Đồ án nghiên cứu tìm hiểu về phần mềm proteus giáo trình tài liệu

Chuyển đổi dữliệu từ dạng này sang dạng khác là sử dụng chính của ngôn ngữ này.- Proteus là phần mềm của hãng Labcenter Electronics, nó mô phỏngđược cho hầu hết các linh kiện điện tử thô

NỘI DUNG

LỜI NÓI ĐẦU

Trong cuộc sống hiện nay ngành công nghệ thông tin đang ngàycàng có đóng góp quan trọng,lĩnh vực nào có sự đóng góp của côngnghệ thông tin củng đem lại sự phát triển vược bậc, công nghệ thôngtin đem lại sự chính xác cao, tốc độ nhanh cho công việc, đáp ứng đượcnhu cầu lao động, sinh hoạt vui chơi giải trí của con người

Công nghệ thông tin hiện nay đã có mặt hầu hết trong các ngànhnghề của cuộc sống như giáo dục, kinh tế, y tế kể cả trong bộ máychính phủ

Ngành công nghệ tự động là nghành có liên quan mật thiết vớingành công nghệ thông tin, trong sự phát triển của ngành CNTĐ từtrước đến nay việc ứng dụng CNTT đã làm cho điện tử viễn thông có

việc tìm hiểu, phát triển các ứng dụng ngành CNTT cho điện tử viễnthông là điều hết sức cần thiết, đáp ứng được yêu cầu phát triển theochiều hướng vi mô như hiện nay.

Trong CNTĐ việc thiết kế, mô phỏng mạch, vẽ sơ đồ nguyên lý làmột nhu cầu quan trọng, đòi hỏi độ tinh vi, chính xác cao Với sự trợgiúp của phần mềm ORCAD được phát triển bởi công ty Cadence đãgiúp cho người kĩ sư của CNTĐ tiến hành được thuận lợi hơn

Trong quá trình học tập và làm đồ án, không tránh khỏi những saisót, mong thầy hướng dẫn và chỉ bảo chúng em để đồ án của chúng emđược làm tốt hơn Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

NGUYỄN KHẮC PHONG

Proteus đặt theo tên của một vị thần Hy Lạp của biển người đãchăm sóc của đám đông của sao Hải Vương và đã phản ứng; ông đã nổitiếng để có thể biến đổi mình, giả hình dạng khác nhau Chuyển đổi dữliệu từ dạng này sang dạng khác là sử dụng chính của ngôn ngữ này.

- Proteus là phần mềm của hãng Labcenter Electronics, nó mô phỏngđược cho hầu hết các linh kiện điện tử thông dụng, đặc biệt có hỗ trợcho cả các MCU như PIC, 8051, AVR, Motorola…

- Phần mềm bao gồm 2 chương trình: ISIS cho phép mô phỏng mạch vàARES dùng để vẽ mạch in Proteus là công cụ mô phỏng cho các loại ViĐiều Khiển khá tốt, nó hỗ trợ các dòng VĐK 8051, AVR, PIC, dsPIC,ARM các giao tiếp I2C, SPI, CAN, USB, Ethenet, ngòai ra còn môphỏng các mạch số, mạch tương tự một cách hiệu quả.Proteus là bộ công cụ chuyên về mô phỏng mạch điện tử

- Các tính năng chính của ngôn ngữ này là:

• đầy đủ chức năng, ngôn ngữ thủ tục;

• hỗ trợ đa ngôn ngữ: Proteus là có sẵn trong một số ngôn ngữ (từ khóa và tin nhắn);

• không có kiểu dữ liệu: tất cả các biến có thể được sử dụng như là các số nguyên, số điểm hoặc dây nổi; biến được giải thích theo chức năng được áp dụng - Proteus giữ đại diện khác nhau của các giá trị của họ giữa các cuộc gọi, để giảm thời gian thực hiện trong trường hợp chuyển đổi thường xuyên giữa một loại và các khác;

• không có cấu trúc được cấp phát trước: tất cả các dữ liệu được sử dụng bởi Proteus được cấp phát động tại thời gian thực hiện; không

có giới hạn trên: đệ quy, kích thước dữ liệu tối đa, số lượng các biến,

vv ;

• không khai thác: Proteus là một ngôn ngữ hoàn toàn chức năng - không có nhà khai thác; do đó, không có sự mơ hồ khi đánh giá các biểu thức và ngoặc không cần thiết;

• thư viện lớn các chức năng được xác định trước: Proteus không phải là một món đồ chơi ngôn ngữ, nó đi kèm với hàng trăm chức năng thư viện sẵn sàng để được sử dụng để làm việc trên dây, ngày tháng, số, phân loại, tìm kiếm và như vậy;

• truy cập dữ liệu tiên tiến (DAO), ống dẫn, ổ cắm Windows, cổng nối tiếp: trong phiên bản Windows, Proteus bao gồm hàng trăm cuộcgọi hệ thống đang hoạt động hệ thống cụ thể;

• cú pháp rõ ràng và dễ hiểu: tên của các chức năng thư viện

resamble những chức năng tương ứng trong C, Clipper / Flagship và hội; bằng cách sử dụng các từ khóa dài trung bình, các chương trình Proteus là rất dễ hiểu;

• hỗ trợ cho các cấu trúc dữ liệu cao cấp: các mảng, các hàng đợi (đơn hoặc đôi), ngăn xếp, bản đồ bit, bộ, cây AVL là đã có sẵn trong Proteus và không yêu cầu mã bổ sung hoặc các thư viện được sử dụng;

• ISAPI DLL và các phiên bản Windows Service: Proteus là có sẵn như là một dịch vụ Windows hoặc như một DLL ISAPI (để sử dụng cùng với Microsoft Internet Information Server);

• người sử dụng thư viện: nó có thể viết hàm do người dùng định nghĩa (UDF) trong tập tin riêng biệt, và bao gồm chúng (thậm chí có điều kiện và đệ quy) trong chương trình mới; UDFs có thể được thamchiếu trước khi hoặc sau khi định nghĩa; nó cũng có thể viết các chứcnăng bên ngoài trong Visual C ++ và gọi họ từ một kịch bản Proteus;

• hỗ trợ các định dạng file văn bản Ms-Dos / Windows, Macintosh vàUnix (mọi phiên bản);

• ba mô hình cho những ngày (Anh, Mỹ, Nhật Bản), với các chức năng để kiểm tra và làm các phép tính theo lịch gregory;

• thiết lập thời đại cho những ngày 2 chữ số năm;

• hỗ trợ cho thời gian ở định dạng 12 và 24 giờ;

• hỗ trợ cho đơn giản (Dos-like) và mở rộng biểu thức thông thường (Unix-like), trong tất cả các phiên bản;

• bảo hộ sở hữu trí tuệ, bằng cách sử dụng chữ ký số và mật mã;

• thư viện rộng lớn của các chức năng để viết chương trình điều khiển tương tác

2 Các phần mềm trong bộ

- ISIS Schematic Capture :

ISIS đã được nghiên cứu và phát triển trong hơn 12 năm và có hơn

12000 người dùng trên khắp thế giới Sức mạnh của nó là có thể môphỏng hoạt động của các hệ vi điều khiển mà không cần thêm phầnmềm phụ trợ nào Sau đó, phần mềm ISIS có thể xuất file sang AREShoặc các phần mềm vẽ mạch in khác

Trong lĩnh vực giáo dục, ISIS có ưu điểm là hình ảnh mạch điện đẹp, cho phép

ta tùy chọn đường nét, màu sắc mạch điện, cũng như thiết kế theo các mạch mẫu (templates) Những khả năng khác của ISIS là:

• Tự động sắp xếp đường mạch và vẽ điểm giao đường mạch

• Chọn đối tượng và thiết lập thông số cho đối tượng dễ dàng

• Xuất ra file Netlist tương thích với các chương trình làm mạch inthông dụng.

• Đối với người thiết kế mạch chuyên nghiệp, ISIS tích hợp nhiềucông cụ giúp cho việc quản lý mạch điện lớn, mạch điện có thể lênđến hàng ngàn linh kiện

• Thiết kế theo cấu trúc (hierachical design)

• Khả năng tự động đánh số linh kiện

- ARES PCB Layout:

ARES (Advanced Routing and Editing Software) là phần mềm vẽ mạch in PCB Nó vẽ mạch dựa vào file nestlist cùng các công cụ tự động khác.Đặc điểm chính:

• Có cơ sở dữ liệu 32 bit cho phép độ chính xác đến 10nm, độ phângiải góc 0.10 và kích thước board lớn nhất là /- 10 mét ARES hỗ trợmạch in 16 lớp

• Làm việc thông qua các menu ngữ cảnh tiện lợi

• File netlist từ phần mềm vẽ mạch nguyên lý ISIS

• Tự động cập nhật ngược chỉ số linh kiện, sự đổi chân, đổi cổng ởmạch in sang mạch nguyên lý

• Công cụ kiểm tra lỗi thiết kế

• Thư viện đầy đủ từ lỗ khoan mạch đến linh kiện dán

- PROTEUS VSM

Là sự kết hợp giữa chương trình mô phỏng mạch điện theo chuẩncông nghiệp SPICE3F5 và mô hình linh kiện tương tác động (animatedmodel) Nó cho phép người dùng tự tạo linh kiện tương tác động vàthực ra có rất nhiều linh kiện loại này được tạo ra mà không cần codelập trình Do đó, PROTEUS VSM cho phép người dùng thực hiện các “môphỏng có tương tác” giống như hoạt động của một mạch thật

Thêm nữa, chương trình cung cấp cho chúng ta rất nhiều mô hìnhlinh kiện có chức năng mô phỏng, từ các vi điều khiển thông dụng đếncác linh kiện ngoại vi như LED, LCD, keypad, cổng RS232… Do đó chophép ta mô phỏng từ một hệ vi điều khiển hoàn chỉnh đến việc xâydựng phần mềm cho hệ thống đáp ứng các giao thức vật lý

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

đo dao động ,máy tạo sóng dao động …

- Ngoài ra Proteus còn cung cấp cho người sử dụng các công cụ mạnh

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

- Một điểm mạnh khác của Proteus là cung cấp cho người sử dụng

trong chương trình mô phỏng

- Đối với các mạch vi xử lý Proteus không những cung cấp hình ảnh

linh kiện xuất mà còn cung cấp cho người lập trình rất nhiều các cửa sổ

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

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

hay ampe, máy đo dao động

- Khả năng áp dụng chương trình Proteus vào trong giảng dạy là rất

cũng như cho sinh viên học tập kỹ thuật điện tử vì hầu như Proteus

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

thầy dạy cho chính họ ở nhà Nó giúp cho các sinh viên tự học, tự nhiên

tốt Điều

cơ bản nhất là tiết kiệm tiền cho sinh viên không có điều kiện mà lại

ham nghiên cứu

- Trong thực tế hiện nay hầu như phòng thí nhiệm điện tử nào xây

+ Phân tích âm thanh

+ Phân tích truyền phát dữ liệu

Nhiều và còn rất nhiều phương pháp phân tích từ đơn giản nhất đến

tích phức tạp mà ngoài thực tế khi cần phân tích nó thì cần rất nhiều

- Phân tích quá tải, quá áp , đủ tải … Proteus cung cấp cho người sử

như ít được biết đến nên rất khó kiếm ngoài thực tế

+ Trong khi thiết kế có nhiều phần trong Proteus chạy không theo

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

+ Hướng dẫn sử dụng trong Proteus hoàn toàn bằng tiếng anh nên

dụng cũng phải có một nền tảng tiếng anh cơ bản nếu muốn sử dụng

hiệu quả (nhất là tiếng anh chuyên ngành về điện tử)

CHƯƠNG 2 : GIỚI THIỆU PHẦN MỀM

1 Giới thiệu chung

Sau khi cài đặt phần mềm, để bắt đầu làm quen và sử dụng được phần mềm thì đầu tiên ta khởi động chương trình Chương trình sau khi khởi động có giao diện như sau:

1.1 Thứ tự xếp đặt trên màn hình (Screen layout)

Trên cùng là thanh tiêu đề mang tên phần mềm Bên phải có 3 biểu

tượng để thu nhỏ, phóng to và tắt chương trình

Tiếp đến là thanh trình đơn ( The Menu Bars)chứa các trình đơn

chính tương tự như các phần mềm ứng dụng khác của Windows Cácmục trong thanh trình đơn có chức năng hỗ trợ việc thiết kế và môphỏng mạch điện

Tiếp theo nữa là các thanh công cụ ( The Toolbars) Để thay vì

mỗi lần tác động là phải vào các menu tương ứng thì phần mềm đưa racác nút công cụ đặt trên các thanh công cụ cho phép người dùng thaotác nhanh hơn Thứ tự của các thanh công cụ được xếp như sau:

Các thanh công cụ lệnh (Command Toolbars ): Được xếp trên màn

hình như sau:

Thanh chứa các lệnh File/Print:

Thanh chứ các lệnh hỗ trợ hiển thị ( Display Commands):

Thanh chứa các lệnh hỗ trợ soạn thảo (Editing Commands):

Thanh công cụ chọn lựa chế độ ( Mode Selector Toolbar):Vị trí

thanh này đặt ở bên dưới phía tay trái của màn hình hiển thị dùng để chọn lựa các chế độ trong lúc thiết kế, chúng được tác động ngẫu nhiênkhi kích chuột vào

Thanh chọn các chế độ chính (Main Mode):

Thanh chứa các thiết bị và dụng cụ (Gadgets):

Thanh hỗ trợ vẽ hình đồ họa không gian 2 chiều (2D Graphic):

Thanh công cụ hỗ trợ định hướng đối tượng (Orientation

Toolbar): Trên thanh này chứa các nút có chức năng làm xoay và lật

ngược (rotation and reflection) các đối tượng đã được lựa chọn:

Cửa số tổng quan (The overview Window):

Đây là cửa sổ hiển thị nguyên vẹn vùng nội dung bản thiết kế trong một khung lưới và có thể thay đổi tọa độ của khung lưới này bằng cách click chuột trái lên một vị trí bất kỳ trên khung này

Cửa sổ chọn thư viện (The Object Selector):

Click vào Sau đó chọn tìm linh kiện Sau khi vàothư viện linh kiện tìm và lấy ra các linh kiện theo yêu cầu của mạch thìcác kinh kiện khi đã được chọn sẽ hiển thị trong cửa sổ này ( ví dụ trongmạch cần IC74LS373, tụ điện CAP, thạch anh CRYSTAL thì các linhkiện nayfkhi dduowchj chọn ra từ thư viện linh kiện sẽ hiển thị trongcửa sổ này như hình bên dưới) Khi các linh kiện đã được liệt kê hết,trong quá trình mô phỏng cần lấy linh kiện nào ra vùng làm việc thì taclick chuột vào linh kiện đó để lựa chọn

Bảng điều khiển mô phỏng (The Animation Control Panel)

Sau đó đưa thiết bị ra giao diện

Các thao tác chạy chương trình

1.2 Các thao tác cơ bản hay sử dụng

- Nháy chuột phải để chọn đối tượng ( đây là điểm khác cơ bản nhất so với các phần mềm khác)

- Nháy chuột phải liên tiếp hai lần để xóa đối tượng

- Lăn con lăn trên chuột để phóng to hay thu nhỏ vùng làm việc

- Nhấn phím P để vào thư viện của chương trình

- Bắt đầu quá trình vẽ ấn phím W

- Để chạy chương trình ấn Ctrl+F12

- Ấn F6 để phóng to vùng làm việc

- Ấn F7 để thi nhỏ vùng làm việc

- Ấn F8 để thu cả trang làm việc về khắp màn hình

- Ấn G để hiển thị lưới hoặc ẩn lưới

- Ấn phím X để đầu con trỏ chuột suất hiện dấu x, hoặc xuất hiện hai đường chỉ dài khắp màn hình

- Ấn tôt hợp phím Ctrl+Z để quay lại thao tác trước đó

Một số tùy chọn của chương trình

Set BOM Scrip

Công cụ này dùng để xuất danh sách các loại- sô lượng linh kiện đã

sử dụng trong mạch

Để thay đổi, chọn System/Set BOM Scrip

Chúng ta có add,edit,delete lại linh kiện mà ta muốn

Với công cụ này, sau khi thiết kế mạch xong ta có thể xác định một cách nhanh chóng loại và số lượng linh kiện mà ta dùng trong mach để tiện cho việc mua linh kiện lắp mạch

Set Environment

Tùy chọn này cho phép người dùng thay đổi:

+ Số lần Undo ( Ctrl+Z)

+ Number of file on file menu,

+ vv

Set Sheet Size

Cho phép người dùng điều chỉnh kích thước sheet, có thể chọn A3, A2

Set sheet editor

Thay đổi font, size text

Set keyboard mapping

Cho phép Designer tạo các phím tắt để thực hiện các lệnh

+ Trươc hết chọn Command Group

Để lưu các thiết lập, chọn Save Preferrence

Ngoài ta còn có thể thay đổi giao diện sử dụng như màu sắc của bản

vẽ, graph

1.3 Cách lấy kinh kiện

Để lấy linh kiện, nhìn vào phía trái của chương trình và thực hiện như sau:

+ Bấm vào biểu tượng Comppnent Mode ,

+ Sau đó bấn vào chữ P hoặc nhấn phím tắt P trên Keyboad

Hoặc cũng có thể Right Click trên Editing Window và chọn Place

Khung chương trình Pick Devices hiện ra như hình:

+ 1 là ô tìm kiếm linh kiện, chỉ cần gõ từ khóa vào (không phân biệt chữ hoa và chữ thường)

+ 2 là các nhóm linh kiện liên quan đến từ khóa cần tìm

+ 3 là các nhóm con của linh kiện

+ 7 là tên nhà sản xuất

Khoanh số 4 là ký hiệu (Schematic) trên sơ đồ nguyên lý:

+ Khoanh số 5 là hình dáng trên sơ đồ mạch in (PCB):

+ 6 là kết quả tìm kiếm linh kiện:

Double Click vào linh kiện cần lấy, lập tức linh kiện sẽ được bổ sung càobàn làm việc là vùng màu trắng phía bên trái.

1.4 Một số thao thác cơ bản

Giao diện chính của chương trình gồm 2 phân vùng như sau:

- Zooming

+

+ Cỏ thể dùng Mouse Scrool : Đặt con trỏ chuột nơi cần phóng to, thu nhỏ và xoay Scrool mouse

+ có thể dùng phím tắt mà ta thiết lập cho chương trình

-Để lấy linh kiện ra vẽ mạch, chọn linh kiện ở vùng màu trắng đã nói ởtrên

Ví dụ a chọn 741, khi đó trên khung xuất hiện Overview xuất hiệnSchematic của linh kiện đó

Sau đó đưa chuột qua vùng Editing Window, khi đó hình dạng linh kiện

ra có màu đỏ

Ta chỉ việc chọn vị trí đặt linh kiện phù hợp và Click, sau khi Click được như sau:

Move 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