Trong số các chương trình mô phỏng và vẽ mạch hiện nay, Proteus là một phần mềm khá mạnh và được nhiều người lựa chọn. Khả năng bắt điểm và đi dây của Proteus rất đẹp và chính xác, có thể thực hiện công việc đi dây mà không tốn nhiều công sức, chỉ cần nhấn đúp chuột. Bên cạnh tính năng mô phỏng các đặc tính của mạch điện của mạch điện như những trương trình mô phỏng khác, mô phỏng được nhiều loại vi điều khiển .
Khả năng mạnh nhất của Proteus là khả năng cho phép người dùng tạo một linh kiện mới một cách dễ dàng.
Chức năng của Isis là dùng để vẽ mạch nguyên lí, của Ares là dùng vẽ mạch in hay nói cách khác là layout mạch điện tử.
Có thể tiến hành đi mạch in trực tiếp bằng Ares mà không cần phải vẽ mạch nguyên lí bằng Isis. Tuy nhiên công việc này rất khó khăn với những mạch phức tạp, nhiều linh kiện. Thông thường dùng Isis để vẽ mạch nguyên lí sau đó chuyển nó sang mạch in Ares. Lúc này chương trình Ares sẽ tự động thêm phần chỉ thị kết nối giữa các linh kiện đúng như quan hệ liên kết của chúng trong mạch nguyên lí. Việc này sẽ dễ dàng hơn cho người thiết kế mạch, tránh sai sót và nhầm lẫn.
Để có thể tạo ra một linh kiện và thực hiện liên kết giữa mạch nguyên lí với mạch in thì cần phải tạo ra linh kiện ở Ares (linh kiện này là linh kiện mô tả đặc tính thực về kích thước, khoảng cách giữa các chân của linh kiện mà nhà sản xuất chế tạo). Sau đó mới có thể tạo linh kiện trong Isis và tạo liên kết giữa linh kiện ở Isis với linh kiện ở Ares 4.2. TẠO MỘT LINH KIỆN MỚI Ở ARES
4.2.1 Vẽ phác thảo linh kiện
Hình 4.1. Giao diện của Ares
Để tạo một linh kiện mới trong Ares, trước hết cần phải nắm vững các thông số của linh kiện cần tạo. Tốt nhất là nên có datasheet của linh kiện này.
Điều tiếp theo cần chú ý là các linh kiện thường được thiết kế theo công nghệ Châu Âu nên đơn vị đo lường thường dùng là thang đo Anh.
Đơn vị được sử dụng nhiều nhất là inch. Trong proteus, đơn vị nhỏ nhất được tính theo mil và 1 mil thì bằng 1/1000 của inch (kí hiệu của mil là ‘th’). Khoảng cách giữa hai chân của IC công nghiệp thường là 1/10 inch (tức là bằng 100mils = 100th).
Cách bố trí lưới điểm trên màn hình làm việc của Ares mặc định cách nhau giữa hai điểm gần nhất theo chiều ngang hay dọc là 50th.
Trong khi tạo một linh kiện, có thể sẽ phải thay đổi độ dày của lưới điểm. Để làm điều này, chọn View=> click chuột để chọn độ dày thích hợp. Thường dùng snap 25th .
Hình 4.2. Chọn độ dày của lưới điểm (Snap 25 th)
Vẽ phác thảo hình dạng linh kiện bằng công cụ vẽ chân linh kiện và công cụ vẽ 2D.
Chú ý: Các đặc tính về kích thước và khoảng cách giữa các chân linh kiện phải đúng như trong datasheet.
Để làm được điều này, ta dựa vào cách chia lưới mà canh cho chính xác. Có thể lấy một linh kiện có sẵn bất kì để làm chuẩn. Hoặc dùng chức năng đo khoảng cách để đo.
Các đường màu xanh cyan là kết quả sử dụng công cụ vẽ 2D. Các đường này chỉ mô tả gợi nhớ hình dạng của linh kiện, khi in mạch các đường này thường không được in ra. Nếu có thì nó sẽ được in ở lớp đối diện của lớp mạch in để giúp ta nhận biết linh kiện nào cần được hàn.
Các khối màu tím là kết quả sử dụng công cụ vẽ chân linh kiện. Có thể chọn nhiều loại chân linh kiện và chọn đặc tính kĩ thuật cho loại chân trong các mục chọn có liên quan. Các khối này cần được xác định kích thước và khoảng cách chính xác theo thông số của nhà sản xuất .
Hình 4.3 Vẽ phác thảo linh kiện.
4.2.2 Đặt tên cho chân linh kiện.
Công việc này là cần thiết và cần phải chú ý rằng tên chân linh kiện phải mang tính gợi nhớ, hoặc cũng có thể đặt tên theo cách đặt tên ở datasheet.
