Hướng Dẫn Thiết Kế Mạch Điện Tử Từ A-Z - Tài Liệu Text - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.pdf) (103 trang)

Trang chủ

Kỹ Thuật - Công Nghệ

Điện - Điện tử

Hướng Dẫn Thiết kế Mạch Điện Tử Từ A-Z

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.73 MB, 103 trang )

MỤC LỤCPHẦN II: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ ......................................................................... 5PHẦN II: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ .............................................................. 6CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU QUÁ TRÌNH THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ ................. 6I. 1.1 Các giai đoạn thiết kế trong các mạch tích hợp ..................................... 6II.1.2 Mô hình hoá mạch điện ...................................................................... 8III.1.3 Tổng hợp và tối ưu hoá mạch dùng máy tính ................................... 10CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MÔ PHỎNG PROTUES .................. 12IV. 2.2 Những khả năng khác của ISIS ........................................................ 12V. 2.3 ARES PCB Layout ........................................................................... 12VI. 2.4 Đặc điểm chính ................................................................................. 13CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MẠCH......................................................................... 14VII. 3.1 .Hướng dẫn sử dụng phần mềm protues ........................................... 143.1.1Vẽ sơ đồ nguyên lý với SIS 7............................................................... 143.1.3 Một số thao tác cơ bản ........................................................................ 163.1.4 Các công cụ chính ............................................................................... 25VIII.3.2 Các ví dụ thiết kế mạch nguyên lý “Sematic”, mạch in “PCB”.... 273.2.1 Thiết kế bộ nguồn 5V dùng IC ............................................................ 273.2.2 Thiết kế mạch khuyếch đại chế độ A dùng BJT 2N2222 ................... 293.2.3 Thiết kế mạch in mạch nguồn 12VDC ................................................ 34CHƯƠNG 4 ĐIỂM CẦN LƯU Ý KHI THIẾT KẾ MẠCH .............................. 44IX. 4.1 Điểm cần lưu ý khi thiết kế mạch in................................................. 44X.4.2 Thiết kế mạch nguyên lý .................................................................. 45PHẦN III: LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN ......................................................... 46CHƯƠNG 1: VI ĐIỀU KHIỂN AT89S52 ......................................................... 46XI. GIỚI THIỆU ........................................................................................... 461) Tổng quan Vi xử lý (VXL) và Vi điều khiển (VĐK).......................... 462)Họ VĐK MCS-51 ................................................................................ 47XII. CẤU TRÚC VĐK AT89S52 .................................................................. 481)Thông số chung ................................................................................... 482)3)Sơ đồ chân ........................................................................................... 48Cấu trúc trong AT89S52 ..................................................................... 53CHƯƠNG 2: KIT PHÁT TRIÊN 89S52 V3 ...................................................... 55I. GIỚI THIỆU CHUNG ............................................................................... 55II.CÁC KHỐI NGOẠI VI CÓ SẴN TRÊN KIT ....................................... 561)Khối cấp nguồn.................................................................................... 562)Khối VĐK trung tâm AT89S52 .......................................................... 573)Khối nút nhấn và Led .......................................................................... 584)Khối điều khiển Rơ le và còi chip ....................................................... 595)6)Khối cổng truyền thông RS232 ........................................................... 59Khối Led 7 thanh ................................................................................. 607)Khối LCD ............................................................................................ 618)Khối RTC I2C DS1302 ....................................................................... 629)Khối EEPROM I2C 24C08 ................................................................. 6210) Khối EEPROM SPI X5045 ................................................................. 6311) Khối ADC0832 .................................................................................... 6312) Khối cảm biến nhiệt độ 1 dây DS18B20 ............................................. 6313) Khối tạo dao động ............................................................................... 64CHƯƠNG 3: NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH C CHO AT89S52 ............................. 65I. KIỂU DỮ LIỆU TRONG C ...................................................................... 651)2)Kiểu dữ liệu cơ bản của C ................................................................... 65Kiểu dữ liệu bổ xung trong Keil C ...................................................... 663)Kiểu dữ liệu Mảng ............................................................................... 674)Kiểu dữ liệu Con trỏ ............................................................................ 675)Kiểu dữ liệu Cấu trúc .......................................................................... 68II.PHÉP TOÁN .......................................................................................... 681)2)Phép gán giá trị .................................................................................... 68Phép toán số học .................................................................................. 683)Phép toán Logic ................................................................................... 694)Các phép toán so sánh ......................................................................... 695)Phép toán thao tác Bit .......................................................................... 706)Phép toán kết hợp ................................................................................ 70III. CẤU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH ............................................................ 701) Cấu trúc chung ..................................................................................... 702)Chỉ thị tiền xử lý .................................................................................. 713)Chú thích trong chương trình .............................................................. 73IV. CÁC LÊNH CƠ BẢN TRONG C .......................................................... 741)Câu lệnh rẽ nhánh ................................................................................ 742)Câu lệnh lựa chọn ................................................................................ 