Đồ án Ứng dụng công nghệ thông tin cho điện tử, viễn thông

ðồ án ứng dụng Công Nghệ Thông Tin cho ðiện Tử - Viễn Thông 1 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Nhật MỤC LỤC I. GIỚI THIỆU PROTEL DXP 2004 ....................................................................... 2 II. SỬ DỤNG PROTEL DXP 2004............................................................................. 3 2.1. CÀI ðẶT PROTEL DXP 2004. ............................................................................. 3 2.2. SỬ DỤNG PROTEL DXP 2004. ........................................................................... 6 2.2.1. Khởi ñộng chương trình. ................................................................................ 6 2.2.2. Tạo mới các tài liệu cho bản thiết kế. ............................................................. 6 2.2.2.1. Tạo mới Project. ........................................................................................... 6 2.2.2.2. Tạo mới tài liệu Schematic. .......................................................................... 6 2.2.2.3. Tạo mới tài liệu PCB. ................................................................................... 7 2.2.2.4. Save các tài liệu vừa tạo mới......................................................................... 7 2.2.3. Vẽ mạch nguyên lý. ........................................................................................ 7 2.2.3.1. Tùy chọn thuộc tính cho giấy vẽ. .................................................................. 8 2.2.3.2. Tìm linh kiện .............................................................................................. 10 2.2.3.3. Cài ñặt thư viện linh kiện............................................................................ 11 2.2.3.4. Một số thư viện thường dùng. ..................................................................... 12 2.2.3.5. ðặt linh kiện lên giấy vẽ. ............................................................................ 12 2.2.3.5.1. Lấy linh kiện......................................................................................... 12 2.2.3.5.2. ðặt thuộc tính cho linh kiện .................................................................. 13 2.2.3.6. Nối linh kiện............................................................................................... 14 2.2.3.7. Phóng to, thu nhỏ một vị trí bất kì............................................................... 14 2.2.3.8. ðặt ký hiệu nguồn cấp VCC cho mạch ñiện................................................ 15 2.2.4. Thiết kế mạch in. .......................................................................................... 16 2.2.4.1. ðặt thuộc tính cho Broad ............................................................................ 16 2.2.4.2. Chuyển linh kiện lên mạch in...................................................................... 17 2.2.4.3. ði dây......................................................................................................... 18 2.2.4.4. Mô phỏng Board dạng thực. ....................................................................... 19 2.2.4.5. In kết quả lên giấy. ..................................................................................... 20 2.2.5. Một số phím tắt trong Protel DXP 2004........................................................ 22 III. KẾT LUẬN. ............................................................................................................ 23 ðồ án ứng dụng Công Nghệ Thông Tin cho ðiện Tử - Viễn Thông 2 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Nhật I. GIỚI THIỆU PROTEL DXP 2004 Protel DXP 2004 là một bộ công cụ hỗ trợ thiết kế mạch ñiện tử hoàn hảo dành cho những kỹ sư ñiện tử chuyên nghiệp. Nói ñúng hơn Protel DXP 2004 là bộ phần mềm giúp cho chúng ta trong quá trình thiết kế mạch dưới sự giúp ñỡ của máy tính. Từ việc vẽ mạch nguyên lý, cho ñến quá trình thiết kế mạch in, mô phỏng… Protel DXP 2004 ñược sản xuất xuất phát từ bộ phần mềm Protel 99 SE. Sau một thời gian không lâu Protel 99 SE ñược nâng cấp thành phiên bản mới hơn ñó là Protel DXP 2002 với những tính năng vượt trội. Hiện nay phiên bản mới nhất và thông dụng nhất là Protel DXP 2004. Protel DXP 2004 có thể nói là dễ sử dụng và thư viện linh kiện của nó khá mạnh, nhưng nó hỗ trợ quá nhiều nên nó khá nặng. Mặc dù vậy nhưng nó vẫn ñược nhiều chuyên gia lựa chọn do nhưng tính năng ưu việt của nó so với những bộ phần mềm khác. ðặc biệt Protel DXP 2004 cho phép chúng ta làm việc trong nhiều môi trường khác nhau mà không phải chuyển qua lại giữa nhiều phần mềm khác nhau. Trong quá trình biên soạn báo cáo này do kiến thức và kinh nghiệm có hạn nên báo cáo vẫn chưa ñược ñầy ñủ, rất khó tránh khỏi sai sót. Mong bạn ñọc thông cảm và góp ý. ðồ án ứng dụng Công Nghệ Thông Tin cho ðiện Tử - Viễn Thông 3 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Nhật II. SỬ DỤNG PROTEL DXP 2004 2.1. Cài ñặt Protel DXP 2004. 2.1.1. Cài ñặt Protel DXP 2004. ðầu tiên chúng ta cần chuẩn bị bộ cài. Bộ cài chúng ta có thể Dowload trên mạng Internet hoặc mua một ñĩa CD ngoài thị trường. Khi ñã có bộ cài trong tay chúng ta mở nó ra, chạy file Setup.msi ñể bắt ñầu tiến hành cài ñặt. Cửa sổ cài ñặt hiện ra. Quá trình cài ñặt diễn ra tương tự các chương trình bình thường khác. 2.1.2. ðăng ký sử dụng cho Protel DXP 2004. Sau khi cài ñặt thành công chúng ta tiến hành ñăng ký sử dụng ñể có thể sử dụng chương trình. ðể ñăng ký sử dụng chúng ta làm như sau: Trong bộ cài thường có tệp Crack. Chúng ta mở tệp Crack và chạy file Keygen.exe. Cửa sổ DXP 2004 SP2 keyfilemaker and patch by again xuất hiện. Tại mục User Name chúng ta nhập tên người sử dụng. Tên là tùy ý ( Không hỗ trợ tiếng Việt ). Tại mục Product Name cho phép chúng ta lựa chọn sản phẩm. Mục này không có ý nghĩa lớn ñối với chúng ta. Chúng ta có thể chọn một mục tùy ý. Tại mục Licensing Mode cho phép chúng ta lựa chọn kiểu ñăng kí. Chúng ta chọn Standalone. ðồ án ứng dụng Công Nghệ Thông Tin cho ðiện Tử - Viễn Thông 4 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Nhật Tại mục Expiry Date cho phép chúng ta lựa chọn ngày hết hạn. Chúng ta chọn No. Tại mục Info cho chúng ta những thông tin về quá trình crack của chúng ta. Sau khi ñã nhập tên ở phần User Name chúng ta nhấn nút Patch. Cửa sổ Patch xuất hiện. Tại mục Look in, chúng ta chọn ñường dẫn ñến thư mục C:\Program File\Altium2004 SP2 (Với C:\Program File\Altium2004 SP2 là thư mục cài ñặt Protel DXP 2004). Chọn file DXP.exe rồi nhấn Open hoặc nhấn Enter. ðồ án ứng dụng Công Nghệ Thông Tin cho ðiện Tử - Viễn Thông 5 