目 录

第1章 Proteus概述 1

1.1 Proteus简介和历史 1

1.1.1 简介 1

1.1.2 历史 2

1.2 Proteus的应用领域 2

1.3 Proteus VSM组件 3

1.4 Proteus设计流程 3

1.4.1 自顶向下设计 4

1.4.2 自下而上设计 4

1.5 Proteus的安装方法 5

1.6 Proteus的启动和退出 8

1.7 Proteus的主页 9

1.7.1 菜单栏和工具栏 10

1.7.2 选项卡 11

1.7.3 准备开始框 11

1.7.4 开始框 11

1.8 Proteus工程的新建 12

1.9 Proteus的系统设置 16

1.9.1 全局设置 16

1.9.2 仿真设置 17

1.9.3 PCB设计设置 18

1.9.4 崩溃报告设置 19

第2章 Proteus ISIS基本操作 23

2.1 Proteus ISIS工作界面 23

2.1.1 编辑窗口 23

2.1.2 预览窗口 25

2.1.3 对象选择器 25

2.1.4 菜单栏与主工具栏 26

2.1.5 状态栏 27

2.1.6 工具箱 27

2.1.7 方向工具栏与仿真按钮 29

2.2 模板设置 30

2.2.1 模板风格设置 30

2.2.2 图表设置 30

2.2.3 图形设置 31

2.2.4 文本设置 31

2.2.5 图形文本设置 32

2.2.6 交点设置 33

2.3 系统参数设置 33

2.3.1 属性定义设置 33

2.3.2 图纸大小设置 34

2.3.3 文本编辑选项设置 34

2.3.4 快捷键设置 34

2.3.5 动画选项设置 35

2.3.6 仿真选项设置 36

2.4 Proteus的元器件清单 42

2.4.1 HTML View（查看HTML） 43

2.4.2 Property Editor（属性编辑器） 44

2.4.3 BOM Template（BOM模板） 44

2.4.4 BOM Categories（BOM类别） 45

2.4.5 BOM Fields（BOM字段） 45

2.4.6 Generate BOM（生成BOM） 46

实例2-1 原理图绘制实例 47

第3章 Proteus ISIS电路图绘制 50

3.1 绘图模式及命令 50

3.1.1 Component（元器件）模式 51

3.1.2 Junction dot（节点）模式 52

3.1.3 Wire label（连线标号）模式 52

3.1.4 Text scripts（文字脚本）模式 53

3.1.5 Buses（总线）模式 55

3.1.6 Subcircuit（子电路）模式 55

3.1.7 Terminals（终端）模式 56

3.1.8 Device Pins（器件引脚）模式 58

3.1.9 2D图形工具 59

3.2 导线的操作 59

3.2.1 两对象连线 59

3.2.2 连接点 60

3.2.3 重复布线 60

3.2.4 拖动连线 60

3.2.5 移走节点 61

3.3 对象的操作 62

3.4 绘制电路图进阶 63

3.4.1 替换元器件 63

3.4.2 隐藏引脚 63

3.4.3 设置头框 64

3.4.4 设置连线外观 66

3.5 典型实例 66

实例3-1 共发射极放大电路的绘制 66

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 69

实例3-3 KEYPAD的绘制及仿真 72

实例3-4 单片机控串行输入并行输出移位寄存器的绘制 79

第4章 Proteus ISIS分析及仿真工具 83

4.1 虚拟仪器 83

4.2 探针 86

4.3 图表 86

4.4 激励源 89

4.4.1 直流信号发生器DC设置 90

4.4.2 幅度、频率、相位可控的正弦波发生器SINE设置 90

4.4.3 模拟脉冲发生器PULSE设置 91

4.4.4 指数脉冲发生器EXP设置 92

4.4.5 单频率调频波信号发生器SFFM设置 93

4.4.6 PWLIN分段线性脉冲信号发生器设置 93

4.4.7 FILE信号发生器设置 93

4.4.8 音频信号发生器AUDIO设置 94

4.4.9 单周期数字脉冲发生器DPULSE设置 95

4.4.10 数字单边沿信号发生器DEDGE设置 96

4.4.11 数字单稳态逻辑电平发生器DSTATE设置 96

4.4.12 数字时钟信号发生器DCLOCK设置 97

4.4.13 数字模式信号发生器DPATTERN设置 97

4.5 典型实例 98

实例4-1 共发射极放大电路分析 98

实例4-2 ADC0832电路时序分析 102

