GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS NỘI DUNG SVTH: Lưu Trọng Hiếu GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS LỜI NÓI ĐẦU SVTH: Lưu Trọng Hiếu GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS CHƯƠNG : LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRUYỂN Khái quát - - Proteus :là công cụ mô mạch điện tử, cho phép mô hoạt động mạch điện tử bao gồm phần thiết kế mạch viết chương trình điều khiển cho họ vi điều khiển MCS-51, PIC, AVR… proteus phần mềm mô mạch điện tử Lancenter Electronics, mô cho hầu hết linh kiện điện tử thông dụng, đặc biệt hỗ trợ cho MCU PIC, 8051, AVR, Motorola Phần mềm bao gồm chương trình: ISIS cho phép mô mạch ARES dùng để vẽ mạch in Proteus công cụ mô cho loại Vi Điều Khiển tốt, hỗ trợ dòng VĐK 8051, AVR, PIC, dsPIC, ARM giao tiếp I2C, SPI, CAN, USB, Ethenet, ngòai mô mạch số, mạch tương tự cách hiệu Proteus công cụ chuyên mô mạch điện tử 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 - 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 SVTH: Lưu Trọng Hiếu GVHD: Lê Quốc Dũng • • • TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS 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: 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 - PROTEUS VSM Là kết hợp chương trình mô mạch điện theo chuẩn công nghiệp SPICE3F5 mô hình linh kiện tương tác động (animated model) Nó cho phép người dùng tự tạo linh kiện tương tác động thực có nhiều linh kiện loại tạo mà không cần code lập trình Do đó, 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 SVTH: Lưu Trọng Hiếu GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS CHƯƠNG 2: PHẠM VI ỨNG DỤNG Các ưu điểm: 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… SVTH: Lưu Trọng Hiếu GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS - 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 người lập trình mô mặt truyền phát tín hiệu - Một điểm mạnh khác Proteus cung cấp cho người sử dụng công cụ biên dòch 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 - Đối với mạch vi xử lý Proteus cung cấp hình ảnh thực tế linh kiện xuất mà cung cấp cho người lập trình nhiều cửa sổ thông báo nội dung nhớ, trỏ, ghi, … SVTH: Lưu Trọng Hiếu GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS - Proteus có thư viện lớn với 6000 linh kiện loại ngày bổ sung Ngoài có keypad (ma trận phím tạo đơn giản cho người thiết kế cần thao tác ma trận phím ) 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 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 SVTH: Lưu Trọng Hiếu GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS 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 Khả phân tích: - Phân tích mạch đơn giản - Phân tích mạch họ vi xử lý - Phân tích mạch qua đồ thò, máy đo ví dụ : + Phân tích Analogue + Phân tích Digital + Phân tích tần số + Phân tích âm + Phân tích truyền phát liệu Nhiều nhiều phương pháp phân tích từ đơn giản đến khả phân tích phức tạp mà thực tế cần phân tích cần nhiều chi phí công cụ sử dụng - Phân tích tải, áp , đủ tải … Proteus cung cấp cho người sử dụng khả phân tích tải giúp người sử dụng hình dung tải ảnh hưởng đến linh kiện mà chi phí an toàn tuyệt đối - Lưu lại kết phân tích Nhược điểm: - Phần mềm có nhược điểm Proteus không tránh khỏi nhươc điểm : + Phần mềm công ty nước nên tính chất quyền cao, biết đến nên khó kiếm thực tế SVTH: Lưu Trọng Hiếu GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS + 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: Lưu Trọng Hiếu GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS CHƯƠNG : GIỚI THIỆU PHẦN MỀM Giới thiệu chung Sau cài đặt phần mềm, để bắt đầu làm quen sử dụng phần mềm ta