CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM TINA 8
1.1. Giới thiệu tổng quan phần mềm
Bộ thiết kế TINA 8 (TINA Design Suite) là một trong những gói phần mềm
mạnh nhất hiện nay để phân tích, thiết kế, mô phỏng tín hiệu số, tương tự, VHDL và
kết hợp các mạch điện tử hay các mạch in của chúng. Phần mềm TINA cũng cung
cấp các chức năng phân tích RF, các mạch quang điện, kiểm tra và gỡ lỗi các ứng
dụng vi điều khiển và vi xử lý. Một tính năng đặc biệt của phần mềm là cho phép
người sử dụng đưa mạch ra thực tế thông qua cổng USB được điều khiển bởi phần
cứng TINALab II. TINALab II biến một máy tính thành một thiết bị đo T&M đa
năng mạnh, có thể thay thế hoàn toàn một tổ hợp các máy đo như máy hiện sóng,
máy đo dòng điện, đo điện áp, đo điện trở; máy đo tần số, máy phân tích phổ, …
(Hình 1.1). Các kỹ sư điện tử nhận thấy rằng phần mềm TINA có nhiều ưu điểm như:
dễ sử dụng và là một công cụ hiệu quả cao, trong khi các giảng viên thì đáng giá cao
những tính năng của phần mềm trong môi trường đào tạo.
Hình 1.1 – Phần cứng TINALab II
TINA được chia thành hai phiên bản chính là TINA và Bộ thiết kế TINA (TINA
Design Suite). TINA chỉ có phần mô phỏng mạch trong khi đó Bộ thiết kế TINA còn
có thêm tính năng thiết kế PCB tiên tiến. Modun thiết kế mạch in tích hợp đầy đủ này
có tất cả các đặc điểm cần thiết cho việc thiết kế PCB tiên tiến, bao gồm các PCB
linh hoạt nhiều lớp với các tấm nguồn tách rời, tự động đặt và tự động đi dây mạnh,
có thể tách hết ra và đi dây lại, đổi chân (pin) và cổng (gate),…
5
Phần mềm TINA 8 được xây dựng với nhiều Phần tương tác với nhau, người
thiết kế có thể vẽ mạch bằng sơ đồ nguyên lý và chuyển sang dạng mạch in, quan sát
mạch in dưới dạng 3D và xuất ra tập tin hình ảnh để gửi đến nhà sản xuất…Ngoài ra,
TINA còn cung cấp các công cụ phân tích khác nhau như:
• Phân tích DC: tính toán điểm làm việc một chiều và đặc tuyến truyền đạt
của các mạch tương tự. Người sử dụng có thể hiển thị các điện áp đo được hoặc
tính toán được điện áp tại bất kỳ nút nào bằng cách lựa chọn nút bằng con trỏ.
Đối với các mạch số, chương trình sẽ giải phương trình trạng thái logic và hiển
thị các kết quả tại mỗi nút theo từng bước một.
• Phân tích quá độ (Transient analysis): trong chế độ transient và chế độ hỗn
hợp của TINA, đáp ứng của mạch theo các dạng sóng đầu vào có thể tính toán
được. Các dạng sóng đầu vào có thể được lựa chọn từ vài tùy chọn (xung, bước
đơn vị, sóng hình sin, sóng tam giác, sóng vuông, sóng hình thang, và dạng sóng
kích thích mà người dùng có thể tự định nghĩa) và được tham số hóa theo yêu
cầu. Đối với các mạch số, các xung đồng hồ được lập trình và các máy phát tín
hiệu số đều có sẵn.
• Phân tích Fourier: Ngoài việc tính toán và hiển thị đáp ứng thì các hệ số của
dãy Fourier, méo hài đối với các tín hiệu tuần hoàn và phổ Fourier của các tín
hiệu không tuần hoàn cũng có thể được tính toán.
• Mô phỏng số: TINA cũng bao gồm mô phỏng rất nhanh và mạnh cho các
mạch số. Ta có thể theo dấu hoạt động của mạch từng bước một, tiến về phía
trước hoặc lùi lại phía sau, hoặc xem sơ đồ thời gian hoàn chỉnh trong một cửa
sổ phân tích logic đặc biệt. Ngoài các cổng logic, thư viện linh kiện lớn của
TINA còn có các IC và các phần tử số khác.
• Mô phỏng VHDL: TINA cũng bao gồm một bộ mô phỏng VHDL để kiểm
tra các thiết kế VHDL cả trong môi trường số và môi trường tín hiệu hỗn hợp
tượng tự - số. Nó hỗ trợ các tiêu chuẩn ngôn ngữ IEEE 1076-1987 và 1076-
1993 và các tiêu chuẩn IEEE 1164 (tiêu chuẩn logic). Các mạch có thể chứa các
khối VHDL có thể chỉnh sửa được từ thư viện của TINA, các cấu kiện FPGAs
& CPLDs, hoặc VHDL do người dùng tự tạo ra hoặc tải về từ Internet. Người
dùng có thể chỉnh sửa các nguồn VHDL của bất cứ cấu kiện VHDL nào và xem
kết quả ngay. Với tùy chọn bộ mô phỏng VHDL tùy chọn, người dùng có thể
phát triển và gỡ lỗi code VHDL cả ở bên trong và bên ngoài TINA. Bộ mô
phỏng VHDL bao gồm Hiển thị dạng sóng, Quản lý dự án và Trình duyệt phân
tầng.
6
• Mô phỏng vi điều khiển: TINA bao gồm một phạm vi rộng các vi điều
khiển (PIC, AVR, 8051) cho phép người sử dụng kiểm tra, gỡ lỗi và chạy một
cách tương tác. Kết hợp với Trình biên dịch hợp ngữ (assembler) cho phép
người dùng sửa đổi code hợp ngữ và xem kết quả ngay lập tức.
• Phân tích AC: cho phép tính toán điện áp, dòng điện, trở kháng, và công
suất. Thêm vào đó, phần mềm cho phép vẽ các đồ thị biên độ, đồ thị pha
Nyquist và Bode và các đặc tính trễ nhóm của các mạch tương tự. Đối với các
mạng phi tuyến thì việc tuyến tính điểm làm việc được thực hiện một cách tự
động.
• Ngoài ra TINA còn cung cấp các tính năng như Biên tập và gỡ lỗi theo biểu
đồ tiến trình (flowchart), Phân tích mạng, Phân tích nhiễu, Phân tích ký hiệu,
Phân tích “tình huống xấu nhất” và Monte-Carlo, Tối ưu hóa, Tiền xử lý.
• Các thiết bị đo ảo: đặc điểm nổi bật của TINA mà các phần mềm Thiết kế -
Mô phỏng mạch điện tử khác không có, đó là nó hỗ trợ nhiều thiết bị đo ảo, bao
gồm máy tạo sóng chức năng, máy đo đa năng số, máy ghi dạng sóng trục XY,
máy hiện sóng, máy phân tích tín hiệu, máy phân tích phổ, máy phân tích logic,
máy phân tích mạng, …
• Các đo lường và kiểm tra thời gian thực: TINA có thể đi xa hơn việc mô
phỏng khi phần cứng phụ trợ được lắp đặt tại máy chủ. Với phần cứng này, các
công cụ mạnh của TINA có thể thực hiện các phép đo thời gian thực tại các
mạch thực và hiển thị các kết quả trên các thiết bị đo ảo.
Một đặc điểm nổi bật khác của TINA đó là chức năng bo mạch 3D như thật,
cho phép tự động xây dựng giống như một ảnh 3D sống động của một bo mạch mà
không phải hàn. Khi TINA được chạy trong chế độ tương tác, các linh kiện như các
chuyển mạch, các LED, các thiết bị,… trở thành “như thật” và sẽ làm việc trên bo
mạch ảo như các linh kiện thật ở mạch thực tế. Chức năng này của TINA có thể
được sử dụng để chuẩn bị và xây dựng các bài thí nghiệm. Chú ý, điện dung cao
tương đối tồn tại giữa các hàng chân kề nhau. Đối với các mạch tần số cao (trên
100kHz), điện dung này có thể dẫn đến hoạt động không như mong muốn. Ta có
thể lắp ráp mạch từng bước hoặc bằng cách tạo ra toàn bộ mạch trên bo mạch. Nhặt
và di chuyển các phần trên bo mạch sử dụng chuột và TINA sẽ tự động sắp xếp lại
việc đi dây một cách tự động trong khi vẫn duy trì kết nối. Công cụ bo mạch này
chủ yếu là dành cho các mục đích giáo dục để chuẩn bị các bài thí nghiệm trong
một môi trường 3D an toàn. Công cụ bo mạch này cũng có thể được sử dụng để
hướng dẫn cách đi dây thực tế một bo mạch đối với việc kiểm tra ở phòng thí
nghiệm.
7
Cách sử dụng chức năng bo mạch 3D: từ menu View, chọn Live 3D Breadboard
và New. Cửa sổ 3D Viewer sẽ xuất hiện với một bo mạch trống (chưa có các cấu
kiện) trong cửa sổ chính của TINA. Cửa sổ này luôn ở bên trên do đó cho phép xem
cả cửa sổ thiết kế mạch nguyên lý và cửa sổ bo mạch cùng một lúc. Sau đó người
sử dụng có thể lắp mạch theo sơ đồ nguyên lý như thông thường và hình ảnh của
linh kiện cùng các dây nối sẽ được hiển thị một cách đồng thời trên bo mạch. (hình
1.2)
Hình 1.2 - Chức năng bo mạch 3D như thật
Tóm lại, sự tương tác cao, đầy đủ tính năng và dễ sử dụng đã làm cho phần
mềm TINA 8 chiếm ưu thế hơn các phần mềm Thiết kế mạch khác hiện nay…
1.2. Các đối tượng của phần mềm
• Với những ưu điểm trên, phần mềm TINA 8 là một công cụ vô cùng đắc
lực hỗ trợ cho các kỹ sư thiết kế mạch điện tử, và các nhà sản xuất mạch in.
• Phần mềm hỗ trợ mô phỏng tương tự và mô phỏng số nên được các giảng
viên đánh giá cao trong môi trường nghiên cứu ở các trường đại học.
• Bên cạnh đó, phần mềm cũng là công cụ giúp cho sinh viên, nghiên cứu
sinh ngành điện tử viễn thông tiếp cận với việc mô phỏng mạch điện tử,
thiết kế mạch in một cách trực quan và dễ dàng.
• Hiện nay, nhà sản xuất DesignSoft cũng đã thương mại hoá nhiều phiên
bản TINA khác nhau với giá thành khác nhau để phục vụ cho các đối tượng
khác nhau…
8
1.3. Cấu hình máy tính yêu cầu
Để sử dụng được phần mềm TINA, người sử dụng phải có cấu hình máy tính tối
thiểu như sau:
CPU Pentium II hoặc cao hơn.
64 MB bộ nhớ (RAM).
Ổ cứng còn trống ít nhất 100 MB.
Ổ CD-ROM.
Màn hình màu SVGA.
Hệ điều hành: Windows 9x, Windows NT/ME/XP, Windows 2000.
• Để bắt đầu chương trình TINA, người dùng có thể làm theo các cách sau:
Từ thanh Start lần lượt chọn: Start -> Programs -> Tina -> Tina.exe.
Bấm vào Biểu tượng trên Desktop:
Lưu ý: Sử dụng phím F1 để có thể xem Hướng dẫn theo các chủ đề.
9
CHƯƠNG 2. HƯỚNG DẪN CƠ BẢN SỬ DỤNG PHẦN MỀM
Trong chương này, chúng ta sẽ tìm hiểu các Giao diện và Cấu trúc tổ chức
phần mềm. Từ đó từng bước làm quen với việc sử dụng phần mềm.
2.1. Giao diện chính của phần mềm
Sau khi khởi động, giao diện chính của chương trình sẽ xuất hiện:
Hình 2.1 – Giao diện chính của chương trình
1. Menu Bar: Trình đơn hiển thị danh sách các lệnh.
2. The Cursor or Pointer: Con trỏ - được sử dụng để lựa chọn các lệnh và
chỉnh sửa sơ đồ nguyên lý. Ta chỉ có thể di chuyển con trỏ bằng con chuột
máy tính. Phụ thuộc vào mỗi chế độ hoạt động mà con trỏ có các dạng sau:
• hình mũi tên trong cửa sổ chính của chương trình.
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
• hình cây bút khi ta thực hiện nối dây.
• hình bàn tay khi ta trỏ vào linh kiện hoặc đang đưa linh kiện vào cửa
sổ chính.
3. The Schematic window: cửa sổ làm việc chính của chương trình, cho phép
chỉnh sửa, mô phỏng sơ đồ nguyên lý của mạch trực tiếp. Cửa sổ này thực
tế là một bản vẽ lớn. Ta có thể di chuyển thanh cuộn nếu vùng soạn thảo
vượt quá màn hình chính.
4. The Toolbar: Thanh công cụ.
Người dùng có thể chọn hầu hết các lệnh để chỉnh sửa mạch trên Thanh
công cụ này. Lưu ý rằng các lệnh trên Thanh công cụ cũng nằm trong Trình
đơn hoặc có thể sử dụng bằng các phím tắt. Sau đây là chi tiết các lệnh trên
Thanh công cụ.
Mở một tập tin sơ đồ nguyên lý sẵn có trong máy tính (.TSC hoặc
.SCH), mở một Marco (.TSM)
Lưu sơ đồ nguyên lý đang sử dụng. Người dùng sẽ thuận lợi hơn
nếu thường xuyên lưu trữ lại mạch đang làm nhằm tránh tình trạng
mất dữ liệu khi máy tính tắt đột xuất.
Đóng sơ đồ nguyên lý đang sử dụng.
Sao chép các linh kiện hoặc các chữ được lựa chọn.
Dán các linh kiện hoặc chữ đã sao chép vào nơi cần dùng.
Khi nút này được nhấn vào, người dùng có thể sử dụng con trỏ để di
chuyển các linh kiện, dây nối hoặc các chữ, thuận lợi trong việc sắp
xếp lại sơ đồ nguyên lý theo ý muốn.
Lấy thêm 1 bản sao của linh kiện trước đó mà bạn đã chọn với cùng
các tham số.
11
3
4
Sử dụng nút lệnh này để vẽ dây nối cho sơ đồ nguyên lý
Thêm các chú thích vào sơ đồ nguyên lý hay kết quả phân tích.
Cho phép cắt 2 dây dẫn chéo qua hoặc nối với nhau.
Đảo chiều một góc 90
0
các linh kiện được lựa chọn.
Lấy đối xứng các linh kiện được lựa chọn. Phím tắt: [CTRL-L]
hoặc [*].
Hiển thị cửa sổ chính ở dạng lưới hoặc không.
Phóng to sơ đồ nguyên lý để có thể nhìn rõ các linh kiện.
cho phép thay đổi tỷ lệ phóng to theo ý muốn từ 10% đến
200%.
Lựa chọn danh sách các Chế độ Mô phỏng:
Chế độ DC.
Chế độ AC.
Chế độ mô phỏng tức thời lặp lại liên tục.
Chế độ mô phỏng tức thời không lặp lại. Người dùng có thể điều
chỉnh thời gian mô phỏng trong phần Analysis Transient.
Chế độ Số.
Chế độ VHDL
12
Nếu nút lệnh này được chọn, chương trình sẽ cho phép hiển thị trình
trạng lỗi của linh kiện, người dùng có thể thay đổi tình trạng lỗi của
từng linh kiện trong bản Thuộc tính (Properties Editor).
Chuyển đổi sơ đồ nguyên lý sang dạng 3 chiều hoặc 2 chiều. Phím
nóng: [F6]. Đây là một đặc điểm nổi bật ở phần mềm TINA có từ
phiên bản 7 mà các phiên bản cũ hay các phần mềm khác không thể
thực hiện được. Ở chế độ này, các linh kiện được hiển thị một cách
sống động, giúp người sử dụng quan sát mạch trực quan hơn.
Hình 2.2 – Chuyển đổi giữa dạng 2D hoặc 3D
Chuyển sơ đồ nguyên lý trực tiếp sang mạch in.
Tìm kiếm các linh kiện. Một hộp thoại Tìm kiếm sẽ hiện lên cho
phép người dùng tìm các linh kiện theo tên như mong muốn. Tuy
nhiên chương trình có hạn chế là không thể hiện trước hình dạng linh
kiện mà ta lựa chọn nên gây rất nhiều khó khăn cho người sử dụng.
13
Hình 2.3 – Cửa sổ tìm kiếm các linh kiện
Người dùng cũng có thể lựa chọn các linh kiện
trong danh sách này. Đây là danh sách các linh kiện đầy đủ nhất của
chương trình.
5. The Component Bar - Thanh Linh kiện: Các linh kiện được sắp xếp thành
các nhóm. Mỗi khi 1 nhóm được lựa chọn, các linh kiện trong nhóm đó sẽ
xuất hiện trên thanh công cụ. Khi nhấn chuột trái vào linh kiện mong
muốn, con trỏ đổi sang hình bàn tay và ta có thể bỏ linh kiện đó vào mạch.
Các linh kiện có thể được quay hoặc đảo chiều trước khi đưa vào mạch
bằng cách sử dụng các phím [+/-] : quay 90
o
và phím [*]: lấy đối xứng. Khi
đã hiệu chỉnh xong vị trí cũng như hướng của linh kiện, nhấn chuột trái 1
lần nữa để đặt linh kiện vào mạch.
6. Find component Tool – Công cụ tìm kiếm linh kiện: hỗ trợ tìm kiếm nhanh
các linh kiện theo tên có trong cơ sở dữ liệu của phần mềm.
7. Open files tab - Thẻ mở các tập tin: hỗ trợ mở nhiều mạch hoặc nhiều phần
của một mạch điện (Macro) cùng một lúc, và công cụ này dùng để chuyển
14
7
5
6
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét