Лабораторная работа № 4. Формирование принципиальной электрической схемы
Цель работы: В графическом редакторе Schematic оформить принципиальную электрическую схему и сформировать список компонентов цепей (связей), используемый в топологии печатной платы.
Задача: Используя P-CAD Schematic (графический редактор принципиальных схем), создать схему согласно полученному заданию.
Порядок работы.
Запустить P-CAD Schematic, произвести необходимые настройки. Создать схему согласно полученному заданию.
Создание схем электрических принципиальных
Электрические схемы выполняются в соответствии с ГОСТ 2.701 и ГОСТ 2.702, при этом необходимо стремиться к минимальной длине соединений и к минимальному количеству изломов.
Требования к разработке схем электрических принципиальных в P-CAD-200х Schematic:
Электрические схемы выполняются без соблюдения масштаба;
Система единиц - мм;
Размер форматки - А4;
Шаг сетки - 2.5 мм (2.54 мм);
Толщина линий (допустимый интервал) - 0.2 до 1 мм;
Связи обычные - 0.2 мм;
Линии силовые (питания) - 0.4 мм;
Стиль текста DefaultTTF;
Соединения и условные обозначения компонентов выполняются линиями одинаковой толщины;
Утолщенными линиями рисуются жгуты (общие шины) 0.6 мм;
Каждая связь при ее соединении со жгутом помечается номером или своим именем и должна подключаться под прямым углом или под углом 45°;
При создании многолистовой схемы все листы одного проекта находятся в одном файле.
При наличии в библиотеке всех символов компонентов, содержащихся в заданной электрической схеме (текущем проекте), следует
Загрузить графический редактор P-CAD Schematic.
Настроить конфигурацию редактора (Options/Configure – Units: m, шаг координатной сетки: 2,5; установить привязку к сетке View/Snap to Grid, толщину линий);
Выбрать файл с готовой форматкой и щелкнуть кнопку Открыть.
Заполнить информацию о проекте File/ Design Info/Fields, затем последовательно выделить нужные строчки, нажать кнопку Properties и заполнить окно Value текстом в заставке Field Properties.
Загрузить требуемые библиотеки командой Library Setup (рис. 20), добавляя их имена в область Open Libraries после нажатия кнопки Add.
Размещение библиотечных элементов в поле форматки. Выполните команду Place/Part и в появившемся диалоговом окне (рис. 21) выберите требуемый символ. В окне Part Num по умолчанию указывается номер секции 1, однако вы можете изменить номер секции в окне.
Рис. 20. Установка библиотек проекта
Рис. 21. Выбор символа компонента (Component Name), назначение номера секции (Part Num) и вид позиционного обозначения (RefDes) символа на схеме
Внимание. Num Parts обозначает число логических секций, входящих в компонент, a Part Num - номер вводимой логической секции.
Позиционные обозначения RefDes размещаемых элементов и их секций на электрической схеме проставляются автоматически, но можно ввести вручную после выделения соответствующей секции и вызова команды Place Attribute.
Если секции примыкают друг к другу, то на схеме позиционные обозначения отдельных секций не указываются. Для этого необходимо параметры RefDes всех секций, кроме первой, сделать невидимыми.
После этого для размещения символа щелкните в нужном месте форматки — появится изображение выбранного элемента схемы. Если требуется размножить элемент, то щелкните в разных местах форматки. В результате появятся копии выбранного элемента с разными позиционными номерами. До тех пор, пока нажата кнопка мыши, символ компонента можно перемещать по полю экрана, поворачивать его (клавиша R), зеркально отображать (клавиша F).
При вводе многосекционных символов перед их размещением порядковый номер секции можно увеличить при нажатии на клавишу Р, а при увеличении позиционного обозначения - при нажатии на клавишу D.
Для размещения других элементов схемы повторите команду Place/ Part столько раз, сколько разных символов содержит схема. Для выделения отдельного элемента символа (вывод символа, элемент графики, позиционное обозначение и т. п.) необходимо удерживать клавишу Shift. Для одновременного выделения нескольких символов удерживайте клавишу Ctrl.
В дальнейшем выделенный элемент символа можно редактировать после нажатия на правую кнопку мыши и последующего выбора опции Properties.
Электрическое соединение контактов размещенных элементов производится после выполнения команды Place/Wire. Нажатие клавиши О до отпускания кнопки мыши изменяет угол ввода линии из числа разрешенных углов, задаваемых в меню Options/Configure, а нажатие клавиши F изменяет ориентацию линии. При окончании проведения очередной электрической цепи щелкните правую кнопку мыши или клавишу Esc. Для включения в цепь дополнительной точки излома выполняется команда Rewire/Manual.
Неподсоединенные выводы символов («висячие» контакты) и выводы цепей, не подключенные к другим контактам или другим фрагментам цепи, помечаются подсвеченными квадратиками (рис. 22), которые гаснут после их электрического соединения. Места соединений фрагментов одной и той же цепи помечаются точкой.
Рис. 22. «Висячие» контакты, неподсоединенный фрагмент электрической цепи и Т-образное соединение фрагмента цепи
В строке информации монитора автоматически выводится имя выделенной цепи, присвоенное системой.
Внимание! Если между компонентом заземления GND и каким-либо контактом элемента схемы провести связь, то проведенная цепь автоматически получит имя GND.
При установке курсора на объект схемы появляется рамка с именем объекта и его обозначения — схемный номер символа, его Туре, номер цепи, подсоединенной к контакту и т. п.
Для проведения общей шины выполните команду Place/Bus и проведите линию нужной конфигурации.
Если проводится несколько шин, то имена шинам система задает автоматически (BusXXXXX, где ХХХХХ - пятизначный порядковый номер шины). Для изменения имени шины необходимо выделить ее, вызвать контекстное меню, воспользоваться командой Properties.
Имена электрических цепей, подводимых к шине, задаются командой Place/Port для подключения к цепи портов. Порт - специальный элемент схемы, который присваивает имя подключенной к нему цепи и определяет ее для всех листов проекта (глобальная цепь) или нескольким частям (фрагментам) цепи на одном листе схемы.
Для выбора способа подключения порта к шине предварительно нужно выбрать команду Options/Display и переключатель Bus Connection Mode установить в соответствующую позицию.
После вызова команды Place/Port щелкните в любом месте экрана – появится диалоговое окно (рис. 23).
Рис.23. Окно команды Place/Port
В окно Net Name можно ввести имя электрической цепи. Если желательна упорядоченная последовательность имен цепей подводимых к шине, установите флажок Increment Port Name. Переключатели Pin Count, Pin Length и Pin Orientation (число контактов порта, длина, вывода и ориентация контакта соответственно) установите в нужное положение. Установите форму порта Port Shape и нажмите кнопку ОК.
Теперь можно подключать порты к именуемым цепям щелчком мыши. Текущее имя цепи отображается автоматически (рис. 24). Именованные таким образом цепи являются глобальными (Global) и их можно переименовывать командой Edit/Nets.
Рис. 24. Шина (слева), порты и подведенные к ним цепи
Имя шины можно вывести на экран после выделения шины или ее фрагмента, нажатия правой кнопки мыши, выделения опции Properties, введения в окно Bus Name имени шины и установки флажка Display.
Имя локальной (в пределах текущего листа схемы) цепи, подходящей к шине, можно задать (после выделения цепи и последовательном нажатии правой кнопки мыши и кнопки Properties) в окне Net Name закладки Net окна Wire/Properties.
С помощью команды Utils/Erc необходимо проверить схему. Необходимо установить параметры в соответствии с рис. 25.
Рис. 25. Установка правил проверки
После проверки надо выбрать команду Utils/Find Errors, и, перебирая поочередно ошибки в поле Error Number и нажимая кнопку «Jump To» (при этом курсор перемещается на конкретное местоположение ошибки), исправить все ошибки. После исправлений проверку осуществить заново. Если установить галочку View Report, то после проверки появится отчет.
Генерация списка соединений
Список соединений включает в себя информацию о соединении вывода компонента с определенной цепью. Эта информация используется при «упаковке схемы на печатную плату». Список соединений формируется после выполнения команды Utils/ Generate Netlist. В диалоговом окне (рис. 26) в окне Netlist Format выбирается требуемый формат записи списка соединений (P-CAD ASCII). При включении флажка Include Library Information в файл включается информация для менеджера библиотек).
Рис. 26. Выбор формата списка соединений