khởi động chương trình Chương trình sau khởi động có giao diện sau: 1.1 Thứ tự xếp đặt hình (Screen layout) 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 SVTH: Lưu Trọng Hiếu 10 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Editing Part Labels Có thể ẩn tên, giá trị linh kiện cách + Roght Click/Edit Properties + Check/Uncheck Hidden +Block editing Để move/copy khối linh kiện ta làm sau: Chọn công cụ Selection tools Kéo chuột chọn khối linh kiện Right Click chọn Move/Copy SVTH: Lưu Trọng Hiếu 27 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Design Explorer Đây công cụ giúp ta có nhìn toàn cảnh thiết kế Chứa danh sách gồm tên, kiểu, thông số, circuit/package SVTH: Lưu Trọng Hiếu 28 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Hiển thị nhữ thiếu sót mạch Từ xác định linh kiện thiếu sót để bổ sung Các công cụ + Ground ký hiệu sơ đồ Power Cung cấp lượng cho mạch, tùy theo cách đặt tên cho nguồn mà có nguồn âm hay dương,ký hiệu: SVTH: Lưu Trọng Hiếu 29 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS +Nếu đặt + thi ta có nguồn dương ngược lại Ngoài có Terminal default để làm cực giao tiếp Lable Để vẽ gọn gàng, ta dùng Lable để đặt cho wire Cách làm sau: Trên Wire, Right Click chọn Place wire lable Text Scrip Chức dùng để đặt text lên vẽ Để sử dụng chức ta làm sau: + Click icon + Sau click vùng cần đặt text + Một cửa sổ SVTH: Lưu Trọng Hiếu 30 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Subcircuit Đây phương pháp tạo Subcircuit, Subcircuit thiết kế Child sheet, mastersheet chứa subcircit Chọn Icon , ta có dụng cụ để thiết kế Subcircuitnhư sau: Multisheet Đây chức cho phép mở rộng thiết kế nhiều sheet mà vản vẽ thiết kế chật Để thêm newsheet ta chọn menu Design/New sheet SVTH: Lưu Trọng Hiếu 31 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Voltage Probe Để đo dòng điện ta dùng Vôn kế, Cách làm sau: Chọn công cụ Virtual Instrusment Mode, ta có loại dụng cụ sau: Chọn công cụ DC volt Current Probe Để đo cường độ dòng điện chọn công cụ DC Ammeter có ký hiệu sau: SVTH: Lưu Trọng Hiếu 32 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS AC Voltage Probe Chọn công cụ AC Volmeter AC Current Probe cách sử dụng tương tự loại Vẽ loại đồ thị 3.1 Tín hiệu Analog Để vẽ dạng sóng tín hiệu ta chọn công cụ Graph Ta có danh sách công cụ sau: SVTH: Lưu Trọng Hiếu 33 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Chọn dạng đồ thị analog, vẽ lên hình chữ nhật 3.2 Vẽ dạng sóng tín hiệu Digital Chọn công cụ Digital thao tác SVTH: Lưu Trọng Hiếu 34 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Tương tự ta có kết sau: SVTH: Lưu Trọng Hiếu 35 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS CHƯƠNG : VÍ DỤ MINH HỌA 1.Mô đèn led đơn nhấp nháy Để kiểm tra code hay sai ta nạp code vào PIC16f877A Bước 1: chọn file code cần nạp cho 16f877A SVTH: Lưu Trọng Hiếu 36 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Bước 2: Bấm OK Bước 3: Bấm nút Play để kiểm tra Kết sau mô Đồng hồ led chạy với thời gian thực Kết mô phỏng: 2.Dùng counter đếm từ đến 99 SVTH: Lưu Trọng Hiếu 37 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS 3.Đo độ ẩm nhiệt độ sử dụng DHT11 4.Giao tiếp với LCD SVTH: Lưu Trọng Hiếu 38 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS 5.