آموزش نرم افزار Proteus

آموزش نرم افزار Proteus

این نرم افزار یک شبیه ساز مخصوص ابزار های الکترونیک است و قادر به شبیه سازی میکرو کنترلرها و مدار های مجتمع و مبدل ها و مدارات آنالوگ و دیجیتال و … می باشد و بدلیل قدرت نسبتا خوب در شبیه سازی و پیاده سازی مدارات دارای محبوبیت خاصی است.

این نرم افزار دارای چندین نسخه می باشد که هر کدام تا حدودی با دیگری فرق دارد. اما بطور کلی دارای روش کار یکسانی هستند و فقط از نظر تعداد المانهای قابل شبیه سازی و امکانات جانبی با هم فرق دارند.

بعد از نصب و اجرای برنامه صفحه ای مشابه صفحه زیر در مونیتور شما بنمایش در می آید..

مفاهیم اساسی و عمومی
با توجه به شکل زیر:

نوار ابزارها و نوار منو:
نوار منو: در قسمت بالای پنجره ویرایش قرار داشته و این امکان را به کاربر می دهد که رفتار و شکل برنامه یا پنجره را تغییر یا کنترل نمایید. شماره 1
نوار ابزارها:
1- نوار ابزار های دستورات: ابزارهایی بصورت پیش فرض در بالای صفحه نمایش واقع شده اند و مسیری میانبر برای دستیابی به دستورات موجود در منوی File و Edit می باشند را تحت عنوان ابزار دستورات می شناسیم . دراین نوار ابزار سری دستورات زیر قرار دارند.

دستورات فایل – چاپ شماره 2
دستورات نمایش شماره 3
دستورات ویرایش – طراحی شماره 4

نوار ابزارهای انتخاب حالت: این نوار ابزارها(شماره5) در قسمت پایین نوار ابزارهای دستورات و اغلب در گوشه چپ صفحه نمایش قرار می گیرد وعملیات انجام شده بر روی پنجره ویرایش را کنترل می نمایند. این نوار ابزارها به نوبه خود به س3 بخش الف-اصلی 2- پروب ها و ادوات 3- بخش گرافیک تقسیم می شود.

نوار ابزار چرخش : چرخش و انعکا س اشیاء قرار گرفته در پنجره ویرایش را برعهده دارد.(شماره6)

پنجره اصلی یا پنجره ویرایش : همان صفحه که دارای نقطه های سیاه رنگ و با خطی آبی در اطراف است. این پنجره امکان طراحی – ویرایش و شبیه سازی انواع مدارها را در اختیار کاربر قرار می دهد. در زمان طراحی حتما باید قطعه یا المان ها در داخل کادر آبی باشند.

پنجره پیش نمایش : این پنجره یک نمایش خلاصه از تمام طرح را نشان می دهد. (شماره7)
انتخابگر اشیاء:در سمت چپ پنجره اصلی قرار دارد و تمام قطعات انتخاب شده از کتابخانه – جنراتورها – گراف ها و غیره را بصورت لیست شده به نمایش می گذارد. زمانی که می خواهید قطعه ای را در پنجره اصلی قرار دهید باید بر روی قطعه مورد نظر یک چپ کلیک کرده تا های لایت شود و سپس در پنجره اصلی و مکان مد نظر یک چپ کلیک نمایید.
انتخاب قطعات : برای انتخاب قطعه ای باید آن قطعه را از کتابخانه فرا خوانی نمایید که این کار را از طریق بخش Devices از بخش انتخابگر اشیاء انجام دهید . قطعات با توجه به طبقه بندی قطعات الکترونیک بصورت تفکیک شده موجود است.(شماره Cool

اجرا و شبیه سازی: بعد از طراحی مدار مورد نظر و دیدن نتیجه از بخش پایین صفحه اصلی (شماره 9) برنامه را اجرا و کنترل نمایید.

نحوه انتخاب:
ویرایش: در پنجره اصلی برای ویرایش قطعه ای باید بر روی قطعه مورد نظر ابتدا راست کلیک و سپس چپ کلیک نمایید که با اینکار پنجره ویرایش آن قطعه ظاهر می شود که می توانید به ویرایش آن قطعه بپردازید.
جابجایی: برای جابجایی قطعه ای از یک نقطه به نقطه دیگر ابتدا بر روی قطعه راست کلیک و سپس با چپ کلیک کردن و داشتن کلیک چپ در صورتی که قطعه قرمز شده به جابجایی آن اقدام کرده و و نمایه ماوس را از قطعه دور کرده و یک راست کلیک می کنید.
حذف: برای حذف یک قطعه باید بر روی قطعه مورد نظر رفته و دوبار راست کلیک کنید.
کپی المان : برای آوردن قطعات مشابه بعد از مشخص و انتخاب از پنجره انتخابگر اشیاء کافی است در پنجره اصلی و در چند نقطه مختلف چند تا چپ کلیک نمایید.
سیم کشی بین قطعات : زمانی که نمایه ماوس را روی پایه یک قطعه می برید نمایه ماوس تبدیل به ضربدر کوچکی می شود که با یک بار چپ کلیک کردن و هدایت نمایه ماوس به پایه قطعه دیگر که دوباره تبدیل به ضربدر می شود و کافی یک چپ کلیک مثل آبخوردن نمایید. برای فرم دهی به سیم کشی کافی است بر روی سیم مورد نظر رفته و یک راست کلیک کرده و نسبت به فرم دهی آن با پایین نگه داشتن کلیک چپ اقدام نمایید و در آخر در نقطه ای خالی دوباره راست کلیک نمایید.
سیم کشی توسط گذرگا ههای BUS
گاهی اوقات برای اتصال یک میکرو به ال سی دی و غیره که پایه های متعددی دارند و در کل موجب شلوغی و سردر گمی می شوند می توان از گذرگاه BUS استفاده نمود که کار را خیلی ساده و تمیز می کند.برای اینکار و پس از چیدن قطعات به ترتیب زیر عمل نمایید.
1 – ابتدا بر آیکون BUS کلیک کنید .
2 – در مکانی که می خواهید BUS از آنجا شروع شود چپ کلیک و مراحل ترسیم BUS را تا رسیدن به مکان مورد نظر مثل سیمکشی WIRE ادامه دهید.
3 -آیکون WIRE LABEL را انتخاب کنید و در بخش STRING برچسب مورد نظر را تایپ کنید. برای خطوط آدرس دستور A[0..9] و برای دیتا D[0..9] را تایپ نمایید.
4 -برای اتصال پایه قطعات به BUS بایستی مثل سیمکشی معمولی پایه ها را به BUS وصل نمایید. سپس برچسب مربوط به آن خط را برایش وارد کنید.مثلا برای اتصال درایور سون سگمنت به سون سگمنت که 7 خط مورد نیاز است و برچسب BUS آن A[0..6] تعریف کرده ایم باید خروجی آی سی را که توسط سیم به BUS وصل کرده ایم به ترتیب از A0 تا A6 برای سیم ها برچسسب گذاری کنیم. و همین کار را برای سیم های بین BUS و سون سگمنت نیز انجام دهید با رعایت برچسب سیم های ای سی. (شکل زیر نمونه ای از اتصال BUS )

شبیه سازی

شبیه سازی

شروع بکار شبیه سازی :

بعد از انتخاب قطعات و فراخوانی از کتابخانه و جایگذاری در پنجره اصلی و انجام سیمکشی بین پایه ها لازم است:

1- اضافه نمودن منابع تغذیه مناسب و منابع تحریک مانند ژنراتورها و …
2- تعریف نقطعه ها یی که باید شکل موج آن ترسیم شود نظیر پروب ها
3- انتخاب گراف مناسب برای شبیه سازی آنالوگ و دیجیتال و …

منابع مورد استفاده در پروتئوز:

ژنراتورها :برای شروع روند شبیه سازی باید منابع مناسبی را برای تحریک مدار در نظر بگیرید . با انتخاب آیکون Generations از مجموعه Gadgets Mode لیستی از ژنراتورهای موجود در پروتئوز در قسمت انتخابگر اشیاء نمایش داده خواهد شد. جایگذاری و ویرایش شبیه سایر قطعات و لوازمات پروتئوز می باشد.
ژنراتور DC :ژنراتور DC برای تولید ولتاژ یا جریان DC استفاده می شود. این ژنراتور فقط یک پارامتر دارد و آن اینکه سطح ولتاژ یا جریان خروجی آن را می توان به دلخاه تعیین نمود.
ژنراتور سینوسی :برای تولید موج سینوسی پیوسته با فرکانس ثابت از این ژنراتور استفاده می شود. موقع استفاده برخی از پارامترهای زیر بایستی تنظیم کرد…
1- ولتاژ افست Offset Volts
2- مقدار پیک ولتاژ یا جریان سیگنال سینوسی Amplitude
3- مقدار پیک تا پیک ولتاژ یا جریان سیگنال سینوسی Peak
4- فرکانس سیگنال سینوسی Ferquency
ژنراتور مولد پالس:در آنالیز مدارات آنالوگ برای تولید انواع سیگنالهای متناوب مربعی و دندانه اره ای و مثلثی می توان از این ژنراتور استفاده نمود.
ژنراتور نمایی(توانی):این ژنراتور برای مدل سازی زمان شارژ و دشارژ مدارات RC بکار می رود.
ژنراتور مدلاسیون فرکانسFM:این ژنراتور یک شکل موج که نتیجه مدلاسیون فرکانس موج سینوسی با موج های دیگر است را تولید می کند.
ژنراتور PWLIN: برخی از سیگنال های پیچیده که ساخت آنها با ژنراتور پالس امکان پذیر نیست را می توان با این ژنراتاور تولید کرد.کادر محاوره ای شامل یک گراف شطرنجی است که کاربر می تواند موج دلخواه خود را به روش نقطه داده بدست آورد. برای بکار گیری مراحل زیر را انجام دهید.
1- برای قرار دادن یک نقطه داده جدید روی گراف چپ کلیک کنید.
2- برای جابجایی نقطه داده نقطه را باستفاده از کلید چپ ماوس جابجا نمایید.
3- برای حذف نقطه داده آنرا راست کلیک کنید.
4- همیشه یک نقطه داده در صفحه خواهد بود. همچنین می توانید دامنه آنرا تغییر دهید.
5- لبه عمودی همیشه بنابه زمان Minimum rise fall از مقدار Low به High و بر عکس تغییر وضعیت خواهد داد.
6- اگر تعداد نقاط برای ایجاد شکل موج جدید زیاد باشد می توانید از ژنراتور فایل استفاده نمایید.
ژنراتور فایل:برای راه اندازی یک مدار توسط نقاط زمانی که در فایل ASCII ذخیره شده اند از ژنراتور File استفاده می کنیم. کادر محاوره ای این ژنراتور تنها دارای یک فیلد است که مسیر فایل را مشخص می کند. فایل ایجاد شده در همان مسیری که طرح را ذخیره شده قرار می گیرد و یا به طور کامل آدرس فایل در فیلد ذکر می گردد.
ژنراتور صوتی:این ژنراتور برای راه اندازی مدار از یک فایل Wave ویندوز استفاده می کند. باید توجه نمایید فایل صوتی در همان مکانی که طرح را ذخیره شده قرار گیرد.
ژنراتور دیجیتال: چهار نوع از کاربردی ترین ژنراتورهای دیجیتال بقرار زیر است.
ژنراتور Single Edge : یک حالت گذاری منفرد از مقدار High به Low و برعکس را تولید می کند.
ژنراتور Single Puls : این ژنراتور یک موج پالس را ایجاد می کند.
ژنراتور Clock :برای ایجاد یک قطار پالس پیوسته استفاده می شود.
ژنراتور Pattern :یکی از انعطاف پذیرترین ژنراتورهای موجود در پروتئوز است که در حقیقت ژنراتور pattern می تواند دیگر سیگنالهای دیجیتال را تولید کند.

پروب ها:بعد از آن که مرحله طراحی مدار به پایان رسید نیاز است که شکل موج برخی از گره های مدار آگاه شوید . برای اینکار ابتدا باید گره های مورد نظر را با پروب تعریف نمایید.
پروب جریان: پروبی است که بصورت سری در مدار بکار گرفته می شود از این رو یک پروب جریان نیاز دارد که در مسیر مناسب از مسیر جریان قرار بگیرد. برای جایگذاری بر روی پروب جریان از آیکون Current probe از مجموعه Gadget Mode کلیک کنید و سپس در پنجره اصلی چپ کلیک نمایید.
پروب ولتاژ: این پروب مثل پروب جریان به مسیر وابسته نیست یعنی می توان آن را در هر نقطه و در هر جهت بکار برد.
پروب نهان :سومین پروبی که تحت عنوان Hide probe معروف است پروب ژنراتور است یعنی ژنراتور در حین تولید سیگنال برای راه اندازی مدار بعنوان پروب اندازه گیری نیز بکار می آید.

تجهیزات آزمایشگاهی مجازی
توسط کلیک آیکون virtual instrument در انتخابگر اشیاء تعدادی از تجهیزات آزمایشگاهی مجازی به نمایش در خواهند آمد. می توانید هر کدام از این دستگاهها را انتخاب و روی شماتیک قرار دهید.

ولت متر ها و آمپر مترها:
ولت مترها و آمپرمترها از دستگاه های پر کاربرد در یک آزمایشگاه مجازی بشمار می آیند. ولت متر و آمپرمتر نرم افزار proteus قابلیت اندازه گیری ولتاژ و جریان DC و AC را تواما دارند و ویژگی بسیار جالب آنها باز حالت Real time بودن آنها می باشد. یعنی اگر تغییری در ولتاژ یا جریان رخ بدهد بلافاصله درهمان لحظه تغییرات قابل مشاهده است.این تجهیزات قابلیت تنظیم طبق مقیاسی که مد نظر شما است را دارند و می توانید در رنج های گوناگون آنها را کالیبره نمایید.
اوسیلوسکوپ ها :
یکی از قویترین ابزارهای موجود این بخش اسیلوسکوپ است . این اسیلوسکوپ به واقع تمام قابلیتهای اسیلوسکوپ های آزمایشگاهی را دارا می باشد.و درآن می توانید انواع شکل موجها را مشاهده و در صورت نیاز اندازه گیری نمایید. ویژگی های آن بشرح زیر است :
* دو کانال دارد و قابلیت X-Y نیز است.
* کانال ولتاژ آن از 20V/div تا 2mv/div می باشد.
* مبنای زمان آن از 200ms/div تا 0.5us/div می باشد.
* دارای قفل اتوماتیک سطح ولتاژ تریگر برای هر دو کانال است.
* ورودیها با کوپلاژ AC و DC می باشد.
نحوه استفاده از اسیلوسکوپ
1- دستگاه اسیلوسکوپ بوسیله انتخاب آیکون Meter و سپس انتخاب oscilloscope از object selector برداشته می شود.
2- آن را در نقشه شماتیک قرار داده و محلی را که می خواهید سیگنال آن نقطه را مشاهده نمایید را با سیم به ورودی اسیلوسکوپ متصل نمایید.
3- عمل شبیه سازی فعال را بوسیله فشردن کلید Play در Animation control panel آغاز نمایید. پنجره اسیلوسکوپ بایستی نشان داده شود.
4- اگرمابل باشید شکل موج دو نقطه را بصورت همزمان در صفحه مشاهده نمایید حالت Dual را انتخاب نمایید.
5- با توجه به فرکانس یا پریود سیگنال تحت آزمایش مبنای زمانی مناسب را از صفحه گردان مدرج (Time base) Time/Div انتخاب نمایید.
6- اگر سیگنال با یک آفست DC نمایش داده شود , می توان با انتخاب حالت AC برای ورودی هر دو کانال آفست را حذف کرد.
7- بهره عمودی (Y – gian) و موقعیت عمودی (Y – pos) را در صورت نیاز تنظیم نمایید( اگر شکل موج در برگیرنده یک سیگنال AC بسیار کوچک روی یک سیگنال DC بسیار بزرگ باشد, از یک خازن بین دو نقطه تست و ورودی اسیلوسکوپ استفاده نمایید.
8- روی هر کانالی که باشید LED مربوط به همان کانال روشن خواهد شد.
9- کلید چرخشی trigger را بچرخانید تا روی قسمت دلخواه شکل موج قفل شود.
اسیلوسکوپ می تواند در 3 حالت عمل نماید:
* اسیلوسکوپ تک پرتوی یا یک کانالی
* اسیلوسکوپ دو کاناله
* حالت X -Y که برای مشاهده منحنی های لیساژو استفاده می شوند که در این حالت LED مربوط به حالت X – Y روشن می باشد.
سیگنال ژنراتور مجازی :
یکی دیگر از دستگاه های بسیار جالب و پر کاربرد این نرم افزار دستگاه فانکشن ژنراتور می باشد و تمامی توانایی های یک سیگنال ژنراتور را دارا می باشد.
خصوصیات فنی سیگنال ژنراتور:
* توانایی تولید شکل موجهای خروجی از نوع مربعی – دندانه اره ای – مثلثی و سینوسی را دارد.