743)Vòng lặp xác định - For ....................................................................... 754)Vòng lặp không xác định - while ........................................................ 755)Vòng lặp không xác định - do while ................................................... 75CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN .................................................... 76I. GIAO TIẾP VỚI GPIO ............................................................................. 76II. HIỂN THỊ TRÊN LED 7 THANH ......................................................... 771)Cấu tạo Led 7 thanh đơn...................................................................... 772)Cấu tạo Led 7 thanh 4 số ..................................................................... 783)Một số phương pháp hiển thị Led 7 thanh .......................................... 79III.HIỂN THỊ TRÊN LCD16x02 ................................................................ 801)2)Cách kết nối VĐK 8051 với LCD ....................................................... 80Các hàm điều khiẻn LCD .................................................................... 813)Hiển thị trên LCD ................................................................................ 82IV. ĐỌC MA TRẬN PHÍM 4x4 .................................................................. 831)Cấu tạo ma trận phím 4x4 ................................................................... 832)3)Thuật toán đọc ma trận phím ............................................................... 85Đọc ma trận phím và hiển thị trên LCD1602 ...................................... 85V.SỬ DỤNG TIMER/COUNTER ............................................................. 871)Timer/Counter trong 8051: .................................................................. 872)Định thời 16 bit: .................................................................................. 883)Tạo Baud Rate bằng timer 1: ............................................................... 894) Tạo Baud Rate bằng timer 2: ............................................................... 89VI. GIAO TIÊP UART ................................................................................. 901)UART trong 8051. ............................................................................... 902)Lập trình UART .................................................................................. 903)Bài toán ví dụ: ..................................................................................... 92VII. NGẮT NGOÀI ....................................................................................... 921)2)Ngắt ngoài với 8051. ........................................................................... 93Bài toán ví dụ: ..................................................................................... 93VIII.GIAO TIẾP DS18B20 ......................................................................... 941)Cấu tạo và đặc tính kỹ thuật của DS18B20 ......................................... 942)Lập trình đo nhiệt độ với VĐK 89S52. ............................................... 96IX. GIAO TIẾP VỚI EEPROM 24C08 ........................................................ 971)EEPROM 24CXX ............................................................................... 972)Giao tiếp với EEPROM 24CXX ......................................................... 983)Bài toán ví dụ: ..................................................................................... 99X.1)GIAO TIẾP VỚI ADC 0832 .................................................................. 99ADC0832 ........................................................................................... 1002) Bài toán ví dụ: ................................................................................... 100XI. GIAO TIẾP VỚI IC THỜI GIAN THỰC DS1302.............................. 1011)DS1302 .............................................................................................. 1012)Lập trình giao tiếp với DS1302. ........................................................ 1023)Bài toán ví dụ: ................................................................................... 103PHẦN II: LINH KIỆN ĐIỆN TỬPHẦN II: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬCHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU QUÁ TRÌNH THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬI.1.1 Các giai đoạn thiết kế trong các mạch tích hợpSự ra đời của các mạch điện tử đã làm cơ sở phát triển phần cứng và phầnmềm của các hệ thống tính toán trong những thập kỷ gần đây. Việc tăng liên tụcmức độ tích hợp của các mạch điện tử trên một nền đơn đã đưa tới việc chế tạonhững hệ thống với độ phức tạp ngày càng tăng. Việc ra đời của những mạchđiện tử đã làm nảy sinh sự cần thiết phải có một phương pháp luận và quy trìnhthiết kế, chế tạo thích hợp.Trong công nghiệp, việc chế tạo các mạch tích hợp được thực hiện qua 4giai đoạn:• Giai đoạn thiết kế• Giai đoạn chế tạo• Giai đoạn kiểm tra• Giai đoạn đóng góiGiai đoạn thiết kế: từ các chức năng mà mạch sẽ thực hiện, chúng ta xâydựng mô hình của mạch trên nhiều mức độ chi tiết khác nhau. Các mức độ chitiết có thể được chia thành mức kiến trúc, mức logic, mức vật lý. Kết quả củagiai đoạn thiết kế là các mô hình của mạch đã được xác nhận không chứa lỗitrên phương diện thiết kế.Giai đoạn chế tạo: mạch tích hợp sẽ được chế tạo theo các công nghệ cấyghép các phần tử mạch lên các tinh thể chất bán dẫn bằng phương pháp mặt nạche phủ và công nghệ xây dựng các mạch nhiều lớp. Kết quả của giai đoạn nàylà những vi mạch thực hiện những chức năng như trong thiết kế.Giai đoạn kiểm tra: Những mạch đã chế tạo sẽ được kiểm nghiệm ngẫunhiên để khẳng định rằng mạch không chứa lỗi về mặt chế tạo. Trong trườnghợp có những lỗi gặp nhiều lần có thể rút ra kết luận lỗi đó có thể là lỗi trongquá rình chế tạo. Dựa vào việc kiểm tra quy trình công nghệ ta có thể rút ra kếtluận về các khâu có thể sinh ra lỗi.Giai đoạn cuối cùng là giai đoạn đóng gói. Lúc đó các mạch sẽ được phântách và được tạo vỏ bọc.Quá trình thiết kế vi mạch điện tử trong công nghiệp được chia làm 3 phânđoạn:• Mô hình hóa• Tổng hợp và tối ưu hóa• Kiểm nghiệm và phê chuẩnMô hình hóa: Nhà thiết kế xây dựng các mô hình cấu trúc mạch và cácchức năng mà mạch sẽ thực hiện. Các mô hình mạch là công cụ biểu diễn các ýtưởng thiết kế. Mô hình hóa đóng vai trò quan trọng trong thiết kế mạch điện tửbởi vì các mô hình là các phương tiện mang thông tin về các mạch sẽ được xâydựng một cách cô đọng và chính xác. Do đó mô hình cần phải chính xác, chặtchẽ cũng như có mức độ tổng quát, trong suốt và dễ hiểu đối với người thiết kếvà máy. Với sự phát triển của các kỹ thuật mô phỏng, mô hình mạch có thể đượcxây dựng trên cơ sở các ngôn ngữ mô tả phần cứng. Trong nhiều trường hợp,các mô hình đồ họa như biểu đồ dòng thông tin, sơ đồ mạch và mô tả hình dạnghình học của các đối tượng cũng như cách sắp xếp chúng trên bản mạch đều cóthể dùng để biểu diễn mạch. Đối với những mạch có độ tích hợp siêu lớn do độphức tạp của mạch rất cao nên việc xây dựng mô hình mạch thường theo cácmức độ chi tiết khác nhau. Điều đó cho phép người thiết kế tập trung vào từngphần của mô hình tại từng giai đoạn thiết