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Nhật Sau ñó tiếp tục nhấn nút Generate. Cửa sổ Save license xuất hiện.Tại mục Save in chúng ta chọn ñường dẫn ñến thư mục C:\Program File\Altium2004 SP2 (Với C:\Program File\Altium2004 SP2 là thư mục cài ñặt Protel DXP 2004). Sau ñó ñặt tên cho License tại mục File Name (Tên mặc ñịnh là DXP 2004.alf) rồi nhấn nút Save hoặc Enter. Sau ñó nhấn Exit ñể kết thúc quá trình ñăng ký. Quá trình ñăng ký ñã thành công. Bây giờ chúng ta hãy khởi ñộng DXP và bắt ñầu làm việc trong môi trường của Protel DXP 2004. ðồ án ứng dụng Công Nghệ Thông Tin cho ðiện Tử - Viễn Thông 6 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Nhật 2.2. Sử dụng Protel DXP 2004. 2.2.1. Khởi ñộng chương trình. Sau khi cài ñặt và crack thành công. Chúng ta khởi ñộng chương trình và bắt ñầu làm việc với chương trình. ðể khởi ñộng chương trình chúng ta chọn Start → All Programs → Altium SP2 → DXP 2004 SP2. ðây là giao diện chính của chương trình. 2.2.2. Tạo mới các tài liệu cho bản thiết kế. 2.2.2.1. Tạo mới Project. ðể bắt ñầu làm việc với DXP chúng ta cần tạo một Project mới. Project là nơi chứa liên kết tới tất cả các tài liệu và các thiết ñặt có liên quan ñến thiết kế. Project File có dạng xxx.PrjPCB, là một file văn bản dạng ASCII liệt kê tất cả các tài liệu và các thiết ñặt.Khi một Project ñược biên dịch, tất cả các thay ñổi trên các tài liệu trong Project sẽ ñược cập nhật ñồng thời. ðối với mỗi Project DXP thường tạo ra khá nhiều file nên mỗi Project chúng ta nên lưu vào một tệp riêng ñể tiện tìm kiếm và làm việc với Project sau này. ðể tạo một Project mới chúng ta chọn Menu File → New → Project → PCB Project. 2.2.2.2. Tạo mới tài liệu Schematic. ðể tiến hành vẽ mạch nguyên lý chúng ta cần tạo một tài liệu Schematic. Schematic file có dạng xxx.SCHDOC. ðể tạo tài liêu Schematic chúng ta chọn Menu File → New → Schematic. ðồ án ứng dụng Công Nghệ Thông Tin cho ðiện Tử - Viễn Thông 7 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Nhật Hoặc có thể Right click vào Project ở Project Panel chọn Add new to Project → Schematic 2.2.2.3. Tạo mới tài liệu PCB. Tài liệu PCB là nơi ñể chúng ta tiến hành thiết kế mạch in. PCB file có dạng xxx.PCBDOC. ðể tạo một tài liệu PCB chúng ta chọn Menu File → New → PCB. Hoặc có thể Right click vào Project ở Project Panel chọn Add new to Project → PCB 2.2.2.4. Save các tài liệu vừa tạo mới. ðể save New Project chúng ta Right Click vào Project ở Project Panel. Hộp thoại Save Project xuất hiện. Mục Save in cho phép chúng ta chọn ñường dẫn tới nơi lưu Project. Mục File name cho phép chúng ta ñặt tên cho Project. Sau ñó nhấn nút Save hoặc nhấn Enter. ðể save New Schematic và New PCB chúng ta làm tương tự như save Project. 2.2.3. Vẽ mạch nguyên lý. ðể có một bản vẽ mạch ñiện tử, ñầu tiên chúng ta cần có một bản vẽ mạch nguyên lý trên tài liệu Schematic. ðể thuận tiện trong việc trình bày cách sử dụng chương trình ñể vẽ mạch nguyên lý và vẽ mạch in tôi xin tiến hành vẽ mạch “ða hài dao ñộng” sau ñây. ðồ án ứng dụng Công Nghệ Thông Tin cho ðiện Tử - Viễn Thông 8 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Nhật ðể vẽ mạch nguyên lý của mạch ñiện ña hài dao ñộng như trên chúng ta tạo một Project và một tài liệu Schematic và lưu lại với tên tương ứng thích hợp. Tôi xin lưu lại với tên tương