Proteus軟件在電子產(chǎn)品設計與制作中的實踐分析

楊萬仙

（安徽省馬鞍山工業(yè)學校，安徽馬鞍山，243031）

1 Proteus軟件概況

Proteus作為EDA軟件，其有著十分強大的功能，無論是原理圖優(yōu)化，亦或是代碼調(diào)試，再到單片機與外圍電路系統(tǒng)仿真處理，亦或是PCB設計切換，都可以切實的發(fā)揮其效能，可以引導實際的設計概念很快的滲透到產(chǎn)品中去，繼而使得設計效率得以提升。在虛擬儀器儀表的幫助下，可以對于各個參數(shù)實現(xiàn)測試，創(chuàng)設良好的仿真實驗環(huán)境，提供良好的人機交互界面。從當前應用領域來看，在電子技術(shù)模擬方面，數(shù)字電子技術(shù)方面，微控制器系統(tǒng)仿真和設計方面，有著十分廣泛和深刻的使用。

2 Proteus軟件在電子產(chǎn)品設計與制作中的運用-以波形發(fā)生器為例

波形發(fā)生器是可數(shù)字調(diào)頻調(diào)幅的數(shù)字信號發(fā)生器，在特定硬件調(diào)試環(huán)境中，融入特定的信號，就可以對于電路運行的正常性進行觀察，由此為實現(xiàn)幅度調(diào)整行為的管理和控制，以保證實際的振蕩處于周期性的狀態(tài)。從當前波形發(fā)生器設計和制作的現(xiàn)狀來看，使用Proteus軟件可以很好的發(fā)揮其在設計中的效能，下面我們對于實際的設計流程進行詳細分析，由此探討Proteus軟件在電子產(chǎn)品設計與制作中的效能。

■2.1 總體結(jié)構(gòu)所需的硬件條件

首先需要對于實際波形發(fā)生器的性能需求進行分析，本次的波形發(fā)生器需要產(chǎn)生方波，鋸齒波，正弦波和三角波四種。也就是需要依靠單片機控制元件，依照頻率實現(xiàn)波形周期大姐算，在此周期中實現(xiàn)對應數(shù)據(jù)的輸出，繼而經(jīng)過轉(zhuǎn)換器獲取到模擬信號，將其以波形的方式輸出。實際的波形類別和頻率，是以按鈕輸入的方式來進行的，借助LCD來實現(xiàn)信息交互。基于上述需求分析，可以看出本次的系統(tǒng)架構(gòu)主要包括如下幾個模塊：主控芯片，LCD顯示模塊，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，電流電壓轉(zhuǎn)換模塊，按鍵模塊。為此實現(xiàn)實際硬件系統(tǒng)的架構(gòu)，還需要提供如下的硬件設備：

核心器件：型號為AT89C52，功耗比較低，可以成為數(shù)據(jù)處理和控制的核心元件，可以與I/O模式實現(xiàn)連接。

轉(zhuǎn)換器：最終確定的型號為DAC0832，作為數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其優(yōu)勢集中體現(xiàn)在：成本比較低，接口結(jié)構(gòu)簡單化，轉(zhuǎn)換控制可以很好的實現(xiàn)控制，8位電流型，可以實現(xiàn)雙極性電壓輸出的外接。

顯示設備：選擇的是LM016LLCD，采用的是高清顯示器，可以與單片機進行傳輸交互，存儲80個字符碼，可以很好的顯示波形和頻率，由此實現(xiàn)人機交互效率的提升。

鍵盤：本次結(jié)構(gòu)需要使用矩陣鍵盤，實際矩陣數(shù)值為4x4，實現(xiàn)行和列的分別連接，并且以中斷的方式做到按鍵的有效識別。

■2.2 實現(xiàn)電路原理圖的繪制

圖1 使用Proteus軟件設計的系統(tǒng)電路原理圖

確定實際系統(tǒng)芯片和實際設備架構(gòu)之后，就可以切實的利用Proteus軟件，做好實際的電路原理圖的設計工作。在此過程中，設計人員需要嚴格依照實際的設計規(guī)范來操作，確保實際的電路原理圖得到正確有效的繪制。為了實現(xiàn)這樣的目標，需要采取的措施主要包括：其一，選擇系統(tǒng)架構(gòu)需求的構(gòu)件，將對應的構(gòu)件位置進行擺放，保證其合理性和科學性，不能出現(xiàn)混亂，為后續(xù)的設計工作奠定基礎；其二，實現(xiàn)芯片的有效連接。因為本次的系統(tǒng)架構(gòu)過程中，外用器件數(shù)量比較少，可以以I/O接口模式的方式來運作，確保與各個芯片之間是有效連接的，避免出現(xiàn)連接差錯，保證連接行為的精確性；其三，做好其他連線工作，主要包括CPU的時鐘，DAC的連接，電阻電源的連接，地線的連接，復位電路的連接等，這些都是后續(xù)連接環(huán)節(jié)中的重要節(jié)點；其四，對于繪制出來的電路原理圖進行全面的檢查，看看其中是否存在連接失誤，實際系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是否存在漏洞等，由此確保實際的電路原理圖可以以最佳的狀態(tài)呈現(xiàn)出來。圖1為本次系統(tǒng)架構(gòu)的電路原理圖。

■2.3 軟件設計的實現(xiàn)路徑

軟件實際需要結(jié)合實際系統(tǒng)電路圖來運作，通過按鈕實現(xiàn)波形和頻率的及界定，并在此基礎上進行按鍵操作，單片機依照實際參數(shù)來獲取對應數(shù)據(jù)信息，并且在輸出端呈現(xiàn)出來，也就是說軟件需要完成按鍵操作和波形生成的任務。此時就牽涉到兩個維度的流程：首先，按鍵處理的流程。首先對于波形頻率的切換鍵進行界定，如果是按下對應按鍵，這就意味著實際狀態(tài)的改變，此時如果處于頻率狀態(tài)，此時就會輸入需求的頻率取值；如果是處于波形模式，可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)換；在確定按鍵操作后，可以實現(xiàn)實際波形和頻率取值的存儲，并且將其按鍵進行界定，由此確保輸出的波形是所需的。其次，主程序波形生成的流程。處于初始化的狀態(tài)中，實現(xiàn)保存波形狀態(tài)和頻率取值的界定，因為方波僅僅需要實現(xiàn)高低電平的輸出，單獨采用終端方式來進行交互，而其他三種波形可以依照頻率取值的大小，實現(xiàn)點數(shù)的界定，由此實現(xiàn)對應點數(shù)的輸出，繼而獲取到實際的波形。也就是說，為了獲取相對清晰的波形或者頻率范疇，其他三種信號的點數(shù)需要依照實際情況來進行分段調(diào)整，此時設置系統(tǒng)和機器周期都要得到有效的調(diào)控。

在實際流程得以界定之后，實際的點數(shù)和頻率范圍之間的關(guān)系就得到了界定，接下來就需要實現(xiàn)四種波形的有效設計。此處我們以方波設計為例，因為其產(chǎn)生原理比較簡單，需要輸出0或者FF好，依照實際頻率獲取周期數(shù)值，并且在定時器上進行時間設置，在定時器中斷的時候，就可以獲取到實際的輸出取值，我們知道，方波頻率與點數(shù)之間沒有關(guān)聯(lián)，能夠?qū)ζ洚a(chǎn)生影響的因素有：定時的時間因素，中斷服務程序執(zhí)行時間因素，DAC0832的最高轉(zhuǎn)換速度因素。也就是說在頻率發(fā)生改變之后，我們可以通過虛擬示波器展現(xiàn)出實際頻率變化的趨勢。

再者，是鋸齒波的設計，其主要輸入的取值為0–255按比例增長的整數(shù)，如果達到實際極限，就再次返回到0，由此進入到循環(huán)的轉(zhuǎn)臺。在此過程中，我們首先要確定N的取值，依靠實際關(guān)系公式，實現(xiàn)輸出時間間隔的界定，此時可以切實的發(fā)揮定時器的效能。我們指導，不同頻率每個周期的點數(shù)是完全不一樣的，此時可以進行比例因子的誰當，在定時時間確定后，實現(xiàn)輸出，由此進入循環(huán)狀態(tài)，繼而就可以獲取到實際的鋸齒波。

接著，是三角波的設計。相比較鋸齒波，其不同的在于：同一個周期內(nèi)，其呈現(xiàn)出對稱的狀態(tài)。實際輸出的時候，取值是0–255之間，達到實際巔峰之后，再次返回到0，在這樣的背景下，可以實現(xiàn)實際比例因子的界定，獲取對應點的輸出值，并且在實際周期中進行界定，對于遞增屬性和遞減屬性進行分析，由此可以獲取到三角波。

最后，是正弦波的設計。首先我們需要弄清楚的是，此波可以在各個點值中查詢出來，首先需要實現(xiàn)周期256個點表的列出，實現(xiàn)比例因子的計算，依照不同的頻率，使用不同的比例因子，由此確保實際點的輸出，繼而獲取實際所需求的波形。

3 結(jié)語

綜上所述，Proteus軟件功能強大，其可以在各類型電子產(chǎn)品設計和制作中切實的發(fā)揮效能，作為電子產(chǎn)品設計和制作人員，需要在明確實際設計需求的基礎上，綜合運用Proteus軟件的各項功能，確保實際的設計工作質(zhì)量得到進一步的提升。