通过PROTEUS软件的PROTEUS VSM(虚拟仿真技术),用户可以对模拟电路、数字电路、模数混合电路,以及基于微控制器的系统连同所有外围接口电子器件一起仿真。
PROTEUS VSM有两种截然不同的仿真方式:交互式仿真和基于图标的仿真。其中交互式仿真可实时观测电路的输出,因此可用于检验设计的电路是否能正常工作,而基于图表的仿真能够在仿真过程中放大一些特别的部分,进行一些细节上的分析,因此基于图表的仿真可用于研究电路的工作状态和进行细节的测量。
PROTEUS软件的模拟仿真直接兼容厂商的SPICE模型,采用扩充了的SPICE3F5电路仿真模型,能够记录基于图表的频率特性、直流电的传输特性、参数的扫描、噪声的分析、傅里叶分析等,具有超过8000种的电路仿真模型。
PROTEUS软件的数字仿真支持JDEC文件的物理器件仿真,有全系列的TTL和CMOS数字电路仿真模型,同时一致性分析易于系统的自动测试。PROTEUS软件支持许多通用的微控制器,如PIC、AVR、HC11及8051;包含强大的调试工具,可对寄存器、存储器实时监测;具有断点调试功能及单步调试功能;对显示器、按钮、键盘等外部设备可以进行交互可视化仿真。此外,PROTEUS软件可对IAR C-SPY、Keil μVision3等开发工具的源程序进行调试,可与Keil、IAR实现联调。
对于PROTEUS ISIS设计,PROTEUS 8.15中的新增功能包括:
·引入了模拟混合信号仿真功能,允许用户在同一个设计中同时进行模拟和数字信号的仿真。这对于需要在同一环境中验证模拟和数字部分的交互作用的设计非常有用。
·提供了快速导入SPICE模型的功能,使用户能够更轻松地将现有的SPICE模型集成到PROTEUS中进行仿真和分析。
·扩展了对器件引脚数量的支持,可以处理具有64个及以上引脚的元器件。
·引入了与云服务的集成,允许用户将其项目和设计存储在云端,并与团队成员共享。
PROTEUS ARES PCB的设计采用了原32位数据库的高性能PCB设计系统,以及高性能的自动布局和自动布线算法;支持16个布线层、2个丝网印刷层、4个机械层,加上线路板边界层、布线禁止层、阻焊层;可以在任意角度放置元器件和焊盘连线;支持光绘文件的生成;具有自动的门交换功能;集成了高度智能的布线算法;有1000个以上标准的元器件引脚封装;支持输出到各种Windows设备上;可以导出其他线路板设计工具的文件格式;能自动插入最近打开的文档;元器件可以自动放置。
对于PROTEUS ARES设计,PROTEUS 8.15中的新增功能包括:
·在 ARES PCB 设计环境中改进了自动布线功能,可以提供更智能和更高效的布线算法。
·改进了阻抗控制和阻抗匹配功能,使用户能够更准确地控制电路板上的信号阻抗,并进行阻抗匹配。这对于高频电路设计和保持信号完整性非常关键。
·增强了信号完整性分析工具,使用户能够更全面地评估信号传输过程中的时序、延迟、噪声等参数。这有助于提高电路板的性能和可靠性。
·引入了3D PCB视觉化功能,允许用户以三维形式查看和分析设计的电路板。
PROTEUS电路设计是在PROTEUS ISIS编辑环境中进行绘制的。PROTEUS ISIS编辑环境具有友好的人机交互界面,而且设计功能强大,使用方便,易于上手。
PROTEUS ISIS编辑环境可运行在Windows Pe/2000/XP/7及更高版本的操作系统上,其对计算机的配置要求不高,一般的配置就能满足要求。
单击“开始”菜单,选择“Proteus 8 Professional”,在出现的子菜单中选择“Proteus 8 Professional”选项,如图1-1所示。PROTEUS ISIS编辑环境启动界面如图1-2所示。
图1-1 选择“Proteus 8 Professional”选项
图1-2 PROTEUS ISIS编辑环境启动界面
创建新项目,如图1-3所示。
图1-3 在PROTEUS ISIS编辑环境中创建新项目
在创建新项目向导的第一页指定一个项目名称和保存路径,如图1-4所示。
图1-4 指定项目名称和保存路径
如果需要进行PCB设计,则选择默认的原理图设计模板,如图1-5所示。
图1-5 创建原理图设计模板
单击“Next”按钮,同样地,我们需要一个便于检查的PCB的布局页面,选择默认的模板,如图1-6所示。
图1-6 创建PCB布局模板
单击“Next”按钮,出现PCB图层的类型、材料及厚度等信息的界面,如图1-7所示。
图1-7 PCB图层信息
接着连续单击“Next”按钮,出现创建固件的界面,如图1-8所示。
图1-8 创建固件
我们不是模拟设计,因此对创建固件的界面不进行修改,继续单击“Next”按钮,出现我们创建的项目的简要说明,如图1-9所示。
图1-9 项目的简要说明
单击“Finish”按钮,完成项目创建。该项目打开后有两个工程界面,一个是原理图编辑界面,另一个是PCB布局界面,单击“Schematic Capture”选项卡,将原理图编辑置于前台,如图1-10所示。
图1-10 “Schematic Capture”选项卡
之后系统进入PROTEUS ISIS编辑环境,如图1-11所示。
图1-11 PROTEUS ISIS编辑环境
编辑窗口用于放置元器件、进行连线、绘制原理图、仿真及自建元器件模型等。预览窗口通常用来显示全部原理图。蓝框表示当前页的边界,电路设计须在框内完成,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,预览窗口将预览选中的对象。
PROTEUS ISIS的主菜单栏包括File(文件)、Edit(编辑)、View(视图)、Tool(工具)、Design(设计)、Graph(绘图)、Debug(调试)、Library(库)、Template(模板)、System(系统)、Help(帮助),如图1-12所示。
图1-12 PROTEUS ISIS的主菜单和主工具栏
·File菜单:包括新建设计、打开设计、保存设计、导入/导出文件等功能,也可以用于打印、显示设计文档,以及退出PROTEUS ISIS系统等。
·Edit菜单:包括撤销/恢复操作、查找与编辑元器件、选择所有对象、剪切、复制、粘贴对象,以及设置多个对象的层叠关系等功能。
·View菜单:包括重新生成电路图、是否显示网格、设置原点、设置 X 轴光标、设置格点间距、缩放电路图及显示与隐藏各种工具栏等功能。
·Tool菜单:包括自动布线、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、编译模型等功能。
·Design菜单: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及各子图之间相互跳转,设计目录管理等功能。
·Graph菜单: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,检查图形,检查文件等功能。
·Debug菜单:包括启动调试;暂停仿真;停止仿真;执行仿真;执行下一条指令;执行下一条源代码指令;程序一直执行,直到当前的子程序返回;程序一直执行,直到程序到达当前行;单步运行;断点设置和重新排布弹出窗口等功能。
·Library菜单:具有选择元器件及符号、制作元器件及符号、设置封装、分解元器件、导入BSDL、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:包括设置原稿、设计颜色、图像格式、文本格式、2D图形默认值、连接点、应用模板格式和把设计保存为模板等功能。
·System菜单:包括设置系统环境、文本格式、显示、键盘、性能、图纸尺寸、文本样式、动画、仿真参数及恢复默认设置等功能。
·Help菜单:包括版权信息、PROTEUS ISIS学习教程和示例等。
PROTEUS ISIS的主工具栏位于主菜单下面两行,各菜单命令均以按钮的形式给出,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,主要是让用户可以快捷方便地使用命令。主工具栏按钮功能如表1-1所示。
表1-1 主工具栏按钮功能
续表
PROTEUS ISIS的工具箱位于软件界面左侧部分,各菜单命令也都是以按钮的形式给出的,包括Selection Mode按钮、Component Mode按钮、Junction Dot Mode按钮和Wire Lable Mode按钮等。工具箱中每一个按钮都有自己对应的功能,各个按钮的功能如下所示。
Selection Mode按钮:选择模式,可以单击任意元器件并编辑元器件的属性。
Component Mode按钮:拾取元器件。
Junction Dot Mode按钮:放置节点,可在原理图中标注连接点。
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:绘制总线和总线分支。
Subcircuit Mode按钮:绘制电子块。
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)。
Active Popup Mode按钮: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)。
Probe Mode按钮:在原理图中添加探针(如电压探针和电流探针)。
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、定时器/计数器和模式发生器等)。
除上述按钮外,系统还提供了2D图形模式按钮,可供画线、画弧等,具体如下。
2D Graphics Line Mode按钮:直线图标,用于创建元器件或表示图表时画线。
2D Graphics Box Mode按钮:方框图标,用于创建元器件或表示图表时绘制方框。
2D Graphics Circle Mode按钮:圆图标,用于创建元器件或表示图表时画圆。
2D Graphics Arc Mode按钮:弧线图标,用于创建元器件或表示图表时绘制弧线。
2D Graphics Closed Path Mode按钮:任意形状图标,用于创建元器件或表示图表时绘制任意形状图标。
2D Graphics Text Mode按钮:文本编辑图标,用于插入各种文字说明。
2D Graphics Symbols Mode按钮:符号图标,用于选择各种符号图标。
2D Graphics Markers Mode按钮:标记图标,用于产生各种标记图标。
对于具有方向性的对象,系统还提供了各种旋转按钮(需要选中对象),具体如下。
Rotate Clockwise按钮:顺时针方向旋转按钮,以90°偏置顺时针改变元器件的放置方向。
Rotate Anti-clockwish按钮:逆时针方向旋转按钮,以90°偏置逆时针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。