МіністерствоОсвіти України
ЧернівецькийНаціональний Університет
ФізичнийФакультет
Кафедра ЕОМ
7.09.1501Комп’ютерні системи та мережі
Проектуваннязасобів обчислювальної техніки в САПР PCAD 2008
(схема формувачаімпульсів)
Курсова робота
Керівник
Викладачкафедри ЕОМ
Л.М.Павліна,
Виконала
Студентка407 групи
О.М.Кочержук
2008
Анотація
В даному курсовому проекті розглянуто проектуваннядрукованих плат в пакеті програм САПР P-CAD 2008. В якості прикладу використаносхему управління освітленням з будь-якого пульту ДУ.
ЗМІСТ
Вступ
1. Основні поняття і загальніпринципи проектування в PCAD
1.1 Огляд PCAD Schemantic
1.2 Огляд PCAD PCB 15
1.3 Принцип створення власних компонентів
2. Опис побудови принципової схеми та трасування плати в середовищіPCAD-2008
3. Опис принципової схеми формувача імпульсів
Висновок
Література
Вступ
Прирозгляді САПР необхідно врахувати поставлену задачу і в зв’язку з її вимогамиобирати систему автоматизованого проектування, яка є найбільш підходящою. Вроботі описується побудова принципової схеми формувача імпульсів та трасуванняплати в середовищі PCAD 2008
1. Основні поняття ізагальні принципи проектування в PCAD
Процес проектування в P-CAD складається з двох основнихетапів – набору принципової схеми потрібного електротехнічного пристрою ірозведення друкованої плати. Це здійснюється в окремих незалежних програмахпакету.
PCAD Schematic – програмна оболонка з набором можливостейдля швидкого і ефективного створення принципових схем. Вона включає набірзручних потужних інструментів для розміщення, редагування і перегляду схем.Базові можливості програми:
· Розміщення, редагування, змінарозмірів і положення компонентів, підтримка Drag-And-Drop.
· Можливість проектування схемина кількох листах. Встановлення атрибутів листів, компонентів і зв’язків.
· Перевірка електричноїкоректності схеми.
· Динамічне пересилання міжпрограмами пакету.
· Підтримка ієрархічних проектів.
· Спільні бібліотеки з програмоюрозведення плат.
· Розширені можливості друку.
P-CAD PCB – професійна програма проектування друкованихплат. Вона містить набір можливостей для швидкого і ефективного розведенняплат. До основних можливостей P-CAD PCB відносять:
· Розведення плат з кількістюслоїв до 99, окреме планування доріжок живлення і землі.
· Атрибути плати, компонентів ідоріжок повністю можуть контролюватись користувачем.
· Автоматичне слідкування задопустимою відстанню між доріжками, відстеження помилок.
· Повне редагування елементівкомпонент, включаючи слої.
· Динамічна пересилка міжпрограмами пакету.
· Спільні бібліотеки з програмоюнабору схем.
· Розширені можливості друку
1.1Огляд P-CAD Schematic
До базових функцій, якіпотрібно знати для нормальної роботи в P-CAD Schematic відносять:
Інтерфейскористувача P-CAD Schematic побудований згідно стандартів програм Windows здоданням специфічних для P-CAD елементів управління.
Головнеменю (Menu bar) дозволяє легко виконувати команди та функції P-CAD Schematic.Для активізації меню досить вибрати його мишкою або натиснути відповідну гарячуклавішу разом з клавішею ALT. Якщо при зміні розмірів вікна програми менюпочинає виходити за границі, здійснюється його перенесення у наступний рядок.На відміну від цього інші елементи вікна P-CAD Schematic відображені не будуть.
Панельінструментів (Toolbars)– це група кнопок, які дозволяють виконувати найбільшчасто вживані команди і функції P-CAD Schematic. Відображення панелейінструментів можна увімкнути в меню View. Як тільки панель інструментів будевідображена на екрані можна використовувати мишу для перенесення її в новемісце. Подвійне натиснення лівої кнопки миші поверне панель інструментів напочаткову позицію. Якщо притримати вказівник миші над будь-якою кнопкою панеліінструментів, на екран буде виведено підказку, яка пояснює призначення даноїкнопки.
Команднапанель інструментів – набір кнопок які виконують функції командного та іншихменю. Відповідне призначення кнопок при переліку зліва направо: вибір, новийфайл, відкрити файл, зберегти файл, роздрукувати файл, вирізати, копіювати,вставка, відмінити останню операцію, ручна проводка, перейменування мережі,лінійка, збільшення, записати порядок технічних змін.
Панельінструментів встановлення – реалізує команди встановлення елементів на робочийпростір P-CAD Schematic. При переліку зліва направо кнопки панелі маютьвідповідні значення: покласти компонент, покласти провідник, покласти шину,покласти порт, покласти контакт, покласти лінію, покласти дугу, покластибагатокутник (полігон), покласти точку, покласти текст, встановити атрибут,покласти поле і покласти символ функціонального призначення.
Окрімдвох попередніх панелей є можливість створити вибіркову командну панель.Вибрати компоненти, які ввійдуть в неї можна функцією Customize меню Utils.
