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Proteus的虚拟仿真工具.ppt

Proteus的虚拟仿真工具.ppt

上传者: lvxinzhi411 2010-12-18 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《Proteus的虚拟仿真工具ppt》,可适用于IT/计算机领域,主题内容包含第章Proteus的虚拟仿真工具第章Proteus的虚拟仿真工具激励源直流信号发生器正弦波信号发生器脉冲发生器指数脉冲发生器单频率调频波发生器分段线符等。

第章Proteus的虚拟仿真工具第章Proteus的虚拟仿真工具激励源直流信号发生器正弦波信号发生器脉冲发生器指数脉冲发生器单频率调频波发生器分段线性激励源FILE信号发生器音频信号发生器数字单稳态逻辑电平发生器数字单边沿信号发生器单周期数字脉冲发生器数字时钟信号发生器数字模式信号发生器虚拟仪器示波器逻辑分析仪计数器定时器虚拟终端SPI调试器IC调试器信号发生器模式发生器电压表和电流表图表仿真在第章我们学习了ProteusISIS的电路原理图设计熟悉了各种元件的拾取和各种绘图工具的使用。在这一章里我们对已经设计好的电路图进行仿真以检查设计结果的正确性。ProteusISIS软件提供了许多种类的虚拟仿真工具给电路设计和分析带来了极大的方便。ProteusISIS的VSM(VirtualSimulationMode虚拟仿真模式)包括交互式动态仿真和基于图表的静态仿真。前者用于即时观看电路的仿真结果仿真结果在仿真运行结束后即消失后者的仿真结果可随时刷新以图表的形式保留在图中可供以后分析或随图纸一起打印输出。下面我们结合电路分析实例对ProteusVSM下的虚拟仿真仪器和工具逐一介绍。激励源激励源激励源为电路提供输入信号。ProteusISIS为用户提供了如表所示的各种类型的激励源允许对其参数进行设置。直流信号发生器直流信号发生器直流信号发生器用来产生模拟直流电压或电流。放置直流信号发生器()在ProteusISIS环境中单击工具箱中的“GeneratorMode”按钮图标出现如图所示的所有激励源的名称列表。()用鼠标左键单击“DC”则在预览窗口出现直流信号发生器的符号如图所示。()在编辑窗口双击则直流信号发生器被放置到原理图编辑界面中。可使用镜像、翻转工具调整直流信号发生器在原理图中的位置。直流信号发生器属性设置()在原理图编辑区中用鼠标左键双击直流信号发生器符号出现如图所示的属性设置对话框。图激励源列表图直流信号发生器属性对话框()默认为直流电压源可以在右侧设置电压源的大小。()如果需要直流电流源则在图中选中左侧下面的“CurrentSource”右侧自动出现电流值的标记根据需要填写即可如图所示。()单击“OK”按钮完成属性设置。图直流信号发生器的属性设置正弦波信号发生器正弦波信号发生器放置正弦波信号发生器()在ProteusISIS环境中单击工具箱中的“GeneratorMode”按钮图标出现如图所示的所有激励源名称列表。()用鼠标左键单击“SINE”则在预览窗口出现正弦波信号发生器的符号。()在编辑窗口双击则正弦波信号发生器被放置到原理图编辑界面中可使用镜像、翻转工具对其位置和方向进行调整。编辑正弦波信号发生器()双击原理图中的正弦波信号发生器符号出现其属性设置对话框如图所示。正弦波信号发生器属性设置对话框中主要选项含义如下。Offset(Volts):补偿电压即正弦波的振荡中心电平。Amplitude(Volts):正弦波的三种幅值标记方法其中Amplitude为振幅即半波峰值电压Peak为峰值电压RMS为有效值电压以上三个电压值选填一项即可。Timing:正弦波频率的三种定义方法其中Frequency(Hz)为频率单位为赫兹Period(Secs)为周期单位为秒这两项填一项即可。CyclesGraph为占空比要单独设置。Delay:延时指正弦波的相位有两个选项选填一个即可。其中TimeDelay(Secs)是时间轴的延时单位为秒Phase(Degrees)为相位单位为度。图正弦波信号发生器的属性设置()在“GeneratorName”中输入正弦波信号发生器的名称比如“SINESOURCE”在相应的项目中设置相应的值。本例中使用两个正弦波发生器各参数设置如表所示。()单击“OK”按钮完成设置。()用示波器观察两个信号连线如图所示。()示波器显示的图形如图所示。图正弦波信号发生器与示波器的连接图示波器显示的正弦波信号波形脉冲发生器脉冲发生器脉冲发生器能产生各种周期的输入信号如方波、锯齿波、三角波及单周期短脉冲。