第七章 Proteus VSM分析及仿真工具

1、刘德全 2013.08 Proteus8.0-电子线路设计与仿真 LDQ 7 Proteus VSM分析及仿真工具 本章介绍 主要介绍Proteus VSM中的电路分析与仿真，ISIS系统提供互式仿真和 图表仿真两种仿真类型，Proteus 8.0中主要仿真工具包含Generator（信号 源）、Virtual Instrument（虚拟仪器）、Graph（图表）和Prober（探针） 等四种。通过在电路中添加激励源、虚拟仪器、图表以及探针等虚拟设备， 任何时候单击仿真工具（交互式仿真）或者按空格键（图表仿真）便可以对 电路进行仿真和分析。 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Ge

2、nerator Model（激励源模式） 7.1.1 激励源的主要功能和编辑 1. 激励源的主要功能 单击模式工具栏中的（Generator Model）便进入到激励源模式，对象 选择器中列出了14种激励源。激励源主要功能 如表7.1.1 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式）（激励源模式） 2. 激励源的放置 激励源的放置与普通元器件的放置类似，包括以下步骤： （1）在激励源模式下，从对象选择器中选择合适的激励源； （2）鼠标移至编辑区变成白色铅笔，单击鼠标，激励源的图形就会随着鼠 标移动，单击放置激励源。再次单击左键可以连续放置激励源。

3、 也可以在编辑区空白处右击在弹出的快捷菜单中选择PlaceGenerator，列 出了所有的激励源，单击所需激励源，这时激励源的图形随着鼠标移动， 单击即可放置。 3. 激励源属性修改 修改激励源的属性主要有两种方式 （1）使激励源成为热点，双击激励源便弹出激励源属性对话框； （2）选中激励源，右击快捷菜单选择Edit Properties或按CTRL+E按快捷键。 对于不同的激励源属性对话框参数不一样，具体在每个激励源中讲解。 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 4.激励源的移动、旋转、删除 激励源的移动、旋转、删除与元器件操作一致，请参阅前 面知识。 5.激励源与其他电路的连接

4、 激励源与其他元器件的连接操作如图7-12所示（以 DEDGE信号源为例）。 Generator Model（激励源模式） 如图示7-12连接操作 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 7.1.2 DC直流信号激励源 直流信号激励源属性 直流信号激励源用来产生模拟的直流电压或者直流电流 。其属性对话框如图7-1.3所示。 根据产生的信号不同，信号激励源有模拟信号激励源和 数字信号激励源。选择模拟类型或者数据类型中的激励源可 以实现激励源之间的转换。图中的参数含义如下： Generator Name：信号源名称，主要功能是手动或者自动 给信号源命名。 Manual Edit：通过文本属

5、性手动编辑信号源的属性。 Generator Model（激励源模式） 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Current Sorce：电流源，当勾选时，表示产生的信号是电流型， 系统默认产生的是电压型的信号，该选项只适用于模拟信号激励源。 Isolate Before：该选项用于控制信号发生器是否在连接点处把电路 以接点的前级电路网络和后级电路网络断开，信号源作为后级电路网络 的输入信号。但是当激励源通过一根导线和电路网络相连的不具备该功 能。 Hide Properties：是否隐藏信号源的属性，勾选表示隐藏其属性。 反之，表示显示。如图7-1.4所示。 Voltage（vol

6、ts）：电压值，直流电压源的电压值，默认单位为伏特 （V）。当勾选时，Current Sorce时，该参数就变成了Current（Amps ）：电流值，直流电流源的电流值，默认单位为安培（A） Generator Model（激励源模式） 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 模拟类型 直流信号激励源 正弦波激励源 脉冲激励源 分段线性激励源 File信号激励源 音频信号激励源 指数激励源 分段线性激励源 HDL脚本发生器 数字类型 单稳态逻辑电平激励源 单边沿激励源 单周期数字脉冲激励源 数字时钟激励源 数字模式信号激励源 HDL脚本发

