* Pad Style (Other) - стиль остальных контактных площадок. В обоих случаях выбирается вариант контактной площадки (точнее, отверстие с контактными площадками), созданной ранее и хранящейся в памяти компьютера.

Если требуемой КП не оказалось, то можно, не выходя из диалогового окна Мастера подсказки, открыть диалоговое окно Options Pad Style (Установка стиля КП) и в нем разработать новую КП, а затем вернуться к Мастеру подсказки и продолжить работу.

Первый вывод микросхем рекомендуется выполнять с контактной площадкой, отличной от остальных, например прямоугольной формы. В нашем примере установите для первого контакта Пр08/1,2 (металлизированное отверстие с прямоугольной контактной площадкой), а для остальных - Кр08/1,2 (металлизированное отверстие с круглой контактной площадкой);

* Rotate (Вращение). Если контактная площадка должна быть сориентирована не так, как она разработана, то ее можно повернуть на 90°, установив соответствующий флажок;

* Silk Screen (Слой сеткографии). Включите флажок, если предполагается выполнить графический рисунок микросхемы. Тогда окна этой зоны станут активными;

* Silk Line Width (Ширина линии). Здесь необходимо установить ширину линии для выполнения графической части посадочного места. Задайте ширину 0,2 мм;

* Silk Rectangle Width (Ширина);

* Silk Rectangle Height (Высота).

В двух последних строчках устанавливаются соответствующие размеры для корпуса микросхемы, которые (это следует иметь в виду) используются про-граммой с целью определения конструктивных зазоров между элементами (корпусами элементов). Укажите 6,5 мм (ширину) и 22 мм (высоту);

* Notch Type (Тип отметки). Программа предлагает несколько вариантов отметки положения первого вывода микросхемы, которые не соответствуют требованиям отечественных нормативных документов, рекомендующих обозначать первый вывод точкой или кружком. Поэтому установите None (He требуется).

На этом основная часть работы над посадочным местом микросхемы заканчивается. Щелкните по кнопке Finish (Конец) - Мастер подсказки свернется, а рисунок будет перенесен на рабочее поле программы Pattern Editor.

Посадочное место полностью готово, и его можно записать в библиотеку. С этой целью целесообразно создать (или открыть) специальную библиотеку для посадочных мест с названием Микросхемы ПМ, в которой посадочное место можно записать с именем DIP-16.

Закончить работу в программе Pattern Editor.щелчком по кнопке Х

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

СОЗДАНИЕ ТИПОВОГО КОМПОНЕНТНОГО МОДУЛЯ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

- приобретение навыков создания и ведения библиотек в P-CAD Executive;

- приобретение навыков создания типового компонентного модуля в P-CAD Executive.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ:

1 ВЫЗВАТЬ ПРОГРАММУ P-CAD Executive

Запустить программу, щелкнув мышью по копке Пуск, в выпадающем меню, следует выбрать Программы = P-CAD2000 = P-CAD Executive

2 ПОДГОТОВИТЬ БИБЛИОТЕКУ ТИПОВЫХ КОМПОНЕНТНЫХ МОДУЛЕЙ

Библиотеки P-CAD2000 содержат три типа объектов:

· компоненты (components);

· посадочные места (patterns);

· символы УГО (symbols).

Символы УГО (symbols) создаются в программе Symbol Editor (лабораторная работа №1).

Посадочные места (patterns) создаются в программе Pattern Editor (лабораторная работа №2).

Компоненты (components) или типовые компонентные модули создаются в программе P-CAD Executive (P-CAD Library Manager).

Библиотеки подключают по команде Library (Библиотека) = Setup (Установка). Выбрав клавишу Add Sets (Добавить комплекты) создать набор библиотек с именем «№ группы». Внести с помощью клавиши Add Library (Добавить библиотеку) в этот набор ранее созданные библиотеки (библиотеку LAB). Для удобства поиска элементов библиотек используется команда Source Browser, автоматически выполняющаяся при запуске менеджера библиотек P-CAD Executive.

С помощью этой команды удобно переходить к редактированию соответствующей составляющей библиотечного элемента.

Если пункт 2 выполнен, то п.3 пропустить и перейти к п. 4.

3 ОТКРЫТЬ БИБЛИОТЕКУ

Открыть библиотеку с помощью Library => Open. Найдите и откройте ранее созданную библиотеку LAB.

Сначала в нее необходимо скопировать (перезаписать) готовые объекты (символы и посадочные места). Для создания ТКМ можно заимствовать из других библиотек любые части (объекты), входящие в их состав.

Копирование имеющегося библиотечного объекта осуществляется с помощью команд Library => Copy. В открывшемся диалоговом окне (рисунок 3.1) щелкните по кнопке Destination Library (Библиотека назначения) и выберите библиотек, в которую предполагается произвести копирование.

Затем щелчком по кнопке Source Library (Библиотека-источник) вызовите библиотеку, из которой хотите позаимствовать объект.

В зоне Copy Item (Вид копии) установите вид копируемого объекта, тогда в окне Item Names (Имена объектов) будут показаны только имена элементов выбранного вида. Выделите цветом нужный объект в списке и щелкните по кнопке Copy. Произойдет копирование, но диалоговое окно останется на рабочем поле, и вы при необходимости сможете продолжить копирование других объектов, в том числе из любых библиотек.



Рисунок 3.1 - Диалоговом окне Destination Library.