放置脉冲发生器()在ProteusISIS环境中单击工具箱中的“GeneratorMode”按钮图标出现如图所示的所有激励源名称列表。()用鼠标左键单击“PULSE”则在预览窗口出现脉冲发生器的符号。()在编辑窗口双击则脉冲发生器被放置到原理图编辑界面中可使用镜像、翻转工具对其位置和方向进行调整。编辑脉冲发生器()双击原理图中的脉冲发生器符号出现脉冲发生器的属性设置对话框如图所示。其中主要参数说明如下。Initial(Low)Voltage:初始(低)电压值。Initial(High)Voltage:初始(高)电压值。Start(Secs):起始时刻。Risetime(Secs):上升时间。Falltime(Secs):下降时间。PulseWidth:脉冲宽度。有两种设置方法:PulseWidth(Secs)指定脉冲宽度PulseWidth()指定占空比。FrequencyPeriod:频率或周期。CurrentSource:脉冲发生器的电流值设置。()在图中的“GeneratorName”中输入脉冲发生器的名称并在相应的项目中输入合适的值。()设置完成后单击“OK”按钮。()可用上述讲到的与正弦波类似的方法用示波器观看脉冲发生器的波形。图脉冲发生器属性对话框指数脉冲发生器指数脉冲发生器放置指数脉冲发生器()在ProteusISIS环境中单击工具箱中的“GeneratorMode”按钮图标出现如图所示的所有激励源名称列表。()用鼠标左键单击“EXP”则在预览窗口出现指数脉冲发生器的符号。()在编辑窗口双击则指数脉冲发生器被放置到原理图编辑界面中可使用镜像、翻转工具对其位置和方向进行调整。编辑指数脉冲发生器()双击原理图中的指数脉冲发生器符号出现指数脉冲发生器的属性设置对话框如图所示。图指数脉冲发生器属性对话框其中主要参数说明如下。Initial(Low)Voltage:初始(低)电压值。Initial(High)Voltage:初始(高)电压值。Risestarttime(Secs):上升沿起始时刻。Risetimeconstant(Secs):上升沿持续时间。Fallstarttime(Secs):下降沿起始时刻。Falltimeconstant(Secs):下降沿持续时间。()在图中的“GeneratorName”中输入指数脉冲发生器的名称并在相应的项目中输入合适的值。()设置完成后单击“OK”按钮。()用仿真图表观测输出波形。单击工具箱中的仿真图表“SimulationGraph”按钮在对象选择器中将出现各种仿真分析所需的图表类型如图所示。()用鼠标单击选择图中的“ANALOGUE”项即模拟波形此时不出现对话框。在原理图编辑区单击鼠标左键拖动出一个矩形框则出现仿真图表的基本框架如图所示。图仿真图表的类型图拖出的仿真图表框架()在图中双击出现如图所示的图表设置对话框。把其中的“Stoptime”改为(秒)。()单击工具箱中的“TerminalsMode”按钮在对象选择器中将出现各种终端如图所示。选择“DEFAULT”缺省项然后放置到原理图编辑区中。图仿真图表设置对话框图终端工具()把终端与指数脉冲发生器连接在一起然后把原理图中指数脉冲发生器拖动到仿真图表中(拖动名称)图表中出现“EXPSOUCE”的名称同时有白色的竖线分区出现如图所示。()按空格键进行图表仿真在图表框中出现指数脉冲发生器的波形如图所示。改变指数脉冲的参数后再按空格键可以重新生成新的波形。图终端与指数脉冲发生器的连接图指数脉冲发生器的图表仿真波形单频率调频波发生器单频率调频波发生器放置单频率调频波发生器()在ProteusISIS环境中单击工具箱中的“GeneratorMode”按钮图标出现如图所示的所有激励源名称列表。()用鼠标左键单击“SFFM”则在预览窗口出现单频率调频波发生器的符号。()在编辑窗口双击则单频率调频波发生器被放置到原理图编辑界面中可使用镜像、翻转工具对其位置和方向进行调整。编辑单频率调频波发生器()双击原理图中的单频率调频波发生器符号出现单频率调频波发生器的属性设置对话框如图所示。其中主要参数说明如下:Offset:电压偏置值。Amplitude:电压幅值。CarrierFreq:载波频率fC。ModulationIndex:调制指数MDI。SignalFreq:信号频率fS。经调制后输出信号为()在图中的“GeneratorName”中输入脉冲发生器的名称并在相应的项目中输入合适的值。()设置完成后单击“OK”按钮。()用仿真图表观测输出波形。参照节中的方法得到如图所示的波形。