《OrCAD图文教程》PPT课件.ppt
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1、OrCAD图文教程,业界的标准原理图设计软件,导语:常见原理图设计软件,Protel 国内低端设计的主流,国外基本没人用;简单易学,适合初学者,容易上手;占用系统资源较多,对电脑配置要求较高 现在推Altium Designer,Pads 使用的人也是相当的多,好用,易上手 适合于中低端设计,堪称低端中的无冕之王 市场上使用范围最广的一款eda软件,适合大多数中小型企业的需求 本身没有仿真,做高速板时,要结合其他专用仿真工具,如hyperlynx,Cadence allegro 实际上是高速板设计中的工业标准,无论哪一方面都超牛 特点:PCB Layout工具绝对一流,布线超爽;仿真方面也是非
2、常的牛,有自己的仿真工具,信号完整性仿真,电源完整性仿真都能做;在做pcb高速板方面牢牢占据着霸主地位 世界上60%的电脑主板40%的手机主板都是拿Allegro画的,Mentor WG 稍逊于CADENCE,但同样是顶级工 具,针对的是高端电路设计,同样有自己 的仿真工具。只不过在国内其支持商还相 对少点,不如Cadence用的多,一点建议,如果很少做高速板,建议用pads吧,毕竟学习 起来相对容易。如果经常做高速板,建议还是选 Cadence,一个是国内做高速板用Cadence 比较多,第二,因为流行,所以学习的话交流的 人也多点。很多大公司都用它,会Protel和会 Cadence al
3、legro的薪水是不一样的。,创建工程及参数设置,创建工程 首先启动OrCAD CaptureCIS选design entry CIS,如图,启动后弹出对话框,对话窗中有很多程序组件,不要选OrCAD Capture,这个组件和OrCAD Capture CIS相比少了很多东西,对元件的管理不方便。选OrCAD Capture CIS,如图,打开程序界面,这时界面中是空的,只有左下角有一个session log最小化窗口。现在我们可以开始建立工程project。选主菜单file-new-project,弹出project wizard对话框,如图,在这里选择要建立的工程的类型。因为我们要用它进
4、行原理图设计,所以选schematic选项。在name对话框中为你的工程起一个名字,最好由清一色的小写字母及数字组成,别加其他符号,如myproject。下面location对话框是你的工程放置在那个文件夹,可以用右边的browse按钮选择位置或在某个位置建立新的文件夹,本例已经事先在E盘建立了一个叫usecadence的文件夹,我把工程放在这里。点击OK按钮,工程就建好了。界面如图,在程序主界面走侧的工程管理框中会出现和工程同名的数据库文件。Myproject.dsn是数据库文件,下面包括SCHEMATIC1和design cache两个文件夹。SCHEMATIC1文件夹中存放原理图的各个页
5、面。当原理图界面上放置元件后,design cache文件夹下会出现该元件的名字路径等信息,这时数据库中的元件缓存,该功能使设计非常方便,后面用到的时候会更详细的讲解,暂时先知道有这个东西就可以了。,关于工程管理器工程管理器介绍 界面左侧是工程管理器,用于管理设计中用到的所有资源。包含两个标签File和Hierarchy。File标签中文件按文件夹方式组织起来,显示设计中用到的所有文件。一个工程只有一个设计.dsn,其实是一个数据库,其中可包含原理图文件夹,多个原理图页面,元件缓存,设计中用到的元件库,输出文件等。Hierarchy标签包含设计中的实体及元件的层级关系。,工程管理器中的操作 复
6、制移动文件 在工程管理器中可以使用windows中常用的拖拽功能来进行复制移动文件。这种操作可以在设计与设计之间、设计与元件库之间、元件库和元件库间、原理图文件夹之间进行。操作一次就知道了,和widows一样,不多说了。只是有一点注意:当移动或拷贝后注意马上保存,否则可能会丢数据。,添加文件 可以在design resources中添加设计,但会替换已经建立的设计,因为一个工程中只能有一个设计。可以在library中加入元件库,output和reference projects中都可以加入文件。加入文件两种操作方法:1、在要添加的文件夹上右键Add file。2、选中文件夹,edit-proj
7、ect,对话框中选中要添加的文件打开即可。,删除文件 删除文件比较简单,和windows一样选中后按delete键即可。只要注意的是,原理图的页面打开状态下,无法删除。另外,删除操作是不可恢复的,谨慎操作。对于cache的操作稍微复杂,用到的时候再说吧,后续文章中会讲到。,参数设置 工程建立之后,默认情况下已经在SCHEMATIC1文件夹中建立了一个新页面page1。该页面的各种参数如颜色,字体,title,网格形式等都是默认设置。如果想使用自己习惯的设置,方便的方法是在design template和preference中设置好,然后新页面都会按设置好的参数建立。设置方法:主菜单-optio
8、n-preference,点击后弹出设置参数面板如图,上图中可以设置颜色、字体、网格显示方式、缩放和滚动方式等等很多选项,看一看试一试 就明白了。在主菜单-option-design template中可以设置题头、字体大小、页面 尺寸、网格尺寸显示打印方式等等。,浏览工程中的各个元素,当原理图画完后,需要对原理图进行查错编辑。这时就要用到browse命令,浏览整个工程中的元素。方法:1.选中.dsn文件或 原理图文件夹 2.选中菜单-browse 这里可选浏览parts、nets等右侧的下拉小列 表中的各个选项。,浏览parts 选择parts,弹出浏览属 性对话框,选择默认即可。OK,打开
9、工程中用到的所有元件列表窗口。在该窗口中,双击某一个 元件的reference,则可 以打开原理图相应页面,同时该元件高亮显示。如图所示,这样可以方便 的定位某一元件。,使用技巧:1)从reference选项中可以看出,是否有元件没有进行编号,若有,则需要重新编号。2)从value选项可以看出是否有元件没有赋值,如电容量,电阻值等,如果有,则双击该元件的reference,在原理图中修改。,浏览nets 在该窗口中,双击某一个 nets,则可以打开原理图 相应页面,同时该网络的连 线高亮显示。如图所示,这 样可以方便的定位某一网络。,这个操作对于查看电源 网络是否没有赋值很方便。图中VCC_B
10、AR为忘记 赋值的电源网络。出现这 种情况,在DRC检查的时 候,并不报错,但是该电 源网络在pcb中不会和任何电源相连,出现严重错误。可以在这里方便的查看并修改。双击该电源网络,列表中的VCC_BAR,打开所在的原理图页面。所在位置高亮显示,修改网络名称,赋给相应电压等级。浏览命令中其他的命令使用也类似。在画完原理图后全面检查阶段很有用。,创建元件库,通常在画原理图时,需要自己生成所要用到器件 的元件图形。这时可以建立一个自己的元件库,不断向其中添加,积累起来,就可以形成自己常 用器件的元件库了,以后用起来会很方便。,创建元件库的方法:激活工程管理器,file-new library,元件库
11、被 自动加入到工程中,接下来就可以在刚才新建的库文件中建立元件了。右键-new part,弹出对话框如右图。在对话框中添加元件名称,索引标示,封装名称,如果还没有它的封装库,可以暂时空着,以后可以改的。图中multi-part package部分是选择元件分几部分建立,举个例子来说,比如有些FPGA有一千多个管腿,不可能都画在一个图形里,你就必须分成多个部分画。要分成8个部分,只要在part per pkg框中填8即可。图中 package type选项对分裂元件有说法,独立元件的话默认选项就好了。它的作用后面再讲。,我们以建立建立元件CS5381 为例。CS5381,共有24个管脚,管脚比较
12、少,就不用把元件分成多个部分;按OK按钮,弹出器件图形窗口。初始图形很小,先把图框拉大,图中虚线部分,然后放置图形实体的边界线,选右侧工具栏中的那个小方框即可画出,初步调整大小,能放下24个脚即可。接下来要添加管腿了。这时你可以一个一个的添加,好处是每次添加都能设定好管脚的属性。也可以一次添加24个,然后再去一个一个修改属性。这里一次添加完所有管脚。,选place-pin array,弹出对话框。选项设置如图所示。,点ok按钮,此时24个管脚就粘在鼠标上了,找到合适位置放下,然后选择一半的管脚直接拖到实体框的右边,如图。,接下来修改管脚属性。双击某一个管脚,弹出属性对话框,在这里可以设置名称、
13、编号、线形、类型等,按芯片手册上的设好即可。,所有管脚属性全部设定完成后如图。存盘保存。这样就建好了一个元件。,关于分裂元件,首先看建立元件时的属性对话框,见下图 注意这个图中左下角选项框中的两个选项,homogeneous 和 heterogeneous。什么意思?本文就此进行详细说明。,首先要搞清楚物理封装元件和逻辑元件的关系。任何一种芯片及电阻电容等元件都有其自己特殊的封装形式,比如DIP8、PQF100,BGA686等就是几种封装形式。不论芯片由多少管脚,都在一个封装上体现出来,我们在画PCB图的时候,把它作为一个元件放在版图中,这是和他的实际物理封装形式、尺寸等一一对应的,因此必须以
14、单个元件的形式建立图形,不能分成几个部分。但是在原理图中放置的元件只是一种逻辑上的表示,原理图中重视的是有多少个管脚,各个管脚的属性如输入输出特性、电源还是地、是否是时钟等,至于是以一个元件的方式画出来,还是分成多个画,以及各个部分画成什么形状并不重要,只要各个管脚的电气特性正确就可以。最终原理图给出的只是一个网表,包括管脚属性、互连关系。你甚至不需要画原理图,手工编辑网表也可以,用原理图的形式不过为了更清楚,更容易管理罢了。所以,在画原理图的时候,每个元件怎么画,画成什么形状,随你的便,重要的是管脚编号,数量和电气特性。,知道了上面的东西,就能明白分裂元件的意义了。有些芯片管脚数非常多,像X
15、ILINX virtex4系列的FPGA有一千多个管脚,没办法在一个图中画出来。所以这时都会把它分成很多个部分分别画出来,把属于同一个功能模块的管脚分离出来,单独画在一个元件图形里。上图中的parts per Pkg意思就是同一个封装(对应一个芯片),在原理图中用几个部分表示。如果你选择8,并把一个芯片的所有管脚分8个部分画出来,那么软件就知道这8个元件实际上是同一个芯片的不同部分。,理解了元件的分裂,再看homogeneous 和 heterogeneous是什么意思。有些元件内部包含了两个或更多的功能完全一致的模块,唯一的区别就是,管脚的名字编号不一样,这时如果你把它分成两个元件画出,那这
16、两个元件几乎是一样的,这种元件就是homogeneous的。另一方面,比如画一个DSP芯片,它包含VCC GND等电源属性的一组管脚,还有通用IO口、缓冲串行口,EMIF数据端口等,如果分别画在不同的元件图中,这些分裂的元件包括功能、管脚数量、电气属性都不一样,那么此时这些分裂的元件就是heterogeneous的。知道这些,就可以在原理图中使用分裂元件了,分开处理,画起图来那是相当的方便。,分裂元件的使用方法,如果一个元件包含多个部分,Homogeneous类型或Heterogeneous类型。使用过程中要注意几点。使用不当会出错。首先看看直接使用出现什么错误。在原理图中放置元件。进行索引编
17、号。出现如下错误信息。ERROR ANN0005 Cannot perform annotation of heterogeneous part N?A(Value NE5532),part has not been uniquely grouped(using a common User Property with differing Values)or the device designation has not been chosen Done updating part references,多个元件没有正确分组。下面介绍使用方法。第一步:在元件库中建立元件。第二步:给元件创建新的属性
