Sử Dụng Toàn Diện Proteus VSM potx

Simulation Electronics with Proteus CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PROTEUS VSM I - Giới thiệu chung : Trong lónh 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 không nhỏ. 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 đònh thế mạnh của nó về mô phỏng các mạch nguyên lý sát với thực tế, trên 12 năm càng ngày nó càng được hoàn thiện và phát triển mạnh .Protesu 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 nhiệm điện tử cũng như trong thực hành vi xử lý … Phần mềm Proteus chạy trong môi trường Window 32 bit , yêu cầu của nó về phần cứng cũng đơn giản CPU 300MHz trở lên. II- Các chức năng cơ bản của Proteus. 1 . Các ưu điểm: - Dễ dàng tạo ra một sơ đồ nguyên lý đơn giản từ các mạch điện đơn giản, đến các mạch có bộ lập trình vi xử lý . - Dễ dàng chỉnh sửa các đặc tính của linh kiện trên sơ đồ nguyên lý : chỉnh sửa số bước của động cơ bước, chỉnh sửa nguồn nuôi cho mạch ,thay đổi tần số hoạt động cơ bản của vi xử lý… - Công cụ hỗ trợ kiểm tra lổi thiết kế trên sơ đồ nguyên lý . Xem và lưu lại phần báo lỗi . - Chạy mô phỏng và phân tích các tính chất của mạch điện cơ bản . Công cụ hỗ trợ cho việc chạy và mô phỏng rất mạnh và chính xác . Các công cụ và đồ thò hỗ trợ mạnh cho việc phân tích tần số , sóng , âm thanh không nhưng thế phần mềm còn có thêm các máy phân tích từ đơn giản như : đồng hồ đo Vôn, Ampe, đến các máy đo dao động ,máy tạo sóng dao động … - 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 thò mạnh nhất mà Proteus cung cấp là LCD, nó có thể mô phỏng cho rất nhiều LCD từ đơn giản đến phức tạp. - Một cái 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 dung có thể điếu 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 dòch cho các họ vi xử lý như MSC51, AVR ,HC11 … 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 ). 2 - Khả năng ứng dụng : - Khả năng ứng dụng chính của Proteus là 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 đo vôn hay ampe, máy đo dao động . - Khả năng áp dụng chương trình Proteus vào trong giảng dạy là rất tốt cho các thầy cũng như cho sinh viên học tập kỹ thuật điện tử vì hầu như Proteus cung cấp gần như đầy đủ từ cơ bản đến phức tạp cho người học điện tử và vi xử lý. - Đối với các sinh viên thì Proteus nếu mà được sử dụng rộng dãi thì nó gần như là thầy dạy cho chính họ ở nhà. Nó giúp cho các sinh viên tự học, tự nhiên cứu và thiết kế thử các phần đã học và chạy xem kết quả và rút ra các bài học tốt. Điều cơ bản nhất là tiết kiệm tiền cho sinh viên không có điều kiện mà lại ham học , ham nghiên cứu. - Trong thực tế hiện nay hầu như phòng thí nhiệm điện tử nào xây dựng lên cũng phải tốn không ít ngân sách . Nếu Proteus được ứng dụng qua một máy tính các thầy có thể cung cấp cho sinh viên hầu như toàn bộ các mạch điện đơn giản ,hơn nữa có thể tạo ra các KIT vi xử lý dùng phục vụ cho việc thực hành vi xử lý .Qua đó các thầy có thể cung cấp cho các sinh viên các mạch điện tử phục vụ trong quá trình học tập từ đó sinh viên có thể tự nguyên cứu các bài thực hành trước ở nhà trước khi thực hành thực tế trên mô hình thật sự và kết quả chắc chắn không nhỏ. 3 - Khả năng phân tích: - Phân tích một mạch đơn giản. - Phân tích các mạch các họ vi xử lý. - Phân tích mạch qua các đồ thò, 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. Nhiều và còn rất nhiều phương pháp phân tích từ đơn giản nhất đến khả năng phân tích phức tạp mà ngoài thực tế khi cần phân tích nó thì cần rất nhiều chi phí cũng như công cụ sử dụng . - Phân tích quá tải, quá áp , đủ tải … Proteus cung cấp cho người sử dụng khả năng phân tích quá tải giúp người sử dụng hình dung được khi quá tải thì ảnh hưởng đến các linh kiện như thế nào mà không phải mất chi phí cũng như an toàn tuyệt đối. - Lưu lại các kết quả phân tích . 