《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》課件第3章

第3章Proteus虛擬儀器3.1ProteusISIS虛擬儀器 3.2示波器 3.3邏輯分析儀 3.4計(jì)數(shù)器/定時(shí)器 3.5虛擬終端 3.6SPI調(diào)試器 3.7I2C調(diào)試器 3.8信號(hào)源 3.9模式發(fā)生器 3.10電壓表與電流表 本章小結(jié)

本章詳細(xì)介紹Proteus軟件的虛擬儀器及其應(yīng)用。

本章共分九節(jié)，分別介紹Proteus虛擬儀器及其應(yīng)用，其中包括示波器、邏輯分析儀、計(jì)數(shù)器/定時(shí)器、虛擬終端等。

通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，讀者可詳細(xì)了解Proteus虛擬儀器及其應(yīng)用。內(nèi)容提要

在ProteusISIS環(huán)境中，單擊模式選擇按鈕“ ”，可在對(duì)象選擇器中列出所有虛擬儀器，如圖3-1所示。虛擬儀器的名稱如表3-1所示。

3.1ProteusISIS虛擬儀器圖3-1虛擬儀器

表3-1ProteusISIS虛擬儀器列表

示波器(OSCILLOSCOPE)用來(lái)測(cè)量信號(hào)的電壓幅值和頻率，并顯示電壓波形曲線。ProteusISIS中提供的示波器有四個(gè)輸入通道，可同時(shí)測(cè)試四路信號(hào)。ProteusISIS示波器的圖標(biāo)與操作界面分別如圖3-2、3-3所示。3.2示波器圖3-2ProteusISIS示波器的圖標(biāo)圖3-3示波器的操作界面

1．功能說(shuō)明

如圖3-3所示，示波器的操作界面包括圖形顯示區(qū)、Trigger區(qū)、Horizontal區(qū)、ChannelA、ChannelB、ChannelC和ChannelD區(qū)七個(gè)部分。

(1)圖形顯示區(qū)：顯示測(cè)試信號(hào)波形。

(2)

Trigger區(qū)：設(shè)置觸發(fā)方式。

“Level”旋鈕：設(shè)置水平坐標(biāo)線，且只在調(diào)節(jié)旋鈕時(shí)才出現(xiàn)。

DC/AC選擇：DC為直接耦合，可測(cè)試交直流信號(hào)；AC為電容耦合，只顯示交流信號(hào)。觸發(fā)方式選擇：可選擇上升沿或下降沿觸發(fā)。

“AUTO”按鈕：自動(dòng)掃描方式按鈕，這種掃描方式不管有無(wú)觸發(fā)信號(hào)均有掃描線，一般情況采用AUTO方式。

“One-Shot”按鈕：?jiǎn)未螔呙璺绞桨粹o。按下該按鈕后，示波器處于單次掃描等待狀態(tài)，觸發(fā)信號(hào)來(lái)到后開(kāi)始一次掃描。

“Cursors”按鈕：按下該按鈕后，可用鼠標(biāo)在圖形區(qū)標(biāo)注橫縱坐標(biāo)，用來(lái)顯示電壓波形的幅值和周期。如圖3-5所示。

(3)

ChannelA區(qū)：A通道。

“Position”旋鈕：調(diào)整波形的垂直位置。

刻度調(diào)節(jié)旋鈕：用來(lái)調(diào)節(jié)A通道信號(hào)的顯示比例，表示圖形區(qū)每格對(duì)應(yīng)的電壓值。有粗調(diào)與細(xì)調(diào)兩個(gè)旋鈕，外旋鈕為粗調(diào)，內(nèi)旋鈕為細(xì)調(diào)。

“AC”按鈕：電容耦合，只顯示交流信號(hào)。

“DC”按鈕：直接耦合，顯示交直流信號(hào)。

“GND”按鈕：波形顯示為0。

“OFF”按鈕：關(guān)閉A通道。

“Invert”按鈕：波形反相顯示。

“A+B”按鈕：A通道信號(hào)與B通道信號(hào)疊加顯示。

注：ChannelB、ChannelC和ChannelD區(qū)的功能同ChannelA區(qū)。圖3-4示波器應(yīng)用電路

2．應(yīng)用示例

(1)創(chuàng)建電路。創(chuàng)建的示波器應(yīng)用電路如圖3-4所示。

(2)仿真分析。單擊仿真按鈕，右擊示波器圖標(biāo)，選擇右擊菜單命令DigitalOscilloscope，彈出示波器操作界面，得到正弦信號(hào)的波形，如圖3-5所示。圖3-5示波器顯示正弦信號(hào)波形

邏輯分析儀(LOGICANALYSER)用來(lái)測(cè)試數(shù)字信號(hào)波形，可用于對(duì)數(shù)字信號(hào)的高速采集與時(shí)序分析。它將連續(xù)輸入的數(shù)字信號(hào)存入大的捕捉緩沖器，是一個(gè)采樣過(guò)程，且分辨率通過(guò)操作界面可調(diào)。當(dāng)分辨率確定后，能測(cè)量的最短時(shí)鐘即確定下來(lái)。同時(shí)，用戶可移動(dòng)測(cè)量標(biāo)記，對(duì)脈沖寬度進(jìn)行精確測(cè)量。邏輯分析儀的圖標(biāo)與操作界面分別如圖3-6、3-7所示。3.3邏?輯?分?析?儀圖3-6邏輯分析儀的圖標(biāo)如圖3-6所示，A0～A15為16路數(shù)字量輸入，B0～B3為總線輸入，每條總線支持8位數(shù)據(jù)輸入，主要用于單片機(jī)的動(dòng)態(tài)輸出信號(hào)。運(yùn)行以后可顯示數(shù)字信號(hào)波形。圖3-7邏輯分析儀的操作界面

1．功能說(shuō)明

如圖3-7所示，邏輯分析儀的操作界面包括圖形顯示區(qū)、Trigger區(qū)、Horizontal區(qū)和CaptureResolution區(qū)四個(gè)部分。

(1)圖形顯示區(qū)：顯示被測(cè)數(shù)字信號(hào)的波形。

(2)

Trigger區(qū)：設(shè)置觸發(fā)方式。

“Capture”按鈕：仿真運(yùn)行后，單擊“Capture”按鈕，該按鈕首先變紅，再變?yōu)榫G色，則圖形顯示區(qū)顯示被測(cè)信號(hào)波形。

“Cursors“按鈕：?jiǎn)螕粼摪粹o后，可用鼠標(biāo)在圖形區(qū)標(biāo)注橫坐標(biāo)，進(jìn)而檢測(cè)脈沖的寬度。

“Position”旋鈕：調(diào)節(jié)該旋鈕，可以左右移動(dòng)波形。

(3)

Horizontal區(qū)(DisplayScale旋鈕)：調(diào)節(jié)該旋鈕，即改變橫向每格的時(shí)間值(相當(dāng)于示波器的掃描時(shí)間)，信號(hào)的頻率越高，掃描時(shí)間應(yīng)越小，這樣才能清楚地看出顯示的數(shù)字信號(hào)波形。有粗調(diào)與細(xì)調(diào)兩個(gè)旋鈕，外旋鈕為粗調(diào)，內(nèi)旋鈕為細(xì)調(diào)。

(4)

CaptureResolution區(qū)：調(diào)節(jié)該旋鈕，即改變信號(hào)的采樣時(shí)間。

注：采樣時(shí)間應(yīng)小于信號(hào)的半個(gè)周期，才能成功捕捉信號(hào)，相當(dāng)于在一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)至少應(yīng)采樣兩個(gè)點(diǎn)。

2．應(yīng)用示例

1)創(chuàng)建電路

創(chuàng)建邏輯分析儀應(yīng)用電路，如圖3-8所示。端口A0輸入100Hz方波，A1接高電平，A2接低電平。

圖3-8邏輯分析儀應(yīng)用電路

2)仿真分析

單擊仿真按鈕，右擊邏輯分析儀圖標(biāo)，選擇右擊菜單命令VSMLogicAnalyser，彈出邏輯分析儀操作界面，單擊“Capture”按鈕，得到輸入信號(hào)的波形，如圖3-9所示。

3)仿真說(shuō)明

(1)彈出邏輯分析儀的操作界面后，要單擊“Capture”按鈕，才能顯示測(cè)試信號(hào)波形。

(2)若單擊“Capture”按鈕后，不能顯示輸入信號(hào)波形，可調(diào)節(jié)“DisplayScale”旋鈕與“CaptureResolution”旋鈕，實(shí)現(xiàn)波形的顯示。

(3)單擊“Cursors”按鈕，用鼠標(biāo)在圖形顯示區(qū)進(jìn)行標(biāo)注，如圖3-9所示。通過(guò)標(biāo)注可看出，方波信號(hào)的周期為0.01s(2.47～2.48s)。圖3-9邏輯分析儀顯示輸入信號(hào)波形

計(jì)數(shù)器/定時(shí)器(COUNTERTIMER)既可用作計(jì)數(shù)器，也可用作定時(shí)器。計(jì)數(shù)器/定時(shí)器的圖標(biāo)如圖3-10所示。3.4計(jì)數(shù)器/定時(shí)器圖3-10計(jì)數(shù)器/定時(shí)器圖標(biāo)如圖3-10所示，計(jì)數(shù)器/定時(shí)器有三個(gè)輸入端子，分別是：

CLK：該儀器作頻率計(jì)和計(jì)數(shù)器時(shí)，為時(shí)鐘輸入端。

CE：計(jì)數(shù)使能端(CountEnablePolarity)。該儀器作計(jì)數(shù)器使用時(shí)，可通過(guò)屬性對(duì)話框設(shè)置該端子為高電平或低電平有效，如圖3-11所示。當(dāng)CE無(wú)效時(shí)，計(jì)數(shù)暫停；一旦CE有效，則恢復(fù)計(jì)數(shù)。

RST：復(fù)位端?？赏ㄟ^(guò)屬性對(duì)話框設(shè)置為上升沿(Low-High)或下降沿(High-Low)觸發(fā)。當(dāng)復(fù)位信號(hào)有效時(shí)，計(jì)時(shí)或計(jì)數(shù)復(fù)位至0，然后立即從0開(kāi)始計(jì)時(shí)或計(jì)數(shù)。圖3-11計(jì)數(shù)器/定時(shí)器屬性設(shè)置對(duì)話框

1．功能說(shuō)明

計(jì)數(shù)器/定時(shí)器有四種工作模式，分別是：

Timer(secs)，定時(shí)模式，相當(dāng)于秒表，分辨率為1μs。

Timer(hms)，定時(shí)模式，具有時(shí)、分、秒的時(shí)鐘，分辨率為1ms。

Frequency，頻率計(jì)模式，分辨率為1Hz。

Count，計(jì)數(shù)器模式，最大計(jì)數(shù)值為99999999。

注：當(dāng)工作于缺省(Default)模式時(shí)，默認(rèn)為計(jì)數(shù)器。工作模式可通過(guò)屬性對(duì)話框進(jìn)行選擇，也可通過(guò)操作界面(如圖3-13所示)進(jìn)行選擇。

2．應(yīng)用示例

1)定時(shí)模式—用作秒表

(1)創(chuàng)建電路。創(chuàng)建秒表仿真電路，如圖3-12所示。

圖3-12秒表仿真電路

(2)仿真分析步驟：

單擊運(yùn)行按鈕，則計(jì)數(shù)器/定時(shí)器可當(dāng)作秒表用來(lái)顯示結(jié)果，如圖3-12所示。

切換開(kāi)關(guān)SW1，產(chǎn)生上升沿信號(hào)，則秒表至0，然后立即從0計(jì)時(shí)。

仿真過(guò)程中，單擊計(jì)數(shù)器/定時(shí)器圖標(biāo)，則彈出計(jì)數(shù)器/定時(shí)器的操作界面，如圖3-13所示。在操作界面中，還可通過(guò)鼠標(biāo)單擊“MANNUALRESET”按鈕進(jìn)行手動(dòng)復(fù)位。圖3-13計(jì)數(shù)器/定時(shí)器的操作界面(用作秒表)

注：仿真以前，雙擊計(jì)數(shù)器/定時(shí)器的圖標(biāo)，則彈出屬性對(duì)話框；單擊仿真按鈕以后，再單擊計(jì)數(shù)器/定時(shí)器的圖標(biāo)，則彈出計(jì)數(shù)器/定時(shí)器的操作界面。

2)定時(shí)模式—用作數(shù)字時(shí)鐘

仿真電路同3-12。仿真結(jié)果如圖3-14所示。圖3-14計(jì)數(shù)器/定時(shí)器的操作界面(用作數(shù)字時(shí)鐘)

3)頻率計(jì)模式

(1)創(chuàng)建電路。創(chuàng)建頻率計(jì)應(yīng)用電路，如圖3-15所示。CLK接數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)，頻率為105Hz；CE與RST接單刀雙擲開(kāi)關(guān)(用開(kāi)關(guān)產(chǎn)生高低電平和邊沿信號(hào))。

(2)仿真分析步驟：

單擊仿真按鈕，則頻率計(jì)顯示被測(cè)信號(hào)的頻率(105Hz)，如圖3-15所示。

切換開(kāi)關(guān)SW1至下觸點(diǎn)(CE無(wú)效)，則顯示的頻率為0；再切換開(kāi)關(guān)SW1至上觸點(diǎn)(CE有效)，則頻率計(jì)重新顯示被測(cè)信號(hào)的頻率(105Hz)。

將開(kāi)關(guān)SW2由下觸點(diǎn)切換至上觸點(diǎn)(RST產(chǎn)生上升沿信號(hào))，則頻率計(jì)復(fù)位至0，隨后繼續(xù)測(cè)量被測(cè)信號(hào)的頻率。圖3-15計(jì)數(shù)器/定時(shí)器作頻率計(jì)的電路與操作界面

注：作頻率計(jì)使用時(shí)，只能測(cè)量數(shù)字信號(hào)的頻率；若輸入信號(hào)為模擬信號(hào)(如正弦信號(hào))，需轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)(可用比較器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào))，才能用頻率計(jì)測(cè)量。

4)計(jì)數(shù)器模式—用作計(jì)數(shù)器

計(jì)數(shù)器/定時(shí)器作計(jì)數(shù)器時(shí)，是對(duì)輸入的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行加計(jì)數(shù)操作。

仿真電路同圖3-15。仿真結(jié)果如圖3-16所示。圖3-16計(jì)數(shù)器/定時(shí)器作計(jì)數(shù)器時(shí)的電路與操作界面

虛擬終端(VIRTUALTERMINAL)在仿真時(shí)充當(dāng)鍵盤(pán)與顯示屏的雙重功能，可作為上位機(jī)的系統(tǒng)模型，實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)的串行通信。串行通信時(shí)，虛擬終端經(jīng)RS-232接口模型與單片機(jī)之間異步發(fā)送與接收數(shù)據(jù)。串行通信在仿真時(shí)，虛擬終端會(huì)彈出一個(gè)顯示界面，當(dāng)由上位機(jī)(PC機(jī))向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，可以與實(shí)際的鍵盤(pán)關(guān)聯(lián)，用戶可通過(guò)鍵盤(pán)經(jīng)虛擬終端輸入數(shù)據(jù)；當(dāng)單片機(jī)向PC機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，虛擬終端相當(dāng)于一個(gè)顯示屏，會(huì)顯示相應(yīng)的信息。虛擬終端的圖標(biāo)如圖3-17所示。3.5虛擬終端圖3-17虛擬終端的圖標(biāo)如圖2-22所示，虛擬終端共有四個(gè)信號(hào)端子，分別是：

RXD：數(shù)據(jù)接收端。

TXD：數(shù)據(jù)發(fā)送端。

RTS：請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)。

CTS：清除傳送，是對(duì)RTS的響應(yīng)信號(hào)。

使用虛擬終端時(shí)需設(shè)置其參數(shù)，雙擊虛擬終端的圖標(biāo)，彈出虛擬終端屬性設(shè)置對(duì)話框，如圖3-18所示。圖3-18虛擬終端的屬性設(shè)置對(duì)話框虛擬終端的參數(shù)主要有：

BaudRate：波特率，110～57600bps。

DataBits：數(shù)據(jù)位，7位或8位。

Parity：奇偶校驗(yàn)位，奇校驗(yàn)、偶校驗(yàn)或無(wú)校驗(yàn)。

StopBits：停止位，0位、1位或2位。

SendXON/XOFF：第9位發(fā)送允許/禁止。

虛擬終端的顯示界面如圖3-19所示。關(guān)于虛擬終端的應(yīng)用詳見(jiàn)8.6.4節(jié)。圖3-19虛擬終端的顯示界面

SPI(SerialPeripheralInterface，串行外設(shè)接口)總線是Motorola公司提出的一種同步串行外設(shè)接口，允許微處理器與各種外設(shè)之間以同步串行通信方式交換信息。ProteusISIS提供的SPI調(diào)試器可接收SPI總線數(shù)據(jù)，也可向SPI總線發(fā)送數(shù)據(jù)。SPI調(diào)試器的圖標(biāo)如圖3-20所示。3.6SPI調(diào)試器圖3-20SPI調(diào)試器的圖標(biāo)在圖3-20中，SPI調(diào)試器共有五個(gè)信號(hào)端子。分別是：

DIN：數(shù)據(jù)接收端。

DOUT：數(shù)據(jù)輸出端。

SCK：連接總線時(shí)鐘端。

：從模式選擇端。當(dāng)SPI調(diào)試器工作于從模式時(shí)，該信號(hào)須為低電平；當(dāng)SPI調(diào)試器工作于主模式且數(shù)據(jù)正在傳輸時(shí)，此信號(hào)端子輸出低電平。

TRIG：輸入端，能將下一個(gè)存儲(chǔ)序列放到SPI的輸出序列中。圖3-21SPI調(diào)試器的屬性設(shè)置對(duì)話框

SPI調(diào)試器的主要參數(shù)有：

SPIMode：工作模式，Master為主模式(SPI調(diào)試器作SPI主設(shè)備使用)、Slave為從模式(SPI調(diào)試器作SPI從設(shè)備用)、Monitor為監(jiān)控模式(SPI調(diào)試器用來(lái)監(jiān)測(cè)SPI總線上的信息)。

MasterclockfrequencyinHz：主模式的時(shí)鐘頻率。

SCKIdlestateis：選擇SCK的空閑狀態(tài)(高電平或低電平)。

Samplingedge：采樣邊沿，指定DIN引腳的采樣邊沿，選擇SCK從空閑到激活時(shí)采樣，或選擇SCK從激活到空閑時(shí)采樣。

Bitorder：傳輸位順序，指定待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位順序?？上葌鬏敂?shù)據(jù)的最低位LSB，也可先傳輸數(shù)據(jù)的最高位MSB。

1．用SPI調(diào)試器發(fā)送數(shù)據(jù)

(1)將SPI圖標(biāo)的DIN與SCK連接至設(shè)計(jì)電路的對(duì)應(yīng)端口。

(2)通過(guò)屬性設(shè)置對(duì)話框，將SPI調(diào)試器設(shè)置為主模式，時(shí)鐘頻率與SCK時(shí)鐘頻率一致。

(3)單擊仿真按鈕，彈出SPI調(diào)試器的操作界面(主模式)，如圖3-22所示。圖3-22SPI調(diào)試器的操作界面(主模式)

SPI調(diào)試器的操作界面包括①、②、③、④以及操作按鈕五個(gè)部分。

①區(qū)：數(shù)據(jù)顯示區(qū)，按位顯示傳輸?shù)臄?shù)據(jù)序列。

②區(qū)：序列緩沖區(qū)，當(dāng)單擊“Queue”按鈕后，待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)序列(如區(qū)所示的“1011b”)在該區(qū)緩存后，再在區(qū)顯示(可看到數(shù)據(jù)在區(qū)中一閃而過(guò))。

③區(qū)：待傳輸序列存放區(qū)，存放待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)序列。

④區(qū)：數(shù)據(jù)序列編輯區(qū)，通過(guò)鍵盤(pán)編輯數(shù)據(jù)序列(編輯過(guò)的數(shù)據(jù)序列可通過(guò)“Add”按鈕加入?yún)^(qū)，也可通過(guò)“Delete”按鈕將區(qū)中的序列刪除)。

“Queue”按鈕：?jiǎn)螕粼摪粹o后，完成數(shù)據(jù)序列的傳輸操作。

2．用SPI調(diào)試器接收數(shù)據(jù)

(1)將SPI圖標(biāo)的DIN與SCK連接至設(shè)計(jì)電路的對(duì)應(yīng)端口。

(2)通過(guò)屬性設(shè)置對(duì)話框，將SPI調(diào)試器設(shè)置為從模式，使時(shí)鐘頻率與SCK時(shí)鐘頻率一致。

(3)單擊仿真按鈕，彈出SPI調(diào)試器的操作界面(從模式)，如圖3-23所示。接收的數(shù)據(jù)可顯示在左上部的窗口中。圖3-23SPI調(diào)試器的操作界面(從模式)

I2C總線是Philips公司推出的芯片間串行傳輸總線，它只需要兩根信號(hào)線(串行時(shí)鐘線SCL和串行數(shù)據(jù)線SDA)就能實(shí)現(xiàn)總線上各元器件的全雙工同步數(shù)據(jù)傳送。因此，利用I2C總線可方便實(shí)現(xiàn)外圍器件的擴(kuò)展與系統(tǒng)的構(gòu)建。3.7I2C調(diào)試器圖3-24I2C調(diào)試器的圖標(biāo)

I2C總線的元器件地址采用硬件設(shè)置，而不是采用軟件尋址的片選方法，使硬件配置更加靈活。I2C總線接口集成在片內(nèi)，用戶無(wú)需設(shè)計(jì)接口，使硬件設(shè)計(jì)時(shí)間大為縮短，且從總線中直接移出芯片后，對(duì)總線上的其他芯片沒(méi)有影響，這方便了系統(tǒng)的升級(jí)換代。依據(jù)I2C總線規(guī)范，總線中所有傳輸?shù)臓顟B(tài)都將生成相應(yīng)的狀態(tài)碼，系統(tǒng)主設(shè)備能根據(jù)狀態(tài)碼自動(dòng)進(jìn)行總線管理，用戶只需在程序中裝入標(biāo)準(zhǔn)處理模塊完成I2C總線的初始化，啟動(dòng)I2C總線即可完成規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸操作。

ProteusISIS提供的I2C調(diào)試器允許用戶監(jiān)測(cè)I2C總線并與之交互；可接收I2C總線數(shù)據(jù)，也可向I2C總線發(fā)送數(shù)據(jù)。I2C調(diào)試器的圖標(biāo)如圖3-24所示。

圖3-24中的I2C調(diào)試器共有三個(gè)信號(hào)端子，分別是：

SDA：雙向數(shù)據(jù)線。

SCL：時(shí)鐘線，雙向。

TRIG：觸發(fā)輸入，能引起存儲(chǔ)序列連續(xù)地放置到輸出隊(duì)列中。

使用I2C調(diào)試器時(shí)需設(shè)置其參數(shù)，雙擊I2C調(diào)試器的圖標(biāo)，彈出I2C調(diào)試器的屬性設(shè)置對(duì)話框，如圖3-25所示。圖3-25I2C調(diào)試器的屬性設(shè)置對(duì)話框圖3-25中I2C調(diào)試器的主要參數(shù)有：

ClockfrequencyinHz：時(shí)鐘頻率。

Addressbyte1：地址字節(jié)1，如果使用I2C調(diào)試器作為從設(shè)備，則這一屬性指定從設(shè)備的第一個(gè)地址字節(jié)。

Addressbyte2：地址字節(jié)2，如果使用I2C調(diào)試器作為從設(shè)備，并期望使用10位地址，則這一屬性指定從設(shè)備的第二個(gè)地址字節(jié)。

Stoponbufferempty：當(dāng)緩沖區(qū)序列為空時(shí)停止。

I2C調(diào)試器的收發(fā)操作界面同SPI調(diào)試器，本處不再贅述。

ProteusISIS提供的信號(hào)源包括非調(diào)制信號(hào)與調(diào)制信號(hào)兩種。信號(hào)源圖標(biāo)如圖3-26所示。3.8信號(hào)源圖3-26信號(hào)源圖標(biāo)

1．非調(diào)制信號(hào)

非調(diào)制信號(hào)有正弦波、矩形波、三角波和鋸齒波信號(hào)。單擊仿真按鈕，彈出信號(hào)源操作界面，如圖3-27所示。

在圖3-27中，信號(hào)源操作界面包括Frequency、Amplitude、Waveform、Polarity四個(gè)部分。

Frequency：頻率調(diào)節(jié)，包括左邊兩個(gè)旋鈕，Centre調(diào)節(jié)數(shù)值、Range調(diào)節(jié)倍率，信號(hào)頻率范圍為0～12MHz。

Amplitude：幅值調(diào)節(jié)，包括中間兩個(gè)旋鈕，Level調(diào)節(jié)數(shù)值、Range調(diào)節(jié)倍率，信號(hào)幅值范圍為0～12V。

