《OrCAD和PADS Layout電路設(shè)計(jì)與實(shí)踐》課件第2章

第2章在OrCADCaptureCIS中創(chuàng)建元件

2.1OrCADCaptureCIS的窗口界面和文件管理2.2創(chuàng)建自己的元件庫2.3單一元件和復(fù)合元件2.4元件設(shè)計(jì)窗口的基本操作和柵格設(shè)置2.5創(chuàng)建元件舉例

OrCADCaptureCIS是OrCAD軟件繪制電路原理圖的模塊，“CIS”是“capturecomponentinformationsystem”的縮寫，它是一個(gè)元件信息的管理系統(tǒng)。在啟動OrCAD軟件時(shí)，經(jīng)常選擇OrCADCaptureCIS繪制電路原理圖，而不是OrCADCapture。對于一些比較復(fù)雜的電路來說，創(chuàng)建元件是在OrCADCaptureCIS中設(shè)計(jì)電路原理圖的主要工作。2.1OrCADCaptureCIS的窗口界面和文件管理在WindowsXP操作系統(tǒng)的桌面上，執(zhí)行【開始】→【所有程序】→【OrCAD16.0】→【OrCADCaptureCIS】菜單命令，或者雙擊桌面上的按鈕，就會彈出一個(gè)【CadenceProductChoices】對話框，在這個(gè)對話框中選中“OrCADCaptureCIS”功能模塊，進(jìn)入OrCADCaptureCIS系統(tǒng)，如圖2-1所示。在OrCADCaptureCIS系統(tǒng)窗口中，執(zhí)行【File】→【Open】→【Design…】菜單命令，可以打開后綴為?.DSN的設(shè)計(jì)文件；執(zhí)行【File】→【Open】→【Project…】菜單命令,可以打開后綴為?.OPJ的項(xiàng)目文件。打開文件后的OrCADCaptureCIS窗口界面如圖2-2所示。圖2-1OrCADCaptureCIS系統(tǒng)窗口圖2-2OrCADCaptureCIS窗口界面

OrCADCaptureCIS有很多子窗口，其中的信息窗口(SessionLog)最小化在左下角，用于記錄OrCAD軟件運(yùn)行過程的信息以及運(yùn)行中產(chǎn)生的出錯(cuò)信息，該窗口不能關(guān)閉，只能最大化、最小化或還原。在項(xiàng)目管理窗口中，最常用的是【File】標(biāo)簽頁，在此標(biāo)簽中，系統(tǒng)以樹狀的形式顯示各種文件夾和文件。一個(gè)OrCAD設(shè)計(jì)項(xiàng)目通常包含以下文件。

(1)?*.opj項(xiàng)目啟動文件。這個(gè)文件一般很小，里面沒有什么實(shí)質(zhì)性的內(nèi)容。打開項(xiàng)目的同時(shí)也會打開它。如果把它刪掉，在打開*.dsn文件后還會自動生成。

(2)?*.dsn設(shè)計(jì)文件。它的內(nèi)容就是用戶設(shè)計(jì)的電路原理圖。

(3)??*.olb庫文件。用戶設(shè)計(jì)電路原理圖時(shí)需要的所有元件都存放在庫文件里，用戶只能從庫文件里調(diào)用元件，不能在原理圖設(shè)計(jì)窗口創(chuàng)建元件。*.olb庫文件有兩種：一種是OrCADCaptureCIS系統(tǒng)自帶庫文件；另一種是用戶自己創(chuàng)建的庫文件。為了更好地利用系統(tǒng)資源、提高工作效率，用戶應(yīng)該熟悉并充分利用系統(tǒng)自帶的庫文件中那些常用的庫文件和常用的元件。最常用的庫文件有：Discrete.olb(混合元件庫)、Connector.olb(接插件元件庫)、Transistor.olb(晶體管元件庫)、Capsym.olb(符號元件庫)等。

(4)?*.asc網(wǎng)絡(luò)表文件(或者*.net網(wǎng)絡(luò)表文件)。網(wǎng)絡(luò)表文件描述了電路原理圖中各個(gè)元件之間的電氣連接關(guān)系，是電路原理圖與印制電路板文件的接口文件。

(5)?*.bom材料清單文件。該文件列出了電路原理圖中所有的元件，可以包括元件數(shù)量、型號、PCB封裝、價(jià)格、生產(chǎn)廠家等用戶設(shè)置了的信息。上述類型的文件都獨(dú)立存在于Windows操作系統(tǒng)的資源管理器中。在OrCADCaptureCIS系統(tǒng)窗口，*.opj項(xiàng)目啟動文件和*.dsn設(shè)計(jì)文件是同時(shí)存在的，其他文件都可以添加或刪除，也可以臨時(shí)創(chuàng)建，但是在OrCADCaptureCIS系統(tǒng)窗口中刪除文件并不是真正地“刪除”，只是臨時(shí)移走文件。還有一些其他類型的文件，因?yàn)椴怀Ｓ?，所以在此不贅述。在OrCADCaptureCIS的操作過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)圖2-3所示的警告信息，它告訴讀者：“該操作影響到整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，因而會清除UNDO/REDO信息列表，此后不能重復(fù)或撤銷以前的操作，需要繼續(xù)嗎？”通常單擊“Yes”按鈕，繼續(xù)該操作。如果選中“Donotshowthisboxagain”復(fù)選按鈕，那么下次操作時(shí)就不會出現(xiàn)圖2-3所示的警告信息。圖2-3警告信息對話框2.2創(chuàng)建自己的元件庫首先必須創(chuàng)建自己的元件庫，再在元件庫中創(chuàng)建元件，最后才可以在電路原理圖設(shè)計(jì)窗口中調(diào)用元件庫中的元件。創(chuàng)建自己的元件庫有以下兩種方法。

(1)在如圖2-1所示的OrCADCaptureCIS系統(tǒng)窗口執(zhí)行【File】→【New】→【Library】菜單命令，這樣創(chuàng)建的庫文件單獨(dú)占用一個(gè)項(xiàng)目管理窗口，默認(rèn)的名稱可能是Library1.olb、Library2.olb、Library3.olb等。

(2)在打開某個(gè)設(shè)計(jì)文件后，項(xiàng)目管理窗口為當(dāng)前窗口，此時(shí)執(zhí)行【File】→【New】→【Library】菜單命令所創(chuàng)建的庫文件被自動添加到當(dāng)前項(xiàng)目管理窗口的Library文件夾中，默認(rèn)的名稱可能是Library1.olb、Library2.olb、Library3.olb等。在創(chuàng)建自己的元件庫時(shí)，系統(tǒng)會以默認(rèn)的名稱將庫文件存放在OrCAD的安裝目錄下，所以創(chuàng)建了自己的文件庫后，一定要選中默認(rèn)的元件庫，然后執(zhí)行鼠標(biāo)右鍵命令【SaveAs…】，將庫文件重新命名并保存在自己的工作目錄下。這樣創(chuàng)建好的庫文件只是個(gè)空的庫文件，里面沒有任何元件。2.3單一元件和復(fù)合元件元件是電路圖的基本組成對象，代表某一個(gè)或某一類功能。在OrCADCaptureCIS中，元件(Part)分為兩種：單一元件(Part)和復(fù)合元件(Package)。一個(gè)復(fù)合元件包含多個(gè)子元件。“Package”翻譯成“封裝”似乎更合適些，但是為了不與本書后面的“PCB封裝”混淆，也便于理解，這里還是將它意譯成“復(fù)合元件”。例如，單個(gè)的直插式電阻、電容、電感、二極管和雙列直插式三態(tài)緩沖器74LS125，如果用圖2-4所示的符號表示它們的話，這些圖形符號在OrCADCaptureCIS系統(tǒng)中就是單一元件。圖2-4單一元件圖形符號注意：在OrCAD的電路原理圖設(shè)計(jì)窗口，如果希望在元件的值(Value)中輸入希臘字母“μ”，就只能利用操作系統(tǒng)的輸入法的工具欄的軟鍵盤“希臘字母”輸入，這樣很麻煩，所以本書不作嚴(yán)格要求，有時(shí)候用字母“u”代替希臘字母“μ”。有時(shí)為了便于理解或繪圖方便，特別是對于一些通用的數(shù)字邏輯芯片，常常采用復(fù)合元件來表示。圖2-4所示的雙列直插式三態(tài)緩沖器74LS125是一個(gè)單一元件，這樣表示很不直觀。如果74LS125的4個(gè)緩沖器分別用于電路中各個(gè)不同的電路模塊，那么可能導(dǎo)致電路原理圖的連線很混亂。因此，在很多情況下，用復(fù)合元件來表示74LS125，如圖2-5所示。圖2-5復(fù)合元件

74LS125這個(gè)復(fù)合元件的元件編號(Reference)是U4，值(Value)是74LS125，它有4個(gè)子元件(Part)，子元件編號(PartReference)分別是U4A、U4B、U4C和U4D，是4個(gè)三態(tài)緩沖器。注意，這里每個(gè)子元件都有電源(第14引腳)和地(第7引腳)兩個(gè)引腳，這是因?yàn)樵诮⑦@個(gè)復(fù)合元件時(shí)將這些子元件的性質(zhì)設(shè)置為了“Homogeneous”，意思是“同質(zhì)的、相似的”。作為一個(gè)整體元件，系統(tǒng)將會視這4對引腳為1對引腳，并且實(shí)際的74LS125集成電路也只有一對電源引腳和地引腳。在生成網(wǎng)絡(luò)表時(shí)，OrCADCaptureCIS系統(tǒng)也會自動將這4對引腳作為1對引腳處理，并不影響后續(xù)的印制電路板的設(shè)計(jì)。當(dāng)元件的引腳特別多、功能特別復(fù)雜時(shí)，往往也采用復(fù)合元件的形式，比如CPU等。這時(shí)在創(chuàng)建該復(fù)合元件時(shí)將這些子元件的性質(zhì)設(shè)置為“Heterogeneous”，意思是“不同質(zhì)的、不相似的”。對于一個(gè)實(shí)際的元件，在電路原理圖中到底使用單一元件還是復(fù)合元件，完全取決于繪圖和讀圖的方便。2.4元件設(shè)計(jì)窗口的基本操作和柵格設(shè)置2.4.1新建元件在項(xiàng)目管理窗口的Library文件夾中選中某一個(gè)元件庫的圖標(biāo)，再執(zhí)行鼠標(biāo)右鍵命令【NewPart】，或者在選中元件庫的圖標(biāo)后，執(zhí)行【Design】→【NewPart…】菜單命令，就會調(diào)出如圖2-6所示的【NewPartProperties】對話框。圖2-6【NewPartProperties】對話框該對話框中各項(xiàng)參數(shù)的含義如下。

【Name】編輯欄：輸入新建元件的名稱，一般是元件的型號。

【PartReferencePrefix】編輯欄：輸入新建元件在電路圖中編號的前綴字母。很多初學(xué)者喜歡在該編輯欄中輸入“R1”、“R2”或“R?”之類的編號，實(shí)際上沒有必要，這里只需要輸入元件編號的首字母，元件編號的其他部分在原理圖設(shè)計(jì)窗口由系統(tǒng)自動添加。

【PCBFootprint】編輯欄：可以輸入該元件的PCB封裝名稱，也可以不輸入，今后在原理圖設(shè)計(jì)窗口再給每個(gè)元件賦予PCB封裝。

【PartsperPkg】編輯欄：如果創(chuàng)建單一元件，則輸入1；如果創(chuàng)建復(fù)合元件，則就是子元件的數(shù)量。

【PackageType】組合框：只對復(fù)合元件起作用。如果選中“Homogeneous”，表示這些子元件是“同質(zhì)的、相似的”；如果選中“Heterogeneous”，表示它們是“不同質(zhì)的、不相似的”。

【PartNumbering】組合框：一般選中“Alphabetic”項(xiàng)，表示子元件使用字母作后綴編號。

【PinNumberVisible】復(fù)選項(xiàng)：控制引腳編號的可見性。例如，要?jiǎng)?chuàng)建二極管的單一元件，可以在【NewPartProperties】對話框中輸入元件名稱“Diode”，編號前綴為“D”，其他采用默認(rèn)的設(shè)置，單擊“OK”按鈕，關(guān)閉該對話框后就進(jìn)入了元件設(shè)計(jì)窗口，如圖2-7所示。注意：元件設(shè)計(jì)窗口不是圖2-2所示的電路原理圖設(shè)計(jì)窗口，這兩個(gè)窗口外觀相似，本質(zhì)不同，它們的關(guān)系如圖1-1所示。圖2-7元件設(shè)計(jì)窗口2.4.2元件設(shè)計(jì)窗口的基本操作雙擊元件設(shè)計(jì)窗口的標(biāo)題欄，可以使元件設(shè)計(jì)窗口占據(jù)整個(gè)OrCADCaptureCIS的系統(tǒng)窗口；OrCADCaptureCIS系統(tǒng)窗口的Window菜單負(fù)責(zé)管理項(xiàng)目管理窗口、原理圖設(shè)計(jì)窗口、元件設(shè)計(jì)窗口、信息窗口，等等。元件設(shè)計(jì)窗口中常用的快捷鍵和控制按鈕是：

(1)“I”鍵：視圖以光標(biāo)所在位置為中心放大視圖。

(2)“O”鍵：視圖以光標(biāo)所在位置為中心縮小視圖。

(3)“F5”鍵：刷新視圖。

(4)“Zoomtoall”按鈕：將元件的虛線矩形框、元件編號首字母和Value等以最大的形式顯示在窗口。

(5)“Select”按鈕：如果按鈕處于按下狀態(tài)，光標(biāo)是箭頭形狀，這時(shí)可以用光標(biāo)選擇元件設(shè)計(jì)窗口中的對象，否則光標(biāo)處于繪制或放置對象狀態(tài)。結(jié)合“Ctrl”鍵，可以用光標(biāo)選中多個(gè)對象(在元件設(shè)計(jì)窗口中，引腳、線條、虛線矩形框、元件編號首字母、〈Value〉、說明文字等都是對象)。由于OrCAD的操作與Windows操作系統(tǒng)兼容，所以復(fù)制的快捷鍵“Ctrl+C”、剪切的快捷鍵“Ctrl+X”、粘貼的快捷鍵“Ctrl+V”都可以使用。2.4.3元件設(shè)計(jì)窗口的柵格設(shè)置元件設(shè)計(jì)窗口的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置主要是柵格設(shè)置，其他參數(shù)采用默認(rèn)設(shè)置就可以了，一般不要改動?？梢园慈缦虏僮鬟M(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置。在元件設(shè)計(jì)窗口為當(dāng)前窗口的情況下，執(zhí)行【Options】→【Preferences…】菜單命令，可以調(diào)出如圖2-8所示的【Preferences】對話框。在該對話框中，切換到【GridDisplay】標(biāo)簽頁，在該標(biāo)簽頁右邊的【PartandSymbolGrid】組合框中可設(shè)置元件設(shè)計(jì)窗口的柵格，而左邊的【SchematicPageGrid】組合框控制原理圖設(shè)計(jì)窗口的柵格。選中【PartandSymbolGrid】組合框中的“Dots”(點(diǎn)狀)和“Lines”(線狀)兩個(gè)選項(xiàng)中的一項(xiàng)，就可以改變元件設(shè)計(jì)窗口中柵格的顯示類型。一般將柵格設(shè)置為線狀。圖2-8設(shè)置柵格對話框

【PartandSymbolGrid】組合框中的各選項(xiàng)簡要介紹如下。

“Displayed”復(fù)選按鈕：選中，則在元件設(shè)計(jì)窗口中顯示柵格，否則不顯示柵格。

“Dots”單選按鈕：選中，則在元件設(shè)計(jì)窗口中顯示點(diǎn)狀柵格；選中【Lines】單選按鈕，則在元件設(shè)計(jì)窗口中顯示線狀柵格。

“Pointersnaptogrid”復(fù)選按鈕：選中，則在元件設(shè)計(jì)窗口中的元件是以柵格為單位移動的，這就是鎖定柵格，否則元件是隨著光標(biāo)而連續(xù)移動的。注意：柵格只是在設(shè)計(jì)元件和電路原理圖時(shí)作參考用的，實(shí)際上并不存在，也不會打印出來。元件引腳一定要放在柵格上，所以在放置引腳或移動引腳時(shí)，一定要鎖定柵格。2.5創(chuàng)建元件舉例2.5.1創(chuàng)建DM74LS125A單一元件

DM74LS125A是一個(gè)雙列直插式數(shù)字邏輯集成電路，它包含4個(gè)相互獨(dú)立、不反向的三態(tài)緩沖器，其引腳連線如圖2-9所示，其真值表見表2-1。創(chuàng)建DM74LS125A單一元件的步驟如下。

(1)在項(xiàng)目管理窗口中選中某個(gè)庫文件的圖標(biāo)，執(zhí)行鼠標(biāo)右鍵命令【NewPart】。

(2)在彈出的【NewPartProperties】對話框中設(shè)置以下參數(shù)：

【Name】編輯欄：DM74LS125A。圖2-9DM74LS125A的引腳連線表2-1DM74LS125A的真值表

【PartReference】編輯欄：修改為U。

【PartsperPkg】編輯欄：1。

【PinNumberVisiable】復(fù)選項(xiàng)：選中。其他采用缺省值。經(jīng)過上述設(shè)置，將創(chuàng)建一個(gè)名稱為“DM74LS125A”的元件，它的編號以“U”開頭?！綪artsperPkg】編輯欄為1，表示創(chuàng)建的是單一元件。

(3)單擊“OK”按鈕，關(guān)閉【NewPartProperties】對話框，進(jìn)入元件設(shè)計(jì)窗口。

(4)執(zhí)行【Options】→【Preferences…】菜單命令，在【Preferences】對話框的【GridDisplay】標(biāo)簽頁中設(shè)置元件設(shè)計(jì)窗口的柵格為直線(Line)。

(5)引腳間隔一般為一個(gè)柵格，在元件設(shè)計(jì)窗口把虛線矩形框拉大至合適的位置。

(6)單擊創(chuàng)建元件工具欄上的按鈕，調(diào)出【PlacePin】對話框。在【Name】編輯欄中輸入“C1”，在【Number】編輯欄中輸入“1”，在Shape下拉列表中選擇“Short”，在Type下拉列表中選擇“Passive”，在【W(wǎng)idth】組合框中選擇“Scalar”項(xiàng)，最后單擊“OK”按鈕關(guān)閉該對話框。

(7)沿著虛線矩形框連續(xù)放置14個(gè)引腳，如圖2-10所示，完成后按“Esc”鍵退出放置引腳狀態(tài)。

(8)按“Ctrl”鍵，同時(shí)用鼠標(biāo)左鍵選中14個(gè)引腳，然后執(zhí)行鼠標(biāo)右鍵命令【EditProperties…】，調(diào)出【BrowseSpreadsheet】對話框。圖2-10連續(xù)放置的14個(gè)元件引腳

(9)根據(jù)圖2-9在【BrowseSpreadsheet】對話框中更改引腳參數(shù)設(shè)置，然后單擊“OK”按鈕關(guān)閉該對話框。

(10)在鎖定柵格的情況下，調(diào)整引腳位置和虛框大小。將光標(biāo)放在某個(gè)引腳上，按住鼠標(biāo)左鍵就可以拖動引腳。

(11)單擊創(chuàng)建元件工具欄上的按鈕，繪制一個(gè)與虛線矩形框完全重合的實(shí)線矩形框，如圖2-11所示。注意：圖2-11中原來的虛線矩形框只是限定了元件所占空間的大小，并不是元件的一部分，它不會在原理圖設(shè)計(jì)窗口中顯示出來，必須再畫一個(gè)實(shí)線矩形框作為元件的形狀，這是很多初學(xué)者容易犯的錯(cuò)誤。

(12)單擊窗口主工具欄上的按鈕，或按“Ctrl+S”鍵，將創(chuàng)建好的單一元件存放在元件庫中。圖2-11創(chuàng)建好的單一元件2.5.2創(chuàng)建DM74LS125A復(fù)合元件創(chuàng)建復(fù)合元件與創(chuàng)建單一元件的操作略有不同，下面我們創(chuàng)建雙列直插式三態(tài)緩沖器DM74LS125A的復(fù)合元件形式。