kế.Tổng hợp: Tổng hợp là giai đoạn sáng tạo thứ hai của quá trình thiết kế.Giai đoạn đầu tuân theo các ý tưởng của nhà thiết kế hình thành dần các kháiniệm về mạch và xây dựng những mô hình sơ bộ đầu tiên về mạch. Mục đíchchính của giai đoạn này là xây dựng mô hình chi tiết của mạch như các chi tiếtvề dạng hình học phục vụ cho công đoạn lắp ráp và tạo vỏ bọc cho mạch. Điềunày đạt được thông qua quá trình xây dựng và chính xác hóa thiết kế từng bướctrong đó mô hình trừu tượng ban đầu được người thiết kế chi tiết hóa từng bướclặp đi lặp lại. Khi thực hiện quá trình tổng hợp mạch theo các bước cải tiến môhình, người thiết kế cần nhiều thông tin liên quan tới các công nghệ chế tạo vàcác phong cách thiết kế mong muốn. Ta có thể thấy các chức năng của mạch cóthể độc lập với các chi tiết thực hiện, trong khi đó các dạng biểu diễn hình họccủa mạch hoàn toàn phụ thuộc vào các đặc tính của công nghệ như kích thướccủa các dây dẫn trong mạch phụ thuộc vào công nghệ chế tạo.Bài toán tối ưu mạch luôn kết hợp chặt chẽ với bài toán tổng hợp mạch.Quá trình tối ưu đòi hỏi phải lựa chọn những chi tiết xác định của mạch với mụcđích làm tăng khả năng của mạch về phương diện thiết kế tương ứng với nhữngđộ đo xác định. Vai trò của tối ưu là nâng cao chất lượng của mạch điện như tốiưu về chức năng, về diện tích, về tính dễ kiểm nghiệm và phát hiện lỗi. Chứcnăng liên quan đến thời gian để thực hiện một quá trình xử lý thông tin cũng nhưsố lượng thông tin có thể được xử lý trong một đơn vị thời gian. Các tính năngcủa mạch là ảnh hưởng lớn tới khả năng cạnh tranh của mạch trên thị trường.Vấn đề chất lượng của mạch cũng liên quan tới kích thước cũng như diện tíchcủa mạch. Diện tích cũng là đối tượng của tối ưu mạch. Kích thước nhỏ củamạch cho phép có thể phân bố nhiều mạch trên một lớp, điều đó làm giảm giáthành chế tạo và đóng gói. Trong công nghiệp chế tạo chúng ta mang muốn cónhững thiết kế cho phép phát hiện lỗi và xác định vị trí lỗi của mạch sau khi chếtạo.Khả năng này, trong nhiều trường hợp, ảnh hưởng lớn tới chất lượng củamạch. Một thông số quan trọng trong vấn đề phát hiện lỗi của mạch là phần trămlỗi có thể được phát hiện đối với một bộ giá trị thử nghiệm. Nói chung ngườithiết kế mong muốn có những mạch dễ kiểm nghiệm, điều đó làm giảm giáthành chung của quá trình sản xuất.Quá trình phê chuẩn mạch là việc đạt được ở một mức độ chắc chắn hợp lýrằng mạch điện sẽ làm việc đúng với giả thiết không có lỗi chế tạo. Nhằm loạibỏ mọi lỗi thiết kế có thể có trước khi đưa vào sản xuất. Quá trình phê chuẩnmạch bao gồm việc xây dựng mô hình mô phỏng mạch dựa trên thiết kế và thựchiện kiểm tra. Mô phỏng mạch bao gồm phân tích các diễn biến hành vi củamạch điện theo thời gian đối với một hoặc nhiều bộ giá trị đầu vào. Quá trìnhmô phỏng có thể áp dụng trên nhiều mức thiết kế khác nhau tùy theo các mứctrừu tượng của mô hình.II.1.2 Mô hình hoá mạch điệnMô hình mạch là biểu diễn trừu tượng trong đó chỉ ra những đặc tính thíchhợp mà không có những chi tiết tương ứng. Quá trình tổng hợp mạch là quátrình tạo mô hình mạch bắt đầu từ những biểu diễn sơ lược nhất.Các mô hìnhđược phân loại theo các mức độ mô tả trừu tượng và các góc quan sát. Các mứcđộ mô tả trừu tượng được chia làm ba mức như sau:• Mức kiến trúcMạch điện được thể hiện qua tập hợp các thao tác như các tính toán trên dữliệu, các phép chuyển đổi và truyền thông tin. Ví dụ, trên mức kiến trúc, mạchcó thể được biểu diễn qua những mô hình trên các ngôn ngữ mô tả phần cứng,những biểu đồ luồng thông tin.Ví dụ minh họa sơ đồ cấu trúc phần cứng của rơ le P544:• Mức logicMạch điện được thể hiện như tập hợp các chức năng logic và được chuyểnthành các hàm logic. Ví dụ, trên mức logic mạch có thể được biểu diễn thôngqua các biểu đồ chuyển trạng thái, các sơ đồ mạch lôgic.