【正文】 仿真 　　革命性的特點 　　互動的電路仿真 　　用戶甚至可以實時采用諸如RAM，ROM，鍵盤，馬達，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。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)計開發(fā)環(huán)境。 功能模塊（1）智能原理圖設(shè)計（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：自動連線功能使連接導線簡單快捷，大大縮短繪圖時間； 　支持總線結(jié)構(gòu)：使用總線器件和總線布線使電路設(shè)計簡明清晰； 　　可輸出高質(zhì)量圖紙：通過個性化設(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)標準SPICE3F5，實現(xiàn)數(shù)字/模擬電路的混合仿真； 超過27000個仿真器件：可以通過內(nèi)部原型或使用廠家的SPICE文件自行設(shè)計仿真器件，Labcenter也在不斷地發(fā)布新的仿真器件，還可導入第三方發(fā)布的仿真器件； 　　 多樣的激勵源：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、單頻FM、數(shù)字時鐘和碼流，還支持文件形式的信號輸入； 　　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/計數(shù)器、邏輯探頭、虛擬終端、SPI調(diào)試器、I2C調(diào)試器等； 　　生動的仿真顯示：用色點顯示引腳的數(shù)字電平，導線以不同顏色表示其對地電壓大小，結(jié)合動態(tài)器件（如電機、顯示器件、按鈕）的使用可以使仿真更加直觀、生動； 　　高級圖形仿真功能（ASF）：基于圖標的分析可以精確分析電路的多項指標，包括工作點、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，還可以進行一致性分析； （3）獨特的單片機協(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點陣、LED七段顯示模塊、鍵盤/按鍵、直流/步進/伺服電機、RS232虛擬終端、電子溫度計等等，其COMPIM（COM口物理接口模型）還可以使仿真電路通過PC機串口和外部電路實現(xiàn)雙向異步串行通信；實時仿真：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：支持單片機匯編語言的編輯/編譯/源碼級仿真，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，進行高級語言的源碼級仿真和調(diào)試； （4）實用的PCB設(shè)計平臺原理圖到PCB的快速通道： 原理圖設(shè)計完成后，一鍵便可進入ARES的PCB設(shè)計環(huán)境，實現(xiàn)從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計； 　　先進的自動布局/布線功能：支持器件的自動/人工布局；支持無網(wǎng)格自動布線或人工布線；支持引腳交換/門交換功能使PCB設(shè)計更為合理； 　　 完整的PCB設(shè)計功能：最多可設(shè)計16個銅箔層，2個絲印層，4個機械層（含板邊），靈活的布線策略供用戶設(shè)置，自動設(shè)計規(guī)則檢查，3D 可視化預覽； 　多種輸出格式的支持：可以輸出多種格式文件，包括Gerber文件的導入或?qū)С?，便利與其它PCB設(shè)計工具的互轉(zhuǎn)（如protel）和PCB板的設(shè)計和加工。 PCB 布局、布線基本原則 ●按電路模塊進行布局，實現(xiàn)同一功能的相關(guān)電路稱為一個模塊，電路模塊中的 元件應采用就近集中原則，同時數(shù)字電路和模擬電路分開； ●定位孔、標準孔等非安裝孔周圍 內(nèi)不得貼裝元、器件，螺釘?shù)劝惭b孔 周圍 （對于 ） 、4mm（對于 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布 置在同側(cè)。特別應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)計和扎線。電源插座及焊接連接器的布置間距應考 慮方便電源插頭的插拔?！衿渌骷牟贾茫核?IC 元件單邊對齊，有極性元件極性標示明確，同一 印制板上極性標示不得多于兩個方向，出現(xiàn)兩個方向時，兩個方向互相垂直； ●板面布線應疏密得當，當疏密差別太大時應以網(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。