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出版者:电子工业出版社

作者:谢龙汉、莫衍

出品人:

页数:377

译者:

出版时间:2012-1

价格:46.00元

装帧:平装

isbn号码:9787121152146

丛书系列:

图书标签:

电子
Proteus
电路设计
电路仿真
电子技术
仿真软件
电路原理
电子工程
Proteus教程
电路分析
EDA

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具体描述

《Proteus电子电路设计及仿真》是一款强大的电子仿真软件系统，其集成了原理图设计、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人员的欢迎。《Proteus电子电路设计及仿真》以最新版本的Proteus7.4 为蓝本，由浅入深、循序渐进地介绍Proteus7.4 中各部分知识及其在电子设计中的应用，包括Proteus7.4 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。

《Proteus电子电路设计及仿真》适合具有一定电子设计基础的读者使用，可作为大中专院校电子类相关专业和培训班的教材，同时对电子设计相关领域的专业技术人员也极有参考价值。

《电路原理与实践：从理论到应用的全面解析》内容提要本书旨在为电气工程、电子信息、自动化等相关专业的学生及工程技术人员提供一套系统、深入且极具实践指导意义的电路理论基础与应用知识。全书结构严谨，内容涵盖了电路分析的核心概念、关键定律、分析方法，以及在现代电子系统设计中所必需的进阶主题。我们强调理论的严谨性与实际工程应用的紧密结合，力求使读者不仅理解“是什么”，更能掌握“为什么”和“如何做”。第一部分：电路分析的基石——直流与稳态分析本部分聚焦于构建坚实的电路基础。我们将从电荷、电流、电压等基本物理量出发，详细阐述电能、功率的概念，为后续所有分析奠定基础。第一章：电路的基本要素与定律电路的基本概念：深入探讨电路、节点、支路、回路等核心术语的定义与相互关系。元件模型：详尽介绍电阻元件的特性，包括欧姆定律的物理本质及其在不同工作状态下的应用。同时，引入导体的导纳概念，拓宽分析视角。电路定律：严格推导和阐述基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）。通过大量实例展示如何利用 KCL 和 KVL 建立复杂电路的方程组，并分析其在实际故障诊断中的应用。第二章：电路分析的基础方法电路等效变换：重点讲解电阻的串并联组合、星形（Y）-三角形（Δ）等效变换。讨论等效变换在简化复杂网络拓扑结构中的实用性。节点电压法与网孔电流法：详细阐述这两种系统性分析方法的数学原理、构建步骤及适用场景。通过对比分析，帮助读者选择最适合特定电路的分析工具。叠加定理与最大功率传输定理：深入探讨线性电路特性的重要推论。叠加定理的推导过程及其在多源激励电路中的应用。最大功率传输条件及其对电源设计和负载匹配的重要性。第三章：电路定理与受控源戴维南南定理与诺顿定理：这一章是电路分析的精髓之一。不仅给出定理的数学表达式，更侧重于如何通过实验或仿真获取等效电阻（或阻抗）。讲解如何利用这些定理简化包含大量元件的复杂网络，并将其应用于模型简化。