【正文】 仿真 　　革命性的特點(diǎn) 　　互動(dòng)的電路仿真 　　用戶甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如RAM，ROM，鍵盤，馬達(dá)，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。 　　仿真處理器及其外圍電路 　　可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流單片機(jī)。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果。配合系統(tǒng)配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等，Proteus建立了完備的電子設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境。 功能模塊（1）智能原理圖設(shè)計(jì)（ISIS）豐富的器件庫：超過27000種元器件，可方便地創(chuàng)建新元件； 　　智能的器件搜索：通過模糊搜索可以快速定位所需要的器件； 　　智能化的連線功能：自動(dòng)連線功能使連接導(dǎo)線簡(jiǎn)單快捷，大大縮短繪圖時(shí)間； 　支持總線結(jié)構(gòu)：使用總線器件和總線布線使電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明清晰； 　　可輸出高質(zhì)量圖紙：通過個(gè)性化設(shè)置，可以生成印刷質(zhì)量的BMP圖紙，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多種文檔使用。 （2）完善的電路仿真功能（Prospice） ProSPICE混合仿真：基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SPICE3F5，實(shí)現(xiàn)數(shù)字/模擬電路的混合仿真； 超過27000個(gè)仿真器件：可以通過內(nèi)部原型或使用廠家的SPICE文件自行設(shè)計(jì)仿真器件，Labcenter也在不斷地發(fā)布新的仿真器件，還可導(dǎo)入第三方發(fā)布的仿真器件； 　　 多樣的激勵(lì)源：包括直流、正弦、脈沖、分段線性脈沖、音頻（使用wav文件）、指數(shù)信號(hào)、單頻FM、數(shù)字時(shí)鐘和碼流，還支持文件形式的信號(hào)輸入； 　　豐富的虛擬儀器：13種虛擬儀器，面板操作逼真，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器、直流電壓/電流表、交流電壓/電流表、數(shù)字圖案發(fā)生器、頻率計(jì)/計(jì)數(shù)器、邏輯探頭、虛擬終端、SPI調(diào)試器、I2C調(diào)試器等； 　　生動(dòng)的仿真顯示：用色點(diǎn)顯示引腳的數(shù)字電平，導(dǎo)線以不同顏色表示其對(duì)地電壓大小，結(jié)合動(dòng)態(tài)器件（如電機(jī)、顯示器件、按鈕）的使用可以使仿真更加直觀、生動(dòng)； 　　高級(jí)圖形仿真功能（ASF）：基于圖標(biāo)的分析可以精確分析電路的多項(xiàng)指標(biāo)，包括工作點(diǎn)、瞬態(tài)特性、頻率特性、傳輸特性、噪聲、失真、傅立葉頻譜分析等，還可以進(jìn)行一致性分析； （3）獨(dú)特的單片機(jī)協(xié)同仿真功能（VSM）支持主流的CPU類型：如ARM8051/5AVR、PIC10/1PIC1PIC1PIC2dsPIC3HC1BasicStamp、808MSP430等，CPU類型隨著版本升級(jí)還在繼續(xù)增加，如即將支持CORTEX、DSP處理器； 　　支持通用外設(shè)模型：如字符LCD模塊、圖形LCD模塊、LED點(diǎn)陣、LED七段顯示模塊、鍵盤/按鍵、直流/步進(jìn)/伺服電機(jī)、RS232虛擬終端、電子溫度計(jì)等等，其COMPIM（COM口物理接口模型）還可以使仿真電路通過PC機(jī)串口和外部電路實(shí)現(xiàn)雙向異步串行通信；實(shí)時(shí)仿真：支持UART/USART/EUSARTs仿真、中斷仿真、SPI/I2C仿真、MSSP仿真、PSP仿真、RTC仿真、ADC仿真、CCP/ECCP仿真； 　　編譯及調(diào)試：支持單片機(jī)匯編語言的編輯/編譯/源碼級(jí)仿真，內(nèi)帶805AVR、PIC的匯編編譯器，也可以與第三方集成編譯環(huán)境（如IAR、Keil和Hitech）結(jié)合，進(jìn)行高級(jí)語言的源碼級(jí)仿真和調(diào)試； （4）實(shí)用的PCB設(shè)計(jì)平臺(tái)原理圖到PCB的快速通道： 原理圖設(shè)計(jì)完成后，一鍵便可進(jìn)入ARES的PCB設(shè)計(jì)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)； 　　先進(jìn)的自動(dòng)布局/布線功能：支持器件的自動(dòng)/人工布局；支持無網(wǎng)格自動(dòng)布線或人工布線；支持引腳交換/門交換功能使PCB設(shè)計(jì)更為合理； 　　 完整的PCB設(shè)計(jì)功能：最多可設(shè)計(jì)16個(gè)銅箔層，2個(gè)絲印層，4個(gè)機(jī)械層（含板邊），靈活的布線策略供用戶設(shè)置，自動(dòng)設(shè)計(jì)規(guī)則檢查，3D 可視化預(yù)覽； 　多種輸出格式的支持：可以輸出多種格式文件，包括Gerber文件的導(dǎo)入或?qū)С?，便利與其它PCB設(shè)計(jì)工具的互轉(zhuǎn)（如protel）和PCB板的設(shè)計(jì)和加工。 PCB 布局、布線基本原則 ●按電路模塊進(jìn)行布局，實(shí)現(xiàn)同一功能的相關(guān)電路稱為一個(gè)模塊，電路模塊中的 元件應(yīng)采用就近集中原則，同時(shí)數(shù)字電路和模擬電路分開； ●定位孔、標(biāo)準(zhǔn)孔等非安裝孔周圍 內(nèi)不得貼裝元、器件，螺釘?shù)劝惭b孔 周圍 （對(duì)于 ） 、4mm（對(duì)于 M3）內(nèi)不得貼裝元器件； ●臥裝電阻、電感（插件）、電解電容等元件的下方避免布過孔，以免波峰焊后 過孔與元件殼體短路； ●元器件的外側(cè)距板邊的距離為 5mm； ●貼裝元件焊盤的外側(cè)與相鄰插裝元件的外側(cè)距離大于 2mm； ●金屬殼體元器件和金屬件（屏蔽盒等）不能與其它元器件相碰，不能緊貼印制 線、焊盤，其間距應(yīng)大于 2mm。定位孔、緊固件安裝孔、橢圓孔及板中其它方孔外側(cè)距 板邊的尺寸大于 3mm； ●發(fā)熱元件不能緊鄰導(dǎo)線和熱敏元件；高熱器件要均衡分布； ●電源插座要盡量布置在印制板的四周， 電源插座與其相連的匯流條接線端應(yīng)布 置在同側(cè)。特別應(yīng)注意不要把電源插座及其它焊接連接器布置在連接器之間，以利于這 些插座、連接器的焊接及電源線纜設(shè)計(jì)和扎線。電源插座及焊接連接器的布置間距應(yīng)考 慮方便電源插頭的插拔?！衿渌骷牟贾茫核?IC 元件單邊對(duì)齊，有極性元件極性標(biāo)示明確，同一 印制板上極性標(biāo)示不得多于兩個(gè)方向，出現(xiàn)兩個(gè)方向時(shí)，兩個(gè)方向互相垂直； ●板面布線應(yīng)疏密得當(dāng)，當(dāng)疏密差別太大時(shí)應(yīng)以網(wǎng)狀銅箔填充， 網(wǎng)格大于 8mil(或 )； ●貼片焊盤上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虛焊。重要信號(hào)線不準(zhǔn)從插座 腳間穿過； ●貼片單邊對(duì)齊，字符方向一致，封裝方向一致； ●有極性的器件在以同一板上的極性標(biāo)示方向盡量保持一致。 ●畫定布線區(qū)域距PCB板邊小于等于1mm的區(qū)域內(nèi)，以及安裝孔周1mm 內(nèi)禁止 布線； ●電源線盡可能的寬，不應(yīng)低于18mil；信號(hào)線寬不應(yīng)低于12mil；CPU 出入線不 應(yīng)低于 10mil（或 8mil）；線間距不低于10mil； ●正常過孔不低于 30mil； ●雙列直插：焊盤 60mil，孔徑 40mil；1/4W 電阻：5155mil（0805表貼） ；直插時(shí)焊盤 62mil，孔徑 42mil； 無極電容：5155mil（0805 表貼）；直插時(shí)焊盤 50mil，孔徑 28mil； ●注意電源線與地線應(yīng)盡可能呈放射狀，以及信號(hào)線不能出現(xiàn)回環(huán)走線、 系統(tǒng)調(diào)試對(duì)硬件的調(diào)試目的是在進(jìn)行軟件編程之前，對(duì)硬件各部分電器檢查和對(duì)數(shù)字芯片進(jìn) 行初始化，使硬件各個(gè)部分穩(wěn)定工作，為軟件的使用提供一個(gè)穩(wěn)定、高效的平臺(tái)。