ứng là Mach da hai.PRJPCB và Mach da hai.PCBDOC. Bây giờ chúng ta tiến hành vẽ mạch. ðể vẽ một mạch ña hài dao ñộng như hình vẽ ñã giới thiệu thì chúng ta cần 4 ñiện trở loại 1K và 100K, 2 tụ gốm (không phân cực), 2 transistor loại 2N3904, và 1 Header 2. Những linh kiện này chúng ta sẽ lấy ra từ thư viện linh kiện của DXP. 2.2.3.1. Tùy chọn thuộc tính cho giấy vẽ. ðầu tiên chúng ta hãy chọn thuộc tính cho giấy vẽ. Cách làm như sau: Chọn Menu Design → Document Options… Hộp thoại Document Options hiện ra cho phép chúng ta hiệu chỉnh các thông số cho giấy vẽ. Tại thẻ Sheet Options cho phép chúng ta lựa chọn khổ giấy, khoảng cách giữa các lưới, phông chữ, khung tên, màu khung …… ðồ án ứng dụng Công Nghệ Thông Tin cho ðiện Tử - Viễn Thông 9 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Nhật Tại thẻ Parameters chúng ta có thể ñiền các giá trị như DocumentNumber, DocumentName... Bằng cách nhấn nút Edit. Hoặc có thể tạo thêm một tham số mới bằng cách nhấn nút Add. Tại thẻ Units chúng ta có thể chọn ñơn vị ño là hệ thống ñơn vị Imperial (Milimet, Inches, DXP Defaultes…) hoặc hệ thống ñơn vị Metric (Milimet, Centimet, Meters…) ðồ án ứng dụng Công Nghệ Thông Tin cho ðiện Tử - Viễn Thông 10 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Nhật 2.2.3.2. Tìm linh kiện Sau khi ñã thiết lập các thông số cho giấy vẽ xong chung ta mở Library Panel bằng cách chọn Menu Design → Browse Library… Hoặc click chuột vào nút Libraries ở góc trên bên phải màn hình. Hoặc chọn System → Libraries ở góc dưới bên phải màn hình. Library Panel xuất hiện ở bên phải khung soạn thảo. Cách tìm linh kiện như hình vẽ. ðồ án ứng dụng Công Nghệ Thông Tin cho ðiện Tử - Viễn Thông 11 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Nhật Nếu như không biết linh kiện thuộc thư viện nào,chúng ta hãy nhấn nút Search ñể tìm kiếm trong toàn bộ thư viện của DXP. Hộp thoại Libraries Search xuất hiện.Nếu muốn tìm trên những thư viện sẵn có trong chương trình thì tích vào nút Available Libraries. Nếu muốn tìm kiếm trên những thư viện khác thì tích vào nút Libraries on path và chọn ñường dẫn ñến thư mục chứa thư viên muốn tìm kiếm ở mục Path. Một số tên linh kiện thường dùng. - ðiện trở : Res - Tụ : Cap - ðiốt : Diode - ðiốt quang : LED…… 2.2.3.3. Cài ñặt thư viện linh kiện Thư viện( Library) là file chứa tập các thiết bị hoặc tập các mẫu (model) hoặc cả hai. Mẫu (model) : ñại diện cho các thiết bị , sử dụng trong các lĩnh vực thực tế. Có các loại thư viện ñược ñịnh nghĩa như sau : - Model Library : thư viện chứa tập các mẫu thiết bị . - Component Library : thư viện chứa tập các thiết bị ở dạng logic. - Integrated Library : thư viện chứa tập các thiết bị ở cả dạng logic và vật lý. Thư viện này là kết hợp của cả hai thư viện trên. Protel DXP dựa trên các thư viện trên ñể ñịnh nghĩa 3 loại thư viện sử dụng : ðồ án ứng dụng Công Nghệ Thông Tin cho ðiện Tử - Viễn Thông 12 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Nhật Model Library : ví dụ như SPICE : mỗi mẫu thiết bị chứa trong một File, hay PCB footprint : tập nhiều mẫu vật lý của các thiết bị Nếu chúng ta muốn cài ñặt thêm thư viện linh kiện cho DXP , chúng ta nhấn nút Librarys…. Hộp thoại Available Libraries xuất hiện. Nhấn nút Install… (hoặc nhấn phím I) rồi chọn ñường dẫn ñến thư viện linh kiện muốn cài ñặt ñể cài ñặt. ðể gỡ bỏ chúng ta nhấn nút Remove (hoặc nhấn phím R). ðể di chuyển lên, xuống chúng ta nhấn nút Move Up, Move Down (Hoặc nhấn phím U,D). 