Đo nhiệt độ dùng LM35 Code mô phỏng: #include SVTH: Lưu Trọng Hiếu 39 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS #include #include #include #include #include #define LCD_ENABLE_PIN PIN_B2 #define LCD_RS_PIN PIN_B0 #define LCD_RW_PIN PIN_B1 #define LCD_DATA4 PIN_B4 #define LCD_DATA5 PIN_B5 #define LCD_DATA6 PIN_B6 #define LCD_DATA7 PIN_B7 #include // su dung thu vien lcd.c void main() { float temp; unsigned int16 adc_value; lcd_init(); setup_adc(adc_clock_internal);// dung xung clocck dem setup_adc_ports(AN0); // set cho chan an0 doc delay_ms(10); TRISB = 0; // dau du lieu while(1) { set_adc_channel(0); // kenh ano delay_ms(100); SVTH: Lưu Trọng Hiếu 40 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS adc_value = read_adc(); delay_us(10); temp=(float)(adc_value*0.49); delay_us(10); lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc,"dienap =%3f(V)",temp); //hien thi gia tri dien ap len lcd delay_ms(200); } } SVTH: Lưu Trọng Hiếu 41 [...]... Lưu Trọng Hiếu 33 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Chọn dạng đồ thị analog, vẽ lên một hình chữ nhật 3.2 Vẽ dạng sóng tín hiệu Digital Chọn công cụ Digital và thao tác như trên SVTH: Lưu Trọng Hiếu 34 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Tương tự như trên ta có kết quả như sau: SVTH: Lưu Trọng Hiếu 35 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS CHƯƠNG 4 : VÍ DỤ MINH HỌA 1.Mô... SVTH: Lưu Trọng Hiếu 19 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS 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 SVTH: Lưu Trọng Hiếu 20 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS + 7 là tên nhà sản xuất Khoanh... Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Editing Part Labels Có thể ẩn hoặc hiện tên, giá trị của linh kiện bằng cách + Roght 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 SVTH: Lưu Trọng Hiếu 27 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Design... SVTH: Lưu Trọng Hiếu 28 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Hiển thị nhữ thiếu sót của mạch Từ đó xác định linh kiện còn thiếu sót để bổ sung 2 Các công cụ chính + Ground ký hiệu trên sơ đồ Power Cung cấp năng lượng cho mạch, tùy theo cách đặt tên cho nguồn mà có nguồn âm hay dương,ký hiệu: SVTH: Lưu Trọng Hiếu 29 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS +Nếu đặt là + thi ta có nguồn... Lưu Trọng Hiếu 31 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Voltage Probe Để đo dòng điện ta dùng Vôn kế, Cách làm như sau: Chọn công cụ Virtual Instrusment Mode, ta có các loại dụng cụ như sau: Chọn công cụ DC volt Current Probe Để đo cường độ dòng điện chọn công cụ DC Ammeter có ký hiệu như sau: SVTH: Lưu Trọng Hiếu 32 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS AC Voltage Probe Chọn công... màu đỏ SVTH: Lưu Trọng Hiếu 23 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS 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 SVTH: Lưu Trọng Hiếu 24 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Ta cũng có thể Copy, Move, Rotate, Delete... TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS 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) + Times auto save + Number of file on file menu, + vv SVTH: Lưu Trọng Hiếu 16 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM... 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 SVTH: Lưu Trọng Hiếu 14 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS - Bắt đầu quá trình vẽ ấn phím W - Để chạy chương trình ấn Ctrl+F12 - Ấn...GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS mục trong thanh trình đơn có chức năng hỗ trợ việc thiết kế và mô phỏng 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 ra các nút công cụ đặt trên các thanh công cụ cho phép người dùng thao tác nhanh... MỀM PROTEUS + 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: SVTH: Lưu Trọng Hiếu 21 GVHD: Lê Quốc Dũng TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS Double Click vào linh kiện cần lấy, lập tức linh kiện sẽ được bổ sung cào bàn làm việc là vùng màu trắng phía bên trái 1.4 Một số thao thác cơ bản Giao