ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS

ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS

Mục Lục

LỜI NÓI ĐẦU
Trong lĩnh vực điện, điện tử hiện nay việc thiết kế mạch là việc không thể thiếu.
Nhưng muốn biết mạch thiết kế ra có sai sót gì không, hoặc bạn chỉ muốn xem nguyên lý
mạch hoạt động ra sao mà không muốn làm mạch thật vì chi phí cao thì bạn phải làm thế
nào? Để giải quyết các vấn đề trên thì các phần mềm mô phỏng đã ra đời. Tuy các phần
mềm mô phỏng này chưa chính xác hoàn toàn tuyệt đối nhưng cũng giúp ích cho ta khá
nhiều.
Hiện nay trên các trang mạng về điện tử truyền tay nhau nhiều phần mềm mềm mô
phỏng nhưng được nhắc đến nhiều trong số đó là phần mềm Proteus. Đồ án này sẽ giới
thiệu cho các bạn biết rõ hơn về phần mềm Proteus, một phần mềm giúp ích rất nhiều cho
việc thiết kế, mô phỏng các mạch điện. Là công cụ giúp ích nhiều cho giảng viên và sinh
viên trong việc giảng dạy và học tập và cả cho những người yêu thích điên, điện tử.

SV: Nguyễn Mạnh Điềm

1


ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS
Do thời gian hạn hẹp và kiến thức còn nhiều hạn chế nên đồ án này không tránh được
những sai sót. Mong thầy cô và các bạn góp ý để đồ án được hoàn thiện hơn. Em xin chân
thành cảm ơn!

Người thực hiện đồ án:
SV: Nguyễn Mạnh Điềm

I. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH, PHÁT TRIỂN VÀ PHẠM VI ỨNG

DỤNG
Proteus là phần mềm của hãng Labcenter Electronics, nó mô phỏng được cho hầu hết
các linh kiện điện tử thong dụng, đặc biệt có thể hỗ trợ cho cả các MCU như PIC, 8051,
AVR, Motorola.
Proteus đã được sử dụng rộng rãi trên 35 quốc gia. Proteus đã tự khẳng định thế mạnh
của nó về mô phỏng các mạch nguyên lý sát với thực tế, trên 12 năm hình thành và phát
triển nó càng được hoàn thiện và phát triển mạnh hơn. Proteus cung cấp cho người sử
dụng hầu như toàn bộ các linh kiện điện tử để người dung có thể tạo ra được các mạch
nguyên lý và sau cùng là cho chạy thử và so sánh với kết quả thực tế. Chính vì proteus có
thể tạo và chạy thử được các mạch đơn giản cũng như phức tạp nên có thể dùng nó trong
giảng dạy, trong các phòng thí nghiệm điện tử cũng như trong thực hành vi xử lý…

SV: Nguyễn Mạnh Điềm

2


ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS

II. CÁC CHỨC NĂNG CƠ BẢN CỦA PROTEUS
1. Các ưu điểm:
Dễ dàng tạo ra một sơ đồ nguyên lý đơn giản từ các mạch điện đơn giản, đến các
mạch có bộ lập trình vi xử lý.
Dễ dàng chỉnh sửa các đặc tính của linh kiện trên sơ đồ nguyên lý: chỉnh sửa số bước
của động cơ bước, chỉnh sửa nguồn nuôi cho mạch, thay đổi tần số hoạt động cơ bản của
vi xử lý…
Công cụ hỗ trợ kiểm tra lỗi thiết kế trên sơ đồ nguyên lý. Xem và lưu lại phần báo lỗi.
Chạy mô phỏng và phân tích các tính chất của mạch điện cơ bản. Công cụ hỗ trợ cho
việc chạy và mô phỏng rất mạnh và chính xác. Các công cụ và đồ thị hỗ trợ mạch cho
việc phân tích tần số, song, âm thanh… không những thế phần mềm còn có them các máy

phân tích từ đơn giản như đồng hồ đo Vôn, Ampe, đến các máy đo dao động, máy tạo
sóng dao động…
Ngoài ra Proteus còn cung cấp cho người sử dụng các công cụ mạnh và các phần mềm
khác hầu như không có. Chẳng hạn như thư viện led với các mầu sắc khác nhau kể cả led
7 đoạn. Nhưng phần hiển thị mạnh nhất mà Proteus cung cấp là LCD, nó có thể mô phỏng
cho rất nhiều LCD từ đơn giản đến phức tạp.
Một ưu điểm nữa của Proteus là có thể mô phỏng công cụ phát và thu tín hiệu từ các
mạch giao tiếp với máy tính thông qua công cụ RS232. Trong đó người sử dụng có thể
điều khiển được quá trình truyền phát, tốc độ Baud… giúp cho người lập trình có thể mô
phỏng các mạch truyền, phát tín hiệu.
Một điểm mạnh khác của Proteus là cung cấp cho người dùng công cụ biên dịch cho
các họ vi xử lý như MSC51, AVR, HC11… Qua đó tạo ra các tập tin HEX dùng để nạp
cho vi xử lý và tập tin DSI dùng để xem và chạy kiểm tra từng bước trong chương trình
mô phỏng.
Đối với các mạch vi xử lý Proteus không những cung cấp hình ảnh thực tế của các
linh kiên xuất mà còn cung cấp cho người lập trình rất nhiều các cửa sổ thông báo các nội
dung của bộ nhớ, con trỏ, thanh ghi…
Proteus có một thư viện khá lớn hơn 6000 linh kiện các loai và càng ngày càng được
bổ sung. Ngoài ra còn có keypad (Ma trận phím tạo đơn giản cho người thiết kế khi cần
thao tác trên các ma trận phím).

SV: Nguyễn Mạnh Điềm

3


ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS
2. Khả năng ứng dụng.
Khả năng ứng dụng chính của Proteus là mô phỏng, phân tích các kết quả từ các mạch
nguyên lý. Proteus giúp cho người sử dụng có thể thấy trước mạch thiết kế chạy đúng hay

sai trước khi thiết kế trên bo mạch.
Các công cụ phục vụ cho việc phân tích mạch có độ chính xác khá cao như đo vôn,
ampe hay máy đo dao động.
Khả năng áp dụng chương trình Proteus vào trong giảng dạy là rất tốt cho các giảng
viên cũng như cho sinh viên học tập kỹ thuật điện tử vì hầu như Proteus cung cấp gần như
đầy đủ từ cơ bản đến phức tạp cho người học điện tử và vi xử lý.
Đối với các sinh viên thì Proteus nếu mà được sử dụng rộng rãi thì nó gần như là thầy
dạy cho chính họ ở nhà. Nó giúp cho các sinh viên tự học, tự nghiên cứu và thiết kế thử
các phần đã học và chạy xem kết quả rồi rút ra các bài học tốt. Điều cơ bản nhất là tiết
kiệm tiền cho sinh viên không có điều kiện mà lại ham học hỏi, ham nghiên cứu.
Trong thực tế hiện nay hầu như phòng thí nghiệm điện tử nào được xây dựng lên cũng
phải tốn không ít ngân sách. Nếu Proteus được ứng dụng qua 1 máy tính thì các giảng
viên có thể cung cấp cho sinh viên hầu như toàn bộ các mạch điện đơn giản, hơn nữa có
thể tạo ra các KIT vi xử lý dùng phục vụ cho việc thực hành vi xử lý. Qua đó các giáo
viên có thể cung cấp cho các sinh viên các mạch điện tử phục vụ trong quá trình học tập
từ đó sinh viên có thể tự nghiên cứu các bài thực hành trước ở nhà trước khi thực hành
thực tế trên mô hình thật sự và lợi ích thu được chắc chắn không nhỏ.

3. Khả năng phân tích
Phân tích một mạch đơn giản.
Phân tích các mạch, các họ vi xử lý.
Phân tích mạch qua các đồ thị, các máy đo. Ví dụ:
Phân tích Analogue
Phân tích Digital
Phân tích tần số
Phân tích âm thanh
Phân tích truyền, phát dữ liệu.

SV: Nguyễn Mạnh Điềm

4


ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS
Và còn rất nhiều phương pháp phân tích từ đơn giản nhất đến khả năng
phân tích phức tạp mà ngoài thực tế khi cần phân tích nó thì cần rất nhiều
chi phí cũng như công cụ sử dụng.
Phân tích quá tải, quá áp, đủ tải… Proteus cung cấp cho người sử dụng khả năng phân
tích quá tải giúp cho người sử dụng hình dung được khi quá tải thì ảnh hưởng đến các linh
kiện như thế nào mà không mất chi phí cũng như an toàn tuyệt đối.
Lưu lại các kết quả phân tích.

4. Nhược điểm.
Phần mềm nào cũng có nhược điểm của nó do đó Proteus cũng không tránh khỏi các
nhược điểm:
Phần mềm do công ty nước ngoài nên tính bảo mật khá cao, và hầu như ít được
biết đến nên rất khó kiếm ngoài thực tế.
Trong khi thiết kế có nhiều phần quan trọng Proteus chạy không theo một quy
tắc nào làm người sử dụng đôi lúc gặp khó khan.
Sử dụng khá phức tạp nhất là đối với các mạch vi xử lý hay các mạch cần
chỉnh sửa các tính chất của các linh kiên ( do quá nhiều tính chất phải điển chỉnh).
Phần mềm do công ty nước ngoài viết nên không có tài liệu nào cung cấp hay
hướng dẫn sử dụng.
Hướng dẫn sử dụng trong Proteus hoàn toàn bằng tiếng anh nên đòi hỏi người
sử dụng cũng phải có một nền tảng tiếng anh cơ bản nếu muốn sử dụng nó một
cách hiệu quả ( Nhất là tiếng anh chuyên ngành về điện tử).

III. GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM MÔ PHỎNG PROTEUS
1. Giới thiệu.
Proteus VSM (Virtual Simulation Machine) của Labcenter Electronics là phần

mềm mô phỏng mạch điện rất được ưa thích hiện nay. So với các phần mềm mô phỏng
mạch điện tử khác, Proteus có nhiều ưu điểm nổi trội như: mô phỏng được rất nhiều linh
kiện điện tử và các thiết bị hiển thị, kết quả mô phỏng rất trực quan như một mạch điện
tử thật. Và một tính năng mà chúng ta, những người học vi điều khiển, quan tâm nhất là
khả năng mô phỏng các chip vi điều khiển với chương trình do người dùng nạp. Proteus

SV: Nguyễn Mạnh Điềm

5


ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS
hỗ trợ rất nhiều các chip vi điều khiển như 8051, AVR, PIC, HC11, ARM7/LPC2000...
Nếu bạn đang muốn học AVR mà không có điều kiện hoặc kinh nghiệm để làm các
mạch phát triển hoặc bạn muốn kiểm tra chương trình trước khi nạp vào mạch phát triển
thì Proteus là lựa chọn không thề bỏ qua.
Phần mềm bao gồm 2 chương trình: ISIS cho phép mô phỏng mạch và ARES
dùng để vẽ mạch in.

2. Thực hiện vẽ mạch
Khởi động chương trình
- Start > All Program > Proteus 7 Professional > ISIS 7 Professional

Chạy Proteus: sau đó nhấn vào button “Components” rồi “Pick Devices” để chọn
linh kiện.

SV: Nguyễn Mạnh Điềm

6

ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS

Hình 1. Giao diện Proteus.

Chọn linh kiện: trong dialog Pick Divices, ô “Keywords” nhập mega8, bạn sẽ thấy 1
linh kiện có tên “ATMEGA8” bên cửa sổ “Results”, double click vào linh kiện đó để
mang nó ra cửa sổ “Object selector”.

SV: Nguyễn Mạnh Điềm

7


ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS

Hình 2. Chọn linh kiện.

Để tìm điện trở, bạn đánh keyword “res”, chọn “ Resistors” trong “category” và

Double click vào link kiện “RES” trong ô “Results”.

SV: Nguyễn Mạnh Điềm

8


ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS

Hình 3. Chọn điện trở.

Thực hiện tương tự để chọn GREEN - LED bằng keyword “green led”.

Hình 4. Chọn Green LED.

Sau khi chọn 3 loại linh kiện cần thiết bạn hãy nhấn OK và quay về cửa số chính, khi
đó bạn thấy trong cửa sổ “Object selector” như sau:

SV: Nguyễn Mạnh Điềm

9


ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS

Hình 5. Các link kiện cần cho mô phỏng.

Thao tác với mouse trong Proteus: khác với 1 số chương trình vẽ mạch điện khác,
tháo tác mouse trong Proteus hơi lạ nên có thể gây bối rối cho bạn, hãy theo hướng dẫn
sau đây:


Chọn linh kiện để vẽ: left – click lên tên linh kiện trong cửa sổ “Object selector”.



Đặt linh kiện: Left – click lên cửa sổ mạch điện Right click lên linh kiện trong cửa
số mạch điện sẽ làm cho linh kiện đó được bao bởi màu “đỏ”, tức bạn đang chọn linh kiện
đó.



Bỏ chọn linh kiện: thực hiện bằng cách Right – click lên một vị trí trống trên cửa
sổ mạch điện.



Delete linh kiện: Right – click 2 lần lên 1 linh kiện là delete linh kiện đó khỏi cửa
sổ mạch điện, hoặc Right click 1 lần lên 1 linh kiện đã được chọn trước đó (có màu đỏ)
cũng sẽ xóa linh kiện này.



Di chuyển linh kiện: chọn linh kiện trước (right – click) và drag để di chuyển linh
kiện bằng mouse left.

SV: Nguyễn Mạnh Điềm

10


ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS


Xoay và lật linh kiện: chọn linh kiện cần xoay hay lật (right – click), dùng các nút
công cụ để xoay hoặc lật linh kiện.

Hình 6. Các nút công cụ xoay và lật linh kiện.
 Hiện cửa sổ thuộc tính linh kiện: rất nhiều khi bạn cần thay đổi 1 số thuộc tính của

linh kiện (ví dụ giá trị của điện trở), bạn thực hiện điều này trong cửa sổ thuộc tính
của linh kiện. Để hiện cửa sổ thuộc tính của 1 linh kiện bạn hãy right – click trước
(để chọn linh kiện – linh kiện sẽ đỏ lên) và sau đó left – click sau.
 Theo hướng dẫn trên, bạn hãy click vào ATMEGA8 và đặt linh kiện này lên mạch

điện của bạn (đặt lên cửa sổ làm việc lớn) bằng cách left - click lên bất vị trí nào
trên cửa sổ mạch điện. Thực hiện tương tự cho 8 LED và 1 điện trở như hình vẽ
bên dưới.

SV: Nguyễn Mạnh Điềm

11


ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS

Hình 7. Đặt linh kiện lên mạch điện.

Tiếp theo là đặt “Ground” cho LED, nhấn vào nút công cụ “Inter – sheet Terminal”
như hình bên dưới.

SV: Nguyễn Mạnh Điềm

12


ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS
Hình 8. Nút công cụ Inter – sheet Terminal.

Bạn thấy trong cửa sổ “Object devices” có 1 số thiết bị, hãy chú ý dến “POWER” và

“GROUND”, đây là nguồn và mass cho mạch điện của bạn. Hãy chọn GROUND và đặt
lên mạch điện của bạn.
Bước tiếp theo, nối dây: không cần công cụ, để nối dây bạn chỉ cần rê mouse đến
điểm cần nối của linh kiện, bạn sẽ thấy xuất hiện 1 dấu chéo “x”, lúc đó hãy click mouse
và di chuyển (không cần giữ mouse) đến vị trí tiếp theo và click lần nữa.

Hình 9. Nối dây.

Theo cách này bạn hãy nối dây cho mạch điện của bạn, mạch điện hoàn chỉnh như
sau.

SV: Nguyễn Mạnh Điềm

13


ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS

Hình 10. Sau khi nối dây.

Bây giờ hãy thay đổi giá trị của điện trở, giá trị mặc định là 10k, giá trị này quá lớn,
dòng điện sẽ rất nhỏ, khi mô phỏng bạn sẽ không thấy các LED sáng lên. Bạn hãy thay
đổi nó thành 100 (100 Ohm). Trước hết cho hiện cửa sổ thuộc tính của điện trở (right
click rồi left click lên điện trở), thay đổi ô resistance của nó.

SV: Nguyễn Mạnh Điềm

14

ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS

Hình 11. Thay đổi giá trị của điện trở.

3. Nạp chương trình và mô phỏng.
Nạp chương trình vào chip Atmega8: hãy hiện cửa sổ thuộc tính của chip Atmega8,
trong ô “Program file” hãy click và tìm đến file “avr1.hex” mà bạn đã tạo trong thư mục
Project của bài AVR1 sau khi biên dịch. Chú ý thay đổi thông số “Clock frequency” là 1
Mhz.

Hình 12. Đổ chương trình cho chip.

Hãy lưu mạch điện của bạn và việc cuối cùng là chạy mô phỏng, sử dụng thanh công
cụ Play để chạy mô phỏng mạch điện của bạn, kết quả như sau .

SV: Nguyễn Mạnh Điềm

15


ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS

Hình 13. Kết quả mô phỏng.

SV: Nguyễn Mạnh Điềm

16


ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS

IV. VÍ DỤ ỨNG DỤNG CỦA PROTEUS.
1. Ví dụ đơn giản với đèn Led.

Hình 4.1: mô phỏng mạch điện đơn giản trong proteus.
Ví dụ này sử dụng một nguồn 9v, một công tắc và một đèn Led. Ví dụ này cho thấy rằng
Proteus có thể dùng để mô phỏng những mạch điện đơn giản, thuận tiện, không tốn chi
phí cho việc mua linh kiện.

SV: Nguyễn Mạnh Điềm

17


ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS

Hình 4.2: Chạy mô phỏng, đóng công tắc led sáng.

2. Thiết kế mạch in mạch tạo nguồn 7805 bằng Proteus.
B1: thiết kế mạch nguyên lý:

Hình 4.3: Bảng chọn linh kiện

SV: Nguyễn Mạnh Điềm

18


ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS
Từ bàn phím ấn phím “P” để ra bảng chọn linh kiên. Sau đó các bạn gõ tên linh kiện

cần tìm vào “ Keywords”
Có một lưu ý khi các bạn chọn linh kiện là phải chọn linh kiện có PCB, nếu không có
sẽ không tạo được mạch in.

Hình 4.4: Mạch nguyên lý của mạch nguồn 7805.
Mạch tạo nguồn 7805 gồm có:
7805.
Tụ C1. C2. C3.
Điện trở R1.
Jump để cắm nguồn vào và nguồn ra.
Khi các bạn lấy đủ các linh kiện ra và sắp xếp sau đó đi dây (hình 4.4)
Các bạn save project lại sau đó kích vào ARES để tạo mạch in. Khi đó ta sẽ có 1 trang
PCB.

SV: Nguyễn Mạnh Điềm

19


ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS

Hình 4.5: Lấy và sắp sếp linh kiện mạch in
Các bạn kích vào Selection Mode sau đó lấy các linh kiên ở bảng COMPONENTS ra
và sắp sếp sao cho khi đi dây ít bị cắt nhau nhất có thể (Hình 4.5)

SV: Nguyễn Mạnh Điềm

20

ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS

Hình 4.6: Đi dây cho mạch in
Khi đã sắp xếp xong các linh kiện thì các bạn kích vào Track mode để đi dây, chọn cỡ
dây bạn muốn vd T50 (Hình 4.6).

SV: Nguyễn Mạnh Điềm

21


ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS

Hình 4.7: Đổ đồng lớp top
Các bạn kích vào Zone Mode, sau đó vẽ một hình chữ nhật bao quanh mạch in, ta
chọn lớp vẽ là Top (Hình 4.7) sau đó làm tiếp với lớp bottom ta được như hình 4.8

SV: Nguyễn Mạnh Điềm

22


ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS
Hình 4.8: Đổ đồng lớp bottom.
Như vậy mạch in đã xong, ta có thể dùng mạch trên để đi in và làm ra mạch thực.

Kết Luận:
Ví dụ trên cho ta thấy một ứng dụng khác của Proteus là có thể dùng để thiết kế mạch
nguyên lý và mạch in.

3. Mô phỏng mạch đo nhiệt độ dùng DS18B20.

Hình 4.9: Sơ đồ nguyên lý mạch đo nhiệt độ dùng DS18B20.
Bước 1: Chọn linh kiện:
+ AT89C51
+ 74LS47
+ DS18B20
+ trở bang
+ Led 7 thanh.
+ Và một số linh kiện khác…
Bước 2: Đi dây

SV: Nguyễn Mạnh Điềm

23


ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS

Bước 3: Mô Phỏng:
Để có thể chạy được mô phỏng ta cần viết code bằng Asm hoặc C sau đó nạp code vào
mới có thể mô phỏng được.

SV: Nguyễn Mạnh Điềm

24


ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PROTEUS

Tài Liệu Tham Khảo

Luận văn tìm hiểu về phần mềm Proteus – Phạm Quốc Hiệp
Khai thác phần mềm proteus trong mô phỏng vi điều khiển – Nguyễn Đức Hiền

SV: Nguyễn Mạnh Điềm

25