• Mức hình họcMạch có thể biểu diễn như tập hợp các đối tượng hình học. Ví dụ đơn giảncủa biểu diễn hình học có thể là các lớp trong mạch nhiều lớp, dáng vẻ bề ngoàivà phân bố của các phần tử cấu thành mạch.Các góc độ quan sát cũng được chia thành 3 góc độ:• Góc độ hành vi: mô tả các chức năng của mạch mà không quan tâm tớiviệc thực hiện các chức năng đó.• Góc độ cấu trúc: mô tả mô hình mạch bằng các thành phần cơ bản củamạch và các liên kết giữa các thành phần đó.• Góc độ vật lý: có liên quan tới các đối tượng vật lý xuất hiện trong thiếtkế.Các mô hình có các mức độ mô tả trừu tượng khác nhau và có thể đượcquan sát theo những góc độ khác nhau.Ví dụ: Ở mức kiến trúc theo góc độ hành vi thì mạch điện là tập hợp cácphép toán và sự liên quan giữa chúng với nhau, còn theo góc độ cấu trúc thìmạch là tập hợp các khối cơ sở và các liên kết ghép nối giữa các khối cơ sở đó.Nếu xét trường hợp thiết kế các mạch đồng bộ thì với các mô hình trênmức logic, góc độ hành vi có thể là các lưu đồ chuyển trạng thái, còn góc độ cấutrúc là các phần tử logic.III.1.3 Tổng hợp và tối ưu hoá mạch dùng máy tínhCác công cụ trợ giúp thiết kế bằng máy tính cho phép nâng cao năng suấtthiết kế. Các kỹ thuật thiết kế cho phép giảm thời gian nâng cao chu trình thiếtkế và giảm công sức con người. Các kỹ thuật tối ưu làm tăng chất lượng thiết kế.Do đó kỹ thuật tổng hợp và tối ưu hóa mạch với sự trợ giúp của máy tính đượcsử trong hầu hết các quá trình thiết kế mạch điện tử số.Tổng hợp mạch điện gồm các phân đoạn sau: Tổng hợp ở mức kiến trúc bao gồm việc tạo ra góc độ cấu trúc của môhình ở mức kiến trúc, có nghĩa là xác định và phân các chức năng của mạchthành các phép toán. Các phép toán này được gọi là tài nguyên thiết kế. Phânđoạn này thường được gọi là tổng hợp ở mức cao hay tổng hợp cấu trúc vì ở đóngười thiết kế phải xác định các cấu trúc vĩ mô (trên mức độ các sơ đồ khối) củamạch. Tổng hợp ở mức logic là phân đoạn tạo ra góc độ cấu trúc của mô hình ởmức logic, gồm các thao tác sử dụng kỹ thuật logic để tạo nên mô hình logic.Mô hình này bao gồm các phần tử logic cơ bản và kết nối giữa các phần tử đó.Như vậy bước tổng hợp logic là bước xác định cấu trúc vi mô (ở mức các phầntử logic cơ bản) của mạch. Tổng hợp ở mức hình học bao gồm việc tạo ra góc độ vật lý của mô hìnhở mức hình học. Ở mức này mô hình được mô tả thông qua các đặc tính của tấtcả các mẫu hình học tạo nên dạng của các mạch. Phân đoạn này thường đượcgọi là thiết kế vật lý.Tối ưu hóa mạch điện: Bài toán tối ưu hóa luôn đi đôi với bài toán tổng hợpmạch. Tối ưu hóa không những để đạt được ở mức độ cao nhất về chất lượngmạch mà còn tạo ra những mạch có tính cạnh tranh cao.Xét hai độ đo chất lượng quan trọng: diện tích và hoạt động của mạch.Ngoài ra một độ đo chất lượng quan trọng nữa là khả năng dễ kiểm tra và pháthiện lỗi của mạch. Diện tích của mạch được xác định bằng tổng diện tích củacác phần tử mạch. Do đó diện tích của mạch có thể được xác định thông qua gócđộ cấu trúc của mạch nếu ta biết diện tích của từng thành phần mạch. Thôngthường các phần tử cơ bản của mạch logic là các phần tử logic, các thanh ghi,các phần tử này có diện tích biết trước tùy thuộc vào từng loại thiết kế. Diện tíchcác dây nối đóng vai trò quan trọng và không thể bỏ qua. Các thành phần diệntích này có thể được xác định từ mô hình mạch trên góc độ vật lý hoặc ướclượng từ các mô hình theo góc độ cấu trúc theo các phương pháp thống kê.Hiệu năng của