Để làm điều này, nhấp chuột phải vào chân phác thảo và chọn Edit properties…
Hình 4.5. Điền tên chân linh kiện vào ô trống “Number” như hình .
Có thể thay đổi một số đặc tính của chân nhưng thường thì không cần thiết. Cách đặt tên cho các chân của các linh kiện như sau.
Hình 4.6. Tên linh kiện đã được chọn song.
4.2.3 Tạo linh kiện.
Sau khi linh kiện cơ bản đã được định hình. Bước kế tiếp là tạo linh kiện., chọn khối linh kiện phác thảo và click chuột phải => chọn Make package.
Hình 4.7. Chọn khối linh kiện phác thảo và chọn Make package.
Nhập tên cho linh kiện ở ô New package name
Chọn các mô tả về nhánh package, loại package (package category, package type, package sub-category) và viết mô tả cho cho linh kiện (package description).
Hình 4.8. Đặt tên và chọn các thông tin cho linh kiện
Cuối cùng là nhấn OK để kết thúc việc tạo linh kiện. Theo mặc định thì chương trình sẽ tự cộng linh kiện này vào mục lấy linh kiện để sử dụng ngay.
4.3. TẠO MỘT LINH KIỆN MỚI TRONG ISIS VÀ LIÊN KẾT VỚI ARES
4.3.1 Vẽ phác thảo linh kiện.
- Bước 1: Chỉ dùng công cụ vẽ 2D để phác thảo.
- Bước 2: Gắn chân linh kiện cho các hình phác thảo vừa vẽ sử dụng chức năng vẽ chân linh kiện (kí hiệu được tô đỏ ở trên )
Hình 4.10 .Vẽ phác thảo linh kiện.
Chú ý: Khi gắn chân vào cho các khối phác thảo thì đầu có kí hiệu chữ x phải xoay ra phía ngoài.
- Bước 3: Đặt tên cho chân linh kiện: Chọn chân cần đặt tên và nhấp chuột phải => chọn Edit properties.
Hình 4.11. Nhập tên và thuộc tính cho linh kiện.
Nhập tên vào Pin name (chỉ mang tính hiển thị), nhập tên thực (quan trọng) cho chân vào default pin number. Và chọn thuộc tính cho chân ở Electrical type.
Đến đây đã có các khối phác thảo của linh kiện như mong muốn. Chú ý ở đây là các khối phác thảo này không cần chính xác về dạng chân mà chỉ cần có đủ số chân kết nối cho linh kiện là được.
Điểm quan trọng là lúc đặt tên chân cho linh kiện, tên chân linh kiện Isis nên trùng với các chân linh kiện tương ứng đã tạo ở Ares .
4.3.2. Tạo và liên kết linh kiện.
Chọn khối linh kiện phác thảo và nhấp chuột phải => chọn Make device
Hình 4.12. Chọn khối linh kiện phác thảo.
Hình 4.14. Mở cửa sổ tạo liên kiết .
Hình 4.16. Search linh kiện vừa tạo.
Hình 4.19: Nhập tên linh kiện
4.4. BÀI TẬP
CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ MẠCH IN
5.1. CÁCH MỞ ARES TRONG PROTEUS
Trước tiên để vào được Ares, cần khởi chạy Proteus:
- Khi Proteus được cài đặt hoàn chỉnh, để mở Proteus vào Start -> Program -> Proteus Lite -> Chọn ISIS .
Hình 5.1: Menu mở chương trình Proteus.
Để có thể mở nhanh phần mềm proteus, kéo biểu tượng ra màn hình để sau đó có thể mở nhanh.
Hình 5.2: Biểu tượng dùng để mở nhanh Proteus VSM trên Desktop
Hình 5.3: Giao diện Ares trong Proteus
• 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 .