本設(shè)計(jì)的主要調(diào)試任務(wù)為在正常運(yùn)行的情況下進(jìn)行軟件的調(diào)試工作。調(diào)試的步驟有以下三 步： ●電路電氣檢查：對(duì)PCB板上的印刷線路進(jìn)行線路檢查；查看焊點(diǎn)有無虛點(diǎn)、焊點(diǎn)孔是否符合標(biāo)準(zhǔn)。所有連線是否存在虛聯(lián)和冉線。 ●對(duì)模擬元件的檢查：對(duì)模擬芯片，電源轉(zhuǎn)換芯片的檢查，用萬用表在輸出端進(jìn)行測(cè)量，之后用示波器查看電源濾波電路對(duì)雜波的濾除程度；對(duì)繼電器的檢查，在電源上 按原理圖所示在鍵盤上打開/關(guān)閉電源，看繼電器有無閉合。 ●對(duì)數(shù)字芯片的調(diào)試；通過 AT89C52 仿真器對(duì)各元件進(jìn)行初始化編程，在 IAR 境下 將硬件程序灌入主芯片點(diǎn)擊調(diào)試，然后在子菜單下編寫不同的小程序，芯片是否能正常工作，檢查存儲(chǔ)單元是否能正確讀寫。如正常則說明硬件電路狀況良好，否則需要檢查硬件配置及各元件間的連接是否良好及合理。在軟件下載到芯片中后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試: ●電源測(cè)試：給報(bào)警器供 18V 電壓后檢查電源部分電路是不是正常工作，所得到的 電壓是不是符合要求。 ●顯示和報(bào)警測(cè)試：給芯片一個(gè)壓力信號(hào)，檢查數(shù)碼管的顯示是否正常，在達(dá)到報(bào)警壓力值時(shí)能不能正常報(bào)警，聲音的強(qiáng)度是否達(dá)到要求。32重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6設(shè)計(jì)的重點(diǎn)部分6 設(shè)計(jì)的重點(diǎn)部分本次實(shí)驗(yàn)中，以VFC轉(zhuǎn)換裝置做為重點(diǎn)。目前對(duì)于數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置，市場(chǎng)上成熟的裝置大有存在，技術(shù)也比較成熟。下面我們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。上圖是由LM331組成的電壓頻率變換電路圖，該電路圖由輸入比較器，電子開關(guān)，輸出驅(qū)動(dòng)，基準(zhǔn)電路，RS觸發(fā)器，復(fù)零晶體管，定時(shí)比較器，以及各種電阻，電容元件構(gòu)成單穩(wěn)定時(shí)電路。當(dāng)輸入端Vi輸入一個(gè)正電壓時(shí)輸入比較器輸出一個(gè)高電平，使RS置位，輸出驅(qū)動(dòng)管導(dǎo)通，f0邏輯低電平，同時(shí)，電流開關(guān)打向右邊，電源Vcc也通過電阻R2對(duì)電容充電。當(dāng)電容C2兩端充電電壓大于Vcc的2/3時(shí)，定時(shí)比較器輸出一高電平，是RS觸發(fā)器復(fù)位，輸出低電平，輸出驅(qū)動(dòng)管截止，輸出端f0為邏輯高電平，同時(shí)，復(fù)位晶體管導(dǎo)通，電容C2通過復(fù)位晶體管迅速放電；電子開關(guān)使電容C3對(duì)電阻R3放電。當(dāng)電容C3放電電壓燈油輸入電壓Vi時(shí)，輸入比較器再次輸出高電平，使RS觸發(fā)器置位，如此反復(fù)循環(huán)，構(gòu)成自己振蕩。輸出脈沖頻率與輸入電壓Vi成正比，從而實(shí)現(xiàn)了電壓頻率轉(zhuǎn)換。其輸入電壓和輸出頻率的關(guān)系為：由式可知，電阻RRR4和電容C2直接影響轉(zhuǎn)換結(jié)果，因此對(duì)元件的精確度有一定的要求。