用Proteus ISIS的怎样原理图仿真

Proteus ISIS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

Proteus ISIS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Keil C51 uVision2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。

2.1 Proteus ISIS编辑环境

2.1.1 Proteus ISIS编辑环境简介

Proteus ISIS运行于Windows 98/2000/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Proteus ISIS的执行程序后，即进入如图2-2所示的Proteus ISIS编辑环境。 1. Proteus ISIS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，Proteus ISIS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、Device

Pin图标等)。

图2-2 Proteus ISIS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。 ● Selection Mode按钮 ：选择模式。 ● Component Mode按钮 ：拾取元器件。 ● Junction Dot Mode按钮 ：放置节点。

● Wire Lable Mode按钮 ：标注线段或网络名。 ● Text Script Mode按钮 ：输入文本。 ● Buses Mode按钮 ：绘制总线。

● Subcircuit Mode按钮 ：绘制子电路块。

● Terminals Mode按钮 ：在对象选择器中列出各种终端(输入、输出、电源和地等)。

● Device Pins Mode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)。

● Graph Mode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)。

● Tape Recorder Mode按钮 ：当对设计电路分割仿真时采用此模式。 ● Generator Mode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)。

● Voltage Probe Mode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。

● Current Probe Mode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。

● Virtual Instruments Mode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：

● Rotate Clockwise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。

● Rotate Anti-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Pick Devices、Pick Port、Pick Terminals、Pick Pins或Pick Symbols

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

Proteus ISIS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2-3 Proteus ISIS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Proteus ISIS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、Proteus ISIS学习教程和示例等。 4. 主工具栏 Proteus ISIS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→New Design 新建设计

File→Open Design 打开设计

File→Save Design 保存设计

File→Import Section 导入部分文件

File→Export Section 导出部分文件

File→Print 打印

File→Set Area 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→Zoom In 放大

View→Zoom Out 缩小

View→Zoom All 显示全部

View→Zoom to Area 缩放一个区域

Edit→Undo 撤销

Edit→Redo 恢复

Edit→Cut to clipboard 剪切

Edit→Copy to clipboard 复制

Edit→Paste from clipboard 粘贴

Block Copy (块)复制

Block Move (块)移动

Block Rotate (块)旋转

Block Delete (块)删除 (续表) 按 钮 对 应 菜 单 功 能

Library→Pick Device/Symbol 拾取元器件或符号

Library→Make Device 制作元件

Library→Packaging Tool 封装工具

Library→Decompose

分解元器件

Tools→Wire Auto Router 自动布线器

Tools→Search and Tag 查找并标记

Tools→Property Assignment Tool 属性分配工具

Design→Design Explorer 设计资源管理器

Design→New Sheet 新建图纸

Design→Remove Sheet 移去图纸

Exit to Parent Sheet 转到主原理图

View BOM Report 查看元器件清单

Tools→Electrical Rule Check 生成电气规则检查报告

Tools→Netlist to ARES 创建网络表

2.1.2 进入Proteus ISIS编辑环境 当对整个Proteus ISIS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 Proteus ISIS窗口中，选择【File】→【New Design】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】→【Save Design】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Proteus ISIS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“Design File”，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】→【Open Design】菜单项，将弹出如图2-6所示对话框。

图2-6 打开Proteus ISIS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】→【Save Design】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。

2.2 Proteus ISIS的编辑环境设置

Proteus ISIS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 Proteus ISIS主界面中选择【Template】→【Set Design Defaults】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】→【Set Graph Colours】菜单项，编辑图形颜色，如图2-8所示。

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

(3) 选择【Template】→【Set Graph Styles】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“New style’s name”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】→【Set Text Styles】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“Font face”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】→【Set Graphics Text】菜单项，编辑图形字体格式，如图2-13所示。

在“Font face”列表框中可选择图形文本的字体类型，在“Text

Justification”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“Character Sizes”选项区域，可设置字体的高度和宽度。

(6) 选择【Template】→【Set Junction Dots】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Proteus ISIS，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】→【Save Default Template】。 2.2.2 选择图纸

在Proteus ISIS主界面选择【System】→【Set Sheet Sizes】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 Proteus ISIS主界面中选择【System】→【Set Text Editor】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】→【Snap 10th】菜单项，或Snap 50th、Snap 0.1in、Snap 0.5in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