В зоне Copy Item (Вид копии) установите вид копируемого объекта, тогда в окне Item Names (Имена объектов) будут показаны только имена элементов выбранного вида. Выделите цветом нужный объект в списке и щелкните по кнопке Copy. Произойдет копирование, но диалоговое окно останется на рабочем поле, и вы при необходимости сможете продолжить копирование других объектов, в том числе из любых библиотек.

Установите флажок Symbol (Символ) и скопируйте в новую библиотеку ранее созданный символ (например, Резистор).

Готовое посадочное место скопировать, поставив флажок Pattern (Посадочное место).

Закончив копирование, щелчком по кнопке Close закройте диалоговое окно.

4 РАЗРАБОТАТЬ ТИПОВОЙ КОМПОНЕНТНЫЙ МОДУЛЬ

Интегрированный компонент библиотеки включает в себя все три типа объектов и называется типовым компонентным модулем (ТКМ).

Первый ТКМ, который мы создадим, - резистор. Он содержит полную информацию, необходимую для рисования электрической схемы, а также все технические данные, требуемые при проектировании печатной платы

В программе P-CAD Executive щелкните по кнопке Component New (Новый компонент). В появившемся стандартном диалоговом окне (рисунок 3.2) найдите библиотеку для хранения создаваемого ТКМ и щелчком по кнопке Open (Открыть) вызовите диалоговое окно Component Information: UNTITLED (Информация о компоненте: без имени).

4.1 Выбрать посадочное место

Если было разработано посадочное место и скопировано ли оно в текущую библиотеку, то достаточно щелкнуть по кнопке Select Pattern (Выбор посадочного места), в открывшемся диалоговом окне Library Browse (Просмотр библиотеки), выбрать требуемое посадочное место и щелкнуть по кнопке ОК. Имя выбранного посадочного места появится в диалоговом окне Component Information рядом с кнопкой Select Pattern.

Введите в окне Number of Gates (Количество частей) цифру 1 (в разрабатываемом компоненте только одна составная часть).

В окне Refdes Prefix (Код обозначения) введите букву, соответствующую коду элемента (для резистора - R).

Рисунок 3.2 Диалоговое окно Component Information

На данном этапе работы в диалоговом окне Component Information можно ввести дополнительную информацию об элементе.

В зоне Component Type (Тип компонента) необходимо установить соответствующий тип-таблица 1:

Таблица 1

Назначение выводов.

Тип вывода	Назначение
Unknown	Вывод без определенного типа, назначается по умолчанию
Passive	Вывод пассивного компонента
Input	Вход
Output	Выход
Bidirectional	Двунаправленный вывод
Open-H	Вывод с открытым эмиттером
Open-L	Вывод с открытым коллектором
Passive-H	Вывод пассивного компонента, подключаемого к цепи питания
Passive-L	Вывод пассивного компонента, подключаемого к общему проводу
3-State	Вывод с тремя состояниями
Power	Вывод питания или общего провода

В зоне Component Style (Стиль компонента) следует поставить один из флажков:

* Homogeneous (Однородный) - элементы, состоящие из нескольких одинаковых частей. Подавляющее большинство компонентов принадлежит этому типу;

* Heterogeneous (Неоднородный) - элемент, в который входит несколько функционально различных частей, например электромагнитные реле, включающие в себя обмотки и контактные группы.

В зоне Gate Numbering (Нумерация частей) определяется способ обозначения составных частей. В соответствии с требованиями отечественных стандартов нумерация частей выполняется цифрами. Поэтому здесь всегда должен стоять флажок Numeric (Цифровая).

4.2 Выбрать символ

Чтобы записать символ элемента в создаваемый ТКМ, следует в диалоговом окне Component Information (Информация о компоненте) щелкнуть по кнопке Symbol View (Просмотр символов). Имейте в виду, что данная команда начинает функционировать только после установки посадочного места и введения конкретных данных в строчках Number of Gates и Refdes Prefix.

В открывшемся диалоговом окне Symbol View щелкните по кнопке Select Symbol (Выбор символа), чтобы вызвать следующее диалоговое окно Library Browse (Просмотр библиотеки), в котором надо выбрать требуемый символ и щелкнуть по кнопке ОК. Диалоговое окно Symbol View закрывается щелчком по команде Component Info

О том, что символ записан, можно судить по таблице в нижней части диалогового окна Component Information - в столбце Normal должно появиться имя символа.

4.3 Упаковать выводы

Термин «упаковка» обозначает введение в ТКМ информации о нумерации выводов, их эквивалентности и функциональном назначении. Существенное значение это имеет при разработке микросхем, а для простейших ТКМ потребуется только аккуратное заполнение двух (или нескольких) строчек в таблице Pins View (Тип вывода).

Щелчком но кнопке Pins View вызовите на экран одноименное диалоговое окно. Часть клеток в нем обычно заполняет программа, а остальные - пользователь.

При создании ТКМ двухвыводного элемента заполните таблицу так, как показано в таблице 2. Для этого последовательно подводите указатель мыши к клеткам и вводите с клавиатуры требуемые цифры, а затем закройте окно, щелкнув по кнопке Component Info.

Таблица 2

пример упаковки выводов для резистора

Pad #	Pin Des	Gate #	Sym Pin #	Pin Name	Gate Eq	Pin Eq	Elec.Type
1	1	1	1	1	1	1	Неизвест.
2	2	1	2	2	1	1	Неизвест.

