Міністерство освіти І науки України
національний університет “Львівська політехніка”
Кафедра ЕОМ
Створення схем електичних принципових
Методичні вказівки
до лабораторної роботи з дисципліни
"Методи та засоби автоматизованого проектування комп’ютерних систем"
для студентів спеціальності 7.091503
“Спеціалізовані комп’ютерні системи”.
Затверджено
на засідання кафедри
“Електронні обчислювальні машини”.
Протокол № 3 від 18.10.2001 р.
Львів – 2002
Методичні вказівки до лабораторної роботи “Створення схем електичних принципових” з дисципліни "Методи та засоби автоматизованого проектування комп’ютерних систем" для студентів спеціальності 7.091503 “Спеціалізовані комп’ютерні системи”. /Укл. В.С.Глухов. Львів: ДУ"ЛП", 2002.- 12 с.
Укладач В.С.Глухов, к.т.н.
Відповідальний за випуск В.С.Глухов, к.т.н.
Рецензенти: В.А.Голембо, к.т.н.
І.Г.Цмоць, к.т.н.
1 Мета роботи
Метою роботи є ознайомлення з технологічним процесом і принципами наскрізного проектування друкованих плат (ДП), засвоєння методів і засобів створення схем електричних принципових.
2 Очікуваний результат роботи
В ході роботи необхідно розхробити і ввести схему електричну принципову вузла генерації та перевірки циклічних контрольних сум і задокументувати результати роботи.
3 Порядок роботи
3.1 Запуск пакета AccelEDA
3.1.1 Користуючись режимом початкового пуску у вікні Windows обрати і запустити на виконання програму пакета P-CAD 2001 (рис. 3.1.1).
3.1.2 На екрані повинно з’явитися вікно рис. 3.1.2.
3.2 Відкриття власної бібліотеки елементів
3.2.1 Відкрити бібліотеку, натиснувши позначку рис. 3.2.1 Library/Setup у вікні рис. 3.1.2.
На екрані повинно з’явитися вікно рис. 3.2.2. Натиснути на позначку і вказати шлях до власної бібліотеки (рис. 3.2.3). У вікні рис. 3.2.3 задати ім’я бібліотеки і шлях до неї, після чого натиснути на клавішу . Бібліотека повинна знаходитися в робочому каталозі студента.
Рис. 3.1.1. Запуск пакета Рис. 3.1.2. Вікно графічного редактора схем
Рис. 3.2.1. Виклик режиму встановлення бібліотеки Рис. 3.2.2. Вікно встановлення бібліотеки
Рис. 3.2.3. Встановлення ім’я бібліотеки
Аналогічно вказати шлях до бібліотеки, де знаходяться роз’єми (рис. 3.2.4) її ім’я (connect.lib, рис. 3.2.5). Дана бібліотека є бібліотекою пакету P-CAD, шлях до неї уточнює викладач.
Рис. 3.2.4. Щлях до бібліотеки connect.lib Рис. 3.2.5. Встановлення бібліотеки connect.lib
3.3 Створення схеми електричної принципової
3.3.1 Встановити режими роботи графічного редактора міліметри – мм. Для цього у вікні рис. 3.1.2 натиснути позначки (Optins/Configure…). На екрані повинно з’явитися вікно завдання конфігурації (рис. 3.3.1). Встановити на полях даного вікна потрібні одиниці () , після чого натиснути клавішу .
3.3.2 У вікні рис. 3.1.2 встановити крок координатної сітки 2,5 мм .
3.3.3 Вибрати з встановлених біблітек потрібні елементи і розмістити їх на полі графічного редактора:
встановити режим обрання елементів (натиснути умовне зображення вентиля – рис. 3.3.2);
у вікні рис. 3.3.3 обрати потрібний елемент і після натискання позначення розмістити його на полі графічного редактора (рис. 3.3.4 – 3.3.6);
під час обрання елементів необхідно слідкувати, щоб кожний з них мав конструктив (pattern), його наявність (Pattern Name) позначається у вікні 3.3.5.
Рис. 3.3.1 Завдання режимів редактора Рис. 3.3.2 Режим обрання елементів
Рис. 3.3.3 Обрання елемента з власної бібліотеки Рис. 3.3.4 Розміщення елемента.
Рис. 3.3.5 Обрання роз’єму Рис. 3.3.6 Розміщення роз’єму.
3.3.4 Зберігти набрану схему у робочому каталозі – обрати у вікні рис. 3.1.2 режим File/Save as… (рис. 3.3.7), у вікні рис. 3.3.8 задати шлях до робочого каталога і ім’я файла і зберігти його натиснувши клавішу .
Рис. 3.3.5 Збереження файла Рис. 3.3.6 Визначення імені файла.
3.3.5 З’єднати встановлені елементи електричними зв’язками:
обрати режим проведення електричних зв’язків (Place Wire) ;
послідовним натисканням лівої і правої клавіши мишки з’єднати потрібні контакти елементів (рис. 3.3.7). Оскільки символи елементів зроблені у різних одиницях виміру (роз’єм - - у mil, а елементи з власної бібліотеки – у мм), то при підведенні зв’язку до виводу кожного з елементів потрібно встановлювати в графічному редакторі потрібний крок сітки, відповідно 2.54 – для елементів, розроблених з використанням одиниць mil, і 2.50 – для елементів, розроблених у метричній системі, в мм (рис. 3.3.8).
Рис. 3.3.7 Проведення зв’язків Рис. 3.3.8 Перевстановлення кроку сітки
При правильному проведенні зв’язків жовті квадрати на кінцях виводів елементів повинні зникати.
3.3.6. Приіменувати встановленні зв’язки:
обрати режим іменування ;
для кожного зв’язка задати його ім’я – натиснути праву клавішу мишки, у вікні рис. 3.3.9 обрати форму напису і задати ім’я, натиснути позначку і мишкою вказати місце розташування введеного напису (рис. 3.3.10)
Рис. 3.3.9 Форма позначки Рис. 3.3.10 Положення позначки
3.3.6 Показати на схемі лінії й імена сигналів живлення GND і +5V (рис. 3.3.11).
Рис. 3.3.10 Позначення сигналів живлення Рис. 3.3.11 Вибір правил перевірки схеми
3.3.7 Зберігти набрану схему згідно з п. 3.3.4.
3.3.8 Перевірити набрану схему – у вікні рис. 3.1.2 обрати режим Utils/ERC… .. У вікні рис. 3.3.11, що відкриється, встановити ознаку анотації результатів перевірки Annotate Errors і натиснути позначку OK . Якщо в звіті, який після цього відкриється, є вказівка про помилки (Errors) – виправити їх і повторити дії пп. 3.3.7 і 3.3.8. Закрити вікно з звітом про результати перевірки.
Рис. 3.3.12 Звіт за результатами перевірки Рис. 3.3.13 Знаходження помилки
3.3.9 Для виправлення помилок у вікні рис. 3.1.2 обрати режим Utils/Find Errors… , після цього у вікні рис. 3.3.13, що відкриється, обрати помилку (ErrorNumber , яку треба виправити, натисненням позначки Jump To знайти її місцезнаходження у вікні рис. 3.1.2 і виправити її. Після виправлення усіх помилок закрити вікно рис. 3.3.13.
3.3.10 Підготувати схему до розміщення елементів і трасування - у вікні рис. 3.1.2 обрати режим Utils/Generate Netlist… . У вікні рис. 3.3.14, що відкриється, задати ім’я файла для створення переліку зв’язків і шлях до нього (встановлюється за замовченням). Натиснути позначку OK .
Рис. 3.3.14 Вікно створення переліку зв’язків Рис. 3.3.15 Вікно звітів
3.3.11 Отримати звіти за результатами роботи. У вікні рис. 3.1.2 обрати режим File/Reports… . У вікні рис. 3.3.15, що відкриється, встановити позначки біля кожного типу звітів і натиснути позначку Generate . Переглянути звіти, які відкриються у додаткових вікнах. Звіт з переліком елементів (Bill of Materials) включити до звіту з роботи.
3.3.12 Закриті усі відкриті вікна пакету PCAD.
3.4 Розміщення компонентів на друкованій платі.
3.4.1 Користуючись вікном рис. 3.1.2 запустити програму P-CAD PCB – обрати режим Utils/P-CAD PCB… . Відкриється вікно рис. 3.4.1.
Рис. 3.4.1 Графічний редактор друкованих плат Рис. 3.4.2 Вікно конфігурації
3.4.2 Згідно з методикою п. 3.2.1 під’єднати усі задіяні бібліотеки.
3.4.3 Встановити режими роботи графічного редактора міліметри – мм. Для цього у вікні рис. 3.4.1 натиснути позначки (Optins/Configure…). На екрані повинно з’явитися вікно завдання конфігурації (рис. 3.4.2). Встановити на полях даного вікна потрібні одиниці (мм або мілі в залежності від конструктиву переважної більшості елементів) , після чого натиснути клавішу .
3.4.4 Загрузити перелік зв’язків – у вікні рис. 3.4.1 обрати режим Utils/Load Netlist… . У вікні рис. 3.4.3, що з’явиться вказати ім’я файлу переліку зв’язків, шлях до нього і його тип P-CAD ASCII (див. п. 3.3.10). Натиснути позначку OK . На екрані повинні з’явитися розташовані у довільному порядку зображення корпусів усіх елементів схеми з вказівкою на зв’язки між ними (рис. 3.4.4).
Рис. 3.4.3 Вікно загрузки переліку зв’язків Рис. 3.4.4 Первинне розташування елементів
3.4.5 Встановити бажаний крок сітки друкованох плати (наприклад, 2,5 мм або 100 mil в залежності від одиниць виміру конструктивів переважної більшості елементів схеми) - .
3.4.5 Встановити інфортаційний шар Board у графічному редакторі і намалювати в ньому контур друкованої плати біля елементів схеми (рис. 3.4.5).
Рис. 3.4.5 Контур друкованої плати Рис. 3.4.6 Режим авторозміщення
3.4.6 Запустити програму авторозміщення – у вікні рис. 3.4.1. обрати режим Place/ Autoplacement… .
3.4.7 Встановити стратегію розміщення для програми Specctra – натиснути позначку DO Wizard… у вікні рис. 3.4.6 і у вікні рис. 3.4.7, що відкриється, задати режим встановлення параметрів за замовченням – натиснути позначку Auto Create DO File . Після створення стратегії у вікні рис. 3.4.7 натиснути позначку .
Рис. 3.4.6 Створення стратегії (початок) Рис. 3.4.7 Створення стратегії (закінчення)
3.4.8 У вікні рис. 3.4.6 задати ім’я файла з розміщеними елементами .
3.4.9 У вікні рис. 3.4.6 натиснути позначку Start. Відповісти Yes на повідомлення (рис. 3.4.8) і наступні повідомлення (якщо вони будуть). З’явиться робоче вікно програми Specctra (рис. 3.4.9), на якому буде відображатися процес автоматичного розташування елементів на друкованій платі.
Рис. 3.4.8 Переформатування вхідного файлу
3.4.10 Після закінчення авторозміщення у вікні рис. 3.4.1 з’явиться зображення друкованої плати з розміщеними на ній елементами (рис. 3.4.10).
Рис. 3.4.9 Робоче вікно програми Specctra Рис. 3.4.10 Результати авторозміщення
3.4.11 Запам’ятати результати розміщення і залишити відкритим лише дане вікно.
3.4.12 Запустити програму автотрасування – у вікні рис. 3.4.1. обрати режим Route/ Autorouters… .
3.4.13 У вікні рис. 3.4.11, що відкриється, обрати автотрасувальник Specctra і встановити стратегію розміщення для нього – натиснути позначку DO Wizard… , після чого у вікні рис. 3.4.12 задати режим встановлення параметрів за замовченням – натиснути позначку Auto Create DO File . Після створення стратегії у вікні рис. 3.4.12 натиснути позначку .
Рис. 3.4.11 Вибір програми автотрасування Рис. 3.4.12 Завдання стратеії трасування
3.4.14 У вікні рис. 3.4.11 натиснути позначку Start. Відповісти Yes на наступні повідомлення (якщо вони будуть). З’явиться робоче вікно програми Specctra (рис. 3.4.13), на якому буде відображатися процес автоматичного трасування зв’язків на друкованій платі.
3.4.15 Після закінчення автотрасування у вікні рис. 3.4.1 з’явиться зображення друкованої плати з розіщеними на ній елементами і розведеними друкованими провідниками (рис. 3.4.14). За замовченням трасування друкованої плати здійснюється у двух шарах: верхньому (Top, доріжки показані червоним кольором) і нижньому (Bottom, дорыжки показані зеленим колоьором).
Рис. 3.4.13 Робоче вікно трасувальника Specctra Рис. 3.4.14 Результати трасування у 2 шарах
3.4.16 Запам’ятати результати трасування двошарової друкованої плати у файлі із закінченням *_2.pcb і залишити відкритим лише вікно рис. 3.4.10.
3.4.17 Встановити режим трасування одношарової друкованої плати – у вікні рис. 3.4.10 натиснути позначку кольору шарів друкованої плати . У вікні рис. 3.4.15, що відкриється, обрати шар Bottom, і зробити його неактивним – натиснути позначку Disable, а потім позначку Close.
3.4.18 Повторити дії пп. 3.4.12 – 3.4.14. Усі розведені доріжки на екрані рис. 3.4.16 повинні бути червоного кольору. Деяка частина зв’язків може залишитися нерозведеною.
3.4.19 Запам’ятати результати трасування двошарової друкованої плати у файлі із закінченням *_1.pcb і залишити відкритим лише вікно рис. 3.4.10.
Рис. 3.4.15 Завдання параметрів шарів Рис. 3.4.16 Результати трасування в одному шарі
3.4.20 Встановити режим трасування чотиришарової друкованої плати – у вікні рис. 3.4.10 натиснути позначку кольору шарів друкованої плати . У вікні рис. 3.4.17, що відкриється, задати ім’я третього (внутрішнього) шару int1, задати його тип (планарний, Plane) і натиснути позначку Add. На зауваження про помилку (рис. 3.4.18) відповісти Yes.
Рис. 3.4.17 Завдання параметрів шарів Рис. 3.4.18 Попередження про помилку
У діалоговому вікні (рис. 3.4.19), що відкриється, задати сигнал GND, який буде займати дану площину.
3.4.21 Повторити дії п. 3.4.20 для четвертого шару int2 і площинного сигналу +5V.
3.4.22 Розвести друковану плату на чотирьох шарах – повторити дії пп. 3.4.12 – 3.4.14. Хрестиками у вікні рис. 3.4.20 показані площинні сигнали, розведені на двох внутрішніх шарах друкованої плати.
3.4.21 Запам’ятати результати трасування двошарової друкованої плати у файлі із закінченням *_4.pcb і залишити відкритим лише вікно рис. 3.4.20.
Рис. 3.4.19 Завдання площинного сигналу Рис. 3.4.20 Результат трасування у 4 шарах
3.4.22 Отримати звіти за результатами трасування – у вікні рис 3.4.20 обрати режим File/Repotrs… (рис. 3.4.21), у вікні рис. 3.4.22, що відкриється, визначити потрібні звіти і натиснути позначку Generate . На екрані з’являться визначені звіти.
3.4.23 Закрити усі вікна пакету P-CAD.
Рис. 3.4.21 Виклик звітів Рис. 3.4.22 Вибір потрібних звітів
4 Звіт за результатами роботи
4.1 Результи роботи здаються:
на машинному носії з заархівованими результатами роботи – заархівованим проектом.
2) пояснююча записка у паперовому вигляді, що складається з
а) теоретичної частини;
б) опису ходу роботи;
в) схеми електричної принципової;
г) переліку елементів;
д) змісту;
е) списку літератури.
4.2 Якщо пояснююча записка виконена у друкованому вигляді, текстовий файл повинен також здаватися і на машинному носії.
4.3 Без підготовкі до роботи (опису хода роботи) студент до роботи не допускається.
Навчально-методичні матеріали
Методичні вказівки до лабораторних робіт “Проектування друкованих плат” з дисципліни "Методи та засоби автоматизованого проектування комп’ютерних систем" для студентів спеціальності 7.091503 “Спеціалізовані комп’ютерні системи”. Укладач Глухов В. С. Поліграфічний центр Видавництва Національного університету “Львівська політехніка”, Львів. 2002.
Сучков Д.И. Основи проектирования печатных плат в САПР P-CAD 4.5, 8.5-3.7 и Accel EDA версии 15.Х. М. Горячая линия – Телеком. 2000.
3 HYPERLINK "http://www.rodnik.ru" www.rodnik.ru
Зміст
Мета роботи............................................................................................................................. 3
Очікуваний результат роботи................................................................................................. 3
Порядок роботи………………………………………………………………………….…. 3
Звіт з результатами роботи…………………………………………………………..……… 15
Навчально-методичні матеріали…………………………………………………………. 15
Навчальне видання
Методичні вказівки
до лабораторної роботи
“Створення схем електичних принципових”
з дисципліни
"Методи та засоби автоматизованого
проектування комп’ютерних систем"
для студентів спеціальності
“Спеціалізовані комп’ютерні системи”
Укладач Глухов Валерій Сергійович
Редактор
Комп’ютерне складання
Підписано до друку 22 квітня 2002 р.
Формат 70 х 100 1/16. Папір офсетний.
Друк на різографі. Умовн. друк. арк. ...... Обл.-вид. арк. ......
Наклад ..... прим. Зам. 780.
Поліграфічний центр
Видавництва Національного університету “Львівська політехніка”
вул. Колесси, 2, 79000, Львів