2.3 Proteus ISIS的系统参数设置

在Proteus ISIS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Proteus ISIS中可生成BOM(Bill of Materials，材料清单)。BOM用于列出当前设计中所使用的所有元器件。 Proteus ISIS可生成4种格式的BOM：HTML(Hyper Text Mark-up Language)格式、ASCII格式、CCSV(Compact Comma-Separated Variable)格式和FCSV(Full Comma-Separated Variable)格式。选择【Tools】→【Bill of Materials】命令，可选择BOM的不同输出格式。

(1) 选择【System】→【Set BOM Scripts】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2-18 BOM设置对话框 图2-19 添加Category

(3) 在“Category Heading”文本框中输入“Subcircuit”，并在

“Reference(s) to match”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2-21 BOM的“Order”对话框

2.3.2 设置系统运行环境

在Proteus ISIS主界面中选择【System】→【Set Environment】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。

● Autosave Time(minutes)：系统自动保存时间设置(单位为min)。 ● Number of Undo Levels：可撤销操作的次数设置。

● Tooltip Delay(milliseconds)：工具提示延时(单位为ms)。

● Number of filenames on File Menu：File菜单项中显示文件名的数量。 ● Auto Synchronise/Save with ARES？是否自动同步/保存ARES。

● Save/load ISIS state in design file？是否在设计文档中加载/保存Proteus ISIS状态。 2.3.3 设置路径

选择【System】→【Set Paths】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。

● Initial folder is taken from Windows：表示从窗口中选择初始文件夹。 ● Initial folder is always the same one that was used last：表示初始文件夹为最后一次使用过的文件夹。

● Initial folder is always the following：表示初始文件夹为下面的文本框中输入的路径。

● Template folders：表示模板文件夹路径。 ● Library folders：表示库文件夹路径。

● Simulation Model and Module Folders：表示仿真模型及模块文件夹路径。 ● Path to folder for simulation results：表示仿真结果的存放文件夹路径。

● Limit maximum disk space used for simulation result(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】→【Set Keyboard Mapping】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“Command Groups”下拉列表框中选择相应的选项，在

“Available Commands”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，“Key sequence for selected command”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“Reset to default map”选项，即可恢复系统的默认设置。而选择“Export to file”选项可将上述键盘快捷方式导出到文件中，选择“Import form file”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】→【Set Animation Options】菜单项，即可打开仿真电路设置对话框，如图2-25所示。

图2-25 仿真电路设置对话框

在该对话框中可以设置仿真速度、电压/电流的范围，同时还可设置仿真电路的其他功能。

● Show Voltage & Current on Probes是否在探测点显示电压值与电流值。 ● Show Logic State of Pins是否显示引脚的逻辑状态。

● Show Wire Voltage by Colour是否用不同颜色表示导线的电压。 ● Show Wire Current with Arrows是否用箭头表示导线的电流方向。

此外，单击“SPICE Options”按钮，弹出如图2-26所示对话框。在该对话框中还可通过选择不同的选项来进一步对仿真电路进行设置。

图2-26 设置仿真电路选项 2.3.6 设置仿真器选项

选择【System】→【Set Simulator Options】菜单项，即可打开设置仿真器选项对话框，见图2-26所示。在该对话框中可对仿真器选项进行设置，这里不再赘述。

2.4 一般电路原理图设计

电路设计的第一步是进行原理图设计，这是电路设计的基础。只有在设计好的原理图的基础上才可以进行电路图的仿真等。 2.4.1 电路原理图的设计流程

电路原理图的设计流程如图2-27所示。

图2-27 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。在进入原理图设计之前，首先要构思好原理图，即必须知道所设计的项目需要哪些电路来完成，用何种模板；然后在Proteus ISIS编辑环境中画出电路原理图。

(2) 设置工作环境。根据实际电路的复杂程度来设置图纸的大小等。在电路图设计的整个过程中，图纸的大小可以不断地调整。设置合适的图纸大小是完成原理图设计的第一步。

(3) 放置元器件。首先从添加元器件对话框中选取需要添加的元器件，将其布置到图纸的合适位置，并对元器件的名称、标注进行设定；再根据元器件之间的走线等联系对元器件在工作平面上的位置进行调整和修改，使得原理图美观、易懂。

(4) 对原理图进行布线。根据实际电路的需要，利用Proteus ISIS编辑环境所提供的各种工具、命令进行布线，将工作平面上的元器件用导线连接起来，构成一幅完整的电路原理图。

