การทดลองที่ 1 การใช งานโปรแกรม Proteus และ Arduino IDE · 3. เพื่อให สามารถใช โปรแกรม

618353 ปฏิบัติการไมโครโปรเซสเซอรและการเชื่อมตอ

Microprocessor and Interfacing Laboratory

1

การทดลองท่ี 1 การใชงานโปรแกรม Proteus และ Arduino IDE

สมาชิกกลุม โตะท่ี ……..… กลุมเรียนท่ี ……………… 1. รหัส …………………… ช่ือ-นามสกุล ………………………………………………………………… 2. รหัส …………………… ช่ือ-นามสกุล ………………………………………………………………… วัตถุประสงค 1. เพื่อใหสามารถใชงานเคร่ืองมือตาง ๆ ของโปรแกรม Proteus ได 2. เพื่อใหสามารถใชโปรแกรม Proteus ในการจําลองการทํางานของวงจรอิเล็กทรอนิกสได 3. เพื่อใหสามารถใชโปรแกรม Arduino IDE ในการเขียนโปรแกรมภาษา C เบ้ืองตนได 4. เพื่อใหสามารถใชงานบอรด Arduino UNO R3 เบ้ืองตนได ทฤษฎี โปรแกรม Proteus หรือ Proteus VSM (Virtual System Modelling) เปนโปรแกรมท่ีพัฒนาข้ึน โดยบริษัท แล็บเซ็นเตอรอิเล็กทรอนิกส จํากัด (Labcenter Electronics Ltd.) ท่ีประเทศอังกฤษ โปรแกรม Proteus มีช่ือเต็มวา Labcenter Electronics Proteus ซ่ึงภายในโปรแกรมจะประกอบดวยสวนประกอบหลัก 2 สวนคือ โปรแกรม ISIS และ ARES แสดงไอคอนดังรูปท่ี 1 โปรแกรม Proteus ปจจุบันจะมีอยูหลายเวอรชันใหเลือกใชงาน และถาตองการศึกษาหาขอมูลเกี่ยวกับเวอรชันปจจุบัน ก็สามารถเยี่ยมชมไดท่ีเว็บไซต http://www.labcenter.co.uk

รูปท่ี 1 โปรแกรม ISIS และ ARES

ความสามารถในการทํางานของโปรแกรม Proteus ก็คือ สามารถจําลองการทํางานของวงจรอิเล็กทรอนิกสไดหลากหลายรูปแบบ ไมวาจะเปนแบบอนาล็อกและแบบดิจิตอล หรือท้ังแบบอนาล็อกและดิจิตอลผสมกัน นั่นคือโปรแกรม ISIS นอกจากนี้ Proteus ยังสามารถออกแบบลายวงจรพิมพ (PCB) ไดอีกดวย นั่นคือโปรแกรม ARES จุดเดนของโปรแกรม Proteus ท่ีเปนท่ีนิยมและช่ืนชอบก็คือ การจําลองการทํางานของวงจรอิเล็กทรอนิกส ท่ีใชไมโครคอนโทรลเลอรตระกูลตาง ๆ ไมวาจะเปน MCS-51 , PIC , AVR และ ARM เปนตน ทําใหนักเขียนโปรแกรมหรือโปรแกรมเมอรสามารถตรวจสอบไดวาโปรแกรมหรือโคดท่ีเขียนข้ึนมาน้ัน สามารถใชงานกับวงจรฮารดแวรท่ีตอไดหรือไม ถาโปรแกรมท่ีเขียนข้ึนไมสามารถใชงาน



2

กับวงจรฮารดแวรท่ีตอ โปรแกรมเมอรก็จะพัฒนาหรือแกไขโปรแกรม หรือปรับปรุงวงจรฮารดแวรจนกวาโปรแกรมท่ีเขียนข้ึนและฮารดแวรท่ีตอ สามารถทํางานไดและสนับสนุนซ่ึงกันและกัน ทําใหการสรางโครงงานตาง ๆ สามารถประหยัดเวลาและพัฒนาไดรวดเร็วมากข้ึน หนาตางของโปรแกรม ISIS Professional แสดงดังรูปท่ี 2

รูปท่ี 2 หนาตางของโปรแกรม ISIS Professional

การเลือกหาอุปกรณ เราสามารถเลือกหาอุปกรณตาง ๆ ท่ีตองการใชในการวาดวงจรไดท่ี ปุมคนหาอุปกรณ ดังรูปท่ี 3

รูปท่ี 3 ปุมคนหาอุปกรณ

เม่ือกดปุมคนหาอุปกรณแลวจะปรากฏหนาตางดังรูปท่ี 4



3

รูปท่ี 4 หนาตางคนหาอุปกรณ

จากรูปท่ี 4 ในชอง Keywords: เราสามารถปอนช่ืออุปกรณท่ีตองการได ตัวอยางเชน ถาตองการตัวตานทานขนาด 1 กิโลโอหม เราสามารถปอนช่ืออุปกรณเปน MINRES1K จะปรากฏรูปสัญลักษณในวงจรดานขวาบน และสัญลักษณใน PCB ดานขวาลาง และถาตองการอุปกรณตัวนี้ก็ใหกดปุม OK ดานลาง จากนั้นเม่ือเราเล่ือนเมาสไปท่ีพื้นท่ีวาดวงจร จะปรากฏอุปกรณติดปลายเมาสแสดงดังรูปท่ี 5 และเม่ือคลิกเมาสซายหนึ่งคร้ังจะเปนการวางอุปกรณท่ีตองการลงบนพ้ืนท่ีวาดวงจร ดังรูปท่ี 6

รูปท่ี 5 ตัวตานทานท่ีติดปลายเมาส

รูปท่ี 6 วางตัวตานทานลงบนพ้ืนท่ีวาดวงจร



4

ถาเราตองการแกไขช่ืออุปกรณก็ทําไดโดยการคลิกท่ีช่ืออุปกรณจะปรากฏหนาตางแสดงดังรูปท่ี 7

รูปท่ี 7 หนาตางแกไขช่ืออุปกรณ

ถาเราตองการกําหนดทิศทางการวางอุปกรณ หรือ แกไขคุณสมบัติ หรือ ลบอุปกรณ สามารถทําไดโดยการคลิกเมาสขวาท่ีอุปกรณท่ีตองการหนึ่งคร้ังจะปรากฏเมนูดังรูปท่ี 8

รูปท่ี 8 เมนูตาง ๆ ของแตละอุปกรณ



5

ถาเราตองการเลือกไฟเล้ียงและกราวนใหกับวงจร สามารถทําไดโดยการกดปุม TERMINALS MODE โดยไฟเล้ียงวงจรจะอยูท่ีช่ือ POWER และกราวนจะอยูท่ีช่ือ GROUND โดยสัญลักษณของไฟเล้ียงวงจรและกราวน แสดงดังรูปท่ี 9

รูปท่ี 9 การเลือกไฟเล้ียงวงจรและกราวน

เม่ือเราวาดวงจรเสร็จส้ินแลว เราสามารถกดปุม Run วงจร เพื่อจําลองการทํางานของวงจรไดท่ีแถบเมนูท่ีอยูทางดานลางซาย แสดงดังรูปท่ี 10

รูปท่ี 10 แถบเมนูท่ีใชในการ Run วงจร

อุปกรณการทดลอง

1. เคร่ืองคอมพิวเตอร 1 เคร่ือง 2. โปรแกรม Proteus (ISIS) 3. โปรแกรม Arduino IDE 4. บอรด Arduino UNO R3 1 บอรด 5. ตัวตานทาน 220 โอหม 1 ตัว 6. LED สีแดง 1 ดวง 7. สายตอวงจร



6

ขั้นตอนการทดลอง ตอนท่ี 1: จําลองการทํางานของวงจรไฟกระพริบ 1 ดวง 1. ใหวาดวงจรไฟกระพริบ 1 ดวงแบบใชไอซีเบอร 555 แสดงดังรูปท่ี 11

รูปท่ี 11 วงจรไฟกระพริบ 1 ดวงแบบใชไอซีเบอร 555

โดยวงจรนี้ประกอบไปดวยอุปกรณดังตารางขางลางนี้

อุปกรณ ชื่ออุปกรณท่ีเลือกใชใน Proteus ตัวตานทาน MINRES220R

MINRES6K8 MINRES51K

ตัวเก็บประจุ GENELECT10U50V LED สีแดง LED-RED ไอซี 555 555 ไฟเล้ียงวงจร POWER กราวน GROUND



7

2. หลังจากวาดวงจรในรูปท่ี 11 เสร็จเรียบรอยแลว ใหทําการกดปุม Run วงจร ถาวงจรนี้เช่ือมตอถูกตองและทํางานไดอยางสมบูรณจะใหผลการ Run วงจร แสดงดังรูปท่ี 12 โดยจะสังเกตไดวา LED จะกระพริบ ติด-ดับ สลับกันไปเร่ือย ๆ และถาเราตองการหยุดการ Run วงจร ทําไดโดยการกดปุม Stop ท่ีแถบเมนูดานลางของโปรแกรม Proteus

รูปท่ี 12 ผลการ Run วงจรไฟกระพริบ 1 ดวง

คําถามทายการทดลองตอนท่ี 1 1. จากวงจรไฟกระพริบ 1 ดวงในรูปท่ี 11 ถาเราเปล่ียนตัวเก็บประจุจาก 10 ไมโครฟาราด เปน 1 ไมโครฟาราด จะทําให LED กระพริบเร็วข้ึนหรือชาลง

ตอบ ..................................................................................................................................................... ตอนท่ี 2: จําลองการทํางานของวงจรไฟว่ิงวงกลม 1. ใหวาดวงจรไฟวิ่งวงกลมแบบใชไอซีเบอร 555 และ 4017 แสดงดังรูปท่ี 13

รูปท่ี 13 วงจรไฟวิ่งวงกลมแบบใชไอซีเบอร 555 และ 4017



8

2. หลังจากวาดวงจรในรูปท่ี 13 เสร็จเรียบรอยแลว ใหทําการกดปุม Run วงจร ถาวงจรนี้เช่ือมตอถูกตองและทํางานไดอยางสมบูรณจะใหผลการ Run เปน LED สีเขียววิ่งเปนรูปวงกลมตามเข็มนาฬิกา แสดงดังรูปท่ี 14

รูปท่ี 14 ตัวอยางผลการ Run วงจรไฟวิ่งวงกลม

คําถามทายการทดลองตอนท่ี 2 1. จากวงจรไฟวิ่งวงกลมในรูปท่ี 13 ถาเราเปล่ียนตัวตานทานจาก 20 กิโลโอหมเปน 10 กิโลโอหม จะทําให LED วิ่งเร็วข้ึนหรือชาลง

ตอบ ..................................................................................................................................................... ตอนท่ี 3: จําลองการทํางานของวงจรนับจํานวนคร้ังของการกดสวิตซ 1. ใหวาดวงจรนับจํานวนคร้ังของการกดสวิตซแบบใชไอซีเบอร 4029 และ 4511 แสดงดังรูปท่ี 15

รูปท่ี 15 วงจรนับจํานวนคร้ังของการกดสวิตซแบบใชไอซีเบอร 4029 และ 4511



9

2. ในวงจรรูปท่ี 15 ใหใชช่ือ “7SEG-COM-CATHODE” ในการคนหาอุปกรณ 7-Segment และใหใชช่ือ “BUTTON” ในการคนหาสวิทช และหลังจากวาดวงจรในรูปท่ี 15 เสร็จเรียบรอยแลว ใหทําการกดปุม Run วงจร ถาวงจรนี้เช่ือมตอถูกตองและทํางานไดอยางสมบูรณจะใหผลการ Run เปนการนับเพิม่ข้ึนหนึ่งทุกคร้ังท่ีมีการกดสวิตซ ตัวอยางแสดงดังรูปท่ี 16

รูปท่ี 16 ตัวอยางผลการ Run วงจรนับจํานวนคร้ังของการกดสวิตซ

คําถามทายการทดลองตอนท่ี 3 1. จากวงจรนับจํานวนคร้ังของการกดสวิตซในรูปท่ี 15 ตัว 7-Segment ท่ีใชเปน Common แบบใด

ตอบ ..................................................................................................................................................... ตอนท่ี 4: จําลองการทํางานของวงจรไฟกระพริบ 1 ดวงโดยใชบอรด Arduino UNO R3 1. ใหวาดวงจรไฟกระพริบ 1 ดวง แบบใชบอรด Arduino UNO R3 แสดงดังรูปท่ี 17

รูปท่ี 17 วงจรไฟกระพริบ 1 ดวงทีว่าดในโปรแกรม Proteus



10

2. ใหเปดโปรแกรม Arduino IDE แลวพิมพโคดโปรแกรมขางลางนี้ จากนั้นให save โคดท่ีพิมพเสร็จแลว ซ่ึงจะมีนามสกุลเปน *.ino โดยจะหนาตางของโปรแกรมแสดงดังรูปท่ี 18 และ Arduino IDE มีเมนูการใชงานแสดงดังรูปท่ี 19

บรรทัดท่ี โคดโปรแกรม EX01 ไฟกระพริบ 1 ดวง1 int led = 7; 2 void setup() 3 { 4 pinMode(led,OUTPUT); 5 } 6 void loop() 7 { 8 digitalWrite(led,HIGH); 9 delay(1000);

10 digitalWrite(led,LOW); 11 delay(1000); 12 }

รูปท่ี 18 หนาตางของโปรแกรม Arduino IDE ท่ีพิมพโคดเสร็จแลว

รูปท่ี 19 เมนูตาง ๆ ของโปรแกรม Arduino IDE



11

3. ใหเลือกบอรดท่ีจะใชงานเปน Arduino Uno แสดงดังรูปท่ี 20 (การเลือกนี้ จะทําเพียงคร้ังเดียว ซ่ึงโปรแกรมจะจําช่ือบอรดท่ีเราใชงานไวไดตลอด จนกวาจะมีการเปล่ียนแปลงภายหลัง)

รูปท่ี 20 การกําหนดช่ือบอรดท่ีเราจะใชงาน

4. ใหเขาไปท่ีเมนู File -> Preferences แลวเลือกชอง compilation เพื่อใหแสดงท่ีอยูของไฟล *.HEX

ท่ีไดจากการ Compile ดังแสดงในรูปท่ี 21 (การเลือกนี้ จะทําเพียงคร้ังเดียว เนื่องจากโปรแกรมจะจําการเลือกคานี้ไวไดตลอด จนกวาจะมีการเปล่ียนแปลงภายหลัง)

รูปท่ี 21 การกําหนดให Arduino IDE แสดงขอมูลท่ีอยูของไฟล *.HEX

5. จากนั้นใหกดปุมเคร่ืองหมายถูกเพื่อ Verify/Compile ดงัรูปท่ี 22

รูปท่ี 22 การ Compile โคดท่ีเราพิมพไว



12

6. ถาพิมพโคดไดถูกตอง จะมีขอความแจงวา Done compiling พรอมท้ังแสดงตําแหนงท่ีอยูของไฟล *.HEX โดยในตัวอยางนี้มีช่ือวา sketch_jan24a.cpp.hex พรอมท้ังแสดงเปอรเซ็นตของการใชพื้นท่ีของหนวยความจําโปรแกรม แสดงดังรูปท่ี 23

รูปท่ี 23 ท่ีอยูของไฟล *.HEX และเปอรเซ็นตของการใชพื้นท่ีของหนวยความจําโปรแกรม

7. เม่ือไดไฟล *.HEX มาแลว ใหกลับไปท่ีโปรแกรม Proteus 7 และใหดับเบ้ิลคลิกท่ีบอรด Arduino UNO R3 เพื่อเปนการกําหนดช่ือไฟล *.HEX ท่ีตองการ RUN บนบอรด โดยใหเลือกไฟล *.HEX ท่ีไดจากข้ันตอนท่ีแลว แสดงดังรูปท่ี 24

รูปท่ี 24 การกําหนดไฟล *.HEX ใหกับบอรด Arduino UNO R3

8. จากนั้นใหกดปุม Play เพื่อเร่ิมตนการจําลองการทํางาน ซ่ึงจะไดผลการทํางานดังรูปท่ี 25 โดยหลอด LED จะติด-ดับ สลับกันทุก ๆ 1 วนิาที

รูปท่ี 25 ผลการรันโปรแกรมไฟกระพริบ 1 ดวง



13

คําถามทายการทดลองตอนท่ี 4 จากโคดโปรแกรม EX01 ไฟกระพริบ 1 ดวง จงตอบคําถามตอไปนี ้

1. โคดบรรทัดท่ี 4 ทําหนาท่ีอะไร ตอบ .....................................................................................................................................................





ตอนท่ี 5: การทํางานของวงจรไฟกระพริบ 1 ดวง โดยใชบอรดจริง 1. ใหตอวงจรไฟกระพริบ 1 ดวง แสดงดังรูปท่ี 26 โดยในที่นี้จะใชโคดเหมือนกับตอนท่ี 4

รูปท่ี 26 วงจรไฟกระพริบ 1 ดวงที่ตอบอรดจริง

รูปท่ี 27 วิธีการดูข้ัวขาของ LED



14

2. ใหเลือก COM port ท่ีใชในการติดตอกบับอรด Arduino ในตัวอยางนี้ใช COM3 ดังรูปท่ี 28

รูปท่ี 28 การเลือก COM port ท่ีเช่ือมตออยูกับบอรด Arduino

3. จากนั้นใหกดปุมเคร่ืองหมายลูกศร เพื่อ Upload โปรแกรมลงบอรด แสดงดังรูปท่ี 29

รูปท่ี 29 การ Upload โปรแกรมลงบอรด

4. เม่ือ Upload โปรแกรมลงบอรดเรียบรอยแลว จะเปนการ run อัตโนมัติ หลอด LED ก็จะกระพริบ ติด-ดับ สลับกันทุก 1 วินาที



15

วิเคราะหผลและสรุปการทดลอง ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… โจทยเขียนโปรแกรมทายการทดลอง

จากรูปวงจรขางลางนี้ ใหเขียนโปรแกรมควบคุมไฟจราจร โดยมีการทํางานดังตอไปนี้ - ในตอนแรก LED สีเขียวจะติด 15 วินาที แลวดับ

- จากนั้น LED สีเหลืองจะติด 3 วินาที แลวดับ - จากนั้น LED สีแดงจะติด 10 วินาที แลวดบั แลววนไปท่ี LED สีเขียวอีกคร้ัง โดยจะทํางานเชนนี้

วนไปเร่ือยๆ

รูปท่ี 30 วงจรไฟจราจร

ใหสง FlowChart และ โคดโปรแกรม พรอมกับ LabSheet นี ้ในสัปดาหถัดไป

Documents

การทดลองที่ 1 การใช งานโปรแกรม Proteus และ Arduino IDE · 3. เพื่อให สามารถใช โปรแกรม