Proteus电子电路设计及仿真.pdf

Proteus电子电路设计及仿真.pdf
 

书籍描述

编辑推荐
(1)本书在第1版的基础上,结合读者的意见、作者的教学经验进行修订改版。
(2)本书贴合工程实际,实例丰富,作者有期长应用经验,对应用PROTEUS有切身体会。
(3)实例全部配有操作视频,有详细讲解,同类书中较少配有视频讲解。

作者简介
许维蓥,华南理工大学,副教授,香港中文大学,博士后。曾经在多家出版社出版过多部著作。

目录
第1章 Proteus概述
1.1 Proteus简介和历史
1.1.1 简介
1.1.2 历史
1.2 Proteus的应用领域
1.3 Proteus VSM组件
1.4 Proteus设计流程
1.4.1 自顶向下设计
1.4.2 自下而上设计
1.5 Proteus的安装方法
1.6 Proteus的启动和退出
1.7 Proteus的主页
1.7.1 菜单栏和工具栏
1.7.2 选项卡
1.7.3 准备开始框
1.7.4 开始框
1.8 Proteus工程的新建
1.9 Proteus的系统设置
1.9.1 全局设置
1.9.2 仿真设置
1.9.3 PCB设计设置
1.9.4 崩溃报告设置
第2章 Proteus ISIS基本操作
2.1 Proteus ISIS工作界面
2.1.1 编辑窗口
2.1.2 预览窗口
2.1.3 对象选择器
2.1.4 菜单栏与主工具栏
2.1.5 状态栏
2.1.6 工具箱
2.1.7 方向工具栏与仿真按钮
2.2 模板设置
2.2.1 模板风格设置
2.2.2 图表设置
2.2.3 图形设置
2.2.4 文本设置
2.2.5 图形文本设置
2.2.6 交点设置
2.3 系统参数设置
2.3.1 属性定义设置
2.3.2 图纸大小设置
2.3.3 文本编辑选项设置
2.3.4 快捷键设置
2.3.5 动画选项设置
2.3.6 仿真选项设置
2.4 Proteus的元器件清单
2.4.1 HTML View(查看HTML)
2.4.2 Property Editor(属性编辑器)
2.4.3 BOM Template(BOM模板)
2.4.4 BOM Categories(BOM类别)
2.4.5 BOM Fields(BOM字段)
2.4.6 Generate BOM(生成BOM)
实例2—1 原理图绘制实例
第3章 Proteus ISIS电路图绘制
3.1 绘图模式及命令
3.1.1 Component(元器件)模式
3.1.2 Junction dot(节点)模式
3.1.3 Wire label(连线标号)模式
3.1.4 Text scripts(文字脚本)模式
3.1.5 Buses(总线)模式
3.1.6 Subcircuit(子电路)模式
3.1.7 Terminals(终端)模式
3.1.8 Device Pins(器件引脚)模式
3.1.92D图形工具
3.2 导线的操作
3.2.1 两对象连线
3.2.2 连接点
3.2.3 重复布线
3.2.4 拖动连线
3.2.5 移走节点
3.3 对象的操作
3.4 绘制电路图进阶
3.4.1 替换元器件
3.4.2 隐藏引脚
3.4.3 设置头框
3.4.4 设置连线外观
3.5 典型实例
实例3—1 共发射极放大电路的绘制
实例3—2 JK触发器组成的三位二进制同步计数器的绘制与测试
实例3—3 KEYPAD的绘制及仿真
