đồ án tìm hiểu về phần mềm proteus và cách sử dụng

GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS MỤC LỤC SVTH: tuấn anh GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS LỜI NÓI ĐẦU Mô mô hình hóa lĩnh vực phổ biến nay, đặc biệt quan trọng với việc điều khiển hệ thống kĩ thuật điểu khiển trình thu nhận thông tin từ hệ thống Nhận dạng hệ thống theo mô hình đưa định thích hợp để điều khiển hệ thống Ngày nhờ vào phát triển công nghệ thông tin máy tính điện tử mà phương pháp mô mô hình hóa ứng dụng vào nhiều ngành KH – KT khác Nhờ có phương pháp mô hình hóa mô người ta phân tích nghiên cứu hệ thống phức tạp, xác định đặc tính, hành vi hoạt động hệ thống Các kết mô dùng để thiết kế, chế tạo chế độ vận hành hệ thống Nhờ có phương pháp người ta đưa nhiều ý tưởng khác đưa phương án tối ưu Ngày có nhiều phần mềm mô hoạt động phổ biến Matlab-Simulink, Proteus, PSIM, PSPICE, SIGMA vv áp dụng cho nhiều lĩnh vực mạch điện tử Tuy nhiên Proteus phần mềm cho phép mô hoạt động mạch điện tử trội nhiều bao gồm phần thiết kế mạch viết chương trình điều khiển cho họ vi điều khiển MCS-51, PIC, AVR, … Vì em xin chọn đề tài “tìm hiểu phần mềm Proteus” để hiểu biết thêm chuyên sâu phần mềm mô Trong trình tìm hiểu nghiên cứu, tránh khỏi sai sót có kiến thức chuyên sâu mà e chưa thể tìm hiểu sâu được, mong thầy xem xét đánh giá trợ giúp để đề tài em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Tuấn Anh SVTH: tuấn anh GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Lịch sử hình thành Proteus VSM (Virtual Simulation Machine) Labcenter Electronics phầnmềm mô mạch điện ưa thích So với phần mềm mô mạch điện tử khác, Proteus có nhiều ưu điểm trội như: mô nhiều linhkiện điện tử thiết bị hiển thị, kết mô trực quan mạch điệntử thật Và tính mà chúng ta, người học vi điều khiển, quan tâm làkhả mô chip vi điều khiển với chương trình người dùng nạp Các phần mềm - ISIS Schematic Capture : ISIS nghiên cứu phát triển 12 năm có 12000 người dùng khắp giới Sức mạnh mô hoạt động hệ vi điều khiển mà không cần thêm phần mềm phụ trợ Sau đó, phần mềm ISIS xuất file sang ARES phần mềm vẽ mạch in khác SVTH: tuấn anh GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Trong lĩnh vực giáo dục, ISIS có ưu điểm hình ảnh mạch điện đẹp, cho phép ta tùy chọn đường nét, màu sắc mạch điện, thiết kế theo mạch mẫu (templates) Những khả khác ISIS là: • • • • • • • Tự động xếp đường mạch vẽ điểm giao đường mạch Chọn đối tượng thiết lập thông số cho đối tượng dễ dàng Xuất file thống kê linh kiện cho mạch Xuất file Netlist tương thích với chương trình làm mạch in thông dụng Đối với người thiết kế mạch chuyên nghiệp, ISIS tích hợp nhiều công cụ giúp cho việc quản lý mạch điện lớn, mạch điện lên đến hàng ngàn linh kiện Thiết kế theo cấu trúc (hierachical design) Khả tự động đánh số linh kiện - ARES PCB Layout: SVTH: tuấn anh GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS ARES (Advanced Routing and Editing Software) phần mềm vẽ mạch in PCB Nó vẽ mạch dựa vào file nestlist công cụ tự động khác.Đặc điểm chính: • • • • • • Có sở liệu 32 bit cho phép độ xác đến 10nm, độ phân giải góc 0.10 kích thước board lớn /- 10 mét ARES hỗ trợ mạch in 16 lớp Làm việc thông qua menu ngữ cảnh tiện lợi File netlist từ phần mềm vẽ mạch nguyên lý ISIS Tự động cập nhật ngược số linh kiện, đổi chân, đổi cổng mạch in sang mạch nguyên lý Công cụ kiểm tra lỗi thiết kế Thư viện đầy đủ từ lỗ khoan mạch đến linh kiện dán CHƯƠNG 2: PHẠM VI ỨNG DỤNG Các ưu điểm: SVTH: tuấn anh GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS - PROTEUS VSM cho phép người dùng thực “mô có tương tác” giống hoạt động mạch thật.Thêm nữa, chương trình cung cấp cho nhiều mô hình linh kiện có chức mô phỏng, từ vi điều khiển thông dụng đến linh kiện ngoại vi LED, LCD, keypad, cổng RS232… Do cho phép ta mô từ hệ vi điều khiển hoàn chỉnh đến việc xây dựng phần mềm cho hệ thống đáp ứng giao thức vật lý - Dễ dàng tạo sơ đồ nguyên lý đơn giản từ mạch điện đơn giản, đến mạch có lập trình vi xử lý - Dễ dàng chỉnh sửa đặc tính linh kiện sơ đồ nguyên lý : chỉnh sửa số bước động bước, chỉnh sửa nguồn nuôi cho mạch ,thay đổi tần số hoạt động vi xử lý… - Công cụ hỗ trợ kiểm tra lổi thiết kế sơ đồ nguyên lý Xem lưu lại phần báo lỗi - Chạy mô phân tích tính chất mạch điện Công cụ hỗ trợ cho việc chạy mô mạnh xác Các công cụ đồ thò hỗ trợ mạnh cho việc phân tích tần số , sóng , âm không phần mềm có thêm máy phân tích từ đơn giản : đồng hồ đo Vôn, Ampe, đến máy đo dao động ,máy tạo sóng dao động … - Ngoài Proteus cung cấp cho người sử dụng công cụ mạnh mà phần mềm khác Chẳng hạn thư viện LED với loại màu sắc khác kể led đoạn Nhưng phần hiển thò mạnh mà Proteus cung cấp LCD, mô cho nhiều LCD từ đơn giản đến phức tạp - Một ưu điểm Proteus mô công cụ phát thu tín hiệu từ mạch giao tiếp với máy tính qua công cụ RS232 Trong người sử dung điếu khiển trình truyền phát, tốc độ Baud … giúp cho SVTH: tuấn anh GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS người lập mô mặt truyền phát tín hiệu trình - Một điểm mạnh khác Proteus cung cấp cho người sử dụng công cụ biên dịch cho họ vi xử lý MSC51, AVR ,HC11 … Qua tạo tập tin HEX dùng để nạp cho vi xử lý tập tin DSI dùng để xem chạy kiểm tra bước chương trình mô Khả ứng dụng : - Khả ứng dụng Proteus mô , phân tích kết từ mạch nguyên lý Proteus giúp cho người sử dụng thấy trước mạch thiết kế chạy hay sai trước thiết kế bo mạch - Các công cụ phục vụ cho việc phân tích mạch có độ xác cao đo vôn hay ampe, máy đo dao động - Khả áp dụng chương trình Proteus vào giảng dạy tốt cho thầy cho sinh viên học tập kỹ thuật điện tử Proteus cung cấp gần đầy đủ từ đến phức tạp cho người học điện tử vi xử lý - Đối với sinh viên Proteus mà sử dụng rộng dãi gần thầy dạy cho họ nhà Nó giúp cho sinh viên tự học, tự nhiên cứu thiết kế thử phần học chạy xem kết rút học tốt Điều tiết kiệm tiền cho sinh viên điều kiện mà lại ham học , ham nghiên cứu - Trong thực tế phòng thí nhiệm điện tử xây dựng lên SVTH: tuấn anh GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS phải tốn không ngân sách Nếu Proteus ứng dụng qua máy tính thầy cung cấp cho sinh viên toàn mạch điện đơn giản ,hơn tạo KIT vi xử lý dùng phục vụ cho việc thực hành vi xử lý Qua thầy cung cấp cho sinh viên mạch điện tử phục vụ trình học tập từ sinh viên tự nguyên cứu thực hành trước nhà trước thực hành thực tế mô hình thật kết chắn không nhỏ Nhược điểm: + Phần mềm công ty nước nên tính chất quyền cao, biết đến nên khó kiếm thực tế + Trong thiết kế có nhiều phần Proteus chạy không theo quy tắc làm người sử dụng đôi lúc gặp khó khăn + Sử dụng phức tạp mạch vi xử lý hay mạch cần chỉnh sửa tính chất linh kiện (do nhiều tính chất phải điều chỉnh) + Phần mềm công ty nước viết nên tài liệu cung cấp hay hướng dẫn sử dụng + Hướng dẫn sử dụng Proteus hoàn toàn tiếng anh nên đòi hỏi người sử dụng phải có tảng tiếng anh muốn sử dụng cách hiệu (nhất tiếng anh chuyên ngành điện tử) SVTH: tuấn anh GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS CHƯƠNG : NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG VÀ TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM Khởi động Sau cài đặt phần mềm, để bắt đầu làm quen sử dụng phần mềm ta khởi động chương trình Bước 1: Khởi động chương trình ISIS cách chọn START -> All Program -> Proteus 8.1 Professional -> ISIS Professional từ hình desktop Window 1.1 Thứ tự xếp đặt hình (screen layout) SVTH: tuấn anh GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Trên tiêu đề mang tên phần mềm Bên phải có biểu tượng để thu nhỏ, phóng to tắt chương trình.Tiếp đến trình đơn ( The Menu Bars)chứa trình đơn tương tự phần mềm ứng dụng khác Windows Các mục trình đơn có chức hỗ trợ việc thiết kế mô mạch điện Tiếp theo công cụ ( The Toolbars) Để thay lần tác động phải vào menu tương ứng phần mềm đưa nút công cụ đặt công cụ cho phép người dùng thao tác nhanh Thứ tự công cụ xếp sau: Các công cụ lệnh (Command Toolbars ): Thanh chứa lệnh File/Print: ghi chứa lệnh hỗ trợ hiển thị ( Display Commands) Thanh chứa lệnh hỗ trợ soạn thảo (Editing Commands) Thanh công cụ chọn lựa chế độ ( Mode Selector Toolbar): Thanh chọn chế độ (Main Mode): Thanh chứa thiết bị dụng cụ (Gadgets): Thanh hỗ trợ vẽ hình đồ họa không gian chiều (2D Graphic): Thanh công cụ hỗ trợ định hướng đối tượng (Orientation Toolbar): Trên chứa nút có chức làm xoay lật ngược (rotation and reflection) đối tượng lựa chọn: SVTH: tuấn anh 10 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Bấm vào biểu tượng Comppnent Mode Sau bấn vào chữ P nhấn phím tắt Keyboad.Khung chương trình Pick Devices hình: + ô tìm kiếm linh kiện, cần gõ từ khóa vào (không phân biệt chữ hoa chữ thường) Ví dụ ta lấy AT89C51tại Key SVTH: tuấn anh 23 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS words gõ "AT89" để lấy IC AT89C52 (khi mô IC 89C51/52 89S51/52 nhau) Chọn AT89C52 nhấp đúp để lấy linh kiện Tiếp theo lấy thạch anh làm tương tự, ô Key words gõ"Crystal" chọn Crystal, nhấp đúp để lấy linh kiện Với LED Key words gõ LED, kéo xuống dưới, chọnLED - YELLOW để dễ quan sát, lấy trở, tụ tương tự SVTH: tuấn anh 24 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Sau hoàn tất lấy linh kiện linh kiện chọn nằm bên trái vùng làm việc để đưa linh kiện vùng làm việc ta nhấp vào linh kiện đưa chuột vùng làm việc, nhấp trái chuột linh kiện xuất hiện, hoàn thành ta đc vùng làm việc với linh kiện Tiếp theo tiến hành lấy nguồn, đất Từ công cụ, ta SVTH: tuấn anh 25 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS chọnTerminal Mode cửa sổ nhỏ bên trái vùng làm việc ta chọnGROUND (GND) POWER (VCC) Sau hoàn thành việc xếp linh kiện ta tiến hành việc nối dây, để nối dây di chuyển trỏ chuột đến chân linh kiện thứ nhất, ô vuông màu đỏ nét đứt xuất đầu chân linh kiện Nhấn giữ chuột di chuyển chuột tới chân linh kiện thứ cho đầu chân linh kiện xuất ô vuông, thả chuột dây nối tự động kết nối xếp đường dây nối Nếu nối dây bị sai ta nhấp phải chuột hai lần vào dây để xóa bỏ Nạp chương trình vào vi điều khiển chạy mô phỏng: Sau hoàn thành việc nối dây ta mạch điện hoàn chỉnh: SVTH: tuấn anh 26 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Để tiến hành mô ta phải nạp chương trình vào vi điều khiển, nhấp phải chuột vào IC AT89S52 nhấp trái chuột cửa sổ Edit Component ra: Component Reference (tham chiếu linh kiện) linh kiện lấy vùng làm việc tên thức linh kiện (VD: SVTH: tuấn anh 27 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS AT89S52) chương trình đặt thêm tên khác để quản lý, tên U1, tới U2, U3 Component Value tên linh kiện Clock Frequency tần số tạo dao động cho IC, ảnh hưởng tới tốc độ xử lý liệu vi điều khiển, mặc định 12MHz, bạn thay đổi giá trị cần phải tính toán PCB Package hình dáng chân linh kiện, liên quan tới việc vẽ mạch in Program File chứa tên chương trình cần chạy mô phỏng, chương trình phải dạng file HEX, mục bạn cầncấu hình đường dẫn đến file HEX Hình: Trở hình chương trình ISIS thực mô cách chuột trái vào biểu tượng góc trái hình SVTH: tuấn anh 28 GVHD: Lê Quốc Dũng SVTH: tuấn anh TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS 29 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS CHƯƠNG : VÍ DỤ MINH HỌA Mô hệ thống giám sát ac quy dự phòng - Dựa theo cách hướng dẫn bắt đầu lấy linh kiện nạp code cho phần mềm.Nguyên lý hoạt động có ac quy định mức từ 11v đến 13v có ac quy vượt ngưỡng ngưỡng hiển thị lên lcd chuông báo bắt đầu hoạt động tín hiệu qua cổng rs232 truyền tiếp thẳng máy tính để theo dõi giám sát hoạt động acquy - Sau thực đầy đủ thủ tục để thao tác, bắt đầu tiến hành mô SVTH: tuấn anh 30 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS 2.Điều khiển tốc độ, đảo chiều động động sử dụng L298 - Nguyên lý để đảo chiều động sử dụng l298 mức điều khiển L298 để điểu khiển tăng giảm tốc độ đảo chiều động SVTH: tuấn anh 31 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS 3.Điều khiển tốc độ động băng băm xung PMW PIC 16f877a Mô SVTH: tuấn anh 32 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS 4.Điều khiển hiển thị led bàn phím số - Chúng ta lấy linh liện mô phỏng, nạp code theo hướng dẫn tự lập trình để điều khiển sau mô SVTH: tuấn anh 33 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Kết mô 5.Dùng mảng để bật tắt chân PIC 16f877a SVTH: tuấn anh 34 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Lấy linh kiện để mô Thực mô kết SVTH: tuấn anh 35 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS TÀI LIỆU THAM KHẢO SVTH: tuấn anh 36 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Mô Hình Hóa Hệ Thống Và Mô Phỏng - Gs Ts Nguyễn Công Hiền, 206 Trang Giáo trình Mô Hình Hóa – Mô Phỏng- PGS.TS Quyền Huy Ánh http://mcu.banlinhkien.vn/threads/huong-dan-su-dung-proteusbang-hinh-anh.678/ http://codientu.org/threads/341/ SVTH: tuấn anh 37 [...]... TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS 2.Điều khiển tốc độ, đảo chiều động động cơ sử dụng L298 - Nguyên lý để đảo chiều động cơ là sử dụng l298 và các mức điều khiển trong L298 để điểu khiển tăng giảm tốc độ và đảo chiều động cơ SVTH: tuấn anh 31 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS 3.Điều khiển tốc độ 2 động cơ băng băm xung PMW của PIC 16f877a Mô phỏng SVTH: tuấn anh 32 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU... Trở về màn hình chính của chương trình ISIS và thực hiện mô phỏng bằng cách chuột trái vào các biểu tượng dưới góc trái màn hình SVTH: tuấn anh 28 GVHD: Lê Quốc Dũng SVTH: tuấn anh TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS 29 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS CHƯƠNG 4 : VÍ DỤ MINH HỌA 1 Mô phỏng hệ thống giám sát ac quy dự phòng - Dựa theo những cách đã hướng dẫn chúng ta bắt đầu lấy linh kiện và nạp... Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS 3 Vẽ mạch in bằng công cụ ares trong proteus Sau khi có được sơ đồ nguyên lý từ Isis Ta làm cách sau B1/ Trên thanh công cụ bấm vào biểu tượng ARES hộp thoại nhắc bạn Save lại sơ đồ xuất hiện > OK, proteus sẽ tự động liên kết sơ đồ nguyên lý của bạn với ARES B2/ Cửa sổ ARES xuất hiện, trước tiên các bạn cần phải vẽ hình dáng của và kích thước của bo mạch Sử dụng các... Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS 4.Điều khiển hiển thị led 7 thanh bằng bàn phím số - Chúng ta lấy linh liện mô phỏng, nạp code theo hướng dẫn hoặc đã tự lập trình để điều khiển sau đó mô phỏng SVTH: tuấn anh 33 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Kết quả mô phỏng 5.Dùng mảng để bật tắt các chân trong PIC 16f877a SVTH: tuấn anh 34 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Lấy linh... kiện arduino uno R3 SVTH: tuấn anh 14 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS 2.4.Di chuyển , nối linh kiện + Chọn linh kiện + Right Click và chọn Drag Objject Sau đó ta có thể di chuyển linh kiện sang một vị trí khác SVTH: tuấn anh 15 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Ta cũng có thể Copy, Move, Rotate, Delete linh kiện bằng cách chọn nhóm công cụ sau: Wire + chọn công cụ Selection... thường cách này chỉ sử dụng cho những bo mạch lớn với số lượng linh kiện nhiều +Manual: nhấn Undo, list linh kiện lại xuất hiện ở phần Component Bạn tự sắp xếp bằng cách chọn linh kiện trong Component và bố trí trong mạch Cái này tùy theo thẩm mỹ của mỗi người Có thể xoay linh kiện bằng phím SVTH: tuấn anh 20 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Trên hình vẽ bạn thấy rất nhiều mũi tên và đường... được tự động kết nối và sắp xếp đường đi của dây nối Nếu nối dây bị sai ta nhấp phải chuột hai lần vào dây đó để xóa bỏ Nạp chương trình vào vi điều khiển và chạy mô phỏng: Sau khi hoàn thành việc nối dây ta được một mạch điện hoàn chỉnh: SVTH: tuấn anh 26 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Để tiến hành mô phỏng ta phải nạp chương trình vào vi điều khiển, nhấp phải chuột vào IC AT89S52 rồi... Board Egde (màu vàng) Nếu không mạch in sẽ chạy ra khỏi đường bao khi Autoroute SVTH: tuấn anh 19 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS B3/ Sắp xếp linh kiện vào board có hai cách Auto và manual +Auto: bạn nhấp vào biểu tượng Auto-placer trên thanh công cụ, bên trái cửa sổ Auto-placer là list linh kiện, bạn chọn All nếu muốn máy tự xếp tất cả, bên phải là các thông số khoảng cách giữa các linh... đâu là nét SIGNAL nhờ vào sơ đồ nguyên lý chúng ta đã vẽ Chọn Strategy là SVTH: tuấn anh 21 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS POWER, phần Trace style có các cở từ T8 - T500, mình chọn T40 Tương tự đối với SIGNAL + Khoảng cách giữa các nét chỉnh định ở mục Design Rules Bạn có thể tăng giảm tùy theo chức năng của mạch nếu yêu cầu về chống nhiễu trên board cao Nhấn OK và chờ máy Auto Route... là các chú thích trên mạch Bạn có thể sử dụng các công 2D Graphic để vẽ vời tùy thích Mạch sau khi hoàn tất 4 Cách mô phỏng đơn giản Lấy linh kiện từ thanh công cụ nhấp chọn vào Component Mode chọn tiếp Pick from Libraries cửa sổPick Devices hiện ra SVTH: tuấn anh 22 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Bấm vào biểu tượng Comppnent Mode Sau đó bấn vào chữ P hoặc nhấn phím tắt trên Keyboad.Khung