Giáo trình phần mềm ứng dụng

Bất kỳ một mạch điện nào từ đơn giản đến phức tạp, thì phần cơ bản nhất của nó là sơ đồ nguyên lý. Dựa vào sơ đồ nguyên lý người thiết kế cũng như người đọc hiểu được một phần hay toàn phần nguyên lý hoạt động của mạch. Do đó sơ đồ nguyên lý là một phần không thể thiếu ở bất kỳ mạch nào cũng như phần mềm nào về mạch điện. Qua đó tùy từng phần mềm có thể phân tích mạch để đưa ra các kết quả thực nhiệm xem đạt được sự yêu cầu chưa. Tương tự như các phần mềm khác, bước đầu cũng phải tạo ra sơ đồ nguyên lý để dựa vào đó chương trình có thể phân tích và so sánh mạch với kết quả thực tế cũng như kiểm tra các công thức tính toán.

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ 4

LỜI MỞ ĐẦU 8

PHẦN 1: PROTEUS 9

CHƯƠNG 1 9

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PROTEUS VSM 9

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 9

1.2 CÁC CHỨC NĂNG CƠ BẢN CỦA PROTEUS 9

1.2.1 Các ưu điểm 9

1.2.2 Khả năng ứng dụng 10

1.2.3 Khả năng phân tích 10

1.2.4 Nhược điểm 10

CHƯƠNG 2 12

THIẾT KẾ MẠCH NGUYÊN LÝ 12

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG 12

2.1.1 Cách mở proteus trong window 12

2.1.2 Giao diện cơ bản Proteus VSM 12

2.1.3 Khái quát các biểu tượng dùng trong chương trình 14

2.2 BƯỚC ĐẦU THIẾT KẾ MẠCH 17

2.2.1 Cách tạo một trang thiết kế mới 17

2.2.2 Đặt tên cho bản thiết kế 17

2.2.3 Cài đặt các thông số màu sắc cho bản thiết kế 18

2.3 CÁC THAO TÁC CƠ BẢN TRÊN BẢN VẼ 19

2.3.1 Phóng to, thu nhỏ, di chuyển trang thiết kế 19

2.3.2 Cài đặt và hủy bỏ ô lưới 19

2.3.3 Các điều chỉnh phụ trong menu View 19

2.4 CÁC THAO TÁC CƠ BẢN TRÊN LINH KIỆN 19

2.4.1 Cách mở thư viện linh kiện 19

2.4.2 Cách tìm và chọn linh kiện trong thư viện vào cửa sổ Devices: 21

2.4.3 Cách chọn, đặt và hiệu chỉnh các thông số của linh kiện 22

2.4.4 Phương pháp cấp nguồn cho mạch 30

2.4.5 Kiểm tra sơ đồ mạch nguyên lý 30

2.5 BÀI TẬP 31

CHƯƠNG 3 34

CHẠY MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH MẠCH NGUYÊN LÝ CƠ BẢN 34

3.1 CÁCH MỞ SƠ ĐỒ ĐÃ THIẾT KẾ 34

3.2 CÁC CÔNG CỤ DÙNG PHÂN TÍCH MẠCH 34

3.2.1 Biểu tượng lấy các máy đo phân tích mạch .34

3.2.2 Biểu tượng lấy các đồ thị phân tích mạch .34

3.2.3 Biểu tượng lấy và đặt các ống dò điện áp, dòng điện .34

3.3 CHẠY MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH MẠCH 34

3.3.1 Chạy mô phỏng 34

3.3.2 Phân tích mạch bằng các máy công cụ 35

3.3.3 Phân tích mạch bằng các đồ thị 38

3.4 BÀI TẬP 45

CHƯƠNG 4 48

TẠO LINH KIỆN MỚI TRÊN PROTEUS 48

4.1 GIỚI THIỆU KHẢ NĂNG TẠO LINH KIỆN MỚI TRÊN PROTEUS 48

4.2 TẠO MỘT LINH KIỆN MỚI Ở ARES 48

4.2.1 Vẽ phác thảo linh kiện 48

4.2.2 Đặt tên cho chân linh kiện 51

4.2.3 Tạo linh kiện 52

4.3 TẠO MỘT LINH KIỆN MỚI TRONG ISIS VÀ LIÊN KẾT VỚI ARES 55

4.3.1 Vẽ phác thảo linh kiện 55

4.3.2 Tạo và liên kết linh kiện 56

4.4 BÀI TẬP 60

60

CHƯƠNG 5 61

THIẾT KẾ MẠCH IN 61

5.1 CÁCH MỞ ARES TRONG PROTEUS 61

5.2 CÁC TÍNH NĂNG CƠ BẢN CỦA ARES 63

5.3 TÍNH NĂNG MÔ PHỎNG 3D CỦA ARES 73

5.4 SẮP XẾP LINH KIỆN 75

5.4.1 Sắp xếp bằng tay 75

5.5 VẼ MẠCH IN TỰ ĐỘNG 78

5.5.1 Quy tắc vẽ mạch 78

5.5.2 Vẽ mạch tự động 79

5.5.3 Hiệu chỉnh mạch 80

5.6 XUẤT BẢN VẼ 81

5.7 BÀI TẬP 83

PHẦN 2: AUTOCAD 86

CHƯƠNG 1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 86

1.1.GIAO DIỆN CHƯƠNG TRÌNH VÀ CÁC THANH CÔNG CỤ 86

1.1.1 Thanh menubar: 86

1.1.2 Gọi, tắt các thanh công cụ: 86

1.1.3 Thanh công cụ: 87

1.1.4 Cửa sổ lệnh 87

1.2 THAO TÁC VỚI BẢN VẼ 88

1.3 THAO TÁC QUAN SÁT BẢN VẼ 89

1.3.1 Phóng to hay thu nhỏ vùng vẽ: 89

1.3.2 Di chuyển bản vẽ: 90

1.4 THAO TÁC VỀ TỌA ĐỘ 90

1.5 TRUY BẮT ĐIỂM 92

1.5.1 Tạm trú: 92

1.5.2 Thường trú: 92

1.6 CHỌN ĐỐI TƯỢNG 94

CHƯƠNG 2 CÁC LỆNH VẼ CƠ BẢN 95

2.3 VẼ CUNG TRÒN 97

2.4 BÀI TẬP 97

2.4.1 Sử dụng Line và toạ độ tương đối 97

2.4.2 Sử dụng Circle và Arc 98

CHƯƠNG 3 CÁC LỆNH HIỆU CHỈNH CƠ BẢN 98

3.1 DI CHUYỂN ĐỐI TƯỢNG 98

3.2 CẮT XÉN ĐỐI TƯỢNG 99

3.3 BẺ GÃY ĐỐI TƯỢNG 99

3.4 KÉO DÀI 100

3.5 QUAY ĐỐI TƯỢNG QUANH MỘT ĐIỂM 100

3.6 BÀI TẬP 101

CHƯƠNG 4 CÁC LỆNH DỰNG HÌNH ( CONSTRUCT COMMAND) 104

4.1 TẠO ĐỐI TƯỢNG SONG SONG (Lệnh offset) 104

4.2 BO CUNG (lệnh FILLET) 104

4.3 VÁT MÉP (Lệnh CHAMFER) 105

4.4 SAO CHÉP ĐỐI TƯỢNG (Lệnh copy) 106

4.5 PHÉP ĐỐI XỨNG ( lệnh MIRROR ) 107

4.6 TẠO MẢNG ĐỐI TƯỢNG ( lệnh ARRAY ) 108

4.7 BÀI TẬP 110

CHƯƠNG 5 CÁC LỆNH VẼ NÂNG CAO 113

5.1 VẼ ĐA TUYẾN ( lệnh PLINE ) 113

5.2 VẼ ĐA GIÁC ĐỀU (Lệnh POLYGON) 115

5.3 VẼ ELIP (Lệnh ELLIPSE) 116

5.4 VẼ HÌNH CHỮ NHẬT (Lệnh RECTANG) 117

5.5 VẼ ĐƯỜNG CONG BẬC CAO (Lệnh SPLINE) 118

5.6 BÀI TẬP 119

CHƯƠNG 6 GHI, HIỆU CHỈNH VĂN BẢN, KÍCH THƯỚC VÀ MẶT CẮT 120

6.1 GHI VĂN BẢN 120

6.1.1 Tạo kiểu chữ (lệnh STYLE) 120

6.1.2 Nhập nhiều dòng chữ 120

6.2 GHI KÍCH THƯỚC (Dimention) 121

6.2.1 Ghi kích thước thẳng đứng hay nằm ngang 121

6.2.2 Ghi kích thước theo phương của đối tượng 121

6.2.3 Ghi kích thước bán kính 122

6.2.4 Ghi kích thước đường kính 123

6.2.5 Ghi kích thước góc 124

6.2.6 Ghi chuỗi kích thước cùng chuẩn 125

6.2.7 Ghi chuỗi kích thước liên tục 125

6.3 HIỆU CHỈNH VĂN BẢN.( lệnh DDEDIT) 126

6.4 HIỆU CHỈNH KÍCH THƯỚC 126

6.5 TẠO MẶT CẮT (Lệnh BHATCH) 128

6.6 BÀI TẬP 131

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 2.1 Menu mở chương trình Proteus 12

Hình 2.2: Biểu tượng dùng để mở nhanh Proteus VSM trên Desktop 12

Hình 2.3: Giao diện cơ bản sau khi khởi động Proteus 13

Hình 2.4: Menu dùng lấy các thanh công cụ dùng trong thiết kế 14

Hình 2.5: Cửa sổ lựa chọn thanh công cụ cần thiết trong thiết kế 14

Hình 2.6: Các biểu tượng thao tác về màn hình 15

Hình 2.7: Các biểu tượng thao tác 15

Hình 2.8: Các biểu tượng phục vụ trong thiết kế 16

Hình 2.9: Các biểu tượng chỉnh sửa 16

Hình 2.10: Các biểu tượng xoay, đối xứng 17

Hình 2.11: Cửa sổ cài đặt tên cho mạch người thiết kế 18

Hình 2.12: Cửa sổ chọn khổ giấy cho trang thiế kế 18

Hình 2.13: Cửa sổ màn hình chỉnh sửa các thông số màu sắc trang thiết kế 19

Hình 2.14: Menu chọn thư viện linh kiện 19

Hình 2.15: Cửa sổ linh kiện DEVICES 20

Hình 2.16: Cửa sổ thư viện lấy linh kiện 20

Hình 2.17: Minh họa khi thêm linh kiện vào trang thiết kế 21

Hình 2.18: Cách lấy IC 80C51 22

Hình 2.19: Biểu tượng xoay, lấy đối xứng linh kiện 23

Hình 2.20: Biểu tượng xoay, di chuyển, copy, xóa 23

Hình 2.21: Cửa sổ nhập góc cần xoay 24

Hình 2.22: Cửa sổ chỉnh sửa thông số cho động cơ bước 24

Hình 2.23: Cách lấy các dây vẽ 25

Hình 2.24: Cửa sổ chọn dây vẽ cho mạch nguyên lý 25

Hình 2.25: Ví dụ điều khiển động cơ DC 26

Hình 2.26: Hai cách vẽ trong chương trình 26

Hình 2.27: Cách chọn biểu tượng lấy dây BUS vẽ 27

Hình 2.28: Cách chọn biểu tượng đặt tên cho dây 27

Hình 2.29: Cửa sổ đặt tên cho dây vẽ 27

Hình 2.30: Cửa sổ chọn tên cho dây vẽ 28

Hình 2.31: Ví dụ các cách vẽ wire, bus 28

Hình 2.32: Cách chọn biểu tượng lấy dây nguồn 29

Hình 2.33: Cửa sổ lấy nguồn 29

Hình 2.34: Dùng phương pháp INPUT, OUTPUT 29

Hình 2.35: Cửa sổ chỉnh sửa nguồn 30

Hình 2.36: Cửa sổ kiểm tra lỗi trang thiết kế 31

Hình 2.37: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển LED đơn 32

Hình 2.38: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển LED 7 32

Hình 2.39: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển động cơ bước 33

Hình 3.1: Cửa sổ điều chỉnh các thông số chạy mô phỏng đơn giản 35

Hình 3.2: Mô phỏng chiều dòng điện.mức điện áp 35

Hình 3.6: Máy đo dao động 38

Hình 3.7: Máy phát dao động 38

Hình 3.8: Mạch cơ bản dùng IC741 39

Hình 3.9: Cửa sổ chỉnh sửa tên tín hiệu lấy mẫu Vol Probe 40

Hình 3.10: Hình dạng ban đầu của đồ thị đặt vào trang thiết kế 40

Hình 3.11: Cửa sổ chỉnh sửa các tính chất của đồ thị 41

Hình 3.12: Cửa sổ thêm các tín hiệu phân tích vào đồ thị 41

Hình 3.13: Đồ thị kết quả phân tích Analogue 41

Hình 3.14: Cửa sổ chỉnh sửa đồ thị phân tích tần số 42

Hình 3.15: Kết quả phân tích tần số 42

Hình 3.16: Mạch đếm vòng dùng IC 4017 43

Hình 3.17: Kết quả phân tích Digital 43

Hình 3.18: Mạch cơ bản phân tích Fourier 43

Hình 3.19: Biểu đồ phân tích Fourier 44

Hình 3.20: Cửa sổ đầy đủ của đồ thị phân tích tần số 44

Hình 3.21 Cửa sổ đầy đủ của đồ thị phân tích Fourier 45

Hình 4.1 Giao diện của Ares 49

Hình 4.2 Chọn độ dày của lưới điểm (Snap 25 th) 50

Hình 4.3 Vẽ phác thảo linh kiện 51

Hình 4.4 Chọn chân linh kiên 51

Hình 4.5 Điền tên chân linh kiện vào ô trống “Number” như hình 52

Hình 4.6 Tên linh kiện đã được chọn song 52

Hình 4.7 Chọn khối linh kiện phác thảo và chọn Make package 53

Hình 4.8 Đặt tên và chọn các thông tin cho linh kiện 54

Hình 4.9 Search linh kiện vừa tạo trong thư viện 54

Hình 4.10 Vẽ phác thảo linh kiện 55

Hình 4.11 Nhập tên và thuộc tính cho linh kiện 55

Hình 4.12 Chọn khối linh kiện phác thảo 56

Hình 4.13 Nhập tên tra cứu linh kiện 56

Hình 4.14 Mở cửa sổ tạo liên kiết 57

Hình 4.15: Nhấp Add để liên kết 57

Hình 4.16 Search linh kiện vừa tạo 58

Hình 4.17: Chọn linh kiện vừa tạo 58

Hình 4.18: Ấn assign package để liên kết 59

Hình 4.19: Nhập tên linh kiện 60

Hình 5.1: Menu mở chương trình Proteus 61

Hình 5.2: Biểu tượng dùng để mở nhanh Proteus VSM trên Desktop 61

Hình 5.3: Giao diện Ares trong Proteus 62

Hình 5.4: Cách mở Ares từ file thiết kế sẵn 62

Hình 5.5: Các phần trong giao diện Ares 63

Hình 5.6:Biểu tượng trên menu chính 63

Hình 5.7:Biểu tượng trên thanh công cụ đứng 63

Hình 5.8: Công cụ Design rule cho phép chọn linh kiện 64

Hình 5.9: Công cụ Design rule báo lỗi 64

Hình 5.10:Thư mục lấy linh kiện 64

Hình 5.11: Cách chọn linh kiện 65

Hình 5.12: Linh kiện được chọn 65

Hình 5.13: Đặt linh kiện lên board mạch 66

Hình 5.14:Cách Copy, Edit, Move khối linh kiện 66

Hình 5.15:Thay đổi thong số linh kiện 67

Hình 5.16:Bộ lọc khối linh kiện 67

Hình 5.17: Các chế độ Rasnet 67

Hình 5.18a: Sơ dồ nối chân linh kiện 68

Hình 5.18b:Sơ đồ nối chân linh kiện sau khi routing 68

Hình 5.19:Công cụ track mode 68

Hình 5.20a:Nối chân linh kiện 69

Hình 5.20b:Nối dây chân linh kiện(click chuột 2 lần) 69

Hình 5.21: Dùng Tack mode nối chân linh kiện 70

Hình 5.22: Công cụ liên kết nhiều lớp 70

Hình 5.23: Chỉnh sửa Layout 71

Hình 5.24: Chỉnh một đọan 71

Hình 5.25: Chỉnh sửa một đoạn tùy chọn 72

Hình 5.26: Đặt chuột tại điểm giữa 72

Hình 5.27: Đặt chuột tại góc 72

Hình 5.28: Di chuyển chỉnh sửa dây nối chân linh kiện 72

Hình 5.29: Thay đổi độ rộng của mạch 73

Hình 5.30: Cắt bằng Mitre 73

Hình 5.31: Giao diện mô phỏng mạch 3D trong Ares 74

Hình 3.32:Thanh công cụ trong 3D visualisation 74

Hình 5.34: Sắp xếp linh kiện bằng tay 75

Hình 5.35: Sắp xếp linh kiện tự động 76

Hình 5.36: Hủy dấu Rasnet 77

Hình 5.37: Hủy dấu Rasnet và Force Vector 78

Hình 5.38: Lựa chọn quy tắc vẽ mạch 79

Hình 5.39: Quy tắc thiết kế mạch trên các lớp 79

Hình 5.40: Vẽ mạch tự động bằng công cụ Autorooter 80

Hình 5.41: Mạch in được phủ âm 81

Hình 5.42: Mặt trên của bản mạch 82

Hình 5.43: Mặt dưới của bản mạch 82

Hình 1.1 Giao diện chương trình 86

Hình 1.2 Giao diện chương trình 86

Hình 1.3 Hộp thoại Customize 87

Hình 1.4 Của sổ lệnh 87

Hình 1.5 Menu File 88

Hình 1.6 Lệnh Zoom 90

Hình 1.7 Danh mục các điểm thường trú, tạm trú 92

Hình 1.8 Cài đặt chế độ truy bắt điểm 93

Hình 1.9 Các điểm thường trú, tạm trú 93

Hình 2.2 Các phương pháp vẽ cung tròn 97

Hình 3.1 Sử dụng lệnh Move 99

Hình 3.2 Sử dụng lệnh Trim 99

Hình 3.3 Sử dụng lệnh Break 99

Hình 3.2 Sử dụng lệnh Extend 100

Hình 3.4 Sử dụng lệnh Rotate 100

Hình 4.1 Thanh công cụ Modify 104

Hình 4.2 Sử dụng lệnh Offset 104

Hình 4.3 Sử dụng lệnh Fillet 105

Hình 4.3 Sử dụng lệnh Chamfer 105

Hình 4.4 Sử dụng lệnh Chamfer theo khoảng cách 106

Hình 4.5 Sử dụng lệnh Chamfer theo góc 106

Hình 4.7 Sử dụng lệnh Mirror 107

Hình 4.8 Sử dụng lệnh Mirror xóa đối tượng gốc 108

Hình 4.9 Sử dụng lệnh Array theo dãy 109

Hình 4.10 Sử dụng lệnh Array theo tâm 109

.113

Hình 5.1 So sánh lệnh Line và Pline 113

Hình 5.2 Đa giác ngoại tiếp đường tròn 115

Hình 5.3 Đa giác nội tiếp đường tròn 115

Hình 5.4 Sử dụng lệnh Ellipse 116

Hình 5.5 Sử dụng lệnh Ellipse vẽ cung elip 116

Hình 5.6 Hình chữ nhật đã vát mép 117

Hình 5.7 Hình chữ nhật đã bo các góc 118

Hình 5.8 Sử dụng lệnh Spline 118

Hình 6.1 Cửa sổ Text Formatting 121

Hình 6.2 Các thanh công cụ ghi kích thước 121

Hình 6.3 Đo bằng lệnh Linear 121

Hình 6.4 Đo bằng lệnh Aligned 121

Hình 6.5 Đo bằng lệnh Radius 122

Hình 6.6 Đo bằng lệnh Diameter 124

Hình 6.7 Đo bằng lệnh Angular 125

Hình 6.8 Đo kích thước theo đường gióng gốc 125

Hình 6.9 Đo kích thước liên tiếp 126

Hình 6.10 Cửa sổ hiệu chỉnh kích thước 127

Hình 6.11 Cửa sổ hiệu chỉnh mũi tên và đường kích thước 127

Hình 6.12 Cửa sổ hiệu chỉnh kích thước và Font chữ 128

Hình 6.13 Mặt cắt chi tiết 128

Hình 6.14 Cửa sổ chọn dạng mặt cắt 129

Hình 6.15 Cửa sổ chọn mặt cắt theo chất liệu 130

LỜI MỞ ĐẦU

Trong thời kỳ công nghệ thông tin bùng nổ hiện nay, máy tính và các thiết bị điều khiển khả trình có mặt trong rất nhiều các dây truyền sản xuất Vai trò của chúng ngày càng trở nên quan trọng, thậm chí quyết định đến năng suất lao động cũng như chất lượng sản phẩm Vì vậy, người vận hành cần phải có tri thức và kỹ năng vững vàng để khai thác chúng,

Trong ngành điện và điện tử cũng vậy, việc tính toán thiết kế mạch điện và các thiết bị điện cũng được tự động hóa và điều khiển trên máy tính Một mạch điện trước khi được đưa ra thi công cần được thiết kế chi tiết và mô phỏng tính năng bằng các phần mềm chuyên dụng như Proteus, Orcad, Protel,… Đồng thời phải thiết kế phối cảnh trong môi trường xung quanh bằng phần mềm autocad Từ đó, các kỹ sư, chuyên gia mới đưa ra bản thiết kế chi tiết hoàn chỉnh thiết bị hoặc hệ thống

Để sau khi ra trường, sinh viên ngành Điện, điện tử dễ dàng nắm bắt công việc và đáp ứng được yêu cầu của nhà tuyển dụng, nhóm giảng viên Bộ môn Tự động hóa Khoa điện trường Đại học Sao Đỏ thiết kế giáo trình Phần mềm ứng dụng với các nội dung chính như sau:

Phần 1 Phần mềm Proteus Giới thiệu các tính năng nổi bật của phần mềm Proteus

và phương pháp sử dụng để thiết kế, mô phỏng, phân tích mạch điện, điện tử

Phần 2 Phần mềm Autocad Giới thiệu và trình bày một số lệnh thường được sử dụng trong việc thiết kế mạch điện trong thực tế

Cuối mỗi chương, nhóm tác giả đều đưa ra các bài tập ứng dụng để sinh viên có thể áp dụng ngay

Với giáo trình này, nhóm tác giả hy vọng sẽ giúp ích cho sinh viên ngành điện, điện tử và những độc giả quan tâm có kiến thức cần thiết phục vụ cho công việc của mình Với khối lượng kiến thức tương đối lớn, giáo trình có lẽ khó tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận được ý kiến đóng góp của độc giả để lần tái bản được hoàn chình hơn

Nhóm tác giả

PHẦN 1: PROTEUS CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PROTEUS VSM

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Trong lĩnh vực khoa học công nghệ ngày càng phát triển không ngừng, ngành tin học nói chung đã có mặt hầu như trong tất cả các ngành nghề từ đơn giản đến phức tạp Công nghệ tin học đã giúp ích không nhỏ vào công việc giảng dạy và mang lại nhiều kết quả Proteus VSM (Virtual Simulation Microprocessor) là chương trình tạo và chạy các mạch điện, các mạch có vi xử lý và mô phỏng quá trình làm việc của mạch nguyên lý, giúp cho người học điện tử hình dung trực quan hơn vào thực tế của các linh kiện điện tử Phần mềm Proteus VSM được viết bởi công ty Labcenter Electronics Proteus đã được sử dụng khá rộng rãi trên 35 quốc gia Proteus đã tự khẳng định thế mạnh của nó về mô phỏng các nguyên lý giống với thực tế, trên 12 năm càng ngày nó càng hoàn thiện và phát triển mạnh Proteus cung cấp cho người sử dụng hầu như toàn bộ các linh kiện điện tử để người dùng có thể tạo ra được các mạch nguyên lý và sau cùng là chạy thử và so sánh với kết quả thực tế Chính vì Proteus có thể tạo và chạy được các mạch đơn giản cũng như các mạch phức tạp nên có thể dùng nó trong giảng dạy, trong các phòng thí nghiệm điện

- Ngoài ra Proteus còn cung cấp cho người sử dụng các công cụ mạnh mà các phần mềm khác hầu như không có Chẳng hạn thư viện LED với các loại màu sắc khác nhau kể cả led 7 đoạn Nhưng phần hiển thị mạnh nhất mà Proteus cung cấp là LCD, nó có thể mô

phỏng cho rất nhiều LCD từ đơn giản đến phức tạp.

Một ưu điểm nữa của Proteus là có thể mô phỏng công cụ phát và thu tín hiệu từ các mạch giao tiếp với máy tính qua công cụ RS232 Trong đó người sử dụng có thể điều khiển được quá trình truyền phát, tốc độ Baud … giúp cho người lập trình có thể mô phỏng các mặt truyền phát tín hiệu

- Một điểm mạnh khác của Proteus là cung cấp cho người sử dụng công cụ biên dịch cho các họ vi xử lý như MSC51, AVR … Qua đó tạo ra các tập tin HEX dùng để nạp cho vi

xử lý và tập tin DSI dùng để xem và chạy kiểm tra từng bước trong chương trình mô phỏng

- Đối với các mạch vi xử lý Proteus không những cung cấp hình ảnh thực tế của các linh kiện xuất mà còn cung cấp cho người lập trình rất nhiều các cửa sổ thông báo các nội dung của bộ nhớ, con trỏ, thanh ghi, …

- Proteus có một thư viện khá lớn với hơn 6000 linh kiện các loại và càng ngày càng được

bổ sung Ngoài ra còn có keypad (ma trận phím tạo đơn giản cho người thiết kế khi cần thao tác trên các ma trận phím)

1.2.2 Khả năng ứng dụng

- Proteus được sử dụng để mô phỏng phân tích các kết quả từ các mạch nguyên lý Proteus giúp cho người sử dụng có thể thấy trước mạch thiết kế chạy đúng hay sai trước khi thiết kế trên bo mạch

- Các công cụ phục vụ cho việc phân tích mạch có độ chính xác khá cao như đồng hồ vôn hay ampe, máy đo dao động

- Proteus là phần mềm ứng dụng tốt cho giảng viên, sinh viên chuyên ngành kỹ thuật điện, điện tử vì Proteus cung cấp khá đầy đủ các linh kiện và thiết bị từ cơ bản đến phức tạp

- Có thể xây dựng các thiết bị thí nghiệm ảo Từ đó tiết kiệm được kinh tế mua thiết bị và xây dựng các phòng thí nghiệm

1.2.3 Khả năng phân tích

Phân tích một số mạch điện, điện tử đơn giản

Phân tích các mạch các họ vi điểu khiển

Phân tích mạch qua các đồ thị, các máy đo ví dụ:

+ Phân tích Analogue

+ Phân tích Digital

+ Phân tích tần số

+ Phân tích âm thanh

+ Phân tích truyền phát dữ liệu

1.2.4 Nhược điểm

được biết đến nên rất khó kiếm ngoài thực tế Mặt khác tài liệu hay hướng dẫn sử dụng còn hạn chế.

+ Trong khi thiết kế có nhiều phần trong Proteus chạy không theo một quy tắc nào làm người sử dụng đôi lúc gặp khó khăn

+ Sử dụng khá phức tạp nhất là đối với các mạch vi xử lý hay các mạch cần chỉnh sửa các tính chất các linh kiện (do quá nhiều tính chất phải điều chỉnh)

+ Hướng dẫn sử dụng trong Proteus hoàn toàn bằng tiếng anh nên đòi hỏi người sử dụng cũng phải có trình độ tiếng anh chuyên môn điện, điện tử

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ MẠCH NGUYÊN LÝ

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Bất kỳ một mạch điện nào từ đơn giản đến phức tạp, thì phần cơ bản nhất của nó là

sơ đồ nguyên lý Dựa vào sơ đồ nguyên lý người thiết kế cũng như người đọc hiểu được một phần hay toàn phần nguyên lý hoạt động của mạch Do đó sơ đồ nguyên lý là một phần không thể thiếu ở bất kỳ mạch nào cũng như phần mềm nào về mạch điện Qua đó tùy từng phần mềm có thể phân tích mạch để đưa ra các kết quả thực nhiệm xem đạt được

sự yêu cầu chưa Tương tự như các phần mềm khác, bước đầu cũng phải tạo ra sơ đồ nguyên lý để dựa vào đó chương trình có thể phân tích và so sánh mạch với kết quả thực

tế cũng như kiểm tra các công thức tính toán

2.1.1 Cách mở proteus trong window.

- Khi Proteus được cài đặt hoàn chỉnh, để mở Proteus vào Start -> Program ->

Proteus Lite -> Chọn ISIS

Hình 2.1 Menu mở chương trình Proteus.

Để có thể mở nhanh phần mềm proteus, kéo biểu tượng ra màn hình

Hình 2.2: Biểu tượng dùng để mở nhanh Proteus VSM trên Desktop

2.1.2 Giao diện cơ bản Proteus VSM.

Sau khi mở chương trình Proteus khi phần mềm khởi động hoàn tất thì, sẽ thấy phần giao diện cơ bản của nó gần như sau:

Hình 2.3: Giao diện cơ bản sau khi khởi động Proteus

Nếu như chương trình không hiển thị đầy đủ, có thể vào menu View -> Toolbar để loại bỏ hay thêm vào thanh công cụ mình cần

Hình 2.4: Menu dùng lấy các thanh công cụ dùng trong thiết kế

Sau khi chọn Toolbar chương trình sẽ đưa ra một cửa sổ cho, chọn hay loại bỏ công cụ cần

Hình 2.5: Cửa sổ lựa chọn thanh công cụ cần thiết trong thiết kế.