Waveform：波形選擇按鈕，單擊該按鈕，可依次選擇矩形波、鋸齒波、三角波和正弦波。圖3-27仿真運(yùn)行后的信號(hào)源操作界面

Polarity：極性選擇按鈕，單擊該按鈕，可選擇輸出波形為單極性波形或雙極性波形。

注：作非調(diào)制信號(hào)使用時(shí)，信號(hào)源圖標(biāo)(如圖3-26所示)下面的兩個(gè)信號(hào)端子(AM和FM)懸空；右邊“+”連接至電路的輸入端，“-”接地。

信號(hào)源仿真時(shí)，可用示波器觀測(cè)其波形，如圖3-28所示。

圖3-28信號(hào)源仿真連接圖單擊仿真按鈕，彈出示波器操作界面，可顯示信號(hào)源輸出波形，如圖3-29所示。圖3-29信號(hào)源輸出波形

2．調(diào)制信號(hào)

信號(hào)源作調(diào)制信號(hào)源使用時(shí)，可輸出調(diào)幅波和調(diào)頻波兩種。所謂調(diào)幅，是指用調(diào)制信號(hào)控制載波的振幅；所謂調(diào)頻，是指用調(diào)制信號(hào)控制載波的頻率。

1)用信號(hào)源產(chǎn)生調(diào)幅波信號(hào)

(1)創(chuàng)建仿真電路。創(chuàng)建調(diào)幅波仿真電路，如圖3-30所示。

在信號(hào)源圖標(biāo)的AM端子接調(diào)制信號(hào)(調(diào)制信號(hào)為正弦波、100Hz、1V)，載波信號(hào)(載波為正弦波、1kHz、3.4V，如圖3-31中的信號(hào)源操作界面)由信號(hào)源通過(guò)操作界面設(shè)置。示波器A、B通道分別檢測(cè)調(diào)幅波信號(hào)及調(diào)制信號(hào)。

圖3-30調(diào)幅波仿真電路

(2)仿真分析。單擊仿真按鈕，彈出信號(hào)源與示波器的操作界面，得到信號(hào)源產(chǎn)生調(diào)幅波的仿真結(jié)果，如圖3-31所示。從仿真結(jié)果來(lái)看，高頻調(diào)幅波的幅值隨著調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化。圖3-31信號(hào)源產(chǎn)生調(diào)幅波的仿真結(jié)果

2)用信號(hào)源產(chǎn)生調(diào)頻波信號(hào)

(1)創(chuàng)建電路。創(chuàng)建調(diào)頻波仿真電路，如圖3-32所示。

在信號(hào)源圖標(biāo)的FM端子接調(diào)制信號(hào)(調(diào)制信號(hào)為正弦波、20Hz、1V)，載波信號(hào)(載波為正弦波、1kHz、3.4V，如圖3-33中的信號(hào)源操作界面)由信號(hào)源通過(guò)操作界面設(shè)置。示波器A、B通道分別檢測(cè)調(diào)頻波信號(hào)及調(diào)制信號(hào)。

圖3-32調(diào)頻波仿真電路

(2)仿真分析。單擊仿真按鈕，彈出信號(hào)源與示波器的操作界面，得到信號(hào)源所產(chǎn)生調(diào)頻波的仿真結(jié)果，如圖3-33所示。從仿真結(jié)果來(lái)看，調(diào)頻波的瞬時(shí)頻率隨著調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化。圖3-33信號(hào)源產(chǎn)生調(diào)頻波的仿真結(jié)果

模式發(fā)生器(PatternGenerator)是模擬信號(hào)發(fā)生器的數(shù)字等價(jià)物，它支持8位1KB的模式信號(hào)(數(shù)字信號(hào))。當(dāng)模式發(fā)生器用作接收器時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)點(diǎn)陣顯示屏，能接收單片機(jī)或其他數(shù)字器件輸出的數(shù)字信號(hào)，并以點(diǎn)陣的形式顯示；當(dāng)模式發(fā)生器用作發(fā)送器時(shí)，可產(chǎn)生8位1KB的數(shù)字信號(hào)，供其他數(shù)字設(shè)備使用。3.9模?式?發(fā)?生?器

1．模式發(fā)生器的圖標(biāo)與引腳

模式發(fā)生器的圖標(biāo)如圖3-34所示。圖3-34模式發(fā)生器的圖標(biāo)模式發(fā)生器的引腳說(shuō)明如下：

CLKIN：外部時(shí)鐘輸入端，若模式發(fā)生器選擇外部時(shí)鐘(在模式發(fā)生器的屬性對(duì)話框中選擇)，此引腳接外部時(shí)鐘(可選擇外部上升沿或外部下降沿)；若模式發(fā)生器選擇內(nèi)部時(shí)鐘，此引腳懸空。

HOLD：信號(hào)輸入端，高電平有效，用來(lái)保持模式發(fā)生器的當(dāng)前狀態(tài)。

TRIG：觸發(fā)輸入端，接外部觸發(fā)的時(shí)鐘信號(hào)，有四種外部觸發(fā)模式。

OE：輸出使能控制端，高電平有效，當(dāng)該引腳接高電平或懸空時(shí)，模式發(fā)生器輸出模式信號(hào)(數(shù)字信號(hào))。

CLKOUT：時(shí)鐘輸出端，當(dāng)模式發(fā)生器使用的是外部時(shí)鐘時(shí)，此引腳可鏡像輸出內(nèi)部時(shí)鐘，特別適用于高頻時(shí)鐘信號(hào)。

CASCADE：級(jí)聯(lián)輸出端，用于模式發(fā)生器的級(jí)聯(lián)。當(dāng)模式發(fā)生器的第一位被驅(qū)動(dòng)時(shí)，此端子輸出高電平，并保持到下一位被驅(qū)動(dòng)之后的一個(gè)時(shí)鐘周期。

B[0..7]：數(shù)據(jù)輸入端，可接收數(shù)字設(shè)備輸出的數(shù)字信號(hào)。

Q0～Q7：數(shù)據(jù)輸出端，可輸出8位數(shù)字信號(hào)，供其他數(shù)字器件使用。

2．模式發(fā)生器的屬性設(shè)置

雙擊模式發(fā)生器的圖標(biāo)，彈出模式發(fā)生器的屬性設(shè)置對(duì)話框，如圖3-35所示。圖3-35模式發(fā)生器的屬性設(shè)置對(duì)話框如圖3-35所示，模式發(fā)生器的屬性對(duì)話框主要參數(shù)如下：

ClockRate：時(shí)鐘頻率。

ResetRate：復(fù)位頻率(觸發(fā)頻率)。

ClockMode：時(shí)鐘模式。有三種時(shí)鐘模式：Internal(內(nèi)部時(shí)鐘)、ExternalPosEdge(外部時(shí)鐘的上升沿)、ExternalNegEdge(外部時(shí)鐘的下降沿)。

ResetMode：復(fù)位模式(觸發(fā)模式)，有五種復(fù)位模式：Internal(內(nèi)部觸發(fā))；AsyncExternalPosEdge(異步外部時(shí)鐘的上升沿觸發(fā))；SyncExternalPosEdge(同步外部時(shí)鐘的上升沿觸發(fā))；AsyncExternalNegEdge(異步外部時(shí)鐘的下降沿觸發(fā))；SyncExternalPosEdge(同步外部時(shí)鐘的下降沿觸發(fā))。

ClockoutEnabledinInternalMode：內(nèi)部模式下的時(shí)鐘輸出使能。

OutputConfiguration：輸出配置，共三種：OutputtoBothPinsandBus(引腳和總線均輸出)；OutputtoPinsOnly(僅通過(guò)引腳輸出)；OutputtoBusOnly(僅通過(guò)總線輸出)。

PatternGeneratorScript：從模式發(fā)生器的腳本文件導(dǎo)入模式數(shù)據(jù)。

3．模式發(fā)生器的特性

該模式發(fā)生器既可在交互仿真中使用，也可在基于圖標(biāo)的仿真中使用。它具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

支持內(nèi)部時(shí)鐘或外部時(shí)鐘及觸發(fā)方式；

可用鼠標(biāo)調(diào)整時(shí)鐘刻度盤(pán)和觸發(fā)器刻度盤(pán)；

十六進(jìn)制或十進(jìn)制柵格顯示模式；

可導(dǎo)入或?qū)С鰯?shù)據(jù)至腳本文件；

可單步執(zhí)行；

可使用外部控制，使其保持當(dāng)前狀態(tài)；

柵格上的塊編輯命令使得模式配置更容易。

4．模式發(fā)生器的應(yīng)用

(1)創(chuàng)建仿真電路。創(chuàng)建模式發(fā)生器仿真電路，如圖3-36所示。模式發(fā)生器的OE端接高電平(允許輸出)，輸出端Q0～Q7通過(guò)總線接發(fā)光二極管。

圖3-36模