Лініяпідказки знаходиться в нижній частині робочої області P-CAD Schematic. На нійвідображається інформація про комбінації клавіш і стан об’єктів в процесіредагування.
Нижчезнаходиться лінія статусу. На ній розміщені наступні елементи.
1. Координати X та Y. Ці два значення містять інформацію про позиціювказівника миші або вставленого об’єкта. Під час встановлення об’єкта перейти вці поля можна, натиснувши клавішу J.
2. Кнопки переключення сітки дозволяють перемикати установкивідображуваної сітки з абсолютних на відносні та навпаки. При абсолютномувідображенні за точку відліку для координатної сітки використовується лівийнижній кут робочого простору. При відносному відображенні точку відліку можнавстановити в будь-якому місці робочого простору. Це можна здійснити в менюOptions Grids. Перемикання можна здійснювати клавішею А.
3. Поле завдання кроку координатної сітки. Крок задається вмілідюймах, дюймах або міліметрах. Одиниці виміру по замовчуваннювстановлюються в меню Options Configure в полі Units.
4. Кнопка запису тимчасового макросу. Можна активувати клавішею М.Після натискання кнопки в пам’яті буде записана послідовність дій редагуванняпоки не буде повторно натиснено кнопку М. Запускається макрос клавішею Е. Прицьому записані елементи будуть відображені в позиції миші.
5. Поле переліку листів. Якщо в проекті використовується кількалистів з схемами, їх можна перемикати в цьому полі. Перемикання можездійснюватись клавішами L та Shift+L.
6. Поле товщини лінії – задає товщину лінії по замовчуванню.
7. Поле статусу. Тут будуть відображатись певні дані, серед якихномера вибраних об’єктів, відносні зміщення об’єктів в координатній сітці, ім’явибраної мережі, результат вимірів лінійкою і наступна деталь яку будевстановлено в режимі встановлення деталей.
Робоча область – це логічна область розробки. Вся поверхняробочої області розмічена сіткою. Розмір робочої області можна змінити в менюOptions Configure, тому зовсім не обов’язково форма вікна P-CAD Schematicспівпадатиме з границями області.
P-CAD дозволяє оперувати з кількома відкритими вікнамипроектів і відповідно кількома робочими областями рівноправно, тобто можнаодночасно редагувати кілька проектів.
Команди перегляду меню View
Команди перегляду використовуються для управління зовнішнімвиглядом проекту на екрані. Можна здійснити збільшення зображення для більшдетального перегляду схеми. Можна здійснити зменшення зображення для отриманняповного вигляду проекту. Сканування дозволяє пересувати екран з зображеннямсхеми. Команди переходу дозволяють перейти на потрібну деталь або положення.
View Zoom In/Out. При виборі цього елемента меню курсормиші змінить форму стрілки на лінзу. Натиснення лівої кнопки миші при наведенніна певну частину схеми призводить до збільшення або зменшення частини робочоїобласті. Фактор збільшення можна задати в меню Options Configure. Подібні дії, алебез фокусування виконує натиснення клавіш “+” і “-“.
View Zoom Window – дозволяє виділити збільшуваний фрагментмишею. Викликається також клавішею Z. Виділений фрагмент збільшується дорозмірів вікна проекту.
View Jump to a Part. Команда здійснює перехід на вказанийкомпонент. Компонент вибирається в списку Parts. Компонент буде відображений вцентрі робочої області.
View Jump Text. Команда використовується для пошукутекстових рядків в проекті і переміщення області відображення в позиціюшуканого тексту.
Jump to a Node. При використанні діалогу Edit Nets можнавикористати команду Jump to a Node для переміщення області відображення напотрібний вузол. Вузол вибирається в списку вузлів.
Використання листів
P-CAD Schematic дозволяє встановлювати лист по замовчуваннюа також додавати, знищувати, модифікувати і перевизначати листи в проекті.
При створенні листа необхідно вказати його унікальне ім’я.P-CAD Schematic присвоює номери листів послідовно, використовуючи наступнийдоступний номер. Щоб створити лист, слід:
В Options Sheets діалозі ввести нове ім’я листа.
Натиснути кнопку Add.
Дії над об’єктами
Як і в усіх Windows-програмах, в P-CAD є можливістьповноцінно працювати з структурами меню і панелей інструментів. Інтерфейспрограми забеспечує достатню потужність, гнучкість і логічно інтуітивнийінтерфейс.
Команди Options Sheet можуть використовуватись дляпоточного листа. Об’єкти кладуться і вибираються кожен окремо на поточний лист.Також можливе використання блочного вибору об’єктів на поточному листі.
Одним з найбільш потужних аспектів інтерфейсу P-CAD єможливість модифікувати властивості одного або кількох об’єктів шляхом їхвибору і здійснення дії за вибором користувача. Об’єкти можуть вибиратисьокремо, поблочно або іншими засобами. Після того, як об’єкти вибрані, можнавибрати всі асоційовані за мережею об’єкти, знищити їх, перемістити як групуабо підсвітити. Якщо об’єкти одного типу – це дозволяє запросити івідредагувати їхні властивості. Більшість асоційованих з об’єктом команд можебути відображена натисненням правої кнопки миші на вибраному об’єкті.