2.2.3.4. Một số thư viện thường dùng. Miscellaneous Devices.IntLib: là thư viện mặc ñịnh , chứa các thiết bị cơ bản nhất như ðiện trở , tụ , D zener , tranzitor … Miscellaneous Connectors: là thư viện chứa một số linh kiện như Connector, Header… 2.2.3.5. ðặt linh kiện lên giấy vẽ. 2.2.3.5.1. Lấy linh kiện. Sau khi tìm ñược linh kiện chúng ta Double click vào tên linh kiện hoặc chọn linh kiện rồi nhấn nút Place. Linh kiện sẽ xuất hiện trên con trỏ chuột. Di chuyển con trỏ chuột ñến vị trí muốn ñặt linh kiện. Nhấn phím Space ñể xoay linh kiện. Muốn lấy ñối xứng theo các trục Ox,Oy thì nhấn phím X hoặc Y. ðồ án ứng dụng Công Nghệ Thông Tin cho ðiện Tử - Viễn Thông 13 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Nhật 2.2.3.5.2. ðặt thuộc tính cho linh kiện Trong khi di chuyển linh kiện chúng ta nhấn Tab ñể mở hộp thoại Component Properties kiểm tra thuộc tính linh kiện. Và hiệu chỉnh các giá trị cho linh kiện. Sau khi các giá trị của linh kiện ñã ñược hiệu chỉnh xong chúng ta ñặt linh kiện xuống giấy vẽ bằng cách click chuột vào vị trí muốn ñặt linh kiện. Tiếp tục di chuyển và click chuột vào vị trí tiếp theo ñể ñặt tiếp một linh kiện giống như thế lên giấy vẽ. Sau ñó Right click ñể kết thúc lệnh. Nếu muốn hiệu chỉnh lại giá trị cho linh kiện ta Double click vào linh kiện. Hộp thoại Component Properties sẽ hiện ra. Thực hiên tương tự với các linh kiện khác. Kết quả như sau: ðồ án ứng dụng Công Nghệ Thông Tin cho ðiện Tử - Viễn Thông 14 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Nhật 2.2.3.6. Nối linh kiện. Bây giờ chúng ta tiến hành nối các linh kiện lại với nhau ñể ñược một mạch ñiện hoàn chỉnh. ðể nối các linh kiện lại với nhau chúng ta làm như sau: Chọn Menu Place → Wire. Con trỏ chuột chuyển sang dấu cộng. ðưa con trỏ ñến ñầu ra của ñối tượng click chuột kéo ñến ñầu vào của ñối tượng tiếp theo và click chuột. Right click ñể kết thúc lệnh. Hoặc nhấn nút Wire trên thanh công cụ. Một số phím tắt trên thanh công cụ. Bus là những ñường nối giữa các chân linh kiện, khối mạch lại với nhau ñể biểu hiện cho các ñường tín hiệu, cấp nguồn. Bus Entry là những ñiểm tiếp mạch nằm trên các ñường mạch ñiện ñể tạo thành một mạch rẽ nhánh chạy ñến chân linh kiện khác. Việc dùng lện Wire ñường mạch có thể bị giới hạn, ñặc biệt là khi nối những ñường tín hiệu khác nhau ñến ñiểm ñối diện của khối mạch,vì thế sẽ tạo ra những ñường mạch không mong muốn. Net ñặt tên cho ñường mạch. 2.2.3.7. Phóng to, thu nhỏ một vị trí bất kì. ðể phóng to một vị trí bất kì chúng ta chọn Menu View → Area. Hoặc Right Click chọn View → Area. Sau ñó kéo chọn phần muốn phóng to. ðể trở về trạng thái bình thường chúng ta chọn Menu View → Fit Document. Hoặc Right click chọn View → Fit Document. ðồ án ứng dụng Công Nghệ Thông Tin cho ðiện Tử - Viễn Thông 15 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Nhật Nếu muốn phóng to toàn bộ màn hình chúng ta chọn Menu View → Fit All Objects. Hoặc Right click chọn View → Fit All Objects. Ngoài ra, ñể phóng to một vị trí bất kì chúng ta còn có thể ñể con trỏ chuột vào vị trí muốn phóng to rồi nhấn Ctrl + sử dụng con lăn chuột. 2.2.3.8. ðặt ký hiệu nguồn cấp VCC cho mạch ñiện. ðặt ký hiệu nguồn cấp VCC cho ñường mạch ñiện. Chọn nút Power Sources trên thanh công cụ và chọn kiểu nguồn phù hợp. Chúng ta có thể quay 900. ðặt vào vị trí thích hợp trên bản vẽ. Power Port thường ñược ñặt trong bản vẽ Schematic kèm theo một ñoạn mạch mô tả nguồn như sau : Sau khi ñã hoàn thành bản vẽ mạch nguyên lý chúng ta tiến hành làm việc với các linh kiện thực tế trên mạch in. ðồ án ứng dụng Công Nghệ Thông Tin cho ðiện Tử - Viễn Thông 16 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Nhật 2.2.4. Thiết kế mạch in. ðầu tiên chúng ta cần tạo một tài liệu PCB. PCB file là nơi chúng ta thiết kế mạch in. PCB file có dạng xxx.PCBDOC. ðể tạo một PCB file chúng ta chọn Menu File → New → PCB. Hoặc Right click vào Project trên Project Panel chọn Add new to Project → PCB. Save tài liệu PCB này lại với tên thích hợp. 2.2.4.1. ðặt thuộc tính cho Broad ðể ta thiết lập các thông số cho Board, chúng ta làm như sau: Chọn Menu Design → Board Options. Hộp thoại Board Options hiện ra. Trong mục Measurement Unit chúng ta chọn ñơn vị cho bản vẽ. Trong mục Visible Gird xác ñịnh sự hiển thị của lưới trên màn hình. Markers cho phép chọn hiển thị của lưới là ñường thẳng (Lines) hay ñiểm (Dots) còn Gird 1,Gird 2 cho phép lựa chọn khoảng cách giữa các ñiểm lưới trên màn hình thiết kế. Tiếp theo chúng ta vào Menu Design → Rules. Xuất hiện hộp thoại sau: ðồ án ứng dụng Công Nghệ Thông Tin cho ðiện Tử - Viễn Thông 17 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Nhật Tại ñây chúng ta sẽ thiết lập các thông số liên quan trực tiếp ñến bản mạch in sẽ vẽ. ðể thiết lập khoảng cách giữa các ñường mạch với nhau cũng như giữa các ñường mạch với các chân linh kiện ta chọn trong mục Design Rules → Electrical → Clearance → Clearance. ðể thiết lập ñộ rộng lớn nhất và nhỏ nhất của các ñường mạch ta chọn Design Rules → Routing → Width. 2.2.4.2. Chuyển linh kiện lên mạch in. ðể chuyển linh kiện lên mạch in chúng ta chọn Menu Design → Import Changes From Mach da hai.PRJPCB nếu chúng ta ñang mở Mach da hai.PCBDOC file. Chọn Menu Design → Update PCB Document Mach da hai.PCBDOC nếu chúng ta ñang mở Mach da hai.PRJPCB file. Cửa sổ Engineering Change Order hiện ra, yêu cầu xác nhận các thiết bị ñược chuyển lên mạch in. Chọn Validate Changes ñể xác nhận lựa chọn. Nếu trong quá trình xử lý mà không tìm ra hình dạng thiết bị trong Thư viện PCB Footprint, thiết bị sẽ không ñược xác nhận. Sau ñó chọn Execute Changes ñể chuyển linh kiện lên mạch in. Chọn Report Changes ñể xem công việc sẽ thực hiện , các thiết bị nào sẽ ñược ñưa lên mạch in . Sau khi ñã chuyển các thiết bị lên mạch in, chọn Close ñể kết thúc công việc. ðồ án ứng dụng Công Nghệ Thông Tin cho ðiện Tử - Viễn Thông 18 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Nhật Kết thúc công việc, trên mạch in sẽ xuất hiện các thiết bị với hình dạng thực tế. Ta có thể tuỳ ý sắp xếp chúng trên mạch in một cách hợp lý. 2.2.4.3. ði dây. Sau khi ñã sắp xếp linh kiện chúng ta có thể tiến hành việc ñi dây. Chúng ta có thể ñi dây tự ñộng hoặc bằng tay. • ði dây tự ñộng. Nếu muốn ñi dây tự ñộng cho toàn bộ mạch chúng ta chọn Menu Auto Route → All. Xuất hiện hộp thoại. Trong Edit Layer Direction cho phép thiết lập các thông số liên quan ñến lớp mạch. Thông thường chúng ta thường sử dụng Bottom Layer mà không