Главная » » В режиме реального времени динамическое моделирование Proteus и SCM
00:55
В режиме реального времени динамическое моделирование Proteus и SCM
0. Введение Proteus является Великобритания Labcenter электроники разработаны EDA инструментов. Оказалось, с 1989 по настоящее время более, чем десятилетие истории, широко используется во всем мире. Proteus установлены, в основном, состоит из двух программ: Ares и Исиды. Бывший в основном используется для автоматической или ручной разводки печатной платы и схема моделирования, которые в основном использует принцип метода обратить макета схемы и соответствующие моделирования. В дополнение к базовой заявке, кроме того, Proteus революционной особенностью является его схемотехнического моделирования является интерактивной, приложения для микропроцессора, может быть непосредственно основано на схему виртуального прототипа программы, и осуществлять отладку программного обеспечения на уровне кода, вы также можете Прямая реальном времени динамических кнопку моделирования, ввода с клавиатуры, LED, ЖК-продукции, в сочетании с виртуальными инструментами, такими как осциллографы, логические анализаторы и другое измерение и соответствующие замечания. Proteus широкий спектр программных приложений с участием пластины печатных плат, моделирование специи цепи, одной микросхеме моделирования, в последней версии 6,9 добавил к ARM7/LPC2000 моделирования. В данной работе микроконтроллера моделирования, например, так, что мы изначально понимают силу программного обеспечения и его применение в инженерной практике и важную роль экспериментального обучения.
1.Proteus Особенности моделирования Как программного обеспечения для моделирования EDA, Proteus и других подобных программ имеет много общего. В отличие от Существуют две основные характеристики: во-первых, в режиме реального времени моделирования динамических элементов, это "человек-машина" диалога "Моделирование расширенной подлинности системы, а второй представляет собой виртуальный инструментарий функций, которые могут и моделирование то же время, удобное и точное измерение. Ниже приводится описание о программном обеспечении, двух выдающихся характеристик.
1.1. Реального времени динамического моделирования Моделирование программного обеспечения с наиболее близким, Proteus имеет огромное количество библиотек. Labcenter связанных компаний и совместном развитии программного обеспечения сторонних производителей составе более 6000 аналоговых и цифровых моделей цепи и специи широко используется в различных динамических компонентов, основные компоненты, такие как резисторы, конденсаторы, все диоды, транзисторы, МОП трубки, 555 таймеры, и др. ; 74 серии TTL компонентов и 4000 серии КМОП устройств, включают в себя различные обычно используется чип памяти ROM, RAM, EEPROM, Есть общие I2C устройств. Распространенный элемент в поддержку библиотеке, до тех пор, как принципы планировки и соответствующего соединения вызова через завершения каждого компонента собственности рисунок, а затем проводить моделирование и виртуальные измерений. Схематическое изображение на конкретный метод не тема этой статьи, пожалуйста, обратитесь к помощи программного обеспечения учебники. Multisim и другое программное обеспечение моделирования с Основным отличием является то, что Proteus поддерживает микропроцессора моделирования. Реализация этих моделирования на основе VSM Labcenter предлагаемой концепции компании. VSM, виртуальные системы моделирования непосредственно переводится как "виртуальная модель системы", официального определения: Spice схема модели, динамическое моделирование периферийные устройства и микропроцессоры объединить до физического прототипа отладки системы для моделирования микроконтроллера дизайн [1]. Поддержка динамических периферийных устройств, таких как Proteus отличается от других программ моделирования в самом прямом место. VSM предоставляет пользователю в режиме реального времени интерактивную среду, в процессе моделирования, вы можете использовать мышь, чтобы нажмите переключатели и кнопки, микропроцессор в зависимости от входного сигнала, чтобы сделать соответствующее прерывание ответа, в то время как выход результате операции на дисплее терминала. Процесс передачи и реальном оборудовании является крайне похожи, в поддержку реального времени динамических периферической вход и выход в ближайшем к экспериментатору представил реальную среду отладки. Официальная статистика, 300 МГц процессором Pentium II с тактовой частотой 12 МГц может быть смоделированы основные системы 8051. 1,2 Виртуальный Toolbox Proteus предоставляет виртуальный инструментарий используется в цепи тестовых инструментов и оборудования, в основном используется в режиме реального времени моделирования параметров цепи одновременно наблюдается, результаты измерений с моделирования динамических изменений и дисплей, встретиться требуется точность измерения и анализа не очень высока, схемы Характеристики качественного анализа могут играть мультипликативный эффект, значительное сокращение времени испытаний и затрат на разработку. Программное обеспечение предоставляет виртуальный инструмент и оборудование показано на рисунке 1.1. Рисунок 1.1 Виртуальные Toolbox Здесь мы имеем пример, чтобы проиллюстрировать сферу применения виртуальных инструментов.