(5) 建立网络表。在完成上述步骤之后，即可看到一张完整的电路图，但要完成印制版电路的设计，还需要生成一个网络表文件。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。当完成原理图布线后，利用Proteus ISIS编辑环境所提供的电气规则检查命令对设计进行检查，并根据系统提示的错误检查报告修改原理图。

(7) 调整。如果原理图已通过电气规则检查，那么原理图的设计就完成了，

但是对于一般电路设计而言，尤其是较大的项目，通常需要对电路进行多次修改才能通过电气规则检查。

(8) 存盘和输出报表。Proteus ISIS提供了多种报表输出格式，同时可以对设计好的原理图和报表进行存盘和输出打印。 2.4.2 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Proteus ISIS编辑环境。 选择【File】→【New Design】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】→【Set Sheet Sizes】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

Proteus ISIS库提供了大量元器件的原理图符号，在绘制原理图之前，必须知道元器件对应的库。 利用Proteus ISIS提供的强大的搜索功能来完成元器件的查找。查找元器件的操作步骤如下：

(1) 选择【Library】→【Pick Device/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参见1.2.2节。

图2-29 元件拾取对话框

以查找LAMP元器件为例。在类列表中选择“Optoelectronics”类，并在子类列表中选择“Lamps”子类，则在元器件列表区域将出现期望的元器件，如图2-30所示。

(2) 单击“OK”按钮，或在元器件列表区域双击元器件名称，即可完成对该元器件的添加。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2-30 添加元器件

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。其他元器件的名称、所属类、子类如表2-2所列。 表2-2 图2-28的元器件列表 元 件 名 称 所 属 类 所 属 子 类 LAMP

Optoelectronics

Lamps BATTERY

Miscellaneous —

POT-LIN Resistors Variable

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。下面以放置LAMP为例说明具体步骤。

(1) 选择对象选择器中的LAMP元器件，在Proteus ISIS编辑环境主界面的预览窗口将出现LAMP的图标。

(2) 在编辑窗口双击鼠标左键，元器件LAMP被放置到原理图中。

(3) 按照上述步骤，分别将BATTERY、POT-LIN元器件放置到原理图中。 (4) 将光标指向编辑窗口的元器件，并单击该对象使其高亮显示。 (5) 拖动该对象到合适的位置。

(6) 调整好所有元器件后，选择【View】→【Redraw】菜单项，刷新屏幕，此时图纸上有了全部元器件，如图2-32所示。

图2-32 放置元器件后 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。下面以LAMP的编辑对话框为例，详细介绍元器件的编辑方式。 LAMP元器件的编辑步骤如下：

(1) 单击LAMP元器件，LAMP将高亮显示。

(2) 再次单击LAMP元器件，弹出如图2-33所示对话框，编辑该元器件。

图2-33 LAMP编辑元器件对话框 图2-34中包含如下项目。

● Component Referer：元器件在原理图中的参考号。 ● Hidden：选择元器件参考号是否出现在原理图中。 ● Nominal Voltage：LAMP电压标称值。 ● Resistance：LAMP阻抗。

(3) 单击“OK”按钮，结束元器件的编辑。

按照上述步骤，分别编辑BATTERY的参考号为B1，电压值为12V，POT-LIN的电阻值为200Ω，LAMP的参考号为BL1。 6. 绘制原理图

Proteus ISIS具有智能化特点，在想要画线的时候能进行自动检测。 在两个元器件间进行连线的步骤如下： (1) 单击第一个对象连接点。

(2) 如果想让Proteus ISIS自动定出走线路径，只需单击另一个连接点；如果想自己决定走线路径，只需在希望的拐点处单击。 在此过程的任一阶段，都可以按“Esc”键放弃画线。

按照上述步骤，分别将LAMP、BATTERY及POT-LIN连线。连接后的原理图如图2-34所示。

图2-34 连接后的原理图

7. 对原理图进行电气规则检测

选择【Tools】→【Electrical Rule Check】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

在该报告单中，系统提示网络表已经生成，并无电气错误，即用户可执行下一步操作。

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】→【Bill of Materials】菜单项输出BOM文档。

至此，一个简单的原理图设计完成。

本节围绕绘制一幅简单的电路原理图展开对电路设计流程的具体分析，按照本节介绍的具体操作步骤，试着绘制一张原理图，基本上就能领会原理图的绘制方法和技巧了。

2.5 Proteus电路绘图工具的使用

本节将详细介绍元器件在原理图上的放置、原理图编辑器的使用和元器件位置的编辑。

绘制电路原理图主要通过工具箱来完成，因此，熟练使用电路图绘制工具是快速、正确绘制电路原理图的前提。

在Proteus ISIS中主要包含以下工具。 ● Component：元器件选取工具。 ● Junction Dot：节点放置工具。

● Wire Label：连线标注或网络名称编辑工具。 ● Text Script：文本编辑工具。 ● Buses：总线绘制工具。

● Subcircuit：子电路绘制工具。 ● Terminals：终端选取工具。

● Device Pins：元器件引脚选取工具。 ● 2D Graphics：二维图形绘制工具。

● 2D Graphics Symbols：二维图形符号选取工具。 ● 2D Graphics Markers：标注工具。 1. 拾取元件模式

元件可从元器件库中调出。因为有些元器件是由多个器件组成的，在某些情形下，原理图中的多个元器件在PCB中属于一个物理元器件。在这种情况下，逻辑元器件自动被标注为“U1：A”、“U1：B”、“U1：C”或“U1：D”，以表示它们属于同一物理元器件。这一标注格式，也使得Proteus ISIS可以为每一个元器件分配正确的引脚编号。 (1) 从元器件库中选择元器件 当启动Proteus ISIS的一个空白页面时，对象选择器是空的。因此需要从元器件库中调出元器件到对象选择器。

① 从工具箱选择“Component”图标。 ② 单击对象选择器中的“P”按钮，弹出Pick Devices(元件拾取)对话框。 ③ 在“Keywords”文本框中输入一个或多个关键字，或使用元器件类列表和元器件子类列表，滤掉不希望出现的元器件，同时定位希望出现的元器件。 ④ 在元件列表区域中双击元器件，即可将元器件添加到设计中。

⑤ 当完成元器件的提取后，单击“OK”按钮关闭对话框，并返回Proteus ISIS。

(2) 放置元器件

① 从工具箱中选择元器件图标。如果用户需要的元器件在对象选择器中未列出，则必须从元器件库中提取。

② 在对象选择器中选中需要的元器件。在Proteus ISIS的预览窗口可预览所选中的元器件。

③ 在编辑窗口中希望元器件出现的位置双击，即可放置元器件。还可先单击然后对其进行拖动操作。

④ 根据需要，使用旋转及镜像按钮确定元器件的方位。 (3) 替换元器件

因为在删除元器件的同时也会将与其连接的线删除，因此Proteus ISIS提供了—种替换元器件的方法。

① 从元器件库中调出—个新类型元器件，添加到对象选择器中。 ② 根据需要，使用旋转及镜像图标按钮确定元器件的方位。 ③ 在编辑窗口空白处单击，并移动鼠标指针使新元器件至少有—个引脚的末端与旧元器件的某一引脚重合，然后单击即出现如图2-36所示对话框，单击“OK”按钮，替换过程即可完成。当自动替换被激活时，在放置新元器件过程中，必须保证光标在旧元器件内部。操作过程如图2-37所示。

图2-36 元件替换对话框

(a)元件替换前 (b)元件替换过程中 (c)将741替换为LM324后的电路

图2-37 元器件替换过程 注意：

Proteus ISIS在替换元器件的同时保留了连线。在替换过程中，先匹配位置，然后匹配引脚名称。

有些元器件进行上述替换操作可能得不到理想的结果，这时可用“Undo”命令进行恢复。 (4) 编辑元器件

编辑元器件可通过元器件属性对话框或选择【Edit】→【Find and Edit Component】菜单项实现对元器件的编辑。 (5) 隐藏电源引脚

在“Edit Component”对话框中，通过单击“Hidden Pins”按钮，可查看或编辑隐藏的电源引脚，如图2-38所示。

图2-38 查看或编辑隐藏的电源引脚

在默认状态下，隐藏引脚将会被连接到同名网络。例如，隐藏引脚VDD将

被连接到VDD，隐藏引脚VSS将被连接到VSS。 2. 放置节点模式

Junction Dot(节点)用于表示电线之间的连接点。通常，Proteus ISIS将根据具体情形自动添加或删除节点。但是，在某些情形下，可先放置节点，再将线连接到已放置的节点或从该连接点引线。

用户可使用【Template】→【Set Graphics Style】命令编辑Wire Dot图形风格，也可使用【Template】→【Set Junction Dots】命令设置节点的尺寸和形状。

