Proteus在實(shí)際電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

新疆維吾爾自治區(qū)風(fēng)能研究所 劉月茹

傳統(tǒng)的電子設(shè)計(jì)流程是先設(shè)計(jì)電路圖、購(gòu)買元器件，然后制板、調(diào)試，最后進(jìn)行測(cè)試.這個(gè)過(guò)程一般需要反復(fù)多次進(jìn)行，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求.若采用EDA技術(shù)，則在原理圖設(shè)計(jì)階段就可以進(jìn)行評(píng)估，驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的電路是否達(dá)到要求的技術(shù)指標(biāo)，還可以通過(guò)改變?cè)骷?shù)使整個(gè)電路的性能最優(yōu)化，則在很大程度上縮短調(diào)試時(shí)間，并節(jié)省耗材。

Proteus就是一種基于標(biāo)準(zhǔn)仿真引擎的混合電路仿真工具，是將電路仿真軟件，PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，能夠滿足我們平時(shí)設(shè)計(jì)的需求。

圖1 單片機(jī)信號(hào)控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的電路圖2 圖1運(yùn)行時(shí)的效果圖

1.Proteus在實(shí)踐中的應(yīng)用

1.1 Proteus軟件簡(jiǎn)介

Proteus是英國(guó)Labcenter公司開(kāi)發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的仿真、RS232動(dòng)態(tài)仿真、PC調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能，有各種虛擬儀器，如示波器，邏輯分析儀、信號(hào)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(diào)試方法測(cè)量電路中各點(diǎn)的電壓與波形及回路的電流與波形。

1.2 Proteus在實(shí)際電路中的應(yīng)用

模擬電子線路中，理論知識(shí)抽象、概念多、工程實(shí)踐性強(qiáng)，設(shè)計(jì)中不僅要考慮電路的理論知識(shí)還要考慮電路的具體結(jié)構(gòu)及電路信號(hào)的特點(diǎn)等因素。我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)用單片機(jī)信號(hào)控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的電路，電路圖如圖1所示。印制板焊接完成，進(jìn)行調(diào)試。由于沒(méi)有這方面的經(jīng)驗(yàn)，只是根據(jù)理論計(jì)算和元器件特性設(shè)計(jì)了電阻R2、R3的具體阻值。在調(diào)試中始終沒(méi)能使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。因此浪費(fèi)了好多時(shí)間。

將原理圖移植到Proteus軟件中，在電路中分別加入了信號(hào)源（模擬單片機(jī)輸出信號(hào)）、電壓表和電流表（監(jiān)測(cè)電路特性）。Io1有高電平信號(hào)即10V，Io2沒(méi)有信號(hào)即0V，電機(jī)正轉(zhuǎn)。相反，電機(jī)反轉(zhuǎn)。在電路原理圖中，R2、R3處分別并聯(lián)模擬電壓表，仿真時(shí)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(lái)模擬單片機(jī)輸出信號(hào)。當(dāng)V2有10V電壓信號(hào)輸出，光耦6N137工作。此時(shí)，如果R2、R3的電阻取值不夠合理，電機(jī)不能旋轉(zhuǎn)。我們可以通過(guò)反復(fù)仿真調(diào)試，不斷改變兩個(gè)電阻的阻值。實(shí)踐證明，要實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正向旋轉(zhuǎn)必須保證R2、R3兩端的電壓足夠大。電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)與正向旋轉(zhuǎn)的原理相同，就不再贅述。

圖2為電路仿真時(shí)的效果圖。

通過(guò)仿真得出了準(zhǔn)確的電阻阻值，后面進(jìn)行了印制板繪制，焊接電路板，順利完成電路所需功能的實(shí)現(xiàn)。

2.結(jié)束語(yǔ)

在實(shí)際電路過(guò)程中引入了Proteus軟件后，一方面能很好的驗(yàn)證所設(shè)計(jì)電路理論上的正確與否，解決了電路設(shè)計(jì)后焊接時(shí)調(diào)試成功率低及耗材消耗過(guò)多的問(wèn)題。另一方面通過(guò)Proteus的接近實(shí)際電路的仿真分析，為今后從事研究設(shè)計(jì)工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

[1]WANG Jing.Proteus simulates in application of the course simulating the electron technology[J].Computer Konwledge and Technology,2009,5(19):5333-5334.

[2]王淑娟,蔡惟錚,齊明.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:高等教育出版社,2009.