图单频率调频波发生器属性设置对话框图单频率调频波发生器图表仿真波形分段线性激励源分段线性激励源放置分段线性激励源()在ProteusISIS环境中单击工具箱中的“GeneratorMode”按钮图标出现如图所示的所有激励源名称列表。()用鼠标左键单击“PWLIN”则在预览窗口出现分段线性激励源的符号。()在编辑窗口双击则分段线性激励源被放置到原理图编辑界面中可使用镜像、翻转工具对其位置和方向进行调整。编辑分段线性激励源()双击原理图中的分段线性激励源符号出现分段线性激励源的属性设置对话框如图所示。图分段线性激励源属性设置对话框其中主要参数说明如下。TimeVoltages项用于显示波形X轴为时间轴Y轴为电压轴。单击右上的三角按钮可弹出放大了的曲线编辑界面。Scaling项XMir:横坐标(时间)最小值显示。XMa:横坐标(时间)最大值显示。YMir:纵坐标(时间)最小值显示。YMa:纵坐标(时间)最大值显示。Minimum:最小上升下降时间。()在打开的分段线性激励源的图形编辑区中用鼠标左键在任意点单击则完成从原点到该点的一段直线再把鼠标向右移动在任意位置单击又出现一连接的直线段可编辑为自己满意的分段激励源曲线如图所示。()用仿真图表可以观察到和编辑的图形一样的曲线如图所示。图分段线性激励源的任意图形编辑图分段线性激励源的图表仿真波形FILE信号发生器FILE信号发生器放置FILE信号发生器()在ProteusISIS环境中单击工具箱中的“GeneratorMode”按钮图标出现如图所示的所有激励源名称列表。()用鼠标左键单击“FILE”则在预览窗口出现FILE信号发生器的符号。()在编辑窗口双击则FILE信号发生器被放置到原理图编辑界面中可使用镜像、翻转工具对其位置和方向进行调整。编辑FILE信号发生器()双击原理图中的FILE信号发生器符号出现FILE信号发生器的属性设置对话框如图所示。在“DataFile”项输入数据文件的路径及文件名或单击“Browse”按钮进行路径及文件名选择即可使用电路中编制好的数据文件。FILE信号发生器与PWLIN信号源相同只是数据由ASCII文件产生。图FILE信号发生器的属性设置对话框()在“GeneratorName”文本框中输入发生器的名称如“FILESOURCE”。()编辑完成后单击“OK”按钮完成信号源的设置。()用模拟图表可观测输出曲线。音频信号发生器音频信号发生器放置音频信号发生器()在ProteusISIS环境中单击工具箱中的“GeneratorMode”按钮图标出现如图所示的所有激励源名称列表。()用鼠标左键单击“AUDIO”则在预览窗口出现音频信号发生器的符号。()在编辑窗口双击则音频信号发生器被放置到原理图编辑界面中可使用镜像、翻转工具对其位置和方向进行调整。编辑音频信号发生器()双击原理图中的音频信号发生器符号出现音频信号发生器的属性设置对话框如图所示()在“GeneratorName”项中输入自定义的音频信号发生器的名称如“AUDIOSOURCE”在“WAVAudioFile”选项中通过“Browse”浏览按钮找到一个“*wav”音频文件比如“D:speechdftwav”加载进去。()单击“OK”按钮完成设置。()用图接线来完成图表的仿真观看音频波形同时在音频信号发生器上接一扬声声器可以听到此文件播放的声音。扬声器元件的拾取可以直接输入“SPEAKER”在出现的元件列表中选取后面的“Library”为“ACTIVE”的元件。图音频信号发生器的属性设置对话框图音频信号发生器的图表分析和与扬声器的连接数字单稳态逻辑电平发生器数字单稳态逻辑电平发生器放置数字单稳态逻辑电平发生器()在ProteusISIS环境中单击工具箱中的“GeneratorMode”按钮图标出现如图所示的所有激励源名称列表。()用鼠标左键单击“DSTATE”则在预览窗口出现数字单稳态逻辑电平发生器的符号。()在编辑窗口双击则数字单稳态逻辑电平发生器被放置到原理图编辑界面中可使用镜像、翻转工具对其位置和方向进行调整。编辑数字单稳态逻辑电平发生器()双击原理图中的数字单稳态逻辑电平发生器符号出现数字单稳态逻辑电平发生器的属性设置对话框如图所示。()在“GeneratorName”项中输入自定义的数字单稳态逻辑电平发生器的名称如“DSTATE”在“State”选项中逻辑状态为“WeakLow”(弱低电平)。图数字单稳态逻辑电平发生器属性设置对话框()单击“OK”按钮完成设置。()照图接线来完成图表的仿真。其中DSTATE设为“WeakHigh”(弱高电平)状态。会发现图中的信号源符号中一个显示“”一个显示“”。图表仿真的结果DSTATE信号源为绿色的低电平与最下边的水平轴重叠DSTATE信号源为红色的高电平与最上顶水平线重叠。图数字单稳态逻辑电平发生器图表分析数字单边沿信号发生器数字单边沿信号发生器数字单边沿信号为从高电平变为低电平的信号或从低电平变为高电平的信号。放置数字单边沿信号发生器()在ProteusISIS环境中单击工具箱中的“GeneratorMode”按钮图标出现如图所示的所有激励源名称列表。()用鼠标左键单击“DEDGE”则在预览窗口出现数字单边沿信号发生器的符号。()在编辑窗口双击则数字单边沿信号发生器被放置到原理图编辑界面中可用镜像、翻转工具对其位置和方向进行调整。编辑数字单边沿信号发生器()双击原理图中的数字单边沿信号发生器符号出现数字单边沿信号发生器的属性设置对话框如图所示。()在“GeneratorName”项中输入自定义的数字单边沿信号发生器的名称如“DEDGE”在“EdgePolarity”选项中选中“Positive(LowToHigh)Edge”正边沿项。对于“EdgeAt(Secs)”项输入“m”即选择边沿发生在ms处。()单击“OK”按钮完成设置。()照图接线来完成图表的仿真。其中DEDGE设为“Negative(HighToLow)Edge”负边沿其他同DEDGE。观察图形仿真中的两个相反的单边沿信号。图数字单边沿信号发生器属性设置对话框图数字单边沿信号发生器图表分析单周期数字脉冲发生器单周期数字脉冲发生器放置单周期数字脉冲发生器()在ProteusISIS环境中单击工具箱中的“GeneratorMode”按钮图标出现如图所示的所有激励源名称列表。()用鼠标左键单击“DPULSE”则在预览窗口出现数字单周期数字脉冲发生器的符号。()在编辑窗口双击则单周期数字脉冲发生器被放置到原理图编辑界面中可用镜像、翻转工具对其位置和方向进行调整。编辑单周期数字脉冲发生器()双击原理图中的单周期数字脉冲发生器符号出现单周期数字脉冲发生器的属性设置对话框如图所示。主要有以下参数设置。PulsePolarity(脉冲极性):正脉冲PositivePulse和负脉冲NegativePulse。值。PulseTiming(脉冲定时):StartTime(Secs)为起始时刻PulseWidth(Secs)为脉宽StopTime(Secs)为停止时间。()在“GeneratorName”项中输入自定义的单周期数字脉冲发生器的名称如“DPULSESOURCE”并在相应的项目中设置合适的()单击“OK”按钮完成设置。()照图接线来完成图表的仿真。图单周期数字脉冲发生器属性设置对话框图单周期正脉冲图表仿真数字时钟信号发生器数字时钟信号发生器放置数字时钟信号发生器()在ProteusISIS环境中单击工具箱中的“GeneratorMode”按钮图标出现如图所示的所有激励源名称列表。()用鼠标左键单击“DCLOCK”则在预览窗口出现数字时钟信号发生器的符号。()在编辑窗口双击则数字时钟信号发生器被放置到原理图编辑界面中可用镜像、翻转工具对其位置和方向进行调整。编辑数字时钟信号发生器()双击原理图中的数字时钟信号发生器符号出现数字时钟信号发生器的属性设置对话框如图所示。()在“GeneratorName”项中输入自定义的数字时钟信号发生器的名称如“DCLOCK”并在“Timing”项中把“Frequency”频率设为k(Hz)。()单击“OK”按钮完成设置。()照图接线来完成图表的仿真。因为时钟的周期为ms所以图表的时间轴设为m(s)即观察个周期。图数字时钟信号发生器属性对话框图数字时钟信号发生器图表仿真结果数字模式信号发生器数字模式信号发生器()在ProteusISIS环境中单击工具箱中的“GeneratorMode”按钮图标出现如图所示的所有激励源名称列表。()用鼠标左键单击“DPATTERN”则在预览窗口出现数字模式信号发生器的符号。()在编辑窗口双击则数字模式信号发生器被放置到原理图编辑界面中可用镜像、翻转工具对其位置和方向进行调整。编辑数字模式信号发生器()双击原理图中的数字模式信号发生器符号出现数字模式信号发生器的属性设置对话框如图所示。()在“GeneratorName”项中输入自定义的数字模式信号发生器的名称如“DPATTERN”,其他各项的设置如图所示。其中各项含义如下。InitialState:初始状态。FirstEdgeAt(Secs):第一个边沿位于几秒处。Pulsewidth(Secs):脉冲宽度。SpecificNumberofEdges:指定脉冲边沿数目。Specificpulsetrain:指定脉冲轨迹。