7、生器 图7-1.3 DC 激励源属性对话框 图7-1.4 DC Value属性显 示 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 2. 直流源Value值修改 修改直流信号激励源的电压值或者电流值的方法有以下 两种： （1）在Voltage/Current栏内直接输入数值。 （2）通过勾选Manual Edit属性。则其属性话框的右侧变成了 Properties属文本框，在其文本框中输入Value=数值，如 图7-1.5所示。 Generator Model（激励源模式） 直接输入数值 Value=数值 图7-1.5 直流信号激励源的电压值或者电流值修改方 法 7Proteus VSM分析

8、及仿真工具 7.1 3. 直流信号激励源应用 设第一个信号源为直流电压源，其值为5V。第二个信号 源为直流电流源，其值为2A，如图7-1.6所示电路图（光盘 实例Chap7中DC generator.pdsprj）。这里使用了直流电 压表和直流电流表（在虚拟模式下的DC VOLTMETER和DC AMMETER）。 Generator Model（激励源模式） 图7-1.6 DC信号源的应用 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.3 SINE激励源 1. SINE激励源的功能和主要参数 SINE激励源可以产生幅度、频率、相位可控的

9、正弦波信号，其表达可 以 表示为： () 0 sin(2() t TD VVVAeFREQ tTDtTD （）（7.1.1） 2. SINE激励源属性对话框 SINE激励源属性对话框如图7-1.7所示。 3. SINE激励源应用 SINE信号源仿真如图7-1.8所示（光盘实例Chap7中sine.pdsprj）。 各个SINE信号源的参数如表7.1所示，单击运行交互式仿真按钮 启动仿真，示波器显示4个正弦波信号波形，波形打印效果如图7-1.9所示。 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 直流补偿（V或者A） 幅度参数（V或者A） 振幅（A

10、P） 峰峰值（PEAK） 有效值（RMS） 时间参数 频率（Hz） 周期（S） 一个周期内的完整波形数（TSTOP/N， N表示波形数） 延时参数 时间延迟（TD） 角度（，PHASE） 阻尼因子（1/秒，THEATA） 框图7-1.7 SINE激励源属性 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式）（激励源模式） 图 7-1.8SINE激励源应用 图7-1.9 SIN1-SIN4参数真波形 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 如果设置阻尼参数，则示波器有可能观察不到相关衰减图像，这时可以

11、用 基于图表的仿真方式（这里采用MIXED 图表）。如图7-1.10所示 图7-1.10 带有阻尼因子的混合图表正弦波信号 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1.1 Generator Model（激励源模式） 4. SINE信号激励源的文本手动编辑属性 勾选Manual Edits选项，进入SINE激励源手动编辑模式，同一类参数 之间系统自动换算。其主要参数包括 ： AMP=1/PEAK=2/RAMS=707.107mV：振幅类参数 OFFSET=0：直流补偿 FREQ=1/PER=1/PER=TSTOP/N：时间类参数 PHASE=0/TD=0：延迟类参数 THETA=0：阻尼因

12、子参数 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.4 Pulse激励源 1. 激励源的参数 Pulse激励源可以产生重复的模拟脉冲的信号，可以产生Square waveforms （方波）、saw-tooth waveforms （锯齿波） 和 triangular waveforms（三角波）三种信号。在使用Puse激励源时， 其主要参数如图7-1.11所示。 图 7-1.11 PULSE激励源主要参数 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.4 Pulse激励源 2.

13、Pulse激励源的属性对话框 Pulse激励源的属性对话框如图7-1.12所示 图7-1.12Pulse激励源属性对话框 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.4 Pulse激励源 3. Pulse激励源应用 （1） Pulse激励源产生方波信号，如图7-1.13所示 图7-1.13 Pulse激励源产生方波 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.4 Pulse激励源 （2） Pulse激励源产生锯齿波信号，如图7-1.14所示。 （3） PULSE激励源产生三角波信

14、号，如图7-1.15所示。 图7-1.14Pulse激励源产生锯齿波图7-1.15 PULSE激励源产生三角波 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.5 EXP（Exponent）指数脉冲激励 源 1. EXP激励源的功能及模型 指数脉冲激励源产生一个与RC充放电路相同的 波形，指数脉冲的数学模型如图7-1.16所示， 从图可以看出： 图7-1.16 指数脉冲图形及其参 （1） 0T D 1t 时，V=V1； （2） 12TDtTD (1) 1 1 ( 21) 1 t TD TAU VVVVe 时， （3） 2TDtTSTOP 时

15、， (1)(2) 12 1 ( 21)(1 e)( 12)(1) t TDt TD TAUTAU VVVVVVe 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.5 EXP（Exponent）指数脉冲激励 源 2. 指数激励源的属性对话框 图 7-1.17 数激励源的属性对话框 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.5 EXP（Exponent）指数脉冲激励 源 3. 指数脉冲激励源的应用 指数脉冲激励源的应用原理图及模拟图表仿真如图7-1.18所示。EXP1的参 数如图7-1

16、6所示（光盘实例Chap7中的exp.pdsprj）。 4. 指数脉冲激励源文本编辑属性 LOW=0；相当于图7-15中的V1。 HIGH=2；相当于7-15中的V2。 TD1=0 TAU1=2 TD2=12 TAU2=5 图 7-1.18 指数信号源应用 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.6 SFFM激励源（单频率FM激励源） 1. SFFM 激励源功能及模型 SFFM激励源产生以正弦波信号作为载波的调频信号，其数学模型为： 0(2sin(2)VVVASINFCtMDIFSt 其中： V0：直流补偿电压值；VA：载波的幅值；

17、FC：载波频率； FS：信号频率 ；MDI：调制指数 2. SFFM激励源属性对话框 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.6 SFFM激励源（单频率FM激励源） SFFM激励源属性对话框如图7-1.19所示。 补偿电压VO（V） 载波幅值VA（V） 载波频率FC（Hz） 调制因数MDI 信号频率FS（Hz） 图7-1.19SFFM激励源属性对话框 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.6 SFFM激励源（单频率FM激励源） 3. SFFM激励源应用 SFFM激励源应

18、用原理图及模拟图表仿真如图7-1.20所示。其中SFM1的参数如 图7-1.19所示 图 7-1.20 SFFM激励源应用原理图及仿真图 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.6 SFFM激励源（单频率FM激励源） 4.SFFM激励源文本编辑属性 SFFM激励源文本编辑属性，以图7-1.20为例。 AMP=1；载波幅值VA（V）。 OFFSET=0；载波幅值VA（V）。 MDI=0.5 FC=1 FS=1 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.7 PWLIN（Piec

19、e-wise Linear Generators分段线性）激励源 1. PWLIN激励源主要功能 PWLIN激励源主要用于产生比较复杂的模拟脉冲信号，或者用来重现 被测信号。输出波形有幅度值和时间两个参数，相邻时刻之间采用线性插值 法近似逼真成直线。 2. PWLIN激励源的属性对话框 PWLIN激励源的属性对话框如图7-1.21所示。该对话框右上方包含一 个时间/电压幅值图形编辑器，在此对话框中，可以拖放、删除、增加数据点， 具体操作归纳如下： （1）单击放置一个新的数据点； （2）鼠标移至数据点上，按住左键可以托动数据点； （3）鼠标移至数据点上，右击删除数据点。也可以按住CTRL+右击删

20、 除所有数据点。 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.7 PWLIN（Piece-wise Linear Generators分段线性）激励源 单击时间/电压幅值图形编辑器 的按钮，可以使图形编辑器变成一个 独立的窗口，如图7-1.22所示。在此窗口可以按上述进行数据点操作。 图7-1.21 PWLIN激励源的属性对话框 图 7-1.22 PWLIN图形编辑窗口 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.7 PWLIN（Piece-wise Linear Generat

21、ors分段线性）激励源 3. PWLIN激励源应用 PWLIN激励源应用及模拟图表仿真如图7-13所示。其参数设置如图7- 12所示。 4. PWLIN激励源文本编辑的属型 PWLIN激励源文本编辑格式为V（t）=幅值，以上例的PWLIN1为例， 其文本属性如下： V（0）=0 V（0.5）=8 V（1.5）=12 V（1e-06）=1 V（2.5）=8 V（2.500001）=3 V（4.5）=7 V（4.500001）=12 V（7）=2 V（8）=11 V（8.000001）=5 V（9.5）=9 V（10）=3 V（5）=11 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Gener

22、ator Model（激励源模式） 7.1.7 PWLIN（Piece-wise Linear Generators分段线性）激励源 图 7-1.23 PWLIN激励源应用及模拟图表仿真 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.8 File激励源 1. File激励源主要功能和属性参数 File激励源属性对话框如图7-1.24所示 图7-1.24 File激励源属性对话框 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.7 PWLIN（Piece-wise Linear Gene

23、rators分段线性）激励源 2. File激励源应用 图7-1.25File激励源应用 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.9 AUDIO激励源激励源 1. AUDIO激励源的属性对话框 Wave Audio File:指定产生信号的 WAVE文件，路劲设置同File激励源 路劲设置。 幅值（伏特V） Amplitude:选择输出信号幅度是振幅 偏移的绝对值 Peak：选择输出信号幅度是峰峰值。 Offset:直流补偿电压大小。 Channnel:声道选择，Mono单声道， right右声道，left左声道 Stereo:立体

24、声默认为Mono模式 7-1.26 AUDIO激励源的属性对话框 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.9 AUDIO激励源激励源 2. AUDIO激励源应用 图 7-1.27所示AUDIO激励源应用 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.10 Dstate（Stedy State）数字单稳态逻辑电平发生器）数字单稳态逻辑电平发生器 状态 电源高状态 IHI 强逻辑1状态 HIGH 弱逻辑1状态 WHI 浮动状态 FLOAT 弱逻辑0状态 WLO 强逻辑0状态LOW

25、电源低电平 ILO 图 7-1.28 数字单稳态逻辑电平发生器属性对话框 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.10 Dstate（Stedy State）数字单稳态逻辑电平发生器）数字单稳态逻辑电平发生器 图 7-1.29（a）测试原理图 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.10 Dstate（Stedy State）数字单稳态逻辑电平发生器）数字单稳态逻辑电平发生器 图 7-1.29（b） 用模拟图表仿真 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Gene

26、rator Model（激励源模式） 7.1.11 Dedge（单边沿）激励源（单边沿）激励源 1. Dedge激励源主要功能及属性参数 图7-1.30 Dedge激励源的属性对话框 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.11 Dedge（单边沿）激励源（单边沿）激励源 2. Dedge激励源应用 图7-1.31Dedge激励源应用 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.12 DPulse（单脉冲）激励源（单脉冲）激励源 1. DPulse激励源主要功能和参数 图 7

27、-1.32 DPulse激励源属性对话框 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.12 DPulse（单脉冲）激励源（单脉冲）激励源 2. DPulse激励源应用 图7-1.33 DPulse激励源的应用 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.13 Dclock（数字时钟）激励源（数字时钟）激励源 1. Dclock激励源主要功能和属性对话框激励源主要功能和属性对话框 图7-1.34 Dclock属性对话框 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generat

28、or Model（激励源模式） 7.1.13 Dclock（数字时钟）激励源（数字时钟）激励源 2. Dclock激励源应用 图 7-1.35 Dclock激励源波形 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.14 DPATTEN（数字模式信号）激励源（数字模式信号）激励源 1. DPATTEN激励源主要功能激励源主要功能 DPATTEN激励源可以产生任意形式的逻辑电平序列，利用DPATTEN 激励源可以生成数字电路中的以下信号 ： 单边沿信号 单脉冲信号 时钟信号 可以形成任意的时序 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1

29、Generator Model（激励源模式） 7.1.14 DPATTEN（数字模式信号）激励源（数字模式信号）激励源 2. DPATTEN激励源属性激励源属性 DPATTEN激励源属性对话框如图7-1.36所示，主要有5大类参数： Initial State （初始状态） First Edge At（sesc） Timing（时间参数） Transitions（变换类型） Bit Pattern位模式参数 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.14 DPATTEN（数字模式信号）激励源（数字模式信号）激励源 图 7-1.36 D

30、PATTEN激励源属性对话框 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.14 DPATTEN（数字模式信号）激励源（数字模式信号）激励源 2. DPATTEN激励源应用 （1） 生成clock信号 图7-1.37 Pattern激励源产生Clock信号 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.14 DPATTEN（数字模式信号）激励源（数字模式信号）激励源 （2） 生成任意脉冲 图7-1.38 利用字符串产生数字脉冲序列 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Ge

