Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
/
Кафедра ЕОМ
Лабораторна робота №1
Ознайомлення з пакетом OrCAD Capture
Львів – 2012
Мета роботи: навчитись працювати з програмою OrCAD Capture.
Завдання:Створити принципову схему згідно варіанту (8) за допомогою програми OrCAD Capture.
Теоретичні відомості
Загальна характеристика програми OrCAD Capture
Програма OrCAD Capture призначена для сворення проекту, частина якого може бути задана у вигляді принципової схеми, а інша частина - на мові високого рівня VHDL. Крім того, з оболонки OrCAD Capture запускаються програми моделювання аналогових, цифрових та змішаних аналогово-цифрових пристроїв Pspiee та параметричної оптимізації PSpiee Optimizer.
При створенні проекту відповідно до його типу автоматично завантажуються необхідні бібліотеки компонентів, при цьому для всіх спеціалізованих проектів можлива передача інформації в програму OrCAD Layout для створення друкованих плат (ДП). При створенні принципових схем проекту необхідна інформація відшукується в убудованій базі даних, що поставляється разом із системою й поповнюється користувачами. Причому при наявності опції Component Information Systems (CIS) офіційні користувачі одержують доступ через Інтернет до збільшеної бази даних, що містить інформацію приблизно про 200 тис. компонентів різних фірм.
На екрані програми OrCAD Capture у його верхній частині розташовано меню команд і нижче - панель інструментів:
1. Меню команд і панель інструментів. Склад піктограм панелі інструментів залежить від обраного режиму роботи й типу поточного проекту, їхній склад зображений на мал. 1 і наведений у табл. 1. Склад меню команд залежить від обраного режиму роботи й типу поточного проекту.
/
Рис. 1. Піктограми панелі інструментів
Таблиця 1. Піктограми панелі інструментів
Піктограма
Еквівалентна команда
Опис команди
/
New
Створення нового документа
/
Open
Відкриття існуючого документа
/
Save
Збереження внесених змін у поточному проекті
/
Print
Вивід твердої копії однієї або більше сторінок поточної схеми або зображення символу компонента
/
Cut
Видалення обраного об'єкта з копіюванням у буфер обміну
/
Copy
Копіювання обраного об'єкта в буфер обміну
/
Paste
Розміщення об'єкта з буфера обміну
/
Undo
Скасування результату виконання однієї останньої команди
/
Redo
Скасування результату виконання однієї останньої команди Undo
/
Zoom In
Збільшення масштабу зображення
Zoom Out
Зменшення масштабу зображення
/
Zoom Area
Вивід на весь екран облямованої частини зображення
/
Zoom All
Вивід на екран повного зображення сторінки схеми
/
Annotate
Призначення позиційних позначень компонентам обраної сторінки схеми
/
Back Annotate
Виконання перестановок логічно еквівалентних секцій компонентів і виводів у процесі зворотного коректування
/
Design Rules Check
Перевірка дотримання правил проектування DRC і правил складання електричних принципових схем ERC
/
Create Netlist
Складання файлу списку з'єднань обраної сторінки схеми у форматах EDIF 200, SPICE, VHDL, Verilog, Layout й ін.
/
Cross Reference
Складання файлу перехресних посилань
2. Менеджер проектів розташований у лівій частині екрана програми Capture. У режимі File розгортається плоска файлова структура проекту, у режимі Hierarchy - його ієрархічна структура. Файлова структура проекту містить ряд розділів:
Design Resource - опис проекту;
Outputs - результати проектування;
PSpice Resource - інформація для моделювання за допомогою PSpice і ін.
Подвійне натиснення лівої кнопки миші по імені конкретного файлу або по його значку завантажує його у відповідний редактор. Натиснення правої кнопки миші по значку окремого файлу або каталогу розвертає меню, склад якого залежить від типу обраного об'єкта:
Add File - додавання файлу;
Part manager -завантаження менеджера компонентів;
Edit - редагування файлу;
Properties - перегляд і редагування властивості об'єкта;
New Schematic - створення нової схеми;
Design Properties - редагування параметрів проекту;
Save - збереження внесених змін;
Save As... - збереження внесених змін у проекті з новим ім'ям;
Simulate Selected Profile(s) - виконання моделювання за допомогою PSpice відповідно до обраного профайлом (файлом завдання на моделювання);
View Simulation Results - перегляд графічних результатів моделювання;
View Output File - перегляд текстового файлу результатів моделювання;
Edit Simulation Settings - редагування завдання на моделювання;
Make Active - активізація обраного профайла;
New Page - додавання нової сторінки схеми;
Edit Page - редагування сторінки схеми;
Schematic Page Properties - редагування параметрів настроювання схемного редактора;
Edit Selected object properties - редагування атрибутів обраного на схемі об'єкта;
Make Root - перенось обраної схеми на верхній рівень ієрархії;
Rename - перейменування файлу.