18、,用这个新 的属性给元件分组。,打开元件库,双击元件调出user properties编辑对话框。,单击new创建新属性,命名为package,value设为1。,两个部分都添加同样的属性和值,保存。第三步:在原理图中放置好元件。第四步:在原理图中设置package属性。双击元件,调出属性对话框。,第1个芯片两个部分的package属性value值都设为1。第2个芯片两个部分的package属性value值都设为2。类推。依次为3,4。,保存。这样package属性value值相同的就属于一个芯片,软件就可以正确分组。第五步:在annotate时,设置combined property属性。意
19、思是根据package属性的value值分组。做好上面的五个步骤,这样就不会出现上面的错误。,把一个元件分多个部分画出来Homogeneous类型元件画法1、选中.olb文件,右键new part,弹出new part properties对话框,填入元件名称,Parts per package填入2,package type 选homogeneous。如图,2、单击OK,菜单view-package中可查看,软件自动把元件分成了A B两个部分。,双击part A,进入PART A编辑页面。画好PART A部分图形,放好引脚。,3、快捷键CTRL+N进入part B部分编辑页面,B此时B部分除
20、了引脚编号外,其他的都与A部分相同,只需要设置好引脚编号就可以了。这正是Homogeneous类型元件的特点。4、选option-part properties,设置pin name visible属性为false。注意图中应标出信号输入的正负极性。,Heterogeneous类型元件画法 1、选中.olb文件,右键new part,弹出new part properties对话框,填入元件名称,Parts per package填入2,package type 选Heterogeneous。如图,2、单击OK,软件自动把元件分成了A B两个部分。同样的方法,画元件的partA部分。3、快捷键
21、CTRL+N进入part B部分编辑页面,此时B部分仍是空白,需要重新画。这正是Heterogeneous类型元件的特点。4、PART B部分按一般元件画法画好,并设置好引脚属性即可。,加入元件库,放置元件,普通元件放置方法:第一步:打开建好的工程 文件,打开原理图页面。第二步:选place菜单,选part。或按快捷键P,弹出放置元件对话框。,第三步:点右上角add library按钮。弹出浏 览对话框,找到要加入的元件库,添加。工程中加入了刚才加入的库,左下角的libraries中就是加入的所有元件库。,PART部分,可以键入要防止的元件名称,软件自动找到该元件,并在右下角图形窗口中显示图形
22、。要想删除某个库,选中该库,点remove Library即可删除。第四步:找到要放置的元件,点OK,元件就会附着在鼠标光标上,放到合适的位置即可。,电源和地的放置方法:选择 原理图中右侧快捷按钮中的 place power和place gnd按钮即可。选择要放置的电源或地图形。,元件库编辑的一些知识技巧,当管脚数很多时,在元件图形上选择管脚一个一个编辑属性很浪费时间,这时你可以把所有管脚选中,然后选择edit-properties或者按ctrl+E键,弹出browse spreadsheet窗口,你可以在这里一块编辑各个管脚的属性,然后保存即可。对于分裂元件:在原理图库中双击要编辑的元件,显
23、示的是一个元件。选择view-package可以看到这个package内所有元件。Option-package properties可以编辑该package的footprint,名称,索引符号,分裂元件数量等。,不规则图形元件画法,如何创建不规则图形元件1、打开元件库2、选中.olb文件,右键选择new part新建元件,3、弹出新建元件属性编辑窗口 输入元件名称,这里以单运放为例说明,name栏键入名字MYOPA。其他默认。单击OK按钮,进入元件编辑窗口。,4、放置元件body外形线条,单击右侧小斜线快捷按钮(place line)画出三角型外框,以及电源引脚在body内的填充线条。,5、放
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