如何使用Proteus軟件進行原理圖的繪制

Proteus軟件具有良好的人機交互功能，該軟件啟動后將自動進入ISIS功能界面(見圖9-1)，其中多數(shù)工具欄的位置可以通過鼠標拖動來調(diào)整。本節(jié)將以AT89C52單片機最小系統(tǒng)原理圖繪制為例，介紹ISIS的使用方法。

圖9-1 Proteus ISIS 7.1界面

原理圖的繪制

AT89C52單片機最小系統(tǒng)的原理圖如圖9-2所示，下面將介紹在ISIS中繪制該電路原理圖(即搭建虛擬仿真模型)的方法。

圖9-2 8051單片機最小系統(tǒng)原理圖

1.新建與保存ISIS設計

(1)新建和打開ISIS設計

新建ISIS設計的步驟如下：單擊“File”→“New Design…”子菜單(見圖9-3a)，在彈出的“Creat New Design”(模板選擇)對話框(見圖9-3b)中，單擊選擇設計圖樣的模板。圖9-3b中各圖樣模板的主要差別是圖樣尺寸不同，并且除“DEFAULT(默認)”模板外的其他模板都有一個附帶設計信息(包括設計文件的名稱和保存路徑等)的矩形圖樣邊框(見圖9-3c)。另外，也可以鼠標單擊快捷工具欄上的圖標“

”(見圖9-3d)直接生成一個采用默認模板的設計文件(界面樣式見圖9-1)。Proteus 7版本的設計文件擴展名為“.DSN”。

圖9-3新建和打開ISIS設計文件

a)“File”菜單b)圖樣模板選擇對話框

圖9-3新建和打開ISIS設計文件(續(xù))

c)圖樣模板上的設計信息d)新建設計的快捷菜單e)“Load ISIS Design File”和“Save ISIS Design File”對話框

除了新建設計以外，也可以通過修過已有設計得到新的設計。打開已有設計的方法是，首先，單擊主界面上的“File”→“Open Design…”子菜單(見圖9-3a)或單擊快捷工具欄上的圖標“

”(見圖9-3d);然后，在彈出的“Load ISIS Design File”(設計裝載)對話框(見圖9-3e)中，用鼠標單擊要打開的設計文件。

(2)保存設計

保存設計文件的方法是，單擊“File”→“Save Design”子菜單(見圖9-3a)或快捷工具欄上的圖標“

”(見圖9-3d);然后，在彈出的“Save ISIS Design File”(設計裝載)對話框(見圖9-3e)中，輸入設計文件名稱，并選擇設計文件的保存路徑(位置)。

2.設計圖樣的基本設置

生成設計圖樣后，還可以設置圖樣屬性，包括圖樣尺寸、背景顏色和文字樣式等。

(1)設置圖樣尺寸

單擊“System”→“Set Sheet Sizes…”子菜單(見圖9-4a)后，在彈出的“Sheet Size Configuration”(圖樣尺寸設置)對話框(見圖9-4c)中可以選擇和設置圖樣尺寸。

(2)設置文本字體

單擊“System”→“Set Text Editor…”子菜單(見圖9-4a)后，在彈出的“字體”對話

框(見圖9-4d)中可以設置圖樣中所有文本的字體。

(3)設置圖樣顏色

單擊“Template”→“Set Design Defaults…”子菜單(見圖9-4b)后，在彈出的“Edit Design Defaults”(編輯設計默認設置)對話框(見圖9-4e)中可以設置圖樣中的各類顏色，比如：單擊“Paper Colour”右側(cè)的下拉菜單“

”后，可以在彈出的調(diào)色板中選擇設計圖樣的背景顏色。

(4)設置元器件引腳標注字體

在ISIS設計中，可以為元器件的引腳添加標簽和編號，可以通過單擊“Font Face for Default Font”框中的下拉菜單來設置標簽和編號的字體(見圖9-4e的右下角)。

圖9-4設計圖樣的設置

a)“System”菜單b)“Template”菜單c)圖樣尺寸設置對話框d)“字體”對話框e)圖樣尺寸設置對話框

3.裝載元器件

繪制電路原理圖之前，首先要從元件庫中找到所需要的元器件，并將其裝載到當前的設計文件中，具體步驟如下：

1)單擊主界面左側(cè)“繪圖工具欄”的圖標“

，若該圖標凹陷下去，表示“元件模式(Component Mode)”已被激活。在該模式下可以從元件庫中選取各種仿真模型。

2)單擊主界面左側(cè)“元器件和設備列表窗口”左上角的圖標“

(Pick components from the device libraries)”，之后彈出“Pick Devices”(元器件拾取)對話框(見圖9-5)。

圖9-5元器件拾取對話框

3)在元器件拾取對話框中，用鼠標單擊所需元器件后，再單擊對話框右下角的“OK”按鈕確認退出。完成該操作后，選中的元器件被載入設計文件，并且元器件名稱出現(xiàn)在主窗口左側(cè)的“元器件和設備列表窗口”中。

繪制如圖9-2所示的AT89C52最小系統(tǒng)原理圖時，所需的元器件包括AT89C52單片機(Microprocessor ICs)、晶振(Crystal)、電阻(RES)、無極性電容(CAP)、電解電容(CAP-ELEC)、按鍵(Button)和排阻(RESPACK-8，帶公共端的8電阻排)。裝載這些元器件后，“元器件和設備列表窗口”中將出現(xiàn)這些元器件的名稱，如圖9-6a所示。

圖9-6 AT89C52最小系統(tǒng)的ISIS虛擬仿真模型

a)元器件列表和預覽窗口b)ISIS中繪制的AT89C52最小系統(tǒng)原理圖

圖9-6 AT89C52最小系統(tǒng)的ISIS虛擬仿真模型(續(xù))

c)電容參數(shù)編輯對話框

4.繪制電路原理圖

繪制電路原理圖主要由元器件擺放和引腳連接兩個步驟完成。

(1)元器件擺放

首先，單擊主窗口左側(cè)“繪圖工具欄”上的圖標“

(Component Mode)”，激活“元器件模式”。然后，在“元器件和設備列表窗口”單擊需要的元器件。最后，在“電路原理圖編輯窗口”中元器件擺放的位置單擊鼠標左鍵，即可完成元器件的擺放。

雙擊元器件后可以打開“Edit Component”(元器件編輯)對話框，并在其中設置元器件的參數(shù)，如電容的編號、電容值和封裝形式等，如圖9-6c所示。

鼠標右鍵雙擊原理圖中的元器件，可以將其刪除。

(2)元器件引腳連接

連接兩個元器件引腳時，首先，單擊其中一個引腳(引腳上出現(xiàn)紅色小方框代表引腳已經(jīng)被選中);然后拖動鼠標引出一根導線，繼續(xù)拖動鼠標到另一個引腳上并單擊鼠標左鍵，即完成連接。

重復上述兩個步驟，即可完成原理圖的繪制。圖9-6b為ISIS中繪制的AT89C52最小系統(tǒng)原理圖，其中：元器件引腳邊的小方框在仿真運行時出現(xiàn)，其顏色代表了引腳上的電平狀態(tài)，默認情況下，紅色代表高電平，藍色代表低電平;圖中與單片機P0.7引腳相連的是ISIS提供的虛擬示波器(OSCILLOSCOPE)，用于測量P0.7引腳的電壓波形。

5.繪制電路原理圖的主要工具

在繪制電路原理圖和搭建仿真模型時，主要使用主窗口左側(cè)(也可以通過鼠標拖動來調(diào)整窗口的位置)繪圖工具欄上的快捷圖標(見圖9-1)。根據(jù)功能可以將這些快捷圖標分成三類：電路繪制圖標、電氣端點和虛擬儀器圖標以及二維圖形繪制圖標。這三類圖標的功能分別見表9-1~表9-3。用鼠標左鍵單擊這些圖標，將激活對應的工作模式。

圖9-7電路繪制類圖標功能說明

a)導線標簽編輯對話框b)腳本編輯框

6.引腳連接的總線和標簽技巧

當電路中元器件較多或元器件引腳較多時，電路中的導線較多、較長，將導致電路原理圖復雜、混亂且難以查看。這種情況下，合理地使用總線和標簽可以減少導線個數(shù)和長度，使電路原理圖更簡潔、明了。例如：在圖9-8a中，單片機的P0口分別與兩片74LS373芯片的D7~D0引腳相連，一共需要繪制16根導線，而且導線之間相互交錯，隨著元器件數(shù)量的增多，原理圖將越來越混亂擁擠。使用總線方式連接引腳后，原理圖中的導線交錯情況將減少，以保留更多元器件擺放空間，如圖9-8b所示。

下面以繪制圖9-8b所示電路為例，介紹繪制總線和添加引腳標簽的方法和步驟。

(1)繪制總線

首先，單擊圖標“

”進入“總線模式”，然后在原理圖編輯窗口中繪制一條總線。

(2)給總線添加標簽

首先，用鼠標右鍵單擊總線，并在彈出的菜單(見圖9-8c)中右鍵單擊“Place Wire Label”。然后，在彈出的“Edit Wire Label”(導線標簽編輯)對話框(見圖9-8d)的

“String”下拉列表框中輸入總線的標簽名“P0[0..7]”，其中：P0是總線標簽名;“[0..7]”代表該總線中共有8根導線，其標簽名分別是P00、P01、…、P06和P07。確認退出該對話框后，總線標簽“P0[0..7]”將出現(xiàn)在總線附近。

需要修改標簽時，用鼠標右鍵單擊總線，然后單擊彈出菜單中的“Edit Wire Style”，可以再次進入“Edit Wire Label”(導線標簽編輯)對話框。另外，直接單擊總線附件的總線標簽也可以進入該對話框。

(3)連接引腳至總線

單擊元器件引腳，然后拖動鼠標至總線上，并單擊總線，即完成引腳與總線的連接。一根總線內(nèi)包含了多根導線，因此必須確認引腳與總線中的哪一根導線相連，其方法是：首先，用鼠標右鍵單擊連接總線和引腳的導線;然后，在彈出的菜單(見圖9-8e)中單擊“Place Wire Label”進入導線標簽編輯對話框;接著，單擊“String”右側(cè)下拉列表框右邊的箭頭，并在彈出的標簽列表中選擇與引腳相連的總線標簽，如圖9-8f所示;最后，確認選擇，并退出“導線標簽編輯”對話框，這時可以看到標簽名出現(xiàn)在導線附近。

另外，為了減少標簽編輯的工作量，還可以采用如下操作以加快標簽添加速度：

1)用鼠標單擊“Tools”→“Property Assignment Tool”菜單，彈出“Property Assignment Tool”(屬性分配工具)對話框(見圖9-8g)。

圖9-8總線的繪制方法

a)引腳間單根導線逐一相連導線b)引腳的總線方式連接c)標簽處理菜單d)編輯總線標簽名稱e)單擊總線的彈出菜單

圖9-8總線的繪制方法(續(xù))

f)標簽列表g)屬性分配工具對話框

2)在屬性分配工具對話框的“String”文本框中輸入“NET=P0#”。其中“P0”是標簽

名稱，而“#”是標簽的編號，“Count”文本框內(nèi)的數(shù)值是“#”的起始值，“Increment”文本框內(nèi)的數(shù)值是“#”的增量值。這樣設置后，再連續(xù)單擊需要加標簽的導線時，導線會被

自動加上標簽，而且標簽編號會自動連續(xù)增加。若需要標簽編號自動減小，僅需將“Increment”設置為負數(shù)。

另外，自動連續(xù)編號操作也可以用于批量編輯元器件名稱。