برنامج المحاكاة الرائع Proteus Professional مع الشرح والصور

اسم البرنامج : PROTEUS
الوظيفة : محاكاة الدارات والنظم الإلكترونية، وتصميمها ( راجع الشرح في القسم )
الملاحظات
: يكامل برنامج PROTEUS ما بين الإمكانيات الفائقة في تصميم المخططات
التمثيلية للدارات، وإمكانيات المحاكاة وفق بيئة SPICE ، وعملية طباعة
الدارات PCB وأدواتها المساعدة ليوفر للمستخدم بيئة كاملة لتصميم نظامه
الإلكتروني المتكامل .
للاطلاع : http://www.labcenter.co.uk/

صاحب الشرح/BME.Mazen
ما هو برنامج Proteus VSM ؟
إن
برنامج Proteus لنمذجة النظم الافتراضية Virtual System Modeling أداة
تجمع طيفاً من الأدوات البرمجية في برامج محاكاة النظم الالكترونية لتضع
بين يدي الطالب والمهندس والمحترف بيئة متكاملة تحوي كل ما يلزمه من أدوات
لعملية محاكاة واقعية، فهو يجمع ما بين نظم SPICE لمحاكاة الدارات والعناصر
الإلكترونية ( يوضحها بشكل مقاطع صورية متحركة لسهولة التعامل ودقته )
ونماذج المعالجات الصغرية لتسهيل مرحلة لاحقة من المحاكاة للنظم
الإلكترونية المعتمدة على المتحكمات الصغرية ... وقد كان أول أداة طورت طرق
الفحص والمحاكاة لهذه النظم كمرحلة ما قبل التطبيق العملي لمخططات
داراتها.

وقد توفرت هذه المزايا لعملية المحاكاة بفضل التسهيلات
التي يوفرها البرنامج في التعامل مع عناصر الإظهار كشاشات LCD والثنائيات
الضوئية LEDs وعناصر التحكم بالحركة كالمفاتيح والأزرار، وجميع عمليات
المحاكاة تطبق بواقع زمني حقيقي (أو مقارب للحقيقة) Real-Time Simulation
وبشروط ومتطلبات تجهيزية بسيطة للحاسب المستخدم، فعلى سبيل المثال، بإمكان
معالج الحاسب من النوع PentiumII 300MHz أن يقوم بعملية محاكاة لمعالج صغري
8051 وبتردد ساعة يفوق 12MHz. كما يتيح إمكانيات واسعة ومتعددة لأداء
عمليات محاكاة وتصحيح دقيقة وفعلية للنصوص البرمجية المكتوبة بلغة التجميع
أو اللغات عالية المستوى على حدٍّ سواء.

تتيح بنية VSM للمستخدم
حرية الخيار في تعامله مع النماذج الجاهزة للعناصر والنظم الالكترونية في
البرنامج، إذ توفر للمختصين مجموعة من الأدوات التي تمكنهم من كتابة نصوص
برمجية للتحكم بعمل البرنامج (كما هو الحال في كتابة نصوص DLL مع بيئة
ويندوز)، وبإمكان هذه النصوص أن تتحول إلى أدوات تتحكم ذات واجهات رسومية
ليتم استخدامها كأدوات تحكم بعملية المحاكاة والتصميم أو أي وظيفة أخرى
يراد من البرنامج أداؤها.




دخال المخططات التمثيلية للدارات Schematic Entry :

يستخدم
برنامج Proteus VSM الأداة المطورة Design Capture التي تهدف لتوفير
التعامل الأمثل لإدخال التصاميم والتطويرات للدارات الإلكترونية، حيث إن
ISIS ( أداة إدخال التصاميم ) هو منتج يجمع ما بين سهولة الاستخدام
والأدوات القوية في تحرير الدارات، فباستطاعته أن يدعم المخططات المدخلة
سواءً للقيام بعملية المحاكاة أو لتصميمها كدارة مطبوعة PCB.

تكون
التصاميم المدخلة لبرنامج Proteus VSM بغرض القيام بعملية الفحص قابلةً
للترتيب المعشش Netlisting لإتاحة مزيد من الدقة والسهولة في الوصول إلى
عناصر وطبقات الدارة المصممة وذلك باستخدام أدوات البرنامج أو أدوات أخرى
يراد إلحاقها بالبيئة، ومن الجدير بالذكر أن الأدوات المتوفرة في البرنامج
تتيح إمكانيات رائعة في عمليات الرسم وشكل إظهاره من حيث خطوط العرض وأنماط
التعبئة وخطوط الكتابة... الخ، وهي مزايا يتم توظيفها بشكل كامل للحصول
على الرسوم الضرورية الموضحة لمراحل العمل على البرنامج.

محاكاة الدارات Circuit Simulation :
إن
برنامج ProSPICE جزء لا يتجزأ من النواة البرمجية لـ Proteus VSM، حيث
يجمع البرنامج ما بين الإمكانيات الرائعة لنواة برنامج SPICE3f5 في محاكاته
للدارات التماثلية وما بين إمكانيات المحاكي الرقمي المصمم بواسطة الشركة
المصنعة لتوفير عملية محاكاة متكاملة ومتداخلة الأنماط، فاستخدام نواة
SPICE ضمن نواة البرنامج الرئيسية يتيح للمستخدم أن يوظف كامل النماذج
الشهيرة والمتوفرة بواسطة الجهات المصنعة والمطورة لبرنامج SPICE ضمن
مشروعه وداراته التي يصممها باستخدام Proteus VSM وسيجد ما يفوق 6000
نموذجاً مضمنين بشكل تلقائي في البرنامج.

كما سيجد المستخدم العديد
من الأدوات الافتراضية والضرورية لعمله كراسم الاهتزاز والمحلل المنطقي
ومولد التوابع ومولد العينات والأنماط، والعدادات والمزامنات، والنهايات
الافتراضية وبالتأكيد مجموعة من أدوات القياس كالأميتر والفولتميتر،
وبالإضافة لذلك، يظهر المحاكي الحالة المنطقية لكل رجل من أرجال الدارات
المتكاملة أو قطب ضمن الدارة بواسطة نقاط ملونة، وهذا سيكون بالتأكيد
مفيداً عند الفحص الخطوي في عمليات المحاكاة لمراحل الدخل والخرج ضمن
الدارة المفحوصة أو المصممة.



و
إن كنت ترغب بالمزيد من أنماط وأدوات القياس والرسم والتحليل فبإمكانك
تضمينها لنفس لبرنامج الذي تستخدمه دون الحاجة لشراء منتجك من جديد.

المحاكاة التعاونية مع برامج المتحكمات الصغرية Co-Simulation of Microcontroller Software :
إنها
الميزة الأقوى والأهم لبرنامج Proteus VSM ، إذ يستطيع البرنامج أن يحاكي
مختلف التفاعلات والعمليات المتبادلة ما بين برنامج مخزن على متحكم صغري
وبين كافة العناصر الإلكترونية التماثلية والرقمية الموصولة معه.

فكل
ما على المستخدم فعله هو توضيع المتحكم الصغري ضمن نافذة التصميم، ويربطه
ببقية العناصر للدارة المصممة ويترك للمحاكي تنفيذ العملية وفقاً لبرنامج
المتحكم وبتطبيق للغة الآلة (وهو ذات الأمر الذي الذي يحدث على أرض الواقع
لعمل المتحكم)، فمثلاً، عندما يحتوي البرنامج على تعليمة كتابة لرجل من
أرجل المتحكم فإن المستويات المنطقية للدارة تتغير بشكل يتوافق مع عملية
الكتابة تلك، وعندما تتغير المستويات المنطقية على أرجل المتحكم فإن هذا
سيظهر للمستخدم بواسطة البرنامج المكتوب (وهو أيضاً ما يتم على أرض الواقع.

كما ينمذج المحاكي جميع مجاري الدخل والخرج والمقاطعات والمؤقتات
وأدوات الاتصال بين أكثر من متحكم وجميع العناصر المتبقية لأي متحكم مدعم
بواسطة البرنامج، وبإمكانه أيضاً أن يحاكي أي تصميم يحتوي على أكثر من وحدة
معالجة مركزية حيث يوفر سهولة في تضمين واحد أو أكثر من المعالجات الصغرية
وربطها ببعضها لتتفاعل فيما بينها.

التصحيح على مستوى المرجع Source Level Debugging :
بما
أن أي عملية تصحيح وتدقيق لنصوص المتحكمات الصغرية البرمجية تتم بشكل خطوي
لمراجعة كامل التأثيرات الناتجة عن تنفيذ التعليمة ضمن الدارة فإن برنامج
Proteus VSM يعتمد هذا النمط للقيام بعملية تصحيح وتدقيق لنصوص برامج
المتحكمات داخله أثناء المحاكاة، وسيلاحظ مدى فائدة هذه المزية إذ إن
تأثيراتها تعمم على كافة العناصر الإلكترونية المتصلة بالمتحكم.



يقوم
برنامج Proteus VSM بأرشفة الحالات المتعددة للمتحكمات الصغرية بالاعتماد
على عائلة المتحكم والأدوات التي يريد المستخدم استخدامها مع المتحكم،
ويمكن الرجوع لملفات ومرجعيات البرنامج لمزيد من التفاصيل الدقيقة.

مكتبة النماذج :

إن
كل مكتبة لبرنامج Proteus VSM تحوي ما يفوق 6000 عنصر وجهاز إلكتروني
بالإضافة لنماذج وأنواع المتحكمات والمعالجات الصغرية لكل شركة مصنعة، فهي
تحوي :

• جميع أنماط وأشكال العناصر الإلكترونية التقليدية :
المقاومات، المكثفات، الثنائيات، الترانزيستورات، الحواكم المتحكم بها
سيليكونياً أو الثايرستورات، المزاوجات الضوئية، مضخمات العمليات، مؤقتات
555، ... والمزيد المزيد.
• أجهزة CMOS من عوائل 74 TTL وعوائل 4000 .
• ذواكر بأنوعها ROM, RAM, EEPROM, I2C وغيرها.
• جميع التجهيزات الداعمة لطرفيات ومجاري الدخل والخرج للمعالجات الصغرية.

كما
تحوي المكتبة المزيد من الطرفيات المعقدة كالـ LED, LCD ، مصفوفات لوحات
الإدخال، نهايات الاتصال السلكي، محركات التيار المستمر، التجهيزات الصوتية
(مايكروفونات وسبيكرات) والمزيد المزيد، كل هذا سيتيح لك محاكاة واقعية
وعملية لكل ما يمكن أن يربط بأي متحكم صغري وأي مشروع كان، وعملية المحاكاة
ستحدث أمام المستخدم بشكل رسومي متحرك ورائع في تفاصيله وإمكانياته.

الاستخدام التعليمي Educational Use :
بالإضافة
لكل ما سبق ذكره، يوفر برنامج Proteus VSM أدوات رائعة وميزات مذهلة لكل
طالب يطمح ببناء مخبره الخاص والذي سيوفر له الخبرة العملية والواقعية
ويبحث عن أدوات مساعدة لحل أي مشكلة تواجهه أثناء عمله ودراسته، ففي هذا
البرنامج، ولأول مرة على الإطلاق، تتوفر للطالب هذه البيئة المتكاملة من
الأدوات المساعدة لتنفيذ مشاريعه ومخططاته وتصميمها ومحاكاتها بكل حرية
ومرونة دون أي حاجة للنماذج الحقيقة أمامه وما ينتج عنها من تكاليف
وتعقيدات.
Proteus Professional