Рисунок 1.2 виртуального осциллографа Схема очень проста, микроконтроллер EXAMPLE01 написать драйвер вывода ШИМ квадратные волны постоянного тока программы. Мы выходных контактов с нее сигнал канала CH1, запустить моделирование, виртуальные осциллограф с помощью мыши, амплитуды и X-оси Y-ось частота сканирования, процедуры настройки же, как и с реальным осциллографа. Когда сигнал можно наблюдать в стабильной регулируемой обязанности PWM цикла квадратных волны, как показано на рисунке.
2.Proteus в MCU Моделирование VSM основе теории, Proteus может имитировать многие общие микропроцессоров. В частности, он поддерживает ПИК, 8051, AVR, HC11, ARM7/LPC2000 ряд различных типов микропроцессоры, микроконтроллеры, устанавливаемые при моделировании свойства компонента просто указать путь для загрузки в режиме реального времени динамического моделирования. Моделирование микроконтроллеров AVR 2.1.Proteus На AVR компании Atmel семьи микроконтроллеров работать, Proteus поддержку модель носит всеобъемлющий характер, начиная от низкого до высокого конца ATmega128 ATtiny10 есть библиотека компонент может быть осуществлен непосредственно. Proteus ATmega16 приведенном ниже примере для поддержки моделирования.
Рисунок 2.1 ATmega16 Рисунок 2.1 является Proteus компонентов ATmega16 библиотека, личность его контакты с чипом Datasheet, в основном такая же, только разница GND и VCC контактный скрыты в схематическое изображение своего времени не может связи, системы настройки по умолчанию, которые связаны с их земли и 5V питания. Конкретные функции могут быть смоделированы являются: поддержка всех операций ввода / вывода, внутренние таймеры, счетчики, аналоговые (включая вход захвата, выходного сравнения, ШИМ режиме), сторожевой таймер, последовательные интерфейсы UART, Master, Slave режиме последовательный интерфейс SPI, поддержка встроенных цифро-аналоговый преобразователь АЦП, поддерживающий TWI Atmel, (два провода Interface) средства связи, для поддержки внешнего расширения памяти SRAM и встроенный EEPROM, аналоговый, микро-контроллеры поддерживают несколько работ моделирования и так далее. Моделирование, первый схемные рисунок, а источником любой компилятор AVR (WinAVR и т.д.) для создания скачать файл (*. шестнадцатеричном формате), указать путь к схема чипа для запуска программы можно наблюдать. Также стоит отметить, что процесс выполнения моделирования в режиме реального времени, каждый вывод появится рядом с указаниями небольшой площади, красный высокой, голубой с низким столом, от мало мы можем сделать виртуальный квадрат Инструмент измерения очень интуитивный, чтобы увидеть изменения в уровне каждого вывода, работы программы, чтобы основные решения, по той простой анализ может сэкономить много времени. В этой статье, рис 1,2 и 2,2 Рис, например, ATmega16 19-контактный выход квадратных волны, поэтому вы можете увидеть красный и синий переходим к определенной частотой мигать небольшой площади.