(1) 放置节点

① 从工具箱中选择“Junction Dot”图标按钮。

② 在编辑窗口希望放置连接点的位置双击，即可放置节点。 (2) 自动节点的放置

当从已存在的电线上引出另外一条线时，Proteus ISIS将自动放置节点，如图2-39所示。

图2-39 ISIS自动放置节点 (3) 自动删除节点

当一条线或多条线被删除时，Proteus ISIS将检测留下的节点是否有连接的线。若没有连接线，则系统会自动删除节点，如图2-40所示。

图2-40 Proteus ISIS自动删除节点 3. 文本编辑

Proteus ISIS的一个重要特色就是支持自由格式的文本编辑(Text Script)，其使用方式如下：

● 定义变量，用于表达式或作为参数； ● 定义原始模型及脚本，用于VSM仿真； ● 标注设计；

● 当某一元器件被分解时，用于保存属性和封装信息。 (1) 放置和编辑脚本

① 从工具箱中选择“Text Script”图标，在编辑窗口单击，弹出“Edit Script Block”对话框。

② 在该对话框中选择“Script”选项卡，如图2-41所示。

图2-41 Edit Script Block对话框

③ 在“Text”区域键入文本，同时，选择“Style”选项卡，还可在此选项卡中调整“Script”的属性。

④ 单击“OK”按钮，完成“Text Script”的放置与编辑。 (2) 编辑脚本

① 左击要编辑的脚本，选中该脚本，然后单击该脚本打开“Edit Script Block”对话框；或将光标放置在要编辑的脚本上，使用组合键“Ctrl+E”，打开“Edit Script Block”对话框。

② 根据需要调整脚本属性。可对“Edit Script Block”对话框包含的两个选项卡“Script”和“Style”分别进行编辑。

③ 编辑完成后，单击“OK”按钮，或按组合键“Ctrl+Enter”保存更改。

4. 总线模式

Proteus ISIS既支持在层次模块间运行总线，还支持定义库元器件为总线型引脚。

(1) 放置总线

① 从工具箱中选择总线“Bus”图标。

② 在期望总线起始端出现的位置单击鼠标左键。 ③ 在期望总线路径的拐点处单击鼠标左键。

④ 在总线的终点单击鼠标左键，然后单击鼠标右键，可结束总线放置。 (2) 放置总线分支

在Protel软件里，总线和总线分支是两个不同的命令。而在Proteus中，总线分支既可以用总线命令，也可以用一般连线命令。在使用总线命令画总线分支时，粗线自动变成细线。为了使电路图显得专业而美观，我们通常把总线分支画成与总线成45°角的相互平行的斜线，下面举例来说明总线与总线分支的画法。

如图2-42所示，在AT89C51的P0口右侧先画一条自上而下的总线。确认主工具栏中的自动布线器为选中状态(为画斜线准备)。在P0.0引脚单击鼠标左键后松开，拖动鼠标指针画线，距总线一个背景栅格时，单击鼠标左键确认，然后按住“Ctrl”键，并向右上移动鼠标，在与总线成45°角相交时单击鼠标左键确认，即完成一条总线分支的绘制。其他总线分支的绘制不必这样复杂，只需在分支的起始点双击鼠标左键即可完成。比如，画下条P0.1引脚至总线的分支，把鼠标指针放置在P0.1引脚口位置，出现一个红色小方框，开始双击鼠标左键，自动完成像P0.0引脚到总线的一系列动作。依次完成所有总线分支的绘制。

图2-42 Proteus总线分支的画法

需要指出的是，在绘制多条平行线时，均可采用以上简单的画法。 5. 连线标签模式

(1) 从工具箱中选择“Wire Label”图标。

(2) 把鼠标指针指向期望放置标签的总线分支位置，被选中的导线变成虚线，鼠标指针处出现一个“×”号，此时单击鼠标左键，出现“Edit Wire Label”对话框，如图2-44所示。

(3) 在该对话框的“Label”选项卡中键入相应的文本，如“AD0”。 (4) 单击“OK”按钮，结束文本的输入。 在放置相邻的第二个总线标签时，系统不会像Protel软件那样自动按序标出文本号，而读者只需连续单击“OK”即可。实际情况是，我们必须重新再输入一次文本，或单击“Edit Wire Label”对话框中“String”右侧的下拉箭头，当出现“AD0”时，修改成“AD1”，相对省事些，如图2-43所示。