重要信號線不準從插座 腳間穿過； ●貼片單邊對齊，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，不應低于18mil；信號線寬不應低于12mil；CPU 出入線不 應低于 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） ；直插時焊盤 62mil，孔徑 42mil； 無極電容：5155mil（0805 表貼）；直插時焊盤 50mil，孔徑 28mil； ●注意電源線與地線應盡可能呈放射狀，以及信號線不能出現(xiàn)回環(huán)走線、 系統(tǒng)調(diào)試對硬件的調(diào)試目的是在進行軟件編程之前，對硬件各部分電器檢查和對數(shù)字芯片進 行初始化，使硬件各個部分穩(wěn)定工作，為軟件的使用提供一個穩(wěn)定、高效的平臺。本設(shè)計的主要調(diào)試任務(wù)為在正常運行的情況下進行軟件的調(diào)試工作。調(diào)試的步驟有以下三 步： ●電路電氣檢查：對PCB板上的印刷線路進行線路檢查；查看焊點有無虛點、焊點孔是否符合標準。所有連線是否存在虛聯(lián)和冉線。 ●對模擬元件的檢查：對模擬芯片，電源轉(zhuǎn)換芯片的檢查，用萬用表在輸出端進行測量，之后用示波器查看電源濾波電路對雜波的濾除程度；對繼電器的檢查，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。 ●對數(shù)字芯片的調(diào)試；通過 AT89C52 仿真器對各元件進行初始化編程，在 IAR 境下 將硬件程序灌入主芯片點擊調(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系統(tǒng)進行測試: ●電源測試：給報警器供 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。 ●顯示和報警測試：給芯片一個壓力信號，檢查數(shù)碼管的顯示是否正常，在達到報警壓力值時能不能正常報警，聲音的強度是否達到要求。32重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6設(shè)計的重點部分6 設(shè)計的重點部分本次實驗中，以VFC轉(zhuǎn)換裝置做為重點。目前對于數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置，市場上成熟的裝置大有存在，技術(shù)也比較成熟。下面我們進行實驗驗證。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，基準電路，RS觸發(fā)器，復零晶體管，定時比較器，以及各種電阻，電容元件構(gòu)成單穩(wěn)定時電路。當輸入端Vi輸入一個正電壓時輸入比較器輸出一個高電平，使RS置位，輸出驅(qū)動管導通，f0邏輯低電平，同時，電流開關(guān)打向右邊，電源Vcc也通過電阻R2對電容充電。當電容C2兩端充電電壓大于Vcc的2/3時，定時比較器輸出一高電平，是RS觸發(fā)器復位，輸出低電平，輸出驅(qū)動管截止，輸出端f0為邏輯高電平，同時，復位晶體管導通，電容C2通過復位晶體管迅速放電；電子開關(guān)使電容C3對電阻R3放電。當電容C3放電電壓燈油輸入電壓Vi時，輸入比較器再次輸出高電平，使RS觸發(fā)器置位，如此反復循環(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。 實際的電壓頻率轉(zhuǎn)換圖K=Rs/(*RL*RC*Ct)=2000在實際實驗中使用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)計了如下實物圖，并且已經(jīng)驗證實驗的正確性。 電壓頻率轉(zhuǎn)換實驗圖實驗中采用電腦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，說明實驗成功。36重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計（論文） 7結(jié)論7 結(jié)論在企業(yè)生產(chǎn)過程中，能夠及時準確地得到壓力參數(shù)對生產(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。設(shè)計一個高精度、高可靠的遠程監(jiān)測系統(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（電壓），經(jīng)過電壓運放裝置，進入以LM331芯片為核心的VFC模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置中，進行數(shù)模轉(zhuǎn)換。然后轉(zhuǎn)化出來的頻率信號經(jīng)過市話網(wǎng)的傳輸，進入到終端的AT89C52單片機系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理，顯示和報警等一系列操作，最終達到設(shè)計要求。36重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計（論文） 參考文獻參考文獻[1] 余成波，胡新宇，：高等教育出版社，2006.[2] 張靖，：中國電力出版社，2002 .[3] 黃賢武，鄭筱霞. 傳感器原理和應用. 成都：電子科技大學出版社，1999. 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