電阻R1和電容C1組成低通濾波器，可減少輸入電壓中的干擾脈沖，有利于提高精度。 實(shí)際的電壓頻率轉(zhuǎn)換圖K=Rs/(*RL*RC*Ct)=2000在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中使用R1=100KΩ RT= R5=10KΩ RS=27KΩ RL=10KΩ R3=47ΩC1= CT= C2=1μF在上述理論的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了如下實(shí)物圖，并且已經(jīng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的正確性。 電壓頻率轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)圖實(shí)驗(yàn)中采用電腦usb接口的電壓作為電源電壓，在輸入端已經(jīng)得到了所期望的圖像，說明實(shí)驗(yàn)成功。36重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7結(jié)論7 結(jié)論在企業(yè)生產(chǎn)過程中，能夠及時(shí)準(zhǔn)確地得到壓力參數(shù)對(duì)生產(chǎn)管理、產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全具有十分重要的意義。本文講述的是以VFC轉(zhuǎn)換器作為數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置，以AT89C52為系統(tǒng)核心的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)一個(gè)高精度、高可靠的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的工作原理是：壓阻式壓力傳感器采集到的壓力信號(hào)（電壓），經(jīng)過電壓運(yùn)放裝置，進(jìn)入以LM331芯片為核心的VFC模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置中，進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。然后轉(zhuǎn)化出來的頻率信號(hào)經(jīng)過市話網(wǎng)的傳輸，進(jìn)入到終端的AT89C52單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，顯示和報(bào)警等一系列操作，最終達(dá)到設(shè)計(jì)要求。36重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1] 余成波，胡新宇，：高等教育出版社，2006.[2] 張靖，：中國(guó)電力出版社，2002 .[3] 黃賢武，鄭筱霞. 傳感器原理和應(yīng)用. 成都：電子科技大學(xué)出版社，1999. [4] 馬斌等. ：人民郵電出版社，2009，284290.[5] 胡汗才. 單片機(jī)原理及接口技術(shù). 北京：清華大學(xué)出版社，2004. [6] 沈紅衛(wèi). ：北京航空航天大學(xué)出版社，2003.[7] 錢壽宇. ：電子科技大學(xué)出版社,1992.[8] 胡朝青. ：北京航空航天出版社，2003 .[9] ：北京電子工業(yè)出版社，2005.[10] ，2003.[11] 赫飛,汪玉鳳,劉雨剛,等. LM331在A /D轉(zhuǎn)換電路中的應(yīng)用[ J ].微計(jì)算機(jī)信息, 2004.[12] 林漢. LM331壓頻變換器的原理及應(yīng)用[ J ]. 國(guó)外電子元器件,1999.[13] ：電子工業(yè)出版社，2009. [14] ：電子工業(yè)出版社，1992[15] ：清華大學(xué)出版社，1995[16] ：重慶大學(xué)出版社， [17] , , Analysis and design of analog integrated circuits, Third edition,New York,1993.38