2.2.Proteus с другими СКМ Сравнение программного обеспечения для моделирования AVR микроконтроллеров семейства может быть использовано для имитации много программного обеспечения. Обычно используется AVR Studio и Vmlab. AVR Studio, Proteus Vmlab и все программное обеспечение на уровне кода, моделирование, и чип-уровне моделирования отличается от кода на уровне моделирования полностью завершен на компьютере, без аппаратной участвуют, в основном для просмотра выполнение кода и параметров. Конкретные функции, все три программное обеспечение отличается. AVR Studio является полностью бесплатным AVR MCU интегрированной среды разработки, в том числе компилятор AVR ассемблера и отладки AVR Studio, AVR Prog последовательный, параллельный скачать и JTAG ICE моделирования. Его основная функция заключается в наблюдении внутренних микроконтроллер кода процесса изменения значения всех регистров, особенно некоторые из ключевых разрядный регистр набора и сброса операции и отношения между кодом. Использование пошагового отладку кода может быть более тщательное изучение процесса осуществления. Для внутреннего прерывания может быть хорошее моделирование, экспериментатор прервана на четкое понимание воздействия выполнения программы. Но таких внешних прерываний и ввода захвата функций с динамически периферия, AVR Studio для выглядят беспомощными. Между тем, программа использует черные и белые квадраты для представления 1 и 0, чтобы отразить изменение значений регистра, когда необходимо соблюдать некоторые из сигнала, так что результаты моделирования кажутся очень интуитивным. Vmlab лучше в этом отношении. полный VMLAB имя: Visual Micro Lab. Она направлена на AVR и ST62 MCU была разработана в качестве одной микросхеме виртуальных рамках прототипа. Она имеет мощный многооконный, мульти-редактор файлов, микроконтроллер интегрированную среду разработки, с спектр интегрированных средств разработки, графический интерфейс, отладчик, смешанная аналого - цифровые схемы моделирования, проверки качества кода и т.д. . Оборудование и программное обеспечение может быть сложным моделирования. И Proteus наиболее близки точке это может быть микроконтроллер в качестве основного моделирование аналоговых компонентов, в том числе периферийных устройств, в том числе некоторые из динамика (кнопки, светодиоды, ЖК-мониторы и т.д.), с графическим дисплеем и функцией отображения сигнала. Если на MCU и периферической через несколько простых динамических, Vmlab и Proteus имеет большое сходство, большинство методов работы, но само программное обеспечение является очень разные. Но Proteus это не просто имитация микроконтроллеров AVR программное обеспечение, оно поддерживает большое количество часто используемых моделей для микроконтроллер и других чипов совместного моделирования сложных полная система предоставляет большое удобство. Рассмотрим следующий пример, показанный на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 Драйвер шагового двигателя Это полный шагового привода цепи, L297 и L298 является общей чипов шагового двигателя водитель, бывший согласуется с мотором используется для создания правильного времени каждого этапа меандр, который в основном используется для усиления тока, в целях получения соответствующего двигателя тока. СКМ EXAMPLE02 в этом случае только эквивалентно источника сигнала обеспечить тактового сигнала L297. Это полное моделирование системы другого программного обеспечения моделирования микроконтроллер не может выполнить самостоятельно. В это время, Proteus дает нам больше, чем просто один чип среды моделирования, называется виртуальной лаборатории микроконтроллер вполне уместно, до тех пор, как мы можем в полной мере воспользоваться экспериментальных устройств Proteus может обеспечить более полное одном чипе полной системы.
3.Proteus моделирования анализ СКМ, матричная клавиатура и ЖК-комбинация символов является наиболее часто используемым микроконтроллером эксперименте простая система является основой многих малая часть системной плате. СКМ в развитие реальной системе, "человек-машина" диалога "часть достигнут в основном по системе. В подготовке этой части программы для проведения более частных тестов, чтобы изменить некоторые параметры системы в хорошем рабочем состоянии, общие проблемы: отображение интерфейса макет, меню Настройки уровня, ключевые параметры, такие как чувствительность и стабилизации изображения. С Proteus моделирования, описанных ниже, стоимость этих испытаний и некоторый опыт в корректировке оборудование не может быть проверена часто, но только нужно изменить источник некоторые вызовы функций. Система изменение легко применяться к другим типам системы ввода и вывод части универсальное значение.
Введение в символьный ЖК-3.1.1602 Дисплейный модуль состоит из символов жидкокристаллический дисплей (LCD), управления управляемые расширения основных HD44780 драйвер цепи цепи и HD44100, небольшое количество сопротивление, терпимости компоненты, такие как сборка структура, образованная в доску PCB. ЖК число 5 × 8 или 5 × 11 матричный дисплей группы характер блоков. Каждая решетка блока как символ немного, расстояние между символами и межстрочный интервал шириной точки. ROM генератором символов с характером LCD может отображать 192 символов (160 5 × 7 матричных символов и 32 5 × 10 точки символов) 64 байт с пользовательской памяти характер, могут быть настроены 8 5 × 8 точек матрицы символов или четыре 5 × 11 матричных символов. И имеет 80 байт оперативной памяти. Можно разделить на две строки, каждая строка показывает 16-ть ASCII символов, достаточно, чтобы справиться с простым пользовательским интерфейсом (в основном состоит из цифр и букв) в разработке и системы параметров отображения.
3.2.4 * 4 матрицы клавиатуры 4 * 4 матричная клавиатура имеет 4 строки 4 колонки, клавиатура, Есть 4 * 4 = 16 клавиш, и только необходимость принятия 4 +4 = 8 портов ввода / вывода, эта конструкция экономит микроконтроллер ввода / вывода порт ресурсов [2]. Микроконтроллер обеспечить частоты сигнала развертки и значение ключа пользователя анализа и обработки, чтобы правильно судить целью 16 клавиш. Для среднего единой системы чипа, 16 клавиш достаточно, чтобы удовлетворить большинство приложений. Таким образом, она может быть использована как ключевой инструмент вход для многих систем.
3.3. Системы и ее На основании проведенного анализа, а также устройство работает, схема системы рисунок 3.1.
Рисунок 3.1 ЖК-дисплея и клавиатуры интегрированное приложение СКМ EXAMPLE03 является ядром системы, скачать программы ЖК-дисплея и клавиатуры. PC0-PC2 подключены к одной из трех регулирования, что позволило стороне ЖК-дисплей, через их сочетание декодирования ЖК чтения и записи команд и управления данными. PB0-PB7 из восьми битов данных подключения сторону LCD, характер ответственных за передачу команд управления, считывания и записи передачи данных. PA0-PA3 выводятся, подключить клавиатуру 4, выходной столбец сканирования сигнала; PA4-PA7 являются вход, 4 линии, соединяющей клавиатуры для захвата ключевых пользователей в качестве сигнальной линии, сигнал через ряды 16 комбинаций может быть однозначно определены Один ключ к лечению для микроконтроллеров. Диаграмма моделирования является то, что первая строка ЖК-дисплей заданной строки информации "BUPT_Information", второй строке первого столбца показывает текущее значение ключа, то мышь вниз Digital Health "6". Другие здоровье, когда мышь нажата, ЖК-дисплей будут синхронизированы в реальном времени, динамическое моделирование Proteus, что то, где волшебство!
4. Заключение Proteus описано в этой статье, являются предварительными в силовой части. Proteus также имеет экологические моделирование, диаграмма анализ, анализ шума и других современных приложений. Proteus установки программного обеспечения каталога, Есть много классических примеров, читатель может узнать больше посредством самостоятельного изучения программного обеспечения САПР дизайна в разностороннем использовании всех областях. Между тем, Proteus для появления СКМ и SCM преподавания здание виртуальной лаборатории обеспечивает удобную, быструю, стоимость новых идей. Я считаю, что все больше и больше людей понимания и использования Proteus, это было бы наше обучение, исследования и работы принести больше и удобнее.
