2.2.1 Tổng quan về phần mềm Proteus
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 vi điều khiển như MCS-51, PIC, AVR,
Proteus là phần mềm mô phỏng mạch điện tử của Lancenter Electronics, mô phỏng cho hầu hết các linh kiện điện tử thông dụng, đặc biệt hỗ trợ cho cả các MCU như PIC, 8051, AVR, Motorola.
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 Vi Điều Khiển khá tốt, nó hỗ trợ các dòng VĐK PIC, 8051, PIC, dsPIC, AVR, HC11, MSP430, ARM7/LPC2000... 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.
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 mô phỏng hoạt động của các hệ vi điều khiển mà không cần thêm phần mềm phụ trợ nào. Sau đó, phần mềm ISIS có thể xuất file sang ARES hoặc 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 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
Trong bài viết này mình xin giới thiệu đến các bạn phiên bản Proteus 8.0. Vậy có gì mới ở phiên bản Proteus 8.0 này?
- Một khung ứng dụng mới cho phép bạn xem các module của Proteus như các tab trong một cửa sổ duy nhất thông qua việc kéo thả chuột.
- Một bộ cơ sở dữ liệu mới cho phép bạn update giữa mạch nguyên lí và mạch in ngay lập tức.
- Netlist linh hoạt cho phép cập nhật sự thay đổi trong sơ đồ nguyên lí.
- Hiển thị mạch 3-D: Chế độ xem 3-D sẽ cập nhật ngay lập tức các thay đổi trong sơ đồ mạch in.
- VSM Studio: ISIS và ARES, VSM Studio IDE bây giờ là một phần của ứng dụng Proteus duy nhất. Điều này có những lợi ích sau đây:
+ Firmware được tự động nạp vào bộ xử lý sau khi biên dịch thành công. + Gỡ bỏ lỗi bên trong IDE hoặc sơ đồ nguyên lý
Proteus 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 định thế mạnh của nó về mô phỏng các mạch nguyên lý sát với thực tế
Proteus 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.
a) 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 thị 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
Nhưng phần hiển thị 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 dịch 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.
- 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.
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.