()在指定脉冲轨迹项的下边单击“Edit”按钮出现如图所示的数字模式发生器的轨迹编辑区。()在图中通过单击鼠标可以确定轨迹有高电平、低电平和浮动电平三种电平可以改变。单击“OK”按钮完成轨迹编辑返回图所示的属性对话框。()单击“OK”按钮完成属性设置。图数字模式信号发生器属性对话框图数字模式信号发生器轨迹编辑虚拟仪器虚拟仪器ProteusISIS为用户提供了多种虚拟仪器单击工具箱中的按钮列出所有的虚拟仪器名称如图所示。其含义如表所示。图虚拟仪器列表示波器示波器放置虚拟示波器()在ProteusISIS环境中单击虚拟仪器模式“VirtualInstrumentMode”按钮图标出现如图所示的所有虚拟仪器名称列表。()用鼠标左键单击列表区的“OSCILLOSCOPE”则在预览窗口出现示波器的符号。()在编辑窗口单击鼠标左键出现示波器的拖动图像拖动鼠标指针到合适位置再次单击左键示波器被放置到原理图编辑区中去。虚拟示波器的原理符号如图所示。虚拟示波器的使用()示波器的四个接线端A、B、C、D应分别接四路输入信号信号的另一端应接地。该虚拟示波器能同时观看四路信号的波形。()照图接线。把kHz、V的正弦激励信号加到示波器的A通道。图虚拟示波器图正弦信号与示波器的接法()按仿真运行按钮开始仿真出现如图所示的示波器运行界面。可以看到左面的图形显示区有四条不同颜色的水平扫描线其中A通道由于接了正弦信号已经显示出正弦波形。图仿真运行后的示波器界面()示波器的操作区共分为以下六部分。ChannelA:A通道。ChannelB:B通道。ChannelC:C通道。ChannelD:D通道。Trigger:触发。Horizontal:水平。四个通道区:每个区的操作功能都一样。主要有两个旋钮“Position”用来调整波形的垂直位移下面的旋钮用来调整波形的Y轴增益白色区域的刻度表示图形区每格对应的电压值。内旋钮是微调外旋钮是粗调。在图形区读波形的电压时会把内旋钮顺时针调到最右端。触发区:其中“Level”用来调节水平坐标水平坐标只在调节时才显示。“Auto”按钮一般为红色选中状态。“Cursors”光标按钮选中后可以在图标区标注横坐标和纵坐标从而读波形的电压和周期如图所示。单击右键可以出现快捷菜单选择清除所有的标注坐标、打印及颜色设置。水平区:“Position”用来调整波形的左右位移下面的旋钮调整扫描频率。当读周期时应把内环的微调旋钮顺时针旋转到底。图触发区“Cursors”按钮的使用逻辑分析仪逻辑分析仪逻辑分析仪“LOGICANALYSER”是通过将连续记录的输入信号存入到大的捕捉缓冲器进行工作的。这是一个采样过程具有可调的分辨率用于定义可以记录的最短脉冲。在触发期间驱动数据捕捉处理暂停并监测输入数据。触发前后的数据都可显示。因其具有非常大的捕捉缓冲器(可存放个采样数据)因此支持放大缩小显示和全局显示。同时用户还可移动测量标记对脉冲宽度进行精确定时测量。逻辑分析仪的原理符号如图所示。其中A~A为路数字信号输入B~B为总线输入每条总线支持位数据主要用于接单片机的动态输出信号。运行后可以显示A~A、B~B的数据输入波形。图逻辑分析仪逻辑分析仪的使用方法如下:()把逻辑分析仪放置到原理图编辑区在A输入端上接Hz的方波信号A接低电平A接高电平。()单击仿真运行按钮出现其操作界面如图所示。()先调整一个分辨率类似于示波器的扫描频率在图中调捕捉分辨率“CaptureResolution”单击光标按钮“Cursors”使其不显示。按捕捉按钮“Capture”开始显示波形该钮先变红再变绿稍后显示如图所示的波形。()调整水平显示范围旋钮“DisplayScale”或在图形区滚动鼠标滚轮可调节波形使其左右移动。()如果希望的波形没有出现可以再次调整分辨率然后单击捕捉按钮就能重新生成波形。()“Cursors”光标按下后在图形区单击可标记横坐标的数置即可以测出波形的周期、脉宽等。图中可以观察到A通道显示方波A通道显示低电平A通道显示高电平这两线紧挨着。其他没有接的输入A~A一律显示低电平B~B由于不是单线而是总线所以有两条高低电平来显示如有输入波形应为我们平时分析存储器读写时序时见到的数据或地址的波形。图逻辑分析仪的仿真界面计数器定时器计数器定时器计数器定时器“COUNTERTIMER”的原理符号及测试电路连线如图所示。CLK为外加的kHz方波时钟输入。该仪器有如下三个输入端。CLK:计数和测频状态时数字波的输入端。CE:计数使能端(CounterEnable)可通过计数器定时器的属性设置对话框设为高电平或低电平有效当此信号无效时计数暂停保持目前的计数值不变一旦CE有效计数继续进行。RST:复位端(RESET)可设为上升沿(LowHigh)或下降沿(HighLow)有效。当有效沿到来时计时或计数复位到然后立即从开始计时或计数。该仪器有四种工作方式可通过属性设置对话框中的“OperatingMode”来选择如图所示。Default:缺省方式系统设置为计数方式。Time(secs):定时方式相当于一个秒表最多计秒精确到微秒。CLK端无需外加输入信号内部自动计时。由CE和RST端来控制暂停或重新从零开始计时。图计数器定时器电路图计数器定时器的工作方式设置Default:缺省方式系统设置为计数方式。Time(secs):定时方式相当于一个秒表最多计秒精确到微秒。CLK端无需外加输入信号内部自动计时。由CE和RST端来控制暂停或重新从零开始计时。Time(hms):定时方式相当于一个具有小时、分、秒的时钟最多计小时精确到毫秒。CLK端无需外加输入信号内部自动计时。由CE和RST端来控制暂停或重新从零开始计时。Frequency:测频方式在CE有效和RST没有复位的情况下能稳定显示CLK端外加的数字波的频率。Count:计数方式能够计外加时钟信号CLK的周期数如图中的计数显示最多计满八位即。下面来看一下计数器定时器的两个应用示例。()照图接线(外部时钟输入不接)双击计数器定时器元件打开其属性设置对话框如图所示。设操作模式为“Time(hms)”即时钟方式计时使能端设为“High”高电平有效即开关合上为低电平时计时暂停复位端设为“LowHigh”即上升沿有效。图计时模式的电路仿真运行仿真可显示如图所示的计时方式合上图中与CE相接的开关则计时停止打开开关则继续计时合上与RST相接的开关再打开计时清零后从零重新计时。图定时器的属性设置()把计数器定时器的属性照图修改设操作方式为“Frequency”测频其他不变照图连接设外接数字时钟的频率为kHz图中两个开关位于打开状态运行仿真出现如图所示的测频结果。拨动两个开关可以看到使能和清零的效果。图频率计的属性设置图测频时的电路仿真虚拟终端虚拟终端ProteusVSM提供的虚拟终端相当于键盘和屏幕的双重功能免去了上位机系统的仿真模型使用户在用到单片机与上位机之间的串行通信时直接由虚拟终端经RS模型与单片机之间异步发送或接收数据。虚拟终端在运行仿真时会弹出一个仿真界面当由PC机向单片机发送数据时可以和实际的键盘关联用户可以从键盘经虚拟终端输入数据当接收到单片机发送来的数据后虚拟终端相当于一个显示屏会显示相应信息。虚拟终端的原理图符号如图所示。虚拟终端共有四个接线端其中RXD为数据接收端TXD为数据发送端RTS为请求发送信号CTS为清除传送是对RTS的响应信号。在使用虚拟终端时首先要对其属性参数进行设置。双击元件出现如图所示的虚拟终端属性设置对话框。图虚拟终端的原理图符号图虚拟终端属性设置对话框主要参数有下面几个。BaudRate:波特率范围为~bs。DataBits:传输的数据位数位或位。Parity:奇偶校验位包括奇校验、偶校验和无校验。StopBits:停止位具有、或位停止位。SendXONXOFF:第位发送允许禁止。选择合适参数后单击“OK”按钮关闭对话框。运行仿真弹出如图所示的虚拟终端的仿真界面。用户在图所示的界面中可以看到从单片机发送来的数据并能够通过键盘把数据输入该界面然后发送给单片机。虚拟终端的具体应用实例读者可以参考本书第七章的节。图虚拟终端的仿真界面SPI调试器SPI调试器SPI(SerialPeripheralInterface串行外设接口)总线系统是Motorola公司提出的一种同步串行外设接口允许MCU与各种外围设备以同步串行通信方式交换信息。SPIProtocolDebugger(SPI调试器接口)同时允许用户与SPI接口交互。这一调试器允许用户查看沿SPI总线发送的数据同时也可向总线发送数据。图为SPI调试器的原理图符号。此元件共有五个接线端。分别如下。DIN:接收数据端。DOUT:输出数据端。SCK:连接总线时钟端。:从模式选择端从模式时必须为低电平才能使终端响应主模式时当数据正传输时此端为低电平。TRIG:输入端能够把下一个存储序列放到SPI的输出序列中。双击SPI的原理图符号可以打开它的属性设置对话框如图所示。图SPI的原理图符号图SPI属性设置对话框对话框主要参数如下。SPIMode:有三种工作模式可选择Monitor为监控模式Master为主模式Slave为从模式。MasterclockfrequencyinHz:主模式的时钟频率(Hz)。SCKIdlestateis:SCK空闲状态为高或者低选择一个。Samplingedge:采样边指定DIN引脚采样的边沿选择SCK从空闲到激活状态或从激活到空闲状态。Bitorder:位顺序指定一个传输数据的位顺序可先传送最高位MSB也可先传送最低位LSB。使用SPI调试器接收数据()将SCK和DIN引脚连接到电路的相应端。()将光标放置在SPI调试器之上并使用组合键“CtrlE”打开属性设置对话框进行参数设置设SPI为从模式时钟频率与外时钟一致。()运行仿真弹出SPI的仿真调试窗口如图所示。()接收的数据将显示在窗口。图SPI调试器的仿真界面使用SPI调试器传输数据()将SCK和DIN引脚连接到电路的相应端。()将光标放置在SPI调试器之上并使用组合键“CtrlE”打开属性设置对话框进行参数设置把调试器设置为主模式。()单击仿真按钮弹出SPI的仿真调试窗口。()单击仿真按钮的暂停键“Pause”在调试窗口的右下方输入需要传输的数据。单击“Queue”按钮输入的数据将被放入到数据传输队列“BufferedSequences”中如图所示再次单击仿真运行按钮数据发送出去。也可以按“Add”按钮把数据暂放到预传输序列中备用需要时加到传输队列中。()数据发送完后“BufferedSequences”清空其上方的窗口显示发送信息如图所示。图SPI调试器的数据传输图SPI调试器的数据传输后的状态IC调试器IC调试器IC总线介绍IC总线是Philips公司推出的芯片间的串行传输总线。它只需要两根线(串行时钟线SCL和串行数据线SDA)就能实现总线上各元器件的全双工同步数据传送可以极为方便地构建系统和外围元器件扩展系统。IC总线采用元器件地址的硬件设置方法避免了通过软件寻址元器件片选线的方法使硬件系统的扩展简单灵活。按照IC总线规范总线传输中的所有状态都生成相应的状态码系统的主机能够依照状态码自动地进行总线管理用户只要在程序中装入这些标准处理模块根据数据操作要求完成IC总线的初始化启动IC总线就能自动完成规定的数据传送操作。由于IC总线接口集成在片内用户无须设计接口使设计时间大为缩短且从系统中直接移去芯片对总线上的其他芯片没有影响方便了产品的升级。IC调试器虚拟仪器中的ICDEBUGGER就是IC调试器允许用户监测IC接口并与之交互用户可以查看IC总线发送的数据同时也可向总线发送数据。IC调试器的使用IC调试器的原理图符号如图所示。IC调试器共有三个接线端分别如下。SDA:双向数据线。SCL:双向输入端连接时钟。TRIG:触发输入能引起存储序列被连续地放置到输出队列中。双击该元件打开属性设置对话框如图所示。主要参数如下。Addressbyte:地址字节如果使用此终端仿真一个从元件则这一属性指定从器件的第一个地址字节。Addressbyte:地址字节如果使用此终端仿真一个从元件并期望使用位地址则这一属性指定从器件的第二个地址字节。IC调试器的仿真运行界面与SPI类似不再详细介绍。图IC调试器的原理图符号图IC调试器属性设置对话框信号发生器信号发生器Proteus的虚拟信号发生器主要有以下功能:产生方波、锯齿波、三角波和正弦波输出频率范围为~MHz个可调范围输出幅值为~V个可调范围幅值和频率的调制输入和输出。信号发生器的原理图符号如图所示图信号发生器原理图符号它有两大功能一是输出非调制波二是输出调制波。通常使用它的输出非调制波功能来产生正弦波、三角波和锯齿波方波直接使用专用的脉冲发生器来产生比较方便主要用于数字电路中。在用作非调制波发生器时信号发生器的下面两个接头“AM”和“FM”悬空不接右面两个接头“+”端接至电路的信号输入端“-”端接地。仿真运行后出现如图所示的界面。图信号发生器仿真运行后的界面最右端两个方形按钮上面一个用来选择波形下面一个选择信号电路的极性即是双极型(Bi)还是单极型(Uni)三极管电路以和外电路匹配。最左边两个旋钮用来选择信号频率左边是微调右边是粗调。中间两个旋钮用来选择信号的幅值左边是微调右边是粗调。如果在运行过程中关闭掉信号发生器则需要从主菜单【Debug】中选取最下面【VSMSignalGenerator】来重现。Proteus的虚拟信号发生器还具有调幅波和调频波输出功能。无论是哪种调制调制电压都不能超过V且输入阻抗要足够大。调制信号从下面两个端子中的一个输入调制波从右面的“+”端输出。下面我们先来看一看如何输出一个调幅波。照图连接电路把一个V的直流电源和一个kHz的正弦波进行调制输出波形如图右图所示。图左图中是没有加调制电压的非调制正弦波的波形可以看到调制后正弦波的幅值变大了。图信号发生器的调幅功能接线图图调幅波与非调幅波的波形对比产生调频波的电路如图所示。我们在信号发生器的“FM”端接一个V、Hz的交流信号运行后使信号发生器调至V、kHz观察到示波器的波形如图所示。图调频波产生电路图调频波模式发生器模式发生器模式发生器的特点模式发生器(PatternGenerator)是模拟信号发生器的数字等价物它支持位KB的模式信号同时具有以下特性:既可以在基于图表的仿真中使用也可以在交互式仿真中使用支持内部和外部时钟模式及触发模式使用游标调整时钟刻度盘或触发器刻度盘十六进制或十进制栅格显示模式在需要高精度设置时可直接输入指定的值可以加载或保存模式脚本文件可单步执行可实时显示工具包可使用外部控制使其保持当前状态栅格上的块编辑命令使得模式配置更容易。模式发生器的使用()模式发生器原理图符号及引脚说明模式发生器的原理图符号如图所示各接线端含义如下。CLKIN:外部时钟信号输入端系统提供两种外部时钟模式。HOLD:外部输入信号用来保持模式发生器目前状态高电平有效TRIG:触发输入端用于将外部触发脉冲信号反馈到模式发生器。系统提供五种外部触发模式。OE:输出使能信号输入端高电平有效模式发生器可输出模式信号。CLKOUT:时钟输出端当模式发生器使用的是外部时钟时可以用于镜像内部时钟脉冲。CASCADE:级连输出端用于模式发生器的级连当模式发生器的第一位被驱动并且保持高电平时此端输出高电平保持到下位被驱动之后一个周期时间。B和Q~Q分别为数据输入和输出端。图模式发生器原理图符号()模式发生器的属性设置对话框主要参数说明双击模式发生器的原理图符号则弹出其属性设置对话框如图所示。图模式发生器属性设置对话框模式发生器的属性设置对话框主要有以下参数。ClockRate:时钟频率。ResetRate:复位频率。ClockMode:时钟模式以下有三种。Internal:内部时钟ExternalPosEdge:外部上升沿时钟ExternalNegEdge:外部下降沿时钟。ResetMode:复位模式共五种。Internal:内部复位AsyncExternalPosEdge:异步外部上升沿脉冲syncExternalPosEdge:同步外部上升沿脉冲AsyncExternalNegEdge:异步外部下降沿脉冲syncExternalNegEdge:同步外部下降沿脉冲。ClockoutEnabledinInternalMode:内部模式下时钟输出使能。OutputConfiguration:输出配置共三种。OutputtoBothPinsandBus:引脚和总线均输出OutputtoPinsOnly:仅在引脚输出OutputtoBusOnly:仅在总线输出。OutputGeneratorScript:模式发生器脚本文件。()模式发生器的仿真界面介绍参数设置完成后单击“OK”按钮结束。单击仿真运行控制按钮中的暂停按钮弹出模式发生器的仿真界面如图所示。图模式发生器仿真运行时的界面初始化要输出的状态用鼠标左键有选择地单击栅格使其表示的逻辑状态改变如图。在“CLOCK”按钮上单击选择模式发生器的时钟模式要与前面的属性设置保持一致。三个绿灯点亮分别表示内部时钟、外部上升沿时钟、外部下降沿时钟。使用“TRIGGER”按钮设置触发方式内部或外部。如果是外部触发要考虑是同步还是异步如果是内部触发调节“Trigger”旋钮确定触发频率。按仿真运行键输出设定的模式。电压表和电流表电压表和电流表ProteusVSM提供了四种电表分别是ACVoltmeter(交流电压表)、ACAmmeter(交流电流表)、DCVoltmeter(直流电压表)和DCAmmeter(直流电流表)。四种电表的符号在ProteusISIS的界面中选择虚拟仪器图标在出现的元件列表中分别把上述四种电表放置到原理图编辑区中如图所示。图四种电表的原理图符号属性参数设置双击任一电表的原理图符号出现其属性设置对话框如图所示是直流电流表的属性设置对话框图直流电流表的属性设置对话框在元件名称“ComponentReferer”项给该直流电流表命名为“AM”元件值“ComponentValue”中不填。在显示范围“DisplayRange”中有四个选项用来设置该直流电流表是安培表(Amps)、毫安表(Milliamps)或是微安表(Microamps)缺省是安培表。然后单击“OK”按钮即可完成设置。其他三个表的属性设置与此类似。使用方法这四个电表的使用方法和实际的交、直流电表一样电压表并联在被测电压两端电流表串联在电路中要注意方向。运行仿真时直流电表出现负值说明电表的极性接反了。两个交流表显示的是有效值

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