实例4-3 共发射极应用低通滤波电路分析 105

第5章 模拟电路设计及仿真 109

5.1 运算放大器基本应用电路 109

5.1.1 反相放大电路 110

5.1.2 同相放大电路 111

5.1.3 差动放大电路 112

5.1.4 加法运算电路 114

5.1.5 减法运算电路 115

5.1.6 微分运算电路 116

5.1.7 积分运算电路 116

实例5-1 PID控制电路分析 118

5.2 测量放大电路与隔离放大电路 120

5.2.1 测量放大电路 120

实例5-2 测量放大器测温电路分析 122

5.2.2 隔离放大电路 123

实例5-3 模拟信号隔离放大电路分析 124

5.3 信号转换电路 126

5.3.1 电压比较电路 126

5.3.2 电压/频率转换电路 131

5.3.3 频率/电压转换电路 132

5.3.4 电压/电流转换电路 133

5.3.5 电流/电压转换电路 134

5.4 移相电路与相敏检波电路 135

5.4.1 移相电路 135

5.4.2 相敏检波电路 137

实例5-4 相敏检波器鉴相特性分析 139

5.5 信号细分电路 140

实例5-5 电阻链二倍频细分电路分析 141

5.6 有源滤波电路 143

5.6.1 低通滤波电路 143

5.6.2 高通滤波电路 145

5.6.3 带通滤波电路 148

5.6.4 带阻滤波电路 149

5.7 信号调制/解调电路 150

5.7.1 调幅电路 151

5.7.2 调频电路 153

5.7.3 调相电路 155

5.8 函数发生电路 156

5.8.1 正弦波信号发生电路 156

实例5-6 电容三点式振荡电路分析 158

5.8.2 矩形波信号发生电路 161

5.8.3 占空比可调的矩形波发生电路 162

5.8.4 三角波信号发生电路 164

5.8.5 锯齿波信号发生电路 164

实例5-7 集成函数发生器ICL8038电路分析 164

第6章 数字电路设计及仿真 169

6.1 基本应用电路 169

6.1.1 双稳态触发器 169

6.1.2 寄存器/移位寄存器 172

实例6-1 74LS194 8位双向移位寄存器分析 172

6.1.3 编码电路 174

6.1.4 译码电路 176

实例6-2 CD4511译码显示电路分析 177

6.1.5 算术逻辑电路 178

6.1.6 多路选择器 180

6.1.7 数据分配器 181

6.1.8 加/减计数器 182

6.2 脉冲电路 185

6.2.1 555定时器构成的多谐振荡器 185

实例6-3 占空比与频率均可调的多谐振荡器分析 189

6.2.2 矩形脉冲的整形 191

6.3 电容测量仪 195

6.3.1 电容测量仪设计原理 195

6.3.2 电容测量仪电路设计 195

6.4 多路电子抢答器 199

6.4.1 简单8路电子抢答器 199

6.4.2 8路带数字显示电子抢答器 200

第7章 单片机仿真 205

7.1 Proteus与单片机仿真 206

7.1.1 创建源代码文件 206

7.1.2 编辑源代码程序 207

7.1.3 生成目标代码 208

7.1.4 使用第三方IDE 208

7.1.5 单步调试 209

7.1.6 断点调试 210

7.1.7 Multi-CPU调试 210

7.1.8 弹出式窗口 210

7.2 WinAVR编译器 217

7.2.1 WinAVR编译器简介 217

7.2.2 安装WinAVR编译器 218

7.2.3 WinAVR的使用 220

7.3 ATmega16单片机概述 225

7.3.1 AVR系列单片机特点 225

7.3.2 ATmega16总体结构 227

7.4 I/O端口及其第二功能 236

7.4.1 端口A的第二功能 236

7.4.2 端口B的第二功能 237

7.4.3 端口C的第二功能 238

7.4.4 端口D的第二功能 238

实例7-1 使用Proteus仿真键盘控LED 239

7.5 中断处理 243

7.5.1 ATmega16中断源 243

7.5.2 与中断相关的I/O寄存器 244

7.5.3 中断处理 248

实例7-2 使用Proteus仿真中断唤醒的键盘 249

7.6 ADC模拟输入接口 254

7.6.1 ADC特点 254

7.6.2 ADC的工作方式 255

7.6.3 ADC预分频器 255

7.6.4 ADC的噪声抑制 257

7.6.5 与ADC相关的I/O寄存器 258

7.6.6 ADC噪声消除技术 261

实例7-3 使用Proteus仿真简易电量计 261

7.7 通用串行接口UART 266

7.7.1 数据传送 267