像删除元件一样直接双击右键来删除标签是不行的，那会使它所连着的导线一起被删除掉。想更改或删除总线标签可以对准总线标签单击右键，出现其快捷菜单，如图2-44所示。其中第一项“Edit Label”是编辑总线标签，第二项“Delete Label”是删除总线标签，第三项“Drag Wire”是移动总线标签。

图2-43 总线标签的标注 图2-44 总线标签的更改

6. 终端模式

从工具箱中选择“Terminal Mode”图标，出现如图2-45所示的几种终端模式。

图2-45 几种终端模式 它们的含义分别为： ● DEFAULT：默认端口。 ● INPUT：输入端口。 ● OUTPUT：输出端口。 ● BIDIR：双向端口。 ● POWER：电源。 ● GROUND：地。 ● BUS：总线。

其中总线“BUS”终端和绘制总线是不同的概念，当我们在制作层次原理图时，一个复杂电路的上层框图中的总线使用此终端来绘制。 ● 放置终端

在编辑窗口中期望引脚出现的位置双击，即可放置终端。按住鼠标左键不放，可对其进行拖动操作。 ● 标注终端

可使用手动方式打开终端编辑对话框，编辑终端属性。未标注的终端往往会被忽略。 ● 编辑终端

使用通用的属性编辑方法即可编辑终端。可使用菜单命令【Tools】→【Property Assignment Tool】设置终端的电气类型。 7. 元件引脚模式

在设计元器件或绘制层次电路图时，放置元件引脚要使用“Device Pin”工具。

(1) 放置引脚对象

① 从工具箱中选择“Pin”图标。

② 在对象选择器中选中期望的引脚。在Proteus ISIS的预览窗口可预览所选中的引脚。

③ 根据需要，使用旋转及镜像图标确定引脚方位。

④ 在编辑窗口中期望引脚出现的位置双击，即可放置引脚。如果按住鼠标左键不放，可对其进行拖动操作。

(2) 编辑引脚名称、引脚编号及其电气类型 ● 可使用手动方式编辑引脚属性。

● 也可使用菜单命令【Tools】→【Property Assignment Tool】编辑一个或多个引脚的名称、引脚编号及类型属性。这一方法对于一组(例如总线)具有连续引脚名称的引脚是非常有效的。 8. 二维绘图工具的使用

Proteus ISIS支持以下类型的2D图形对象：Line、Box、Circle、Arc、Closed Path、Text、Symbols、Makers，如图 2-46所示。这些图形对象可直接用于画图，例如用于创建新的库元器件(元器件、符号、引脚和终端)。以下为放置各种类型图形对象的方法。

(1) 放置直线

① 从工具箱中选择“Line”图标。

② 从对象选择器中选择线的期望图形类型。

③ 在编辑框中单击作为线的开始，将光标移动到期望的位置单击，画线结束。 (2) 放置矩形

① 从工具箱中选择“Box”图标。

② 从对象选择器中选择矩形框的期望图形类型，即系统已经定义好了各种边框线型及填充等的矩形，如图2-47所示，上排自左依次是画元件、画标界和画子电路，下排自左依次是画封闭导线、画封闭总线和画边界。

图2-47 矩形的各种类型

这种分类不仅仅限于画矩形，图2-46中大部分命令都有这种定义和区分。 ① 在编辑框中单击，作为矩形框的左上顶点。

② 将光标移动到期望的矩形框的右下顶点并单击，即可得到一个矩形框。 (3) 放置圆

① 从工具箱中选择“Circle”图标。

② 从对象选择器中选择圆的期望图形类型。 ③ 在编辑框中单击，作为圆的中心。

④ 将光标移动到期望圆的圆周上单击，即可得到—个圆。 (4) 放置圆弧

① 从工具箱中选择“Arc”图标。

② 从对象选择器中选择圆弧的期望图形类型。

③ 鉴于圆弧位于某一椭圆的一个象限，须先定义这一象限。在编辑框中单击作为象限的终点。

④ 沿着这一象限拖动光标到象限的另一终点，释放光标。此时，将会出现一对剪切线，即此时允许选择相应象限中的一部分作为期望得到的圆弧。 ⑤ 移动光标到期望得到的圆弧处，单击，即可得到期望的圆弧。 下面我们来举例看看最常用的正弦波的画法，说明圆弧工具的使用。 打开背景栅格显示，选取画弧指令，像画直线一样从左到右画一条六格长的水平直线，如图2-48(a)所示。单击鼠标右键选中所画的直线(选中状态的直线呈红色，中间有一个小黄点)，单击鼠标左键不松开，向上拖动，得到如图2-48(b)所示的图形。

