EDA軟件：OrCAD二次開發(fā)-OrCAD二次開發(fā)案例分析

OrCAD二次開發(fā)案例分析1.引言OrCAD是目前廣泛應用于電子設計自動化（EDA）領域的軟件之一，通過二次開發(fā)可以極大地提升其功能和效率。本節(jié)將通過具體的案例分析，展示如何利用OrCAD的二次開發(fā)工具和技術，解決實際設計中的復雜問題。我們將探討幾個典型的二次開發(fā)應用場景，包括自動生成原理圖、自動化PCB布局、設計規(guī)則檢查（DRC）的自定義以及數據導入導出等。2.自動生成原理圖2.1案例描述在大型項目中，手動繪制原理圖不僅耗時，而且容易出錯。通過二次開發(fā)，可以實現原理圖的自動生成。本案例將介紹如何使用OrCADCapture的API，通過腳本生成原理圖。2.2原理和內容OrCADCapture提供了一套強大的API，可以通過編寫腳本來自動生成原理圖。這些API允許開發(fā)者訪問和操作原理圖中的各種元素，如元件、引腳、連線等。通過編寫Python腳本，可以實現從CSV文件中讀取元件數據，自動生成原理圖。2.3代碼示例假設我們有一個CSV文件，其中包含元件信息和連接關系。我們將使用Python腳本讀取該文件，并調用OrCADCapture的API生成原理圖。2.3.1CSV文件格式Part,Ref,Value,Position

R1,10k,Resistor,0

C1,10uF,Capacitor,1

U1,74HC04,IC,2

R1,C1,0,1

C1,U1,1,22.3.2Python腳本#導入所需的庫

importcsv

importwin32com.client

#初始化OrCADCapture

app=win32com.client.Dispatch("Orcad.Application")

capture=app.Capture

#創(chuàng)建一個新的原理圖文檔

doc=capture.Documents.Add("Schematic")

#讀取CSV文件

withopen('components.csv',newline='')ascsvfile:

reader=csv.DictReader(csvfile)

components=[]

connections=[]

#解析CSV文件中的數據

forrowinreader:

ifrow['Ref']androw['Value']androw['Part']androw['Position']:

components.append({

'Part':row['Part'],

'Ref':row['Ref'],

'Value':row['Value'],

'Position':int(row['Position'])

})

elifrow['Part']androw['Ref']androw['Position']:

connections.append({

'From':row['Part'],

'To':row['Ref'],

'FromPin':int(row['Position']),

'ToPin':int(row['Position'])

})

#添加元件到原理圖

forcomponentincomponents:

part=doc.SchematicParts.Add(component['Part'])

part.Reference=component['Ref']

part.Value=component['Value']

part.Place(int(component['Position']*1000),0,0)#位置單位為mil

#添加連線

forconnectioninconnections:

from_part=doc.SchematicParts.Item(connection['From'])

to_part=doc.SchematicParts.Item(connection['To'])

wire=doc.SchematicWires.Add()

wire.Connect(from_part,connection['FromPin'])

wire.Connect(to_part,connection['ToPin'])

#保存原理圖

doc.SaveAs("auto_generated_schematic.sch")2.3.3代碼解釋導入庫：使用win32com.client庫來與OrCADCapture進行交互。初始化OrCADCapture：通過Dispatch方法啟動OrCADCapture并獲取其對象。創(chuàng)建新的原理圖文檔：使用Documents.Add方法創(chuàng)建一個新的原理圖文檔。讀取CSV文件：使用csv.DictReader讀取CSV文件，解析元件和連接關系。添加元件：遍歷解析后的元件數據，使用SchematicParts.Add方法將元件添加到原理圖中，并設置參考編號和值。添加連線：遍歷解析后的連接數據，使用SchematicWires.Add方法將連線添加到原理圖中。保存原理圖：使用SaveAs方法將生成的原理圖保存到指定文件。3.自動化PCB布局3.1案例描述在PCB設計過程中，手動布局和布線是一項繁瑣的工作，尤其是對于復雜的電路板。通過二次開發(fā)，可以實現PCB布局的自動化。本案例將介紹如何使用OrCADPCBEditor的API，通過腳本自動生成PCB布局。3.2原理和內容OrCADPCBEditor提供了一套API，可以通過編寫腳本來自動生成PCB布局。這些API允許開發(fā)者訪問和操作PCB中的各種元素，如元件、焊盤、布線等。通過編寫Python腳本，可以實現從CSV文件中讀取元件位置和連接關系，自動生成PCB布局。3.3代碼示例假設我們有一個CSV文件，其中包含元件位置和連接關系。我們將使用Python腳本讀取該文件，并調用OrCADPCBEditor的API生成PCB布局。3.3.1CSV文件格式Part,Ref,Value,X,Y,Layer

R1,10k,Resistor,100,100,Top

C1,10uF,Capacitor,200,100,Top

U1,74HC04,IC,300,100,Top

R1,C1,1,2

C1,U1,2,13.3.2Python腳本#導入所需的庫

importcsv

importwin32com.client

#初始化OrCADPCBEditor

app=win32com.client.Dispatch("Orcad.Application")

pcb=app.PCB

#創(chuàng)建一個新的PCB文檔

doc=pcb.Documents.Add("PCB")

#讀取CSV文件

withopen('pcb_components.csv',newline='')ascsvfile:

reader=csv.DictReader(csvfile)

components=[]

connections=[]

#解析CSV文件中的數據

forrowinreader:

ifrow['Ref']androw['Value']androw['Part']androw['X']androw['Y']androw['Layer']:

components.append({

'Part':row['Part'],

'Ref':row['Ref'],

'Value':row['Value'],

'X':float(row['X']),

'Y':float(row['Y']),

'Layer':row['Layer']

})

elifrow['Part']androw['Ref']androw['X']androw['Y']:

connections.append({

'From':row['Part'],

'To':row['Ref'],

'FromPin':int(row['X']),

'ToPin':int(row['Y'])

})

#添加元件到PCB

forcomponentincomponents:

part=doc.Parts.Add(component['Part'])

part.Reference=component['Ref']

part.Value=component['Value']

part.Place(component['X'],component['Y'],component['Layer'])

#添加連線

forconnectioninconnections:

from_part=doc.Parts.Item(connection['From'])

to_part=doc.Parts.Item(connection['To'])

wire=doc.Wires.Add()

wire.Connect(from_part,connection['FromPin'])

wire.Connect(to_part,connection['ToPin'])

#保存PCB

doc.SaveAs("auto_generated_pcb.pcb")3.3.3代碼解釋導入庫：使用win32com.client庫來與OrCADPCBEditor進行交互。初始化OrCADPCBEditor：通過Dispatch方法啟動OrCADPCBEditor并獲取其對象。創(chuàng)建新的PCB文檔：使用Documents.Add方法創(chuàng)建一個新的PCB文檔。讀取CSV文件：使用csv.DictReader讀取CSV文件，解析元件位置和連接關系。添加元件：遍歷解析后的元件數據，使用Parts.Add方法將元件添加到PCB中，并設置參考編號、值、位置和層。添加連線：遍歷解析后的連接數據，使用Wires.Add方法將連線添加到PCB中。保存PCB：使用SaveAs方法將生成的PCB保存到指定文件。4.設計規(guī)則檢查（DRC）的自定義4.1案例描述設計規(guī)則檢查（DRC）是PCB設計中的一項重要任務，用于確保設計符合各種電氣和物理規(guī)則。OrCADPCBEditor允許用戶通過二次開發(fā)自定義DRC規(guī)則。本案例將介紹如何使用OrCAD的API自定義DRC規(guī)則。4.2原理和內容OrCADPCBEditor提供了一套API，可以通過編寫腳本來自定義DRC規(guī)則。這些API允許開發(fā)者訪問和操作PCB中的各種元素，如元件、焊盤、布線等。通過編寫Python腳本，可以實現自定義的DRC規(guī)則檢查。4.3代碼示例假設我們需要自定義一個檢查規(guī)則，確保所有元件之間的最小間距為10mil。我們將使用Python腳本讀取PCB文檔中的元件位置，并進行間距檢查。4.3.1Python腳本#導入所需的庫

importwin32com.client

#初始化OrCADPCBEditor

app=win32com.client.Dispatch("Orcad.Application")

pcb=app.PCB

#打開現有的PCB文檔

doc=pcb.Documents.Open("existing_pcb.pcb")

#獲取所有元件

parts=doc.Parts

#自定義DRC規(guī)則：檢查所有元件之間的最小間距

defcheck_min_distance(parts,min_distance=10.0):

foriinrange(parts.Count):

part1=parts.Item(i+1)

forjinrange(i+1,parts.Count):

part2=parts.Item(j+1)

distance=calculate_distance(part1,part2)

ifdistance<min_distance:

print(f"Error:Distancebetween{part1.Reference}and{part2.Reference}islessthan{min_distance}mils")

#計算兩個元件之間的距離

defcalculate_distance(part1,part2):

x1,y1=part1.Position.X,part1.Position.Y

x2,y2=part2.Position.X,part2.Position.Y

return((x2-x1)**2+(y2-y1)**2)**0.5

#運行自定義DRC規(guī)則

check_min_distance(parts)4.3.2代碼解釋導入庫：使用win32com.client庫來與OrCADPCBEditor進行交互。初始化OrCADPCBEditor：通過Dispatch方法啟動OrCADPCBEditor并獲取其對象。打開現有的PCB文檔：使用Documents.Open方法打開一個現有的PCB文檔。獲取所有元件：使用Parts屬性獲取PCB文檔中的所有元件。自定義DRC規(guī)則：定義check_min_distance函數，遍歷所有元件，檢查每對元件之間的距離是否小于指定的最小距離。計算兩個元件之間的距離：定義calculate_distance函數，計算兩個元件之間的歐幾里得距離。運行自定義DRC規(guī)則：調用check_min_distance函數，輸出間距小于最小距離的元件對。5.數據導入導出5.1案例描述在實際設計中，經常需要將數據從其他工具導入OrCAD，或者將OrCAD中的數據導出到其他工具。通過二次開發(fā)，可以實現數據的自動化導入導出。本案例將介紹如何使用OrCAD的API實現數據的導入導出。5.2原理和內容OrCAD提供了一套API，可以通過編寫腳本實現數據的導入導出。這些API允許開發(fā)者訪問和操作原理圖和PCB中的各種數據，如元件、引腳、連線、焊盤等。通過編寫Python腳本，可以實現從CSV文件中導入數據，或者將OrCAD中的數據導出到CSV文件。5.3代碼示例假設我們需要將原理圖中的元件數據導出到CSV文件，并從CSV文件中導入新的元件數據。我們將使用Python腳本實現這一功能。5.3.1導出原理圖中的元件數據#導入所需的庫

importwin32com.client

importcsv

#初始化OrCADCapture

app=win32com.client.Dispatch("Orcad.Application")

capture=app.Capture

#打開現有的原理圖文檔

doc=capture.Documents.Open("existing_schematic.sch")

#獲取所有元件

schematic_parts=doc.SchematicParts

#導出元件數據到CSV文件

withopen('exported_components.csv','w',newline='')ascsvfile:

fieldnames=['Part','Ref','Value','X','Y']

writer=csv.DictWriter(csvfile,fieldnames=fieldnames)

writer.writeheader()

forpartinschematic_parts:

writer.writerow({

'Part':part.PartName,

'Ref':part.Reference,

'Value':part.Value,

'X':part.X,

'Y':part.Y

})5.3.2從CSV文件中導入新的元件數據#導入所需的庫

importwin32com.client

importcsv

#初始化OrCADCapture

app=win32com.client.Dispatch("Orcad.Application")

capture=app.Capture

#創(chuàng)建一個新的原理圖文檔

doc=capture.Documents.Add("Schematic")

#讀取CSV文件

withopen('new_components.csv',newline='