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编辑推荐
《工程设计与分析系列:Proteus电子电路设计及仿真(第2版)(附CD光盘1张)》在第1版的基础上,结合读者的意见、作者的教学经验进行修订改版。
《工程设计与分析系列:Proteus电子电路设计及仿真(第2版)(附CD光盘1张)》贴合工程实际,实例丰富,作者有期长应用经验,对应用PROTEUS有切身体会。
实例全部配有操作视频,有详细讲解,同类书中较少配有视频讲解。 内容简介
ProteusVSM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。
《工程设计与分析系列:Proteus电子电路设计及仿真(第2版)(附CD光盘1张)》在修正和完善第1版的基础上,以最新版本的Proteus8.0中文版为蓝本,由浅入深、循序渐进地介绍了Proteus8.0中各部分知识及其在电子设计中的应用,包括Proteus8.0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《工程设计与分析系列:Proteus电子电路设计及仿真(第2版)(附CD光盘1张)》实例的详细视频讲解。 作者简介
许维蓥,华南理工大学,副教授,香港中文大学,博士后。曾经在多家出版社出版过多部著作。 目录
第1章 Proteus概述
1.1 Proteus简介和历史
1.1.1 简介
1.1.2 历史
1.2 Proteus的应用领域
1.3 Proteus VSM组件
1.4 Proteus设计流程
1.4.1 自顶向下设计
1.4.2 自下而上设计
1.5 Proteus的安装方法
1.6 Proteus的启动和退出
1.7 Proteus的主页
1.7.1 菜单栏和工具栏
1.7.2 选项卡
1.7.3 准备开始框
1.7.4 开始框
1.8 Proteus工程的新建
1.9 Proteus的系统设置
1.9.1 全局设置
1.9.2 仿真设置
1.9.3 PCB设计设置
1.9.4 崩溃报告设置
第2章 Proteus ISIS基本操作
2.1 Proteus ISIS工作界面
2.1.1 编辑窗口
2.1.2 预览窗口
2.1.3 对象选择器
2.1.4 菜单栏与主工具栏
2.1.5 状态栏
2.1.6 工具箱
2.1.7 方向工具栏与仿真按钮
2.2 模板设置
2.2.1 模板风格设置
2.2.2 图表设置
2.2.3 图形设置
2.2.4 文本设置
2.2.5 图形文本设置
2.2.6 交点设置
2.3 系统参数设置
2.3.1 属性定义设置
2.3.2 图纸大小设置
2.3.3 文本编辑选项设置
2.3.4 快捷键设置
2.3.5 动画选项设置
2.3.6 仿真选项设置
2.4 Proteus的元器件清单
2.4.1 HTML View(查看HTML)
2.4.2 Property Editor(属性编辑器)
2.4.3 BOM Template(BOM模板)
2.4.4 BOM Categories(BOM类别)
2.4.5 BOM Fields(BOM字段)
2.4.6 Generate BOM(生成BOM)
实例2-1 原理图绘制实例
第3章 Proteus ISIS电路图绘制
3.1 绘图模式及命令
3.1.1 Component(元器件)模式
3.1.2 Junction dot(节点)模式
3.1.3 Wire label(连线标号)模式
3.1.4 Text scripts(文字脚本)模式
3.1.5 Buses(总线)模式
3.1.6 Subcircuit(子电路)模式
3.1.7 Terminals(终端)模式
3.1.8 Device Pins(器件引脚)模式
3.1.9 2D图形工具
3.2 导线的操作