Встановлення об’єктів
P-CAD Schematic дає змогу створювати нові об’єкти абовстановлювати вже створені, такі як компоненти, в проект.
Об’єкти які можуть бути встановленні на лист переліченіменю Place і дублюються на панелі інструментів встановлення. Призначення кнопокцієї панелі було описане вище. Коли натискається одна з цих кнопок, дія, якійвона відповідає, залишається активною, доки не буде натиснена кнопка, щовиконує іншу дію. Наприклад після натиснення кнопки Place Line і натисканнялівої кнопки миші на робочій області будуть встановлюватись сегменти лінії докине буде натиснуто клавішу Esc або праву кнопку миші. Встановлення об’єктазавжди здійснюється відносно координатної сітки.
Переважна більшість об’єктів може бути обернена абовідображена (дзеркально). Для обертання виділеного об’єкта слід натиснутиклавішу R, яка здійснює поворот об’єкта на 90 градусів проти годинниковоїстрілки. Для відображення виділеного об’єкта використовується клавіша F.
При встановленні в проект ліній можна натискати клавішу Одля циклічного перебору ортогональних режимів. Дозволені ортогональні режимивизначаються параметрами в діалозі Options Configure. Для встановлення лінійрежими обмежені лінійними сегментами (відсутні дуги).
Використання команди Snap to Grid меню View дозволяєувімкнути швидкий режим курсору. Це означає, що курсор миші може переміщуватисьтільки від точки до точки координатної сітки. Крім цього таким чином пересуватикурсор завжди можна клавішами зі стрілками (клавішами курсору) на клавіатурі.
Вибір об’єктів
Засоби вибору об’єктів дозволяють вибирати об’єктирозміщені на листі проекту. Вибір може бути здійснений:
1. виконанням команди Select менюEdit;
2. активацією кнопки вибору накомандній панелі інструментів;
3. натисканням клавіші S.
Після вибору об’єкт підсвічується окремим кольоромвибраного об’єкту (по замовчуванню жовтим), який можна встановити в діалозіOptions Display. При виборі об’єкта, його назва або номер висвічується на лініїстатусу.
Як тільки було здійснено перемикання в режим вибору, можнавибирати довільний об’єкт натисканням на ньому лівої кнопки миші. Вибір всіхінших об’єктів при цьому буде скасований.
Якщо в проекті зустрічаються об’єкти, які перекриваються,вибір потрібного здійснюється натисканням клавіші пробілу або послідовнимнатисненням лівої кнопки миші на цьому ж місці.
Вибрати декілька об’єктів можна натиснувши клавішу Ctrl івибираючи їх мишею, як було вказано вище. Кількість вибраних об’єктіввідображується на лінії статусу. Після відпускання клавіші Ctrl для скасуваннявибору всіх об’єктів достатньо вибрати мишею порожнє місце на проекті.
Переважна більшість об’єктів складається з кількох частин(контактів, надписів тощо). В P-CAD Schematic є можливість вибору складовихчастин об’єкту для відображення інформації і в окремих випадках її редагування.Вибір частини здійснюється мишею при натиснутій клавіші Shift. Поміняти місцямипризначення клавіш Ctrl і Shift можна в діалозі Options Preferences на вкладціMouse.
В P-CAD Schematic існує можливість блочного вибору. Це дужепотужна можливість, оскільки можна включати і виключати окремі специфічні типиоб’єктів для вибору вибираючи фільтр Options Block Selections. Для здійсненняблочного вибору об’єктів слід перейти в режим вибору, натиснути ліву кнопкумиші в одному з кутів створюваного прямокутного блоку, перевести вказівник мишів протилежний кут і відпустити кнопку. Всі об’єкти які попали у блок івідповідають настройкам фільтру будуть виділені.
Вибрати всі об’єкти на листі можна оцією Edit Select All.Скасувати вибір об’єктів – опцією Edit Desulect All.
В P-CAD Schematic можна здійснити вибір всіх входжень вмережу. Це можна здійснити у два способи.
Використати діалог Edit Nets. Вибрати мережу з списку інатиснути кнопку Select.
Вибрати мережу, натиснути праву кнопку миші і вибратиSelect Net з меню.
В жодному з випадків вибір не підлягає критеріям, вказаниму Options Block Selection.
Останній тип вибору об’єктів – неперервний вибір. Цяможливість дає змогу вибрати всі об’єкти, які знаходяться на неперервнійділянці мережі. Для здійснення неперервного вибору слід спочатку вибрати провідабо порт, потім, натиснувши праву кнопку миші, вибрати з меню пункт SelectContiguous. Неперервний вибір працює лише для одної мережі одночасно.
Редагування об’єктів
Після здійснення операції вибору над одним або кількомаоб’єктами можуть бути здійснені операції редагування.
При будь-яких операціях пов’язаних з вибором, таких якпереміщення, копіювання, обертання, відображення і вставка автоматичноздійснюється вибір контрольної точки (Reference Point), відносно якоїздійснюються ці операції. Для завдання положення контрольної точки іншого, ніжвстановлене по замовчуванню, слід вибрати об’єкт, натиснути праву кнопку миші,вибрати опцію Selection Point і встановити нове розміщення контрольної точки увідповідності до вибраного об’єкту. По замовчуванню контрольна точка –найближча точка координатної сітки до центру вибраного об’єкта чи об’єктів.Операції роботи з буфером обміну (cut/copy/paste) підтримують нововизначеніконтрольні точки.