mạch được tối ưu hóa dựa trên thời gian trễ, thời gian đồngbộ, cạnh tranh trên các phần tử,… Để tính toán độ đo hoạt động của mạch cầnthiết phải phân tích cấu trúc và hành vi của mạch. Vấn đề này khác nhau đối vớicác loại mạch khác nhau. Hiệu năng của mạch tổ hợp được xác định thông quathời gian trễ truyền từ đầu vào đến đầu ra.Ngoài ra, hiệu năng của mạch còn liên quan tới khả năng phát hiện lỗi vàđịnh vị vị trí lỗi trong mạch.Tóm lại bài toán tối ưu hóa thiết kế được đưa về kết hợp hai bài toán: giảmthiểu diện tích thực tế của mạch và tăng hiệu năng của mạch với khả năng caonhất có thể có. Bài toán tối ưu hóa có thể phụ thuộc vào các ràng buộc như giớihạn trên về diện tích và giới hạn dưới về hiệu năng.CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MÔ PHỎNG PROTUES2.1 Giới thiệu phần mềm thiết kế và mô phỏng mạch ProtuesĐiện tử hay những lĩnh vực khác: điện, thủy lực…thiết kế mạch là việc làmthường xuyên. Nhưng muốn biết mạch thiết kế ra hoạt động như thế nào, có saisót gì không, trước khi tiến hành làm mạch thật thì làm thế nào? Câu trả lời, đólà dùng các phần mềm mô phỏng (Simulation). Tuy nó chưa đạt độ chính xáctuyệt đối như mạch thật nhưng cũng thõa mãn phần nào và giảm bớt chi phí thửnghiệm do phải chết tạo mạch thật để đo đạc. Trong lĩnh vực điện tử, để môphỏng mạch điện tử, có rất nhiều phần mềm hỗ trợ như Proteus, Multisim,Circuit Maker, OrCad. Proteus là phần mềm của hãng Labcenter Electronics, nómô phỏng được cho hầu hết các linh kiện điện tử thông dụng, đặc biệt có hỗ trợcho cả các MCU như PIC, 8051, AVR, Motorola.Phần mềm Proteus là phần mềm cho phép mô phỏng hoạt động của mạchđiện tử bao gồm phần thiết kế mạch và viết chương trình điều khiển cho các họVĐK.Phần mềm bao gồm 2 chương trình: ISIS cho phép mô phỏng mạch vàARES dùng để vẽ mạch in. Proteus là công cụ mô phỏng cho các loại VĐK, nóhỗ trợ các dòng VĐK 8051, AVR, PIC, dsPIC, ARM ... các giao tiếp I2C, SPI,CAN, USB, Ethenet,... ngoài ra còn mô phỏng các mạch số, mạch tương tự mộtcách hiệu quả. Proteus là bộ công cụ chuyên về mô phỏng mạch điện tử.IV.2.2 Những khả năng khác của ISIS- 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 thôngdụng.- Đối với người thiết kế mạch chuyên nghiệp, ISIS tích hợp nhiều công cụgiúp cho việc quản lý mạch điện lớn, mạch điện có thể lên đến hàng ngànlinh kiện.- Thiết kế theo cấu trúc (hierachical design).- Khả năng tự động đánh số linh kiện dễ dàng.V.2.3 ARES PCB LayoutARES (Advanced Routing and Editing Software) là phần mềm vẽ mạch inPCB. Nó vẽ mạch dựa vào file nestlist cùng các công cụ tự động khác.VI.----2.4 Đặc điểm chínhCó cơ sở dữ liệu 32 bit cho phép độ chính xác đến 10nm, độ phân giải góc0.10 và kích thước board lớn nhất là /- 10 mét. ARES hỗ trợ mạch in 16lớp.Làm việc thông qua các menu ngữ cảnh tiện lợi.File netlist từ phần mềm vẽ mạch nguyên lý ISIS.Tự động cập nhật ngược chỉ số linh kiện, sự đổi chân, đổi cổng ở mạch insang 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 sự kết hợp giữa chương trình mô phỏng mạch điệntheo chuẩn công nghiệp SPICE3F5 và mô hình linh kiện tương tác động(animated model). Nó cho phép người dùng tự tạo linh kiện tương tácđộng và thực ra có rất nhiều linh kiện loại này được tạo ra mà không cầncode lập trình. Do đó, PROTEUS VSM cho phép người dùng thực hiệncác “mô phỏng có tương tác” giống như hoạt động của một mạch thật.Chương trình cung cấp cho chúng ta rất nhiều mô hình linh kiện có chứcnăng mô phỏng, từ các VĐK thông dụng đến các linh kiện ngoại vi nhưLED, LCD, keypad, cổng RS232… Do đó cho phép ta mô phỏng từ mộthệ VĐK hoàn chỉnh đến việc xây dựng phần mềm cho hệ thống đáp ứngcác giao thức vật lý.CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MẠCHVII.3.1 .Hướng dẫn sử dụng phần mềm protues3.1.1Vẽ sơ đồ nguyên lý với SIS 7Chú ý: tương tự đối với protues 7.7, 8.0, 8.1, 8.23.1.1.1Giới thiệu giao diện sử dụngĐể vẽ sơ đồ nguyên lý, vào Start Menu khởi động chương trình ISIS nhưhình Chương trình được khởi độnng và có giao diện như hình vẽ.Giao diện khởi độngGiao diện sau khi khởi độngPhía trên và phía phải của chương trình là các công cụ có thể thiết kế sơ đồnguyên lý. Phần giữa có màu xám là nơi để vẽ mạch.Section mode: Chức năng này để chọn linh kiệnComponent mode: Dùng để lấy linh kiện trong thư viện linh kiệnĐặt lable cho wireBus.Terminal: Chứa Power, Ground.Graph: Dùng để vẽ dạng sóng, datasheet, trở kháng.Generator Mode: Chứa các nguồn điện, nguồn xung, nguồn dòng.Voltage Probe Mode: Dùng để đo điện thế tại 1 điểm trên mạch, đâylà 1 dụng cụ chỉ có 1 chân và không có thật trong thức tế.Curent Probe mode: Dùng để đo chiều và độ lớn của dòng điện tại1điểm trên wire.Virtual Instrument Mode: Chứa các dụng cụ đo dòng và áp, các dụngcụ này được mô phỏng như trong thực tế.Với công cụ này, sau khi thiết kế mạch nguyên lý xong, có thể xác địnhđược một cách nhanh chóng loại và số lượng linh kiện mà ta dùng trong mạch đểtiện cho việc mua linh kiện lắp mạch.3.1.3 Một số thao tác cơ bảnGiao diện chính của chương trình gồm 2 phân vùng chủ yếu sau:ZoomingCó thể dùng Zoom in, Zoom out, Zoom Area trên menu Tools barCó thể dùng Mouse Scrool: Đặt con trỏ chuột nơi cần phóng to, thu nhỏ vàxoay Scrool mouse.Có thể dùng phím tắt mà ta thiết lập cho chương trình.Để lấy linh kiện ra và vẽ mạch, chọn linh kiện ở vùng mầu trắng đã nói ởtrên.Ví dụ ta chọn 741, khi đó trên khung Overview xuất hiện Schematic củalinh kiện đó.Sau đó đưa chuột qua vùng Editting Window, khi đó hình dạng linh kiệnhiện ra có màu đỏ.Ta chỉ việc chọn vị trí đặt linh kiện phù hợp và Click, kết quả như sau.Một đặc điểm rất hay của phân mêm này là có thê phóng to thu nhỏ vùnglàm việc bằng cách dùng Scroll của chuột. Nhấn F8 để Zoom 100%.Move linh kiện: Chọn linh kiệnRight Click và chọn Drag ObjectSau đó ta có thể di chuyển linh kiện sang một ví trí khácTa cũng có thể Copy, Move, Rotate, Delete linh kiện bằng cách chọn nhómcông cụ sau.Wire. chọn công cụ Selection ModeSau đó đưa chuột lại chân linh kiện, khi đó con trỏ chuột có dạng một câybút màu xanh.Click vào chân linh kiện để nối dây vào chân đó, sau đó đưa chuột đến châncòn lại mà ta muốn.Delete wire bằng cách Right Click 2 lần lên dây.Hình dạng đường đi của dây di qua các điểm mà ta click chuột.Wire repetKhi cần nối dây giữa các chân của hai linh kiện gần nhau, ta có thê dùngphương pháp nối dây lặp lại bằng cách nối hai chân bất kỳ làm mẫu.Double click vào các chân tiếp theo, dây sẻ được tự động nối.Move wireTương tự như Block moveTo edit a wires topology after routing:Ta cũng có thể Rotate/Mirror linh kiện trước khi đặt nó trong EdittingWindow bằng cách chọn nhóm công cụ, sự thay đổi được hiển thị trên Overview.Editing Part Labels.Có thể ẩn hoăc hiện tên, giá trị của linh kiện bằng cách.Right Click /Edit Properties.Check/Uncheck HiddenBlock 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.Design ExplorerĐây là công cụ tạo ra cái nhìn toàn cảnh thiết kế:Chứa danh sách gồm tên, kiểu, thông số, circuit/package.Hiển thị những thiếu sót của mạch:Từ đó xác định linh kiện con thiếu sót để bổ sung:Nếu đã thiết kế PCB layout thi có thể biết được vị trí đó trên Board (linhkiện đã được hightlight).3.1.4 Các công cụ chínhGroundKý hiệu trên sơ đồ:Power có kí hiệu như sau: