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CAPÍTULO VIII: Diseño CAPÍTULO VIII: Diseño Jerárquico Jerárquico Creación de subcircuitos Creación de subcircuitos José Luis Sánchez Calero 2007

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Page 1: Proteus c08

CAPÍTULO VIII: Diseño JerárquicoCAPÍTULO VIII: Diseño Jerárquico

Creación de subcircuitosCreación de subcircuitos

José Luis Sánchez Calero 2007

Page 2: Proteus c08

IntroducciónIntroducción

Un diseño jerárquico es aquél que posee dos Un diseño jerárquico es aquél que posee dos o más hojas de esquemas.o más hojas de esquemas.

Lo normal es que el nivel más alto posea un Lo normal es que el nivel más alto posea un esquema a bloques con la estructura total.esquema a bloques con la estructura total.

Cada bloque tendrá una hoja secundaria Cada bloque tendrá una hoja secundaria asociada, que incluye una sección del diseño asociada, que incluye una sección del diseño de ella.de ella.

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Explicaciones preliminaresExplicaciones preliminares

ISIS no fija límites en la jerarquía.ISIS no fija límites en la jerarquía. Una aplicación muy interesante de los Una aplicación muy interesante de los

diseños jerárquicos es la posibilidad de copiar diseños jerárquicos es la posibilidad de copiar una parte del diseño. Es el caso de un una parte del diseño. Es el caso de un amplificador estéreo, compuesto de dos amplificador estéreo, compuesto de dos canales idénticos y una alimentación común.canales idénticos y una alimentación común.

Bastaría con dibujar un solo canal, exportarlo Bastaría con dibujar un solo canal, exportarlo como archivo como archivo SEC SEC y luego importarlo a una y luego importarlo a una segunda hoja.segunda hoja.

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Explicaciones preliminaresExplicaciones preliminares

Sin embargo, si se modifica uno de los Sin embargo, si se modifica uno de los canales, aunque sólo sea mover un canales, aunque sólo sea mover un componente, hay que realizar la modificación componente, hay que realizar la modificación en ambos.en ambos.

La existencia de más de dos copias de un La existencia de más de dos copias de un mismo circuito puede suponer un serio mismo circuito puede suponer un serio inconveniente.inconveniente.

Page 5: Proteus c08

Explicaciones preliminaresExplicaciones preliminares

En el ejemplo del amplificador estéreo existen En el ejemplo del amplificador estéreo existen dos módulos independientes etiquetados dos módulos independientes etiquetados CANAL DERECHO CANAL DERECHO y y CANAL IZQUIERDOCANAL IZQUIERDO, , pero ambos se asocian a los mismos datos pero ambos se asocian a los mismos datos del circuito.del circuito.

Evidentemente se necesitan referencias para Evidentemente se necesitan referencias para el mismo componente de cada uno de los el mismo componente de cada uno de los amplificadores mono. Esto se soluciona con amplificadores mono. Esto se soluciona con la anotación global del diseño.la anotación global del diseño.

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TerminologíaTerminología

CircuitoCircuito Es un conjunto de componentes con su Es un conjunto de componentes con su

cableado.cableado.

HojaHoja Una instancia de un circuito con un sistema Una instancia de un circuito con un sistema

único de anotación de sus componentes.único de anotación de sus componentes.

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HojasHojas

En un diseño jerárquico las hojas de nivel En un diseño jerárquico las hojas de nivel superior se denominan superior se denominan Hojas RaízHojas Raíz..

Una hoja que “cuelga” de otra superior se Una hoja que “cuelga” de otra superior se denomina hoja inferior o secundaria, y la denomina hoja inferior o secundaria, y la inmediata superior a la secundaria la inmediata superior a la secundaria la llamaremos hoja padre o superior.llamaremos hoja padre o superior.

Siguiendo con el ejemplo del amplificador, los Siguiendo con el ejemplo del amplificador, los canales izquierdo y derecho están dibujados canales izquierdo y derecho están dibujados en hojas secundarias llamadas en hojas secundarias llamadas respectivamente respectivamente CANAL IZQUIERDOCANAL IZQUIERDO y y CANAL DERECHOCANAL DERECHO..

Page 8: Proteus c08

EjemploEjemplo

En la figura se aprecia el esquema a bloques.En la figura se aprecia el esquema a bloques.

Page 9: Proteus c08

Dibujando el ejemploDibujando el ejemplo

Para conseguir el dibujo a bloques, y que Para conseguir el dibujo a bloques, y que ISIS lo reconozca como tal, hay que realizar ISIS lo reconozca como tal, hay que realizar las siguientes operaciones:las siguientes operaciones:

1.1. Seleccionaremos la herramienta “Seleccionaremos la herramienta “Sub-circuitoSub-circuito”.”.

2.2. Dibujaremos los tres rectángulos que, Dibujaremos los tres rectángulos que, posteriormente editaremos.posteriormente editaremos.

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Dibujando el ejemploDibujando el ejemplo

El aspecto El aspecto provisional será el provisional será el de la figura.de la figura.

Como se aprecia, Como se aprecia, cada rectángulo cada rectángulo lleva la referencia lleva la referencia SUBSUB, de , de subcircuito.subcircuito.

Page 11: Proteus c08

Etiquetar los bloquesEtiquetar los bloques

Ahora vamos a poner nombres a cada uno de Ahora vamos a poner nombres a cada uno de los bloques.los bloques.

Editad el de la izquierda y, en la ventana que Editad el de la izquierda y, en la ventana que emerge, colocad el nombre.emerge, colocad el nombre.

Escribid aquí el nombre del bloque

Así quedaráEscribid aquí el nombre del

circuito

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Etiquetar los bloquesEtiquetar los bloques

Hagamos lo mismo con los dos restantes Hagamos lo mismo con los dos restantes hasta dejarlos como en la figura.hasta dejarlos como en la figura.

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Organigrama jerárquicoOrganigrama jerárquico

Vamos a comprobar el organigrama de las Vamos a comprobar el organigrama de las hojas. Pinchad en cualquiera de estas hojas. Pinchad en cualquiera de estas opciones:opciones:

– en la barra de estado,en la barra de estado,

– en este iconoen este icono

– o en este otroo en este otro

Clic primario

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Ventana de organigramaVentana de organigrama

Con cualquiera de las acciones anteriores se Con cualquiera de las acciones anteriores se abre la ventana de la figura, donde se abre la ventana de la figura, donde se muestra la hoja raíz y las secundarias, que muestra la hoja raíz y las secundarias, que cuelgan de ella.cuelgan de ella.

Hoja raíz

Tres hojas secundarias

“colgando” de la hoja raíz

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Salvando hojasSalvando hojas

Ahora podemos salvar la hoja raíz con el Ahora podemos salvar la hoja raíz con el nombre nombre AmplificadorAmplificador, y las demás que , y las demás que “cuelgan” de ella se salvarán “cuelgan” de ella se salvarán automáticamente como elementos automáticamente como elementos dependientes.dependientes.

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Hoja actualHoja actual

Sabemos la Sabemos la hoja en la que hoja en la que nos nos encontramos encontramos por la por la indicación de la indicación de la barra de barra de estado.estado.

Esta es la hoja Padre o raíz

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Cambio de hojaCambio de hoja

Para ir de una hoja a otra disponemos de Para ir de una hoja a otra disponemos de varias opciones.varias opciones.

Opción iconos de la barra de menú:Opción iconos de la barra de menú:

Icono para ir a una hoja cualquiera

Icono para descender en orden jerárquico

Icono para ascender en orden jerárquico

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Cambio de hojaCambio de hoja

Si utilizamos los iconos para cambio de orden Si utilizamos los iconos para cambio de orden jerárquico, el cursor se transformará.jerárquico, el cursor se transformará.

Ahora, con este cursor se pincha en la hoja Ahora, con este cursor se pincha en la hoja inferior deseada y se accede a ella.inferior deseada y se accede a ella.

Probad a pinchar en una cualquiera de las Probad a pinchar en una cualquiera de las inferiores y veréis cómo nos aparecerá una inferiores y veréis cómo nos aparecerá una hoja en blanco, que es lo que contienen las hoja en blanco, que es lo que contienen las inferiores mientras no insertemos inferiores mientras no insertemos componentes. Y observad cómo nos indica la componentes. Y observad cómo nos indica la barra de estado la hoja actual.barra de estado la hoja actual.

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Cambio de hojaCambio de hoja

También podemos pinchar el icono de cambio También podemos pinchar el icono de cambio de hoja.de hoja.

También podemos cambiar de hoja mediante También podemos cambiar de hoja mediante simple clic en la barra de estado de la hoja simple clic en la barra de estado de la hoja actual.actual.

Pinchad aquí

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Cambio de hojaCambio de hoja

Cualquiera de las acciones anteriores nos Cualquiera de las acciones anteriores nos abrirá la ventana que nos permite elegir la abrirá la ventana que nos permite elegir la hoja a visitar, y que aparece en la figura.hoja a visitar, y que aparece en la figura.

Nos encontramos en esta hoja

Podemos ir a cualquiera de estas

tres hojas

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Cambio de hojaCambio de hoja

Ahora podemos pinchar sobre la hoja Ahora podemos pinchar sobre la hoja deseada y aceptar, o, como indica el texto deseada y aceptar, o, como indica el texto inferior de la ventana, pulsar inferior de la ventana, pulsar ShiftShift y pinchar y pinchar sobre a hoja elegida.sobre a hoja elegida.

Page 22: Proteus c08

Más terminologíaMás terminología

MóduloMódulo Un módulo es un objeto que tiene asociada Un módulo es un objeto que tiene asociada

una hoja secundaria. El módulo más utilizado una hoja secundaria. El módulo más utilizado es el es el subcircuitosubcircuito..

Característica de la hojaCaracterística de la hoja Son las propiedades que han sido asignadas Son las propiedades que han sido asignadas

a la hoja, y que afectan a todos los objetos a la hoja, y que afectan a todos los objetos contenidos en ella.contenidos en ella.

En diseños jerárquicos, cualquier propiedad En diseños jerárquicos, cualquier propiedad de la hoja raíz la heredan las secundarias.de la hoja raíz la heredan las secundarias.

Page 23: Proteus c08

Más terminologíaMás terminología

Circuito parametrizadoCircuito parametrizado Se dice que un circuito está parametrizado Se dice que un circuito está parametrizado

cuando los valores de los componentes (u cuando los valores de los componentes (u otras características) vienen dados por otras características) vienen dados por fórmulas en lugar de por valores constantes.fórmulas en lugar de por valores constantes.

Page 24: Proteus c08

Previo a subcircuitosPrevio a subcircuitos

Mediante la edición del subcircuito podemos Mediante la edición del subcircuito podemos definir o modificar las referencias, nombres y definir o modificar las referencias, nombres y otras propiedades y características, que se otras propiedades y características, que se convertirán en características de las hojas convertirán en características de las hojas secundarias.secundarias.

Las conexiones de una hoja padre y sus Las conexiones de una hoja padre y sus secundarias se hace a través de “ports” y secundarias se hace a través de “ports” y terminales.terminales.

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Creación de un subcircuitoCreación de un subcircuito

Vamos a crear el subcircuito del integrado Vamos a crear el subcircuito del integrado L293B, que es un amplificador de potencia L293B, que es un amplificador de potencia para activar motores de continua y paso a para activar motores de continua y paso a paso. Este integrado no lo incorpora esta paso. Este integrado no lo incorpora esta versión de PROTEUS en sus librerías.versión de PROTEUS en sus librerías.

El primer paso será posicionarnos en la hoja El primer paso será posicionarnos en la hoja raíz, pinchar el icono del subcircuito raíz, pinchar el icono del subcircuito

y dibujar el conocido rectángulo. y dibujar el conocido rectángulo.

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Creación de un subcircuitoCreación de un subcircuito

Editad el rectángulo que contendrá el Editad el rectángulo que contendrá el subcircuito y escribid en la ventana de edición subcircuito y escribid en la ventana de edición lo que se indica en la figura.lo que se indica en la figura.

Nos queda así, de momento

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Añadir las patillasAñadir las patillas

Para asignar las patillas, tal como se dijo Para asignar las patillas, tal como se dijo antes, hay que recurrir a puertos y terminales.antes, hay que recurrir a puertos y terminales.

Al pinchar el icono del subcircuito se nos Al pinchar el icono del subcircuito se nos muestra, en la ventana de dispositivos, la lista muestra, en la ventana de dispositivos, la lista de terminales disponibles.de terminales disponibles.

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Añadir las patillasAñadir las patillas

En la figura se muestra la relación de En la figura se muestra la relación de terminales.terminales.

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Bloque subcircuitoBloque subcircuito

Si ahora seleccionáis el bloque probáis a Si ahora seleccionáis el bloque probáis a moverlo veréis que las patillas terminales moverlo veréis que las patillas terminales acompañan al rectángulo del cuerpo: han acompañan al rectángulo del cuerpo: han quedado ambos unidos en un bloque quedado ambos unidos en un bloque subcircuito.subcircuito.

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Etiquetando patillasEtiquetando patillas

Ahora vamos a editar los terminales del subcircuito Ahora vamos a editar los terminales del subcircuito como si se tratase de cualquier componente, y como si se tratase de cualquier componente, y vamos a ponerles el nombre de la figura.vamos a ponerles el nombre de la figura.

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Salvar subcircuitoSalvar subcircuito

Ya terminado el bloque subcircuito sólo nos Ya terminado el bloque subcircuito sólo nos falta salvarlo. Lo salvaremos como si de un falta salvarlo. Lo salvaremos como si de un diseño normal se tratase. Lo salvaremos diseño normal se tratase. Lo salvaremos como como L293B.DSNL293B.DSN..

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Construcción del subcircuitoConstrucción del subcircuito

Abramos el árbol jerárquico de hojas y Abramos el árbol jerárquico de hojas y seleccionemos la hoja L293B (en la seleccionemos la hoja L293B (en la diapositiva 13 se explica cómo abrir el diapositiva 13 se explica cómo abrir el árbol).árbol).

Pinchamos en la hoja L293B para seleccionarla

Pinchad para validar

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Construcción del subcircuitoConstrucción del subcircuito

Observad que en la barra de estado Observad que en la barra de estado tenemos el nombre de la nueva hoja en la tenemos el nombre de la nueva hoja en la que nos encontramos.que nos encontramos.

Page 34: Proteus c08

Iconos para manipular las hojasIconos para manipular las hojas

Los iconos de que disponemos para operar Los iconos de que disponemos para operar con las distintas hojas son:con las distintas hojas son:– Descender un nivel en la jerarquía.Descender un nivel en la jerarquía.

– Ascender un nivel.Ascender un nivel.

– Eliminar una hoja del diseño.Eliminar una hoja del diseño.

– Incluir una hoja nueva.Incluir una hoja nueva.

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Menú para manipular las hojasMenú para manipular las hojas

Todas estas opciones se encuentran Todas estas opciones se encuentran también en los menús desplegables.también en los menús desplegables.

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Creación de subcircuitoCreación de subcircuito

Ahora vamos a reconvertir el L298, que Ahora vamos a reconvertir el L298, que existe en las librerías de PROTEUS, en el existe en las librerías de PROTEUS, en el subcircuito L293B.subcircuito L293B.

El L293B es similar al L298, pero tiene El L293B es similar al L298, pero tiene menos prestaciones de corriente de salida y menos prestaciones de corriente de salida y es más barato.es más barato.

Page 37: Proteus c08

Diferencias sustancialesDiferencias sustanciales

Crear un subcircuito es diseñar un circuito Crear un subcircuito es diseñar un circuito con dispositivos existentes en librerías. Ese con dispositivos existentes en librerías. Ese circuito “especial” podremos utilizarlo como circuito “especial” podremos utilizarlo como si se tratase de un único componente. De si se tratase de un único componente. De hecho lo encapsularemos como tal. Y podrá hecho lo encapsularemos como tal. Y podrá simularse siempre y cuando los simularse siempre y cuando los componentes que intervengan en su componentes que intervengan en su confección sean simulables.confección sean simulables.

Page 38: Proteus c08

Descender a hoja secundariaDescender a hoja secundaria

Por cualquiera de los métodos explicados Por cualquiera de los métodos explicados abriremos la hoja secundaria, que aparece abriremos la hoja secundaria, que aparece en el esquema jerárquico con el nombre de en el esquema jerárquico con el nombre de L293B.L293B.

Page 39: Proteus c08

Localización del dispositivoLocalización del dispositivo

La hoja L293B estará en blanco, como es La hoja L293B estará en blanco, como es natural. Aquí insertaremos el L298, que se natural. Aquí insertaremos el L298, que se encuentra en la librería que se indica.encuentra en la librería que se indica.

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Inserción del L298Inserción del L298

El L298 quedará insertado en la hoja El L298 quedará insertado en la hoja secundaria del L293B, que es la principal.secundaria del L293B, que es la principal.

Page 41: Proteus c08

Añadiendo terminalesAñadiendo terminales

Ahora hay que añadir las patillas del L298 Ahora hay que añadir las patillas del L298 que luego se identificarán con las del que luego se identificarán con las del encapsulado del subcircuito.encapsulado del subcircuito.

Pinchamos en el icono de terminales y Pinchamos en el icono de terminales y seleccionamos, según necesitemos, seleccionamos, según necesitemos, terminales de entrada, salida o alimentación.terminales de entrada, salida o alimentación.

Icono para terminales

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Identificando terminalesIdentificando terminales

Y los conectaremos al L298, los editamos y Y los conectaremos al L298, los editamos y los identificamos.los identificamos.

La tensión de esta patilla es la que el integrado saca por las salidas cuando están activas. Como el motor es de 12 voltios, y el dispositivo está preparado para ese voltaje, será la tensión que

aplicaremos

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Volver a hoja principalVolver a hoja principal

Ahora subiremos a la hoja principal, donde Ahora subiremos a la hoja principal, donde estará nuestro bloque de subcircuito y ya estará nuestro bloque de subcircuito y ya tenemos creado un elemento simulable tenemos creado un elemento simulable llamado L293B.llamado L293B.

Hay que salvarlo de nuevo para que Hay que salvarlo de nuevo para que siempre que se abra este componente siempre que se abra este componente creado lo haga con la hoja secundaria del creado lo haga con la hoja secundaria del L298.L298.

Page 44: Proteus c08

Comprobación de funcionamientoComprobación de funcionamiento

Seguidamente vamos a realizar un diseño Seguidamente vamos a realizar un diseño donde intervenga nuestro subcircuito, para donde intervenga nuestro subcircuito, para comprobar el funcionamiento en simulación.comprobar el funcionamiento en simulación.

El diseño consistirá en un circuito que El diseño consistirá en un circuito que controle la marcha-parada de un motor de controle la marcha-parada de un motor de corriente continua.corriente continua.

Page 45: Proteus c08

Abrir un subcircuitoAbrir un subcircuito

Abriremos el Abriremos el diseño diseño L293.DSNL293.DSN que, que, en realidad, es en realidad, es nuestro nuestro subcircuito.subcircuito.

Ahí se ve abierto el

diseño L293

Y ahí tenemos el diseño

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Añadir elementos a un subcircuitoAñadir elementos a un subcircuito

Añadiremos los componentes de la figura.Añadiremos los componentes de la figura.

Motor de C.C. con inercia e indicador de velocidad

No hace falta alimentar porque ya lo está el L298 de

quien depende el L293B

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Alimentando el subcircuitoAlimentando el subcircuito

Como ya alimentamos el L298 en la hoja Como ya alimentamos el L298 en la hoja secundaria, el bloque monolítico del L293B secundaria, el bloque monolítico del L293B no hará falta alimentarlo, salvo en las patillas no hará falta alimentarlo, salvo en las patillas de MASA.de MASA.

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Comprobación de funcionamientoComprobación de funcionamiento

Arrancad la simulación y comprobad que el Arrancad la simulación y comprobad que el motor avanza con “1” de entrada y “1” de motor avanza con “1” de entrada y “1” de habilitación. El motor se detendrá tanto si habilitación. El motor se detendrá tanto si inhibimos como si aplicamos nivel bajo de inhibimos como si aplicamos nivel bajo de entrada.entrada.

Disminuid a 5 V la alimentación de la patilla Disminuid a 5 V la alimentación de la patilla VS y comprobad la reducción de velocidad VS y comprobad la reducción de velocidad del motor.del motor.

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Obtención del subcircuitoObtención del subcircuito

Cuando queramos obtener el dispositivo Cuando queramos obtener el dispositivo L293B abriremos el diseño (la hoja) que L293B abriremos el diseño (la hoja) que lleva ese nombre. Así obtendremos el lleva ese nombre. Así obtendremos el bloque creado para conectarle todos los bloque creado para conectarle todos los elementos que necesitemos.elementos que necesitemos.

Page 50: Proteus c08

FINALFINAL

En el próximo capítulo se estudian los En el próximo capítulo se estudian los dispositivos programables de PROTEUSdispositivos programables de PROTEUS

José Luis Sánchez Calero 2007