受控源（Dependent Sources）：介绍电压控制电压源（VCVS）、电流控制电流源（CCCS）等受控源的物理意义和建模方法。重点分析受控源在放大电路和反馈系统中作为核心元件的作用。密勒定理（Miller's Theorem）：作为高级分析工具，介绍密勒定理如何有效地处理含输入和输出耦合的元件（如晶体管模型），简化输入阻抗和反馈元件的计算。第二部分：动态电路与稳态分析的扩展本部分将引入时间维度，分析储能元件——电容和电感——对电路行为的影响，并过渡到正弦稳态分析。第四章：一阶电路的瞬态分析储能元件的特性：深入分析电容（C）的电压-电流关系和电感（L）的磁链-电流关系。讨论储能元件在电路中扮演的“惯性”角色。 RC 与 RL 电路：详细分析含单个 R、C 或 L 的电路在直流激励下的自然响应（暂态响应）。引入时间常数 ($ au$) 的概念，解释其物理意义——系统响应速度的决定因素。二阶电路的分析：介绍 RLC 串联和并联电路。通过特征方程的判据（欠阻尼、临界阻尼、过阻尼），系统地分析电路的暂态行为，这对于理解滤波器和控制系统的稳定性至关重要。第五章：正弦稳态电路分析相量（Phasors）的概念：讲解如何利用欧拉公式将时域函数转化为频域的相量表示，从而将微分方程转化为代数方程，极大地简化分析过程。复阻抗与导纳：定义电阻、电容、电感在频域下的复阻抗表示。深入探讨纯阻性、容性、感性元件在不同频率下的相位关系。正弦稳态电路分析方法：将 KCL、KVL、节点法、网孔法等应用于相量域。重点讨论功率的计算，包括瞬时功率、平均功率、无功功率和视在功率，以及功率因数校正的必要性。谐振电路：详细分析串联谐振和并联谐振的特性、品质因数（Q 值）以及它们在选频电路中的应用。第三部分：交流稳态分析与电路的进一步工具本部分拓展了交流电路的分析范畴，并介绍了电路分析中更强大的数学工具。第六章：三相电路分析三相电源与负载：介绍三相电源的产生原理（相序、线电压、相电压关系）以及三相负载的连接方式（星形 Y 和三角形 Δ）。三相功率计算：推导单相和三相对称电路的功率公式，特别是如何利用功率表进行实际测量和计算。不平衡三相电路：简要介绍在三相系统不对称情况下的分析方法，为后续电力系统分析打下基础。第七章：频率响应与拉普拉斯变换传递函数（Transfer Function）：定义电路的输入输出比，它是一个关于复频率 $s$ 的函数。拉普拉斯变换在电路中的应用：详细讲解如何使用拉普拉斯变换将初始条件融入到电路方程中，实现对电路瞬态响应的统一分析。特别关注零输入响应和零状态响应的分离。频率响应分析：通过令 $s = jomega$，分析电路的频率特性，理解高通、低通、带通等滤波器的基本行为和截止频率的概念。第八章：磁耦合电路与二端口网络互感与耦合：深入探讨互感元件的建立及其对电路分析的影响。详细分析互感对电路瞬态响应的影响，并引入耦合系数 $k$ 的意义。理想变压器：分析理想变压器的匝数比、电压电流关系，及其在阻抗变换中的作用。二端口网络分析：介绍 Z 参数（阻抗参数）、Y 参数（导纳参数）和 H 参数（混合参数）等描述二端口网络特性的工具集。重点分析这些参数在级联电路和系统建模中的应用。总结本书遵循从基本定律到复杂系统分析的逻辑路径，覆盖了现代电路理论的全部核心内容。通过大量的例题、习题和贴近实际的工程案例分析，确保读者能够熟练运用所学知识解决从基础直流计算到复杂动态系统建模与分析的全方位工程问题。本书的设计目标是成为读者手中一份既可用于课堂学习，亦可作为日后工程实践的必备参考手册。

