Описание программной среды выполнения поставленной задачи

Данный раздел курсового проекта предполагается выполнить в системе автоматизированного проектирования OrCAD 9.2, поэтому ниже будет описываться именно эта версия.

Запуск системы OrCAD.

Запуск OrCAD осуществляется следующими способами:

· На панели задач выберите из меню Пуск, пункт Программы, а в нем подпункты Orcad Family Release 9.2 > Schematics;

Интерфейс программы OrCAD.

Рис. 2.1. Графический интерфейс программы ORCAD Capture: 1-кнопка системного меню; 2-строка заголовка; 3-системное меню; 4- панели инструментов; 5,6-кнопки управления окном; 7-Полосы прокрутки; 8-строка состояния; 9-рабочая графическая зона

Состав системы OrCAD 9.2.

OrCAD Capture — графический редактор схем;

OrCAD Capture CIS (Component Information System) — графический редактор схем, дополненный средством ведения баз данных компонентов; при этом зарегистрированные пользователи получают через Интернет (с помощью службы ICA, Internet Component Assistant) доступ к каталогу компонентов, содержащему более 200 тыс. наименований;

PSpice Schematics — графический редактор схем, заимствованный из пакета DesignLab;

OrCAD PSpice A/D — программа моделирования аналоговых и смешанных аналого-цифровых устройств, данные в которую передаются как из PSpice Schematics, так и из OrCAD Capture;

OrCAD PSpice Optimizer — программа параметрической оптимизации;

OrCAD Layout — графический редактор печатных плат;

OrCAD Layout Plus — программа OrCAD Layout, дополненная бессеточным автотрассировщиком SmartRoute, использующим методы оптимизации нейронных сетей (используется также в системах Protel 99 SE и P-CAD 2000);

OrCAD Layout Engineer’s Edition — программа просмотра печатных плат, созданных с помощью Layout или Layout Plus, средство общей расстановки компонентов на плате и прокладки наиболее критических цепей, выполняемых инженером-схемотехником перед выдачей задания на проектирование печатной платы конструктору;

OrCAD GerbTool — программа создания и доработки управляющих файлов для фотоплоттеров (разработка фирмы WISE Software Solutions специально для OrCAD, аналог программы САМ350);

Visual CADD — графический редактор фирмы Numera Software (упрощенный аналог AutoCAD).

Общая характеристика программы OrCAD Shematics.

Графический редактор PSpice Schematics пакета OrCAD 9.2, заимствованный из популярного в свое время пакета DesignLab, предназначен только для передачи данных в программы моделирования PSpice и параметрической оптимизации PSpice Optimizer. Если же необходимо разработать ПП, то созданную в PSpice Schematics схему необходимо импортировать в программу OrCAD Capture по команде File>Import Design и затем по команде Tools>Create Netlist составить список соединений проекта для дальнейшей передачи в OrCAD Layout.

После загрузки графического редактора под управлением Windows (головной модуль программы находится в файле psched. exe, загружается щелчком по пиктограмме, файл конфигурации pspice. ini аналогичен файлу msim. ini пакета DesignLab) выводится его основной экран. В верхней части экрана располагается горизонтальное меню, состав пунктов которого зависит от выбранного режима редактирования:

• · редактирование принципиальных электрических схем;
• · редактирование символов компонентов.

После загрузки программы устанавливается режим редактирования схем. На схему наносятся изображения символов компонентов, которые соединяются электрическими проводниками или линиями групповой связи (шинами), а также имена цепей и текстовые надписи, редактируются и создаются вновь атрибуты компонентов. Схема может располагаться на одной или нескольких страницах, возможны иерархические структуры. Правильность составления схемы проверяется с помощью команды Analysis>Electrical Rule Check; отыскиваются, конечно, лишь простейшие ошибки, например неподсоединенные выводы.

В центре верхней строки экрана размещается имя файла текущей схемы и номер страницы. Звездочка (*) перед именем схемы означает, что в схему внесены изменения, которые еще не сохранены. После номера страницы в скобках указывается состояние схемы: simulation — - выполнение моделирования; simulation error — ошибки, возникшие при моделировании, current — отсутствие изменений в схеме после выполнения моделирования, stale — измененная схема.

В нижней части экрана размещается строка состояний. В ней слева указаны текущие координаты курсора X, Y в выбранной системе единиц (английской или метрической, устанавливается по команде Options>Page Size). Справа указывается имя текущей подкоманды, а посередине — строка сообщений с краткими указаниями по выполнению текущей команды.

После выбора команды из меню команд вниз разворачивается подменю со списком подкоманд, ряд которых имеет опции для их настройки, устанавливаемые в диалоговых окнах. Выбор пункта меню осуществляется с помощью клавиатуры или мыши.

Перечень настроек OrCAD Schematics.

Работа с графическим редактором начинается с очистки поля экрана выбором команды File>New или загрузкой созданного ранее файла схемы по команде File>Open. После этого приступают к настройке конфигурации схемного редактора с помощью команд меню Options (рис. 2.2). При загрузке редактора конфигурация устанавливается по умолчанию, однако полезно убедиться в ее правильности и при необходимости ввести корректировку. Параметры конфигурации заносятся в файл msim. ini и сохраняются при работе с последующими схемами.

• 1. Основные параметры. По команде Options>Display Options (рис. 2.3) устанавливаются следующие параметры:
  • · Grid On — включение/выключение координатной сетки;
  • · Snap-to-Pin — включение/выключение режима привязки концов проводников или сегментов шин при их нанесении на схему к ближайшему выводу компонента, находящемуся в области захвата, радиус которой определяется параметром Gravity (этот режим рекомендуется включать всегда);

Рис. 2.3. Меню Options

Рис. 2.4. Диалоговое окно команды Options>Display Options

• · Stay-on-Grid — включение/выключение режима привязки всех объектов к узлам сетки при нанесении их на схему (этот режим рекомендуется включать всегда);
• · Rubber band — включение/выключение режима перемещения компонентов вместе с подсоединенными к нему проводниками (при выключении этого режима перемещаемые компоненты отрываются от подсоединенных к нему проводников, что удобно при перемещении компонентов на большие расстояния; его рекомендуется включать при незначительных смещениях компонентов, выполняемых при редактировании схемы);
• · Orthogonal — переключение режимов ввода только ортогональных проводников и проводников с произвольным наклоном;
• · Cursor X and Y — вывод текущих координат курсора в строке состояний (рекомендуется включать всегда);
• · Grid Size — шаг сетки;
• · Text Grid — привязка текста к узлам сетки (Stay on Grid) и задание ее шага (Grid Size);
• · Gravity — радиус области захвата.

Шаг координатной сетки Grid Size рекомендуется устанавливать равным 2,5 мм или 0,1 дюйма. С таким шагом выполнены фирменные библиотеки, поставляемые вместе с OrCAD, и это обеспечивает попадание в узлы сетки выводов всех компонентов. При этом символы компонентов имеют меньшие размеры, чем требуют отечественные ЕСКД. Так, например, размеры резистора составляют 5×2,5 мм, в то время как по ЕСКД должно быть 10×4 мм. Это было необходимо при выполнении графических работ вручную. Сейчас при выводе чертежей на современное периферийное оборудование имеет смысл уменьшить габариты символов для сокращения размеров схем при сохранении их высокой читаемости. В крайнем случае для удовлетворения всем требованиям ЕСКД достаточно при выводе схем на печать применять увеличение масштаба. Что касается непривычной графики импортных символов, то ее можно самостоятельно легко изменить, что сделано на примере резистора.

• 2. Формат чертежа и система единиц. Формат чертежа и система единиц (метрическая/английская) выбираются по команде Options>Page Size. В левой колонке меню этой команды выбирается формат листа схемы в американской системе А, В, …, Е — и одновременно тем самым все размеры на схеме устанавливаются в дюймах (inch). В правой колонке выбирается формат листа в привычной нам европейской системе А4, A3, …, А0 — и все размеры на схеме устанавливаются в миллиметрах (mm). Обратим внимание, что во всех стандартных форматах длинная сторона листа располагается по горизонтали. Нестандартные размеры листа схемы устанавливаются выбором пункта меню User Defined (Формат, задаваемый пользователем). Следует иметь в виду, что указываемые здесь данные определяют размеры внутренней рамки на листе схемы, поэтому при задании полей по 5 мм со всех сторон листа формата А4 следует задать размер по горизонтали 200 мм, по вертикали 287 мм (см. подробнее о задании рамок и основных надписей на чертеже ниже при обсуждении меню Editor Configuration>Page Settings). Формат бумаги (и, соответственно, систему единиц) можно многократно изменять в процессе редактирования схемы.
• 3. Угловой штамп (основная надпись). Изображение основной надписи и ряд других параметров выбираются в меню команды Options>Editor Configuration.

Построение схемы

Для построения схемы выберем OrCAD Schematics, так как схема простая.

Все элементы находятся в своих библиотеках, так резистор, конденсатор можно взять в библиотеке analog.lib. Источник питания используется из библиотеки source. lib и называется VSIN. Земля находится в port.lib.

Рис. 2.5.

Выполнение моделирования схемы

Для выполнения моделирования схемы необходимо в главном меню выбрать вкладку Analysis и в раскрывающемся списке выбрать Setup, где настроить вид анализа:

Рис. 2.6.

Далее нужно выбрать меню Analysis и далее Simulate, после чего зайти в меню Plot и кликнуть на вкладке Add Trace, тут нужно выбрать график, который отобразится на координатном поле:

Рис. 2.7.

Ниже приведен график, получившийся после оптимизации, и к нему добавлен график до оптимизации.

Рис. 2.8.