Hướng Dẫn Thiết kế Mạch Điện Tử Từ A-Z

Thiết kế mạch vi xử lý từ A tới ZHướng dẫn thiết kế mạch, vi điều khiển AT89S52, hưỡng dẫn lập trình, tạo các khối trong thiết kế mạch. giới thiệu các giao thức truyền thông của vi điều khiển. giới thiệu phần mềm mô phỏng protues, hướng dẫn tính toán để thiết kế mạch một cách hợp lý nhất.

MỤC LỤC

PHẦN II: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ 5

PHẦN II: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ 6

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU QUÁ TRÌNH THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ 6

I 1.1 Các giai đoạn thiết kế trong các mạch tích hợp 6

II 1.2 Mô hình hoá mạch điện 8

III 1.3 Tổng hợp và tối ưu hoá mạch dùng máy tính 10

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MÔ PHỎNG PROTUES 12

IV 2.2 Những khả năng khác của ISIS 12

V 2.3 ARES PCB Layout 12

VI 2.4 Đặc điểm chính 13

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MẠCH 14

VII 3.1 Hướng dẫn sử dụng phần mềm protues 14

3.1.1Vẽ sơ đồ nguyên lý với SIS 7 14

3.1.3 Một số thao tác cơ bản 16

3.1.4 Các công cụ chính 25

VIII 3.2 Các ví dụ thiết kế mạch nguyên lý “Sematic”, mạch in “PCB” 27

3.2.1 Thiết kế bộ nguồn 5V dùng IC 27

3.2.2 Thiết kế mạch khuyếch đại chế độ A dùng BJT 2N2222 29

3.2.3 Thiết kế mạch in mạch nguồn 12VDC 34

CHƯƠNG 4 ĐIỂM CẦN LƯU Ý KHI THIẾT KẾ MẠCH 44

IX 4.1 Điểm cần lưu ý khi thiết kế mạch in 44

X 4.2 Thiết kế mạch nguyên lý 45

PHẦN III: LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN 46

CHƯƠNG 1: VI ĐIỀU KHIỂN AT89S52 46

XI GIỚI THIỆU 46

1) Tổng quan Vi xử lý (VXL) và Vi điều khiển (VĐK) 46

2) Họ VĐK MCS-51 47

XII CẤU TRÚC VĐK AT89S52 48

1) Thông số chung 48

2) Sơ đồ chân 48

3) Cấu trúc trong AT89S52 53

CHƯƠNG 2: KIT PHÁT TRIÊN 89S52 V3 55

I GIỚI THIỆU CHUNG 55

II CÁC KHỐI NGOẠI VI CÓ SẴN TRÊN KIT 56

1) Khối cấp nguồn 56

2) Khối VĐK trung tâm AT89S52 57

3) Khối nút nhấn và Led 58

4) Khối điều khiển Rơ le và còi chip 59

5) Khối cổng truyền thông RS232 59

6) Khối Led 7 thanh 60

7) Khối LCD 61

8) Khối RTC I2C DS1302 62

9) Khối EEPROM I2C 24C08 62

10) Khối EEPROM SPI X5045 63

11) Khối ADC0832 63

12) Khối cảm biến nhiệt độ 1 dây DS18B20 63

13) Khối tạo dao động 64

CHƯƠNG 3: NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH C CHO AT89S52 65

I KIỂU DỮ LIỆU TRONG C 65

1) Kiểu dữ liệu cơ bản của C 65

2) Kiểu dữ liệu bổ xung trong Keil C 66

3) Kiểu dữ liệu Mảng 67

4) Kiểu dữ liệu Con trỏ 67

5) Kiểu dữ liệu Cấu trúc 68

II PHÉP TOÁN 68

1) Phép gán giá trị 68

2) Phép toán số học 68

3) Phép toán Logic 69

4) Các phép toán so sánh 69

5) Phép toán thao tác Bit 70

6) Phép toán kết hợp 70

III CẤU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH 70

1) Cấu trúc chung 70

2) Chỉ thị tiền xử lý 71

3) Chú thích trong chương trình 73

IV CÁC LÊNH CƠ BẢN TRONG C 74

1) Câu lệnh rẽ nhánh 74

2) Câu lệnh lựa chọn 74

3) Vòng lặp xác định - For 75

4) Vòng lặp không xác định - while 75

5) Vòng lặp không xác định - do while 75

CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN 76

I GIAO TIẾP VỚI GPIO 76

II HIỂN THỊ TRÊN LED 7 THANH 77

1) Cấu tạo Led 7 thanh đơn 77

2) Cấu tạo Led 7 thanh 4 số 78

3) Một số phương pháp hiển thị Led 7 thanh 79

III HIỂN THỊ TRÊN LCD16x02 80

1) Cách kết nối VĐK 8051 với LCD 80

2) Các hàm điều khiẻn LCD 81

3) Hiển thị trên LCD 82

IV ĐỌC MA TRẬN PHÍM 4x4 83

1) Cấu tạo ma trận phím 4x4 83

2) Thuật toán đọc ma trận phím 85

3) Đọc ma trận phím và hiển thị trên LCD1602 85

V SỬ DỤNG TIMER/COUNTER 87

1) Timer/Counter trong 8051: 87

2) Định thời 16 bit: 88

3) Tạo Baud Rate bằng timer 1: 89

4) Tạo Baud Rate bằng timer 2: 89

VI GIAO TIÊP UART 90

1) UART trong 8051 90

2) Lập trình UART 90

3) Bài toán ví dụ: 92

VII NGẮT NGOÀI 92

1) Ngắt ngoài với 8051 93

2) Bài toán ví dụ: 93

VIII GIAO TIẾP DS18B20 94

1) Cấu tạo và đặc tính kỹ thuật của DS18B20 94

2) Lập trình đo nhiệt độ với VĐK 89S52 96

IX GIAO TIẾP VỚI EEPROM 24C08 97

1) EEPROM 24CXX 97

2) Giao tiếp với EEPROM 24CXX 98

3) Bài toán ví dụ: 99

X GIAO TIẾP VỚI ADC 0832 99

1) ADC0832 100

2) Bài toán ví dụ: 100

XI GIAO TIẾP VỚI IC THỜI GIAN THỰC DS1302 101

1) DS1302 101

2) Lập trình giao tiếp với DS1302 102

3) Bài toán ví dụ: 103

PHẦN II: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ

PHẦN II: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU QUÁ TRÌNH THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ

I 1.1 Các giai đoạn thiết kế trong các mạch tích hợp

Sự ra đời của các mạch điện tử đã làm cơ sở phát triển phần cứng và phần mềm của các hệ thống tính toán trong những thập kỷ gần đây Việc tăng liên tục mức độ tích hợp của các mạch điện tử trên một nền đơn đã đưa tới việc chế tạo những hệ thống với độ phức tạp ngày càng tăng Việc ra đời của những mạch điện tử đã làm nảy sinh sự cần thiết phải có một phương pháp luận và quy trình thiết kế, chế tạo thích hợp

Trong công nghiệp, việc chế tạo các mạch tích hợp được thực hiện qua 4 giai đoạn:

• Giai đoạn thiết kế

• Giai đoạn chế tạo

• Giai đoạn kiểm tra

• Giai đoạn đóng gói

Giai đoạn thiết kế: từ các chức năng mà mạch sẽ thực hiện, chúng ta xây dựng mô hình của mạch trên nhiều mức độ chi tiết khác nhau Các mức độ chi tiết có thể được chia thành mức kiến trúc, mức logic, mức vật lý Kết quả của giai đoạn thiết kế là các mô hình của mạch đã được xác nhận không chứa lỗi trên phương diện thiết kế

Giai đoạn chế tạo: mạch tích hợp sẽ được chế tạo theo các công nghệ cấy ghép các phần tử mạch lên các tinh thể chất bán dẫn bằng phương pháp mặt nạ che phủ và công nghệ xây dựng các mạch nhiều lớp Kết quả của giai đoạn này

là những vi mạch thực hiện những chức năng như trong thiết kế

Giai đoạn kiểm tra: Những mạch đã chế tạo sẽ được kiểm nghiệm ngẫu nhiên để khẳng định rằng mạch không chứa lỗi về mặt chế tạo Trong trường hợp có những lỗi gặp nhiều lần có thể rút ra kết luận lỗi đó có thể là lỗi trong quá rình chế tạo Dựa vào việc kiểm tra quy trình công nghệ ta có thể rút ra kết luận về các khâu có thể sinh ra lỗi

Giai đoạn cuối cùng là giai đoạn đóng gói Lúc đó các mạch sẽ được phân tách và được tạo vỏ bọc

Quá trình thiết kế vi mạch điện tử trong công nghiệp được chia làm 3 phân đoạn:

• Mô hình hóa

• Tổng hợp và tối ưu hóa

• Kiểm nghiệm và phê chuẩn

Mô hình hóa: Nhà thiết kế xây dựng các mô hình cấu trúc mạch và các chức năng mà mạch sẽ thực hiện Các mô hình mạch là công cụ biểu diễn các ý tưởng thiết kế Mô hình hóa đóng vai trò quan trọng trong thiết kế mạch điện tử bởi vì các mô hình là các phương tiện mang thông tin về các mạch sẽ được xây dựng một cách cô đọng và chính xác Do đó mô hình cần phải chính xác, chặt chẽ cũng như có mức độ tổng quát, trong suốt và dễ hiểu đối với người thiết kế

và máy Với sự phát triển của các kỹ thuật mô phỏng, mô hình mạch có thể được xây dựng trên cơ sở các ngôn ngữ mô tả phần cứng Trong nhiều trường hợp, các mô hình đồ họa như biểu đồ dòng thông tin, sơ đồ mạch và mô tả hình dạng hình học của các đối tượng cũng như cách sắp xếp chúng trên bản mạch đều có thể dùng để biểu diễn mạch Đối với những mạch có độ tích hợp siêu lớn do độ phức tạp của mạch rất cao nên việc xây dựng mô hình mạch thường theo các mức độ chi tiết khác nhau Điều đó cho phép người thiết kế tập trung vào từng phần của mô hình tại từng giai đoạn thiết kế

Tổng hợp: Tổng hợp là giai đoạn sáng tạo thứ hai của quá trình thiết kế Giai đoạn đầu tuân theo các ý tưởng của nhà thiết kế hình thành dần các khái niệm về mạch và xây dựng những mô hình sơ bộ đầu tiên về mạch Mục đích chính của giai đoạn này là xây dựng mô hình chi tiết của mạch như các chi tiết

về dạng hình học phục vụ cho công đoạn lắp ráp và tạo vỏ bọc cho mạch Điều này đạt được thông qua quá trình xây dựng và chính xác hóa thiết kế từng bước trong đó mô hình trừu tượng ban đầu được người thiết kế chi tiết hóa từng bước lặp đi lặp lại Khi thực hiện quá trình tổng hợp mạch theo các bước cải tiến mô hình, người thiết kế cần nhiều thông tin liên quan tới các công nghệ chế tạo và các phong cách thiết kế mong muốn Ta có thể thấy các chức năng của mạch có thể độc lập với các chi tiết thực hiện, trong khi đó các dạng biểu diễn hình học của mạch hoàn toàn phụ thuộc vào các đặc tính của công nghệ như kích thước của các dây dẫn trong mạch phụ thuộc vào công nghệ chế tạo

Bài toán tối ưu mạch luôn kết hợp chặt chẽ với bài toán tổng hợp mạch Quá trình tối ưu đòi hỏi phải lựa chọn những chi tiết xác định của mạch với mục đích làm tăng khả năng của mạch về phương diện thiết kế tương ứng với những

độ đo xác định Vai trò của tối ưu là nâng cao chất lượng của mạch điện như tối

ưu về chức năng, về diện tích, về tính dễ kiểm nghiệm và phát hiện lỗi Chức năng liên quan đến thời gian để thực hiện một quá trình xử lý thông tin cũng như

số lượng thông tin có thể được xử lý trong một đơn vị thời gian Các tính năng

của mạch là ảnh hưởng lớn tới khả năng cạnh tranh của mạch trên thị trường Vấn đề chất lượng của mạch cũng liên quan tới kích thước cũng như diện tích của mạch Diện tích cũng là đối tượng của tối ưu mạch Kích thước nhỏ của mạch cho phép có thể phân bố nhiều mạch trên một lớp, điều đó làm giảm giá thành chế tạo và đóng gói Trong công nghiệp chế tạo chúng ta mang muốn có những thiết kế cho phép phát hiện lỗi và xác định vị trí lỗi của mạch sau khi chế tạo.Khả năng này, trong nhiều trường hợp, ảnh hưởng lớn tới chất lượng của mạch Một thông số quan trọng trong vấn đề phát hiện lỗi của mạch là phần trăm lỗi có thể được phát hiện đối với một bộ giá trị thử nghiệm Nói chung người thiết kế mong muốn có những mạch dễ kiểm nghiệm, điều đó làm giảm giá thành chung của quá trình sản xuất

Quá trình phê chuẩn mạch là việc đạt được ở một mức độ chắc chắn hợp lý rằng mạch điện sẽ làm việc đúng với giả thiết không có lỗi chế tạo Nhằm loại

bỏ mọi lỗi thiết kế có thể có trước khi đưa vào sản xuất Quá trình phê chuẩn mạch bao gồm việc xây dựng mô hình mô phỏng mạch dựa trên thiết kế và thực hiện kiểm tra Mô phỏng mạch bao gồm phân tích các diễn biến hành vi của mạch điện theo thời gian đối với một hoặc nhiều bộ giá trị đầu vào Quá trình

mô phỏng có thể áp dụng trên nhiều mức thiết kế khác nhau tùy theo các mức trừu tượng của mô hình

II 1.2 Mô hình hoá mạch điện

Mô hình mạch là biểu diễn trừu tượng trong đó chỉ ra những đặc tính thích hợp mà không có những chi tiết tương ứng Quá trình tổng hợp mạch là quá trình tạo mô hình mạch bắt đầu từ những biểu diễn sơ lược nhất.Các mô hình được phân loại theo các mức độ mô tả trừu tượng và các góc quan sát Các mức

độ mô tả trừu tượng được chia làm ba mức như sau:

• Mức logic

Mạch điện được thể hiện như tập hợp các chức năng logic và được chuyển thành các hàm logic Ví dụ, trên mức logic mạch có thể được biểu diễn thông qua các biểu đồ chuyển trạng thái, các sơ đồ mạch lôgic

• Mức hình học

Mạch có thể biểu diễn như tập hợp các đối tượng hình học Ví dụ đơn giản của biểu diễn hình học có thể là các lớp trong mạch nhiều lớp, dáng vẻ bề ngoài

và phân bố của các phần tử cấu thành mạch

Các góc độ quan sát cũng được chia thành 3 góc độ:

• Góc độ hành vi: mô tả các chức năng của mạch mà không quan tâm tới việc thực hiện các chức năng đó

• Góc độ cấu trúc: mô tả mô hình mạch bằng các thành phần cơ bản của mạch và các liên kết giữa các thành phần đó

• Góc độ vật lý: có liên quan tới các đối tượng vật lý xuất hiện trong thiết

Nếu xét trường hợp thiết kế các mạch đồng bộ thì với các mô hình trên mức logic, góc độ hành vi có thể là các lưu đồ chuyển trạng thái, còn góc độ cấu trúc là các phần tử logic

III 1.3 Tổng hợp và tối ưu hoá mạch dùng máy tính

Các công cụ trợ giúp thiết kế bằng máy tính cho phép nâng cao năng suất thiết kế Các kỹ thuật thiết kế cho phép giảm thời gian nâng cao chu trình thiết

kế và giảm công sức con người Các kỹ thuật tối ưu làm tăng chất lượng thiết kế

Do đó kỹ thuật tổng hợp và tối ưu hóa mạch với sự trợ giúp của máy tính được

sử trong hầu hết các quá trình thiết kế mạch điện tử số

Tổng hợp mạch điện gồm các phân đoạn sau:

 Tổng hợp ở mức kiến trúc bao gồm việc tạo ra góc độ cấu trúc của mô hình ở mức kiến trúc, có nghĩa là xác định và phân các chức năng của mạch thành các phép toán Các phép toán này được gọi là tài nguyên thiết kế Phân đoạn này thường được gọi là tổng hợp ở mức cao hay tổng hợp cấu trúc vì ở đó người thiết kế phải xác định các cấu trúc vĩ mô (trên mức độ các sơ đồ khối) của mạch

 Tổng hợp ở mức logic là phân đoạn tạo ra góc độ cấu trúc của mô hình ở mức logic, gồm các thao tác sử dụng kỹ thuật logic để tạo nên mô hình logic

Mô hình này bao gồm các phần tử logic cơ bản và kết nối giữa các phần tử đó Như vậy bước tổng hợp logic là bước xác định cấu trúc vi mô (ở mức các phần

tử logic cơ bản) của mạch

 Tổng hợp ở mức hình học bao gồm việc tạo ra góc độ vật lý của mô hình

ở mức hình học Ở mức này mô hình được mô tả thông qua các đặc tính của tất

cả các mẫu hình học tạo nên dạng của các mạch Phân đoạn này thường được gọi là thiết kế vật lý

Tối ưu hóa mạch điện: Bài toán tối ưu hóa luôn đi đôi với bài toán tổng hợp mạch Tối ưu hóa không những để đạt được ở mức độ cao nhất về chất lượng mạch mà còn tạo ra những mạch có tính cạnh tranh cao

Xét hai độ đo chất lượng quan trọng: diện tích và hoạt động của mạch Ngoài ra một độ đo chất lượng quan trọng nữa là khả năng dễ kiểm tra và phát hiện lỗi của mạch Diện tích của mạch được xác định bằng tổng diện tích của các phần tử mạch Do đó diện tích của mạch có thể được xác định thông qua góc

độ cấu trúc của mạch nếu ta biết diện tích của từng thành phần mạch Thông thường các phần tử cơ bản của mạch logic là các phần tử logic, các thanh ghi, các phần tử này có diện tích biết trước tùy thuộc vào từng loại thiết kế Diện tích các dây nối đóng vai trò quan trọng và không thể bỏ qua Các thành phần diện

tích này có thể được xác định từ mô hình mạch trên góc độ vật lý hoặc ước lượng từ các mô hình theo góc độ cấu trúc theo các phương pháp thống kê

Hiệu năng của mạch được tối ưu hóa dựa trên thời gian trễ, thời gian đồng

bộ, cạnh tranh trên các phần tử,… Để tính toán độ đo hoạt động của mạch cần thiết phải phân tích cấu trúc và hành vi của mạch Vấn đề này khác nhau đối với các loại mạch khác nhau Hiệu năng của mạch tổ hợp được xác định thông qua thời gian trễ truyền từ đầu vào đến đầu ra

Ngoài ra, hiệu năng của mạch còn liên quan tới khả năng phát hiện lỗi và định vị vị trí lỗi trong mạch

Tóm lại bài toán tối ưu hóa thiết kế được đưa về kết hợp hai bài toán: giảm thiểu diện tích thực tế của mạch và tăng hiệu năng của mạch với khả năng cao nhất có thể có Bài toán tối ưu hóa có thể phụ thuộc vào các ràng buộc như giới hạn trên về diện tích và giới hạn dưới về hiệu năng

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MÔ PHỎNG PROTUES

2.1 Giới thiệu phần mềm thiết kế và mô phỏng mạch Protues

Điện tử hay những lĩnh vực khác: điện, thủy lực…thiết kế mạch là việc làm thường xuyên Nhưng muốn biết mạch thiết kế ra hoạt động như thế nào, có sai sót gì không, trước khi tiến hành làm mạch thật thì làm thế nào? Câu trả lời, đó

là dùng các phần mềm mô phỏng (Simulation) Tuy nó chưa đạt độ chính xác tuyệt đối như mạch thật nhưng cũng thõa mãn phần nào và giảm bớt chi phí thử nghiệm do phải chết tạo mạch thật để đo đạc Trong lĩnh vực điện tử, để mô phỏng mạch điện tử, có rất nhiều phần mềm hỗ trợ như Proteus, Multisim, Circuit Maker, OrCad Proteus là phần mềm của hãng Labcenter Electronics, nó

mô phỏng được cho hầu hết các linh kiện điện tử thông dụng, đặc biệt có hỗ trợ cho cả các MCU như PIC, 8051, AVR, Motorola

Phần mềm Proteus là phần mềm cho phép mô phỏng hoạt động của mạch điện tử bao gồm phần thiết kế mạch và viết chương trình điều khiển cho các họ VĐK

Phần mềm bao gồm 2 chương trình: ISIS cho phép mô phỏng mạch và ARES dùng để vẽ mạch in Proteus là công cụ mô phỏng cho các loại VĐK, nó

hỗ trợ các dòng VĐK 8051, AVR, PIC, dsPIC, ARM các giao tiếp I2C, SPI, CAN, USB, Ethenet, ngoài ra còn mô phỏng các mạch số, mạch tương tự một cách hiệu quả Proteus là bộ công cụ chuyên về mô phỏng mạch điện tử

IV 2.2 Những khả năng khác của ISIS

- 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 file thống kê linh kiện cho mạch

- Xuất ra file Netlist tương thích với các 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 có thể lên đến hàng ngàn linh kiện

- Thiết kế theo cấu trúc (hierachical design)

- Khả năng tự động đánh số linh kiện dễ dàng

V 2.3 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

VI 2.4 Đặc điểm chính

ó cơ sở dữ liệu 32 bit cho phép độ chính xác đến 10nm, độ phân giải góc 0.10 và kích thước board lớn nhất là /- 10 mét ARES hỗ trợ mạch in 16 lớp

hương trình cung cấp cho chúng ta rất nhiều mô hình linh kiện có chức năng mô phỏng, từ các VĐK thông dụng đến các linh kiện ngoại vi như LED, LCD, keypad, cổng RS232… Do đó cho phép ta mô phỏng từ một

hệ VĐK hoàn chỉnh đến việc xây dựng phần mềm cho hệ thống đáp ứng các giao thức vật lý

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MẠCH

VII 3.1 Hướng dẫn sử dụng phần mềm protues

3.1.1Vẽ sơ đồ nguyên lý với SIS 7

Chú ý: tương tự đối với protues 7.7, 8.0, 8.1, 8.2

3.1.1.1Giới thiệu giao diện sử dụng

Để vẽ sơ đồ nguyên lý, vào Start Menu khởi động chương trình ISIS như hình Chương trình được khởi độnng và có giao diện như hình vẽ

Giao diện khởi động

Giao diện sau khi khởi động Phía trên và phía phải của chương trình là các công cụ có thể thiết kế sơ đồ nguyên lý Phần giữa có màu xám là nơi để vẽ mạch

Section mode: Chức năng này để chọn linh kiện

Component mode: Dùng để lấy linh kiện trong thư viện linh kiện Đặt lable cho wire

là 1 dụng cụ chỉ có 1 chân và không có thật trong thức tế

Curent Probe mode: Dùng để đo chiều và độ lớn của dòng điện tại 1điểm trên wire

Virtual Instrument Mode: Chứa các dụng cụ đo dòng và áp, các dụng

cụ này được mô phỏng như trong thực tế

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

Để lấy linh kiện ra và vẽ mạch, chọn linh kiện ở vùng mầu trắng đã nói ở trên

Ví dụ ta chọn 741, khi đó trên khung Overview xuất hiện Schematic của linh kiện đó

Sau đó đưa chuột qua vùng Editting Window, khi đó hình dạng linh kiện hiện ra có màu đỏ

Ta chỉ việc chọn vị trí đặt linh kiện phù hợp và Click, kết quả như sau

Một đặc điểm rất hay của phân mêm này là có thê phóng to thu nhỏ vùng làm việc bằng cách dùng Scroll của chuột Nhấn F8 để Zoom 100%

Move linh kiện: Chọn linh kiện

Right Click và chọn Drag Object

Sau đó ta có thể di chuyển linh kiện sang một ví trí khác

Ta cũng có thể Copy, Move, Rotate, Delete linh kiện bằng cách chọn nhóm công cụ sau

Wire chọn công cụ Selection Mode

Sau đó đưa chuột lại chân linh kiện, khi đó con trỏ chuột có dạng một cây bút màu xanh

Click vào chân linh kiện để nối dây vào chân đó, sau đó đưa chuột đến chân còn lại mà ta muốn

Delete wire bằng cách Right Click 2 lần lên dây

Hình dạng đường đi của dây di qua các điểm mà ta click chuột

Tương tự như Block move

To edit a wires topology after routing:

Ta cũng có thể Rotate/Mirror linh kiện trước khi đặt nó trong Editting Window bằng cách chọn nhóm công cụ, sự thay đổi được hiển thị trên Overview

Editing Part Labels

Có thể ẩn hoăc hiện tên, giá trị của linh kiện bằng cách

Right Click /Edit Properties

Check/Uncheck Hidden

Block editing

Để move/copy cả khối linh kiện ta làm như sau:

Chọn công cụ Selection tools;

Kéo chuột và chọn cả khối linh kiện;

Right Click và chọn Move/Copy

Design Explorer

Đây là công cụ tạo ra cái nhìn toàn cảnh thiết kế:

Chứa danh sách gồm tên, kiểu, thông số, circuit/package

Hiển thị những thiếu sót của mạch:

Từ đó xác định linh kiện con thiếu sót để bổ sung:

Nếu đã thiết kế PCB layout thi có thể biết được vị trí đó trên Board (linh kiện đã được hightlight)

3.1.4 Các công cụ chính

Ground

Ký hiệu trên sơ đồ:

Power có kí hiệu như sau:

Cung cấp năng lượng cho mạch, tùy theo cách đặt tên cho nguồn mà ta có nguồn âm hay dương

Nếu đặt là + thì ta có nguồn dương, ngược lai để có nguồn âm thì đặt tên cho nguồn là – trước giá trị điện thế:

Nếu đặt tên cho Power là VCC hay VEE thì giá trị điện thế nhân được là +/- 5V:

Ngoài ra còn có các Terminal default để làm các cực giao tiếp:

Để thay đổi điện thế Vsin cung cấp cho mạch, double click vào Vsin Chọn các thông số: Amplitude = 9, Frequency=50 ~ 60Hz

Đây là dạng sóng vào:

Đây là dạng sóng ra:

3.2.2 Thiết kế mạch khuyếch đại chế độ A dùng BJT 2N2222

Mạch khuyếch đại chế độ A là mạch có VCE/Q=1/2.VCC

Sơ đồ mạch như sau:

Tính toán các giá trị của R để phân cực cho BJT

Trước hêt chúng ta vẽ đặc tuyến IC-VCE của 2N2222, vẽ mạch như hình sau:

Chọn công cụ Generator , chọn DC , click vào nguồn điện vừa tạo để edit

Chọn IB là Current Source

Tương tự cho VCE

Chọn công cụ Graph

Chọn Tranfer và vẽ “máy vẽ đặc tuyến” như hình dưới:

Double click vào Graph vùa mới vẽ để edit:

Sau đó chon Add Trace, chọn IC;

Sau khi hoàn tất, chọn Simulation graph:

Kết quả như sau:

Giả sử tải của chúng ta có giá trị là 2.2K, áp trên tải là 5V nên ICQ=5/2.2K=2.2mA Có thể chọn điểm làm việc có IB=10u và IC=2.11mA Sụt áp trên R1 là 1 V, khi đó R1=1/2.11m=473 Ohm, chon R1=470 Ohm, theo Datasheet ta có IB=10uA, để ổn định phân cực ta chọn dòng qua:

IR4 = 20.IB = 20.10u = 200uA

VB = 0.66V

Nên R4=1.66/200u=8.3K R3=(12-1.66)/210u = 50K

Cuối cùng Press F12 ta có kết quả như hình:

Chuyển sơ đồ nguyên lý từ ISIS sang ARES bằng cách nhấn vào biểu tượng ARES

trên thanh công cụ nằm ngang Chương trình ARES sẽ được khởi động như hình:

Nhấp chuột vào biểu tượng 2D Graphic Box kẻ 1 khung hình chữ nhật, khung này sẽ tạo thành Board mạch:

Right-click vào khung vừa vẽ, chọn Change Layer/ Board Edge:

Tiếp theo, lấy linh kiện và bỏ vào Board vừa tạo:

Nếu không muốn làm công việc này Manual thì có thể dùng công cụ AutoPlace để ARES tự đông sắp xếp linh kiện

Để nối dây, nhấp chuột vào biểu tượng Autorouter , một hộp thoại hiện

ra, chọn Edit Strateies:

Để làm mạch in 1 lớp ta chọn Pair 1 chỉ có Bottom copper, chon Trace Style là T50

Trace- Trace clearnance là 20th

Tương tự cho phần Signal:

Sau đó OK, ta được kết quả:

Ta có thể thay đổi độ lớn của mạch dây bằng cách chọn Section Mode , sau đó Right Click trên dây:

Đo kích thước của boad, chon Dimension Mode và đo kích thước

Để thay đổi đơn vị đo, Right Click và chọn Properties

Hộp tùy chọn hiện ra

Ta được đơn vị đo là inch:

Để ghi tên lên Board, chọn công cụ 2D Graphic Text mode và click lên vùng của boad mà ta muốn đặt text, một tùy chọn hiện ra Ok sau khi hoàn thành

Right Click trên Text vừa tạo, chọn Properties để thay đổi layer: