СОДЕРЖАНИЕ
1. Аннотация 3
2. Введение 4
3. Описание программы Orcad Capture 6
4. Краткое описание программы Sprint-layout 22
5. Заключение 25
6. Список литературы 26
Аннотация
В данной работе рассмотрены примеры двух САПР (система автоматизированного проектирования). Одна из которых предназначена для сознания проектов, представляющих собой принципиальные электрические схемы, а вторая – для проектирования печатных плат. Эти программы имеют разный внешний вид и внутреннее оснащение, но довольно просты в применении.
ВВЕДЕНИЕ
Система автоматизированного проектирования, САПР, CAD - автоматизированная система, реализующая информационную технологию выполнения функций проектирования, представляет собой организационно-техническую систему, предназначенную для автоматизации процесса проектирования, состоящую из персонала и комплекса технических, программных и других средств автоматизации его деятельности. Также для обозначения подобных систем широко используется аббревиатура САПР (система автоматизации проектных работ). Такая расшифровка точнее соответствует аббревиатуре. Для перевода САПР на английский язык зачастую используется аббревиатура CAD (англ. computer-aideddesign), подразумевающая использование компьютерных технологий в проектировании. Однако в ГОСТ 15971-90 это словосочетание приводится как стандартизированный англоязычный эквивалент термина "автоматизированное проектирование". Понятие CAD не является полным эквивалентом САПР, как организационно-технической системы. Термин САПР на английский язык может также переводиться как CAD system, automateddesignsystem, CAE system.
Основная цель создания САПР — повышение эффективности труда инженеров, включая:
- сокращения трудоёмкости проектирования и планирования;
- сокращения сроков проектирования;
- сокращения себестоимости проектирования и изготовления, уменьшение затрат на эксплуатацию;
- повышения качества и технико-экономического уровня результатов проектирования;
- сокращения затрат на натурное моделирование и испытания.
Достижение этих целей обеспечивается путём:
- автоматизации оформления документации;
- информационной поддержки и автоматизации процесса принятия решений;
- использования технологий параллельного проектирования;
- унификации проектных решений и процессов проектирования;
- повторного использования проектных решений, данных и наработок;
- стратегического проектирования;
- замены натурных испытаний и макетирования математическим моделированием;
- повышения качества управления проектированием;
- применения методов вариантного проектирования и оптимизации.
Все САПР можно условно разделить на 3 категории:
1) Легкие (AutoCAD, Компас-График)
2) Средние (SolidWorks, SolidEdge, Компас-3D)
3) Тяжелые (CATIA, Pro/ENGINEER, NX)
ОПИСАНИЕ ПРОГРАММЫORCAD CAPTURE
Программа OrCAD Capture предназначена для создания проекта, часть которого может быть задана в виде принципиальной электрической схемы, а другая часть может быть описана на языке высокого уровня VHDL. Кроме того, из оболочки OrCAD Capture запускаются программы моделирования аналоговых, цифровых и смешанных аналого-цифровых устройств PSpiee и параметрической оптимизации PSpiee Optimizer. В программе OrCAD Capture проекты подразделяются на несколько типов.
Рисунок 1 – Взаимосвязь OrCAD Capture с другими программами
При создании проекта в соответствии с его типом автоматически загружаются необходимые библиотеки компонентов (позднее их перечень можно изменить вручную), при этом для всех специализированных проектов возможна передача информации в программу OrCAD Layout для создания печатных плат (ПП). На рисунке 1 показана взаимосвязь OrCAD Capture с другими программами системы OrCAD. При создании принципиальных схем проекта необходимая информация отыскивается во встроенной базе данных, которая поставляется вместе с системой и пополняется пользователями. Причем при наличии опции Component Information Systems (CIS) официальные пользователи получают доступ через Интернет к'расширенной базе данных, содержащей сведения примерно о 200 тыс. компонентов различных фирм (приведены их символы и корпусы).
На рисунке 2 изображен экран программы OrCAD Capture 9.2. В его верхней части расположено меню команд и ниже — панель инструментов.
Рисунок 2 – Экран программы OrCAD Capture
1. Меню команд и панель инструментов. Состав пиктограмм панели инструментов зависит от выбранного режима работы и типа текущего проекта, их состав изображен на рисунке 3 и приведен в таблице 1.
Рисунок 3 – Пиктограммы панели инструментов
Состав меню команд зависит от выбранного режима работы и типа текущего проекта. На рис. 2.4 указано содержание меню команд при активизации менеджера проектов.
Таблица 1 – Пиктограммы панели инструментов
| Пиктограмма | Эквивалентная команда | Описание команды | ||
| New | Создание нового документа | |||
| Open | Открытие существующего документа | |||
| Save | Сохранение внесенных изменений в текущем проекте | |||
| Вывод твердой копии одной или более страниц текущей схемы или изображения символа компонента | |||
| Cut | Удаление выбранного объекта с копированием в буфер обмена | ||
| Copy | Копирование выбранного объекта в буфер обмена | ||
| Paste | Размещение объекта из буфера обмена | ||
| Undo | Отмена результата выполнения одной последней команды | ||
| Redo | Отмена результата выполнения одной последней команды Undo | ||
| Zoom In | Увеличение масштаба изображения | ||
| Zoom Out | Уменьшение масштаба изображения | |||
| Zoom Area | Вывод на весь экран окаймленной части изображения | ||
| Zoom All | Вывод на экран полного изображения страницы схемы | ||
| Annotate | Назначение позиционных обозначений компонентам выбранной страницы схемы | ||
| Back Annotate | Выполнение перестановок логически эквивалентных секций компонентов и выводов в процессе обратной корректировки | ||
| Design Rules Check | Проверка соблюдения правил проектирования DRC и правил составления электрических принципиальных схем ERC | ||
| Create Netlist | Составление файла списка соединений выбранной страницы схемы в форматах EDIF 200, SPICE, VHDL, Verilog, Layout и др. | ||
| Cross Reference | Составление файла перекрестных ссылок | ||
| Bill of Materials | Составление отчета о проекте или выбранной странице | ||
| Snap to Grid | Привязка курсора к узлам сетки на окне редактирования схем и символов компонентов (аналог команды Options>Preierences>Grid Display) | ||
| Project manager | Загрузка менеджера проектов | ||
| Help Topics | Вывод содержания, предметного указателя и средств поиска терминов встроенной инструкции |
Рисунок 4 – Состав меню команд менеджера проектов
2. Менеджер проектов расположен в левой части экрана программы Capture. В режиме File развертывается плоская файловая структура проекта, в режиме Hierarchy — его иерархическая структура. Файловая структура проекта содержит ряд разделов:
Design Resource — описание проекта (файл проекта *.dsn, отдельные страницы схемы, перечень компонентов Design Cache, VHDL-файлы, перечень используемых библиотек компонентов *.olb);
Outputs — результаты проектирования;
PSpice Resource — информация для моделирования с помощью PSpice (Include Files, Model Library, Simulation Profiles, Stimulus Files) и др.
Двойной щелчок левой кнопки мыши по имени конкретного файла или по его значку загружает его в соответствующий редактор (при выборе файла схем загружается редактор схем, при выборе текстового файла — встроенный текстовый редактор). Щелчок правой кнопки мыши по значку отдельного файла или каталога разворачивает меню, состав которого зависит от типа выбранного объекта:
Add File — добавление файла;
Part manager —загрузка менеджера компонентов;
Edit — редактирование файла;
Properties — просмотр и редактирование свойства объекта;
New Schematic — создание новой схемы;
Design Properties — редактирование параметров проекта;
Save - сохранение внесенных изменений;
Save As... — сохранение внесенных изменений в проекте с новым именем;
Simulate Selected Profile(s) — выполнение моделирования с помощью PSpice в соответствии с выбранным профайлом (файлом задания на моделирование);
View Simulation Results — просмотр графических результатов моделирования;
View Output File — просмотр текстового файла результатов моделирования;
Edit Simulation Settings — редактирование задания на моделирование;
Make Active — активизация выбранного профайла;
New Page — добавление новой страницы схемы;
Edit Page — редактирование страницы схемы;
Schematic Page Properties — редактирование параметров настройки схемного редактора;
Edit Selected object properties — редактирование атрибутов выбранного на схеме объекта;
Make Root — переноси выбранной схемы на верхний уровень иерархии;
Rename — переименование файла.
3. Редактор схем. На рисунке 5 показано окно редактора страницы принципиальной схемы, на которой расположены дополнительные панели инструментов (рисунок 6), команды которых перечислены в таблицах 2 и 3.
Рисунок 5 – Окно редактора страницы схемы
Рисунок 6 – Панели инструментов редактора схем
Таблица 2 – Пиктограммы панели инструментов режима редактирования схем
| Пиктограмма | Эквивалентная команда | Описание команды | ||
| Select | Режим выбора объектов | ||
| Part | Выбор в библиотеке компонента для размещения его символа на схеме | ||
| Wire | Рисование электрических цепей. При нажатии кнопки Shift возможен ввод не ортогональных цепей | ||
| Net Alias | Размещение псевдонимов (дополнительных имен) цепей и шин | ||
| Bus | Изображение шины (линии групповой связи) | ||
| Junction | Нанесение точки электрического соединения двух цепей | ||
| Bus Entry | Нанесение отводов ос шины, расположенных под углом 45° | ||
| Power | Размещение символов выводов источников питания и «земли» | ||
| Ground | Размещение символов выводов источников питания и «земли» | ||
| Hierarchical Block | Размещение иерархических блоков | ||
| Hierarchical Port | Размещение портов иерархических блоков | ||
| Hierarchical Pin | Размещение выводов иерархических блоков | ||
| Off-Page Connector | Размещение символов соединителей страниц | ||
| No Connect | Подключение к,выводу компонента символа отсутствия соединений | ||
| Line | Рисование линии | ||
| Polyline | Рисование полилинии | ||
| Rectangle | Рисование прямоугольника | ||
| Ellipse | Рисование эллипса /окружности | ||
| Arc | Рисование дуги | ||
| Text | Размещение одной или нескольких строк текста с указанием его размера, цвета, ориентации и шрифта |
Таблица 3 – Пиктограммы панели инструментов режима моделирования
| Пиктограмма | Эквивалентная команда | Описание команды | ||
| New Simulation Profile | Создание нового файла задания на моделирование | ||
| Edit Simulation Setting | Редактирование задания на моделирование | ||
| Run PSpice | Запуск программы PSpice на моделирование | ||
| View Simulation Results | Просмотр графических результатов моделирования | ||
| Voltage/Level Marker | Простановка маркера напряжения/логического уровня | ||
| Voltage Differential Markers | Простановка двух маркеров разности напряжений | ||
| Current Marker | Простановка маркера тока | ||
| Power Dissipation Marker | Простановка маркера рассеиваемой мощности | ||
| Enable Bias Voltage Display | Отображение на схеме узловых напряжений в рабочей точке | ||
| Toggle Voltage On Selected Net | Показать /удалить значение потенциала по постоянному току выбранной цепи | ||
| Enable Bias Current Display | Отображение на схеме токов ветвей в рабочей точке | ||
| Toggle Current On Selected Part/Pin | Показать /удалить значение постоянного тока выбранного вывода компонента | ||
| Enable Bias Power Display | Отображение на схеме рассеиваемой мощности ветви в рабочей точке | ||
| Toggle Power On Selected Part | Показать /удалить значение рассеиваемой мощности по постоянному току выбранного компонента |
На рисунке 7 указано содержание меню команд при активизации редактора принципиальных схем.
4. Редактор символов. На рисунке 8 показано окно редактора страницы принципиальной схемы, на которой расположена дополнительная панель инструментов (рисунок 9), перечисленных в таблице 4.
Таблица 4 – Пиктограммы панели инструментов режима редактирования символов
| Эквивалентная команда | Описание команды | ||
| IEEE Symbol | Размещение условных обозначении в стандарте IEEE | ||
| Pin | Размещение выводов | ||
| Pin Array | Размещение массивов выводов |
Рисунок 7 – Состав меню команд редактора принципиальных схем
5. Текстовый редактор. Текстовый редактор позволяет создавать и просматривать VHDL-файлы и любые другие текстовые файлы. На рисунке 11 показан фрагмент VHDL-файла, ключевые слова в котором и комментарии для наглядности выделяются различными цветами, задаваемыми в разделе Preferences меню Options. Загрузка в редактор VHDL-файла выполняется после двойного щелчка левой клавиши мыши при расположении курсора на имени файла в менеджере проектов, текстовые файлы других типов открываются обычным образом по команде File>Open>Text File.
6. Строка состояний. В нижней части экрана Capture расположена строка состояний (рисунок 12), на которой отображается имя выбранного инструмента или меню, имя текущего состояния программы (в левом поле), количество выбранных объектов (в среднем поле), масштаб изображения и текущие координаты курсора (в правом поле).
Рисунок 8 – Окно редактирования символов
Рисунок 9 – Панель инструментов редактора символов
7. Выбор объектов. После выбора объекта или группы объектов можно выполнять различные операции, включая перемещение, копирование, удаление, зеркальное отображение, вращение, изменение масштаба и редактирование. При редактировании текстовых файлов, включая VHDL-файлы, используются стандартные приемы выделения объектов, принятые в MS Word и подобных программах. При редактировании графических файлов (принципиальных схем и символов отдельных компонентов) выделение отдельного объекта производится щелчком левой кнопки мыши при расположении курсора на выделяемом объекте (переход в режим выделения автоматически отмечается на панели инструментов высвечиванием иконки) Отмена выделения объекта производится щелчком мыши при расположении курсора на пустом месте экрана. Добавление объекта в выделенную группу объектов выполняется щелчком левой кнопки мыши при нажатой клавише Ctrl. Удаление объекта из выделенной группы также производится при нажатой клавише Ctrl.