能够显示0和1。把LOGICPROBE(BIG)元件拖到图形编辑区内，连续双击鼠标三次，得到四个逻辑探测器。分别接到每个JK触发器的输出端Q上。最后一个触发器为最高位(MSB)。同时，把七段数码显示拖入编辑区。数码管的最左端是高位，分别和各触发器的输出端Q相连，如图1-37所示。

图1-37加上逻辑电平探测器和七段数码管后的电路按下仿真运行按钮，四个逻辑探测器组成的四位二进制数从0000~1111变化，而七段数码管则显示0~F。另外我们还观察到每个器件的连线端都有红蓝两色小方块来显示该端的电平变化，红色为高电平，蓝色为低电平。如图1-38所示，十六进制计数器计到14，显示“E”。图1-38连接好的异步四位二进制计数器4.电路波形的生成有时为了方便分析，我们还会在已绘制好的图中加上波形图。在一个波形图中，可以插入多个观测点的波形，它们既可以是数字波形，也可以是模拟波形或是其他形式的波形。现在我们想把上图中四个触发器的输出端Q的波形分别显示出来。首先要把一个电压探针接在被测点，左侧图标和分别为电压和电流探针。四个电压探针分别命名为Q1、Q2、Q3和Q4。单击左侧图标，选择插入波形的种类。如图1-39所示，选择数字波形(DIGITAL)或数字模拟混合波形(MIXED)。图1-39加上逻辑探针后的图形接下来放置波形。选择主菜单【Graph】→【EditGraph】，在图形编辑区的下方单击鼠标左键拖出一个长方形波形区域，再次单击左键确定。选择【Graph】→【AddTrace】，添加轨迹，在弹出的对话框中，选择右侧的数字(Digital)波形，选中Probe

P1中的Q1(电压探针加上后，所有探针的名称自动出现在这里)，单击“OK”(如图1-40所示)，Q1的坐标出现在波形图中。继续选择【Graph】→【AddTrace】，选中Q2，重复上一步骤，直到四点波形坐标都加到图形中为止。选择主菜单【Graph】→【EditGraph】，把波形标题更改为“DIGITALANALYSIS”(数字波形分析)，把停止时间改为16，如图1-41所示。

图1-40加入Q1的轨迹图1-41修改波形标题横坐标单位选择“Graph”→“SimulateGraph”或按空格键，生成波形。不需要运行仿真，只要执行此命令，四个探测点的波形就自动生成了，如图1-42所示。这种波形不同于示波器显示的波形，它能够静态地保留在原理图中，供读者分析或随图形一起输出打印。当按下空格键后，它可以再次刷新生成。图1-42计数器的波形图左击