本书是一部实践性较强的Proteus软件学习指导用书，目的在于帮助广大读者在学习Proteus软件的同时，进一步巩固和提高电子线路和单片机控制技术设计应用能力。

全书共9章，可分三个部分。第1～4章是基础篇，主要介绍Proteus ISIS的原理图设计与仿真基础，内容有模拟电子技术实验、数字电子技术实验实例和电子技术课程设计实例。第5～7章是单片机设计实例篇，主要介绍基于Proteus的51单片机控制基础实例、ARM和AVR单片机的基本控制实例以及单片机综合控制实例。第8和第9章是显示控制实例篇，详细介绍LED点阵和两种液晶显示器(字符和图形)的工作原理，并列举了几个详细的设计与仿真实例。

本书内容由浅入深，自成体系。每部分介绍都非常详细，通过不同的实例，把Proteus ISIS的关键应用都涵盖到了。实例中对核心元器件的使用都做了详细说明和仿真，电路图中的元件进行了详细列表，程序给出了流程图，所有的电路和程序都经过仿真验证，保证读者按步骤操作能做出和书上一致的仿真效果，且提供了Proteus电路图和源程序，程序主要以C语言为主。

本书附赠的PPT教学课件和案例源文件可通过http://www.tupwk.com.cn/downpage下载。

本书可作为高等院校电子类及相关专业本、专科学生和教师的学习指导用书，课程设计、毕业设计参考教材以及电子设计类竞赛辅导用书，也可供从事电子设计的工程技术人员学习参考。

前    言

本书作者根据多年的教学和科研实践经验，从实际应用的角度出发，以培养能力为目标，通过典型、详实的设计实例，介绍了Proteus ISIS电路设计与仿真的一般方法和手段，有较强的实践性。本书的特点是实例突出，介绍由浅入深，软件学习与电子技术、单片机知识相结合，适合初学者和有一定Proteus或电类基础知识的读者使用。在Proteus软件学习上，本书为大家进行了提取和总结，使读者不必从层层叠叠的菜单开始学习，而是在由浅入深、生动有趣的实例中不知不觉地掌握Proteus软件的基本功能和关键技术；同时，本书又具有鲜明的时代特点，书中集合了时下流行的先进设计工具及器件，结合实例设计与仿真，使读者不必翻阅大量的资料便可获益匪浅。

全书按实例内容所涉及的专业知识可分为9章。

第1章为Proteus ISIS电路设计和仿真基础，即使没有一点Proteus软件基础的读者，学完该章，也可无障碍地进行Proteus基础电路设计和仿真。

第2～4章为电子技术实验和电子技术综合设计实例，通过学习这些实例，读者能够掌握常用电子元器件性能、参数设置，常用信号源、仪器、工具的使用，Proteus环境参数设置，包括层次电路设计等，并巩固电子技术基础知识。

第5～7章为单片机电路仿真实例，主要有51、ARM、AVR单片机的基础和综合实例，并对相关的软件、环境、器件、电路、程序、仿真等一一作了详细的介绍，由浅入深地给出了一系列应用实例。

第8、第9章为显示技术篇，对具有一般单片机基础的读者来说，即使不具备任何LED点阵和液晶显示的常识，学完这两章内容后，通过Proteus强大的虚拟功能，也可成为显示技术设计的行家。

为和Proteus软件保持一致，本书中的插图均来自Proteus软件截屏，图中字母的正斜体和下标表示与日常用法有出入，特提醒读者注意。

本书附赠的PPT教学课件和案例源文件可通过http://www.tupwk.com.cn/downpage下载。

本书由南阳理工学院的朱清慧、陈绍东、李定珍、牛军、田金云和尉乔南老师组稿和编写，全书由朱清慧教授统编和审定。其中，田金云编写了第1章和第2章的2.9节，尉乔南编写了第2章的2.1～2.6节和第3章，陈绍东编写了第4章和第5章，牛军编写了第6章、第8章和第2章的2.7、2.8节，李定珍编写了第7章和第9章。 

衷心期望本书能够对读者在日常学习、工作、从事实际科研项目等方面有所帮助，同时也真诚欢迎读者对本书的疏漏和错误给予批评和指正。

编  者         

2013年3月于南阳理工学院

目    录

 