4 - Nhược điểm : - Phần mềm nào cũng có nhược điểm của nó do đó Proteus cũng không tránh khỏi các nhươc điểm : + Phần mềm do công ty của nước ngoài nên tính chất bản quyền khá cao, và hầu như ít được biết đến nên rất khó kiếm ngoài thực tế . + 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). + Phần mềm do công ty nước ngoài viết nên không có tài liệu nào cung cấp hay hướng dẫn sử dụng . + Hướng dẫn sử dụng trong Proteus hoàn toàn bằng tiếng anh nên đòi hỏi người sử dụng cũng phải có một nền tảng tiếng anh cơ bản nếu muốn sử dụng nó một cách hiệu quả (nhất là tiếng anh chuyên ngành về điện tử). Chương II : VẼ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ I. GIỚI THIỆU CHUNG. Bất kỳ một mạch điện nào từ đơn giản đến phức tạp, thì phần cơn 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. Phần mềm Proteus cũng không ngoại lệ 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 . 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 ta kéo biểu tượng ra màn hình để sau đó có thể mở nhanh. Hình 2 - 2 : Tiêu hình dùng để mở nhanh Proteus VSM trên Desktop 2 – Giao diện cơ bản Proteus VSM. Sau khi mở chương trình Proteus khi phần mềm khởi động hòan tất thì bạn sẽ thấy phần dao 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 thò đầy đủ ta có thể vào menu View -> Toolbar để loại bỏ hay thêm vào thanh công cụ mình cần . Hình 2 - 4 : Menu dùng lấy các công cụ dùng trong thiết kế. Sau khi chọn Toolbar , chương trình sẽ đưa ra một cửa sổ cho ta chọn hay loại bỏ công cụ cần. Hình 2 - 5 : Menu chọn hay loại bỏ 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 … 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. ♦ Print Area : in một phần trang thiết kế. ♦ Import Section : mở file import ♦ Export Section : lưu file import. b. 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. ♦ False Origin : ♦ 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. c. Các biểu tượng chính trong Proteus. ♦ 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. ♦ Script : chèn kòch bản vào trang thiết kế. ♦ Bus : đặt bó dây. ♦ 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 thò 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 .tròn . . . ♦ Text : đặt chú thích vào trang thiết kế. ♦ Symbol : mở cửa sổ lấy các kí hiệu . ♦ Maker : lấy các kí hiệu thiết kế. d. 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 trỏ chuột 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 dư. ♦ Goto Sheet : di chuyển đến trang n. ♦ Zoom To Child : vào trang n. ♦ Return to Parent : ♦ 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. e. Các biểu tượng chỉnh sửa . ♦ Block Copy : sao chép một khối đã chọn . ♦ 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. [...]... vậy ta cần phải sửa các thông số kỹ thuật cho linh kiện Vd : sau khi lấy motor stepper cửa sổ chỉnh sửa các thông số cơ bản cho động cơ bước có dạng như sau : Hình 2 – 16 : cửa sổ chỉnh sửa thông số cho động cơ bước - Tại cửa sổ tính chất động cơ bước chúng ta 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... thiết kế như : màu nền ,màu dây ,ô lưới ,các mức điện áp hay các mức logic 0,1 … ta vào menu Template -> chọn Set Design Defauts Cửa sổ chỉnh sửa có dạng như sau : Hình 2 - 8 : 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 III CÁC THAO TÁC CƠ BẢN TRÊN BẢN VẼ 1 Phóng to, thu nhỏ, di chuyển trang thiết kế a Để phóng to hay... động cơ bước chúng ta 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 trò mặc đònh trong Proteus chúng ta làm tương tự như cách trên 4 - Nối dây cho mạch thiết kế : Sau khi lấy và sắp xếp các linh kiện theo mong muốn ,ta tiến hành nối các chân linh kiện cho mạch Ta có thể... thư viện sẽ xuất hiện như sau : Hình 2 – 11 : cửa sổ thư viện lấy linh kiện Trong dó : - Keyword : tìm kiếm linh kiện theo tên đánh vào - Category và Sub-catelogy : chứa các thư viện trong chương trình Proteus - Result : hiển thò các linh kiện khi chọn thư viện hay đánh tên trên mục Keyword - Schematic Preview : hiển thò hình dạnh của linh kiện - PCB Preview : hiển thò sơ đồ chân linh kiện 2 Cách... cửa sổ Devices : Sau khi mở thư viện xong , để lấy linh kiện trong thư viện vào cửa sổ Devices ta có thể thực hiện theo các cách sau : CÁCH 1 : Ta có thể đánh chính xác tên linh kiện vào trong Keywords (Proteus có khả năng dò tìm không chính xác nếu như chúng ta không thể nhớ đầy đủ ) cho tất cả các linh kiện có tên gần như vậy cho chúng ta lựa chọn - Dò tìm linh kiện cần tìm trong cửa sổ Results -... một linh kiện : - Click phải vào linh kiện cần xoá - Bấm vào biểu tượng Delete All Tagged : - Hoặc ta có thể nhấp chuột phải hai lần vào linh kiện cần xóa - Ta 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 ta 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... , người thiết kế (Author ) Hình 2 - 6 : cửa sổ cài đặt tên cho mạch , người thiết kế 3 Cài đặt khổ giấy cho trang thiết kế • • • • • Do tùy từng mạch thiết kế chúng ta cần phải đặt hay cần phải chỉnh sửa lại khổ giấy khi mà bản thiết kế của ta lớn hơn khổ giấy mặc đònh ban đầu của chương trình là A4 Để thay đổi khổ giấy ta vào menu System -> chọn Set Sheet Sizes Trang cửa sổ lựa chọn khổ giấy cho... Ngoài ra để phóng to hay thu nhỏ cách nhanh chóng ta có thể dùng các phím tắt F6 để phóng to, F7 để thu nhỏ , kết hợp với di chuột đến vò trí cần phóng to thu nhỏ và nhấn phím tắt - Phím 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 vò trí cần di chuyển đến - Dùng phím tắt... Ta có thể tiến hành như sau : - Vào biểu tượng 2D graphics line để nối dây cho mạch Hình 2 – 17 : cách lấy các dây ve õ - Chọn kiểu dây nối cho mạch trong cửa sổ GRAPHICSTYLES Các kiểu nối dây thông dụng : • WIRE • BUS WIRE • INPUT • OUTPUT … a) Nối WIRE : Hình 2 – 18 : cửa sổ chọn dây vẽ cho mạch nguyên lý + Cách nối dây Wire : - Chọn kiểu dây nối là Wire sau đó ta đưa chuột đến các vò trí cần nối... chân linh kiện giúp chúng ta vẽ mạch dễ dàng hơn (hình trên tại chân Relay) ngược lại thì không có biểu tượng X khi chúng ta đưa con trỏ tới chân linh kiện Trong quá trình nối dây một điều hữu ích là Proteus có thể tạo ra các đường vuông góc khi chúng ta nối dây theo đường chéo làm cho mạch thiết kế đẹp hơn Muốn thế - chúng ta phải bật biểu tượng (Wire Auto Router) Hình 2 – 20 : hai cách vẽ trong . cấp hay hướng dẫn sử dụng . + Hướng dẫn sử dụng trong Proteus hoàn toàn bằng tiếng anh nên đòi hỏi người sử dụng cũng phải có một nền tảng tiếng anh cơ bản nếu muốn sử dụng nó một cách hiệu. nhiều chi phí cũng như công cụ sử dụng . - Phân tích quá tải, quá áp , đủ tải … Proteus cung cấp cho người sử dụng khả năng phân tích quá tải giúp người sử dụng hình dung được khi quá tải. 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 đònh thế mạnh của