Proteus ISIS.docx

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ProteusISIS

ProteusISIS的

原理图设计

　　Proteus具有和其他EDA工具一样的原理图编辑、印刷电路板（PCB）设计及电路仿真功能，最大的特色是其电路仿真的交互化和可视化，如图2-1所示。

通过Proteus软件的VSM（虚拟仿真模式），用户可以对模拟电路、数字电路、模数混合电路、单片机及外围元器件等电子线路进行系统仿真。

　　Proteus软件由ISIS和ARES两部分构成，其中ISIS是一款便捷的电子系统原理设计和仿真平台软件，ARES是一款高级的PCB布线编辑软件。

图2-1交互可视化的电子线路仿真

　　ProteusISIS是一种操作简便而又功能强大的原理图编辑工具，它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析各种模拟器件和集成电路，该软件的特点有：

●实现了单片机仿真和SPICE电路仿真的结合。

具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真等功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。

●支持主流单片机系统的仿真。

目前支持的单片机类型有68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。

●提供软件调试功能。

在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如KeilC51uVision2等软件。

●具有强大的原理图绘制功能。

　　总之，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的电路设计和仿真软件，功能极其强大。

2.1ProteusISIS编辑环境

2.1.1ProteusISIS编辑环境简介

　　ProteusISIS运行于Windows98/2000/XP环境，对PC的配置要求不高，一般的配置就能满足要求。

运行ProteusISIS的执行程序后，即进入如图2-2所示的ProteusISIS编辑环境。

　　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。

　　编辑窗口用于放置元器件，进行连线，绘制原理图。

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。

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。

　　这种放置预览特性在下列情况下被激活：

●当使用旋转或镜像按钮时；

●当一个对象在对象选择器中被选中时；

●当为一个可以设定方向的对象选择类型图标时（如Component图标、DevicePin图标等）。

图2-2ProteusISIS的编辑环境

　　当放置对象或执行其他非上述操作时，放置预览会自动消除。

　　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：

拾取元器件。

●JunctionDotMode按钮：

放置节点。

●WireLableMode按钮：

标注线段或网络名。

●TextScriptMode按钮：

输入文本。

●BusesMode按钮：

绘制总线。

●SubcircuitMode按钮：

绘制子电路块。

●TerminalsMode按钮：

在对象选择器中列出各种终端（输入、输出、电源和地等）。

●DevicePinsMode按钮：

在对象选择器中列出各种引脚（如普通引脚、时钟引脚、反电压引脚和短接引脚等）。

●GraphMode按钮：

在对象选择器中列出各种仿真分析所需的图表（如模拟图表、数字图表、混合图表和噪声图表等）。

●TapeRecorderMode按钮：

当对设计电路分割仿真时采用此模式。

●GeneratorMode按钮：

在对象选择器中列出各种激励源（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：

可在原理图中添加电压探针。

电路进行仿真时可显示各探针处的电压值。

●CurrentProbeMode按钮：

可在原理图中添加电流探针。

电路进行仿真时可显示各探针处的电流值。

●VirtualInstrumentsMode按钮：

在对象选择器中列出各种虚拟仪器（如示波器、逻辑分析仪、定时/计数器和模式发生器等）。

　　除上述图标按钮外，系统还提供了2D图形模式图标按钮，2.5.1节会详细说明。

　　对于具有方向性的对象，系统还提供了各种旋转图标按钮：

●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）、Library（库）、Tools（工具）、Design（设计）、Graph（图形）、Source（源）、Debug（调试）、Template（模板）、System（系统）和Help（帮助），如图2-3所示。

单击任一菜单后都将弹出其子菜单项。

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。

●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。

●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。

●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。

如表2-1所示。

表2-1主工具栏按钮功能

按钮

对应菜单

功能

File→NewDesign

新建设计

File→OpenDesign

打开设计

File→SaveDesign

保存设计

File→ImportSection

导入部分文件

File→ExportSection

导出部分文件

File→Print

打印

File→SetArea

设置区域

View→Redraw

刷新

View→Grid

栅格开关

View→Origin

原点

View→Pan

选择显示中心

View→ZoomIn

放大

View→ZoomOut

缩小

View→ZoomAll

显示全部

View→ZoomtoArea

缩放一个区域

Edit→Undo

撤销

Edit→Redo

恢复

Edit→Cuttoclipboard

剪切

Edit→Copytoclipboard

复制

Edit→Pastefromclipboard

粘贴

BlockCopy

（块）复制

BlockMove

（块）移动

BlockRotate

（块）旋转

BlockDelete

（块）删除

（续表）

按钮

对应菜单

功能

Library→PickDevice/Symbol

拾取元器件或符号

Library→MakeDevice

制作元件

Library→PackagingTool

封装工具

Library→Decompose

分解元器件

Tools→WireAutoRouter

自动布线器

Tools→SearchandTag

查找并标记

Tools→PropertyAssignmentTool

属性分配工具

Design→DesignExplorer

设计资源管理器

Design→NewSheet

新建图纸

Design→RemoveSheet

移去图纸

ExittoParentSheet

转到主原理图

ViewBOMReport

查看元器件清单

Tools→ElectricalRuleCheck

生成电气规则检查报告

Tools→NetlisttoARES

创建网络表

2.1.2进入ProteusISIS编辑环境

　　当对整个ProteusISIS开发界面有了初步的了解之后，下面将以新建设计文件为例说明编辑环境的使用。

　　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，将弹出如图2-5所示对话框。

图2-4建立新的设计文件

图2-5保存ProteusISIS设计文件

　　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。

图2-6打开ProteusISIS设计文件

　　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。

2.2ProteusISIS的编辑环境设置

　　ProteusISIS编辑环境的设置主要是指模板的选择、图纸的选择、图纸的设置和格点的设置。

绘制电路图首先要选择模板，模板控制电路图外观的信息，比如图形格式、文本格式、设计颜色、线条连接点大小和图形等。

然后设置图纸，如设置纸张的型号、标注的字体等。

图纸的格点为放置元器件、连接线路带来很多方便。

2.2.1选择模板

　　当新建一个设计文件时，从图2-4中选择合适的模板。

（1）在ProteusISIS主界面中选择【Template】→【SetDesignDefaults】菜单项，编辑设计的默认选项，如图2-7所示。

图2-7编辑设计的默认选项

　　为满足不同设计者的需要，可以通过该对话框设置纸张、格点等项目的颜色，设置电路仿真时正、负、地、逻辑/高低等项目的颜色，设置隐藏对象的显示与否及颜色，还可以设置编辑环境的默认字体等。

（2）选择【Template】→【SetGraphColours】菜单项，编辑图形颜色，如图2-8所示。

　　通过图2-8可对GraphOutline（图形轮廓线）、Background（底色）、GraphTitle（图形标题）、GraphText（图形文本）等按用户期望的颜色进行设置，同时也可对AnalogueTraces（模拟跟踪曲线）和不同类型的DigitalTraces（数字跟踪曲线）进行设置。

　　（3）选择【Template】→【SetGraphStyles】菜单项，编辑图形的全局风格，如图2-9所示。

　　　　　　　图2-8编辑图形颜色图2-9编辑图形的全局风格

　　使用这一对话框可以设置图形的全局风格，如线型、线宽、线的颜色及图形的填充色等。

在“Style”下拉列表框中可以选择不同的系统图形风格。

单击“New”按钮，将弹出如图2-10所示对话框。

　　在“Newstyle’sname”文本框中输入新风格的名称，单击“OK”确定，将出现如图2-11所示对话框。

　图2-10创建新的图形风格对话框图2-11设置新图形的风格

　　在图2-11对话框中，可自定义图形的风格，如颜色、线型等。

　　（4）选择【Template】→【SetTextStyles】菜单项，编辑全局文本风格，如图2-12所示。

图2-12编辑全局文本风格

　　在“Fontface”下拉列表框中，可选择期望的字体，还可设置字体的高度、颜色以及是否加粗、倾斜、加下划线等。

在“Sample”区域可以预览设置后的字体风格。

　　同理，单击“New”按钮可创建新的图形文本风格。

　　（5）选择【Template】→【SetGraphicsText】菜单项，编辑图形字体格式，如图2-13所示。

　　在“Fontface”列表框中可选择图形文本的字体类型，在“TextJustification”选项区域可选择字体在文本框中的水平位置、垂直位置，在“Effects”选项区域可选择字体的效果，如加粗、倾斜、加下划线等，而在“CharacterSizes”选项区域，可设置字体的高度和宽度。

　　（6）选择【Template】→【SetJunctionDots】菜单项，弹出编辑节点对话框，如图2-14所示。

　　　　　　　图2-13编辑图形字体格式图2-14编辑节点

　　在该对话框中可设置节点的大小及形状。

单击“OK”按钮，即可完成对节点的设置。

　　注意：

　　模板的改变只影响当前运行的ProteusISIS，尽管这些模板有可能被保存后在别的设计中调用。

　　为了使新建设计时这一改变依然有效，用户必须用保存为默认模板的命令更新默认的模板。

该命令在“模板”菜单的下一级，即【Template】→【SaveDefaultTemplate】。

2.2.2选择图纸

　　在ProteusISIS主界面选择【System】→【SetSheetSizes】菜单项，将出现如图2-15所示对话框。

　　在该对话框中用户可选择图纸的大小或自定义图纸的大小。

图2-15设置图纸大小

2.2.3设置文本编辑器

　　在ProteusISIS主界面中选择【System】→【SetTextEditor】菜单项，出现如图2-16所示对话框。

在该对话框中可以对文本的字体、字形、大小、效果和颜色等进行设置。

图2-16设置文本格式

2.2.4设置格点

　　在设计电路图时，图纸上的格点既有利于放置元器件和连接线路，也方便元器件的对齐和排列。

（1）使用“View”菜单设置格点的显示或隐藏。

在主界面中选择【View】→【Grid】菜单项设置编辑窗口中的格点显示与否，如图2-17所示。

（2）使用“View”菜单设置格点的间距。

选择【View】→【Snap10th】菜单项，或Snap50th、Snap0.1in、Snap0.5in项，可调整格点的间距（默认值为0.1in）。

　（a）显示格点（b）设置格点的显示或隐藏（c）隐藏格点

图2-17格点的显示或隐藏

2.3ProteusISIS的系统参数设置

　　在ProteusISIS的主界面中，通过“System”菜单可对系统进行设置。

2.3.1设置BOM

　　在ProteusISIS中可生成BOM（BillofMaterials，材料清单）。

BOM用于列出当前设计中所使用的所有元器件。

　　ProteusISIS可生成4种格式的BOM：

HTML（HyperTextMark-upLanguage）格式、ASCII格式、CCSV（CompactComma-SeparatedVariable）格式和FCSV（FullComma-SeparatedVariable）格式。

选择【Tools】→【BillofMaterials】命令，可选择BOM的不同输出格式。

（1）选择【System】→【SetBOMScripts】菜单项，可打开BOM设置对话框，如图2-18所示。

（2）在BOM设置对话框中，可对4种输出格式进行设置。

单击对话框中的“Add”按钮，出现如图2-19所示对话框。

　　　　　图2-18BOM设置对话框图2-19添加Category

　　（3）在“CategoryHeading”文本框中输入“Subcircuit”，并在“Reference（s）tomatch”文本框中输入“S”，单击“OK”按钮，则可将新的“Category”添加到“BOM”，如图2-20所示。

　　（4）在“Categories”列表框中选中“Subcircuit”，单击“Order”按钮，将出现图2-21所示的对话框。

　　（5）选择期望排序的对象，单击相应的按钮，即可实现排序。

　　同理，单击“Delete”、“Edit”等按钮，将出现对应的对话框，可对“Categories”及“Fields”进行添加、删除等操作。

　　　　　图2-20添加新的Category后图2-21BOM的“Order”对话框

2.3.2设置系统运行环境

　　在ProteusISIS主界面中选择【System】→【SetEnvironment】菜单项，即可打开系统环境设置对话框，如图2-22所示。

图2-22系统环境设置对话框

　　该对话框主要包括如下设置。

●AutosaveTime（minutes）：

系统自动保存时间设置（单位为min）。

●NumberofUndoLevels：

可撤销操作的次数设置。

●TooltipDelay（milliseconds）：

工具提示延时（单位为ms）。

●NumberoffilenamesonFileMenu：

File菜单项中显示文件名的数量。

●AutoSynchronise/SavewithARES？

是否自动同步/保存ARES。

●Save/loadISISstateindesignfile？

是否在设计文档中加载/保存ProteusISIS状态。

2.3.3设置路径

　　选择【System】→【SetPaths】菜单项，即可打开路径设置对话框，如图2-23所示。

图2-23路径设置对话框

　　路径设置对话框包括如下设置。

●InitialfolderistakenfromWindows：

表示从窗口中选择初始文件夹。

●Initialfolderisalwaysthesameonethatwasusedlast：

表示初始文件夹为最后一次使用过的文件夹。

●Initialfolderisalwaysthefollowing：

表示初始文件夹为下面的文本框中输入的路径。

●Templatefolders：

表示模板文件夹路径。

●Libraryfolders：

表示库文件夹路径。

●SimulationModelandModuleFolders：

表示仿真模型及模块文件夹路径。

●Pathtofolderforsimulationresults：

表示仿真结果的存放文件夹路径。

●Limitmaximumdiskspaceusedforsimulationresult（Kilobytes）：

表示仿真结果占用的最大磁盘空间（KB）。

2.3.4设置键盘快捷方式

　　选择【System】→【SetKeyboardMapping】菜单项，打开键盘快捷方式设置对话框，如图2-24所示。

　　使用该对话框可修改系统所定义的菜单命令的快捷方式。

　　其中，在“CommandGroups”下拉列表框中选择相应的选项，在“AvailableCommands”列表框中选择可用的命令，在该对话框下方的说明栏中显示所选中命令的意义，“Keysequenceforselectedcommand”文本框中显示所选中命令的快捷键。

使用“Assign”和“Unassign”按钮可查看编辑或删除系统设置的快捷方式。

　　单击“Options”下三角按钮，出现如图2-24所示的“Options”选项。

选择“Resettodefaultmap”选项，即可恢复系统的默认设置。

而选择“Exporttofile”选项可将上述键盘快捷方式导出到文件中，选择“Importformfile”选项为从文件导入。

图2-24键盘快捷方式设置对话框

2.3.5设置Animation选项

　　选择【System】→【SetAnimationOptions