傳統的電子設計流程是先設計電路圖、購買元器件,然后制板、調試,最后進行測試,這個過程一般需要反復多次進行,以達到設計要求。若采用EDA技術,則在原理圖設計階段就可以進行評估,驗證所設計的電路是否達到要求的技術指標,還可以通過改變元器件參數使整個電路的性能最優(yōu)化,則在很大程度上縮短調試時間,并節(jié)省耗材。
Proteus就是一種基于標準仿真引擎的混合電路仿真工具,是將電路仿真軟件,PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺,能夠滿足我們平時設計的需求。
1 Proteus在實踐中的應用
1.1 Proteus軟件簡介
Proteus是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件。具有模擬電路仿真、數字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的仿真、RS232動態(tài)仿真、PC調試器、SPI調試器、鍵盤和LCD系統仿真的功能,有各種虛擬儀器,如示波器,邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。因而可以在虛擬的環(huán)境中搭建各種電子電路,并可模擬常規(guī)的調試方法測量電路中各點的電壓與波形及回路的電流與波形。
1.2 Proteus在實際電路中的應用
模擬電子線路中,理論知識抽象、概念多、工程實踐性強,設計中不僅要考慮電路的理論知識還要考慮電路的具體結構及電路信號的特點等因素。我們設計一個用單片機信號控制電機正反轉的電路,電路圖如圖1所示。印制板焊接完成,進行調試。由于沒有這方面的經驗,只是根據理論計算和元器件特性設計了電阻R2、R3的具體阻值。在調試中始終沒能使電機旋轉。因此浪費了好多時間。
圖1 單片機信號控制電機正反轉的電路
將原理圖移植到Proteus軟件中,在電路中分別加入了信號源(模擬單片機輸出信號)、電壓表和電流表(監(jiān)測電路特性)。Io1有高電平信號即10V,Io2沒有信號即0v,電機正轉。相反,電機反轉。在電路原理圖中,R2、R3處分別并聯模擬電壓表,仿真時可以看到兩處的電壓值大小。在Io1處添加了模擬電壓源V2,用來模擬單片機輸出信號。當V2有10V電壓信號輸出,光耦6N137工作。此時,如果R2、R3的電阻取值不夠合理,電機不能旋轉。我們可以通過反復仿真調試,不斷改變兩個電阻的阻值。實踐證明,要實現電機的正向旋轉必須保證R2、R3兩端的電壓足夠大。電機反向旋轉與正向旋轉的原理相同,就不再贅述。
圖2為電路仿真時的效果圖。
圖2 圖1運行時的效果圖
通過仿真得出了準確的電阻阻值,后面進行了印制板繪制,焊接電路板,順利完成電路所需功能的實現。
2 結束語
在實際電路過程中引入了Proteus軟件后,一方面能很好的驗證所設計電路理論上的正確與否,解決了電路設計后焊接時調試成功率低及耗材消耗過多的問題。另一方面通過Proteus的接近實際電路的仿真分析,為今后從事研究設計工作打下堅實基礎。
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本文標題:Proteus在實際電路設計中的應用