7.7.2 数据接收 267

7.7.3 与UART相关的寄存器 268

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 275

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 280

7.8 定时器/计数器 284

7.8.1 T/C0 285

7.8.2 T/C1 289

7.8.3 T/C2 295

7.8.4 定时器/计数器的预分频器 297

实例7-6 使用Proteus仿真T/C0定时闪烁LED灯 298

实例7-7 使用Proteus仿真T/C2产生信号T/C1进行捕获 302

实例7-8 使用Proteus仿真T/C1产生PWM信号控电机 307

实例7-9 使用Proteus仿真看门狗定时器 313

7.9 同步串行接口SPI 315

7.9.1 SPI特性 315

7.9.2 SPI工作模式 316

7.9.3 SPI数据模式 317

7.9.4 与SPI相关的寄存器 318

实例7-10 使用Proteus仿真端口扩展 320

7.10 两线串行接口TWI 326

7.10.1 TWI特性 326

7.10.2 TWI的总线仲裁 326

7.10.3 TWI的使用 327

7.10.4 与TWI相关的寄存器 327

实例7-11 使用Proteus仿真双芯片TWI通信 330

7.11 综合仿真 336

实例7-12 使用Proteus仿真DS18B20测温计 336

实例7-13 使用Proteus仿真电子万年历 348

实例7-14 使用Proteus仿真DS1302实时时钟 362

第8章 PCB布板 369

8.1 PCB概述 369

8.2 Proteus ARES的工作界面 369

8.2.1 编辑窗口 370

8.2.2 预览窗口 371

8.2.3 对象选择器 371

8.2.4 菜单栏与主工具栏 371

8.2.5 状态栏 373

8.2.6 工具箱 373

8.3 ARES系统设置 375

8.3.1 默认规则设置 375

8.3.2 网格设置 376

8.3.3 使用板层设置 376

8.3.4 板层对设置 377

8.3.5 文本风格设置 377

8.3.6 板的属性设置 378

8.3.7 从模板中调取技术数据 379

8.3.8 把当前版图保存为技术数据 380

8.3.9 显示选项设置 380

8.3.10 环境设置 381

8.3.11 选择过滤器设置 382

8.3.12 快捷键设置 383

8.3.13 颜色设置 384

8.3.14 区域操作设置 384

8.3.15 恢复默认设置 385

实例8-1 PCB布板流程 386

参考文献 398

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。

本书共分为7章，内容包括PROTEUS概述、PROTEUS从概念到产品的快速设计过程、PROTEUS虚拟仿真工具、基于PROTEUS ISIS的电路仿真、基于PROTEUS ISIS的模拟电路仿真、基于PROTEUS ISIS的数字电路仿真、基于PROTEUS ISIS的单片机电路仿真。

本书可作为高等职业院校电子信息类、机电类专业与职工大学、函授大学、电视大学等相关专业的教材，也可作为有关工程技术人员的参考书，还可作为PROTEUS培训教材和PROTEUS爱好者的自学参考书。

在PROTEUS绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件：*.HEX，可以在PROTEUS的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。

PROTEUS 是单片机课堂教学的先进助手。

PROTEUS不仅可将许多单片机实例功能形象化，也可将许多单片机实例运行过程形象化。前者可在相当程度上得到实物演示实验的效果，后者则是实物演示实验难以达到的效果。

它的元器件、连接线路等却和传统的单片机实验硬件高度对应。这在相当程度上替代了传统的单片机实验教学的功能，例：元器件选择、电路连接、电路检测、电路修改、软件调试、运行结果等。

课程设计、毕业设计是学生走向就业的重要实践环节。由于PROTEUS提供了实验室无法相比的大量的元器件库，提供了修改电路设计的灵活性、提供了实验室在数量、质量上难以相比的虚拟仪器、仪表，因而也提供了培养学生实践精神、创造精神的平台

随着科技的发展，“计算机仿真技术”已成为许多设计部门重要的前期设计手段。它具有设计灵活，结果、过程的统一的特点。可使设计时间大为缩短、耗资大为减少，也可降低工程制造的风险。相信在单片机开发应用中PROTEUS也能茯得愈来愈广泛的应用。