Поясним содержание таблицы:

* Pad # - номер вывода корпуса. Программа автоматически заполняет этот столбец и отображает сквозную нумерацию от 1 до максимального значения, которое соответствует количеству выводов посадочного места, установленному в строке Number of Pads диалогового окна Component Information (Информация о компоненте);

* Pin Des - обозначение вывода. Как правило, соответствует номерам выводов, но бывают исключения;

* Gate # - номер логической части. Для микросхем, содержащих несколько логических частей. Всем выводам каждой части, независимо от их функционального назначения, присваивается одна и та же (одинаковая в пределах этой части) цифра. Она является номером логической части, отображаемой на электрической схеме. Логические части микросхем обозначаются цифрами от 1 и далее в порядке возрастания;

* Sim Pin # - номер вывода у символа. Каждый символ логической части имеет свою внутреннюю нумерацию выводов, обычно сквозную, от 1 и далее, но допускается и буквенное обозначение. Все логические части в пределах одной микросхемы (одного корпуса) имеют одинаковую нумерацию выводов;

* Pin Name - имя вывода. В данном столбце записывается наименование выводов микросхемы, которое может быть буквенным, цифровым или смешанным;

* Gate Eq - эквивалентность логических частей, которые, как правило, взаимозаменяемы (для однотипных, или гомогенных микросхем). Возможность замены логических частей отмечается в данном столбце введением одинаковых цифр 1 (единиц). Если логические части не взаимозаменяемые (как в не однотипных, или гетерогенных микросхемах), то каждой из них присваивается своя цифра (1, 2 и т.д.);

* Pin Eq - эквивалентность выводов. В пределах логической части бывают равноценные (взаимозаменяемые) выводы, которые при проектировании печатной платы могут свободно меняться местами. Такие выводы отмечаются в каждой логической части одинаковыми цифрами;

* Elec Type - тип вывода (электрическое и функциональное назначение вывода). В данном столбце может содержаться любая информация о выводах в виде текста или условных сокращений, в том числе на русском языке.

5 СОХРАНИТЬ ТКМ

Не закрывая окна Component Information, щелкнуть по кнопке Component Save (Сохранение компонента). Появится диалоговое окно Component Name (Имя компонента). После ввода имени ТКМ щелкнуть по кнопке ОК.

6 УПАКОВКА ВЫВОДОВ МИКРОСХЕМЫ

Находясь в диалоговом окне Component Information (Информация о компоненте) щелчком по кнопке Pin View (Просмотр вывода) откройте одноименное диалоговое окно и установите в нем необходимые параметры для всех выводов устройства.

Для введения информации в любую (пустую) клетку достаточно щелкнуть по ней мышью и после этого набрать любой текст, который будет дублироваться контрольной области, расположенной в верхней части данного диалогового окна. Чтобы провести корректировку содержимого любой ячейки, ее следует выделить - поместить в нее указатель и щелкнуть кнопкой мыши. Информация данной клетки продублируется в контрольном окне. Данные, записанные в одной или нескольких ячейках, можно использовать для заполнения других клеток таблицы. С этой целью одна клетка или группа должны быть выделены.

Если у вас установлена программа P-CAD 2000, то для работы с выделенным фрагментом таблицы щелкните ПК. На экране появится контекстное меню, в котором можно выбрать команды управления:

* Sort Rows Ascending - сортировать в порядке возрастания (на самом деле программа сортирует в порядке убывания);

* Sort Rows Descending - сортировать в порядке убывания (в действительности программа сортирует в порядке возрастания);

* Enumerate Up - пронумеровать в порядке возрастания, или сверху вниз. В этом случае необходимо в одной из клеток ввести начальное число, затем выбрать весь столбец и воспользоваться данной командой. На практике программа производит обратные действия - выполняет нумерацию в порядке убывания;

* Enumerate Down - пронумеровать в порядке убывания (аналогична предыдущей команде). Программа делает все наоборот;

* Cut - вырезать и удалить в буфер обмена;

* Copy - скопировать содержимое выделенных клеток в буфер обмена;

* Paste -- поместить в отмеченные (пустые) клетки содержимое буфера обмена. Если вставляется содержимое нескольких клеток, то необходимо выбрать такое же количество пустых ячеек;

* Electrical Type - тип вывода. Имеется в виду электрическое и функциональное назначение вывода. Данная строка в контекстном меню функционирует только тогда, когда обрабатывается столбец Elec Type. Щелчком по строке открывается меню с набором электрических типов выводов.

После ввода имени ТКМ щелкнуть по кнопке ОК.

Сокрытие выводов

Если выводы не должны быть показаны на электрической схеме (как правило, цепи «земля» и «питание»), их можно скрыть.

Для этой цели в колонке Gate # введите буквы PWR (условное сокращение слова Power), а в колонке Sym Pin # клетку оставьте незаполненной.

В столбце Pin Name поместите имя, соответствующее цепи, к которой данный вывод должен быть подключен. Например: +5 В, -12 В, VCC или др,

В колонке Elec Type укажите Power.

В программе P-CAD 2000 буквы PWR появляются в соответствующей клеточке автоматически при записи слова Power в колонку Elec Type. Попытка вначале записать буквы PWR не увенчается успехом.

Свободные выводы

Если в микросхеме имеются свободные выводы (к которым внутри нее не подводятся никакие цепи), то они должны присутствовать в таблице (пропуски выводов в таблице недопустимы). Для таких выводов все клетки, кроме Pin Des и Elec Type, должны остаться незаполненными, а в столбце Elec Type следует задать Unknown.

Объединенные выводы

В некоторых микросхемах, состоящих из однотипных логических частей, выводы отдельных частей могут быть объединены и подключены к одному выводу микросхемы. Для обозначения таких выводов необходимо в строчке соответствующего вывода микросхемы в колонке Gate # ввести текст CMN (условное сокращение слова Common). Остальные ячейки данной строки заполняются как обычно.

Поскольку логические части разных групп не являются взаимозаменяемыми, в столбце Pin Eq следует набрать 0 (ноль) или оставить клетки пустыми.

Микросхемы с разнородными логическими частями

Имеются микросхемы, содержащие логические части разного функционального назначения (разнородные, или гетерогенные микросхемы). Для таких микросхем в зоне Component Style диалогового окна Component Information следует установить флажок Heterogeneous.

Рисунок 3.3 Пример упаковки выводов микросхемы 561ЛА7

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

ПОСТРОЕНИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

приобретение навыков работы по созданию принципиальных электрических схем из имеющихся библиотечных элементов P - CAD Schematic.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ:

1 ВЫЗВАТЬ ПРОГРАММУ P-CAD Schematic

Запустить программу, щелкнув мышью по копке Пуск, в выпадающем меню, следует выбрать Программы = P-CAD2000 = P-CAD Executive = P-CAD Schematic

2 УСТАНОВИТЬ РАБОЧИЕ ПАРАМЕТРЫ

Подробно установка рабочих параметров рассматривалась в лабораторной работе №1.

Открыть выпадающее меню Options (Установки).

Выбрать строчку выпадающего меню - Configure. После щелчка по ней откроется диалоговое окно Options Configure (Установка конфигурации).

В области Units (Единицы) поставить флажок mm. В зоне Workspace (Рабочее пространство) задать размер листа (например, формат A3 - 420X297 мм), на котором предполагается выполнять электрическую схему.

В строке выпадающего меню - Grids (Сетки). В открывшемся диалоговом окне следует задать такую же сетку, какая была принята при создании условных графических элементов схем. Для нашего случая это сетка 2 мм.

В строке Current Wire (Действующая линия) задать линии шириной 0,2; 0,4 и 0,6 мм.

3 ЗАГРУЗИТЬ БИБЛИОТЕКУ

Выполнить команды Library (Библиотека) = Setup (Установка), откроется соответствующее диалоговое окно (Рисунок 4.1). Щелкнув в нем по кнопке Add (Добавить), после чего в стандартном диалоговом окне найдем папку и требуемую библиотеку (LAB).

Рисунок 4.1 -диалоговое окно Library Setup

4 РАЗМЕСТИТЬ УГО

Щелкнем по кнопке Place Part (Размещение элемента). Вывести указатель мыши в любое место рабочего поля и щелкнуть ЛК. Откроется одноименное диалоговое окно - рисунок 4.2, в котором после щелчка в строке Library по кнопке развернется список установленных библиотек - выбрать нужную.

Рисунок 4.2-диалоговое окно Place Part

Если в строке Library диалогового окна Place Part щелкнуть по названию установленной библиотеки, то в строке Component Name (Имя компонента) будут показаны имена всех содержащихся элементов. Если мы хотим предварительно просмотреть символ компонента, то выделим его цветом и щелкнем по кнопке Browse (Просмотр). В этом случае откроется дополнительное окно, в котором мы увидим условное графическое обозначение выбранного элемента. Чуть ниже, под окном, появится информация об именах символа и посадочного места (при условии, что последнее присутствует в составе компонента).

В диалоговом окне Place Part, прежде чем вывести элемент на рабочее поле, заменить «пустышки» {RefDes} и {Value}, вводили в УГО, конкретными значениями. Для этого нужно:

* ввести буквенный код элемента, если его еще нет в УГО;

* изменить буквенный код, помещенный в УГО ранее;

* добавить буквенный код и начальную цифру для позиционного обозначения элемента. Первая копия этого элемента, находящаяся на рабочем поле, имеет установленное позиционное обозначение. При многократном воспроизведении элемента на схеме последующие копии снабжаются позиционными обозначениями, каждый раз увеличивающимися на единицу. Если для элемента не определена цифра позиционного обозначения, то первая копия окажется без номера (только с буквой кода элемента), а остальные будут иметь цифры (начиная с единицы). Если же отказаться от буквенного кода, то программа для всех подобных элементов введет единый код U и сквозную нумерацию;

* определить номинальное значение для элемента. При многократном его копировании номинал у всех копий будет одинаковым.

Замена «пустышек» производится в окнах RefDes (Позиционное обозначение) и Value (Значение) диалогового окна Place Part (Размещение элемента), хотя на данном этапе работы делать это необязательно.

При размещении элементов на рабочем поле нет необходимости заботиться о правильном расположении позиционных обозначений, поскольку на заключительном этапе они автоматически будут упорядочены.

Текст {Туре}, входящий в УГО элемента, изменению не подлежит. Эта надпись соответствует имени элемента в библиотеке и устанавливается автоматически.

Завершив все требуемые назначения в диалоговом окне Place Part, щелкнем по кнопке ОК. Окно свернется, а указатель мыши будет готов к нанесению на рабочем поле выбранного элемента.

При каждом нажатии на клавишу R объект поворачивается на 90° против часовой стрелки, а при нажатии на клавишу F - переворачивается (получается зеркальная копия).

После различных манипуляций с УГО надписи, входящие в их состав, могут находиться в неудачных местах. Подобные графические погрешности несложно исправить. Для этой цели щелкнем по кнопке Select (Выбор), нажмем и удерживаем клавишу Shift и щелкнем ЛК по тексту, который требуется переместить или повернуть. Затем, не отпуская левую кнопку, перетащим надпись на новое место и, нажимая клавишу R, развернем текст.