3.2.1 两对象连线
3.2.2 连接点
3.2.3 重复布线
3.2.4 拖动连线
3.2.5 移走节点
3.3 对象的操作
3.4 绘制电路图进阶
3.4.1 替换元器件
3.4.2 隐藏引脚
3.4.3 设置头框
3.4.4 设置连线外观
3.5 典型实例
实例3-1 共发射极放大电路的绘制
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
实例3-3 KEYPAD的绘制及仿真
实例3-4 单片机控串行输入并行输出移位寄存器的绘制
第4章 Proteus ISIS分析及仿真工具
4.1 虚拟仪器
4.2 探针
4.3 图表
4.4 激励源
4.4.1 直流信号发生器DC设置
4.4.2 幅度、频率、相位可控的正弦波发生器SINE设置
4.4.3 模拟脉冲发生器PULSE设置
4.4.4 指数脉冲发生器EXP设置
4.4.5 单频率调频波信号发生器SFFM设置
4.4.6 PWLIN分段线性脉冲信号发生器设置
4.4.7 FILE信号发生器设置
4.4.8 音频信号发生器AUDIO设置
4.4.9 单周期数字脉冲发生器DPULSE设置
4.4.10 数字单边沿信号发生器DEDGE设置
4.4.11 数字单稳态逻辑电平发生器DSTATE设置
4.4.12 数字时钟信号发生器DCLOCK设置
4.4.13 数字模式信号发生器DPATTERN设置
4.5 典型实例
实例4-1 共发射极放大电路分析
实例4-2 ADC0832电路时序分析
实例4-3 共发射极应用低通滤波电路分析
第5章 模拟电路设计及仿真
5.1 运算放大器基本应用电路
5.1.1 反相放大电路
5.1.2 同相放大电路
5.1.3 差动放大电路
5.1.4 加法运算电路
5.1.5 减法运算电路
5.1.6 微分运算电路
5.1.7 积分运算电路
实例5-1 PID控制电路分析
5.2 测量放大电路与隔离放大电路
5.2.1 测量放大电路
实例5-2 测量放大器测温电路分析
5.2.2 隔离放大电路
实例5-3 模拟信号隔离放大电路分析
5.3 信号转换电路
5.3.1 电压比较电路
5.3.2 电压/频率转换电路
5.3.3 频率/电压转换电路
5.3.4 电压/电流转换电路
5.3.5 电流/电压转换电路
5.4 移相电路与相敏检波电路
5.4.1 移相电路
5.4.2 相敏检波电路
实例5-4 相敏检波器鉴相特性分析
5.5 信号细分电路
实例5-5 电阻链二倍频细分电路分析
5.6 有源滤波电路
5.6.1 低通滤波电路
5.6.2 高通滤波电路
5.6.3 带通滤波电路
5.6.4 带阻滤波电路
5.7 信号调制/解调电路
5.7.1 调幅电路
5.7.2 调频电路
5.7.3 调相电路
5.8 函数发生电路
5.8.1 正弦波信号发生电路
实例5-6 电容三点式振荡电路分析
5.8.2 矩形波信号发生电路
5.8.3 占空比可调的矩形波发生电路
5.8.4 三角波信号发生电路
5.8.5 锯齿波信号发生电路
实例5-7 集成函数发生器ICL8038电路分析
第6章 数字电路设计及仿真
6.1 基本应用电路
6.1.1 双稳态触发器
6.1.2 寄存器/移位寄存器
实例6-1 74LS194 8位双向移位寄存器分析
6.1.3 编码电路
6.1.4 译码电路
实例6-2 CD4511译码显示电路分析
6.1.5 算术逻辑电路
6.1.6 多路选择器
6.1.7 数据分配器
6.1.8 加/减计数器
6.2 脉冲电路
6.2.1 555定时器构成的多谐振荡器
实例6-3 占空比与频率均可调的多谐振荡器分析
6.2.2 矩形脉冲的整形
6.3 电容测量仪
6.3.1 电容测量仪设计原理
6.3.2 电容测量仪电路设计
6.4 多路电子抢答器
6.4.1 简单8路电子抢答器
6.4.2 8路带数字显示电子抢答器
第7章 单片机仿真
7.1 Proteus与单片机仿真
7.1.1 创建源代码文件
7.1.2 编辑源代码程序
7.1.3 生成目标代码
7.1.4 使用第三方IDE
7.1.5 单步调试
7.1.6 断点调试
7.1.7 Multi-CPU调试
7.1.8 弹出式窗口
7.2 WinAVR编译器
7.2.1 WinAVR编译器简介
7.2.2 安装WinAVR编译器
7.2.3 WinAVR的使用
7.3 ATmega16单片机概述
7.3.1 AVR系列单片机特点
7.3.2 ATmega16总体结构
7.4 I/O端口及其第二功能
7.4.1 端口A的第二功能
7.4.2 端口B的第二功能
7.4.3 端口C的第二功能
7.4.4 端口D的第二功能
实例7-1 使用Proteus仿真键盘控LED
7.5 中断处理
7.5.1 ATmega16中断源
7.5.2 与中断相关的I/O寄存器
7.5.3 中断处理
实例7-2 使用Proteus仿真中断唤醒的键盘
7.6 ADC模拟输入接口
7.6.1 ADC特点
7.6.2 ADC的工作方式
7.6.3 ADC预分频器
7.6.4 ADC的噪声抑制
7.6.5 与ADC相关的I/O寄存器
7.6.6 ADC噪声消除技术
实例7-3 使用Proteus仿真简易电量计
7.7 通用串行接口UART
7.7.1 数据传送
7.7.2 数据接收
7.7.3 与UART相关的寄存器
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
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
7.8 定时器/计数器
7.8.1 T/C
7.8.2 T/C
7.8.3 T/C
7.8.4 定时器/计数器的预分频器
实例7-6 使用Proteus仿真T/C0定时闪烁LED灯
实例7-7 使用Proteus仿真T/C2产生信号T/C1进行捕获
实例7-8 使用Proteus仿真T/C1产生PWM信号控电机
实例7-9 使用Proteus仿真看门狗定时器
7.9 同步串行接口SPI
7.9.1 SPI特性
7.9.2 SPI工作模式
7.9.3 SPI数据模式
7.9.4 与SPI相关的寄存器
实例7-10 使用Proteus仿真端口扩展
7.10 两线串行接口TWI
7.10.1 TWI特性
7.10.2 TWI的总线仲裁
7.10.3 TWI的使用
7.10.4 与TWI相关的寄存器
实例7-11 使用Proteus仿真双芯片TWI通信
7.11 综合仿真
实例7-12 使用Proteus仿真DS18B20测温计
实例7-13 使用Proteus仿真电子万年历
实例7-14 使用Proteus仿真DS1302实时时钟
第8章 PCB布板
8.1 PCB概述
8.2 Proteus ARES的工作界面
8.2.1 编辑窗口
8.2.2 预览窗口
8.2.3 对象选择器
8.2.4 菜单栏与主工具栏
8.2.5 状态栏
8.2.6 工具箱
8.3 ARES系统设置
8.3.1 默认规则设置
8.3.2 网格设置
8.3.3 使用板层设置
8.3.4 板层对设置
8.3.5 文本风格设置
8.3.6 板的属性设置
8.3.7 从模板中调取技术数据
8.3.8 把当前版图保存为技术数据
8.3.9 显示选项设置
8.3.10 环境设置
8.3.11 选择过滤器设置
8.3.12 快捷键设置
8.3.13 颜色设置
8.3.14 区域操作设置
8.3.15 恢复默认设置
实例8-1 PCB布板流程
参考文献