紧接正弦波的正半周，在画弧指令下再画一条直线，如图2-48(c)所示，选中后向下拖出正弦波的负半周，如图2-48(d)所示。这样，一个完整的正弦波就画出来了。

(a) (b) (c) (d)

图2-48 正弦波的绘制 (5) 放置闭合线

① 从工具箱中选择放置闭合线图标。

② 从对象选择器中选择闭合线的期望图形类型。

③ 在编辑窗口中，在期望闭合线的第一顶点出现的位置处单击。

④ 若需输入一段直线，则只需移动光标即可。若需输入一段曲线，按住鼠标左键，同时按下“Ctrl”键，然后移动光标。

⑤ 单击放置第二个顶点。在放置期间，已放置的顶点不可删除或进行撤销操作。但是对已放置好的闭合线可进行编辑，同时，不需要的顶点或片断也可删除。

⑥ 重复上述操作，完成闭合线绘制，或使用“Esc”键取消输入。直到最后一个顶点和第一个顶点重合时，多边线绘制完成。 (6) 放置文字

① 从工具箱中选择“Text”图标。

② 从对象选择器中选择文本的期望类型。 ③ 使用旋转和镜像图标确定文字的方向。

④ 在编辑窗口中，在期望文本右下方出现的位置单击，将出现如图2-49所示对话框。

⑤ 在“String”文本框中输入文字，并设置字体类型“Font face”、字体高度“Height”及字体的修饰，如是否加粗等选项。

⑥ 按“Enter”键，或单击“OK”按钮，完成文字的放置。

图2-49 放置文字 (7) 放置图形符号 单击后没有可选项。 (8) 放置图形标记

单击图形标记的图标后，在右边的“MAKERS”区出现如图2-50所示的九种图形标记，用来在已设计好的图形中做标记，或在设计元件时做符号使用。上排分别为原点、节点、总线节点、标签、引脚名，下排分别为引脚号、增量符、减量符、转换符。

图2-50 各种图形标记

2.6 Proteus ISIS的库元件认识 前面熟悉了Proteus ISIS的绘图工具和绘图方法，但由于大部分电路是由库中的元件通过连线来完成的，而库元件的调用是画图的第一步，如何快速准确地找到元件是绘图的关键。而Proteus ISIS的库元件都是以英文来命名的，这给英文水平不够好的读者带来不小的障碍。下面我们对Proteus ISIS的库元件按类进行详细的介绍，使读者能够对这些元件的名称、位置和使用有一定的了解。

2.6.1 库元件的分类

Proteus ISIS的库元件是按类存放的，即类→子类(或生产厂家)→元件。对于比较常用的元件是需要记住它的名称的，通过直接输入名称来拾取。至于哪些是最常用的元件，是因人而异的，根据平时从事的工作需要而定。另外一种元件拾取方法是按类查询，也非常方便。 1. 大类(Category)

元件拾取对话框如图2-30所示。在左侧的“Category”中，共列出了以下几个大类，其含义如表2-3所示。

Proteus总线及分支线画法经过实践，总算总结出来了！！ 1.选择Buses Mode画一根总线(蓝色)

2.将元器伯连接到总线上(任意位置，一般按住Ctrl键将分支线画成斜线)

3.做标号连接，选择Wire Label Mode,在总线的这头LED1与总线相连之间的线上(变成X号),点一下，出来\对话框，输入标号.然后在总线的另一头上，在总线与器件之间的连接线上再次选择Wire Label Mode,并单击，出来同样的对话框，输入同样的标号。这样它们就通过总线关联起来了.

Proteus总线及分支线画法经过实践，总算总结出来了！！ 1.选择Buses Mode画一根总线(蓝色)

2.将元器伯连接到总线上(任意位置，一般按住Ctrl键将分支线画成斜线)

3.做标号连接，选择Wire Label Mode,在总线的这头LED1与总线相连之间的线上(变成X号),点一下，出来\对话框，输入标号.然后在总线的另一头上，在总线与器件之间的连接线上再次选择Wire Label Mode,并单击，出来同样的对话框，输入同样的标号。这样它们就通过总线关联起来了.

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