傳統(tǒng)的電子設(shè)計流程是先設(shè)計電路圖、購買元器件，然后制板、調(diào)試，最后進(jìn)行測試，這個過程一般需要反復(fù)多次進(jìn)行，以達(dá)到設(shè)計要求。若采用EDA技術(shù)，則在原理圖設(shè)計階段就可以進(jìn)行評估，驗證所設(shè)計的電路是否達(dá)到要求的技術(shù)指標(biāo)，還可以通過改變元器件參數(shù)使整個電路的性能最優(yōu)化，則在很大程度上縮短調(diào)試時間，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)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，能夠滿足我們平時設(shè)計的需求。
1 Proteus在實踐中的應(yīng)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(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的仿真、RS232動態(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(yīng)用
模擬電子線路中，理論知識抽象、概念多、工程實踐性強(qiáng)，設(shè)計中不僅要考慮電路的理論知識還要考慮電路的具體結(jié)構(gòu)及電路信號的特點等因素。我們設(shè)計一個用單片機(jī)信號控制電機(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。由于沒有這方面的經(jīng)驗，只是根據(jù)理論計算和元器件特性設(shè)計了電阻R2、R3的具體阻值。在調(diào)試中始終沒能使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。因此浪費了好多時間。
圖1 單片機(jī)信號控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)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(jī)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(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(jī)輸出信號。當(dāng)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(jī)不能旋轉(zhuǎn)。我們可以通過反復(fù)仿真調(diào)試，不斷改變兩個電阻的阻值。實踐證明，要實現(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為電路仿真時的效果圖。
圖2 圖1運(yùn)行時的效果圖
通過仿真得出了準(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現(xiàn)。
2 結(jié)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(shè)計電路理論上的正確與否，解決了電路設(shè)計后焊接時調(diào)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(shè)計工作打下堅實基礎(chǔ)。
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