工程设计与分析系列:Proteus电子电路设计及仿真(第2版) 图书简介 本套丛书旨在为广大电子工程技术人员、在校学生以及电子爱好者提供一套全面、深入且实用的Proteus电子电路设计与仿真解决方案。第二版在原有坚实基础之上,结合了Proteus软件最新版本的功能特性以及行业发展的最新动态,对内容进行了全面的更新与优化,力求为读者呈现最前沿、最贴合实际应用的技术指导。本书不仅仅是操作手册,更是电子电路设计思维与实践的百科全书。 核心内容概述: 本书以Proteus这一业界广泛应用的电路设计与仿真软件为载体,系统地阐述了从概念设计到电路实现,再到性能验证的全过程。内容涵盖了电子电路设计的各个关键环节,理论与实践相结合,注重培养读者的独立设计能力和解决实际问题的能力。 第一部分:Proteus基础与核心功能解析 Proteus软件概览与安装配置: 详细介绍Proteus软件的架构、各模块的功能以及安装部署的注意事项。从软件的界面布局、菜单结构入手,帮助读者快速熟悉操作环境。 原理图绘制入门与进阶: 深入讲解原理图编辑器的各项功能,包括元器件库的查找、添加、编辑,导线的绘制与管理,逻辑端口的设置,总线的应用等。通过丰富的实例,演示如何绘制规范、清晰的电路原理图。 元器件库的拓展与定制: 介绍Proteus强大的元器件库管理系统,教授读者如何查找、导入第三方元器件库,以及如何根据实际需求创建、修改自定义元器件,使其能够满足各类复杂项目的需求。 仿真基础与调试技巧: 详细阐述Proteus仿真引擎的工作原理,以及如何设置仿真参数。重点讲解不同类型仿真(DC Sweep, AC Sweep, Transient, Fourier等)的应用场景和具体操作。同时,提供多种仿真调试技巧,帮助读者快速定位和解决电路设计中的问题。 第二部分:模拟电路设计与仿真 基本模拟电路分析与设计: 涵盖放大器(共射、共集、共基)、滤波器(低通、高通、带通、带阻)、振荡器(RC、LC、晶体)等经典模拟电路的设计与仿真。通过实例展示如何选择合适的元器件参数,并使用Proteus进行性能验证。 运算放大器(Op-amp)应用: 深入探讨运算放大器的各种应用电路,如加法器、减法器、积分器、微分器、比较器等。详细讲解不同应用场景下的电路设计思路和仿真方法。 电源电路设计与仿真: 介绍线性稳压电源、开关稳压电源(Buck, Boost, Buck-Boost)的设计原理和Proteus仿真实现。重点关注纹波、负载调整率、效率等关键性能指标的仿真分析。 传感器与信号调理电路: 讲解各类传感器的信号特性,以及如何设计相应的信号调理电路(如放大、滤波、线性化)。通过Proteus仿真,验证信号调理电路的有效性。 第三部分:数字电路设计与仿真 逻辑门与组合逻辑电路: 从最基本的逻辑门(AND, OR, NOT, XOR等)出发,讲解如何利用Proteus绘制和仿真组合逻辑电路,如编码器、译码器、多路选择器、数据分配器等。 时序逻辑电路设计: 深入分析触发器(D, JK, T, SR)、寄存器、计数器(异步、同步)的设计原理和Proteus仿真。重点讲解状态转移图的绘制和时序逻辑电路的波形分析。 微处理器与单片机接口仿真: 详细介绍如何将微处理器(如AVR、PIC、ARM系列)或单片机模型集成到Proteus仿真环境中,并进行外围设备的接口仿真,如LED、按键、LCD显示屏、ADC、DAC等。 FPGA/CPLD逻辑综合与仿真: 介绍利用Proteus进行FPGA/CPLD逻辑设计与仿真的流程,包括HDL语言(VHDL/Verilog)的编写、代码综合以及仿真验证。 第四部分:嵌入式系统设计与仿真 单片机开发与仿真实践: 以某一主流单片机(如STM32, Arduino平台)为例,结合Proteus进行实际的嵌入式项目开发。内容涵盖GPIO控制、定时器/计数器应用、中断系统、串口通信(UART)、ADC/DAC转换等。 通信协议仿真: 详细讲解Protues对常见通信协议(如I2C, SPI, CAN, USB)的仿真支持,并提供实际通信电路的设计与仿真案例,帮助读者理解和掌握不同通信方式的实现。 