* فرکانس خروجی از صفر تا 12MHZ در 8 رنج قابل تنظیم است.
* دامنه خروجی از صفر تا 12V در 4 رنج قابل تنظیم است.
* ورودیهای مدلاسیون دامنه (AM) و فرکانس (FM) دارا می باشد.
نحوه استفاده از سیگنال ژنراتور
1- دستگاه سیگنال ژنراتور را از پنجره object selector و انتخاب آیکون Meter بردارید و آنرا روی شماتیک قرار دهید و توسط سیمی ورودی مدار را به خروجی سیگنال ژنراتور متصل نمایید. زمانیکه از مدلاسیون استفاده نمی کنید می توانید این ورودیها را باز بگذارید.
2- با فشردن Play از Animation control panel شبیه سازی فعال را آغاز نمایید.
3- رنج فرکانس مناسب و مورد نظر را بوسیله صفحه گردان مدرج تنظیم نمایید.
4- رنج دامنه را نیز متناسب با کاربردتان تنظیم کنید. مقدار دامنه سطح پیک را نشان می دهد.
5- کلید wave form را برای داشتن شکل موج مناسب فشار دهید.
کانتر- تایمر های مجازی :
کانتر / تایمر vsm یک دستگاه چند منظوره دیجیتالی است که می تواند برای اندازه گیری بازه های زمانی و فرکانس و شمارش تعداد پالس ها استفاده شود. کانتر/ تایمر مدهای کارکرد زیر را پشتیبانی می کند.
* مد تایمر (seconds) رزولوشن 1us
* مد تایمر(house,mins,secs) رزولوشن 1ms
* مد کانتر – بیشترین تعداد شمارش 99.999.999 می باشد.
نحوه استفاده از مد تایمر
1- آیکون (Virtual Instruments) Multimeter را انتخاب و سپس counter timer را برداشته و در طرح شماتیکی قرار دهید.
2- اگر نیاز باشد که فعال ساز کلاک وجود داشته باشد پایه CE را به سیگنال کنترل کننده وصل نمایید. ولی اگر نیاز نداشته باشید آن پین را بصورت شناور رها سازید.
3- اگر نیاز به این باشد که تایمر با سیگنال خاصی ریست گردد پین RST را به سیگنال Reset به صفر وصل نمایید.
4- روی counter – timer نشانه رفته و Ctrl +E را برای ویرایش فشار دهید.
5- مد مورد نیاز (secs-hms) و پلاریته منطقی را برای عملکرد CE, RST انتخاب نمایید.
6- شبیه سازی را به روش معمولی آغازنمایید.
نحوه استفاده از مد فرکانس
1- آیکون multimeter را انتخاب و سپس counter/timer را برداشته و در شماتیک قرار دهید.
2- پین CLK را به سیگنالی که می خواهید اندازه گیری نمایید وصل کنید.
3- روی counter timer نشانه رفته و Ctrl+E را برای ویرایش تنظیمات فشاردهید. سپس Frequncy Mode را انتخاب کنید.
4- دیاگرام را ببندید و شبیه سازی را آغاز نمایید.
نحوه استفاده از مد کانتر
1- مثل موارد بالا کانتر /تایمر را انتخاب و در طرح قرار داده و پین CLK را به منبع سیگنال متصل نمایید.
2- پایه CE را طبق موارد گفته شده تنظیم نمایید یعنی اگر لازم باشد از Clack Enable استفاده کنید آن را به سیگنال کنترل کننده متصل نمایید و درغیر اینصورت آنرا به صورت آزاد رها سازید.
3- RST را تنظیم کنید.
4- روی تایمر – کانتر نشانه رفته و برای ویرایش Ctrl + E را فشار دهید.
5- مد counter و پلاریته منطقی مناسب برای عملکرد CE و RST را انتخاب نمایید.
6- شبیه سازی را آغاز نمایید.

بسيار عالي مجيد جان ممنون از مطلب مفيد و جالبت
يه تاپيك داريم راجع به اموزش نرم افزارهاي مورد استفاده در الكترونيك
بهتره به اونجا هم سري بزنيد
ممنون