(1)在項(xiàng)目管理窗口選中Library文件夾中的某個(gè)元件庫的圖標(biāo)，執(zhí)行鼠標(biāo)右鍵命令【NewPart】，彈出如圖2-12所示的【NewPartProperties】對話框。

(2)在【NewPartProperties】對話框中作如下的設(shè)置：①因?yàn)樵谕粋€(gè)元件庫中不能存在相同名稱的元件，所以這里在【Name】編輯欄內(nèi)輸入“DM74LS125A-4”。②DN74LS125A內(nèi)部包含4個(gè)三態(tài)緩沖門，所以在【PartsperPkg】編輯欄內(nèi)輸入“4”，此時(shí)復(fù)合元件將包含4個(gè)子元件。圖2-12【NewPartProperties】對話框③【PackageType】組合框內(nèi)有兩項(xiàng)：選中“Homogeneous”表示所有的子元件是“同質(zhì)的、相似的”；選中“Hetergeneous”，表示所有的子元件是“不同質(zhì)的、不相似的”。74LS125內(nèi)部包含的4個(gè)三態(tài)緩沖門，其電氣性質(zhì)完全相同，所以在這里選擇“Homogeneous”。④【PartNumbering】組合框內(nèi)有兩項(xiàng)：選中“Alphabetic”，表示所有的子元件自動按字母編號；選中“Numeric”，表示所有的子元件按數(shù)字編號。強(qiáng)烈建議這里選擇“Alphabetic”，讓所有的子元件按字母編號，這是因?yàn)殡娐穲D中的元件是按數(shù)字編號的，子元件只有按字母編號才能區(qū)分出。⑤選中復(fù)選框，把引腳編號顯示出來。

(3)單擊“OK”按鈕關(guān)閉【NewPartProperties】對話框，進(jìn)入創(chuàng)建74LS125復(fù)合元件的元件設(shè)計(jì)窗口。

(4)單擊創(chuàng)建元件工具欄上的“Placepolyline”按鈕，繪制三角形，如圖2-13所示。如果鎖定了柵格，主工具欄上的按鈕為灰色，那么繪線操作就會以柵格為單位進(jìn)行，并且線端點(diǎn)肯定落在柵格的交叉點(diǎn)上。如果鎖定了柵格，需要繪制斜線，那么在繪制時(shí)須同時(shí)按“Shift”鍵。

(5)單擊主工具欄上的“SnapToGrid”按鈕,使該按鈕變成紅色，這樣就解除了鎖定柵格。圖2-13沒有隱藏引腳名稱的子元件

(6)在沒有鎖定柵格的情況下，將“U?A”和“〈Value〉”兩個(gè)文字對象移到一側(cè)，再使用創(chuàng)建元件工具欄上的“Placeellipse”按鈕和“Placeline”按鈕繪制引腳的延伸部分(如圖2-13所示的引腳1在虛框內(nèi)的小圓圈和短線段)。

(7)單擊創(chuàng)建元件工具欄上的“Placepin”按鈕，放置第2個(gè)引腳，其名稱為“A”，編號為“2”，形狀為“Short”，類型為“Passive”，寬度為“Scalar”。再放置第1個(gè)引腳(名稱為“C”)、第3個(gè)引腳(名稱為“Y”)、第7個(gè)引腳(名稱為“GND”)、第14個(gè)引腳(名稱為“VCC”)，如圖2-13所示。在OrCADCapture系統(tǒng)中創(chuàng)建復(fù)合元件時(shí)，所有輸入引腳的名稱都是相同的，這是因?yàn)樵凇綨ewPartProperties】對話框中選中了“Homogeneous”，表示所有的子元件是“同質(zhì)的、相似的”。再次強(qiáng)調(diào)，同一個(gè)元件中，不能存在引腳編號相同的引腳，因?yàn)橐_編號是區(qū)別元件的唯一標(biāo)志。比較圖2-13復(fù)合元件的設(shè)計(jì)窗口和圖2-11單一元件的設(shè)計(jì)窗口，不同的是元件的編號：單一元件的編號是“U?”之類的形式，復(fù)合元件的編號是“U?A”之類的形式。復(fù)合元件有多個(gè)子