人机交互(HMI)界面设计: 介绍如何利用Proteus仿真图形用户界面(GUI),如触摸屏、LCD显示模块等,并与单片机进行交互,实现复杂的嵌入式系统人机交互功能。 第五部分:高级仿真技术与应用 PCB布局布线与3D预览: 详细介绍Proteus ARES模块在PCB设计方面的功能,包括原理图到PCB的转换、自动/手动布线、规则设置、DRC检查、3D模型预览等,帮助读者完成从电路设计到PCB生产的完整流程。 信号发生器与逻辑分析仪的运用: 重点讲解Proteus内置的虚拟仪器,如信号发生器、示波器、逻辑分析仪、LCR表等的使用方法,及其在电路调试和性能分析中的重要作用。 功率电子仿真: 针对电力电子领域,介绍如何在Proteus中仿真各种电力电子器件(如MOSFET, IGBT, SCR, TRIAC)和电路,如逆变器、变频器、斩波器等,并分析其工作特性。 电机控制仿真: 讲解如何利用Proteus仿真各种电机(如直流电机、步进电机、伺服电机)的驱动与控制电路,以及相关的控制算法实现。 第六部分:项目实战与案例分析 本书的每一章节都配有大量的工程实例,从简单的LED闪烁到复杂的微控制器项目,覆盖了嵌入式系统、通信、控制、信号处理等多个领域。通过对这些案例的详细分析和实战操作,读者能够深刻理解Proteus在实际工程项目中的应用价值。 实例精选: 基于AVR单片机的智能家居控制系统设计。 使用STM32进行电机速度闭环控制。 多路ADC数据采集与显示系统。 红外遥控接收与解码器设计。 基于Zigbee的无线传感器网络节点仿真。 低功耗蓝牙(BLE)通信模块设计。 车载CAN总线通信系统仿真。 数字示波器模块的仿真实现。 智能电源管理模块的优化设计。 FPGA实现高速数据处理算法。 附带CD光盘内容: Proteus软件安装包与演示版本: 提供最新版本的Proteus软件安装指导,以及功能受限但可供学习的演示版本。 完整项目源代码与设计文件: 光盘内含本书所有案例的详细工程文件,包括原理图、PCB布局文件、仿真配置文件、单片机程序源代码(C/C++语言)、HDL代码等。读者可直接打开、修改并进行二次开发。 扩展元器件库: 收集了大量常用且不易获取的第三方元器件模型,方便读者在实际项目中直接调用。 视频教程与操作演示: 部分关键章节配备了详细的视频教程,直观地展示Proteus软件的操作步骤和仿真过程。 电子版参考资料: 整理了与Proteus仿真相关的技术白皮书、应用笔记、数据手册等,为读者提供更深入的学习资源。 本书特色: 结构清晰,循序渐进: 从基础概念到高级应用,内容组织合理,逻辑性强,适合不同水平的读者。 内容全面,紧跟前沿: 涵盖了模拟、数字、嵌入式系统等多个电子工程核心领域,并引入了最新的Proteus功能和行业发展趋势。 案例丰富,贴近实战: 大量贴近实际工程应用的案例,使读者在学习理论的同时,能够掌握实际操作技能。 图文并茂,易于理解: 大量的图示、截图和流程图,使抽象的概念形象化,降低了学习难度。 附带光盘,实用性强: 丰富的软件资源、源代码和视频教程,极大地提升了本书的学习价值和实践指导作用。 专业视角,技术深入: 由资深电子工程师编写,确保了内容的专业性和技术深度。 适用读者: 高等院校电子信息工程、通信工程、自动化、计算机科学与技术等专业的在校学生。 从事电子产品设计、研发、测试的技术工程师。 电子爱好者、创客空间成员、DIY爱好者。 需要快速掌握Proteus软件进行电路设计与仿真的初学者。 希望通过仿真手段验证设计方案、优化电路性能的科研人员。 通过本书的学习,读者将能够熟练运用Proteus软件进行电子电路的设计、仿真与验证,为未来的学习、工作和创新打下坚实的基础,有效缩短从理论到实践的距离,提高电子设计项目的成功率。