31、nerator Model（激励源模式） 7.1.14 DPATTEN（数字模式信号）激励源（数字模式信号）激励源 （3） 产生数字脉冲 图7-1.39利用Edit Pattern生成数字脉冲序列 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.15 Scriptable Generators 脚本激励源脚本激励源 1.Easy HDL激励源属性对话框 图7-1.40 EasyHDL激励源属性对话框 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.15 Scriptable Genera

32、tors 脚本激励源脚本激励源 2. EasyHDL语言语法定义 EasyHDL是基于BASIC编程语言，但增加了其在指定的测试向量的应 用程序特定的附加功能。EasyHDL脚本可以在局部使用,也可以放置在原 理图中被多次调用，形成复杂的测试向量。 （1）用局部EasyHDL 脚本创建一个脚本激励源的方法 （2）在原理图上用Text script创建EasyHDL脚本 （3）脚本激励源与原理图中的Text Sript的连接 （4）在仿真中调试激励源脚本 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.15 Scriptable Genera

33、tors 脚本激励源脚本激励源 3.EasyHDL应用 （1） 产生三角波 图7-1.41 EasyHDL脚本实现三角波信号源 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.15 Scriptable Generators 脚本激励源脚本激励源 （2） 产生正弦波 图 7-1.42 用Text script Mode和EasyHDL产生正弦波信号 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.1 Generator Model（激励源模式） 7.1.15 Scriptable Generators 脚本激励源脚本激励源 Text scrip

34、t Mode和EasyHDL属性如图7-33所示： 图7-1.43 Text script Mode和EasyHDL属性 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.2 Probes（探针） 探针主要用于记录所连接网络的状态，ISIS Schematic Capture平台提 供了电压探针（Vlotage Probes）、电流（Current Probes）和TAPE （磁带）三种探针。电压和电流探针主要用于基于图表的仿真中，作为产 生图表的轨迹信号，也可以用于交互式仿真中显示连接处的电压值或者电 流值。TAPE探针主要用于记录电路信息并在下一个电路输入回放。 单击模式工具栏中的Probe M

35、ode 按钮，则在对象选择器显示 VOALTAGE（电压探针图标）、CURRENT（电流探针图标）和TAPE（磁 带探针图标）三个探针，单击相应的探针则预览窗口中显示其图形符号。 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.2 Probes（探针） 7.2.1 电压和电流探针 1. 电流、电压探针的放置与连线 图7-2.1 探针的链接方式 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.2 Probes（探针） 2. 电压/电流探针属性 图7-2.2电压探针属性对话框 图7-2.3 电流探针 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.2 Probes（探针） 7.2.2 电压探针与电流探针的应用

36、 （1） 利用电压探针测试数字电路中的电平 按照图7-2.4电路图连接电路并添加电压探针，单击仿真按钮，电压 探针显示电路的输出电平高低，如下图所示 ： 图7-2.4 电压探针测试电平 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.2 Probes（探针） （2） 验证电路中的KCL、KVL定律 图7-2.5 测试KCL、KVL定律电路图 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.2 Probes（探针） 7.2.3 Tape 探针 1. Tape功能。 Tape探针主要用于电路分割仿真 2. 放置Tape探针 图 7-2.6 Tape图标 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.2 Pr

37、obes（探针） 3. Tape 属性以及主要参数 图 7-2.7 Tape属性对话框 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 Proteus VSM包含多种虚拟仪器，单击模式工具栏中的 （Virtual Instrument mode）按钮，对象选择器里显示了系统提供的13种虚拟仪器， 如表7.6所示。 表7-3.1 12种虚拟仪器 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 7.3 .1 OSCILLOSCOPE（示波器） 1. 示波器的功能及电路图符号 Proteus VSM示波器是一个四通道的示波器，可以分别工

38、作在单模 式（分别对四个通道波形测试），也可以工作在X-Y模式、A+B和C+D 模式。其原理图符号如图7-3.2所示。 图7-3.2 示波器符号 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 2. 示波器虚拟仿真界面 图 7-3.3 示波器界面 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 3. 示波器的应用 利用X-Y模式产生李沙育波形。 原理图和示波器参数如图7-3.4（a）、7-3.4 （b）所示。测量参 数设置如表7.7所示，波形如图7-3.4（c）所示。 图7-3.4（a） 产生李沙育波形 图 7-3.4（b）示波器

39、面板参数设置 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 fA：fB=1:2 =3:2 fA：fB=1:2 =3:4 图 7-3.4（c） 李沙育波形 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 7.3.2 Logical Analyser（逻辑分析仪） 逻辑分析仪的主要功能 逻辑分析是连续记录输入信号并存入到内部缓冲器中显示。 图 7-3.5 逻辑分析仪原理图符号 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 2.逻辑分析仪仿真虚拟界面 图7-3.6 逻辑分析仪的虚拟仿真界面 7Prot

40、eus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 3. 逻辑分析仪的应用 图7-3.7（a） 逻辑分析仪的应用 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 图7-3.7（b） 逻辑分析捕捉导数据结果 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 7.3.3 CounterTimer（计数器/定时器） 1. 计数器/定时器功能 图7-3.8计数器/定时器原理图 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 2. 计数器/定时器属性对话框 图7-3.9 原理图属性对话框 7P

41、roteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 3. 定时器/计数器虚拟仿真界面 图7-3.10 定时器/计数器应用 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 图7-3.10 定时器/计数器应用 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 图7-3.10 定时器/计数器应用 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 7.3.4 Virtual Terminal（虚拟终端）（虚拟终端） 虚拟终端的功能及原理图符号 虚拟终端，可以通过电脑键盘和显示屏发送和接收

42、RS232标注 的异步串行通信（接收或者发送数据）。这在模拟微处理器系统 是特别有用的调试器，可以用它来显示您所开发的软件所产生的 调试/跟踪消息。 图7-3.11 虚拟终端的原理图符号 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 2. 虚拟终端的属性参数 图7-3.12 虚拟终端的属性对话框 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 3. 虚拟终端仿真界面 图7-3.13 虚拟终端的仿真界面 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 4. 虚拟终端应用 图7-3.14 虚拟终端之间

43、互相通信 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 7.3.5 SPI Debugger（SPI调试器 ） 1. SPI 调试器主要功能及属性对话框 SPI（serial perpherial Interface串行外设接口）总线是Motorolar公司提 出的一种同步串行外设接口，允许微处理器与各种设备以同步串行通信方式交 换信息。SPI调试器不仅可以观测SPI总线上的数据还可以直接给SPI总线发送数 据。除了上述两大功能外，SPI还可以作为监视器，监视SPI接口。SPI总线原理 图符号如图7-3.15所示。 图7-3.15 SPI原理图符号 7Prot

44、eus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 2. SPI属性调试窗口 图7-3.16 SPI调试仿真窗口 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 3. SPI调试器的应用 按照图7-3.17（a）连接原理图,并设置其参数，如图7-3.17（b）所示, SPI 仿真结果 ，如图7-3.17（c）所示 。 图 7-3.17（a） SPI仿真原理图 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 图7-3.17（b） SPI属性参数设置 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus V

45、SM虚拟仪器 图 7-3.17（c） SPI仿真结果 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 7.3.6 I2C Deugger（I2C调试器）调试器） I2C 调试器主要功能及属性对话框 I2C （InterIntegrated Circuit ）总线是飞利浦公司推出的芯片级的串行通 信协议，I2C由数据线和时钟信号构成一个全双工的同步串行通信。Proteus schematic capture提供的I2C总线调试器原理图如图7-75所示。 图 7-3.18 I2C调试器原理图符号 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM

46、虚拟仪器 2. I2C虚拟仿真界面 图7-3.19 I2C虚拟仿真界面 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 3I2C总线的应用 原理图、仿真效果如图7-3.20(a),(b)所示 图7-3.20(a) I2C communications原理图 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 图7-3.20（b） I2C communications仿真效果 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 7.3.7 Signal Generator（信号发生器） 信号发生器的主要功能及

47、引脚功能信号发生器的主要功能及引脚功能 信号发生器模拟了一个简单的信号发生器功能，可以产生非调制信 号和调制信号两大类信号，非调制信号包括方波（Square，）、锯齿 波（saw-tooth，）、三角波（triangle，）和正弦波（sine，）等4 种信号；调制信号包括FM信号和AM信号两种信号。其中频率分为为 8个波段（0.1Hz、1Hz、10Hz、0.1KHz、1KHz、10KHz、0.1MHz 和1MHz），频率范围为0-12MHz，幅度分为4 个波段（1mV、 10mV、0.1V和1V），范围0-12V。其原理图符号如图7-3.21所示。 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.

48、3 Proteus VSM虚拟仪器 图7-3.21 信号发生器原理图符号 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 2. 信号发生器的虚拟仿真界面 图7-3.22信号发生器虚拟仿真界面 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 3信号发生器的应用 图 7-3.23 非调制信号原理图 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 7.3.8 Pattern Generator（模式发生器） 模式发生器的功能及符号 Proteus VSM模发生器是数字等效的模拟信号发生器，可以生成 专业版

49、本提供的所有标准模拟信号 图7-3.24 模式发生器原理图 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 2. 模式发生器的属性对话框 图7-3.25 模式发生器属性对话框 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 3.模式发生器的虚拟仿真界面 图 7-3.26模式发生器虚拟仿真界面 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 7.3.9 电压表和电流表 1.电压表、电流表的电路图符号及功能 （a）直流电压表 （b）直流电流表 （c）交流电压 （d）交流电流表 图 7-3.27四种表原理

50、图符号 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 2. 电压/电流表的属性 （a）交流的电压表属性 （b）直流电压表属性 图7-3.28 电压表属性对话框 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 7.3.10 WATTMETER（功率计） 1. 功率计电路图符号及功能功率计电路图符号及功能 图a功率计电路图符号 图b超出最大值 图c 低于最小值 图7-3.29功率计 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 2.功率计的属性对话框功率计的属性对话框 图 7-3.30 WATTME

51、TER属性对话框 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.3 Proteus VSM虚拟仪器 3. 功率计的应用功率计的应用 图7-3.31 功率计的使用 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.4 图表仿真 7.4.1 Proteus VSM 基于图表仿真的基本概念 前面讲了Proteus VSM的动态仿真常用虚拟仪器，交互式仿真虽然 有许多优点，但仍有一些缺点，例如不能捕捉整个仿真运行图形，而且 其仿真结果随着仿真结束也就消失了，不能满足长时间的分析或者及时 捕捉打印，为了解决该问题，Proteus VSM提供了高级图表仿真（ASF： Advanced Simulation Fea

52、tures） 。 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.4 图表仿真 7.4.2 ASF图表 ASF图表类型图表类型 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.4 图表仿真 2. ASF图表的放置图表的放置 图7-4.1 Analogue图表图形显示 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.4 图表仿真 3. ASF图表属性修改图表属性修改 不同的图表其属性对话框也不一样，这里以Analogue 图表为例，鼠 标移至图表使其变成“手型”或者单击右键选择Edit Properties菜单或 者Ctrl+E键都可以打开其属性对话框。 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.4 图表

53、仿真 4. 图表窗口的大小的改变 使图表成为热点，将鼠标移至标题栏处，变成“白色铅笔”型，单击可以使图 表脱离原理图变成一个单独的最大化窗口，如图7-108所示，也可以使用快键菜 单命令Maximize（Show Windoes）命令（如图7-4.2）。单击关闭按钮（快捷 键ESC键）回到原图窗口，或者使缩小的图表成为热点，其四周出现8个热点，将 鼠标放在热点上变成“白色”铅笔，单击按住不放拖拉可以进行图表大小的改变。 图 7-4.2 图表最大化窗口 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.4 图表仿真 5. 图表轨迹添加方法图表轨迹添加方法 方法一：把激励源或者探针的名称直接拖放到图表中

54、。 方法二：利用快速法添加多个轨迹线。 方法三：利用Add Trances命令对话框添加轨迹 。 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.4 图表仿真 7.4.3 图表仿真有关的菜单和命令 7.4.3.1系统Graph菜单 编辑图表属性 添加路径 仿真图表 预览日志 导出图表数据（*.DAT） 清除图表数据 一致性分析 批处理一致性分析 当前的图表 图7-4.3 系统Graph菜单 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.4 图表仿真 7.4.3.2 图表快捷菜单 移动 编辑属性（相当于系统GraphEdit Graph） 删除 编辑属性 添加轨迹（快捷键trl+T） 图表仿真 （快捷

55、键space） 预览仿真日志 导出图表数据 导入图表数据 清除图表数据 最大化窗口（使图表窗口独立于原理图） 恢复窗口（关闭最大窗口） 播放音频（快捷键 Ctrl+Space） 图7-4.4 图表快捷菜单 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.4 图表仿真 7.4.3.3 最大化图表菜单栏最大化图表菜单栏 1.File菜单栏 Bitmap：位图文件, .bmp Metafile:图元文件，.EMF DXF:图形元素文件，.DXF EPS：EPS格式文件，.EPS Vector:矢量文件，.HGL 打印图表 打印设置 图表输出 关闭图表 图7-4.5 File菜单 7Proteus VSM

56、分析及仿真工具 7.4 图表仿真 2. View菜单 图表左移 PageUp 图表右移 PageDown 放大 F6 缩小 F7 显示整张图表 F8 选择区域放大 图7-4.6 View菜单 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.4 图表仿真 3. Graphic菜单 编辑图表 Ctrl+E 添加轨迹 Ctrl+T 仿真图表 Space 查看仿真日志 Ctrl+V 导出图表数据 清除图表数据 图7-4.7Graphic 菜单 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.4 图表仿真 4. Options菜单 设置图表、轨迹线颜色 设置纸张大小 设置动态仿真参数 设置仿真参数 图7-4.8

57、 Option菜单 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.4 图表仿真 1. 轨迹名处单击右键，弹出快捷菜单。 7.4.3.4 快捷菜单 移动轨迹线 编辑轨迹线属性 输出轨迹线 编辑图表 添加轨迹线 仿真图表 查看仿真日志 导出图表数据 清楚图表数据 最大化窗口 恢复（关闭最大化窗口） 播放音乐 图7-4.9 单击菜单名快捷菜单 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.4 图表仿真 2.图表处单击右键快捷菜单。 图7-4.10 图表中右击快捷菜单 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.4 图表仿真 7.4.3.5 最大化窗口的工具栏最大化窗口的工具栏 最大化窗口的工具栏如图 预

58、览放着日志 区域放大 整页显示 缩小 放大 右移坐标轴 左移坐标轴 仿真图表 添加轨迹线 编辑图表属相 7-4.11 工具栏 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.4 图表仿真 7.4.3.6图表参数测量 轴差值 参考指针 纵轴值 基本指针 纵轴值 纵轴默认 单位V X轴之差 参考指针 X轴值 基本指针 X轴值 X轴单位 时间S 图 7-4.12 测量值显示 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.5 基于模拟图表仿真 7.5.1 模拟图表仿真的基本概念 模拟图表仿真是最基本的图表仿真之一，其主要应用在模拟电路中，用 于绘制一条或者多条电压/电流等参数随时间变换的曲线，以时间轴为X

59、轴，以电压/电流等为Y轴。因为测量值是随着时间的变化而变换，因此 也称这种方法为瞬态分析法（Transient Analysis），也称为时域的暂态 分析，对所选定的电路节点的时域响应进行分析，即观察该节点在整个 显示周期中每一时刻的电压、电流等波形。 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.5 基于模拟图表仿真 7.5.2 利用模拟图表仿真测试电路中的电压和电流波形 图7-5.1（a）741组成的同相放大器 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.5 基于模拟图表仿真 图7-5.1（b）模拟图表仿真结果 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.5 基于模拟图表仿真 7.5.3 利

60、用模拟图表仿真测试电路的输出动率 在瞬态分析中，是允许创建基于轨迹值的数学表达式的跟踪线。例如， 对电路的输出，同时添加它的电压和电流探头。通过这两个值相乘，此时 的输出功率将被绘制。 7Proteus VSM分析及仿真工具 7.6 数字图表分析 数字图表显示的数据就像逻辑分析仪一样，以X轴为时间轴，Y轴为 显示垂直方向信号的积累，这个信号可以是单个的位（1bit二进制位）数 据，也可以是总线信号。数字图表分析又称之为数字暂稳态分析。另外， 数字瞬态分析只考虑离散逻辑，而元件功能则表示为一种更高层次的逻辑。 例如，我们可以认为计数器是一个寄存器，它的值在每次时钟沿加一，而 不认为计数器是几百个