Над всіма об’єктами P-CAD Schematic можуть бути здійсненідії, пов’язані з буфером обміну Window (Clipboard). Зокрема це
1. Вирізання об’єктів (Ctrl+X) — об’єкт вирізається з проекту в буфер обміну. Слід зауважити, що якщопроводиться вирізання провідників, це може призвести до розділення мережі.
2. Копіювання об’єктів (Ctrl+C) –виділений об’єкт копіюється з проекту в буфер обміну. Якщо немає необхідностіодразу ж вставляти скопійований фрагмент, його можна записати в блочний файл,використавши Edit Copy to File. Слід також відзначити можливість копіюваннячерез Drag-and-Drop. Для копіювання об’єкта таким чином слід натиснути клавішуCtrl і перетягнути виділений об’єкт в нове місце.
3. Вставка об’єктів (Ctrl+V) –вставляє об’єкт з буфера обміну у проект. Для вставлення об’єкту, збереженого уфайл використовується команда Edit Paste From File.
4. Команда копіювання матрицею(Edit Copy Matrix) дозволяє створити матрицю з виділених об’єктів. В настройкахслід вказати кількість рядків і стовбців матриці і відстань між сусіднімирядками і стовбцями. Напрямок копіювання визначається знаком числа, що задаєвідстань. Наприклад, якщо потрібно, щоб рядки розмістились звурху вниз,вертикальну відстань потрібно вказати від’ємною.
Редагування мереж
Мережа – це електричне з’єднання між двома або більшекомпонентами схеми (два або більше контакти з’єднані провідниками).
P-CAD Schematic дає можливість модифікувати мережі. Дляцього використовується команда Edit Nets.
Шина – це графічне представлення сукупності провідників,яке використовується для відображення декількох провідників в P-CAD Schematic.
Далі описаний діалог редагування мереж.
Type – перемикач дозволяє вибрати відображення мереж чишин.
Net Filter – перемикач дає можливість фільтрувативідображення тільки глобальних мереж.
Net/Bus Names – перелік імен доступних мереж або шин
Edit Attrs – редагування атрибутів мереж або шин. Принатисненні кнопки з’являється діалог редагування атрибутів.
Rename – дозволяє перейменувати мережу або шину. Виконанняцієї дії можливо тільки для підсвічених об’єктів.
Highlight/Unhighlight – підсвічує вибрану бережу або шину.
Delete – видалення підсвіченої мережі або шини.
Select – вибір всіх підсвічених мереж і шин.
Завантаження і збереження файлів
Крім стандартних файлів двійкового формату, P-CAD Schematicможе читати наступні файли:
– P-CAD ASCII;
– DXF форматовані файли;
– PDIF форматовані файли.
P-CAD Schematic також може прочитати файли Tango SchematicSeries II і PCAD CFG з використанням команди File Open.
P-CAD Schematic може здійснювати завантаження файлів черезінтерфейс Drag-and-Drop. Для цього достатньо перетягнути піктограму файлу зWindows Explorer у вікно або на піктограму P-CAD Schematic і файл будезавантажено.
Проектування схем в P-CAD Schematic
Встановлення параметрів проекту
Після запуску P-CAD Schematic перш за все потрібно вказатирозмір робочої області за допомогою команди Options Configure. В діалозі слідвибрати розмір листа проекту. Для цього існують вже готові шаблони А0 – А5.Також можна задати власний розмір робочого простору.
Далі можна настроїти опції зображення командою OptionsDisplay. Тут встановлюються кольори зображення тип вказівника миші, видз’єднання провідника з шиною та інші параметри.
Для успішного набору схем в P-CAD Schematic потрібнопідключити бібліотеки з компонентами. Всі компоненти P-CAD упаковані вбібліотеки. В бібліотеках, які поставляються з пакетом P-CAD знаходитьсяблизько 20080 компонентів. Також є можливість створювати свої повноціннікомпоненти.
Створення схеми
Схеми в P-CAD Schematic можуть бути створені на кількохлистах. Додати лист в проект можна командою Options Sheets. Поточний листвибирається на панелі статусу.
Покласти компонент на лист можна командою Place Part абовідповідною кнопкою панелі установки. Після натиснення лівої кнопки миші наробочій області з’явиться діалог вибору компонентів. За допомогою кнопки Browseможна отримати графічний вид компонента. В списку бібліотек слід вибрати ту,яка містить потрібний компонент. Після натиснення кнопки ОК компонент можнапокласти на лист.
Як тільки елемент був встановлений на лист, над ним можнапроводити дії вибору і редагування. Для центрування екрану на вибраномукомпоненті слід натиснути клавішу С. Атрибут RefDes компонента можна змінювати“на ходу”. Це здійснюється клавішами D та Shift+D. Якщо компонент є складним,то номер його елемента можна змінити клавішами P та Shift+P.
Подальшим кроком є встановлення зв’язків. Для цьоговикористовується команда Place Wire. Після цього натисненнями лівої кнопки мишіпрокладається провідник, наприклад між контактами двох компонентів. Прокладаннязавершується натисненням правої кнопки миші або клавіші ESC.
Встановлення шин здійснюється подібним чином, за виняткомтого, що для завершення прокладання не потрібно нічого натискати.
Прокладені між компонентами провідники утворюють мережі.Такі мережі є локальними. Але часто існує необхідність з’єднати такі локальнімережі в одну велику. Це можна здійснити за допомогою з’єднання їхпровідниками. Проте нерідко це призводить до великого ускладнення схемипроекту. Для того щоб просто і зручно з’єднувати окремі локальні мережі в єдинуцілу існують порти. Мережі в які поміщені порти називаються глобальними. Такожглобальними є мережі, які під’єднані до джерел живлення (символів, що означаютьджерело живлення). Щоб покласти порт, потрібно використати команду Place Port.Після цього слід вибрати тип порту і назву мережі, до якої його будепід’єднано. Якщо назва мережі і назва порту не співпадають, мережа будеперейменована назвою порту. Якщо ж тепер одноіменний порт покласти у іншулокальну мережу, то обидві підмережі стануть єдиною цілою глобальною мережею,хоч і провідникового з’єднання між ними немає.
Перевірка коректності схеми
P-CAD Schematic дозволяє перевірити певну кількістьвідповідностей схеми електричним правилам (ERCs). Для здійснення перевірки слідвикористовувати команду Utils ERC. Команда виводить діалог, в якому слідвстановити електричні правила, які будуть перевірюватись. Після виконання перевіркина екрані буде відображений рапорт (по замовчуванню) зі знайденими помилками іпопередженнями. При цьому вказані координати помилки і одиниці виміру.
Друк проекту
P-CAD Schematic дає можливість друкувати проект напринтері. Для настройки параметрів друку використовується команда File PrintSetup. Для виводу діалогу друку слід використовувати команду File Print. Вдіалозі буде відображений список листів, які підлягатимуть друку. Длядоповнення цього списку і встановлення параметрів друку слід натиснути кнопкуPage Setup. Діалог дозволяє встановити властивості для листів, зокрема формат,орієнтацію, зміщення і друк штампа і рамки. Друк виконується кнопкою GeneratePrintouts.
Створення списку зв’язків
Останнім кроком в створенні проекту в P-CAD Schematic єгенерація списку зв’язків (Netlist Generation). Цей список представляє собоюперелік мереж і компонентів, які вони з’єднують. Netlist може бути створений укількох форматах, а саме Tango, P-CAD ASCII, FutureNet Netlist, FutureNetPinlist, P-CAD, EDIF 2.0.0, PSpice.
Для подальшої обробки списку зв’язків у P-CAD PCB, йогослід генерувати у форматі P-CAD ASCII. Доступ до діалогу створення спискуздійснюється командою Utils Generate Netlist. У діалозі слід вказати типсписку, ім’я файлу Netlist і можливість підключення інформації про бібліотеки.Генерується Netlist при натисненні кнопки ОК.
1.2 Огляд P-CAD PCB
P-CAD PCB – потужна програма розробки друкованих плат. PCB– це найскладніша програма пакету P-CAD. Вона містить дуже велику кількістьфункцій і можливостей, тому нижче будуть описані лише базові моменти роботи.
Використання слоїв
P-CAD PCB дає змогу працювати і настроювати до 99 слоїв,включаючи вже готові і оголошені по замовчуванню. Для керування, додання,відключення, видалення слоїв використовується діалог, який викликаєтьсякомандою Options Layers. Можна вказати тип слою (сигнальний чи не сигнальний) –розведення доріжок на платі можливе лише на сигнальних слоях, увімкнути чивимкнути слой для розведення і відображення і вказати поточний.
Слої можна вибирати на панелі статусу або клавішами L іShift+L.
Проектування друкованих плат в P-CAD PCB
Команди меню Options – Configure, Display, Layers, Gridsдозволяють провести розширену настройку проекту. Всі настройки будуть збереженіу файлі проекту.
Перш за все для проекту слід встановити межі робочоїобласті. Розмір області встановлюється командою Options Configure. Як і в P-CADSchematic в P-CAD PCB на лист можна помістити штамп. Файли штампів знаходятьсяу підкаталозі Titles робочого каталогу P-CAD і можуть завантажуватись командоюFile Open.
Команда Options Display дозволяє настроїти параметривідображення інформації на екрані. Слід звернути увагу на можливістьвстановлення кожному слою свого кольору.
Команда Options Layers дає змогу гнучко додавати,перейменовувати, нумерувати, вказувати і під’єднувати слої до проекту. Також єможливість увімкнути і вимкнути слой і зробити будь-який увімкнутий слойактивним. В діалозі відображені всі існуючі слої, кількість яких можназбільшити до 99. Між назвою слою і його номером знаходяться символи, яківказують його тип. Ці символи означають наступне: S – сигнальний слой, E – слойувімкнений, А – автоматичне прокладення маршруту, N – несигнальний, D – слойвимкнений, Р – слой планування, Н – горизонтальна тенденція прокладання, V –вертикальна тенденція прокладання маршруту доріжок.
Товщина лінії по замовчуванню вказується командою OptionsCurent Line.
P-CAD PCB підтримує контактні площадки (Pad) іміжпрошаркові з’єднання (Via) двох типів – прості (Simple) і складні (Complex).Контактні площадки і стандартні форми, наскрізні площадки і міжпрошарковіз’єднання які монтуються на поверхні називаються простими. Якщо ж вонизнаходяться між слоями, вони називаються складними. В P-CAD PCB прості іскладні Via і Pad настроюються окремо через команди Options Pad Style і OptionsVia Style.
Встановлення кроку сітки в P-CAD PCB аналогічно P-CADSchematic. Сітка з кроком 100 mil є зручною для встановлення наскрізнихкомпонентів. Вона забеспечує максимальну гнучкість при подальшому трасуваннідрукованої плати.
Як і в P-CAD Schematic в P-CAD PCB для встановленнякомпонент повинні бути відкриті бібліотеки. Їх підключення відбуваєтьсяаналогічно P-CAD Schematic.
Задання форми друкованої плати
Для початку проектування потрібно задати контури друкованоїплати. Для цього використовуються лінії і дуги, які кладуться аналогічно P-CADSchematic. Слід зазначити, що класти лінії на сигнальні слої не варто, оскількице викличе проблеми при розведенні друкованої плати. Для задання контурів платислужить слой Board. На ньому потрібно нанести неперервний контур платипотрібних розмірів і форми користуючись координатною сіткою.
P-CAD PCB дозволяє встановлювати компоненти на робочуобласть і з’єднувати їх. Для того щоб покласти компонент використовуєтьсякоманда Place Component. Для з’єднання компонентів – команда Place Connection.Таким чином можна набрати електричну схему і розвести друковану плату. Алебільшість сучасних систем автоматичного проектування дозволяють набирати схемив спеціально для цього призначених програмах, таких як P-CAD Schematic.Створені в P-CAD Schematic списки з’єднань (Netlists) завантажуються у P-CADPCB. Користувачу залишається лише відповідним чином розмістити завантаженіелементи на платі (в більшості випадків авторозміщення, здійснене P-CAD PCB єнезадовільним) і здійснити трасування друкованої плати. Завантажити Netlistможна командою Utils Load Netlist.В P-CAD PCB компоненти можна повернути надовільний кут. Для повертання елемента на 90 градусів служить клавіша R. КомбінаціяShift+R дозволяє розвернути компонент на довільний кут. При натисненні цієїкомбінації щоразу кут повертання компонента збільшується на величину, яказадається в Options Configure.
Для зменшення кількості з’єднань P-CAD PCB дозволяєоптимізувати мережі. Для цього виконується команда Utils Optimize Nets. Вонавраховує кілька факторів, які дозволяють зменшити кількість мереж і спроститирозведення плати.
Розведення друкованих плат
Плати в P-CAD PCB можна розвести трьома способами –автоматичним, інтерактивним і ручним (Autoroute, Interactive and Manual route).У більшості випадків розведення здійснюється спочатку автоматичним способом, апотім корегується двома останніми.
Для автоматичного розведення маршрутів використовуєтьсякоманда Route Autorouters. В діалозі слід вибрати алгоритм розведення. Коженалгоритм має свої власні настройки. Після встановлення параметрів натискаєтьсякнопка Start і починається трасування. Якщо в процесі розведення виникаютьякісь помилки, про це виводиться рапорт. Трасування ведеться по всіх увімкненихсигнальних слоях з врахуванням виставлених тенденцій напрямку. Алгоритмуавтоматичного трасування не завжди вдається провести всі доріжки. Дляподальшого трасування використовується ручна розводка.
При ручному трасуванні користувач самостійно прокладаєдоріжки від одного контакту до іншого. Прокладання проходить сегментами напоточному слої відносно координатної сітки. Слої змінюються клавішами L таShift+L. При цьому в точці перемикання слоїв автоматично вставляється Via. Приуспішному закінченні трасування (останній сегмент закінчується на контактікомпонента) кінець сегмента позначається хрестиком. Вихід з ручного трасуванняпоточної доріжки здійснюється правою кнопкою миші або клавішею ESC.
Інтерактивний режим відрізняється від ручного тим, щокористувачеві достатньо просто мишею “тягнути” доріжку в потрібному напрямі.Огинання перешкод здійснюється автоматично.
Часто просто необхідно вказати певні правила проектуваннядля нормального розведення плати. Правила встановлюються командою OptionsDesign Rules. На вкладці Design можна вибрати окремі настройки і встановити їхзначення. Вкладка Layer дозволяє змінити правила зазору для кожного слою.
Друк проекту
P-CAD PCB дає змогу роздрукувати кожну частину проекту. Дляцього генерується задача (Job), в якій конкретизовано, що саме слід друкувати.Такі задачі генеруються для всіх частин проекту. Потім вибираються потрібні іпроводиться друк.
Задачі створюється виконанням команди File Print інатисненням кнопки Setup Print Jobs. В діалозі слід ввести ім’я задачі (PrintJob Name) і натисканням кнопки Add створити нову задачу. Після цього задачуслід відмітити в списку (Print jobs) і настроїти параметри – вказати, які слоїбудуть друкуватися (Layers), які символи будуть роздруковані (Display Options),масштаб і зміщення (Print Adjustments) і межі друку (Print Region). Друкзапускається кнопкою Generate Printouts.
1.3 Принцип створення власних компонентів
Всі компоненти P-CAD знаходяться в бібліотеках. Розробкапроектів полягає в перенесенні компонентів з бібліотек на робочу областьпроекту. Якщо потрібного компонента немає в жодній бібліотеці, виникаєнеобхідність створювати власний.
Кожен компонент складається з двох частин – схематичногопозначення, або просто символу (Symbol), і монтажного позначення, або просто зразка(Pattern). Символ використовується в P-CAD Schematic, а зразок – в P-CAD PCB. Унеповного компонент може бути відсутнім або символ, або зразок.
Символ – це схематичне позначення компонента. Вінскладається з деякого малюнку (ліній, дуг, надписів) і контактів (Pins). Такожобов’язковими складовими символу є контрольна точка (Reference Point), атрибутипозначення посилання (RefDes) і типу (Type). Для створення символувикористовується P-CAD Schematic. Спочатку набирається малюнок, який відповідаєсхематичному позначенню компонента. Потім встановлюються контакти (Pins). Безконтактів компонент немає електричного змісту. У кожного контакту потрібновстановити унікальний атрибут PinDes. Цей атрибут використовується для правильногоз’єднання символу зі зразком. PinDes у символів повинен співпадати з PinDesеквівалентних ніжок у зразка. Далі потрібно покласти Ref Point і атрибути –RefDes і Type. Для зберігання символу потрібно здійснити блочний вибір всіхйого складових. Зберігання символу в бібліотеку здійснюється командою LibrarySymbol Save As.
Зразок – монтажне позначення компонента, яке відповідаєреальним розмірам і формі компонента. Він складається з контактних площадок(Pad), малюнка, який визначає зовнішній вигляд корпуса, точки контролю іатрибутів RefDes і Type. Створюється зразок в P-CAD PCB. На електропровіднийслой (по замовчуванню – Top) кладуться контактні площадки і редагуються їхвластивості. Важливою є еквівалентність PinDes зразків і символів. Далі нанеелектропровідному (несигнальному) слої (Top Silk) здійснюється малюноккорпуса компонента. На завершення ставиться контрольна точка (Ref Point) іатрибути RefDes і Type. Перед збереженням зразка потрібно здійснити блочнийвибір всіх його складових. Збереження зразка в бібліотеку виконується командоюLibrary Pattern Save As.
Для об’єднання зразка і символу і створення компонентавикористовується програма Library Executive.
Новий компонент створюється командою Component New. Післяцього вводиться ім’я бібліотеки, яка містить символ і зразок компонента.Кнопкою Select Pattern слід вибрати зразок нового компонента. Після цьоговводиться кількість незалежних проходів у компоненті (Number of Gates), тобтокількість незалежних символів у зразку. Виставляються тип компонента, стиль інумерація проходів. Кнопкою Select Symbol вибирається символ для всіх проходів,якщо стиль компонента однотипний (Homogeneous) і для кожного проходу, якщокомпонент різнотипний (Heterogeneous). Нумерація проходів може проводитись поалфавіту або чисельно. Для вітчизняних компонентів прийнята числова нумерація.Після виконання цих дій необхідно підкорегувати таблицю відповідностейконтактів. Для цього слід натиснути кнопку Pins View. У таблиці, що з’явиласяпотрібно заповнити наступні поля (поля Pad # і Pin Des повинні вже бутизаповненими):
– Gate # — номер проходу до якоговідноситься даний контакт.
– Sym Pin # — номер контакту усимволі. Завжди заповнений для всіх перших еквівалентних проходів. Для всіхнаступних повинен повністю співпадати з номером контакту символу зеквівалентного проходу (див. далі).
– Pin Name — Ім’я контакту. Якщоприсутнє в перших еквівалентних проходах – повинне бути або видалене, абоздубльоване у всіх наступних еквівалентних проходах.
– Gate Eq – еквівалентність іншомупроходу. Слід вказати, якому проходу з існуючих даний контакт еквівалентний.
– Pin Eq – еквівалентністьконтакту – вказує якому контакту з проходу, вказаного в Gate Eq даний контактеквівалентний.
– Elec. Type – електричний змістконтакту. Слід вибрати потрібний тип (вхід, вихід, пасивний, живлення тощо).
Збереження компонента в бібліотеку здійснюється командоюComponent Save As. В назві компонента дозволяються символи кирилиці.
2. Описпобудови принципової схеми та трасування плати в середовищі PCAD-2008
2.1 Побудовапринципової схеми в PCAD 2008 Schemantic
Дляпобудови схеми необхідно встановити потрібний формат листа (А4, А3, А2, А1), атакож одиницю виміру (mm – міліметри, mil – десята частина дюйма, inch –дюйми), після цього потрібно вибрати титульний лист, Для виконання будь-якоїкоманди потрібно вибрати цю команду і вона буде діяти до тих пір, поки командане буде відмінена натисканням на стрілку або вибором іншої команди. На панелішвидкого реагування (зліва) вибрати кнопку символ. Після вибору кнопки “символ”клікнути на робочій області, після чого у вікні вибрати потрібний компонент,якщо його в поточній бібліотеці немає потрібно у випадаючому меню вибрати іншубібліотеку або встановити її до списку поточних вибравши кнопку Library setup.Після того як необхідний компонент вибраний, вибираємо його положення напринциповій схемі і кліком розміщуємо на ній, при цьому якщо натиснути накнопку миші і утримуючи її натискати ‘z’ та ‘f’, то компонент відповідно будекрутитися та дзеркально відображатися відносно горизонтальної осі.
Післярозміщення всіх компонент їх необхідно з’єднати у відповідності до логічногофункціонування схеми.
Виборомкоманди Place/Wire з’єднуємо поставлені на лист елементи.
Післятого, як схема намальована в PCAD 2008 Schemantic виділяємо її і за допомогоюкомади Util/Generic Netlist генеруємо список зв’язків між компонентами(елементами схеми) у файлі з розширенням *.net. Після чого записуємо принциповусхему на диск для подальшого опрацювання та роздруковування. На цьому дії вPCAD 2008 Sсhemantic завершуються.
2.2Трасування плати за допомогою програми PCAD 2008 PCB
Вибираєморозмір робочої зони, одиницю виміру командою Options/Configure… Потімзавантажуємо файл з розширенням *.net – файл зв’язків. Для цього виберемокоманду Utils/Load Netlist. Якщо в принциповій схемі немає помилок, то програмазавантажить корпуса елементів з їхніми зв’язками. Виберемо командуRoute/Autoroutes. Вона дозволяє вибрати кількість провідних прошарків Layersдля трасування однопрошаркових та багатопрошаркових плат, а також можна задатиза якою технологією будуть виготовлюватися плати на підприємствах (EngenearingDesign), а також крок сітки та товщину ліній трасування. Натиснувши на клавішуStart програма протрасує елементи та розведе плату. Після чого записуємо схемуна диск для її подальшої обробки.
Уразі відсутності потрібних елементів їх можна створити самостійно, як цезроблено в даній роботі у зв’язку з відсутністю бібліотек з вітчизнянимикомпонентами. Для створення компонент необхідно створити схемне позначення тавигляд корпусу в програмах Pcad 2008Schemantic та PCAD 2008 PCB. При чомувиводи символів Pins Designators повинні бути однаковими в корпусі та схемномупозначенні. Після цього в Library Manadger створюємо об’єкт під’єднуємо донього корпус та схемне позначення та в ручну корегуємо та заповнюємо службовуінформацію про елемент. А саме: логічне призначення виводів, належність допевної секції у багатосекційних елементах, назви виводів, їх еквівалентність.Можна також перенести компонент, схемне позначення або корпус вибравши опціюLibrarys Copy… після чого вказуємо з якої бібліотеки копіювати та в якубібліотеку копіювати елементи. Однією з потужних операції програми ємодифікація існуючих елементів. Після того, як елемент створений записуємо йогопід оригінальною назвою, яка на схемі позначається як тип елемента.
3. Опис принципової схемиФормувач імпульсів
Дляпристроїв автоматики, дистанційного управління або перевірки роботи окремихвузлів схеми інколи потрібно передавати пачкиу із визначеного числа імпульсів.Інколи потрібно мати пачки імпульсів, які складаються із довільної комбінаціїположень імпульсів відносно початкового, — кодову послідовність. Такий режимзабезпечує дана схема. Якщо ні одна із кнопок не натиснута, то на виході(DD1/11) будуть з’являтись одинарні імпульси, з періодом, який визначаєтьсячастотою задаючого генератора на елементах DD1.1, DD1.2.
В залежності від того, якакнопка натиснута, на виході з’явиться пачка з комбінації імпульсів. При чомукожній натиснутій кнопці буде відповідати визначене положення імпульсу відноснопочаткового. Кнопки можуть бути натиснуті в будь-якій комбінації або всіодночасно. Що дозволяє використовувати схему в пристроях, де потрібна длядистанційного управління одночасна передача декількох команд.
Висновок
Принаписанні курсової роботи САПР PCAD 2008 було реалізовано трасування плати, длясхеми формувача імпульсів. РСAD 2008 показала себе надійною при реалізаціїпроекту. До недоліків даної системи можна віднести відсутність компонентвітчизняного виробництва та відсутність в стандартній версії PCAD 2008підтримки вітчизняного стандарту. До переваг описаної САПР відноситься зручнийдля користування Windows інтерфейс, у порівнянні з попередніми версіями, ташвидке створення схеми на основі готових блоків функціональних вузлів.
Література
1. АССEL 7.1
2. И. П. Шелестов Радиолюбителям: полезные схемы. – М.: Солон–Р,1999,216 с ил.
3. В. Л. Шило Популярные цифровые микросхемы: Справочник. – М.: Радиои связь, 1997