Практикум работы с пакетом orcad (разработка и моделирование принципиальных электрических схем) Томск 2006 Содержание (стр. 1 из 7)
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РОССИИ
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Кафедра радиотехнических систем
ЮВ Мартышевский
ПРАКТИКУМ РАБОТЫ С ПАКЕТОМ OrCAD
(разработка и моделирование принципиальных электрических схем)
Томск 2006
Содержание
От автора…………………………………………………………………………………… 4
Введение………………………………………………………………………………………5
1. Подготовка среды для создания проекта……………………………………………… 6
2. Создание нового проекта………………………………………………………………….8
3. Разработка электрических принципиальных схем…………………………………… 10
3.1. Общие сведения……………………………………………………………………… 10
3.2. Установка на схеме элементов……………………………………………………… 11
3.3. Проведение электрических связей…………………………………………………… 13
3.4. Создание элементов........................................................................................................ 14
3.5. Создание новых элементов из имеющихся…………………………………………...18
3.6. Создание иерархических блоков………………………………………………………19
3.7. Межстраничные соединения……..……………………………………………………20
3.8 Проверка правильности соединений в схеме…………………………………………20
3.9. Оформление отчета о выполненном проекте…………………………………………23
4. Моделирование работы разработанных устройств....................................................... 24
4.1. Общие сведения............................................................................................................... 24
4.2. Инструменты, используемые при моделировании...................................................... 24
4.3. Установка параметров моделирования……………………………………………… 26
5. Редактор стимулов Stimulus Editor………………………………………………………28
5.1. Создание файла стимула……………………………………………………………….29
5.2. Редактирование стимулов…………………………………………………………… 31
5.3 Определение границ отображаемой области………………………………………. 32
5.4. Пример моделирования с использованием Stimulus Editor……………………… ..33
6. Задание на самостоятельную работу ……. ……………… ………………………… 35
7. Контрольные вопросы ………………………………………………………………… 36
8. Рекомендуемая литература…………………………………………………………… 38
9. Приложения………………………………………………………………………… .. 39
1. Приложение 1. Генератор цугов………………………………………………….40
2. Приложение 2. Принципиальная электрическая схема ТВ синхрогенератора. 41
3. Приложение 4. Дешифратор шины ISA……………………………………….. 42
4. Приложение 3…Архитектура 'общая шина'…………………………………… 43
5. Приложение 6. Частотомер на PIC AT90S2313………………………………….44
6. Приложение 5. Зарубежные аналоги микросхем …………… ……………… 45
В настоящее время практически невозможно провести разработку даже несложного электронного устройства без помощи средств автоматизации проектирования (САПР). Именно САПР позволяет интенсифицировать процесс разработки и снизить себестоимость устройства, а работу инженера освободить от рутины и сделать творческой.
Известно достаточно много пакетов САПР, ориентированных на поддержание разработки и моделирования радиоэлектронных устройств, таких как Protel, DXP, PCAD, OrCAD и других. В последнее время OrCAD – продукт фирмы Cadence, занимает все более лидирующее положение. Это обусловлено возможностью проводить сквозное проектирование и высокими потребительскими качествами, сохранившимся еще с ранних версий, особенно для разработки и моделирования принципиальных электрических схем. Кроме этого, в состав OrCAD входят библиотеки PSpice и VHDL.
Практикум ориентирован на студентов специальностей 201600 и 201800, знакомых с основами электроники, цифровой вычислительной техники и схемотехники, а также имеющих хотя бы небольшой опыт работы на компьютере.
Цель практикума – дать необходимые навыки и опыт разработки цифровых радиоэлектронных устройств при проведении практических занятий по курсам «Микропроцессоры», «Цифровая обработка сигналов в РТС» с использованием пакета OrCAD. Практикум будет полезен также при выполнении курсового и дипломного проектирования.
В описании практикума рассмотрено только минимальное количество команд OrCAD, необходимых для решения вышеизложенной задачи, поэтому ряд меню Win-приложений Plot, Edit и др. рассматриваться не будет, если эти приложения не имеют существенных различий. Кроме этого, в OrCAD имеется хорошо структурированный по разделам Help, который, несомненно, необходимо использовать для более углубленного изучения пакета.
В приложении приведены принципиальные электрические схемы, необходимые для выполнения работ, и зарубежные аналоги отечественных микросхем серии 'К561'.
САПР OrCAD – это пакет программ, сочетающих в себе возможности по сквозному проектированию, конструкторской разработке и моделированию радиоэлектронных устройств различного назначения. Пользователю доступны как отдельные программы: OrCAD Capture (редактор принципиальных схем), редактор для синтеза ПЛИИС OrCAD Express и OrCAD Layout (разводчик печатных проводников), так и несколько вспомогательных, но отдельных программ, являющихся «инструментами» OrCAD Capture, OrCAD Layout и OrCAD Gerb Tool редактор файлов фотоплоттера.
1. Подготовка среды для создания проекта
Проектом в OrCAD называется (имеется в виду) несколько файлов, содержащих всю информацию (в том числи и документы отчета), необходимую для разработки принципиальной электрической схемы и всего радиоэлектронного устройства в целом. Входящие в проект файлы имеют расширения (.dsn, .pcb, .drc, .mnr и другие), соответствующие определенным стадиям разработки проекта. Управляет проектом менеджер проекта - программа, позволяющая просматривать, перемещать любой из файлов проекта.
Перед началом проектирования необходимо создать условия, необходимые для выполнения проекта. В OrCAD это называется созданием среды проекта. Среда проектирования создается путем ряда установок, которые будут определять как вид проекта, так и удобство работы с ним. Среда проектирования позволяет:
· Настроить рабочее окружение для вашей системы.
· Создать установки по умолчанию для нового проекта. Эти установки останутся, даже если вы перейдете в новую систему.
· Изменить установки в проекте или на странице схемы.
Для создания среды проектирования необходимо запустить редактор Capture CIS (рис. 1). Пока в него не загружен ни один проект, посмотрим, каковы его установки. При выборе пункта меню Options\Design Template появится диалоговое окно Design template. В этом окне присутствует несколько закладок.
Рис. 1. OrCAD Capture, меню Option
Закладка Page Size определяет размеры страницы. Прежде убедимся, что в редакторе установлена метрическая система единиц. Если это не так, то в разделе Units (система единиц) щелкните по кнопке Millimeters, выберите формат страницы А4 (297´210 мм) и задайте шаг масштабной сетки 2,5 мм, кнопка Pin to Pin Spacing.
Закладка Grid Reference позволяет задать параметры рамки схемной страницы и ее видимость на экране и при выводе на печать – Border Visible. Рамка разбивает схемную страницу на зоны: в нижнем правом углу обычно помещается штамп, в который заносится информация о названии проекта, авторе разработки, организации. Видимость штампа определяет флажок Displayed в разделе Title Block Visible. То же самое определяется при выводе схемы на печать (флажок Printed).
Закладка на панели Title Block позволяет задать данные, которые появятся в штампе на листе схемы. В штамп вносят информацию об организации-разработчике и авторе разработки.
Для проверки установок проекта создайте новый проект, например Set_1.opj и курсором мыши измерьте расстояние между узлами сетки – оно равно 2,5 мм. Поместите курсор в левый верхний угол схемной страницы. Его координаты в этой точке имеют значения X=0.00, Y=0.00 и отображаются в статусной строке в правом нижнем углу экрана. Попробовав изменить шаг сетки на 1 мм, убедимся, что этого сделать невозможно.
Создайте проект Set_2.opj, посмотрите какой в нем шаг сетки - он равен 1 мм. Таким образом, установки, сделанные командой Options\Design Template, не влияют на текущий, уже открытый проект, а проявляются только во вновь создаваемых проектах. Вот почему об установках надо вовремя позаботиться, в открытом проекте некоторые установки, сделанные командой Options\Design Template изменить уже нельзя.
Опции диалогового окна Preferences (пункт меню Options\Preferences) не ориентированны на шаблон, а в отличие от рассмотренных ранее вступают в действие немедленно.
Загрузим в редактор проект Set_1.opj, вызовем диалоговое окно Preferences и откроем закладку Grid Display.
Левая ее половина предназначена для редактора схем, а правая – для редактора символов. Для редактирования схем выберем стиль изображения сетки Grid Style в виде линий Lines, нажмем на кнопку ОК и увидим, что на экране появилась решетка. Убрать решетку с экрана можно путем активизирования закладки Preferences и сбросом флажка Displayed.
На этой же закладке находится флажок Pointer snap to grid, который определяет «привязку» объектов схемы к узлам сетки. Сказанное относится и к тексту. Кроме перечисленных на этой панели, имеется необходимая для работы закладка Miscellaneous (прочее), ее опция Automatically reference placed parts. Следует установить флажок с этим названием, чтобы каждый новый компонент, размещаемый на схеме, тут же получал уникальное позиционное обозначение.