Trong đó:

- File Toolbar: Các công cụ thông thường tạo trang mới mở trang lưu trang …

- View Toolbar: Các công cụ phóng to, thu nhỏ, ô lưới …

- Edit Toolbar: Các công cụ chỉnh sửa copy xóa …

- Design Toolbar: Các công cụ phục vụ trong thiết kế …

2.1.3 Khái quát các biểu tượng dùng trong chương trình

a Các biểu tượng cơ bản

• New: Tạo trang thiết kế mới

• Open: Mở trang đã thiết kế

• Save: Lưu trang đang thiết kế

• Print: In trang thiết kế

• Export Section: lưu file import.

b Các biểu tượng thao tác về màn hình:

Hình 2.6: Các biểu tượng thao tác về màn hình

• Redraw: Vẽ lại màn hình thiết kế (làm tươi lại màn hình)

• Grid: Bật tắt ô lưới

• Cursor: Đặt biểu tượng con trỏ luôn có dạng X

• Pan: Di chuyển trang thiết kế

• Zoom in: Phóng lớn trang thiết kế

• Zoom out: Thu nhỏ trang thiết kế

• View All: Xem toàn bộ trang thiết kế

• View Area: Xem một phần trang thiết kế

Hình 2.7: Các biểu tượng thao tác

• Component: Mở cửa sổ linh kiện đang thiết kế (cửa sổ device)

• Junction Dot: Đặt điểm nối

• Wire Label: Đặt tên cho dây nối, tên cho Bus

• Bus: Đi dây dạng bus

• Sub-Circuit: Đặt một kí hiệu mạch

• Instant Edit: Chỉnh sửa linh kiện

• Terminal: Mở cửa sổ lấy nguồn.đất

• Device Pin: Các ký hiệu chân

• Graph: Mở cửa sổ các đồ thị mô phỏng

• Tape: Công cụ phát Tap Recorder

• Generator: Mở cửa sổ các công cụ phát sóng: sin, DC, clock …

• Voltage Probe: Lấy công cụ đặt điểm dò vôn

• Current Probe: Lấy cộng cụ đặt điểm dò dòng điện

• Multi Meter: Lấy các máy đo, máy phát dao động …

• Line: Lấy các dây nối mạch

• Box Circle, Arc.2D Path: Các dạng hình thiết kế, hình chữ nhật, hình tròn

• Text: Đặt chú thích vào trang thiết kế

• Symbol: Mở cửa sổ lấy các kí hiệu

• Maker: Lấy các kí hiệu thiết kế

c Các biểu tượng phục vụ trong thiết kế

Hình 2.8: Các biểu tượng phục vụ trong thiết kế

• Real Time Snap: Bật, tắt tính bắt điểm lưới khả năng bắt các đối tượng khi con trỏchuột chỉ vào

• Wire Autorouter: Bật, tắt tính điều chỉnh đường vẽ (tự động tạo ra vuông góc khi ngưới sử dụng kéo xiên đường dây nối)

• Search & Tag: Công cụ tìm kiếm

• Property Assigment Tool: Vào cửa sổ chân linh kiện đang chọn

• New Sheet: Tạo thêm trang mới trong cùng trang đang thiết kế (trang thứ 2)

• Delete Sheet: Xóa một trang

• Goto Sheet: Di chuyển đến trang n

• Zoom To Child: Vào trang con

• Return to Parent: Trở về trang thiết kế chính

• Bill of Material: Tạo tập tin lưư kết quả tính chất các linh kiện trong trang thiết kế

• Electrical Rules Check: Kiểm tra sơ đồ nguyên lý trong trang thiết kế

• Nestlist to Ares: Gọi chương trình tạo mạch in

d Các biểu tượng chỉnh sửa.

• Block Move: Di chuyển một khối đã chọn.

• Block Delete: Xóa khối đã chọn

• Pick Device / Symbol: Mở cửa sổ thư viện linh kiện

• Make Device: Mở cửa sổ chỉnh sửa các tính chất linh kiện đang được chọn

• Decompose: phá vỡ đối tượng đang chọn thành nhiều phần

• Package Tool: Mở cửa sổ thay đổi sơ đồ chân linh kiện

e Các biểu tượng xoay, đối xứng.

Hình 2.10: Các biểu tượng xoay, đối xứng.

Rotate Clockwise: xoay linh kiện được chọn

• Rotate Anti- clockwise: Xoay linh kiện được chọn (có kiểm tra và vẽ lại dây)

• Flip X axis: Đối xứng linh kiện theo trục Y

• Flip Y axis: Đối xứng linh kiện theo trục X

2.2 BƯỚC ĐẦU THIẾT KẾ MẠCH

2.2.1 Cách tạo một trang thiết kế mới

Để tạo một trang mới thiết kế mạch, có thể làm theo các cách sau:

Vào menu File -> New Design

Chọn biểu tượng new design trên thang công cụ

2.2.2 Đặt tên cho bản thiết kế.

Để đặt tên cho mạch thiết kế vào menu -> Design

Sau đó chọn mục Edit Desgin Properties

Cửa sổ xuất hiện như sau: Điền vào các thông số mạch thiết kế như tiêu đề (title) người thiết kế (Author)

Hình 2.11: Cửa sổ cài đặt tên cho mạch người thiết kế.

Do tùy từng mạch thiết kế, cần phải đặt hay cần phải chỉnh sửa lại khổ giấy khi mà bản thiết kế của, lớn hơn khổ giấy mặc định ban đầu của chương trình là A4

Để thay đổi khổ giấy, vào menu System -> chọn Set Sheet Sizes

Trang cửa sổ lựa chọn khổ giấy cho trang thiết kế có dạng như sau:

Hình 2.12: Cửa sổ chọn khổ giấy cho trang thiế kế

Chọn khổ giấy thiết kế và nhấn OK

Trong quá trình thiết kế nếu mạch lớn hơn khổ giấy đã định trước, dùng cách này để tăng khổ giấy thiết kế lớn hơn

2.2.3 Cài đặt các thông số màu sắc cho bản thiết kế.

Trong khi thiết kế mỗi người thiết kế đều có sở thích riêng về màu sắc trang thiết

kế Để cài đặt các thông số cơ bản cho trang thiết kế như: màu nền, màu dây, ô lưới, các mức điện áp hay các mức logic 0,1 …, vào menu Template -> chọn Set Design Defauts.Cửa sổ chỉnh sửa có dạng như sau:

Hình 2.13: Cửa sổ màn hình chỉnh sửa các thông số màu sắc trang thiết kế

Sau khi chỉnh sửa thông số các màu theo sở thích thì nhấn OK

2.3 CÁC THAO TÁC CƠ BẢN TRÊN BẢN VẼ

2.3.1 Phóng to, thu nhỏ, di chuyển trang thiết kế.

a Phóng to hay thu nhỏ trang thiết kế

Để phóng to hay thu nhỏ có thể dùng các cách sau:

- Dùng chuột giữa

- Dùng công cụ: Zoom in Zoom Out

- Dùng phím tắt: F6 để phóng to, F7 để thu nhỏ, F8 dùng để xem toàn bộ trang đang thiết kế

b Di chuyển màn hình thiết kế.

Các cách di chuyển màn hình thiết kế:

- Dùng biểu tượng trên thanh công cụ (Pan) và nhấn chuột tại vị trí cần di chuyển đến

- Dùng phím tắt: F5 kết hợp với di chuột đến các vị trí cần di chuyển

2.3.2 Cài đặt và hủy bỏ ô lưới.

Để cho việc thiết kế dễ dàng, khi thiết kế sơ đồ nguyên lý nên bật ô lưới cho trang thiết kế Để bật ô lưới vào menu View -> Grid hay nhấn phím tắt G

2.3.3 Các điều chỉnh phụ trong menu View

Redraw: khi thiết kế lấy, xóa, quay hay di chuyển màn hình., sẽ thấy xuất hiện các nét không vẽ mà lại có hiện lên màn hình thiết kế Để làm mất các nét đó, dùng lệnh Redraw trong menu View hay biểu tượng Redraw trên thanh công cụ cách đơn giản nhất

là dùng phím tắt R

Snap 10th, 50th, 100th, 500th dùng thay đổi tỷ lệ của các ô lưới trong trang thiết kế

2.4 CÁC THAO TÁC CƠ BẢN TRÊN LINH KIỆN

2.4.1 Cách mở thư viện linh kiện.

Để mở cửa sổ Library lấy linh kiện

- Trên menu, chọn Library → Pick Device/Symbyl …

Hình 2.14: Menu chọn thư viện linh kiện

- Hoặc, cũng có thể vào biểu tượng: Pick devices trên cửa sổ DEVICES

Hình 2.15: Cửa sổ linh kiện DEVICES

-Ta cũng có thể dùng phím tắt P để mở thư viện

Sau khi, chọn mở thư viện (một trong các cách trên) thì cửa sổ thư viện sẽ xuất hiện như sau:

Hình 2.16: Cửa sổ thư viện lấy linh kiện

Trong đó:

- Keyword: Từ khóa để tìm linh kiện

- Category và Sub-catelogy: Chứa các thư viện trong chương trình Proteus

- Result: Hiển thị các linh kiện khi chọn thư viện hay đánh tên trên mục Keyword

- Schematic Preview: Hiển thị hình dạng của linh kiện

2.4.2 Cách tìm và chọn linh kiện trong thư viện vào cửa sổ Devices:

Sau khi mở thư viện xong, để lấy linh kiện trong thư viện vào cửa sổ Devices, có thể thực hiện theo các cách sau:

+ Cách 1

- Có thể đánh chính xác tên linh kiện vào trong Keywords (Proteus có khả năng dò tìm không chính xác nếu như không thể nhớ đầy đủ) cho tất cả các linh kiện có tên gần như vậy cho lựa chọn

- Search linh kiện cần tìm trong cửa sổ Results

Ta có thể nhìn thấy linh kiện trong cửa sổ Schematic preview khi đã Click chọn linh kiện đó

- Lấy linh kiện ra cửa sổ Devices bằng cách nhấn đúp vào linh kiện đã chọn

- Cứ tiếp tục các thao tác như vậy cho đến khi lấy xong các linh kiện cần thiết cho việc vẽ mạch

- Khi lấy xong các linh kiện cần thiết cho việc vẽ mạch, thoát ra khỏi thư viện bằng cách nhấn Cancel hoặc phím Esc

+ Cách 2

- Trong của sổ thư viện có nhiều thư viện nhỏ

- Click chọn vào một trong các thư viện nhỏ đó

- Search linh kiện cần tìm trong cửa sổ Results

- Có thể nhìn thấy linh kiện trong cửa sổ Schematic preview khi đã Click chọn linh kiện đó

Thao tác lấy linh kiện như mục trên, khi nhấn đúp chuột vào linh kiện trong cửa sổ Result thì linh kiện sẽ được thêm vào màn hình trang thiết kế (cửa sổ DEVICE) hình 2.17 Khi lấy xong các linh kiện cần thiết cho việc vẽ mạch, thoát ra khỏi thư viện bằng cách nhấn Cancel hoặc phím Esc

Hình 2.17: Minh họa khi thêm linh kiện vào trang thiết kế

Ví dụ: Lấy các linh kiện sau: 80C51, điện trở, tụ thạch anh, led, động cơ

- Tại cửa sổ (Preview) ngoài đặc tính cho biết chân linh kiện nó còn cho biết là linh kiện

sẽ lấy có thể chạy được mô phỏng hay không Nếu chương trình không hỗ trợ linh kiện thì

sẽ có dòng No Simulator Model

2.4.3 Cách chọn, đặt và hiệu chỉnh các thông số của linh kiện.

Sau khi lấy linh kiện ra cửa sổ Devices và thoát khỏi thư viện, lấy linh kiện từ của sổ Devices ra trang thiết kế, thao tác như sau:

a Lấy linh kiện ra trang thiết kế.

kiện sẽ được đặt tại đó Tiếp tục di chuyển chuột để đặt các linh kiện tiếp theo chương trình sẽ tự động tăng số linh kiện lên sau mỗi lần nhấn chuột.

b Di chuyển, xoay, xóa linh kiện trong trang thiết kế.

+ Di chuyển linh kiện:

Khi lấy linh kiện trong cửa sổ Devices ra trang thiết kế Nếu sắp xếp không hợp lý hoặc vì một lý do nào đó cần di chuyển linh kiện thì, có những thao tác sau:

- Click phải vào linh kiện cần di chuyển, sau đó click trái và kéo linh kiện đến nơi cần di chuyển đến

- Cũng có thể dùng thanh công cụ di chuyển có thể giúp người dùng di chuyển một khối Sau khi chọn khối cần di chuyển (bằng nhấn giữ và kéo chuột phải), nhấn vào biểu tượng di chuyển khối sau đó đưa khối đến vị trí mới

+ Xoay linh kiện:

Trong khi thiết kế mạch, để bản vẽ trở nên tường minh, khoa học thì các dây nối giữa các chân linh kiện ít chồng chéo Để làm được điều đó, có thể xoay các linh kiện để tìm ra phương án tối ưu nhất

Để xoay các linh kiện, có cách sau:

* Cách 1:

- Click phải vào linh kiện cần xoay (chọn linh kiện)

- Bấm chọn vào các biểu tượng xoay (set Rotation Horizontal Reflection Vertical

- Reflection) hoặc nhấp góc cần xoay vào

Hình 2.19: Biểu tượng xoay, lấy đối xứng linh kiện

* Cách 2

- Click phải vào linh kiện cần xoay

- Bấm chọn vào các biểu tượng xoay Rotate/Reflect Tagged Objects

Hình 2.20: Biểu tượng xoay, di chuyển, copy, xóa

Khi, bấm chọn vào biểu tượng xoay Rotate/Reflect Tagged Objects thì xuất hiện cửa sổ:

Hình 2.21: Cửa sổ nhập góc cần xoay

- Nhập góc xoay vào Angle

- Nhấn chon OK

+ Xóa một linh kiện:

- Click phải vào linh kiện cần xoá

- Bấm vào biểu tượng Delete All Tagged:

- Hoặc, có thể nhấp chuột phải hai lần vào linh kiện cần xóa

- Cũng có thể nhấn DEL để xoá linh kiện

c Sửa các thông số kỹ thuật của linh kiện

Để vẽ mạch một cách nhanh chóng, không nhất thiết phải lấy linh kiện có các thông số chính xác nhất là trong mạch có nhiều linh kiện giống nhau nhưng khác các thông số kỹ thuật Nếu lấy từng linh kiện đúng với các thông số cần tìm thì sẽ mất rất nhiều thời gian và đôi khi trong thư viện không có linh kiện có các thông số cần tìm Vì vậy, cần phải sửa các thông số kỹ thuật cho linh kiện

* Ví dụ: Chỉnh sửa các thông số cơ bản cho động cơ bước

- Tại cửa sổ thông số động cơ bước, có thể chỉnh các thông số cơ bản: Nguồn của động

cơ, số bước điện trở cuộn dây … Sau đó nhấp OK để hoàn tất quá trình chỉnh sửa

Các linh kiện khác khi cần chỉnh sửa lại các giá trị mặc định trong Proteus, làm tương tự như cách trên

d Nối dây cho mạch thiết kế

Sau khi lấy và sắp xếp các linh kiện theo mong muốn Cần nối các chân linh kiện cho mạch như sau:

- Vào biểu tượng 2D graphics line để nối dây cho mạch

Hình 2.23: Cách lấy các dây vẽ

- Chọn kiểu dây nối cho mạch trong cửa sổ GRAPHICSTYLES

Các kiểu nối dây thông dụng:

Hình 2.24: Cửa sổ chọn dây vẽ cho mạch nguyên lý

+ Cách nối dây Wire:

- Chọn kiểu dây nối là Wire sau đó đưa chuột đến các vị trí cần nối

* Ví dụ: Vẽ wire và nối dây cho linh kiện

Lấy các linh kiện như hình vẽ sau và đặt vào trang thiết kế: Relay, Button, Motor DC

Hình 2.25: Ví dụ điều khiển động cơ DC

Trong khi nối dây, nếu bật biểu tượng (real time annotation) lên Enable thì khi đưa con trỏ vào chân linh kiện sẽ có biểu tượng X tại chân linh kiện giúp vẽ mạch dễ dàng hơn (hình trên tại chân Relay) ngược lại thì không có biểu tượng X khi đưa con trỏ tới chân linh kiện

Trong quá trình nối dây, Proteus có thể tạo ra các đường vuông góc khi nối dây theo đường chéo làm cho mạch thiết kế đẹp hơn Muốn thế, phải bật biểu tượng (Wire Auto Router)

Hình 2.26: Hai cách vẽ trong chương trình

- Hình trên so sánh hai phương pháp vẽ.Tuy nhiên, cũng có thể vẽ đẹp mà không cần bật (wire auto router) bằng cách vẽ từng đoạn vuông góc (nhấn chuột trái tại các điểm dừng của mỗi đoạn thẳng) Nhưng phương pháp này khá phức tạp và lâu khi thiết kế các mạch lớn Đặc tính Wire Auto Router mang lại kết quả tuy có lúc không vừa ý nhưng nó giúp thiết kế mạch nhanh và đẹp hơn

Lưu ý: Khi nối dây Wire từ Bus ra, do từ Bus có nhiều dây cùng ra nên cần phải đặt tên cho từng dây để chương trình có thể hiểu từng dây trong bó dây sẽ nối ra (vào) từ

+ Cách nối BUS:

- Vào biểu tượng 2D graphics line để nối dây cho mạch

- Chọn kiểu dây nối BUS WIRE cho mạch trong cửa sổ GRAPHICSTYLESHoặc, cũng có thể vào biểu tượng BUS

Hình 2.27: Cách chọn biểu tượng lấy dây BUS vẽ

+ Cách đặt tên cho BUS:

Sau khi, nối BUS xong, tiến hành đặt tên cho BUS bằng cách:

Hình 2.28: Cách chọn biểu tượng đặt tên cho dây

- Click phải chuột vào đoạn BUS cần đặt tên

- Click trái chuột vào đoạn BUS cần đặt tên thì xuất hiện cửa sổ

Hình 2.29: Cửa sổ đặt tên cho dây vẽ

- Đánh tên cần đặt cho BUS vào String: vd: AD[0 7] → OK

+ Cách đặt tên cho các dây WIRE nối từ BUS: Tương tự như cách đặt tên cho BUS nhưng

ở đây, có thể chọn một trong các tên có sẵn trong String → OK Nếu như trước đó, chưa đặt tên thì đánh thẳng vào ô String tên cần đặt

Hình 2.30: Cửa sổ chọn tên cho dây vẽ

Ví dụ nối Bus – Wire:

Hình 2.31: Ví dụ các cách vẽ wire, bus

c Kiểu nối INPUT, OUTPUT:

Để cho mạch thiết kế gọn và đơn giản, dùng Kiểu nối INPUT, OUTPUT

+ Kiểu nối INPUT, OUTPUT:

- Click chọn vào biểu tượng Inter-sheet Terminal

Hình 2.32: Cách chọn biểu tượng lấy dây nguồn

- Chọn kiểu dây nối INPUT, OUTPUT trong thư viện TERMINALS

Nguồn và mass cấp cho mạch cũng được lấy từ thư viện này (POWER, GROUND)

Hình 2.33: Cửa sổ lấy nguồn

- Lấy ký hiệu INPUT, OUTPUT ra trang thiết kế và đặt tên cho nó

* Ví dụ: Dùng INPUT, OUTPUT thiết kế mạch điều khiển động cơ bước

Hình 2.34: Dùng phương pháp INPUT, OUTPUT

2.4.4 Phương pháp cấp nguồn cho mạch

a Các thao tác lấy nguồn ra trang thiết kế

- Click chọn vào biểu tượng Inter-sheet Terminal

- Click chọn POWER MASS trong thư viện TERMINALS

- Lấy nguồn và mass ra trang thiết kế

b Cách ghi điện áp và sửa chữa các thông số kỹ thuật của nguồn

- Click phải vào nguồn cần ghi hoặc sửa giá trị điện áp

- Sau đó Click trái vào nguồn cần ghi hoặc sửa giá trị điện áp

Hình 2.35: Cửa sổ chỉnh sửa nguồn

Sau đó đánh giá trị nguồn nuôi cho mạch vào String → OK

2.4.5 Kiểm tra sơ đồ mạch nguyên lý

- Kiểm tra sơ đồ mạch sau khi hoàn thành xong mạch thiết kế là rất quan trọng, nó giúp tìm ra được những lỗi còn sai sót trong thiết kế chưa phát hiện ra được Để kiểm tra lỗi trong sơ đồ mạch, thao tác như sau:

- Vào Tool→ Electrical Rule Check hay dùng biểu tượng Đọc và tìm lỗi trong các dòng thông báo trong cửa sổ Electrical Rule Check – ISIS Professional (Demo)

Hình 2.36: Cửa sổ kiểm tra lỗi trang thiết kế

- Bảng kiểm tra lỗi ở trên báo lỗi trên linh kiện U1 (AT89C51) thiếu mạch Reset, mạch dao động, nguồn áp tại chân EA (31) Sau khi chỉnh sửa lại mạch kiểm tra lại, sẽ không thấy báo lỗi và dòng thông báo cuối cùng là No ERC errors found

- Đến đây mạch coi như đã hoàn chỉnh về sơ đồ nguyên lý Lưu lại mạch thiết kế bằng cách vào menu save hay dùng thanh công cụ như các phần mềm khác

2.5 BÀI TẬP

Vẽ sơ đồ nguyên lý các mạch điều khiển sau:

Hình 2.37: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển LED đơn

Hình 2.38: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển LED 7

Hình 2.39: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển động cơ bước

CHƯƠNG 3 CHẠY MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH MẠCH NGUYÊN LÝ CƠ BẢN

3.1 CÁCH MỞ SƠ ĐỒ ĐÃ THIẾT KẾ

Công việc trước tiên để chạy mô phỏng hay phân tích một sơ đồ nguyên lý là mở

nó Để mở một trang đã thiết kế có thể dùng các cách sau:

+ Vào menu File -> Load Design -> chọn tập tin cần mở

+ Dùng biểu tượng Load Design trên thanh công cụ

+ Dùng phím tắt L

3.2 CÁC CÔNG CỤ DÙNG PHÂN TÍCH MẠCH

3.2.1 Biểu tượng lấy các máy đo phân tích mạch

OSCILOSCOPE: Máy hiện sóng

COUNTER TIMER: Bộ đếm, định thời ảo

VIRTUAL TERMINAL: Cổng truyền thông nối tiếp ảo

SIGNAL GENERATOR: Máy phát tín hiệu

DC/AC AMMETER: Ampe kế 1 chiều, xoay chiều

DC VOLTMETER: Vôn kế 1 chiều

3.2.2 Biểu tượng lấy các đồ thị phân tích mạch

ANALOGUE: Phân tích tín hiệu tương tự

DIGITAL: Phân tích tín hiệu số

NOISE: Phân tích tín hiệu tiếng ồn

FURRIER: Phân tích Furie

AUDIO: Phân tích tín hiệu âm thanh

3.2.3 Biểu tượng lấy và đặt các ống dò điện áp, dòng điện

3.3 CHẠY MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH MẠCH

3.3.1 Chạy mô phỏng.

- Khi mạch thiết kế hoàn chỉnh quá trình đơn giản là chạy mô phỏng quá các công cụ của

Proteus

Biểu tượng chạy toàn bộ chương trình thiết kế

Biểu tượng chạy từng bước chương trình thiết kế

Biểu tượng tạm dừng chương trình đang chạy

Biểu tượng dừng toàn bộ chương trình đang chạy

- Trong quá trình chạy mô phỏng, có thể bật các lớp màu nguồn, các mức điện áp chân, dòng điện theo chiều mũi tên Vào menu System -> Set Animation Options, cửa sổ tính chất xuất hiện

Hình 3.1: Cửa sổ điều chỉnh các thông số chạy mô phỏng đơn giản.

Trong đó:

Show Voltage & Current on Probes: Hiển thị vôn, dòng trên ống dò

Show Logic State of pins: Hiển thị mức logic của chân IC

Show wire Voltage by Colours: Hiển thị màu của điện áp nguồn, đất

Show wire Current with arrows: Hiển thị dòng điện chạy dạng mũi tên

Simulation Speed: Chỉnh các thông số thời gian chạy mô phỏng

(Voltage / Current Ranges: Dải đo áp, dòng cho các IC (do các linh kiện không có chân nguồn)

Ví dụ: Điều chỉnh các thông số và chạy mạch cơ bản sau

Hình 3.2: Mô phỏng chiều dòng điện.mức điện áp

3.3.2 Phân tích mạch bằng các máy công cụ

a Đo điện áp, đo dòng điện các mạch đơn giản.

Để lấy máy đo vôn AC chọn biểu tượng trên thanh công cụ, tại cửa sổ Instruments chọn AC VOLTMETER Để đo dòng tiêu thụ của bóng đèn như hình trên dùng máy đo Ampe AC AMMETER Sau đó nối dây cho mạch như hình 3.3 Khi đo áp thì mắc song song với vị trí cần đo, còn đo dòng điện thì phải mắc nối tiếp với linh kiện cần đo

Mở thuộc tính các máy đo để điều chỉnh thông số:

- Display Range: chọn kiểu hiển thị vôn, mili vôn Ampe hay mili ampe …Sau khi nối dây cho các máy đo như hình 3.3 Chạy mô phỏng, ta thu được các trị số V,A trên các máy đo.

Hình 3.3: Kết quả các máy đo khi chạy mô phỏng.

Kiểm tra kết quả đo so với lý thuyết:

Hình 3.4: Cách đặt các ống dò và kết quả khi chạy mô phỏng

So sánh kết quả với cách đo bằng đồng hồ:

V1 = 4.39173 + 4.18367 = 5.5754 VV2 = 4.18367 + (-7.58504) = 3.401 V Kết luận: Phép dùng các ống dò cho kết quả gần đúng với kết quả dùng đồng hồ đo Và

so với lý thuyết cũng không sai lệch nhiều

c Dùng máy dao động ký

Ví dụ: Đo dao động trên mạch sau:

Hình 3.5: Mạch nguyên lý cơ bản dùng máy phát máy đo dao động.

Khi chạy mô phỏng, chương trình sẽ thu được hình dạng các máy phát và máy đo dao động như sau:

Hình 3.6: Máy đo dao động

Hình 3.7: Máy phát dao động.

- Điều chỉnh các thông số của máy phát, máy thu, các dạng tín hiệu của máy phát

- Xem kết quả thu được

- Có thể dùng máy đo dao động để do dao động của tất cả các mạch nguyên lý cơ bản cũng như đo các linh kiện điện tử cơ bản khác

3.3.3 Phân tích mạch bằng các đồ thị.

* Biểu tượng chứa các đồ thị dùng cho phân tích mạch:

- Phầm mềm proteus cung cấp cho người sử dụng một công cụ khá hữu dụng là các đồ thị phân tích: sóng, tần số, âm thanh, digital

- Biểu tượng lấy các đồ thị phân tích:

- Khi chọn biểu tượng phân tích bằng đồ thị các đồ thị dùng phân tích nằm trong cửa sổ INSTRUMENTS Chọn biểu tượng đồ thị cần phân tích nhấn và giữ chuột trái để đặt đồ thị vào trang thiết kế đến khi đồ thị có độ lớn yêu cầu

Bảng 3.1: Các đặc tính cơ bản của cửa sổ Edit Graph

2 Start time Thời gian bắt đầu quá trình phân tích

3 Stop time Thời gian kết thúc quá trình phân tích Transfer.conformance,

digital,analogue,

4 Left Axis Label Nhãn trục trái

frequence.noise …

15 No Steps/Interval Khoảng ngừng bước

17 Loop time Thời gian lặp lại quá trình phân tích Audio

20 Max Frequency Tần số quét cao nhất

a Phân tích Analog.

- Khảo sát và phân tích mạch cơ bản sau:

Hình 3.8: Mạch cơ bản dùng IC741

Các bước phân tích mạch Analog: Đặt đầu dò vào ngõ ra của 741

- Đặt công cụ lấy mẫu Vol qua biểu tượng

- Sửa tên tín hiệu lấy mẫu là Output Nhấn chuột phải chuột tại biểu tượng tín hiệu sau đó nhấn chuột trái cửa sổ sửa tên có dạng sau:

Hình 3.9: Cửa sổ chỉnh sửa tên tín hiệu lấy mẫu Vol Probe

- Đặt lại tên cho tín hiệu là OUTPUT

- Lấy đồ thị phân tích Analogue từ biểu tượng trên thanh công cụ và đặt đồ thị vào trang thiết kế

Hình 3.10: Hình dạng ban đầu của đồ thị đặt vào trang thiết kế

- Sau khi đặt đồ thị vào trang thiết kế để chỉnh sửa các thông số cơ bản của đồ thị: Chọn

đồ thị hay vào menu Graph -> Edit Graph xuất hiện cửa sổ Edit Graph có dạng sau: