3.2. Создание схем электрических принципиальных. Разработка схем электрических принципиальных

Раздел 2. Создание принципиальных электрических схем.

Создание принципиальной электрической схемы является следующим этапом в реализации проекта печатной платы. Принципиальная схема является основой всего проекта и тесно связана как с этапом создания библиотеки элементов так и с этапом разводки самой печатной платы, поэтому относится к ее созданию нужно с особым вниманием.

2.1. Пример создания схемы средствами схемного редактора accel Schematic.

Рассмотрим процесс создания принципиальной электрической схемы на основе созданной ранее библиотеки элементов.

Средством для создания схем в пакете ACCEL EDA является ACCEL Schematic, общий вид которого приведен на рисунке 2.1:

Рис. 2.1. Основное окно редактора ACCELSchematic.

Основными элементами схемного редактора являются: меню, панели инструментов, и рабочее пространство – наверняка уже знакомые Вам, например, по редактору Microsoft Word.

2.1.1. Настройка конфигурации редактора.

Первым этапом является подготовка рабочего пространства – для этого служит команда Configure из меню Options (для краткости будем писать Options/Configure). В открывшемся диалоговом окне (рис 2.2) нужно установить следующие параметры:

Рис. 2.2 Диалоговое окно настроек рабочей области.

Workspace Size (размер рабочей области) – A4;

Units (единицы измерения) – mm;

Остальные параметры являются для нас менее важными – об их назначении можно прочитать в справочной системе редактора.

В диалоговом окне, открывающемся при выборе команды Options/Display (рис 2.3) можно изменить цвета всех элементов рабочей области – цвет фона, проводов, элементов, узлов и др. По умолчанию, фон имеет черный цвет, что на наш взгляд является не очень удобным, и в дальнейшем будем использовать фон белого цвета, провода и элементы – черного, цвет выделенного элемента – красный. Рекомендуем для единообразия использовать те же цвета.

Рис. 2.3 Параметры отображения элементов.

Еще один необходимый параметр – шаг сетки (Grid) по которой выравниваются все элементы схемы. Рекомендуемый шаг сетки 1 мм. Для его установки выберите команду Options/Grids, в поле Grids Spacing, открывшегося диалогового окна, введите значение 1.00 и нажмите кнопку Add (рис 2.4).В списке Grids можно выбрать одно из уже введенных значений. Отметим, что неправильный выбор шага сетки может серьезно осложнить дальнейшую работу.

Рис. 2.4 Выбор шага сетки.

2.1.2. Размещение элементов схемы.

Теперь рабочее пространство подготовлено и можно переходить к созданию схемы. В качестве примера возьмем схему изображенную на рисунке 2.5.

Рис. 2.5. Пример принципиальной электрической схемы.

Эта схема состоит из 3 конденсаторов и 25 логических элементов, соответствующие микросхемы которых входят в состав уже созданной нами библиотеки. С помощью команды Library/Setup подключим нашу библиотеку (рис 2.6).

Рис. 2.6. Подключение библиотеки.

В диалоговом окне нужно нажать кнопку Аdd и выбрать соответствующий файл с расширением *.lib, после чего он появится в списке открытых библиотек (Open Libraries).

Рис. 2.7(а, б). Выбор элемента для размещения на схеме.

Для размещения элементов на рабочем пространстве служит кнопка с боковой панели инструментов. Нажмите на эту кнопку, а затем щелкните левой кнопкой мыши в произвольном месте рабочего пространства – откроется окно выбора элемента показанное на рисунке 2.7а. Нажав на кнопку Browse можно увидеть изображение соответствующего элемента (рис 2.7б).

Выберем в списке элементов микросхему К155LN1 и нажмем кнопку ОК – диалоговое окно закроется, а курсор примет форму перекрестья. Теперь щелкнув левой кнопкой мыши, поместим выбранный элемент на рабочее пространство. Повторим эту операцию еще трижды, размещая инверторы примерно как на исходной схеме. Чтобы выбрать другой тип элементов, вновь нажмем на кнопку , выберем микросхему K155ЛА1 и разместим два элемента 4-И-НЕ.

Скоре всего, теперь нужно немного переместить и подровнять элементы. Для этого нажмем кнопку из верхней панели инструментов, и щелкнем левой кнопкой мыши на одном из элементов – вокруг него появится пунктирная рамка, а его цвет сменится на красный. Элемент красного цвета и обведенный рамкой будем называть выделенным. Теперь удерживая левую кнопку мыши, можно перемещать элемент по всему рабочему пространству. Перемещать можно и сразу несколько выделенных элементов. Для выделения группы элементов нужно обвести их пунктирной рамкой при помощи левой кнопки мыши.

Чтобы удалить элемент нужно выделить его и нажать кнопку Del на клавиатуре или выбрать команду Delete из контекстного меню, которое появляется при нажатии на правую кнопку мыши.

Часто во время редактирования требуется увеличить или уменьшить какой либо участок схемы. Это можно сделать выбрав команду View/Zoom In или View/Zoom Out и указав левой кнопкой мыши соответствующий участок.

После произведенных действий наша схема должна иметь приблизительно такой вид (рис 2.8):

Рис. 2.8. Участок схемы на этапе размещения элементов.

Как видим, все элементы и их выводы автоматически нумеруются в соответствии с параметрами, указанными при создании библиотеки.

studfiles.net

3.2. Создание схем электрических принципиальных

Электрические схемы выполняются без соблюдения масштаба. Реальное расположение компонентов на монтажно-коммутационном поле не учитывается при рисовании электрических схем. Выбранный размер форматки листа, на который выводится рисунок схемы, должен обеспечить компактность и ясность при чтении деталей схемы.

На электрической схеме изображаются символы компонентов, электрические связи между ними, текстовая информация, таблицы, буквенно-цифровые обозначения и основные надписи на форматке схемы.

Линии на всех схемах одного проекта выполняются толщиной от 0,2 до 1 мм. Соединения и условные обозначения компонентов выполняются линиями одинаковой толщины. Утолщенными линиями рисуются жгуты (общие шины). Каждая связь при ее соединений со жгутом помечается номером или своим именем и должна подключаться под прямым углом или под углом 45°.

После настройки конфигурации графического редактора P-CAD Schematic и при наличии в библиотеке всех символов компонентов, содержащихся в заданной электрической схеме (текущем проекте), можно приступать к созданию последней. Последовательность действий при этом такова:

Загрузите графический редактор P-CAD Schematic.

Настройте конфигурацию редактора. При настройке щелкните кнопку Edit Title Sheets, затем в заставке Titles в области Title Block щёлкните кнопку Select, выберите файл с готовой форматкой и щелкните кнопку Открыть. Закройте все предыдущие окна. На экране появится изображение форматки с полями.

Выполните команду для заполнения информации о проекте File/ Design Info/Fields, затем последовательно выделяйте нужные строчки, нажимайте кнопку Properties и заполняйте окно Value нужным текстом в заставке Field Properties. После ввода каждой категории данных нажимайте кнопку ОК. Данные, вносимые при редактировании схемы:

Autor - фамилия автора; Date - дата создания схемы; Revision - дата изменения схемы; Time - время создания схемы; Title - название проекта.

Список данных можно расширить (кнопка Add) или сократить (кнопка Delete).

Текущие данные, которые периодически обновляются:

Current Date - текущая дата;

Current Time — текущее время;

Filename - имя файла;

Number of Sheets — число листов проекта;

Sheets Number — номер текущего листа.

Выполните команду Place/Field. В результате откроется одноименное диалоговое окно, в котором выберите имя информационного поля Title (наименование чертежа) и нажмите ОК. Затем установите курсор в нужное поле форматки (поле должны быть достаточно промасштабировано) и щелкните мышкой. Появится текст с именем проекта или текущего листа, если имя было введено вами ранее по команде Options/Sheets.

Повторяйте команду Place/Field необходимое число раз для заполнения требуемых полей форматки.

Загрузите нужные библиотеки командой Library Setup (рис. 3.14), добавляя их имена в область Open Libraries после нажатия кнопки Add.

Размещение библиотечных элементов в поле форматки. Настройте рабочее окно так, чтобы была видна вся форматка. После этого выполните команду Place/Part и в появившемся диалоговом окне (рис. 3.15) выберите требуемый символ, активизировав нужную строку появившегося списка элементов открытой ранее библиотеки (или откройте нужную библиотеку, нажав кнопку Library Setup). Предварительно изображение выбранного символа можно просмотреть после нажатия на кнопку Browse. В окне Part Num по умолчанию указывается номер секции 1, однако вы можете изменить номер секции в окне.

Рис. 3.14. Установка библиотек .проекта

Напомним, что Num Parts обозначает число логических секций, входящих в компонент, a Part Num - номер вводимой логической секции. Позиционные обозначения RefDes размещаемых элементов и их секций на электрической схеме проставляются автоматически. Например, если элементу в окне RefDes присвоено позиционное обозначение DD1, то последовательно размещаемые элементы получат имена DD1, DD2, DD3 и т. д., а элементы, состоящие из нескольких секций, получают имена DD1:A, DD1:B, DD1:C и т. д.

После выбора соответствующих параметров нажмите ОК.

Чтобы секции компонента вместо буквенных обозначений имели последовательную числовую нумерацию, необходимо в программе P-CAD Library Executive в меню Component Information выбрать способ числовой нумерации секций Gate Numbering: Numeric. В этом случае секции получают обозначения DD1:1, DD1:2, DD1:3 и т. д. Позиционное обозначение составного элемента можно ввести без указания номера первой секции в виде атрибута пользователя (user defined) вручную после выделения соответствующей секции и вызова команды Place Attribute (см. ниже).

Рис. 3.15. Выбор символа компонента (Component Name), назначение номера секции (Part Num) и вид позиционного обозначения (RefDes) символа на схеме

Если секции примыкают друг к другу, то на схеме позиционные обозначения отдельных секций не указываются. Для этого необходимо параметры RefDes всех секций, кроме первой, сделать невидимыми. С этой целью правой кнопкой мыши выделяется изображение на схеме соответствующей секции и выполняется команда Properties. Затем в окне Part Properties (рис. 3.16) в закладке Symbol в области Visibility убирается флажок Ref Des и нажимается кнопка ОК. В окне Value можно проставить значение номинала компонента, например конденсатора или резистора.

Рис. 3.16. Закладка Symbol окна Part Properties

Если необходимо сделать невидимыми Туре элемента или имена, или номера его контактов, то необходимо выделить размещенный элемент (или его вентиль), нажать правую кнопку мыши и в меню Properties, в разделе Symbol и его области Visibility убрать флажок Туре, а в разделе Symbol Pins в областях Pin Designator или Pin Name убрать соответствующие флажки. При этом необходимо после операции с каждым контактом нажимать кнопку Apply (применить). По окончании операций по удалению с экрана монитора ненужной информации нажать ОК.

После проведения перечисленных подготовительных операций для размещения символа щелкните в нужном месте форматки — появится изображение выбранного элемента схемы. Если требуется размножить элемент, то щелкните в разных местах форматки. В результате появятся копии выбранного элемента с разными позиционными номерами. До тех пор, пока нажата кнопка мыши, символ компонента можно перемещать по полю экрана, поворачивать его (клавиша R), зеркально отображать (клавиша F).

При вводе многосекционных символов перед их размещением порядковый номер секции можно увеличить при нажатии на клавишу Р, а при увеличении позиционного обозначения - при нажатии на клавишу D.

Для размещения других элементов схемы повторите команду Place/ Part столько раз, сколько разных символов содержит схема. Размещенные элементы после их выделения можно передвигать по рабочему полю в нужное место, поворачивать их или зеркально отображать. Для выделения отдельного элемента символа (вывод символа, элемент графики, позиционное обозначение и т. п.) необходимо удерживать клавишу Shift. Для одновременного выделения нескольких символов удерживайте клавишу Ctrl.

В дальнейшем выделенный элемент символа можно редактировать после нажатия на правую кнопку мыши и последующего выбора опции Properties.

Электрическое соединение контактов размещенных элементов производится после выполнения команды Place/Wire. Ширина линии связи устанавливается по команде Options/Current Wire: Thick -(широкая) шириной 0,381 мм (15 mil), Thin (узкая) шириной 0,254 мм (10 mil) и User - задается пользователем в пределах от ОД до 100 mil. Щелкая мышкой в соответствующих местах рабочего поля можно соединять контакты линиями связи различной конфигурации. Нажатие клавиши О до отпускания кнопки мыши изменяет угол ввода линии из числа разрешенных углов, задаваемых в меню Options/Configure, а нажатие клавиши F изменяет ориентацию линии. При окончании проведения очередной электрической цепи щелкните правую кнопку мыши или клавишу Esc. Для включения в цепь дополнительной точки излома выполняется команда Rewire/Manual.

Неподсоединенные выводы символов («висячие» контакты) и выводы цепей, не подключенные к другим контактам или другим фрагментам цепи, помечаются подсвеченными квадратиками, которые гаснут после их электрического соединения. Места соединений фрагментов одной и той же цепи помечаются точкой (рис. 3.17).

Рис. 3.17. «Висячие» контакты, неподсоединенный фрагмент электрической цепи и Т-образное соединение фрагмента цепи

В строке информации монитора автоматически выводится имя выделенной цепи, присвоенное системой. Изменить имя цепи можно двумя способами.

Первый способ: выделить нужную цепь (или ее фрагмент), щелкнуть правой кнопкой мыши и выбрать меню редактирования Properties. В закладке Wire активизировать окно Display (если имя цепи должно быть видимым), а в закладке Net в окне Net Name ввести имя цепи и нажать ОК. В результате у выделенного участка цепи появится заданное имя. Тип и размеры шрифта имени цепи устанавливаются после нажатия на кнопку Text Styles закладки Wire.

Второй способ: если группа цепей имеет однородные имена типа А1, А2, A3 и т. д., то для автоматической нумерации таких цепей необходимо выполнить команду Utils/Rename Nets. Щелкнуть по первой цепи и затем в появившемся диалоговом окне Utils/Rename Wire/ Port дать имя цепи с начальным номером (например, А1), активизировать флажок Increment Name-и щелкнуть ОК. Затем прощелкать нужные цепи, имена которым задаются автоматически в зависимости от очередности их указания мышкой (при указании цепь выделяется цветом). Чтобы визуализировать имена цепей, необходимо выделить нужную(ые) цепь(и), щелкнуть правой кнопкой мыши и в меню Properties в разделе Wire активизировать флажок Display.

Имя цепи можно перемещать, если при нажатой клавише Shift выделить имя цепи, отпустить клавишу Shift и переместить имя цепи в нужное место.

Электрическое соединение отрезков линий, изображающих одну и ту же цепь, на схеме обозначается точкой (по умолчанию — зеленого цвета). На Т-образных соединениях точка проставляется автоматически. Для соединения пересекающихся отрезков цепей необходимо при построении второй цепи щелкнуть курсором в точке пересечения цепей, а затем продолжить нужные построения цепи.

Внимание!

Если между компонентом заземления GND и каким-либо контактом элемента схемы провести связь, то проведенная цепь автоматически получит имя GND. Это происходит потому, что выводу компонента в библиотеке присвоен тип Power, что и обеспечивает автоматическую простановку имени цепи, к которой вывод подключен. При последующем выделении этой цепи, нажатии на правую кнопку мыши и активизации строчки Properties в появившемся диалоговом окне в области Wire можно активизировать окно Display. В результате имя цепи будет выведено на экран.

При установке курсора (без нажатия левой кнопки мыши) на объект схемы появляется рамка с именем объекта и его обозначения — схемный номер символа, его Туре, номер цепи, подсоединенной к контакту и т. п.

Для проведения общей шины выполните команду Place/Bus и проведите линию нужной конфигурации. Ширина линии 0,76 мм = 30 мил устанавливается автоматически программой и изменить ее нельзя.

Если проводится несколько шин, то имена шинам система задает автоматически (BusXXXXX, где ХХХХХ - пятизначный порядковый номер шины). Для изменения имени шины необходимо выделить ее, вызвать контекстное меню, выбрать строчку Properties, ввести новое имя шины и, в случае необходимости визуализации имени шины на экране монитора, активизировать флажок Display. После выделения (при нажатой клавише Shift) имени (номера) шины его можно перенести в другое место.

Имена электрических цепей, подводимых к шине, задаются командой Place/Port для подключения к цепи портов. Порт - специальный элемент схемы, который присваивает имя подключенной к нему цепи и определяет ее для всех листов проекта (глобальная цепь) или нескольким частям (фрагментам) цепи на одном листе схемы. Такая цепь представляет собой единую компоненту связности, а порт используется для объединения элементов шины в одну компоненту связности. Порту присваивается имя цепи. У порта может быть один или два контакта для подсоединения к цепи.

Для выбора способа подключения порта к шине предварительно нужно выбрать команду Options/Display и переключатель Bus Connection Mode установить в соответствующую позицию.

После вызова команды Place/Port щелкните в любом месте экрана -появится диалоговое окно (рис. 3.18).

Рис. 3.18. Окно команды Place/Port

В окно Net Name можно ввести имя электрической цепи. Если желательна упорядоченная последовательность имен цепей подводимых к шине, установите флажок Increment Port Name. Переключатели Pin Count, Pin Length и Pin Orientation (число контактов порта, длина, вывода и ориентация контакта соответственно) установите в нужное положение. Установите форму порта Port Shape и нажмите кнопку ОК.

Теперь можно подключать порты к именуемым цепям щелчком мыши. Текущее имя цепи отображается автоматически (рис. 3.19). Именованные таким образом цепи являются глобальными (Global) и их можно переименовывать командой Edit/Nets.

Рис. 3.19. Шина (слева), порты и подведенные к ним цепи

Имя шины можно вывести на экран после выделения шины или ее фрагмента, нажатия правой кнопки мыши, выделения опции Properties, введения в окно Bus Name имени шины и установки флажка Display.

Имя локальной (в пределах текущего листа схемы) цепи, подходящей к шине, можно задать (после выделения цепи и последовательном нажатии правой кнопки мыши и кнопки Properties) в окне Net Name закладки Net окна Wire/Properties.

3.3. Создание многолистовой схемы

3.4. Просмотр, добавление и изменение атрибутов компонентов и цепей

3.5. Поиск и редактирование объектов электрической схемы

3.6. Перемещение, копирование и удаление компонентов и цепей схемы

3.7. Изменение позиционных обозначений компонентов

3.8. Верификация схемы

3.9. Вывод схемы на печать

3.10. Генерация списка соединений

3.11. Генерация текстовых отчетов

3.12. Сохранение схемы на магнитных носителях

3.13. Сообщения об ошибках программы P-CAD Schematic

studfiles.net

Создание схемы электрической принципиальной.

Поиск Лекций

Содержание

Лабораторная работа №1…………………………………………3

Лабораторная работа №2………………………………………....8

Лабораторная работа №3…...……………………………………10

Лабораторная работа №1

Цель работы:создание библиотеки символов компонентов

В этой работе я познакомился с графическим редактором схем – EeSchema.

Основное окно редактора

Интерфейс программы содержит область рисования и три линейки функциональных кнопок:

Кнопки настройки работы с чертежом находятся слева

Кнопки для вызова внешних и вспомогательных приложений находятся вверхуокна

Кнопки для рисования электрических схем и их компонентов расположены справа.

Перед началом работы я произвел настройку программы.

Сначала, я, командой Preference/Libs and Dir добавил необходимые для работы библиотеки.

Окно выбора и добавления библиотек

После, командой Preferences/Options задал необходимые параметры сетки.

Окно параметров сетки

С помощью соответствующих пунктов меню Preferences можно сохранять или загружать настройки программы.

Далее я приступил к созданию символа компонента.Переходим в редактор библиотек LibEdit. Он содержит область рисования символьного компонента и две линейки кнопок: управления информацией о компоненте и рисования компонента.

Окно редактора библиотек

Потом я создал новый символ компонента, нажав кнопку “New part” и в появившимся окне заполнил необходимые параметры:

Пробный элемент

После подтверждения создания символа компонента будет доступна кнопка создания новой библиотеки (create new library…)

Получившееся символьное представление я сохранил в память библиотеки, а затем сохранил саму библиотеку на диск.

Далее я приступил к созданию компонентов схемы, которые выполнил по заданным размерам.

Лабораторная работа №2

Создание посадочного места (корпуса) компонента.

Цель: научиться создавать корпусы компонентов в программе «KiCad».

В этой работе я познакомился с редактором печатных плат Pcbnew.

Для вызова редактора корпусов нажмите соответствующую кнопку в верхней линейке.

Интерфейс программы содержит основную область рисования и три линейки функциональных кнопок. Слева находятся кнопки настройки параметров работы с чертежом. Сверху расположена линейка кнопок управления информацией о корпусе. Справа находятся кнопки рисования корпуса.

Основное окно Pcbnew.

Настраиваем общие параметры контактных площадок(рис. 4). Для контактной площадки можно указать размер области металлизации, размер отверстия, форму области металлизации, тип площадки, её номер.

Окно настройки контактной площадки

Можно добавить дополнительные поля-надписи корпуса и можно ли его перемещать при автоматической компоновке платы.

После настройки параметров корпуса сохранили информацию в рабочую библиотеку .

Лабораторная работа №3

Создание схемы электрической принципиальной.

Цель:создать схему электрическую принципиальную.

Создание электрической принципиальной схемы производится в графическом редакторе EeSchematic. Произвели настройку основных параметров программы для дальнейшей работы как указано в лабораторной работе №1 пп. 1.1.

Создание электрической схемы начали с размещения компонентов схемы , затем провели шины и цепи. Потом электрическим цепям присвоили имена. Заключительным этапом являлось создание файла списка цепей для дальнейшей разводки печатной платы.

В рисовании схемы задействованы кнопки на правой стороне окна программы.

После размещения компонентов схемы необходимо скорректировать номер элемента в компоненте и его схемное обозначение.

Рисуем электрическую шину. Ниже расположены кнопки подключения к шине электрической цепи или другой шины.

Включаем режим рисования электрических цепей. Не подключенные концы цепей отображаются квадратами.

Для объединения цепей, подходящих к шине, в одну им необходимо дать одинаковые имена и вывести обозначения над одноименными цепями.

По завершении создания схемы ее можно проверить на корректность соединений.

Схема электрическая принципиальная

poisk-ru.ru

Каталог товаров