5 ПРОВЕСТИ СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ ПРОВОДНИКИ

Для этой цели щелкнем по кнопке Place Wire (Проводник), подведем указатель мыши к началу цепи (например, к выводу элемента) и щелкнем ЛК.

Начиная работу с командой Place Wire, обратить внимание на строку состояния - там отображен режим ортогональности. При рисовании схемы установим Ortho = 90. Если в этой строке указан другой режим, изменим его нажатием клавиши О.

Подведем указатель мыши к началу рисуемой цепи и щелкнем ЛК.

Порядок вычерчивания отрезков цепи можно оперативно менять, нажимая на клавишу F. И если в процессе рисования цепи мы щелчком ЛК обозначили ее вторую точку и не отпустили кнопку мыши, то нажатиями клавиши F можете менять путь прокладки цепи, визуально наблюдая, как она будет располагаться.

При точном совмещении начала или конца цепи с выводом элемента (или концом другой цепи), что при включенном режиме привязки к узлам сетки сделать просто, происходит автоматическое их соединение. Зрительно это отмечается на экране исчезновением желтых квадратиков на концах незадействованных (висячих) выводов элементов (или других цепей).

Если вновь рисуемую цепь подвести к ранее вычерченной, то в месте соединения будет автоматически нанесена точка, в результате чего образуется единая электрическая цепь.

Если же при вычерчивании провести цепь над имеющейся, то цепи не соединятся. Соединение произойдет после щелчка мышью по линии вычерченной цепи. Однако если формируемая цепь проходит над выводом элемента (желтым квадратиком), то она подключается к этому выводу независимо от нашей воли. В подобных ситуациях цепи следует изображать в стороне от выводов «чужих элементов».

Построение цепи заканчивается щелчком ПК, а щелчок ЛК возобновляет действие команды рисования, так что после него можно приступать к вычерчиванию очередной цепи.

Если только что сделанная цепь оказалась неудачной, то щелкнем по кнопке Undo (Возврат). Но не забываем, что опция Undo действует только после завершения последней команды. При рисовании линий и цепей действие команды завершается щелчком ПК.

Нередко длинные (да и короткие) цепи бывают многоэлементными, с большим числом перегибов. Такая цепь рисуется последовательными щелчками в ее углах (точках перегиба). Если в процессе вычерчивании мы хотим изменить последний отрезок ломаной линии, то нажимаем клавишу Backspace (Возврат) - он будет удален. При очередном нажатии на эту клавишу исчезнет следующий фрагмент и т.д.

6 ПРИСВОИТЬ ИМЕНА ЦЕПЯМ «ЗЕМЛИ» И ПИТАНИЯ

Щелчком ПК на выделенном участке цепи открыть окно Wire Properties (редактирование свойств цепи). На закладке Net в поле Net Name изменить имя цепи на нужное (GND, +5V и т.д.).

7 НАНЕСТИ ПОЗИЦИОННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, НОМИНАЛЫ И ТИПЫ ИЭТ

Необходимость в определении или уточнении буквенных кодов компонентов возникает в том случае, когда символы были записаны с заведомо неверными кодами или без них. Обычно при разработке символа (или УГО) в программе Symbol Editor компонент помешается в библиотеку с «дежурным» кодом элемента - буквой U (очевидно, от слова Untitled - «без названия»), и именно с ним выводится на рабочее поле. Поэтому, прежде чем нумеровать позиционные обозначения, необходимо привести в порядок буквенные коды элементов.

Установим режим Select (Выбор) и щелкнем мышью по элементу, код которого следует ввести или изменить. Компонент вместе с сопроводительными текстами будет выделен. Затем щелкнем ПК на рабочем поле (положение указателя мыши не имеет значения) и в контекстном меню по строчке Properties (Свойства). Откроется диалоговое окно Part Properties (Свойства элемента) - рисунок 4.3. Оно состоит из пяти вкладок, содержащих обширную информацию по выбранному компоненту.

Рисунок 4.3- диалоговое окно Part Properties

Посмотрим на строчку RefDes, в которой записан код элемента. С помощью приемов редактирования текстов поменяем код, а затем внесем номинальное значение элемента в строке Value.

Закончив изменения и дополнения, щелкнем по кнопке ОК.

В соответствии с требованиями ГОСТов обозначения на схемах должны быть пронумерованы по возрастанию слева направо и сверху вниз. Выполним команды Utils (Служебные программы) = Renumber (Перенумерация). Откроется соответствующее диалоговое окно -рисунок 4.4.

Рисунок 4.4 -диалоговое окно Utils Renumber

Чтобы перенумеровать позиционные обозначения элементов, поставим флажок RefDes, а затем Left to Right (Слева направо), что будет соответствовать требованиям ГОСТа к расстановке позиционных обозначений. Назначения в зоне RefDes используются при работе с микросхемами, включающими в себя несколько однотипных устройств. В данном случае их можно сохранить без изменения. В областях Starting Number (Начальный номер) и Increment Value (Величина приращения) должны быть введены единицы. Щелкнем по кнопке ОК. Прежде чем выполнить команду, программа выдаст предупреждение: Warning 5140/ This operation is not undoable/ Continue? (Эта операция необратима. Продолжить?). Если ответить Да, то произойдет перенумерация всех элементов схемы. Щелчок по кнопке Нет вернет вас к предыдущему диалоговому окну. Дополнительные поясняющие тексты выполняются при помощи команды Place Text. Щелчком по этой кнопке выведем указатель мыши к месту, где должен начинаться текст, и щелкнем ЛК. В точке начала надписи появится курсор, а на рабочем поле откроется диалоговое окно Place Text (Выполнение текста). Схему записать в свою папку.

8 ГЕНЕРАЦИЯ СПИСКА СОЕДИНЕНИЙ

Список соединений включает в себя список компонентов и цепей с указанием номеров выводов компонентов, к которым они подключены. Он используется для размещения на поле ПП корпусов компонентов с указанием их электрических связей согласно принципиальной схеме.

Для генерации списка соединений используется команда Utils/Generate Netlist (Утилиты/Список соединений), окно которой представлено на рисунке 4.5.

Рисунок 4.5 -диалоговое окно Utils Generate Netlist

Формат списка цепей зависит от применяемого редактора печатных плат. Для разработки ПП с помощью графического редактора P-CAD PCB выбирается формат Tango.

С помощью кнопки Netlist Filename (Имя файла) определяется имя файла списка цепей. При выводе списка соединений в формате P-CAD создается текстовый файл списка соединений с расширением NET.

9 ВЕРИФИКАЦИЯ СХЕМЫ

Проверку схемы на наличие синтаксических ошибок выполняют с помощи команды Utils/ERC. (ERC - electrical rules check -- проверка правильности выполнения правил электрических соединений). На рисунке 4.6 приводится окно этой команды.

Рисунок 4.6 - диалоговое окно команды Utils

Кнопка File name позволяет выбрать файл, в который записывается отчет о проверке. Расширение файла отчета о верификации схемы -- ERC.

В группе параметров Report Options (см. таблицу 1) выбираются параметры, подлежащие контролю при выполнении верификации схемы.

Таблица 1

группа параметров Report Options

Single Node Nets	Поиск цепей, имеющих единственный узел
No Node Nets	Поиск цепей, не имеющих узлов
Electrical Errors	Поиск электрических ошибок, как правило, соединение выходов компонентов, их подключение к общим цепям и т.п.
Unconnected Pins	Поиск неподключенных (висячих) выводов компонентов
Unconnected Wires	Поиск неподключенных цепей
Bus/Net Errors	Поиск ошибок групповой связи
Component Errors	Поиск ошибок компонентов, например, расположение символа поверх других компонентов
Net Connectivity Errors	Поиск неправильного подключения цепей земли и питания
Hierarchy Errors	Поиск ошибок в иерархических структурах

Файл сообщений об ошибках .ERC имеет текстовый формат.

Установка флажка View Report вызывает просмотр файла сообщений об ошибках по окончании верификации схемы, флажком Annotate Errors включается цветовое выделение ошибок.

После внесения изменений сохранить схему.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5

РАЗРАБОТКА ТОПОЛОГИИ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ (ПП)

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

· подготовка конструктива ПП с ИЭТ к автоматической трассировке;

· приобретение навыков управления процессом трассировки;

· получение трассировки ПП.

Работа проводится средствами программы P-CAD PCB.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ:

1 ВЫЗВАТЬ ПРОГРАММУ P-CAD PCB.

Запустить эту программу P-CAD PCB можно, щелкнув мышью по копке Пуск, в выпадающем меню, следует выбрать Программы = P-CAD2000 = P-CAD Executive и в развернувшемся рабочем поле выполнить команду Utils = P-CAD PCB.

2 ЗАГРУЗИТЬ БИБЛИОТЕКУ

Обеспечить доступ к библиотекам, в которых находятся компоненты. Библиотеки подключают по команде Library/Setup. Выбрав клавишу Add, добавляют имена библиотек в список открытых библиотек (Open Libraries), но не более 10. С помощью клавиши Delete удаляют библиотеки из этого списка, чтобы освободить место для других.

3 УСТАНОВИТЬ РАБОЧИЕ ПАРАМЕТРЫ

Разработку новой ПП начнем с выполнения команды File/New и настройки конфигурации, выбрав в меню Options команды Configure, Display, Layers, Grids и др. Параметры конфигурации сохраняются вместе с файлом текущего проекта.

3.1 Система единиц. По команде Options/Configure в графе Units выбирают метрическую (mm) систему единиц. В графе Workspace Size указывают размер рабочей области, немного превышающий габаритные размеры печатной платы. В графе Orthogonal Modes включают все режимы, и на этом настройку конфигурации завершают нажатием панели OK.

3.2 Структура слоев печатной платы. При создании новой ПП по умолчанию устанавливается следующая структура слоев:

· Top Assy - вспомогательные данные (атрибуты) на верхней стороне платы;

· Top Silk -- шелкография с верхней стороны ПП;

· Top Paste - графика пайки на верхней стороне платы;

· Top Mask - графика маски пайки на верхней стороне платы;

· Top - верхняя сторона печати платы (сигнальный слой-S);

· Bottom - нижняя сторона печати платы (сигнальный слой-S);

· Bot Mask - графика маски пайки на нижней стороне платы;

· Bot Paste - графика пайки на нижней стороне платы;

· Bot Silk -- шелкография с нижней стороны ПП;

· Bot Assy - вспомогательные данные (атрибуты) на нижней стороне платы;

· Board - границы ПП.

3.3 Ширина проводников. Список значений ширины проводников и геометрических линий составляется по команде Options/Current Line.

После этого на слое Board по команде Place/Line наносится контур ПП. Перед размещением компонентов на плату в меню Options/Grids устанавливают шаг сетки, в частности, при размещении компонентов со штыревыми выводами обычно задают шаг 2,5 мм. Размер каждой стороны ПП должны быть выбраны по ГОСТ 10317 - 79.

4 УПАКОВКА СПИСКА СОЕДИНЕНИЙ НА ПП

Вызвать команду Utils /Load Netlist (Утилиты /Загрузить список соединений), окно которой приведено на рисунке 5.1. Кнопкой Netlist Filename выбирать файл списка соединений, созданный в программе P-CAD Schematic.

Рисунок 5.1 Диалоговое окно Load Netlist

В окне Netlist Format выбрать формат списка соединений TangoPro, включающий информацию об атрибутах компонентов и цепей, расширение имени файла .NET.

Флажком Optimize Nets включается режим минимизации длин соединений на плате путем перестановки логически эквивалентных вентилей и выводов. Разумнее при упаковке схемы не заниматься оптимизацией, оставив этот флажок неотмеченным.

Установкой флажка Reconnect Copper разрешается подключение уже имеющихся на плате участков металлизации к цепям упаковываемой схемы. Как правило, предварительную разводку цепей до упаковки всей схемы проводят нечасто, поэтому этот флажок следует сбросить.

Опция Check for Copper Sharing позволяет, включить проверку платы с предварительно размещенными компонентами и предварительной разводкой части цепей на наличие ошибок.

Если компонент не имеет созданного посадочного места (Pattern), отмечается флажок Create Pseudo Pattern, в этом случае создается так называемое мнимое посадочное место (Pseudo Pattern) и выдается соответствующее предупреждение.

Непосредственная загрузка осуществляется при нажатии кнопки ОК. При этом в рабочей области размещаются компоненты и отображаются связи между ними. В случае если размер рабочего пространства при загрузке платы недостаточен для размещения компонентов, появится сообщение об ошибке. В этом случае необходимо изменить размер рабочего пространства (Workspace) с помощью команды Options /Configure.

После сделанных установок нажать ОК, и тогда на рабочем поле внутри контура ПП размещаются конструктивы компонентов согласно их перечню в файле списка соединений, а так же на экране изображаются линии электрических связей.

5 РАЗМЕСТИТЬ ИЭТ ПО ПОЛЮ КОНСТРУКТИВА

Оптимальное размещение компонентов предопределяет успешную трассировку проводников и работоспособность реального устройства. Размещение компонентов на ПП произвести вручную.

При размещении компонентов поворот их на угол 90° по часовой стрелке осуществляется нажатием на клавишу R, а перенос на противоположную сторону печатной платы - нажатием клавиши F.

"Паутина" линий, изображающих связи, перемещается вместе с перемещаемым компонентом. Можно включить подсветку линий связи, разрешить или запретить их отображение и т.п. Для этих целей служит команда Edit Nets (Правка/Цепи), окно которой приведено на рисунке 5.2

В поле Nets отображается список всех цепей проекта. В поле Nodes выводятся имена выводов компонентов, подсоединенных к выбранной цепи. С помощью кнопки Rename можно сменить имя цепи.

После выбора щелчком курсора одной или нескольких цепей их можно сделать невидимыми нажатием на панель Hide Conns (Скрыть соединения); выбранные цепи становятся видимыми после выбора панели Show Conn (Показать соединения). Для фокусирования внимания на определенных цепях, например цепях “земли” или питания, их по очереди делают видимыми.

Кнопка Set All Nets позволяет выбрать все цепи в списке. С помощью кнопки Set Nets By Attr можно выделить все цепи, имеющие то или иное значение атрибута (в частности, ширины проводника WIDTH).

Рисунок 5.2 Диалоговое окно Edit Nets

Для выполнения оптимизации путем перестановки вентилей и выводов используется команда Utils/Optimize Nets (Утилиты/Оптимизировать цепи), где можно выбрать ручную и автоматическую оптимизацию и перестановку логически эквивалентных вентилей и выводов.

6 ТРАССИРОВКА ПП

При подготовки к трассировке по команде Options/Design Rules установим допустимые зазоры для каждого слоя трассировки в меню Global (глобальные правила):

Pad to Pad - контактная площадка-контактная площадка;

Pad to Line - контактная площадка-проводник;

Line to Line - проводник-проводник;

Pad to Via - контактная площадка-переходное отверстие;

Line to Via - проводник-переходное отверстие;

Via to Via - переходное отверстие-переходное отверстие.

Выберем везде 0.3 мм, как и было, установлено.

Трассировку проведем с помощью автотрассировщика Quick Route, он является пригодным для быстрой разработки не очень сложных печатных плат.

6.1 Программа автоматической трассировки ПП QuickRoute

Автотрассировщик QuickRoute вызывается из окна команды Route/Autorouters (рисунок 5.3).

Рисунок 5.3 Диалоговое окно Route Autorouters

Данный автотрассировщик не требует обязательного наличия границы платы в слое Board, он также не изменяет топологию предварительно проложенных вручную проводников. При использовании команды Place/KeepOut можно задать области запрета трассировки проводников.

Группа параметров Strategy содержит следующие кнопки.

Strategy File - определяет файл стратегии трассировки (расширение STR). При нажатии вызывается стандартный диалог выбора файла Windows.

Output РСВ File - определяет выходной файл от трассированной печатной платы. По умолчанию имеет то же имя, что и входной файл, но перед названием добавляется префикс R.

Output Log File - файл отчета о трассировке с расширением LOG, в него заносится информация о ходе трассировки, которая анализируется при каждом новом запуске

Кнопка Load позволяет загрузить готовый файл стратегии, Save - сохранить выбранный файл стратегии. Кнопка Set Base дает возможность установить параметры стратегии трассировки по умолчанию.

Кнопкой Layers вызывается окно команды Options/Layers.

Кнопкой Net Attrs вызывается окно команды Edit Nets.

Кнопкой Via Style вызывается окно команды Options/ Via Style. При использовании автотрассировщика QuickRoute следует помнить, что поддерживаются только простые стили контактных площадок и переходных отверстий. Кроме того, с помощью атрибута VIASTYLE можно задать переходные отверстия для различных цепей. Переходные отверстия всегда находятся в узлах сетки. Диаметр площадки переходного отверстия не должен быть больше удвоенного шага сетки трассировки.

В списке Routing Grid определяется сетка трассировки. Всего имеется 4 варианта:

25 mil; 20 mil; 16.7mil-16.6mil-16.7mil; 12.5 mil.

Заметим, что возможны только эти значения, другие, в том числе и метрические, недопустимы.

Список Line Width предназначен для выбора ширины проводников печатной платы. Минимально возможно выбрать 0,1mil, максимальная ширина проводников ограничивается выбранной сеткой трассировки. При необходимости ширину отдельного проводника можно задать с использованием команды Edit/Nets и атрибута WIDTH.

Нажатие кнопки Passes приводит к появлению окна управления проходами трассировки, приведенного на рисунке 5.4. Установкой соответствующих флажков выбираются типы проходов автотрассировщика P-Cad QuickRoute.

Рисунок 5.4 - Диалоговое окно Pass Selection

Проход Wide Line Routing осуществляет разводку «широких» цепей перед выполнением других проходов. Для этого цепь должна иметь атрибуты AUTOROUTEWIDE и WIDTH. При этом широкие цепи автоматически разводятся только вертикальными и горизонтальными отрезками, диагональная трассировка в этом проходе невозможна. Обычно рекомендуется запустить авторазводчик QuickRoute, разрешив только проход Wide Lines routing и запретив остальные проходы. Если QuickRoute не в состоянии полностью выполнить трассировку широких линий, она доводится до конца вручную с использованием ACCEL РСВ. Затем вновь несколько раз запускается QuickRoute с разрешением всех проходов трассировки, кроме оптимизирующих проходов Route Cleanup и Via Minimization, до тех пор, пока не будут разведены все цепи.

Проход Horizontal обеспечивает выполнение трассировки простых трасс на любом слое в горизонтальном направлении без переходных отверстий и с минимальными отклонениями от прямой горизонтальной линии.

Проход Vertical обеспечивает выполнение трассировки простых трасс на любом слое в вертикальном направлении без переходных отверстий и с минимальными отклонениями от прямой вертикальной линии.

Проход L Routes (I via) формирует соединения между двумя контактными площадками в виде одного вертикального и одного горизонтального отрезков, выполненных в разных слоях и соединенных переходным отверстием. Внешний вид трасс напоминает букву L с произвольной ориентацией. Проводники располагаются на сторонах прямоугольника с вершинами, расположенными в центрах соединяемых контактных площадок, при этом отклонение от прямоугольника не превышает 100 mils. Обычно этот проход используется во всех случаях, за исключением вариантов, когда противоположные слои платы имеют взаимную ориентацию, отличающуюся от ортогональной. В таких случаях данный проход отменяется.

В проходе Z Routes (2 vias) производится разводка с использованием соединений в виде трех отрезков и двух переходных отверстий, имеющих форму буквы Z с произвольной ориентацией. Так же, как и в L Routes (I via), проводники располагаются на расстоянии не более 100 mils от сторон прямоугольника с вершинами в центре соединяемых контактных площадках. Проход применяется в тех же случаях, что и L Routes (I via).

Проход С Routes (2 vias) реализует трассировку связи с использованием трех отрезков двух переходных отверстий, трасса имеет форму буквы С, которая может иметь произвольную ориентацию. Этот проход позволяет производить трассировку в более сложных случаях, чем L Routes или Z routes, так как проводники могут располагаться на расстоянии более 100 mils от сторон прямоугольника.

В проходе Any Node (2 vias) делается попытка выполнить трассировку связей между двумя контактными площадками с использованием только двух переходных отверстий без оптимизации длины трассы, в отличие от предыдущих проходов, обеспечивающих соединение минимально возможной длины.

Проход Maze Routes реализует лабиринтный алгоритм, позволяющий определить оптимальный маршрут трассы, если такой вообще существует. Этот режим не имеет ограничений на ориентацию проводников. Направление текущего проводника может отличаться от принятого на данном слое направления, при этом возможны повороты и петли. В случае лабиринтной трассировки переходные отверстия создаются в количестве, необходимом для завершения трассы. Следует определить максимальное число переходных отверстий для одной цепи с помощью атрибута MAXVIAS, который по умолчанию равен 10. Необходимо учитывать, что петли и повороты уменьшают число свободных каналов трассировки, поэтому рекомендуется выполнить трассировку платы без использования прохода Maze Routes, затем выполнить ручную разводку сложных участков, стараясь не занимать свободные каналы, и вновь запустить автотрассировку QuickRoute, разрешив проход Maze Routes.

Проход Any Node (Maze) использует те же лабиринтные алгоритмы и стратегии, что и проход Maze Routes. Отличие состоит в том, что при выполнении прохода Any Node (Maze) не накладываются ограничения на оптимальную длину трассы. Проход Any Node (Maze) обеспечивает максимальное возможное число законченных трасс, при этом анализируется каждая цепь и делается попытка выполнить трассу между любыми узлами в цепи.