Курсовая работа: Проектування засобів обчислювальної техніки в САПР PCAD 2008 (схема формувача імпульсів)
Задання форми друкованої плати
Для початку проектування потрібно задати контури друкованої плати. Для цього використовуються лінії і дуги, які кладуться аналогічно P-CAD Schematic. Слід зазначити, що класти лінії на сигнальні слої не варто, оскільки це викличе проблеми при розведенні друкованої плати. Для задання контурів плати служить слой Board. На ньому потрібно нанести неперервний контур плати потрібних розмірів і форми користуючись координатною сіткою.
P-CAD PCB дозволяє встановлювати компоненти на робочу область і з'єднувати їх. Для того щоб покласти компонент використовується команда Place Component. Для з'єднання компонентів – команда Place Connection. Таким чином можна набрати електричну схему і розвести друковану плату. Але більшість сучасних систем автоматичного проектування дозволяють набирати схеми в спеціально для цього призначених програмах, таких як P-CAD Schematic. Створені в P-CAD Schematic списки з'єднань (Netlists) завантажуються у P-CAD PCB. Користувачу залишається лише відповідним чином розмістити завантажені елементи на платі (в більшості випадків авторозміщення, здійснене P-CAD PCB є незадовільним) і здійснити трасування друкованої плати. Завантажити Netlist можна командою Utils Load Netlist.В P-CAD PCB компоненти можна повернути на довільний кут. Для повертання елемента на 90 градусів служить клавіша R. Комбінація Shift+R дозволяє розвернути компонент на довільний кут. При натисненні цієї комбінації щоразу кут повертання компонента збільшується на величину, яка задається в Options Configure.
Для зменшення кількості з'єднань P-CAD PCB дозволяє оптимізувати мережі. Для цього виконується команда Utils Optimize Nets. Вона враховує кілька факторів, які дозволяють зменшити кількість мереж і спростити розведення плати.
Розведення друкованих плат
Плати в P-CAD PCB можна розвести трьома способами – автоматичним, інтерактивним і ручним (Autoroute, Interactive and Manual route). У більшості випадків розведення здійснюється спочатку автоматичним способом, а потім корегується двома останніми.
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-2008
2.1 Побудова принципової схеми в PCAD 2008 Schemantic