Ve Mach in Dung Proteus PDF

H ướ ng d ẩ d ụng Proteus 7.1 ướ ng ẩ n sử d

Biên soạn: Nhóm 4 Lớ p 04DT2-Trườ ng ng ĐH Bách Khoa Đà Nẵng ---- [email protected] Đinh Chí Thành --- Lê T ự Thành Công. ự Thành Trầ n Ngọ c Khoa. Nguyễ n Xuân. Cao Xuân Quý.

Bả n quyề n thuộ c về các thành viên c ủ a nhóm 4- Lớ p 04DT2-Trườ ng Đ H Bách Khoa Đ à N ẵ ẵ ng. Trong quá trình biên so ạ n chúng tôi không l ấ chứ c ấ y tài liệu củ a bấ t k ỳ cá nhân và t ổ ch nào. Bấ t k ỳ ai sử d d ụ ng tài liệu này đều phải tôn trong quyên tác gi ả , vui lòng ghi r ỏ nguồ n gố c khi phát hành l ại tài liệu này. Tài liệu này đượ c tham khả o miễ n phí.

Nhóm 4- Lớ p 04DT2-Tr ườ ng Đ H Bách Khoa Đà N ẵ n ườ ng ẵng g

1


Nhóm 4- Lớ p 04DT2-Tr ườ ng Đ H Bách Khoa Đà N ẵ ng ườ ng ẵ ng

3



4


HƯỚ NG NG DẨN THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỆN TỬ BẰNG PHẦN MỀM PROTEUS 7.1

1. GIỚ I THIỆU 

Proteus là phần mêm của hảng Labcenter dung để vẽ sơ đồ ơ đồ nguyên lý, mô phỏng và thiết k ế mạch điện. Gói phần mêm gồm có phần mềm chính :  ISIS dùng để vẽ sơ đồ ơ đồ nguyên lý và mô ph ỏng  ARES dùng để thiết k ế mạch in.

 Có thể tìm hiểu thông tin và tải bản dùng th ử chươ ng ng trình tại website của nhà

sản xuất :

http://www.labcenter.co.uk/

 Sau khi tải về quà trình cài

ng trình bình th ườ ng ng . Sau khi cài đặt thành đặt chươ ng

công bạn sẻ thấy chươ ng ng trình trong Start menu.

2.0.HƯỚ NG NG DẨN SỬ D DỤNG 2.1. VẼ SƠ ĐỒ Ơ ĐỒ NGUYÊN LÝ V Ớ I ISIS

2.1.1. GIỚ I THIỆU GIAO DIỆN SỬ D DỤNG ng trình ISIS nh ư hình 1.1. Để vẽ sơ đồ ơ đồ nguyên lý, vào Start Menu khở i động chươ ng Chươ ng ng trình đượ c khở i độnng và có giao diện như hình 2.1.1.1


5


Hình 2.1.1.1 Phía trên và phía phải của chươ ng ng trình là các công cụ để ta có th ể thiết k ế sơ đồ ơ đồ nguyên lý. Ph ần giữa có màu xám là nơ i để chúng ta vẽ mạch. 

Section mode: Chức năng nay để chọn linh kiện



Component mode: Dùng

để lấy linh kiện trong thư viện linh kiện



Đặt lable cho wire



Bus:



Terminal: Chứa Power, Ground,



Graph: Dùng để vẽ dạng sóng, datasheet, trở kháng kháng



Generator Mode: Chứa các nguồn điện, nguồn xung, nguồn dòng

Voltage Probe Mode: Dùng để đo điện thế tại 1 điểm trên mạch, đây là 1 dụng cụ chỉ có 1 chân và không có th ật trong thức tế





Curent Probe mode: Dùng điểm trên wire

để đo chiều và độ lớ n của dòng điện tại 1

Virtual Instrument Mode: Chứa các dụng cụ đo dòng và áp, các d ụng cụ này đượ c mô phỏng như trong thực tế




6




Đây là nhóm công c ụ để vẽ các ký hi ệu, chú thích

ng trình.  M ộ t s ố tùy chọ n củ a chươ

Set BOM Scrip ng linh kiện đã sử dụng trong để xuất danh sách các loại- số lượ ng

Công cụ này dùng mạch

Để thay đổi, chọn System/Set BOM Scrip

Chúng ta có add, edit, delete loại linh kiện ma ta muốn


7


Vớ i công c ụ này, sau khi thiết k ế mạch nguyên lý xong ta có th ể xác định đượ c một cách nhanh chóng loại và số lượ ng ng linh kiện mà ta dùng trong m ạch để tiện cho việc mua linh kiện lắp mạch Ví dụ ta có bảng thống kê như sau:

Bill Of Materials For OCL VISAI : OCL VISAI Design Title : DINH CHI THANH 04DT2 Author :1 Revision : Sunday, August 05, 2007 Design Created Design Last Modified : Friday, August 24, 2007 Total Parts In Design : 50

21 Resistors Quantity: 2 2 2 1 3 3 1 2 1 2

References R1, R2 R3, R5 R6, R15 R7 R8, R10, R13 R9, R22, R24 R11 R12, R14 R17 R18, R19

Value 0R22 1k 3.3k 2.7k 10k 1.5k 680 390k 4 270


8


1 1

R21 R23

220 500

6 Capacitors Quantity: 1 1 1 1 2

References C1 C2 C3 C4 C5, C6

Value 0.33uF 3.3uF 100u 1200uF 33u

11 Transistors Quantity: References 1 Q1 2 Q2, Q10 1 Q3 2 Q4, Q11 1 Q5 4 Q6-Q9

Value 2N3773 MJE340 2N6609 MJE350 BC327 2N2219

7 Diodes Quantity: 6 1

References D1-D3, D5-D7 D4

Value 1N4148 LED-RED

5 Miscellaneous Quantity: 4 1

References RV1-RV4 RV5

Value 100 50k

Thursday, October October 25, 2007 2007 3:43:57 PM

Set Environment

Tùy chọn này cho phép ng ườ i dùng thay đổi :  số lần Undo (Ctrl+Z),  times auto save,  number of file on file menu,  vv… Nhóm 4- Lớ p 04DT2-Tr ườ ng Đ H Bách Khoa Đà N ẵ ng ườ ng ẵ ng

9


Set Sheet Size Cho phép ngu ờ i dùng điều chỉnh kich thướ c sheet, có thê chọn A3, A2..

Set sheet editor Thây dổi font, size text, …..

Set keyboard mapping Cho phép Designer t ạo các phím tắt để thực hiện các lệnh .

 Trướ c hết chọn Command Group,


10

H ướ ng d ẩ d ụng Proteus 7.1 ướ ng ẩ n sử d  Sau đó chọn lệnh muốn đặt phím tắt.  Trong mục Key for command ta gỏ vào  Ví dụ cho lệnh Open

Design là Ctrl+O

Key mà ta muốn.

Set Animation Option

Cho phép hiển thị chiều của dòng điện, các mức logic, frame per second… khi

Simulation

Simulation option Thay dổi nhiệu độ môi truờ ng, ng, sai số,….


11


Để lưu các thiết lập, chọn Save Preferrence Ngoài ta còn có mục thay đổi giao diện sử dụng như màu sắc của bản vẽ, graph, … Nên để mặc định

2.1.2. CÁCH LẤY LINH KIỆN ng trình và thực hiện như sau: Để lấy linh kiện, nhìn vào phía trái c ủa chươ ng  bấm vào biểu tượ ng ng Component Mode ,  sau đó bấm vào chử P hoặc nhấn phím tắt P trên Keyboad.

•

Hoặc củng có thể Right Click trên Editting Window và và chọn Place


12


Khung chươ ng ng trình Pick Devices Devices hiện ra như hình :

•

•

1 là ô tìm ki ếm linh kiện, chỉ cần gỏ từ khóa vào, ví dụ như muốn tìm BJT 2N2222 thì tôi gỏ 2N2222 nhủ hình vẽ ( không phân bi ệt chữ hoa và chữ thườ ng). ng).

2 là các nhóm linh ki ện liên quan đến từ khóa cần tìm.


13

H ướ ng d ẩ d ụng Proteus 7.1 ướ ng ẩ n sử d •

3 là nhóm con c ủa linh kiện, ví dụ như transistor thì có BJT, FET

•

7 là tên nhà s ản xuất

Khoanh số 4 là ký hi ệu (Schematic) trên s ơ đồ ơ đồ nguyên lý

Hình 2.1.2.1 Khoanh số 5 là hình dáng trên s ơ đồ ơ đồ mạch in (PCB), ví dụ như BJT có nhiều kiểu đóng gói như TO18, TO220, vv …


14


Khoang số 6 là k ết quả của việc tìm kiếm linh kiện.

Double Click vào linh ki ện cần lấy, lập tức linh kiện sẻ đượ c bổ sung vào “bàn làm việc” là vùng màu trắng phí bên trái . Xem hình dướ i

2.1.3. MỘT SỐ THAO TÁC CƠ B BẢN Giao diện chính của chươ ng ng trình gồm 2 phân vùng ch ủ yếu sau:


15


 Zooming  Có thể dùng Zoom in, Zoom out, Zoom Area trên menu Tools bar   Có thể dùng 



Mouse Scrool: Đặt con trỏ chuột nơ i cần phóng to, thu nh ỏ và xoay Scrool mouse Có thể dùng phím t ắt mà ta thiết lập cho chươ ng ng trình

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


16


Ví dụ ta chọn 741,Khi đó trên khung Overview xu ất hiện Schematic cua linh kiện đó

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

Ta chỉ việc chọn vị trí đặt linh kiện phù hợ p và Click, k ết quả như sau.

 Một

đặc điểm rât hay c ủa phân mêm này là có thê phóng to thu nh ỏ vùng làm việc bằng cách dùng Scroll c ủa chuột. Nhấn F8 để Zoom 100%


17

H ướ ng d ẩ d ụng Proteus 7.1 ướ ng ẩ n sử d 

Move linh kiện .

 Chọn linh kiện



Right Click và chọn Drag Objject

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

 Ta củng có thể

công cụ sau.



Copy, Move, Rotate, Delete linh kiện bằng cách chọn nhóm

Wire.

 chọn công cụ Selection Mode


18


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



 Click vào chân linh ki ện để nối dây vào chân

đó, sau đó đưa chuột đến

chân còn lại mà ta muốn

 Bỏ thao tác nối dây, ta Right Click  Delete wire bằng cách Right Click 2 l ần lên dây  Hình dạng đườ ng ng đi của dây di qua các điểm mà ta click chuột 


19


Wire repet Khi cần nối dây giữa các chân c ủa hai linh kiên gân nhau, ta có thê dùng phươ ng ng pháp nối dây lặp lại Cách làm như sau:  Nối hai chân bât k ỳ làm mẩu  Double click vào các chân tiếp theo, dây s ẻ đượ c tự động nối 

Move wire Tươ ng ng tự như Block move 



To edit a wires topology after routing :

Rotate / Mirror Mirror linh kiện trướ c khi đặt nó trong Editting Window bằng cách chọn nhóm công c ụ , sự thay đổi đượ c hiển thị trên Overview

 Ta củng có thể


20


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


21




Design Explorer Đây là công cụ giúp ta có cái nhìn toàn c ảnh thiết k ế


22


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

 Hiển thị những thiếu sót c ủa mạch


23


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

Hoặc nếu đã thiết k ế PCB layout thi có thể biết đượ c vị trí đó trên Board đã đượ c hightlight


( linh kiện

24


2.1.4. CÁC CÔNG CỤ CHÍNH 

Ground

Ký hiệu trên sơ đồ ơ đồ



Power  Có ký hiệu như sau

 Cung cấp năng lượ ng ng cho mạch, tùy theo cách

ta có nguồn âm hay dươ ng. ng.


đặt tên cho nguồn mà 25

H ướ ng d ẩ d ụng Proteus 7.1 ướ ng ẩ n sử d  Nếu

ng, ngượ c lai để có nguồn âm thì đặt là + thì ta có ngu ồn dươ ng, đặt tên cho nguồn là – trướ c giá trị điện thế

 Nếu

đặt tên cho Power là VCC hay VEE thì giá trị điện thế nhân

đượ c là +/-5V


26

H ướ ng d ẩ d ụng Proteus 7.1 ướ ng ẩ n sử d  Ngoai ra còn có các

Terminal default để làm các cực giao tiếp

Ví dụ như sau

Lable Để bản vẽ đượ c gọn gàng, ta có thể dùng Lable để đặt cho wire. Cách làm như sau. Trên wire, Right Click và chọn Place wire lable 

Sau đó một hộp thoại hiện ra, đặt tên cho wire, ví dụ ta đặt là VCC Nhóm 4- Lớ p 04DT2-Tr ườ ng Đ H Bách Khoa Đà N ẵ ng ườ ng ẵ ng

27


Khi đó điện thế trên wire tại điểm đó có giá trị bằng VCC

Text Scrip Chức năng này dùng để đặt text lên bản vẽ. Để sử dụng chức năng này ta làm như sau: 

 Click icon .  Sau đó click trên vùng c ần  Một cửa sổ mớ i hiện ra.

đặt text,


28


 Nếu đã có file *.txt thì nhấn

Import để import file tớ i Text Scrip

Subcircuit ng pháp tạo subcircuit, subcircuit đượ c thiết k ế trên một child sheet, Đây là phươ ng mastersheet chứa subcircuit. 

, ta sẻ có các dụng cụ để thiết k ế subcircuit như sau:

Click Icon

   

Default : dùng để ký hiệu subcircuit Input/output: đặ các đầu vào và đầu ra cho subcircuit. Power/Gnd: cung cấp nguồn cho subircuit. Bus: các đườ ng ng dẩn cho subcircuit

Cách làm như sau: Trướ c hết chọn công cụ DEFAULT

để vẽ ký hiệu subcircuit


29


Double Click để rename



Đặt input/output terminal cho subcircuit.

 Chọn công cụ 

input/output và đưa chuột ra mép c ủa subcircuit.

Double Click click vào input/output để Rename.


30

H ướ ng d ẩ d ụng Proteus 7.1 ướ ng ẩ n sử d  Click và có k ết quả sau:

Tiếp theo Right Click lên subcircuit và chọn Goto Child Sheet

Khi đó một New Design xuất hiện, ta chỉ việc thiết k ế subcircuit như bình thườ ng. ng. Ví dụ subcircuit này là 2 điện trở song song song Ta có sơ đồ ơ đồ mạch như sau:


31


Chú ý đặ t tên cho các input/output Right Click và chọn Exit to parent sheet

Bây giờ ta ta đang ở Parentsheet. Để kiểm tra k ết quả ta có thể mắc mạch như sau.

Chỉ số của Ampemetet=0.1A cho thấy SUB1 có tác d ụng như subcircuit đã thiết k ế.

Multisheet rộng thiết k ế trên nhiều sheet khi mà b ản Đây là chức năng cho phép chúng ta mở r vẽ thiết k ế của chúng ta đã quá chật chội Để them một newssheet ta chọn menu Design/New sheet 

Khi đó một sheet mớ i đượ c mở ra, ra, ta có thể đặt tên cho newssheet nh ư sau.

Có thể ghi các chú thích c ủa thiết k ế trong phần Edit sheet notes


32


Khung note hiện ra như sau:

Có thể remove, hoặc chuyển đến các sheet khác bằng menu design/remove…. design/remove….

Hoặc củng có thể nhấn phím tắt Page Up/Down

Để liên k ết mạch điện giữa các sheet chúng ta cần phải đặt các terminal cho các wire

Các cực có tên gi ống nhau sẻ đượ c ngầm định nối vớ i nhau Nhóm 4- Lớ p 04DT2-Tr ườ ng Đ H Bách Khoa Đà N ẵ ng ườ ng ẵ ng

33

H ướ ng d ẩ d ụng Proteus 7.1 ướ ng ẩ n sử d 

Voltage Probe

Để đo dòng điện ta dùng Vôn k ế. Cách làm như sau: Chọn công cụ Virtual Instrusment Mode

, ta có các loại dụng cụ như sau.

Chọn công cụ DC Volt.

 Đây là dụng cụ đo điện thế 1 chiều,  Chân có d ấu + đượ c nối vào điểm có điện thế cao hơ n

 Chân có d ấu – đựoc nối vớ i điểm có điện thế thấp hơ n. n.  Khi đó giá trị trên vôn k ế chính là giá tr ị, chiều và độ lớ n của điện thế giữa 2

điểm cần đo.

đổi thang đo của Von k ế bằng cách Double Click vào Vôn k ế và thay đổi Display range.

 Ta có thê thay


34


Trong hình vẽ dướ i chúng ta có hai điện trở R1 R1 và R2 mác nối tếp nhau. Nguồn R2(1) =12V. Hiệu điện thế trên R1 đo đượ c là +6V như chỉ số đã chỉ ra trên Vôn k ế.

Current Probe ng độ dòng điện ta chọn công cụ DC Ammeter có ký hi ệu như sau. Để đo cườ ng 

Tươ ng ng tụ như Vôn k ế ta có thể thay đổi Display Range cho phù h ợ p vớ i giá trị cần đo.


35


Ampe k ế đượ c mắc nối tiếp như sau.

Giá trị chỉ ra trên Ampe k ế chính là giá tr ị và chiều dòng điện chạy qua R1 và b ằng 0.06A. Nếu chúng ta thay đổi Display Range , đồng hồ sẻ hiển thị như sau.

Giá trị đo đượ c là +60mA. Nhóm 4- Lớ p 04DT2-Tr ườ ng Đ H Bách Khoa Đà N ẵ ng ườ ng ẵ ng

36


AC Voltage Probe Chọn công cụ AC Voltmeter. 

Công cụ này để đo hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai điểm. Ta củng có thể thay đổi Display Range cho phù hợ p vớ i giá trị cần đo.

Ví dụ ta có mạch điện sau. Nguồn xoay chiều có f=50Hz, biên độ là 12V.


37


Giá trị trên AC Voltmeter là =4.24V là giá tr ị hiệu dụng trên R1.

AC Current Probe Cách sử dụng tươ ng ng tự như các loại trên. 

 Voltage Probe Mode. Đây là một công cụ không có trong thực tế vì nó chỉ có 1 chân. Để đo điện thế tại một điểm nào đó trên mạch điện ta đặt Voltage probe mode tại điểm đó. Giá trị chỉ ra là hiệu điện thế giữa điểm đó và đất. Ký hiệu của nó như sau:


38


Current Probe Mode Đây củng là một công cụ chỉ có 1 chân, nó có tác d ụng đo chiều và độ lớ n dòng điện tại 1 điểm trên mạch. Cách sử dụng nó c ủng như Voltage Probe Mode , nh ưng nó có them mũi tên chỉ chiều của dòng điện chạy trong dây. 

2.1.5. VẼ CÁC LOẠI ĐỒ THỊ Để cho việc mô phỏng đượ c chính xác và tr ực quan, Proteus có các công cu để vẽ đồ thị tín hiệu analog, tín hiệu số, phân tích Fourier, datasheet, đặc tuyến truyền đạt , nhiễu, đặc tuyến thêo tần số…vv. Rất hay ! 2.1.5.1. TÍN HIỆU ANALOG. Để vẽ dạng sóng c ủa tín hiệu ta chọn công cụ Graph công cụ như sau.

. Ta có danh sách các loại

Chọn dạng đồ thị analog, vẽ lên một hình chữ nhật.


39


Bất cứ loại đồ thị nào c ủng có cách vẽ chung như vậy. Double Click vao Graph vừa vẽ để Edit Graph.

• • • • •

Graph title là tiêu đề của Graph, ví d ụ như la Vin. Start time là thờ i gian bắt đầu vẽ tín hiệu. Stop time là thơ i gian k ết thúc vẽ tín hiệu Left Axis lable là tên của trục tung Right Axis lable là tên của trục hoành.

Chúng ta cần phải khai báo điểm để vẽ tín hiệu, ví dụ ở đ ở đây ta có thể chọn Vin là tín hiệu nguồn cung cấp. Right Click vào Graph và chọn Add trace


40


Một cửa sổ hiện ra, bấm vào mủi tên trổ xuống để add trace.

Nếu cần them nhiều Trace khác thì ta ch ọn các Probe 2, 3 .. Để mô phỏng Graph , ta nhân phím Space trên keyboard ho ặc Ctrl+A.


41


Sau đó ta đượ c k ết quả.

Đây là hình ảnh phóng to c ủa Graph.


42


Như chúng ta thấy trên hình vẽ, giá trị đỉnh của nguồn điện là 12V

2.1.5.2.VẼ DẠNG SÓNG CỦA TÍN HIỆU DIGITAL. Chọn công cụ Digital và thao tác nh ư trên. Trong ví d ụ này ta dùng nguồn xung clock vớ i tần số 1Hz , độ rộng xung la 50%. , sau đó chọn công cụ DCLOCK. Để có xung clock ta chonk công cụ Generator

Ta có nguồn xung clock như sau.

Double Click vào nguồn để edit. Nhóm 4- Lớ p 04DT2-Tr ườ ng Đ H Bách Khoa Đà N ẵ ng ườ ng ẵ ng

43


• • •

Generator: tên của nguồn Clock type: kiểu xung Tần số của xung

Tươ ng ng tự như các loại đồ thị trên ta có k ết quả như sau:

2.1.5.3.ĐẶC TUYẾN THEO TẦN SỐ. Ta có thể tính trở kháng kháng của mạch theo t ấn số của nguồn. Ví dụ sau đây là một tác dụng của loại đồ thị này. Vẽ mạch diện như sau.


44


ng song song, t ại tần số cộng hưở ng ng thì trở kháng kháng của mạch LC lớ n Đây là mạch công hưở ng nhất nên sụt áp trên LC củng lớ n nhất Chọn công cụ FREQUENCY và vẽ đồ thị như các loại trên.

Trong mục Reference ta chọn nguồn có f thây Vch là cực dùng để đo điện thế trên điểm đặt.

đổi. Ở đây ta chọn Vin

Sau khi mô phỏng đồ thị ta có k ết quả sau.


45


Nhìn vào đồ thị ta thấy tần số cộng hưở ng ng song song c ủa mạch là 125Khz

2.1.5.4.DC SWEEP Chức năng này có th ể giúp ta xác định đượ c đặc tuyến của diode và BJT Vẽ mạch như sau

Chọn công cụ DC SWEEP thao tác như trên Nhóm 4- Lớ p 04DT2-Tr ườ ng Đ H Bách Khoa Đà N ẵ ng ườ ng ẵ ng

46


Double Click vào Graph dể edit.

Nguồn VD là nguồn có giá tr ị X ( để có thể tăng dần)

Sau khi hoan tất nhấn Space để xem k ết quả:


47


2.1.5.6.PHÂN TÍCH FOURIER Vẽ mạch như hình sau:

 Nguồn V1 có Vp=1V, f=22KHz.  Nguồn V2 có Vp=2V, f=10KHz  Nguồn V3 có Vp=3V, f=44KHz  V là cực để đo điện thế trên R4

Chọn công cụ FOURIER và thao tác như các loại đồ thì trên (add trace, …) Sau khi hoàn thành nh ấn Space để có k ết quả


48


 Graphic Style

Có thể thay đổi mau sắc của Graph bằng cách sau:

2.1.6. VÍ DỤ MINH HỌA Ví dụ 1. Thiế t kế m mạ ch dao độ ng tích thoát dùng UJT  Chọn menu File/New Design,  Chọn kích thướ c giấy để in, ví dụ chọn A3 như hình vẽ 2.1.4.3, sau đó OK.


49


Hình 2.1.3.4 Để thêm một số thông tin về bản vẽ như tác giả , phiên bản, tên bản vẽ,  Vào menu Design/Design Properties.  Cửa sổ mớ i hiện ra, thêm thông tin và nhấn OK.

H 2.1.3.5 Bây giờ chúng chúng ta “vào c ửa hàng bán linh ki ện”.  Chọn Component mode , bấm P  Lần lượ t gỏ từ khóa UJT, RES và Capacitor

để vào “cửa hàng”. để chọn linh kiện là UJT, điện trở

và tụ điện.  Sau khi “mua” linh ki ện ,chúng ta tiến hành vẽ mạch như sơ đồ ơ đồ nguyên lý đã chuẩn bị trướ c. c.  Tiến hành sắp xếp linh kiẹn như hình 2.1.3.6


50


H 2.1.3.6

Chú ý: Để xoay linh kiện chúng ta dùng lệnh ở trong Right-Click hoặc công cụ Rotate như hình hình

Để nối dây cho các chân của linh kiện, ta đưa chuột lại chân đó , lúc này con trỏ chuột có dạng một cây bút, Click và nối tớ i chân khác, xem H 2.1.3.8

H 2.1.3.8

ng Terminal bên trái ch ươ ng ng trình. Sẻ có Để cấp nguồn cho mạch, chọn biểu tượ ng ở bên một list gồm BUS, GROUND, POWER…..vv . L ần lượ t chọn Power và Ground gắn vào mạch như H. 2.1.3.9


51


H 2.1.3.9 Sau đó đặt tên cho Power la VCC nh ư H 2.1.3.10

H 2.1.3.10 Mặc định VCC có điện thế là 5V, để thay đổi VCC vào menu Power Rails, xem H.2.1.3.11.


Design/ Configure

52


H.2.1.3.11 Tùy chọn hiên ra, trong ô Name ta ch ọn VCC/VDD, trong ô Voltage thay 5 bằng 12

H. 2.1.3.12 Giả sử tải của chúng ta có giá tr ị 100 Ohm, R2= 5K có tác d ụng ổn định nhiệt cho mạch.

Để thay đổi giá trị cho R,  Right Click và chọn Edit Properties hoặc Double click củng đượ c, c,  Tùy chọn hiện ra. Thay giá tri R trong ô Resistance như hình H.2.1.3.13


53


H.2.1.3.13 Bây giờ là là khâu quan trong nhất , chúng ta se tính toán các giá tr ị cho tụ điên C1 và trở R3. Để làm đượ c viẹc này chúng ta c ần vẽ datasheet của UJT vớ i tải là 100 Ohm và R ổn định nhiệt là 5k . Vẽ lại 1 phần mạch điên như hình vẽ 2.1.3.14

H.2.1.3.14  Nhấp chuột vào biểu tượ ng ng Generater 

Mode

 Chọn DC  Đặt vào cực E của Q2, xem hình 2.1.3.15


54


H.2.1.3.15 Double click vào Q2(E) và đôi tên là IE và đặt nó có chức năng nguồn dòng, sau đó OK

H.2.1.3.16  Chọn biểu tượ ng ng Voltage ,  Đặt que đo này vào c ực E của Q2 và

đổi tên thành VE như hình vẽ 2.1.3.17


55


H.2.1.3.17

 Chọn biểu tượ ng ng

Graph

 Chọn Transfer .  Click chuột và kéo trên màn hình sao cho t ạo thành 1 hình ch ữ nhật( to nhỏ tùy

ý, miễn sao thấy rỏ) ta đượ c một máy vẽ đặc tuyến như hình 2.1.3.18

H.2.1.3.18 Double click vào nó và chọn các thông số như sau:  Source 1 là IE  Stop value là 10mA


56


Sau đó OK. Tiếp theo Right click và chon

H.2.1.3.19

Add Trace hoặc Ctrl+A

H.2.1.3.20 Trong ô Probe P1 chon la VE, sau đó OK.


57


H.2.1.3.20 Tiếp thêo, Right click trên “máy vẽ đặc tuyến” và chon Simulation Graph:

Kết quả ta đượ c đặc tuyên như hình vẽ :

H.2.1.3.20 Trên đồ thị điểm thấp nhất là điểm N- là điểm mà tại đó UJT bão hòa, phóng to dể dàng xác định VN và IN


đồ thị để

58


Nhìn vào đồ thị ta xác định đượ c VN=1.58V và IN=IE=1mA Để xác định VP và IP- P là điểm kích dẩn cho UJT, tat hay giá tri trong ô Stop value la 100u (100 micro)

Ta đượ c k ết quả như hình


59


H.2.1.3.21 Dựa vào đặc tuyến ta xác định đượ c điẻm P có VP=4.41V và IP=1.35uA Giá trị điện trở R3 R3 phải thỏa mản điều kiện :

(VCC-VN)/IN < R3<(VCC-VP)/IP Suy ra :10.3K
Đây la hình ảnh dang xung t ại cực E/Q1(màu xanh) hay trên t ụ C và tại chân T1 (đỏ) Nhóm 4- Lớ p 04DT2-Tr ườ ng Đ H Bách Khoa Đà N ẵ ng ườ ng ẵ ng

60


Ví d ụ 2: Ví d ụ về quang báo

cái A trên LedMatrix. đơ n giả n - tao ch ử cái

Vào Pick Devices để lấy các linh kiện cần thiết như 89c51, tụ điện, điên trở , thạch anh (crystal), ledmatrix, IC đệm 2 chiều 74245 Vẽ mạch như hình vẽ dướ i , các chân P0.x đượ c nối vớ i AX của 74245, đầu ra BX c ủa 74245 đượ c nối vớ i điên trở thanh, thanh, đâu còn lại của điện trở thanh thanh đượ c nối vớ i Ledmatrix. Tươ ng ng tự các chân P1.X c ủa 89c51 củng nối như vây .

Thay đổi tần số của thạch anh.Thông thườ ng ng tần số sử dụng là 12MHz


61


Sơ đồ ơ đồ mạch như hình dướ i.i.

Khi mô phỏ ng vi đ iều khiể n thì chúng ta không cầ n cấ p nguồ n cho VDK củ ng như các IC khác vì các chân VCC VCC và GND c ủ a IC này đ ã ngầ m đị nh như vây vây r ồi. ng trình cho VDK , Double click lên nó, khi đó cửa sổ mớ i hiện ra, chọn Để nạp chươ ng ng dẩn tớ i file *.hex mà bạn đã biên dịch. đườ ng


62


Trong ví d ụ này, chươ ng ng trình đượ c viết bằng asm và đượ c biên dịch bằng Pinnacle

;-----------------------------------;------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

org 00h start: lcall delay mov p0,#00000011b mov p2,#00000011b lcall delay mov p0,#00111100b mov p2,#11111100b lcall delay mov p2,#00000011b mov p0,#11000000b lcall delay mov p0,#00111100b mov p2,#11001111b jmp start delay:

Mov Kt2: Mov Kt1: Djnz >giam tiep,2ckm

R7,#10H R6,#00H R6,Kt1

;===>>>> ga'n R7=#0FFH, 1 chu ki may ;===>>>> ga'n R6=#0FFH, 1 chu ki may ;===>>>> giam R6 xuong 1, R6 khac 0-


63


Kt2,2ckm

Djnz

R7,Kt2

Ret

;===>>>> giam R7 xuong 1, R6 khac 0-> ve ;===>>>> ket thuc chuong trinh con Delay

ret end ;-----------------------------------;-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------; Delay tham khảo tại www.codientu.info Tiếp theo để xem k ết quả của công việc, nhấn F12 hoặc phím Play như hình

Kết quả cua chúng ta sẻ như thế này

Ví d ụ 3: Thi ế t kế b bộ nguồ n 5V dùng IC Vào Pick Device, lấy các linh kiện cần thiết như 7805, tụ điện, led , điện trở ….. ….. Vẽ mạch như hình Nhóm 4- Lớ p 04DT2-Tr ườ ng Đ H Bách Khoa Đà N ẵ ng ườ ng ẵ ng

64


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

Đây là dạng sóng vào


65


Đây là dạng sóng ra

2.2. SỬ D DỤNG ARES 2.2.1. HƯỚ NG NG DẨN VẼ MẠCH IN BẰNG ARES



Overview


66


  

Vùng 1 là nơ i chúng ta thi ết k ế Vùng 2 là nơ i để lấy linh ki ện Vùng 3 là hình ảnh đối tượ ng ng ta chọn



Command toolsbar



Model Selector



Selection Filter


67


Công cụ này có tác d ụng lọc các lớ p , linh kiện, wire. Nếu Icon có màu xanh thì cho phép ch ọn lớ p, p, linh kiện



Design Rule Checker (DRC)

Công cụ này có tác d ụng kiểm tra khoảng cách giữa các wire, nếu không đảm bảo thì thông báo l ổi sẻ có màu đỏ



Package library Là nơ i chứa thư viện các kiểu đóng gói của linh kiện

Chúng ta có th ể gõ từ khóa để tìm kiểu đóng gói cho linh ki ện, ví dụ

cap20,cap40,res, vv..


68




Package Placement Chọn công cụ Package Mode

Nếu muốn Rotate ta có thể dùng công cụ như trong ISIS

Để đặt linh kiện lên Board, chọn linh kiện cần đặt và click lên Board


69


Ta củng có thể Move/Drag,/Copy/Delete


70


Hoặc Edit



Component

Block editing

Thao tác chọn cả khối linh kiện củng như trong ISIS, việc phân loại thì chúng ta s ử dụng bộ lọc  Refining Selection with the Selection Filter


để thuân tiện hơ n cho

71


 Rasnet Mode

Dùng để chỉ ra các chân nào c ủa linh kiện sẻ đượ c nối vớ i nhau.

Chọn các chân để nối vớ i nhau, tuơ n tụ nhu routing trong ISIS

Sau đó nếu Routing thì sẻ đượ c k ết quả


72


 Track Mode

 Dùng

để nối các chân linh kiện trong cùng m ột layer sau khi đã

Rasnets  Chọn công c ụ Track Mode

 Click vào chân linh ki ện , sau

đó nối dây theo ý muốn, khi muốn k ết

thúc thì Right Click .

 Nêu trong khi nối dây mà ta click 2 lần thì dây ta vẽ sẻ thuộc về

Bootom layer (có màu

đỏ)


73


Có thể dùng Tack Mode để chỉ cân thay đổi số lần click 1 hoặc 2



Via placement bằng cách trong khi n ối dây ta

Via Placement Là công cụ dụng để liên k ết wires ở nhi nhiều lớ p khác nhau

Tagging a Route Dùng để chỉnh sửa lại vị trí của day theo ý muốn., gồm các lệnh sau:  Trim to current layer . Chỉnh cả layer 


74






Trim to single segment. Chỉnh một đoạn



Trim to Manual. Chỉnh một đoạn do ta chọn



Đặt chuột tại điểm giữa

Đặt chuột tại góc



Moving/Dragging a Tagged Route


75


Chúng ta co th ể move, delete. Edit một segment hoac c ả wire

 Changing a Route's Width Để thay đổi độ rộng của wire ta dùng công cụ Change Trace Style trong menu Right Click. Nên chọn T50 hoặc T40



Conectivity Highlight

Công cụ này có tác d ụng làm hiện rỏ dây nối các chân vớ i nhau bằng cách click chọn công cu Connectivity Highlight Highlight và click lên vào vào wire

Mitring a Route Chức năng nay dùng để cắt góc, điều chỉnh vị trí cắt như sau 


76


Kết quả như sau:


77





3D VISUALISATION Để xem hình ảnh 3D của board mạch đã thiết k ế, chọn menu Output/3D Viewer

 Basic Navigation

Thanh công c ụ này cho phép điều chỉnh góc nhìn, Zoom đến từng vị trí


78


Thay đổi màu sắc của wire, board, space


79


Nhấn ESC để Exit 3D Viewer

Auto Routing ARES có thẻ thiết k ế PCB hoàn toàn automaticly. Sau khi thi ết k ế thành công mạch nguyên lý chung ta c ần phai kiểm tra trong Design Exploror đảm bảo tất cả các linh kiện đều đẵ đượ c đống gói PCB, t ức là không có linh kiên nào missing. 

Sau đó chúng ta click vào icon ARES , ngay lập tức chươ ng ng trình ARES đượ c khở i động và Import mạch nguyên ký vào ARES. Tiếp theo chọn công cụ 2D Graphic để vẽ Edge cho Board

Right Click lên Edge và chọn Change layer


80


Như vậy là ta đã có Board

Tiếp theo chọn công cụ Component Mode

Nhìn vao danh sách Component ta thây các linh kiện trong ISIS đã đượ c chuyển qua. Chọn công cụ Auto Place

Một hộp thoại hiên ra để chúng ta điều chỉnh cách sắp xếp linh kiện


81


 Phía trái la danh sách các linh ki ện sẻ

đượ c dặt lên Board, chung ta

có thể Uncheck  Grouping : Xếp thành nhóm các linh kiên giống nhau như IC, tụ ,R  Horizontal và Vertical: chiều ngang hoặc đứng  Các thông số khác không có sự khác biệt nhiều Sau đó OK, ta đượ c k ết quả.

Bây giờ chúng chúng ta chạy dây cho mạch. Chon công c ụ AutoRounter


82


Một hộp thoại hiên ra cho phép ta điều chỉnh

Chọn Edit Strategies để thay đổi các tính chất sau.    

Singer layer hoặc Multi Layer Wire width Via style Design rules

Ta đượ c k ết quả như sau:


83


p, màu xanh la l ớ p phía dướ i, i, còn màu đỏ là lớ p Đây là mạch in 2 lớ p, phía trên. Các linh kiện đượ c biễu diễn bở i hình chiếu bằng, khi lắp mạch ta chỉ cần lắp đúng y như trên layout. Bây giờ chúng chúng ta sẻ đỏ đồng cho mạch trên. Chọn menu Tools/PowerPlane

VCC

Một hộp thoại hiện ra, chúng ta có thể chọn lớ p đồng để phủ là Ground hoặc là

Sau đó nhấn OK, k ết quả như sau:


84


Điều chỉnh khoang cách gi ữa lớ p phủ đồng và Board, và wire nh ư sau: Right Click và chọn Edit…

Một hộp thoại hiện ra

Thay đổi thành TopCopper


85


Đo kích thướ c bản mạch Chọn công cụ Dimension Mode 

Click chuột lên Edit Window và vẽ một đườ ng ng thẳng có độ dài bằng độ dài cần đo, ví dụ như sau:

Đơ n vị tính ở đ ở đây là th (không r ỏ lắm về loại đơ n vị này). Chúng ta có th ể chuyển qua đơ n vị inch hoăc cm cho để tính 1inch=25.4mm

Double Click vào Dimension Value và đổi %A trong String box %A: th %B: inch %C: cm

Tươ ng ng tự ta có thể đo các cạnh khác, hoặc đo khoảng cách giữa các chân của jack. Domino….  Print PCB

Sau khi đã thiết k ế hoàn chỉnh chúng ta se in ra gi ấy màu để làm mạch in. Nếu chung ta không có mấy in, chung ta co thể in thiết k ế dướ i dạng file ảnh của Office như sau Chọn công cụ Printer

Máy in ảo xuất hiện, ta chọn in từng lớ p một.


86


Sau khi in ta có k ết quả như sau:


87


Ngoài ra có thể dùng công c ụ Electra Autorouter


để bổ sung cho công c ụ Autorouter

88


2.2.2.VÍ DỤ MINH HỌA Trướ c khi chuyên qua ARES , chung ta c ần thiết k ế bộ nguồn cho mạch, có thể sử dụng 7812 và 1 s ố phụ kiện khác như hình vẽ

Phải kiểm tra chắn rằng tất cả các linh ki ện đều đã đượ c đóng gói, t ức là hình dáng và chân đã đượ c xác định như hình vẽ, Right Click và ch ọn Packing tool


89


Chuyển sơ đồ ơ đồ nguyên lý từ ISIS sang

ARES bằng cách nhấn vào biểu tượ ng ng ARES

trên thanh công c ụ nằm ngang. Chươ ng ng trình ARES sẻ đượ c khở i động như hình

Nhấp chuột vào biểu tượ ng ng 2D Graphic Box này sẻ tao thành Board mạch


k ẻ 1 khung hình chử nhật, khung

90


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

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


91


Nếu bạn không muốn làm công việc này Manual thì có thể dùng công cụ Auto Place

để ARES tự đông sắp xếp linh kiện . ng Autorouter Để nối dây , nhấp chuột vào biểu tượ ng Edit Strateies

, một hộp thoại hiện ra, chọn

Để làm mạch in 1 lớ p ta chọn Pair 1 chỉ có Bottom copper. Chon Trace Style là T50. Trace- Trace clearnance là 20th


92


Tư ong ong tự cho cho phần Signal

Sau đó OK, ta đượ c k ết quả.


93


Ta có thể thay đổi độ lớ n của mạch dây bằng cách chọn Section Mode Right Click trên dây

Đo kích thướ c của boad, chon Dimension Mode

, sau đó

và đo kích thướ c. c.

Để thay đổi dơ n vị đo, Right Click và chọn Properties.


94


Hộp tùy chọn hiện ra.

Ta đượ c đơ n vị đo là inch:

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

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


95


Sau đó chọn X mirror

Để xem hình ảnh 3D board mạch chúng ta vừa tạo , chọn Output/3D.

Hình ảnh TOP 3D của mạch in như sau:

Và đây là BOTTOM: Nhóm 4- Lớ p 04DT2-Tr ườ ng Đ H Bách Khoa Đà N ẵ ng ườ ng ẵ ng

96


Để tiết kiệm muối sắt làm mạch, ta có thể đổ đồng cho Board

Tùy chọn hiện ra, chọn Net là VCC hay GND.


97


Sau đó OK, ta đượ c k ết quả:

Ví d ụ 4. 4. Thiết k ế 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 ơ đồ mạch như sau:


98


Tính toán các giá trị của R để phân cực cho BJT Trướ c hêt chúng ta v ẽ đặc tuyến IC-VCE của 2N2222, vẽ mạch như hình sau:

Chọn công cụ Generator tạo để edit

, chọn DC

, click vào nguồn điên vùa

Nhớ ch chọn IB là Current Source Tươ ng ng tự cho VCE


99


Chọn công c ụ Graph

.

Chọn Tranfer

và vẽ “ máy vẽ đặc tuyến” như hình dướ i

Double click vào Graph vùa m ớ i vẽ để edit:

Sau đó chon Add Trace, chọn IC;


100


Sau khi hoàn tất , chọn Simulation graph


Giả sử tải của chúng ta có giá tr ị là 2.2K, áp trên tải là 5V nên ICQ=5/2.2K=2.2mA Ta có thể chọn điểm làm việc có IB=10u và IC=2.11mA Sụt áp trên R1 là 1 V, V, khi đó R1=1/2.11m=473 Ohm, chon R1=470 Ohm Theo Datasheet ta có IB=10uA, để ôn định phân c ực ta chọn dòng qua R4=20.IB=20.10u=200uA VB=0.66V


101


Nên R4=1.66/200u=8.3K R3=(12-1.66)/210u=50K Cuối cùng Press F12 ta có k ết quả như hình

Ta thấy VCE gần bằng 6V


102


----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Nhận xét: Ư u điểm:

1.Tính năng mô ph ỏng mạnh, cả analog và digital 2.Dể sử dụng, việc thiết k ế mạch in khá đơ n giản

Nhượ c điểm 1.Thư viện linh kiện analog chưa phong phú, đặc biệt là BJT

-----------------------------------------------------------------------------------


103

Ve Mach in Dung Proteus PDF

Recommend Documents