实例3—4 单片机控串行输入并行输出移位寄存器的绘制
第4章 Proteus ISIS分析及仿真工具
4.1 虚拟仪器
4.2 探针
4.3 图表
4.4 激励源
4.4.1 直流信号发生器DC设置
4.4.2 幅度、频率、相位可控的正弦波发生器SINE设置
4.4.3 模拟脉冲发生器PULSE设置
4.4.4 指数脉冲发生器EXP设置
4.4.5 单频率调频波信号发生器SFFM设置
4.4.6 PWLIN分段线性脉冲信号发生器设置
4.4.7 FILE信号发生器设置
4.4.8 音频信号发生器AUDIO设置
4.4.9 单周期数字脉冲发生器DPULSE设置
4.4.10 数字单边沿信号发生器DEDGE设置
4.4.11 数字单稳态逻辑电平发生器DSTATE设置
4.4.12 数字时钟信号发生器DCLOCK设置
4.4.13 数字模式信号发生器DPATTERN设置
4.5 典型实例
实例4—1 共发射极放大电路分析
实例4—2 ADC0832电路时序分析
实例4—3 共发射极应用低通滤波电路分析
第5章 模拟电路设计及仿真
5.1 运算放大器基本应用电路
5.1.1 反相放大电路
5.1.2 同相放大电路
5.1.3 差动放大电路
5.1.4 加法运算电路
5.1.5 减法运算电路
5.1.6 微分运算电路
5.1.7 积分运算电路
实例5—1 PID控制电路分析
5.2 测量放大电路与隔离放大电路
5.2.1 测量放大电路
实例5—2 测量放大器测温电路分析
5.2.2 隔离放大电路
实例5—3 模拟信号隔离放大电路分析
5.3 信号转换电路
5.3.1 电压比较电路
5.3.2 电压/频率转换电路
5.3.3 频率/电压转换电路
5.3.4 电压/电流转换电路
5.3.5 电流/电压转换电路
5.4 移相电路与相敏检波电路
5.4.1 移相电路
5.4.2 相敏检波电路
实例5—4 相敏检波器鉴相特性分析
5.5 信号细分电路
实例5—5 电阻链二倍频细分电路分析
5.6 有源滤波电路
5.6.1 低通滤波电路
5.6.2 高通滤波电路
5.6.3 带通滤波电路
5.6.4 带阻滤波电路
5.7 信号调制/解调电路
5.7.1 调幅电路
5.7.2 调频电路
5.7.3 调相电路
5.8 函数发生电路
5.8.1 正弦波信号发生电路
实例5—6 电容三点式振荡电路分析
5.8.2 矩形波信号发生电路
5.8.3 占空比可调的矩形波发生电路
5.8.4 三角波信号发生电路
5.8.5 锯齿波信号发生电路
实例5—7 集成函数发生器ICL8038电路分析
第6章 数字电路设计及仿真
6.1 基本应用电路
6.1.1 双稳态触发器
6.1.2 寄存器/移位寄存器
实例6—174LS1948位双向移位寄存器分析
6.1.3 编码电路
6.1.4 译码电路
实例6—2 CD4511译码显示电路分析
6.1.5 算术逻辑电路
6.1.6 多路选择器
6.1.7 数据分配器
6.1.8 加/减计数器
6.2 脉冲电路
6.2.1555定时器构成的多谐振荡器
实例6—3 占空比与频率均可调的多谐振荡器分析
6.2.2 矩形脉冲的整形
6.3 电容测量仪
6.3.1 电容测量仪设计原理
6.3.2 电容测量仪电路设计
6.4 多路电子抢答器
6.4.1 简单8路电子抢答器
6.4.28路带数字显示电子抢答器
第7章 单片机仿真
7.1 Proteus与单片机仿真
7.1.1 创建源代码文件
7.1.2 编辑源代码程序
7.1.3 生成目标代码
7.1.4 使用第三方IDE
7.1.5 单步调试
7.1.6 断点调试
7.1.7 Multi—CPU调试
7.1.8 弹出式窗口
7.2 WinAVR编译器
7.2.1 WinAVR编译器简介
7.2.2 安装WinAVR编译器
7.2.3 WinAVR的使用
7.3 ATmega16单片机概述
7.3.1 AVR系列单片机特点
7.3.2 ATmega16总体结构
7.4 I/O端口及其第二功能
7.4.1 端口A的第二功能
7.4.2 端口B的第二功能
7.4.3 端口C的第二功能
7.4.4 端口D的第二功能
实例7—1 使用Proteus仿真键盘控LED
7.5 中断处理
7.5.1 ATmega16中断源
7.5.2 与中断相关的I/O寄存器
7.5.3 中断处理
实例7—2 使用Proteus仿真中断唤醒的键盘
7.6 ADC模拟输入接口
7.6.1 ADC特点
7.6.2 ADC的工作方式
7.6.3 ADC预分频器
7.6.4 ADC的噪声抑制
7.6.5 与ADC相关的I/O寄存器
7.6.6 ADC噪声消除技术
实例7—3 使用Proteus仿真简易电量计
7.7 通用串行接口UART
7.7.1 数据传送
7.7.2 数据接收
7.7.3 与UART相关的寄存器
实例7—4 使用Proteus仿真以查询方式与虚拟终端及单片机之间互相通信
实例7—5 使用Proteus仿真利用标准I/O流与虚拟终端通信调试
7.8 定时器/计数器
7.8.1 T/C0
7.8.2 T/C1
7.8.3 T/C2
7.8.4 定时器/计数器的预分频器
实例7—6 使用Proteus仿真T/C0定时闪烁LED灯
实例7—7 使用Proteus仿真T/C2产生信号T/C1进行捕获
实例7—8 使用Proteus仿真T/C1产生PWM信号控电机
实例7—9 使用Proteus仿真看门狗定时器
7.9 同步串行接口SPI
7.9.1 SPI特性
7.9.2 SPI工作模式
7.9.3 SPI数据模式
7.9.4 与SPI相关的寄存器
实例7—10 使用Proteus仿真端口扩展
7.10 两线串行接口TWI
7.10.1 TWI特性
7.10.2 TWI的总线仲裁
7.10.3 TWI的使用
7.10.4 与TWI相关的寄存器
实例7—11 使用Proteus仿真双芯片TWI通信
7.11 综合仿真
实例7—12 使用Proteus仿真DS18B20测温计
实例7—13 使用Proteus仿真电子万年历
实例7—14 使用Proteus仿真DS1302实时时钟
第8章 PCB布板
8.1 PCB概述
8.2 Proteus ARES的工作界面
8.2.1 编辑窗口
8.2.2 预览窗口
8.2.3 对象选择器
8.2.4 菜单栏与主工具栏
8.2.5 状态栏
8.2.6 工具箱
8.3 ARES系统设置
8.3.1 默认规则设置
8.3.2 网格设置
8.3.3 使用板层设置
8.3.4 板层对设置
8.3.5 文本风格设置
8.3.6 板的属性设置
8.3.7 从模板中调取技术数据
8.3.8 把当前版图保存为技术数据
8.3.9 显示选项设置
8.3.10 环境设置
8.3.11 选择过滤器设置
8.3.12 快捷键设置
8.3.13 颜色设置
8.3.14 区域操作设置
8.3.15 恢复默认设置
实例8—1 PCB布板流程
参考文献

序言
再版前言
Proteus提供的智能模拟仿真环境能够使实验具有高效性与确定性,同时其内嵌的图表分析使实验结果直观明了。另外,Proteus提供的多种单片机芯片及虚拟仪器,使直接在PC上进行预开发成为可能。
正如Proteus所标注的“FROM CONCEPT TO COMPLETE”,这也正是Proteus可以提供给电子技术开发人员的所有。本书作者具有较丰富的结合Proteus的电子设计开发经验,因此,也希望读者在阅读本书后能具有这种“从概念到成品”的高效性、自主性的开发能力。
本书第1版在2012年出版以来,获得读者的广泛好评,已多次重印,并且,很多读者来信介绍他们具体应用Proteus的情况,对本书提出了很多宝贵意见和建议。在此基础上,我们根据读者的建议、结合相关企业应用的需求和高校教学需求进行修订,推出第2版。第2版在最新软件版本Proteus 8.0的基础上进行写作,更新了大量内容,并且也更加贴合实际应用,相信可以更好地帮助读者深入应用Proteus。
本书的读者对象:
① 缺乏稳定实验条件而又需要进行电子电路实验的技术人员。
② 想利用虚拟电子电路进行实验验证过程的测试人员。
③ 欲加快开发速度的单片机工程的硬件开发人员。
④ 苦于无具体实验仪器,欲避免多次烧写昂贵芯片造成损失的电子设计爱好者。
⑤ 欲一窥电子设计门径,进而具备一技之长在电子设计比赛中拿到好成绩的高校学生。
⑥ 在精通电子设计后,欲开发自己原创作品的业余发明家。
本书的应用领域:
① 高校电子设计课程。
② 电子电路开发项目。
③ 电子电路学习工具。
在本书的指导下,只要有一台安装有Proteus VSM的PC,就可以轻松搭建自己的实验室,将自己的电子设计和实验想法付诸实践,不用担心昂贵的元器件被烧坏,而且可以随心所欲地修改程序,在仿真中快速地加以验证。
本书的特点:
① 直观易懂性。全书以通俗的语言介绍基础知识和实例操作,所有的知识点和操作流程尽可能集中在图片上,直观易懂,使读者能够在最短的时间内获取最多的知识。
② 先进性。以最新的Proteus 8.0中文版为蓝本进行讲解,并参阅了国内外大量的成功教材,一切从满足电子设计用户的需求出发。
③ 实用性。全书采用了基础知识和实例操作相结合的方法,两者互相补充,书中的实例来源于电子设计实例,电子设计所需要具备的基本知识均有涉及。
④ 结构清晰,讲解详尽。全书采用“基础知识讲解—典型实例”的循序渐进的讲解方法,一步步地提高读者学习电子设计知识及操作Proteus的能力,而且每个知识点和实例都做了尽可能详细的讲解,使读者学习起来轻松自如。
⑤ 多媒体示范。本书配套光盘中提供了所有实例的操作视频 ,读者可以在观看视频中增强对知识点的理解。
本书分为8章,依次介绍了以下相关内容。
第1章Proteus概述。介绍Proteus历史和应用领域、Proteus VSM组件、Proteus的启动与退出、设计流程,附带了Proteus的安装方法。
第2章Proteus ISIS基本操作。介绍Proteus ISIS的工作界面、编辑环境设置、系统参数设置等内容。
第3章Proteus ISIS电路图绘制。介绍绘图模式及命令、导线的操作、对象的操作、绘制电路图进阶等内容,并配有典型实例。
第4章Proteus ISIS分析及仿真工具。介绍Proteus ISIS中的虚拟仪器、探针、图表、激励源等内容,并配有典型实例。
第5章模拟电路设计及仿真。结合模电常用电路知识及Proteus操作,介绍运算放大器基本应用电路、测量放大电路与隔离放大电路、信号转换电路、移相电路与相敏检波电路、信号细分电路、有源滤波电路、信号调制/解调电路、函数发生电路等,并配有结合Proteus的典型实例。
第6章数字电路设计及仿真。结合数电常用电路知识及Proteus操作,介绍基本应用电路、脉冲电路、电容测量仪、多路电子抢答器等,并配有结合Proteus的典型实例。
第7章单片机仿真。基于ATmega16单片机,以市场上最流行的AVR单片机为例,详细讲解了单片机工程在Proteus中的应用,介绍Proteus中单片机设计开发的流程,并配有大量的实际例子进行讲解展示。
第8章PCB布板。介绍PCB设计概念、Proteus ARES软件的应用、ARES系统设置、ARES工作界面等内容,并且针对性地配有典型实例。
本书主要由许维蓥、郑荣焕完成,参加本书编写和光盘开发的还有谢龙汉、林伟、魏艳光、林木议、王悦阳、林伟洁、林树财、郑晓、吴苗、李翔、朱小远、唐培培、耿煜、尚涛、邓奕、张桂东、鲁力、刘文超、刘新东等,同时也非常感谢腾龙工作室其他成员的帮助和支持。
由于时间仓促,书中难免有疏漏之处,请读者谅解。读者可通过电子邮件tenlongbook@163.com与我们交流。



编著者

文摘
版权页:



插图:



(5)端口C(PC7~PC0)为8位双向I/O口,具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性,可以输出和吸收大电流。作为输入使用时,若内部上拉电阻使能,端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中,即使系统时钟还未起振,端口C处于高阻状态。如果JTAG接口使能,即使复位出现引脚PC5(TDI)、PC3(TMS)与PC2(TCK)的上拉电阻被激活。端口C也可以用做其他不同的特殊功能。
(6)端口D(PD7~PD0)为8位双向I/O口,具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性,可以输出和吸收大电流。作为输入使用时,若内部上拉电阻使能,则端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中,即使系统时钟还未起振,端口D处于高阻状态,也可以用做其他不同的特殊功能。
(7)RESET为复位输入引脚。持续时间超过最小门限时间的低电平将引起系统复位。持续时间小于门限时间的脉冲不能保证可靠复位。
(8)XTAL1为反向振荡放大器与片内时钟操作电路的输入端。
(9)XTAL2为反向振荡放大器的输出端。
(10)AVCC是端口A与A/D转换器的电源。不使用ADC时,该引脚应直接与VCC连接;使用ADC时,应通过一个低通滤波器与VCC连接。
(11)AREF为A/D的模拟基准输入引脚。
3.ATmega16 MCU内核
为了获得最高的性能及并行性,ATmega16采用了Haryard结构,具有独立的数据和程序总线。程序存储器里的指令通过一级流水线运行。CPU在执行一条指令的同时读取下一条指令。这个概念实现了指令的单时钟周期运行。程序存储器是可以在线编程的Flash。
ATmega16单片机的Flash程序存储器空间分为两段:引导程序段与应用程序段。两个段的读/写保护可以通过设置对应的Lock Bits(锁定位)实现。在引导程序段主流的引导程序中可以使用SPM指令,用以实现对应用程序段的更新操作。
4.ATmeqa16复位与中断处理
ATmega16的系统复位时所有的I/O寄存器都被设置为初始值,程序从复位向量处开始执行。复位向量处的指令必须是绝对跳转JMP指令,以使程序跳转到复位处理例程。如果程序永远不利用中断功能,中断向量可以由一般的程序代码所覆盖。
ATmea16的5个复位源如下所示:
(1)上电复位。电源电压低于上电复位门限VPOT时,MCU复位。
(2)外部复位。引脚RESET上的低电平持续时间大于最小脉冲宽度时MCU复位。
(3)看门狗复位。看门狗使能并且看门狗定时器溢出时复位发生。
(4)掉电检测复位。掉电检测复位功能使能,且电源电压低于掉电检测复位门限VBOT时MCU即复位。
(5)JTAG AVR复位。复位寄存器为1时MCU复位。

内容简介
Proteus VSM是一款强大的电子仿真软件系统,其集成原理图设计、程序编写联调、PCB布板等众多功能于一身,深受电子爱好者及工程技术人员欢迎。
本书在修正和完善第1版的基础上,以最新版本的Proteus 8.0中文版为蓝本,由浅入深、循序渐进地介绍了Proteus 8.0中各部分知识及其在电子设计中的应用,包括Proteus 8.0基础知识、基本操作、基础设置、模拟电子应用、数字电子应用、单片机应用及PCB布板应用。全书通过基础知识和实例训练相结合的方式讲解Proteus的强大功能,且在其中穿插了模电、数电及单片机的知识,配书光盘中有本书实例的详细视频讲解。

购买书籍

当当网购书 京东购书 卓越购书

PDF电子书下载地址

相关书籍

搜索更多