3. Редактор схем. На вікні редактора сторінки принципової схеми розташовані додаткові панелі інструментів (мал. 2), команди яких перераховані в табл. 2 й 3.
/
Рис. 2. Панелі інструментів редактори схем
Таблиця 2. Піктограми панелі інструментів режиму редагування схем
Піктограма
Еквівалентна команда
Опис команди
/
Select
Режим вибору об'єктів
/
Part
Вибір у бібліотеці компонента для розміщення його символу на схемі
/
Wire
Малювання електричних ланцюгів. При натисканні кнопки Shift можливе введення не ортогональних ланцюгів
/
Net Alias
Розміщення псевдонімів (додаткових імен) ланцюгів і шин
/
Bus
Зображення шини (лінії групового зв'язку)
/
Junction
Нанесення крапки електричного з'єднання двох ланцюгів
/
Bus Entry
Нанесення відводів ос шини, розташованих під кутом 45°
/
Power
Розміщення символів виводів джерел живлення й «землі»
/
Ground
Розміщення символів виводів джерел живлення й «землі»
/
Hierarchical Block
Розміщення ієрархічних блоків
/
Hierarchical Port
Розміщення портів ієрархічних блоків
/
Hierarchical Pin
Розміщення виводів ієрархічних блоків
/
Off-Page Connector
Розміщення символів з'єднувачів сторінок
/
No Connect
Підключення до виводу компонента символу відсутності з'єднань
/
Line
Малювання лінії
/
Polyline
Малювання полілінії
/
Rectangle
Малювання прямокутника
/
Ellipse
Малювання еліпса /окружності
/
Arc
Малювання дуги
/
Text
Розміщення однієї або декількох рядків тексту із вказівкою його розміру, кольори, орієнтації й шрифту
Таблиця 3. Піктограми панелі інструментів режиму моделювання
Піктограма
Еквівалентна команда
Опис команди
/
New Simulation Profile
Створення нового файлу завдання на моделювання
/
Edit Simulation Setting
Редагування завдання на моделювання
/
Run PSpice
Запуск програми PSpice на моделювання
/
View Simulation Results
Перегляд графічних результатів моделювання
/
Voltage/Level Marker
Встановлення маркера напруги/логічного рівня
/
Voltage Differential Markers
Встановлення двох маркерів різниці напруг
/
Current Marker
Встановлення маркера струму
/
Power Dissipation Marker
Встановлення маркера розсіює мощности
/
Enable Bias Voltage Display
Відображення на схемі вузлових напруг у робочій крапці
/
Toggle Voltage On Selected Net
Показати /видалити значення потенціалу по постійному струмі обраного ланцюга
/
Enable Bias Current Display
Відображення на схемі струмів галузей у робочій крапці
/
Toggle Current On Selected Part/Pin
Показати /видалити значення постійного струму обраного виводу компонента
/
Enable Bias Power Display
Відображення на схемі розсіяної потужності в робочій крапці
/
Toggle Power On Selected Part
Показати /видалити значення розсіяної потужності по постійному струму обраного компонента
4. Редактор символів. На мал. 3 показане вікно редактора сторінки принципової схеми, на якій розташована додаткова панель інструментів, перерахованих у табл. 4.
/
Рис. 3. Вікно редагування символів
Таблиця 4. Піктограми панелі інструментів режиму редагування символів
Еквівалентна команда
Опис команди
IEEE Symbol
Розміщення умовній позначці в стандарті IEEE
Pin
Розміщення виводів
Pin Array
Розміщення масивів виводів
5. Текстовий редактор. Текстовий редактор дозволяє створювати й переглядати VHDL-файли й будь-які інші текстові файли. Завантаження в редактор VHDL-файлу виконуються після подвійного щиглика лівої клавіші миші при розташуванні курсору на імені файлу в менеджері проектів, текстові файли інших типів відкриваються звичайним образом по команді File>Open>Text File.
6. Рядок станів. У нижній частині екрана Capture розташований рядок станів, на якому відображається ім'я обраного інструмента або меню, ім'я поточного стану програми (у лівому полі), кількість обраних об'єктів (у середнім полі), масштаб зображення й поточні координати курсору (у правому полі).
7. Вибір об'єктів. Після вибору об'єкта або групи об'єктів можна виконувати різні операції, включаючи переміщення, копіювання, видалення, дзеркальне відображення, обертання, зміну масштабу й редагування. При редагуванні текстових файлів, включаючи VHDL-файли, використаються стандартні прийоми виділення об'єктів, прийняті в MS Word і подібних програмах. При редагуванні графічних файлів виділення окремого об'єкта виробляється щигликом лівої кнопки миші при розташуванні курсору на виділюваному об'єкті. Скасування виділення об'єкта виробляється щигликом миші при розташуванні курсору на порожнім місці екрана. Додавання об'єкта у виділену групу об'єктів виконується щигликом лівої кнопки миші при натиснутій клавіші Ctrl. Видалення об'єкта з виділеної групи також виробляється при натиснутій клавіші Ctrl. Крім того можливо виділення об'єктів, розташованих у вікні. Виділення всіх об'єктів аркуша принципової схеми виробляється по команді Edit>Select Аll. Виділення об'єктів, що перекриваються, виробляється при натиснутій клавіші Tab.
8. Редагування властивостей об'єктів. Кожен об'єкт принципової схеми має набір властивостей (Properties), повністю визначальні його характеристики. До цих об'єктів ставляться:
Hierarchical ports - виводи ієрархічного компонента;
Off-page connectors - з'єднувачі сторінок схеми;
DRC marks - символи помилок;
Bookmarks - закладки;
Parts - символи компонентів (включаючи ієрархічні блоки);
Nets - ланцюга;
Pins - виводи компонентів;
Title block - основний напис аркуша принципової схеми (кутовий штамп).
Кожна характеристика компонента має ім'я й відповідне значення. Наприклад, біполярний транзистор з позиційним позначенням Q1 має атрибут РСВ Footprint (тип корпуса), що приймає значення ТЕ206АА, атрибут Implementation Type=PSpice Model (тип математичної моделі PSpice), атрибут Implementation (ім'я математичної моделі), що приймає значення КТ315 й ін. Властивості (атрибути) одного або декількох компонентів схеми проглядаються й редагуються за допомогою Property Editor, викликуваного по команді Edit>Properties (активізується також подвійним щигликом курсору на зображенні символу компонента або зі спливаючі меню, що відкриває щигликом правої кнопки миші). Перегляд електронних таблиць властивостей об'єктів проекту різних типів виконується по командах Edit>Browse>Parts, Nets менеджера проектів (див. мал. 4). Перед переглядом електронної таблиці користувач повинен вибрати тип об'єктів:
occurrence - об'єкти, які можуть багаторазово використатися в проекті;
instance - індивідуальні об'єкти, розміщені в поточному проекті (переважніше).
В електронних таблицях можуть редагуватися тільки властивості об'єктів типу occurrence, властивості об'єктів типу instance можуть редагуватися тільки за допомогою Property Editor.
/
Рис. 4. Перегляд характеристик проекту в електронній таблиці
9. Переміщення й зміна розмірів графічних об'єктів. У деяких графічних об'єктів, таких як провідники, шини, лінії, еліпси, прямокутники й багатокутники, можна змінювати розміри й форму. Всі інші об'єкти можна тільки пересувати, обертати, дзеркально відображати й видаляти. Об'єкти, що редагують, попередньо потрібно вибрати - у результаті для кожного обраного графічного об'єкта на екрані зображуються спеціальні значки. Для зміни форми або розмірів графічних об'єктів потрібно клацнути лівої кнопки миші при розташуванні курсору на одному із цих значків і потім, не відпускаючи кнопку, перемістити відповідним чином курсор; редагування завершується 1 відпусканням лівої кнопки миші. Для переміщення будь-якого обраного об'єкта потрібно клацнути лівою кнопкою миші при розташуванні курсору в будь-якій крапці на контурі об'єкта, за винятком цих значків, і потім, не відпускаючи кнопку, виконати переміщення. При переміщенні групи об'єктів курсор змінює свою форму, і його можна розташувати в будь-якої крапки усередині контуру, що облямовує обрану групу.
10. «Відкат» вперед та назад, повторення останньої операції. Команда Edit>Undo скасовує виконання останньої команди («відкат» назад), при цьому в підменю Edit до імені команди Undo автоматично додається ім'я останньої виконаної команди Place, Delete, Copy, Past, Move, Resize, Rotate, Mirror, наприклад Undo Place. Команда Edit>Redo скасовує виконання команди Edit>Undo («відкіт» уперед).
Повторення виконання останньої команди Place, Copy, Past, Move, Resize, Rotate, Mirror виконується по команді Edit>Repeat, при цьому в підменю Edit до імені команди Repeat автоматично додається ім'я останньої виконаної команди. Для зсуву копируемого об'єкта на задану відстань потрібно перед виконанням команди Edit>Repeat Copy виділити копируемый об'єкт, нажати клавішу Ctrl й, не відпускаючи її, перемістити копируемый об'єкт на потрібну відстань. Після цього послідовне виконання команди Edit>Repeat Copy (F4) створює масив копируемых об'єктів, зміщених один від одного на задану відстань.
Хід роботи
1. Вибір типу проекту
Створюємо новий проект. Для його створення виконуємо команду File>New Project, після чого в діалоговому вікні, що відкрилосяу рядку Name указуємо ім'я проекту, а на рядку Location - ім'я підкаталогу розташування проекту. Далі в середній частині цього вікна вибираємо тип проекту.
2. Створення принципової схеми проекту
2.1. Структура принципової схеми проекту
Електричні схеми більшості проектів розміщаються на декількох сторінках не найбільшого формату. Є два способи організації схем великого обсягу: плоскі звичайні багатосторінкові структури й ієрархічні структури.
2.2. Настроювання конфігурації проекту
Перед створенням нового проекту за допомогою програми OrCAD Capture задаємо параметри його конфігурації за допомогою трьох команд меню Options менеджера проектів:
по команді Preferences задаємо параметри схеми, що зберігають у файлі конфігурації Capture.ini й які ініціюються при кожному запуску програми OrCAD Capture
по команді Design Template задаємо параметри схеми, установлювані за замовчуванням при створенні всіх нових проектів;
по команді Design Properties або Schematic Page Properties задаємо параметри індивідуальної поточної схеми.
2.3. Розміщення символів компонентів й електричних ланцюгів
Розміщення символів компонентів.
Спочатку додаємо потрібні нам бібліотеки бібліотеки до списку, натисканням на кнопку Add Library. Після цього у відповідній бібліотеці чи декількох бібліотеках (для цього нажимаємо клавішу Ctrl+А) вибираємо ім'я компонента, символ якого поміщений на схему (якщо обрано кілька бібліотек, то після імені кожного компонента міститься символ / і потім ім'я бібліотеки).
Можемо скористатись кнопкою Part Search, вона призначена для пошуку конкретного компонента в бібліотеках зі списку Libraries. У розділі Graphic вибираємо звичайне (Normal) або еквівалентне зображення логічних компонентів у стилі DeMorgan (Convert). У розділі Packaging указуємо номер секції компонента, після чого в розташованому нижче вікні виводиться зображення обраної секції компонента із вказівкою номерів цоколевки його виводів. Після натискаємо на кнопку ОК символ обраного компонента переноситься на схему і рухом курсору компонент переміщаємо в потрібне нам місце на схему, й фіксуємо натисканням лівої кнопки миші. Після цього, якщо потрібно, на схему розміщаємо ще одну копію цього ж символу(резистор, конденсатор та ін.).Деякі елементи(резистор, діод) потрібно обернути, для цього натискаємо праву кнопку миші, де відкривається спливаюче меню і обираємо команду обертання (Rotate). Деякі потрібно дзеркально відобразити (конектор на 4 ніжки), для цього вибираємо Mirror; редагувати параметри компонента(мікроконтролер), для цього вибираємо Edit Properties.
Перелік компонентів, що розміщаємо на схемі:
1.Мікроконтроллер типу UM9151-3 (1 елем.)
/
2.Резистори( 32 елем.)
/
3.Конденсатори (18 елем.)
/
4.Діод типу КС147А (3 елем.)
/
1.Транзистор типу КТ315 (7 елем.)
/
1.Транзистор типу КТ639 (1 елем.)
/
6.Світлодіод типу F5G1 (2 елем.)
/
7.Діод типу DIODE BREAKDOWN (1 елем.)
/
8. Мікроконтроллер типу ML8204-1 (1 елем.)
/
10.Релле типу TRANSFORMER_0(1 елемент)
/
11.Динамік типу SPEAKER(2 елементи)
/
12. Мікрофон типу MICROPHONE_0(1 елемент)
/
13. Ключ типу SW KEY-SPST_1(13 елементів)
/
14. Елемент типу CONN SOCKET 2/SM(1 елемент)
/
2. Проставляння позиційних позначень компонентів. Позиційні позначення компонентів (Part Reference) і номера секцій (Designator) указуємо вручну.
3. Розміщення символів «землі» і джерел живлення. Натисканням на кнопку інструментів(Place Ground), відкриваємо діалогове вікно і вибираємо символ землі:
/
4. Розміщення електричних ланцюгів. Натисканням на кнопку панелі інструментів(Place Wire) проводимо потрібні нам зв’язки, для відміни нажимаємо кнопку Esc.
Варіант №11
Готова схема виконана в OrCAD Capture :
/
Висновок: У цій лабораторній роботі я ознайомився з програмою OrCAD Capture, і за допомогою якої створив(вже з готових елементів) принципову схему згідно свого варіанту.