ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS

Hiện nay trên các trang mạng về điện tử truyền tay nhau nhiều phần mềm mềm mô phỏng nhưng được nhắc đến nhiều trong số đó là phần mềm Proteus.. Đồ án này sẽ giới thiệu cho các bạn biết r

Mục Lục

LỜI NÓI ĐẦU

Trong lĩnh vực điện, điện tử hiện nay việc thiết kế mạch là việc không thể thiếu.Nhưng muốn biết mạch thiết kế ra có sai sót gì không, hoặc bạn chỉ muốn xem nguyên lýmạch hoạt động ra sao mà không muốn làm mạch thật vì chi phí cao thì bạn phải làm thếnào? Để giải quyết các vấn đề trên thì các phần mềm mô phỏng đã ra đời Tuy các phầnmềm mô phỏng này chưa chính xác hoàn toàn tuyệt đối nhưng cũng giúp ích cho ta khánhiều

Hiện nay trên các trang mạng về điện tử truyền tay nhau nhiều phần mềm mềm mô

phỏng nhưng được nhắc đến nhiều trong số đó là phần mềm Proteus Đồ án này sẽ giới

thiệu cho các bạn biết rõ hơn về phần mềm Proteus, một phần mềm giúp ích rất nhiều choviệc thiết kế, mô phỏng các mạch điện Là công cụ giúp ích nhiều cho giảng viên và sinhviên trong việc giảng dạy và học tập và cả cho những người yêu thích điên, điện tử

Do thời gian hạn hẹp và kiến thức còn nhiều hạn chế nên đồ án này không tránh đượcnhững sai sót Mong thầy cô và các bạn góp ý để đồ án được hoàn thiện hơn Em xin chânthành cảm ơn!

Người thực hiện đồ án:SV: Nguyễn Mạnh Điềm

I LỊCH SỬ HÌNH THÀNH, PHÁT TRIỂN VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG

Proteus là phần mềm của hãng Labcenter Electronics, nó mô phỏng được cho hầu hếtcác linh kiện điện tử thong dụng, đặc biệt có thể hỗ trợ cho cả các MCU như PIC, 8051,AVR, Motorola

Proteus đã được sử dụng rộng rãi trên 35 quốc gia Proteus đã tự khẳng định thế mạnhcủa nó về mô phỏng các mạch nguyên lý sát với thực tế, trên 12 năm hình thành và pháttriển nó càng được hoàn thiện và phát triển mạnh hơn Proteus cung cấp cho người sửdụng hầu như toàn bộ các linh kiện điện tử để người dung có thể tạo ra được các mạchnguyên lý và sau cùng là cho chạy thử và so sánh với kết quả thực tế Chính vì proteus cóthể tạo và chạy thử được các mạch đơn giản cũng như phức tạp nên có thể dùng nó tronggiảng dạy, trong các phòng thí nghiệm điện tử cũng như trong thực hành vi xử lý…

II CÁC CHỨC NĂNG CƠ BẢN CỦA PROTEUS

Ngoài ra Proteus còn cung cấp cho người sử dụng các công cụ mạnh và các phần mềmkhác hầu như không có Chẳng hạn như thư viện led với các mầu sắc khác nhau kể cả led

7 đoạn Nhưng phần hiển thị mạnh nhất mà Proteus cung cấp là LCD, nó có thể mô phỏngcho rất nhiều LCD từ đơn giản đến phức tạp

Một ưu điểm nữa của Proteus là có thể mô phỏng công cụ phát và thu tín hiệu từ cácmạch giao tiếp với máy tính thông qua công cụ RS232 Trong đó người sử dụng có thểđiều khiển được quá trình truyền phát, tốc độ Baud… giúp cho người lập trình có thể môphỏng các mạch truyền, phát tín hiệu

Một điểm mạnh khác của Proteus là cung cấp cho người dùng công cụ biên dịch chocác họ vi xử lý như MSC51, AVR, HC11… Qua đó tạo ra các tập tin HEX dùng để nạpcho 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 cáclinh kiên xuất mà còn cung cấp cho người lập trình rất nhiều các cửa sổ thông báo các nộidung của bộ nhớ, con trỏ, thanh ghi…

2 Khả năng ứng dụng.

Khả năng ứng dụng chính của Proteus là mô phỏng, phân tích các kết quả từ các mạchnguyên lý Proteus giúp cho người sử dụng có thể thấy trước mạch thiết kế chạy đúng haysai trước khi thiết kế trên bo mạch

Các công cụ phục vụ cho việc phân tích mạch có độ chính xác khá cao như đo vôn,ampe hay máy đo dao động

Khả năng áp dụng chương trình Proteus vào trong giảng dạy là rất tốt cho các giảngviên cũng như cho sinh viên học tập kỹ thuật điện tử vì hầu như Proteus cung cấp gần nhưđầy 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 rãi thì nó gần như là thầydạy cho chính họ ở nhà Nó giúp cho các sinh viên tự học, tự nghiên cứu và thiết kế thửcác phần đã học và chạy xem kết quả rồi rút ra các bài học tốt Điều cơ bản nhất là tiếtkiệm tiền cho sinh viên không có điều kiện mà lại ham học hỏi, ham nghiên cứu

Trong thực tế hiện nay hầu như phòng thí nghiệm điện tử nào được xây dựng lên cũngphải tốn không ít ngân sách Nếu Proteus được ứng dụng qua 1 máy tính thì các giảngviên có thể cung cấp cho sinh viên hầu như toàn bộ các mạch điện đơn giản, hơn nữa cóthể tạo ra các KIT vi xử lý dùng phục vụ cho việc thực hành vi xử lý Qua đó các giáoviên 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 nghiên cứu các bài thực hành trước ở nhà trước khi thực hànhthực tế trên mô hình thật sự và lợi ích thu được chắc chắn không nhỏ

Và còn rất nhiều phương pháp phân tích từ đơn giản nhất đến khả năngphân tích phức tạp mà ngoài thực tế khi cần phân tích nó thì cần rất nhiềuchi phí cũng như công cụ sử dụng.

Phân tích quá tải, quá áp, đủ tải… Proteus cung cấp cho người sử dụng khả năng phântích quá tải giúp cho người sử dụng hình dung được khi quá tải thì ảnh hưởng đến các linhkiện như thế nào mà không mất chi phí cũng như an toàn tuyệt đối

Lưu lại các kết quả phân tích

Hướng dẫn sử dụng trong Proteus hoàn toàn bằng tiếng anh nên đòi hỏi người

sử dụng cũng phải có một nền tảng tiếng anh cơ bản nếu muốn sử dụng nó mộtcách hiệu quả ( Nhất là tiếng anh chuyên ngành về điện tử)

III GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM MÔ PHỎNG PROTEUS

1 Giới thiệu

Proteus VSM (Virtual Simulation Machine) của Labcenter Electronics là phầnmềm mô phỏng mạch điện rất được ưa thích hiện nay So với các phần mềm mô phỏngmạch điện tử khác, Proteus có nhiều ưu điểm nổi trội như: mô phỏng được rất nhiều linhkiện điện tử và các thiết bị hiển thị, kết quả mô phỏng rất trực quan như một mạch điện

hỗ trợ rất nhiều các chip vi điều khiển như 8051, AVR, PIC, HC11, ARM7/LPC2000 Nếu bạn đang muốn học AVR mà không có điều kiện hoặc kinh nghiệm để làm cácmạch phát triển hoặc bạn muốn kiểm tra chương trình trước khi nạp vào mạch phát triểnthì Proteus là lựa chọn không thề bỏ qua.

Phần mềm bao gồm 2 chương trình: ISIS cho phép mô phỏng mạch và ARESdùng để vẽ mạch in

2 Thực hiện vẽ mạch

Khởi động chương trình

- Start > All Program > Proteus 7 Professional > ISIS 7 Professional

Chạy Proteus: sau đó nhấn vào button “Components” rồi “Pick Devices” để chọnlinh kiện

Hình 1 Giao diện Proteus.

Chọn linh kiện: trong dialog Pick Divices, ô “Keywords” nhập mega8, bạn sẽ thấy 1linh kiện có tên “ATMEGA8” bên cửa sổ “Results”, double click vào linh kiện đó đểmang nó ra cửa sổ “Object selector”

Hình 2 Chọn linh kiện.

Để tìm điện trở, bạn đánh keyword “res”, chọn “Resistors” trong “category” và Double click vào link kiện “RES” trong ô “Results”.

Hình 3 Chọn điện trở.

Thực hiện tương tự để chọn GREEN - LED bằng keyword “green led”

Hình 4 Chọn Green LED.

Sau khi chọn 3 loại linh kiện cần thiết bạn hãy nhấn OK và quay về cửa số chính, khi

đó bạn thấy trong cửa sổ “Object selector” như sau:

Hình 5 Các link kiện cần cho mô phỏng.

Thao tác với mouse trong Proteus: khác với 1 số chương trình vẽ mạch điện khác,

tháo tác mouse trong Proteus hơi lạ nên có thể gây bối rối cho bạn, hãy theo hướng dẫnsau đây:

 Chọn linh kiện để vẽ: left – click lên tên linh kiện trong cửa sổ “Object selector”

 Đặt linh kiện: Left – click lên cửa sổ mạch điện Right click lên linh kiện trong cửa

số mạch điện sẽ làm cho linh kiện đó được bao bởi màu “đỏ”, tức bạn đang chọn linh kiệnđó

 Bỏ chọn linh kiện: thực hiện bằng cách Right – click lên một vị trí trống trên cửa

sổ mạch điện

 Delete linh kiện: Right – click 2 lần lên 1 linh kiện là delete linh kiện đó khỏi cửa

sổ mạch điện, hoặc Right click 1 lần lên 1 linh kiện đã được chọn trước đó (có màu đỏ)cũng sẽ xóa linh kiện này

 Di chuyển linh kiện: chọn linh kiện trước (right – click) và drag để di chuyển linhkiện bằng mouse left

 Xoay và lật linh kiện: chọn linh kiện cần xoay hay lật (right – click), dùng các nútcông cụ để xoay hoặc lật linh kiện.

Hình 6 Các nút công cụ xoay và lật linh kiện.

 Hiện cửa sổ thuộc tính linh kiện: rất nhiều khi bạn cần thay đổi 1 số thuộc tính củalinh kiện (ví dụ giá trị của điện trở), bạn thực hiện điều này trong cửa sổ thuộc tínhcủa linh kiện Để hiện cửa sổ thuộc tính của 1 linh kiện bạn hãy right – click trước(để chọn linh kiện – linh kiện sẽ đỏ lên) và sau đó left – click sau

 Theo hướng dẫn trên, bạn hãy click vào ATMEGA8 và đặt linh kiện này lên mạchđiện của bạn (đặt lên cửa sổ làm việc lớn) bằng cách left - click lên bất vị trí nàotrên cửa sổ mạch điện Thực hiện tương tự cho 8 LED và 1 điện trở như hình vẽbên dưới

Hình 7 Đặt linh kiện lên mạch điện.

Tiếp theo là đặt “Ground” cho LED, nhấn vào nút công cụ “Inter – sheet Terminal”như hình bên dưới

Hình 8 Nút công cụ Inter – sheet Terminal.

Bạn thấy trong cửa sổ “Object devices” có 1 số thiết bị, hãy chú ý dến “POWER” và

“GROUND”, đây là nguồn và mass cho mạch điện của bạn Hãy chọn GROUND và đặtlên mạch điện của bạn

Bước tiếp theo, nối dây: không cần công cụ, để nối dây bạn chỉ cần rê mouse đếnđiểm cần nối của linh kiện, bạn sẽ thấy xuất hiện 1 dấu chéo “x”, lúc đó hãy click mouse

và di chuyển (không cần giữ mouse) đến vị trí tiếp theo và click lần nữa

Hình 9 Nối dây.

Theo cách này bạn hãy nối dây cho mạch điện của bạn, mạch điện hoàn chỉnh nhưsau

Hình 10 Sau khi nối dây.

Bây giờ hãy thay đổi giá trị của điện trở, giá trị mặc định là 10k, giá trị này quá lớn,dòng điện sẽ rất nhỏ, khi mô phỏng bạn sẽ không thấy các LED sáng lên Bạn hãy thayđổi nó thành 100 (100 Ohm) Trước hết cho hiện cửa sổ thuộc tính của điện trở (rightclick rồi left click lên điện trở), thay đổi ô resistance của nó

Hình 11 Thay đổi giá trị của điện trở.

3 Nạp chương trình và mô phỏng.

Nạp chương trình vào chip Atmega8: hãy hiện cửa sổ thuộc tính của chip Atmega8,

trong ô “Program file” hãy click và tìm đến file “avr1.hex” mà bạn đã tạo trong thư mụcProject của bài AVR1 sau khi biên dịch Chú ý thay đổi thông số “Clock frequency” là 1Mhz

Hình 12 Đổ chương trình cho chip.

Hình 13 Kết quả mô phỏng

IV VÍ DỤ ỨNG DỤNG CỦA PROTEUS.

1 Ví dụ đơn giản với đèn Led.

Hình 4.1: mô phỏng mạch điện đơn giản trong proteus.

Ví dụ này sử dụng một nguồn 9v, một công tắc và một đèn Led Ví dụ này cho thấy rằngProteus có thể dùng để mô phỏng những mạch điện đơn giản, thuận tiện, không tốn chiphí cho việc mua linh kiện

Hình 4.2: Chạy mô phỏng, đóng công tắc led sáng.

2 Thiết kế mạch in mạch tạo nguồn 7805 bằng Proteus.

B1: thiết kế mạch nguyên lý:

Hình 4.3: Bảng chọn linh kiện

Từ bàn phím ấn phím “P” để ra bảng chọn linh kiên Sau đó các bạn gõ tên linh kiệncần tìm vào “ Keywords”

Có một lưu ý khi các bạn chọn linh kiện là phải chọn linh kiện có PCB, nếu không có

sẽ không tạo được mạch in

Hình 4.4: Mạch nguyên lý của mạch nguồn 7805.

Mạch tạo nguồn 7805 gồm có:

7805

Tụ C1 C2 C3

Điện trở R1

Jump để cắm nguồn vào và nguồn ra

Khi các bạn lấy đủ các linh kiện ra và sắp xếp sau đó đi dây (hình 4.4)

Các bạn save project lại sau đó kích vào ARES để tạo mạch in Khi đó ta sẽ có 1 trang PCB

Hình 4.5: Lấy và sắp sếp linh kiện mạch in

Các bạn kích vào Selection Mode sau đó lấy các linh kiên ở bảng COMPONENTS ra

và sắp sếp sao cho khi đi dây ít bị cắt nhau nhất có thể (Hình 4.5)

Hình 4.6: Đi dây cho mạch in

Khi đã sắp xếp xong các linh kiện thì các bạn kích vào Track mode để đi dây, chọn cỡ dây bạn muốn vd T50 (Hình 4.6)

Hình 4.7: Đổ đồng lớp top

Các bạn kích vào Zone Mode, sau đó vẽ một hình chữ nhật bao quanh mạch in, ta chọn lớp vẽ là Top (Hình 4.7) sau đó làm tiếp với lớp bottom ta được như hình 4.8

3 Mô phỏng mạch đo nhiệt độ dùng DS18B20.

Hình 4.9: Sơ đồ nguyên lý mạch đo nhiệt độ dùng DS18B20.

Bước 1: Chọn linh kiện:

Bước 3: Mô Phỏng:

Để có thể chạy được mô phỏng ta cần viết code bằng Asm hoặc C sau đó nạp code vào mới có thể mô phỏng được

Tài Liệu Tham Khảo

Luận văn tìm hiểu về phần mềm Proteus – Phạm Quốc Hiệp

Khai thác phần mềm proteus trong mô phỏng vi điều khiển – Nguyễn Đức Hiền