作者简介

目录信息

第1章 Proteus概述 1
1.1 Proteus历史 1
1.2 Proteus应用领域 1
1.3 Proteus VSM组件 2
1.4 Proteus的启动和退出 3
1.5 Proteus设计流程 5
1.5.1 自顶向下设计 5
1.5.2 自下而上设计 5
1.6 Proteus安装方法 6
第2章 Proteus ISIS基本操作 9
2.1 Proteus ISIS工作界面 9
2.1.1 编辑窗口 9
2.1.2 预览窗口 11
2.1.3 对象选择器 11
2.1.4 菜单栏与主工具栏 11
2.1.5 状态栏 13
2.1.6 工具箱 13
2.1.7 方向工具栏及仿真按钮 15
2.2 编辑环境设置 16
2.2.1 模板设置 16
2.2.2 图表设置 16
2.2.3 图形设置 17
2.2.4 文本设置 17
2.2.5 图形文本设置 17
2.2.6 交点设置 19
2.3 系统参数设置 20
2.3.1 元件清单设置 20
2.3.2 环境设置 22
2.3.3 路径设置 23
2.3.4 属性定义设置 24
2.3.5 图纸大小设置 25
2.3.6 文本编辑选项设置 25
2.3.7 快捷键设置 25
2.3.8 动画选项设置 27
2.3.9 仿真选项设置 28
实例2-1 原理图绘制实例 32
第3章 Proteus ISIS电路绘制 36
3.1 绘图模式及命令 36
3.1.1 Component（元件）模式 37
3.1.2 Junction dot（节点）模式 38
3.1.3 Wire label（连线标号）模式 38
3.1.4 Text scripts（文字脚本）模式 39
3.1.5 总线（Buses）模式 41
3.1.6 Subcircuit（子电路）模式 41
3.1.7 Terminals（终端）模式 42
3.1.8 Device Pins（器件引脚）模式 43
3.1.9 2D图形工具 44
3.2 导线的操作 45
3.2.1 两对象连线 45
3.2.2 连接点 45
3.2.3 重复布线 46
3.2.4 拖动连线 46
3.2.5 移走节点 47
3.3 对象的操作 47
3.3.1 选中对象 48
3.3.2 放置对象 48
3.3.3 删除对象 48
3.3.4 复制对象 48
3.3.5 拖动对象 48
3.3.6 调整对象 49
3.3.7 调整朝向 49
3.3.8 编辑对象 49
3.4 绘制电路图进阶 49
3.4.1 替换元件 49
3.4.2 隐藏引脚 49
3.4.3 设置头框 50
3.4.4 设置连线外观 51
3.5 典型实例 52
实例3-1 绘制共发射极放大电路 52
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 54
实例3-3 KEYPAD的绘制及仿真 57
实例3-4 单片机控串行输入并行输出
移位寄存器绘制练习 65
第4章 ProteusISIS分析及仿真工具 69
4.1 虚拟仪器 69
4.2 探针 71
4.3 图表 72
4.4 激励源 74
4.4.1 直流信号发生器DC设置 75
4.4.2 幅度、频率、相位可控的正弦
波发生器SINE设置 75
4.4.3 模拟脉冲发生器PULSE设置 76
4.4.4 指数脉冲发生器EXP设置 77
4.4.5 单频率调频波信号发生器SFFM
设置 78
4.4.6 PWLIN分段线性脉冲信号发生
器设置 78
4.4.7 FILE信号发生器设置 79
4.4.8 音频信号发生器AUDIO设置 80
4.4.9 单周期数字脉冲发生器DPULSE
设置 81
4.4.10 数字单边沿信号发生器DEDGE
设置 81
4.4.11 数字单稳态逻辑电平发生器
DSTATE设置 82
4.4.12 数字时钟信号发生器DCLOCK
设置 82
4.4.13 数字模式信号发生器DPATTERN
设置 83
4.5 典型实例 83
实例4-1 共发射极放大电路分析 83
实例4-2 ADC0832电路时序分析 88
实例4-3 共发射极应用低通滤波电路
分析 91
第5章模拟电路设计及仿真 95
5.1 运算放大器基本应用电路 95
5.1.1 反相放大电路 96
5.1.2 同相放大电路 97
5.1.3 差动放大电路 98
5.1.4 加法运算电路 100
5.1.5 减法运算电路 101
5.1.6 微分运算电路 102
5.1.7 积分运算电路 102
实例5-1 PID控制电路分析 104
5.2 测量放大电路与隔离电路 106
5.2.1 测量放大器 106
实例5-2 测量放大器测温电路分析 108
5.2.2 隔离放大器 109
实例5-3 模拟信号隔离放大电路
分析 110
5.3 信号转换电路 112
5.3.1 电压比较电路 112
5.3.2 电压/频率转换电路 117
5.3.3 频率/电压转换电路 118
5.3.4 电压—电流转换电路 119
5.3.5 电流—电压转换电路 120
5.4 移相电路与相敏检波电路 121
5.4.1 移相电路 121
5.4.2 相敏检波电路 123
实例5-4 相敏检波器鉴相特性分析 125
5.5 信号细分电路 126
实例5-5 电阻链二倍频细分电路
分析 128
5.6 有源滤波电路 129
5.6.1 低通滤波电路 129
5.6.2 高通滤波电路 131
5.6.3 带通滤波电路 134
5.6.4 带阻滤波电路 135
5.7 信号调制/解调 136
5.7.1 调幅电路 137
5.7.2 调频电路 139
5.7.3 调相电路 141
5.8 函数发生电路 142
5.8.1 正弦波信号发生电路 142
实例5-6 电容三点式振荡电路分析 145
5.8.2 矩形波信号发生电路 147
5.8.3 占空比可调的矩形波发生
电路 148
5.8.4 三角波信号发生电路 150
5.8.5 锯齿波信号发生电路 150
实例5-7 集成函数发生器ICL8038
电路分析 150
第6章数字电路设计及仿真 155
6.1 基本应用电路 155
6.1.1 双稳态触发器 155
6.1.2 寄存器/移位寄存器 158
实例6-1 74LS194 8位双向移位寄存器
分析 158
6.1.3 编码电路 160
6.1.4 译码电路 162
实例6-2 CD4511译码显示电路
分析 163
6.1.5 算术逻辑电路 164
6.1.6 多路选择器 166
6.1.7 数据分配器 167
6.1.8 加/减计数器 168
6.2 脉冲电路 171
6.2.1 555定时器构成的多谐振荡器 171
实例6-3 占空比与频率均可调的多
谐振荡器分析 175
6.2.2 矩形脉冲的整形 177
6.3 电容测量仪 181
6.3.1 电容测量仪设计原理 181
6.3.2 电容测量仪电路设计 181
6.4 多路电子抢答器 185
6.4.1 简单8路电子抢答器 185
6.4.2 8路带数字显示电子抢答器 186
第7章单片机仿真 190
7.1 Proteus与单片机仿真 190
7.1.1 创建源代码文件 190
7.1.2 编辑源代码程序 192
7.1.3 生成目标代码 192
7.1.4 代码生成工具 192
7.1.5 定义第三方源代码编辑器 193
7.1.6 使用第三方IDE 193
7.1.7 单步调试 194
7.1.8 断点调试 194
7.1.9 MULTI-CPU调试 195
7.1.10 弹出式窗口 195
7.2 WinAVR编译器 203
7.2.1 WinAVR编译器简介 203
7.2.2 安装WinAVR编译器 204
7.2.3 WinAVR的使用 206
7.3 ATMEGA16单片机概述 210
7.3.1 AVR系列单片机特点 210
7.3.2 ATmega16总体结构 212
7.4 I/O端口及其第二功能 221
7.4.1 端口A的第二功能 222
7.4.2 端口B的第二功能 222
7.4.3 端口C的第二功能 223
7.4.4 端口D的第二功能 224
实例7-1 使用Proteus仿真键盘控
LED 224
7.5 中断处理 228
7.5.1 ATmega16中断源 229
7.5.2 相关I/O寄存器 229
7.5.3 断处理 233
实例7-2 使用Proteus仿真中断唤醒的
键盘 234
7.6 ADC模拟输入接口 239
7.6.1 ADC特点 239
7.6.2 ADC的工作方式 240
7.6.3 ADC预分频器 240
7.6.4 ADC的噪声抑制 243
7.6.5 与ADC有关的I/O寄存器 243
7.6.6 ADC噪声消除技术 246
实例7-3 使用Proteus仿真简易电
量计 247
7.7 通用串行接口UART 252
7.7.1 数据传送 252
7.7.2 数据接收 253
7.7.3 与UART相关的寄存器 253
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 260
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 265
7.8 定时器/计数器 269
7.8.1 T/C0 269
7.8.2 T/C1 273
7.8.3 T/C2 279
7.8.4 定时器/计数器的预分频器 282
实例7-6 使用Proteus仿真T/C0定时
闪烁LED灯 282
实例7-7 使用Proteus仿真T/C2产生
信号T/C1进行捕获 286
实例7-8 使用Proteus仿真T/C1产生
PWM信号控电机 291
实例7-9 使用Proteus仿真看门狗
定时器 297
7.9 同步串行接口SPI 299
7.9.1 SPI特性 300
7.9.2 SPI工作模式 300
7.9.3 SPI数据模式 301
7.9.4 与SPI相关的寄存器 302
实例7-10 使用Proteus仿真端口
扩展 304
7.10 两线串行接口TWI 310
7.10.1 TWI特性 311
7.10.2 TWI的总线仲裁 311
7.10.3 TWI的使用 311
7.10.4 与TWI相关的寄存器 312
实例7-11 使用Proteus仿真双芯片
TWI通信 315
7.11 综合仿真 320
实例7-12 使用Proteus仿真DS18B20
测温计 321
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