使用Proteus 软件进行单片机系统仿真设计，是虚拟仿真技术和计算机多媒体技术相结合的综合运用，有利于培养学生的电路设计能力及仿真软件的操作能力；在单片机课程设计和全国大学生电子设计竞赛中，我们使用 Proteus 开发环境对学生进行培训，在不需要硬件投入的条件下，学生普遍反映，对单片机的学习比单纯学习书本知识更容易接受，更容易提高。实践证明，在使用 Proteus 进行系统仿真开发成功之后再进行实际制作，能极大提高单片机系统设计效率。因此，Proteus 有较高的推广利用价值。

Proteus的最新版为8.8,ARM cortex处理器被增加，在7.10中已经增加DSP系列（TMS320）。

第1章 PROTEUS概述

1.1 PROTEUS简介

1.2 PROTEUS的安装

1.2.1 安装环境

1.2.2 安装步骤

1.2.3 产品升级

1.3 PROTEUS 7.8编辑环境

1.3.1 PROTEUS编辑环境简介

1.3.2 PROTEUS编辑环境设置

1.4 PROTEUS 7.8系统环境

1.4.1 环境设置

1.4.2 快捷键设置

1.4.3 路径设置

1.4.4 图纸大小设置

1.4.5 动画选项设置

第2章 PROTEUS从概念到产品的快速设计过程.

2.1 PROTEUS ISIS电路原理图设计

2.1.1 PROTEUS ISIS电路原理图设计步骤

2.1.2 PROTEUS ISIS绘图工具栏

2.2 PROTEUS ARES PCB设计

第3章 PROTEUS虚拟仿真工具

3.1 激励源

3.1.1 直流电源（DC）设置方法

3.1.2 正弦波发生器（SINE）设置方法

3.1.3 脉冲发生器（PULSE）设置方法

3.1.4 数字时钟信号发生器（DCLOCK）设置方法

3.2 虚拟仪器

3.2.1 示波器（OSCILLOSCOPE）

3.2.2 定时/计数器（COUrNTER TIMER）

3.2.3 信号发生器（SIGNAL GENERATOR）

3.2.4 逻辑分析仪（LOGIC ANALYSER）

3.2.5 电压表和电流表（VOLl7METER&AMMETER）

3.3 探针与仿真图表

3.3.1 探针

3.3.2 仿真图表

第4章 基于PROTEUS ISIS的电路仿真

4.1 戴维南定理实训

4.2 叠加定理实训

4.3 基尔霍夫电压电流定律实训

4.4 RC移相电路实训

4.5 LC串联谐振电路实训

4.6 RC微分、积分及耦合电路实训

4.7 继电器电路实训

第5章 基于PROTEUS ISIS的模拟电路仿真

5.1 二极管应用电路测试实训

5.2 共射放大电路实训

5.3 集成负反馈放大电路实训

5.4 反相比例运算放大电路实训

5.5 滞回电压比较器实训

5.6 正弦波振荡器电路实训

5.7 低频功率放大电路实训

5.8 直流稳压电源电路实训

第6章 基于PROTEUS ISIS的数字电路仿真

6.1 逻辑门电路的功能测试实训

6.2 简单抢答器实训

6.3 由触发器构成的改进型抢答器实训

6.4 555定时器应用实训

6.5 编译码及数码管显示实训

6.6 分频器的制作实训

6.7 异步计数器的级联实训

6.8 电子秒表实训

6.9 计数及译码显示电路实训

6.10 编程器应用实训

6.11 GAL编程入门实训

6.11.1 GAL简介

6.11.2 WinCupl编辑软件的使用

6.11.3 GAL编程实训

6.12 模数课程设计

6.12.1 密码电子锁

6.12.2 数字钟

6.12.3 多模式彩灯

6.12.4 数字频率计

第7章 基于PROTEUS ISIS的单片机电路仿真

7.1 单片机最小系统实训

7.2 模拟汽车转向灯控制实训

7.3 基于LED数码管的简易秒表设计实训

7.4 电子广告牌实训

7.5 数码管动态显示实训

7.6 中断扫描方式的矩阵式键盘设计实训

7.7 模拟交通灯控制实训

7.8 液晶显示控制实训

7.9 A/D转换接口技术实训

7.10 D/A转换接口技术实训

7.11 双机通信技术实训

7.12 单片机课程设计

7.12.1 数字频率计

7.12.2 波形发生器

7.12.3 多功能电子万年历

7.12.4 四路抢答器

附录A PROTEUS元件库

附录B PROTEUS常用元件中英文对照表

参考文献 2100433B