МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА AVR С ПОМОЩЬЮ СИМУЛЯТОРА PROTEUS VSM

Proteus VSM – программа-симулятор микропроцессорных устройств. Поддерживает МК: PIC, 8051, AVR, HC11 и другие распространенные процессоры. PROTEUS содержит огромную библиотеку электронных компонентов: более 6000 популярных аналоговых и цифровых моделей устройств. PROTEUS VSM позволяет очень достоверно моделировать и отлаживать достаточно сложные устройства, в которых может содержаться несколько МК одновременно и даже разных семейств в одном устройстве. PROTEUS VSM великолепно работает с компилятором CodeVisionAVR.
Proteus VSM является средой сквозного проектирования. Это означает создание устройства, начиная с его принципиальной схемы и заканчивая изготовлением печатной платы. Достаточный набор инструментов и функций, среди которых вольтметр, амперметр, осциллограф, всевозможные генераторы, способность отлаживать программное обеспечение микроконтроллеров, делают Proteus VSM хорошим помощником разработчика электронных устройств.

Proteus VSM состоит из двух самостоятельных программ: ISIS и ARES. ARES – это трассировщик печатных плат. Основной программой является ISIS, в ней предусмотрена горячая связь с ARES для разводки платы.

При запуске программы появляется основное окно (рис.10.1). Самое большое место отведено под окно редактирования. Именно в нем происходят все основные процессы создания, редактирования и отладки схемы устройства. В самом низу основного окна расположена панель управления активной симуляцией (ПУСК-ПОШАГОВЫЙ РЕЖИМ-ПАУЗА-СТОП).

На рис. 10.1 приведена схема моделирования цифрового термометра на микроконтроллере ATmega16 с термодатчиками фирмы DALLAS SEMICONDUCTOR и выводом информации на LCD-дисплей. Микросхема DS18S20 обеспечивает 9-битные температурные измерения по шкале Цельсия. Микросхема DS18S20 подключается через 1-проводную шину, которая по определению требует только одной линии данных (а также общей) для взаимодействия с центральным процессором. Она имеет рабочий температурный диапазон от -55°C до +125°C и точность ±0.5°C в диапазоне от -10°C до +85°C.

Модель термометра DS18S20 позволяет задавать температуру термодатчика (в данном примере +100.0 и -32.0 ^оС). При указании свойств микроконтроллера подключается файл прикладной программы с расширением .hex, подготовленный компилятором CVAVR.

Рисунок 10.1 – Моделирование цифрового термометра для измерения

комнатной и наружной температуры

C помощью встроенного в среду моделирования Proteus осциллографа можно снять управляющие сигналы микроконтроллера и информационный сигнал датчика. Временные диаграммы сигналов (протокол 1-Wire) представлены на рисунках 10.2 и 10.3 соответственно. Уровни напряжения можно видеть на всех выводах компонентов непосредственно (лог.1 - красный цвет, лог.0 - синий, неподключенные выводы - серый цвет). В данном примере моделирование позволило показать работоспособность устройства при измерении очень высоких и низких температур.

Рисунок 10.2 – Осциллограмма управляющих сигналов микроконтроллера

Рисунок 10.3 – Осциллограмма информационного сигнала датчика