Основні поняття і загальні принципи проектування в PCAD

Для автоматичного розведення маршрутів  використовується команда Route Autorouters. В  діалозі слід вибрати алгоритм розведення. Кожен алгоритм має свої власні настройки. Після встановлення параметрів натискається кнопка Start і починається трасування. Якщо в процесі розведення виникають якісь помилки, про це виводиться рапорт. Трасування ведеться по всіх увімкнених сигнальних слоях з врахуванням виставлених тенденцій напрямку. Алгоритму автоматичного трасування не завжди вдається провести всі доріжки. Для подальшого трасування використовується ручна розводка.

При ручному трасуванні користувач самостійно прокладає доріжки від  одного контакту до іншого. Прокладання  проходить сегментами на поточному  слої відносно координатної сітки. Слої змінюються клавішами L та Shift+L. При цьому в точці перемикання слоїв автоматично вставляється Via. При успішному закінченні трасування (останній сегмент закінчується на контакті компонента) кінець сегмента позначається хрестиком. Вихід з ручного трасування поточної доріжки здійснюється правою кнопкою миші або клавішею ESC.

Інтерактивний режим відрізняється  від ручного тим, що користувачеві  достатньо просто мишею “тягнути”  доріжку в потрібному напрямі. Огинання перешкод здійснюється автоматично.

Часто просто необхідно вказати певні правила проектування для нормального розведення плати. Правила встановлюються командою Options Design Rules. На вкладці Design можна вибрати окремі настройки і встановити їх значення. Вкладка Layer дозволяє змінити правила зазору для кожного слою.

Друк проекту

P-CAD PCB дає змогу роздрукувати  кожну частину проекту. Для  цього генерується задача (Job), в  якій конкретизовано, що саме  слід друкувати. Такі задачі  генеруються для всіх частин  проекту. Потім вибираються потрібні  і проводиться друк.

Задачі створюється виконанням команди File Print і натисненням кнопки Setup Print Jobs. В діалозі слід ввести ім'я задачі (Print Job Name) і натисканням  кнопки Add створити нову задачу. Після  цього задачу слід відмітити в  списку (Print jobs) і настроїти параметри – вказати, які слої будуть друкуватися (Layers), які символи будуть роздруковані (Display Options), масштаб і зміщення (Print Adjustments) і межі друку (Print Region). Друк запускається кнопкою Generate Printouts.

1.3 Принцип створення  власних компонентів

Всі компоненти P-CAD знаходяться в  бібліотеках. Розробка проектів полягає  в перенесенні компонентів з  бібліотек на робочу область проекту. Якщо потрібного компонента немає в  жодній бібліотеці, виникає необхідність створювати власний.

Кожен компонент складається з двох частин – схематичного позначення, або просто символу (Symbol), і монтажного позначення, або просто зразка (Pattern). Символ використовується в P-CAD Schematic, а зразок – в P-CAD PCB. У неповного компонент може бути відсутнім або символ, або зразок.

Символ – це схематичне позначення компонента. Він складається з  деякого малюнку (ліній, дуг, надписів) і контактів (Pins). Також обов'язковими складовими символу є контрольна точка (Reference Point), атрибути позначення посилання (RefDes) і типу (Type). Для створення символу використовується P-CAD Schematic. Спочатку набирається малюнок, який відповідає схематичному позначенню компонента. Потім встановлюються контакти (Pins). Без контактів компонент немає електричного змісту. У кожного контакту потрібно встановити унікальний атрибут PinDes. Цей атрибут використовується для правильного з'єднання символу зі зразком. PinDes у символів повинен співпадати з PinDes еквівалентних ніжок у зразка. Далі потрібно покласти Ref Point і атрибути – RefDes і Type. Для зберігання символу потрібно здійснити блочний вибір всіх його складових. Зберігання символу в бібліотеку здійснюється командою Library Symbol Save As.

Зразок – монтажне позначення компонента, яке відповідає реальним розмірам і  формі компонента. Він складається з контактних площадок (Pad), малюнка, який визначає зовнішній вигляд корпуса, точки контролю і атрибутів RefDes і Type. Створюється зразок в P-CAD PCB. На електропровідний слой (по замовчуванню – Top) кладуться контактні площадки і редагуються їх властивості. Важливою є еквівалентність PinDes зразків і символів. Далі на неелектропровідному (несигнальному) слої (Top Silk) здійснюється малюнок корпуса компонента. На завершення ставиться контрольна точка (Ref Point) і атрибути RefDes і Type. Перед збереженням зразка потрібно здійснити блочний вибір всіх його складових. Збереження зразка в бібліотеку виконується командою Library Pattern Save As.

Для об'єднання зразка і символу  і створення компонента використовується програма Library Executive.

Новий компонент створюється  командою Component New. Після цього вводиться  ім'я бібліотеки, яка містить символ і зразок компонента. Кнопкою Select Pattern слід вибрати зразок нового компонента. Після цього вводиться кількість  незалежних проходів у компоненті (Number of Gates), тобто кількість незалежних символів у зразку. Виставляються тип компонента, стиль і нумерація проходів. Кнопкою Select Symbol вибирається символ для всіх проходів, якщо стиль компонента однотипний (Homogeneous) і для кожного проходу, якщо компонент різнотипний (Heterogeneous). Нумерація проходів може проводитись по алфавіту або чисельно. Для вітчизняних компонентів прийнята числова нумерація. Після виконання цих дій необхідно підкорегувати таблицю відповідностей контактів. Для цього слід натиснути кнопку Pins View. У таблиці, що з'явилася потрібно заповнити наступні поля (поля Pad # і Pin Des повинні вже бути заповненими):

• Gate # - номер проходу до якого відноситься даний контакт.
• Sym Pin # - номер контакту у символі. Завжди заповнений для всіх перших еквівалентних проходів. Для всіх наступних повинен повністю співпадати з номером контакту символу з еквівалентного проходу (див. далі).
• Pin Name - Ім'я контакту. Якщо присутнє в перших еквівалентних проходах – повинне бути або видалене, або здубльоване у всіх наступних еквівалентних проходах.
• Gate Eq – еквівалентність іншому проходу. Слід вказати, якому проходу з існуючих даний контакт еквівалентний.
• Pin Eq – еквівалентність контакту – вказує якому контакту з проходу, вказаного в Gate Eq даний контакт еквівалентний.
• Elec. Type – електричний зміст контакту. Слід вибрати потрібний тип (вхід, вихід, пасивний, живлення тощо).

Збереження компонента в бібліотеку здійснюється командою Component Save As. В  назві компонента дозволяються символи  кирилиці.

 

2. Опис побудови принципової  схеми та трасування плати в середовищі PCAD

2.1 Побудова  принципової схеми в PCAD Schemantic

Для побудови схеми необхідно  встановити потрібний формат листа (А4,А3,А2,А1), а також одиницю виміру (mm – міліметри, mil – десята частина дюйма, inch – дюйми), після цього потрібно вибрати титульний лист, Для виконання будь-якої команди потрібно вибрати цю команду і вона буде діяти до тих пір, поки команда не буде відмінена натисканням на стрілку або вибором іншої команди. На панелі швидкого 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 іншу бібліотеку або встановити її до списку поточних вибравши кнопку Library setup. Після того як необхідний компонент вибраний, вибираємо його положення на принциповій схемі і кліком розміщуємо на ній, при цьому якщо натиснути на кнопку миші і утримуючи її натискати ‘z’ та ‘f’, то компонент відповідно буде крутитися та дзеркально відображатися відносно горизонтальної осі.

Після розміщення всіх компонент  їх необхідно з’єднати у відповідності  до логічного функціонування схеми.

Вибором команди Place/Wire з’єднуємо  поставлені на лист елементи.

Після того, як схема намальована в PCAD Schemantic виділяємо її і за допомогою комади Util/Generic Netlist генеруємо список зв’язків між компонентами (елементами схеми) у файлі з розширенням *.net. Після чого записуємо принципову схему на диск для подальшого опрацювання та роздруковування. На цьому дії в PCAD 2008 Sсhemantic завершуються.

 

 

2.2 Трасування плати за  допомогою програми PCAD PCB

Вибираємо розмір робочої  зони, одиницю виміру командою Options/Configure…  Потім завантажуємо файл з розширенням *.net – файл зв’язків. Для цього виберемо команду Utils/Load Netlist. Якщо в принциповій схемі немає помилок, то програма завантажить корпуса елементів з їхніми зв’язками. Виберемо команду Route/Autoroutes. Вона дозволяє вибрати кількість провідних прошарків Layers для трасування однопрошаркових та багатопрошаркових плат, а також можна задати за якою технологією будуть виготовлюватися плати на підприємствах (Engenearing Design), а також крок сітки та товщину ліній трасування. Натиснувши на клавішу Start програма протрасує елементи та розведе плату. Після чого записуємо схему на диск для її подальшої обробки.

У разі відсутності потрібних  елементів їх можна створити самостійно, як це зроблено в даній роботі у  зв’язку з відсутністю бібліотек  з вітчизняними компонентами. Для створення компонент необхідно створити схемне позначення та вигляд корпусу в програмах Pcad Schemantic та PCAD PCB. При чому виводи символів Pins Designators повинні бути однаковими в корпусі та схемному позначенні. Після цього в Library Manadger створюємо об’єкт під’єднуємо до нього корпус та схемне позначення та в ручну корегуємо та заповнюємо службову інформацію про елемент. А саме: логічне призначення виводів, належність до певної секції у багатосекційних елементах, назви виводів, їх еквівалентність. Можна також перенести компонент, схемне позначення або корпус вибравши опцію Librarys Copy... після чого вказуємо з якої бібліотеки копіювати та в яку бібліотеку копіювати елементи. Однією з потужних операції програми є модифікація існуючих елементів. Після того, як елемент створений записуємо його під оригінальною назвою, яка на схемі позначається як тип елемента.

 

 

Висновок

При написанні курсової роботи було реалізовано створення принципової електричної схеми цифрового аналізатора-спектру, трасування плати для створеної схеми. Програмний комплекс РСAD показав себе надійним інструментом при реалізації проекту. До недоліків даної системи можна віднести відсутність компонентів вітчизняного виробництва та відсутність в стандартній версії PCAD підтримки вітчизняного стандарту. До переваг описаної САПР відноситься зручний для користування інтерфейс, та швидке створення схеми на основі готових блоків функціональних вузлів.