5.2. CÁC TÍNH NĂNG CƠ BẢN CỦA ARES
Hình 5.5: Các phần trong giao diện Ares
- Vùng 1: Vùng thiết kế - Vùng 2 : Vùng lấy linh kiện
-Vùng 3 : Hình ảnh đối tượng được chọn - Command toolbars
Hình 5.6:Biểu tượng trên menu chính
-Model Selector
Hình 5.7:Biểu tượng trên thanh công cụ đứng
Công cụ này có tác dụng lọc các lớp, linh kiện, wire. Nếu biểu tượng có màu xanh thì cho phép chọn lớp, linh kiện
- Design Rule Checker (DRC)
Hình 5.8: Công cụ Design rule cho phép chọn linh kiện
Công cụ này có tác dụng kiểm tra khoảng cách giữa các wire, nếu không đảm bảo thì thông báo lỗi có màu đỏ
Hình 5.9: Công cụ Design rule báo lỗi
-Package library
Là nơi chứa thư viện các kiểu đóng gói của linh kiện:
Chúng, có thể gõ từ khóa để tìm kiểu đóng gói cho linh kiện như: Led, motor…
Hình 5.11: Cách chọn linh kiện
-Package Placement
Chọn công cụ: Package Mode
Hình 5.12: Linh kiện được chọn
Hình 5.13: Đặt linh kiện lên board mạch
Ta cũng có thể Move/Drag/Copy/Delete
Hình 5.14:Cách Copy, Edit, Move khối linh kiện
Hình 5.15:Thay đổi thong số linh kiện
- Block editing
Thao tác chọn cả khối linh kiện cũng như trong ISIS, để thụân tiện hơn cho việc phân loại bằng bộ lọc Selection Filter
Hình 5.16:Bộ lọc khối linh kiện
-Rasnet Mode
Dùng để chỉ ra các chân nào của linh kiện sẽ được nối với nhau.
Hình 5.17: Các chế độ Rasnet
Hình 5.18a: Sơ dồ nối chân linh kiện
Sau đó nếu Routing thì sẽ được kết quả:
Hình 5.18b:Sơ đồ nối chân linh kiện sau khi routing
- Track Mode
Dùng để nối các chân linh kiện trong cùng một layer sau khi đã Rasnets
Hình 5.19:Công cụ track mode
Hình 5.20a:Nối chân linh kiện
Nếu trong khi nối dây, click 2 lần thì dây sẽ có màu đỏ:
Hình 5.20b:Nối dây chân linh kiện(click chuột 2 lần)
Có thể dùng Tack Mode để thay đổi lớp mạch in bằng cách click 1 hoặc 2 lần trong khi nối dây.
Hình 5.21: Dùng Tack mode nối chân linh kiện
-Via Placement
Là công cụ dùng để liên kết wires nhiều lớp khác nhau:
Hình 5.22: Công cụ liên kết nhiều lớp
-Tagging a Route
Dùng để chỉnh sửa lại vị trí của dây theo ý muốn., gồm các lệnh sau: - Trim to current layer. Chỉnh cả layer
Hình 5.23: Chỉnh sửa Layout
-Trim to single segment.
Hình 5.24: Chỉnh một đọan
Hình 5.25: Chỉnh sửa một đoạn tùy chọn
Hình 5.26: Đặt chuột tại điểm giữa
Hình 5.27: Đặt chuột tại góc
Moving/Dragging a Tagged Route
-, có thể move, delete,edit một segment hoặc cả wire
Hình 5.29: Thay đổi độ rộng của mạch
- Conectivity Highlight: Công cụ này có tác dụng hiện rõ dây nối các chân linh kiện với nhau
-Mitring a Route: Công cụ này dùng để cắt góc, điều chỉnh vị trí cắt
Hình 5.30: Cắt bằng Mitre
5.3. TÍNH NĂNG MÔ PHỎNG 3D CỦA ARES
Hình 5.31: Giao diện mô phỏng mạch 3D trong Ares
- Thanh công cụ trong 3D VISUALISATION: Cho phép zoom đến từng vị trí góc nhìn
Hình 3.32:Thanh công cụ trong 3D visualisation
Hình 3.33:Thay đổi màu sắc của wire,board
- Để thoát Exit 3D Viewer nhấn phím ESC 5.4. SẮP XẾP LINH KIỆN
5.4.1. Sắp xếp bằng tay.
Tương tự như khi sắp xếp các linh kiện trên bản mạch, vẽ khung bao mạch và lần lượt đặt các linh kiện vào vị trí trên bản mạch. Nên sắp xếp các linh kiện theo sơ đồ nguyên lý và xếp các linh kiện có liên quan ở gần nhau.
Hình 5.34: Sắp xếp linh kiện bằng tay
Trên thanh công cụ, vào Tools/Auto Placer
Hình 5.35: Sắp xếp linh kiện tự động
Sau đó có thể bỏ các mũi tên hoặc các đường nối mạch cho đỡ rối hình bằng cách vào View/ Layer. Hủy dấu Force Vectors hoặc Ratsnest.
Hình 5.36: Hủy dấu Rasnet
Hình 5.37: Hủy dấu Rasnet và Force Vector
5.5. VẼ MẠCH IN TỰ ĐỘNG
5.5.1. Quy tắc vẽ mạch
Trên thanh công cụ, chọn Tools / Design Rule Manager. Có thể thay đổi khoảng cách giữa các chân (Pad), các đường (Trace) cho phù hợp.
Hình 5.38: Lựa chọn quy tắc vẽ mạch
Vào mục Net Cleaner để thay đổi đường nét trên mạch. Đối với mạch nguồn POWER, nên chọn Trace Style >= T30. Đường mạch tín hiệu SIGNAL có thể để Default. Muốn bỏ lớp nào thì chọn None.
Hình 5.39: Quy tắc thiết kế mạch trên các lớp
5.5.2. Vẽ mạch tự động
Sau khi máy Route xong, sẽ có thông báo phần trăm các nét đã vẽ trong mạch, nếu 100% thì đã hoàn thành, còn nếu có lỗi CRC Error thì hãy nhấp vào biểu tượng
Conectivity Rules cheker để kiểm tra những nét còn thiếu và, phải tự vẽ lấy
Hình 5.40: Vẽ mạch tự động bằng công cụ Autorooter
5.5.3. Hiệu chỉnh mạch
Hình 5.41: Mạch in được phủ âm
5.6. XUẤT BẢN VẼ
Trên thanh công cụ, chọn Output/ Export Graphics Chọn Top Coper để in mặt trên của mạch
Hình 5.42: Mặt trên của bản mạch
5.7. BÀI TẬP
PHẦN 2: AUTOCAD
CHƯƠNG 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1.1. GIAO DIỆN CHƯƠNG TRÌNH VÀ CÁC THANH CÔNG CỤ
Hình 1.1. Giao diện chương trình
1.1.1. Thanh menubar:
Mỗi menu tương ứng với một nhóm lệnh của autocad. Chọn vào menubar để hiện ra các chức năng tương ứng. Khi đó xuất hiện một danh mục kéo xuống. Lệnh nào có dấu tam giác thì bên trong nó còn một số lệnh con.
Lấy các thanh công cụ bẳng cách đưa chuột đến một thanh công cụ nào đó, sau đó kích chuột phải sẽ hiện lên bảng thanh công cụ. Chọn công cụ cần gọi.
Đặt các thanh công cụ:
Sau khi gọi thanh công cụ rồi, đưa chuột vào thanh công cụ, kích giữ vào nó và đưa chuật đến vị trí cần đặt.
Để tắt thanh công cụ:
Ta kéo thanh công cụ ra vùng vẽ sau đó chọn vào nút tắt. Hoặc có thể bật tắt trên thanh công cụ bằng cách:
View menu => Toolbar => hộp thoại Customize
Hình 1.3. Hộp thoại Customize
1.1.3. Thanh công cụ:
Chứa các nút tương ứng với các lệnh Autocad. Để sử dụng các lệnh trên thanh công cụ này, chỉ cần chọn vào biểu tượng trên thanh công cụ.
1.1.4. Cửa sổ lệnh
Dùng để nhập các lệnh của autocad bằng bàn phím
Nhập tên lệnh ở dòng nhắc Command: (Có thể gõ đầy đủ hoặc viết tắt) rồi nhấn Enter hoặc spacebar .
Sau khi nhập lệnh, máy sẽ thực hiện quá trình trao đổi thông tin với người sử dụng. Ví dụ: Vẽ đường thẳng
Huỷ lệnh đang thực hiện: nhấn ESC
Lặp lại lệnh trước đó: Nhấn enter hoặc spacebar 1.2. THAO TÁC VỚI BẢN VẼ Tạo bản vẽ mới: Comman: new Lưu một bản vẽ mới: Comman: save …… Hình 1.5. Menu File
1.3. THAO TÁC QUAN SÁT BẢN VẼ
1.3.1. Phóng to hay thu nhỏ vùng vẽ:
All: Xem toàn bộ bản vẽ. Sau khi nhập lệnh, nhập tiếp A
Hình 1.6. Lệnh Zoom
Chọn theo cửa sổ lệnh Windows: Sau khi nhập lệnh, dùng chuột quét trên vùng vẽ một khung chữ nhật bao vùng, cần phóng to.
1.3.2. Di chuyển bản vẽ:
Sau khi nhập lệnh, kích và giữ chuột trong vùng vẽ và thực hiện rê chuột. Khi đó hình vẽ sẽ di chuyển theo.
1.4. THAO TÁC VỀ TỌA ĐỘ
Có 5 phương pháp nhập tọa độ điểm: X, Y: Tọa độ của điểm.
D: Chiều dài của đường thẳng.
α: Góc giữa đường thẳng với phương ngang. Dùng phím chọn .
Nhập tọa độ tuyệt đối: Nhập X,Y Nhập tọc độ tương đối: Nhập @X,Y Nhập tọc độ cực: D< α
1.5. TRUY BẮT ĐIỂM
Hình 1.7. Danh mục các điểm thường trú, tạm trú