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1、OrCAD图文教程业界的标准原理图设计软件导语：常见原理图设计软件 Protel 国内低端设计的主流，国外基本没人用；简单易学，适合初学者，容易上手；占用系统资源较多，对电脑配置要求较高现在推Altium Designer Pads使用的人也是相当的多，好用，易上手适合于中低端设计，堪称低端中的无冕之王市场上使用范围最广的一款eda软件，适合大多 数中小型企业的需求 本身没有仿真，做高速板时，要结合其他专用仿 真工具，如hyperlynx Cadence allegro 实际上是高速板设计中的工业标准 ，无论哪一方 面都超牛 特点：PCB Layout工具绝对一流 ，布线超爽； 仿真方面也是非
2、常的牛，有自己的仿真工具，信 号完整性仿真，电源完整性仿真都能做 ；在做pcb高速板方面牢牢占据着霸主地位 世界上60%的电脑主板40%的手机主板都是拿 Allegro画的 Mentor WG 稍逊于CADENCE，但同样是顶级工具，针对的是高端电路设计，同样有自己的仿真工具。只不过在国内其支持商还相对少点，不如Cadence用的多 一点建议如果很少做高速板，建议用pads吧，毕竟学习 起来相对容易。如果经常做高速板，建议还是选Cadence，一个是国内做高速板用Cadence比较多，第二，因为流行，所以学习的话交流的人也多点。很多大公司都用它，会Protel和会 Cadence allegr
3、o的薪水是不一样的。创建工程及参数设置 创建工程首先启动OrCAD Capture CIS选design entry CIS，如图 启动后弹出对话框，对话窗中有很多程序组件， 不要选OrCAD Capture，这个组件和OrCAD Capture CIS相比少了很多东西，对元件的管 理不方便。选OrCAD Capture CIS，如图打开程序界面，这时界面中是空的，只有 左下角有一个session log最小化窗口。 现在我们可以开始建立工程project。选 主菜单file-new-project，弹出 project wizard对话框，如图 在这里选择要建立的工程的类型。因为我们 要用它
4、进行原理图设计，所以选 schematic选项。在name对话框中为你 的工程起一个名字，最好由清一色的小写 字母及数字组成，别加其他符号，如 myproject。下面location对话框是你 的工程放置在那个文件夹，可以用右边的 browse按钮选择位置或在某个位置建立 新的文件夹，本例已经事先在E盘建立了一 个叫usecadence的文件夹，我把工程放 在这里。点击OK按钮，工程就建好了。界 面如图 在程序主界面走侧的工程管理框中会出现 和工程同名的数据库文件。 Myproject.dsn是数据库文件，下面包括 SCHEMATIC1和design cache两个文 件夹。SCHEMATI
5、C1文件夹中存放原理 图的各个页面。当原理图界面上放置元件 后，design cache文件夹下会出现该元 件的名字路径等信息，这时数据库中的元 件缓存，该功能使设计非常方便，后面用 到的时候会更详细的讲解，暂时先知道有 这个东西就可以了。 关于工程管理器 工程管理器介绍界面左侧是工程管理器，用于管理设计中用到的 所有资源。包含两个标签File和Hierarchy。 File标签中文件按文件夹方式组织起来，显示设 计中用到的所有文件。一个工程只有一个设计 .dsn，其实是一个数据库，其中可包含原理图 文件夹，多个原理图页面，元件缓存，设计中用 到的元件库，输出文件等。Hierarchy标签包
6、含设计中的实体及元件的层级关系。 工程管理器中的操作复制移动文件在工程管理器中可以使用windows中常用的拖 拽功能来进行复制移动文件。这种操作可以在设 计与设计之间、设计与元件库之间、元件库和元 件库间、原理图文件夹之间进行。操作一次就知 道了，和widows一样，不多说了。只是有一点 注意：当移动或拷贝后注意马上保存，否则可能 会丢数据。添加文件可以在design resources中添加设计，但 会替换已经建立的设计，因为一个工程中只能 有一个设计。可以在library中加入元件库， output和reference projects中都可以加 入文件。加入文件两种操作方法：1、在要添
7、 加的文件夹上右键Add file。2、选中文件夹 ，edit-project，对话框中选中要添加的文 件打开即可。删除文件删除文件比较简单，和windows一样选中后 按delete键即可。只要注意的是，原理图的 页面打开状态下，无法删除。另外，删除操作 是不可恢复的，谨慎操作。 对于cache的操作稍微复杂，用到的时候再说 吧，后续文章中会讲到。 参数设置工程建立之后，默认情况下已经在 SCHEMATIC1文件夹中建立了一个新页 面page1。该页面的各种参数如颜色，字 体，title，网格形式等都是默认设置。如 果想使用自己习惯的设置，方便的方法是 在design template和pr
8、eference中设 置好，然后新页面都会按设置好的参数建 立。设置方法：主菜单-option- preference，点击后弹出设置参数面板 如图 上图中可以设置颜色、字体、网格显示方式、缩放和滚动方式等等很多选项，看一看试一试就明白了。在主菜单-option-design template中可以设置题头、字体大小、页面尺寸、网格尺寸显示打印方式等等。浏览工程中的各个元素 当原理图画完后，需要对原理图进行查错编辑。 这时就要用到browse命令，浏览整个工程中 的元素。 方法：1. 选中.dsn文件或原理图文件夹2. 选中菜单-browse这里可选浏览parts、nets等右侧的下拉小列表中
9、的各个选项。 浏览parts选择parts，弹出浏览属性对话框，选择默认即可。OK，打开工程中用到的所有元件列表窗口。在该窗口中，双击某一个元件的reference，则可以打开原理图相应页面，同时该元件高亮显示。如图所示，这样可以方便的定位某一元件。 使用技巧：1) 从reference选项中可以看出，是否有元件 没有进行编号，若有，则需要重新编号。2) 从value选项可以看出是否有元件没有赋值 ，如电容量，电阻值等，如果有，则双击该元 件的reference，在原理图中修改。 浏览nets在该窗口中，双击某一个nets，则可以打开原理图相应页面，同时该网络的连线高亮显示。如图所示，这样可以
10、方便的定位某一网络。 这个操作对于查看电源网络是否没有赋值很方便。图中VCC_BAR为忘记赋值的电源网络。出现这种情况，在DRC检查的时候，并不报错，但是该电源网络在pcb中不会和任何电源相连，出现严 重错误。可以在这里方便的查看并修改。双击该电源网络，列表中的VCC_BAR，打开 所在的原理图页面。所在位置高亮显示修改网络名称，赋给相应电压等级。浏览命令中其他的命令使用也类似。在 画完原理图后全面检查阶段很有用。创建元件库 通常在画原理图时，需要自己生成所要用到器件的元件图形。这时可以建立一个自己的元件库，不断向其中添加，积累起来，就可以形成自己常用器件的元件库了，以后用起来会很方便。 创建
11、元件库的方法：激活工程管理器，file - new library，元件库被自动加入到工程中接下来就可以在刚才新 建的库文件中建立元件 了。右键-new part，弹出 对话框如右图。在对话框中添加元件名 称，索引标示，封装名 称，如果还没有它的封 装库，可以暂时空着， 以后可以改的 。图中multi-part package部分是选择元 件分几部分建立 举个例子来说，比如有些FPGA有一千 多个管腿，不可能都画在一个图形里， 你就必须分成多个部分画。要分成8个部 分，只要在part per pkg框中填8即可 。图中 package type选项对分裂元件有 说法，独立元件的话默认选项就好了
12、。 它的作用后面再讲。 我们以建立建立元件CS5381 为例。CS5381，共有24个管脚，管 脚比较少 ，就不用把元件分成多个部分；按OK按钮，弹出器 件图形窗口 。初始图形很小， 先把图框拉大，图中虚线部分 ，然后放置图形实体的边界线 ，选右侧工具栏中的那个小方 框即可画出，初步调整大小，能放下24个脚即可。接下来要 添加管腿了。这时你可以一个 一个的添加，好处是每次添加 都能设定好管脚的属性。也可以一次添加24个，然后再去一 个一个修改属性。这里一次添 加完所有管脚。 选place-pin array，弹出对话 框。选项设置如图 所示。点ok按钮，此时 24个管脚就粘在 鼠标上了，找到合
13、 适位置放下，然后 选择一半的管脚直 接拖到实体框的右 边，如图。接下来修改管脚属 性。双击某一个管 脚，弹出属性对话 框，在这里可以设 置名称、编号、线 形、类型等，按芯 片手册上的设好即 可。所有管脚属性全部 设定完成后如图。 存盘保存。这样就 建好了一个元件。关于分裂元件首先看建立元件时的属性对话框，见下图 注意这个图中左下角选项框中的两个选项， homogeneous 和 heterogeneous。什 么意思？本文就此进行详细说明。首先要搞清楚物理封装元件和逻辑元件的关系。任何一种芯片及电阻电容等元件都有其自己特殊的封装形式， 比如DIP8、PQF100，BGA686等就是几种封装形
14、式。不论 芯片由多少管脚，都在一个封装上体现出来，我们在画PCB图 的时候，把它作为一个元件放在版图中，这是和他的实际物理 封装形式、尺寸等一一对应的，因此必须以单个元件的形式建 立图形，不能分成几个部分。但是在原理图中放置的元件只是 一种逻辑上的表示，原理图中重视的是有多少个管脚，各个管 脚的属性如输入输出特性、电源还是地、是否是时钟等，至于 是以一个元件的方式画出来，还是分成多个画，以及各个部分 画成什么形状并不重要，只要各个管脚的电气特性正确就可以 。最终原理图给出的只是一个网表，包括管脚属性、互连关系 。你甚至不需要画原理图，手工编辑网表也可以，用原理图的 形式不过为了更清楚，更容易管
15、理罢了。所以，在画原理图的 时候，每个元件怎么画，画成什么形状，随你的便，重要的是 管脚编号，数量和电气特性。知道了上面的东西，就能明白分裂元件的意义了 。有些芯片管脚数非常多，像XILINX virtex4 系列的FPGA有一千多个管脚，没办法在一个图 中画出来。所以这时都会把它分成很多个部分分 别画出来，把属于同一个功能模块的管脚分离出 来，单独画在一个元件图形里。上图中的parts per Pkg意思就是同一个封装（ 对应一个芯片），在原理图中用几个部分表示。 如果你选择8，并把一个芯片的所有管脚分8个 部分画出来，那么软件就知道这8个元件实际上 是同一个芯片的不同部分。理解了元件的分裂
16、，再看homogeneous 和 heterogeneous是什么意思。有些元件内部包含了 两个或更多的功能完全一致的模块，唯一的区别就是 ，管脚的名字编号不一样，这时如果你把它分成两个 元件画出，那这两个元件几乎是一样的，这种元件就 是homogeneous的。另一方面，比如画一个DSP 芯片，它包含VCC GND等电源属性的一组管脚，还 有通用IO口、缓冲串行口，EMIF数据端口等，如果 分别画在不同的元件图中，这些分裂的元件包括功能 、管脚数量、电气属性都不一样，那么此时这些分裂 的元件就是heterogeneous的。知道这些，就可以在原理图中使用分裂元件了，分开 处理，画起图来那是相当的方便。 分裂元件的使用方法如果一个元件包含多个部分，Homogeneous类型或 Heterogeneous类型。使用过程中要注意几点。使 用不当会出错。首先看看直接使用出现什么错误。在 原理图中放置元件。进行索引编号。出现如下错误信 息。ERROR ANN0005 Cannot perform annot