第1章  Proteus电路设计仿真基础 1

1.1  Proteus ISIS简介 1

1.1.1  Proteus的安装与运行 1

1.1.2  Proteus ISIS界面 2

1.2  Proteus ISIS编辑环境 9

1.2.1  Proteus ISIS编辑环境简介 9

1.2.2  进入Proteus ISIS编辑环境 14

1.2.3  库元件的分类 15

1.2.4  各子类介绍 16

1.3  激励源 22

1.3.1  直流信号发生器 23

1.3.2  正弦波信号发生器 24

1.3.3  脉冲发生器 26

1.3.4  指数脉冲发生器 27

1.3.5  单频率调频波发生器 29

1.3.6  分段线性激励源 30

1.3.7  FILE信号发生器 32

1.3.8  音频信号发生器 33

1.3.9  数字单稳态逻辑电平

发生器 34

1.3.10  数字单边沿信号发生器 35

1.3.11  单周期数字脉冲发生器 36

1.3.12  数字时钟信号发生器 37

1.3.13  数字模式信号发生器 38

1.4  虚拟仪器 39

1.4.1  示波器 40

1.4.2  逻辑分析仪 42

1.4.3  计数/定时器 43

1.4.4  虚拟终端 46

1.4.5  SPI调试器 47

1.4.6  I2C调试器 49

1.4.7  信号发生器 50

1.4.8  模式发生器 53

1.4.9  电压表和电流表 55

1.5  图表仿真 57

第2章  模拟电子技术实验 63

2.1  晶体管共射极单管放大器 63

2.2  射极跟随器 73

2.3  差动放大器 79

2.4  低频功率放大器(OTL) 85

2.5  负反馈放大器 89

2.6  正弦波振荡器 92

2.7  集成运放的应用(I) —比例

运算放大器 94

2.8  集成运放的应用(II) —波形

发生器 97

2.9  直流集成稳压电源 100

第3章  数字电子技术实验 105

3.1  Proteus中数字电路常用元件及

仪器 105

3.1.1  CMOS 4000系列 105

3.1.2  TTL 74系列 106

3.1.3  数据转换器 107

3.1.4  可编程逻辑器件和现场可

编程逻辑阵列 107

3.1.5  显示器件 108

3.1.6  调试工具 109

3.2  555定时器 110

3.2.1  555定时器的内部构成 110

3.2.2  555定时器组成的

多谐振荡器 111

3.2.3  555定时器组成的单稳态

电路 114

3.2.4  555定时器应用电路 114

3.3  原理验证型实验 116

3.3.1  门电路逻辑功能及测试 116

3.3.2  译码器和数据选择器 118

3.3.3  触发器 121

3.3.4  移位寄存器的功能测试 123

3.4  设计型实验 125

3.4.1  时序电路 125

3.4.2  集成计数器 127

3.5  创新型实验(Proteus层次

电路设计) 131

3.6  综合型实验 133

3.6.1  多路显示系统设计与

仿真 133

3.6.2  ADC0808和DAC0832的

应用设计与仿真 136

3.6.3  显示译码器和数码管的应用

设计与仿真 138

第4章  电子技术课程设计 141

4.1  交通灯控制 141

4.1.1  电路设计 141

4.1.2  电路调试 144

4.2  直流可调稳压电源 145

4.2.1  题目分析 145

4.2.2  电路设计与仿真 146

4.3  数字钟 150

4.3.1  核心器件74LS90简介 150

4.3.2  分步设计与仿真 151

4.4  串/并行数据转换器 157

4.4.1  核心器件简介 158

4.4.2  题目分析与设计 158

4.4.3  Proteus电路调试与仿真 161

第5章  MCS-51单片机设计基础 163

5.1  Proteus单片机系统仿真

基础 163

5.1.1  Proteus中的源程序设计与

编译 163

5.1.2  Keil μVision中的源程序

设计与编译 165

5.1.3  Proteus与单片机的交互

仿真与调试 173

5.2  51单片机的串行接口通信 177

5.2.1  Proteus电路设计 178

5.2.2  程序设计 178

5.2.3  Proteus调试与仿真 182

5.3  51单片机的I2C通信 182

5.3.1  Proteus电路设计 183

5.3.2  程序设计 183

5.3.3  Proteus调试与仿真 187

5.4  单片机扩展多片并行RAM 187

5.4.1  单片机扩展并行RAM

简介 187

5.4.2  Proteus电路设计 188

5.4.3  程序设计 191

5.4.4  Proteus设计与仿真 192

5.4.5  总结与提示 193

5.5  51单片机的脉宽编码通信 193

5.5.1  Proteus电路设计 193

5.5.2  程序设计 194

5.5.3  Proteus调试与仿真 195

5.6  串行A/D转换 195

5.6.1  TLC2543器件介绍 195

5.6.2  Proteus电路设计 198

5.6.3  程序设计 199

5.6.4  Proteus设计与仿真 200

5.6.5  总结与提示 200

5.7  串行D/A转换 200

5.7.1  TLC5615器件介绍 201

5.7.2  Proteus电路设计 202

5.7.3  程序设计 203

5.7.4  Proteus设计与仿真 204

5.7.5  总结与提示 205

5.8  万年历 205

5.8.1  Proteus电路设计 205

5.8.2  程序设计 206

5.8.3  Proteus调试与仿真 207

5.8.4  总结与提示 208

5.9  8位数四则运算计算器 208

5.9.1  Proteus电路设计 208

5.9.2  程序设计 209

5.9.3  Proteus调试与仿真 209

第6章  基于ARM和AVR单片机的

控制系统设计实例 211

6.1  LPC 2124微处理器入门

知识 211

6.1.1  LPC 2124的特点 211

6.1.2  LPC 2124功能配置 212

6.1.3  LPC 2124 A/D转换配置 216

6.1.4  LPC 2124的软件编写 217

6.2  基于LPC 2124的流水灯

设计 218

6.2.1  Proteus电路设计 218

6.2.2  程序设计 219

6.2.3  Proteus调试与仿真 222

6.3  LPC 2124的串口通信 222

6.3.1  Proteus电路设计 222

6.3.2  程序设计 223

6.3.3  Proteus调试与仿真 225

6.4  基于LPC 2124的A/D

设计 225

6.4.1  Proteus电路设计 226

6.4.2  程序设计 227

6.4.3  Proteus调试与仿真 230

6.5  基于AVR单片机的数码管

静态显示 231

6.5.1  Proteus电路设计 231

6.5.2  程序设计 231

6.5.3  Proteus调试与仿真 235

6.6  AVR单片机的SPI接口扩展

并行输出 236

6.6.1  Proteus电路设计 236

6.6.2  程序设计 237

6.6.3  Proteus调试与仿真 239

6.7  基于AVR单片机的数字

电压表 240

6.7.1  Proteus电路设计 240

6.7.2  程序设计 241

6.7.3  Proteus调试与仿真 245

6.8  基于AVR的频率计设计 246

6.8.1  Proteus电路设计 246

6.8.2  程序设计 247

6.8.3  Proteus调试与仿真 247

第7章  单片机综合控制系统设计

实例 249

7.1  液晶显示电子密码锁 249

7.1.1  Proteus电路设计 249

7.1.2  程序设计 251

7.1.3  Proteus调试与仿真 251

7.2  交通灯系统设计 252

7.2.1  Proteus电路设计 253

7.2.2  程序设计 255

7.2.3  Proteus设计与仿真 256

7.2.4  总结与提示 256

7.3  基于51单片机的串口终端

设计 256

7.3.1  Proteus电路设计 256

7.3.2  程序设计 258

7.3.3  Proteus设计与仿真 258

7.4  基于51单片机的电机控制

设计 258

7.4.1  Proteus电路设计 259

7.4.2  程序设计 260

7.4.3  Proteus设计与仿真 261

7.5  实用波形输出仪系统设计 262

7.5.1  Proteus电路设计 263

7.5.2  程序设计 266

7.5.3  Proteus调试与仿真 273

7.5.4  总结与提示 275

第8章  LED显示控制系统设计

实例 277

8.1  Proteus ISIS中的显示器件 277

8.2  16×16点阵LED静态汉字

显示实例 287

8.2.1  Proteus电路设计 287

8.2.2  程序设计 292

8.2.3  Proteus调试与仿真 296

8.3  16×16点阵LED动态汉字

显示实例 297

8.3.1  Proteus电路设计 297

8.3.2  程序设计 301

8.3.3  Proteus调试与仿真 308

8.4  8×16×16 LED点阵滚动

显示屏 308

8.4.1  Proteus电路设计 309

8.4.2  程序设计 311

第9章  液晶显示控制系统设计

实例 313

9.1  HD44780的工作原理 313

9.1.1  初始化 314

9.1.2  四位总线操作 315

 

9.1.3  显示存储器地址 316

9.1.4  指令表 316

9.1.5  读写时序 318

9.1.6  CGROM 319

9.2  基于HD44780的液晶显示

应用实例 320

9.2.1  Proteus电路设计 320

9.2.2  程序设计 321

9.2.3  Proteus调试与仿真 329

9.3  T6963C控制器的工作原理 330

9.3.1  LM3229内部结构 330

9.3.2  显示RAM的编址方式 331

9.3.3  T6963C的读、写操作 332

9.3.4  T6963C的指令 333

9.4  基于T6963C的汉字显示

应用实例 340

9.4.1  直接访问方式驱动程序

设计 341

9.4.2  初始化及清屏子程序 342

9.4.3  文本方式显示汉字 344

9.4.4  图形方式显示汉字 357

参考文献 365