1、Proteus是英国Labcenter Electronics公司开发的电子设计EDA软件,可进行原理图和PCB版图设计,还可进行电路仿真,其中MCU与外围模数混合电路的协同仿真最具特色。为了实现上述功能,Proteus软件附带了大量的元器件,许多常用元件都能找到。但即使如此,在实际的设计中仍会遇到很多库中没有的元器件,这时就要用户自己去制作和添加。
2、一、元器件及模型的分类:电路是由元器件用导线连接而成的,元器件是组成电路的基本单元。在Proteus中,元器件分为原理图元件、PCB封装和原理图仿真模型三大类。1. 原理图元件:Proteus软件分为ISIS原理图编辑和ARES印刷电路板(PCB)绘制两部分。为了电路逻辑清晰和分析方便,电子产品一般都会先画原理图,从功能上确认后再实际制作产品。而Proteus的ISIS部分就是提供了电气原理图的编辑和分析界面,在这里要使用的是原理图元件。Proteus原理图元件有30多个库共8000多个元器件,包括常用的电阻、电容、电感、二极管、三极管、可控硅、光电显示器件、开关继电器、温度压力传感器、马达、电子管和集成电路等,集成电路(IC)可分为模拟集成电路(如放大器、比较器、滤波器、模拟开关、稳压电源等)和数字集成电路两大类,数字集成电路有74系列、4000系列、ECL10000系列和处理器及外围器件,74系列又可细分为S、LS、AS、ALS、F、HC、HCT等系列。处理器主要是51系列、AVR系列、PIC系列、MSP430系列、MC68HC11和ARM7(LPC21XX系列),处理器外围器件包括SRAM、DRAM、EPROM、EEPROM、ADC、DAC、显示驱动、实时时钟、电压监测、数字电位器、RS232/485收发器、遥控编解码、接口扩展及其他MCU外围接口器件。原理图元件大多使用国际上标准的电路图形符号,任何国家的用户都能很方便地辨识和使用。
3、2. PCB封装:现在,印刷电路板(PCB)是最常用的实际电路组装方式。为了实现这种组装。每个原理图中的元器件都要有一个对应的封装(Package ),其大小对应着实际元器件的外形尺寸,关键是包含了PCB组装用的焊盘大小和位置,制造时能使实际元件固定并使电路接触良好。Proteus附带的封装包括连接器、分立元件、集成电路及其他一些特殊元件等,包括了插孔式(Though Hole)和表面贴装(Surface Mount)两大类的常用封装,各种集成电路的封装形式最多也较复杂。3. 仿真模型:作为一种电路EDA软件,Proteus很重要的一点是具有在原理图上进行仿真分析的能力,为了实现这种功能,原理图元件就不能只有一个外形和管脚,还要有相应的仿真模型。不具有仿真功能的元器件被称为绘图模型(Graphical Model),具有仿真功能的元器件称为电气模型(Electrical Model)。Proteus的电气模型分为4类,原理图模型、SPICE模型、动态模型和VSM模型。在Pick Devices对话框的Preview窗口中就能大致分辨。
4、1)原理图模型(Schematic Models):由仿真原型(Simulator Primitives)构建,与实际元器件有相同等效电路性能的模型。它的并不是按实际器件的内电路搭建,而只是外特性与实际器件等效。主要包括Modelling Primitives、Simulator Primitives库中的模型或使用其中的模型构建的模型。
5、2)SPICE模型(SPICE Model):使用符合SPICE3F5规范的SPICE文件或库设计的仿真元器件,主要为二极管、三极管等分立半导体元件。SPICE是一种业界普遍使用的电路级模拟程序,它通过半导体器件的内部结构和参数建立起相关的分析模型和方法,一些半导体元件制造商会提供相关器件的模型。