装帧精美，字迹清晰，讲解透彻，读着感觉太好啦！  Proteus——全球广泛使用的电子电路设计及仿真软件  Proteus——强大的PCB设计、互动仿真功能  基础知识－实训实例－工程实例  实例操作视频教学，轻松学习

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面的配色大胆而富有科技感，那种深邃的蓝色与电路板的绿色交织在一起，立刻就抓住了我的注意力。我通常对技术书籍的视觉呈现要求不高，但这本书的排版绝对是教科书级别的。字体选择清晰易读，段落之间的留白处理得恰到好处，即便是长时间阅读那些复杂的电路图和公式，眼睛也不会感到疲劳。更值得称赞的是，书中插图的清晰度和专业性。那些元器件的实物图、PCB布局图，每一个细节都像是用高精度扫描仪处理过一样，标注清晰，完全没有那种模糊不清的低分辨率图片。特别是那些仿真结果的波形图，色彩的区分度极高，让我可以迅速定位到不同参数下的变化趋势。整体来看，编辑和设计团队在这本书的制作上投入了极大的心血，它不仅仅是一本工具书，更像是一件可以陈列在书架上的艺术品。这种对细节的极致追求，让我对书中的内容质量也抱有了更高的期待，毕竟，一个注重外观的团队，往往也会对内容的严谨性保持同样的敬畏之心。这本书的物理质感也非常好，纸张的厚度和韧度都让人感觉非常扎实，翻阅起来手感顺滑，不像一些廉价印刷品那样容易损坏。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚接触电子设计不久的学生，市面上很多入门书籍要么过于理论化，把人绕得云里雾里，要么就是只给了一些简单到让人提不起兴趣的“玩具项目”。然而，这本书在内容的编排上，展现出一种罕见的“循序渐进的艺术”。它不是一股脑地把所有知识倾倒给你，而是像一位经验丰富的老教授，耐心地牵着你的手，从最基础的元器件特性讲起，逐步深入到模块化设计和系统集成。我特别欣赏它对“为什么”的解释，它不仅仅告诉你“怎么做”，更深层次地剖析了设计背后的物理原理和工程权衡。例如，当讲解到电源滤波电路时，作者用了好几页篇幅去对比不同电容在不同频率下的阻抗特性，这种深度是其他同类书籍难以匹及的。读完前几章，我感觉自己像是完成了一次结构化的思维训练，而不是简单地背诵了一些电路拓扑。它建立了一个坚实的理论基础，让我现在在面对新的、未曾见过的电路问题时，不再感到手足无措，而是能够主动去分析和拆解问题。这种由内而外的能力提升，是任何技术书籍最核心的价值所在。

评分☆☆☆☆☆

在实践应用方面，这本书的深度和广度都超出了我的预期。很多电子设计书籍往往局限于理想化的理论模型，一旦脱离书本，实际焊接或仿真时就会遇到各种“不工作”的怪问题。这本书似乎预见到了这些“陷阱”，在每个关键的设计环节后面，都设置了专门的“工程考量”或“常见错误排查”章节。它详细讨论了元器件的实际参数偏差、PCB走线带来的寄生效应、以及在不同温度和负载条件下的系统稳定性问题。这些内容非常贴合真实的工程实践，例如，它会提醒读者在选择特定IC时，必须考虑其热耗散的实际边界，而不是仅仅查看数据手册上的标称值。我尝试着按照书中的建议去调整了一个我之前遇到的电源纹波问题，结果立竿见影，系统的噪声水平得到了显著改善。这种基于真实世界复杂性的指导，远比教科书上的完美模型更有价值，它教会了我如何去“驯服”那些不听话的物理规律，使设计真正落地。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格出乎意料地具有亲和力，完全没有传统技术文档那种冷冰冰的、充满行话的叙述方式。作者似乎很懂得如何与读者进行心与心的交流，他的文字里流淌着一种过来人的那种洞察力和幽默感。在解释一些比较晦涩的半导体器件特性时，他会时不时地穿插一些生动的比喻，比如将晶体管的工作状态比作水管的阀门控制，这种形象化的描述极大地降低了理解门槛。而且，作者对术语的引入把握得非常精准，新的专业词汇出现时，总会立刻附上清晰的定义和应用场景，很少出现那种抛出一个概念就让读者自行去查阅的“甩锅”行为。阅读过程中，我几次因为某个精妙的比喻而会心一笑，这种阅读体验在技术书籍中是极其罕贵的。它让学习过程变得不再枯燥，反而带上了一种探索和发现的乐趣，仿佛作者就坐在我身边，用最易懂的方式为我答疑解惑。这种充满人情味的写作手法，无疑是这本书能迅速俘获我心的重要原因。

评分☆☆☆☆☆

这本书的知识体系组织结构呈现出一种令人赞叹的宏观视野和微观细节的完美平衡。它不是简单地罗列知识点，而是构建了一个清晰的知识地图。从一开始的低层级组件搭建，到中间的功能模块封装，再到最后的系统集成与验证，整个流程像一座精心规划的城市蓝图。我特别欣赏作者在章节衔接处的处理方式，每一个新的知识单元都不是孤立存在的，而是紧密承接上文，并为下文做铺垫。这种结构使得读者可以清晰地把握整个设计流程的逻辑主线，避免了知识碎片化的风险。当你读完某个部分时，你会自然而然地知道这个知识点在整个设计链条中的定位，以及它将如何影响后续的步骤。这种全局观的培养，对于希望成为一名合格的系统级设计师的读者来说，是无价的。它提供了一个思考的框架，让我在学习具体技术的同时，也学会了如何像一名工程师那样去规划和思考一个完整项目的生命周期。

评分☆☆☆☆☆