ORCAD LÀ PHẦN MỀM ĐIỆN TỬ NHỜ SỰ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH, VỚI ƯU ĐIỂM LÀ THIẾT VẾ VÀ VẼ MẠCH IN SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TIỆN LỢI, CHƯƠNG TRÌNH CHẠY NHANH, NHẸ, DỄ DÀNG TẠO LINH KIỆN MỚI CỦA HÃNG CADENCE (PORTLAN)
Gi ớ i thi ệ u t ổ ng quan
Orcad có ưu điểm
o Chương trình chạy nhanh. o Dễ dàng tạo linh kiện mới. o Chương trình chạy mạch in nhanh.
Chương trình Orcad bao gồm 3 phần chính
o Phần vẽ mạch sơ đồ nguyên lý: Capture o Phần vẽ mạch in: Layout o Phần mô phỏng: Pspice.
Vào chương trình: Start > Programs > Capture
B1 Hình 1:Khởi động chương trình.
KS: LE TU PHAT – TAO THAO 3
B2 Hình 2: màn hình kế tiếp.
Tạo trang mới
KS: LE TU PHAT – TAO THAO 4 bao gồm các phần như sau: Bảng vẽ có thể là thuần analog hoặc kết hợp với mạch biến đổi tương tự số PC Board Wizard cho phép vẽ theo chỉ dẫn, trong khi phần Schematic thường được chọn để vẽ và thiết kế theo giản đồ.
B4 Hình 4: Project là dự án báo cáo trong công việc của bạn. o Design RResources o Outputs o Peferenced Projects.
B ắt đầ u quá trình v ẽ
o Kích vào PAGE1 thể hiện trang trắng. o Các thông số đo bảng vẽ: khổ giấy A0, A1, A2,
Qúa trình chọn thông số như sau
KS: LE TU PHAT – TAO THAO 5 o Optiont > Design Template > Page Size > Option
Milimeters (chọn hệ milemet) > bạn có thể chọn khổ giấy theo tùy thích hoặc tự do ở nút custom
Khi thiết lập bảng vẽ, cần chọn khoảng cách giữa các chân Pin (Pin-To-Pin Spacing), thường sử dụng giá trị chuẩn là 2,54mm Ngoài ra, để ghi lại các thông tin cần thiết cho bảng vẽ, bạn hãy kéo màn hình xuống phía dưới bên phải, nơi khung ghi tên sẽ xuất hiện.
KS: LE TU PHAT – TAO THAO 6
Để chỉnh sửa các thuộc tính của bảng vẽ, bạn cần nhấn vào khung "Title" để đổi màu chữ sang đỏ Tiếp theo, nhấp chuột phải vào dòng chữ "Title" và chọn "Edit properties" để nhập tên bảng vẽ vào ô "Value" Bạn cũng có thể chọn font chữ cho bảng vẽ và nhấn nút "Change" Đối với "Document Number", hãy nhập số bảng và ở mục "Rev", điền thứ tự bảng vẽ Thời gian trong ô "Date" sẽ tự động lấy từ PC, nhưng bạn có thể sửa đổi tương tự Ngoài ra, bạn có thể vẽ thêm khung và ghi thêm chữ bằng cách chọn công cụ vẽ đường thẳng.
KS: LE TU PHAT – TAO THAO 7
Cách chuẩn bị 1 bảng vẽ chuẩn
Để tùy chỉnh bản vẽ, hãy chọn góc dưới và xóa khung tên mặc định Sau đó, sử dụng các công cụ vẽ hình vuông, đường thẳng và chữ (Text) trên thanh công cụ để tạo khung tên mới Hình 8 minh họa các menu lựa chọn ở phía trên và các chức năng cần thiết cho mạch vẽ nằm bên phải.
6 Cách thức vẽ: B8 Hình 8:Chọn linh kiện
KS: LE TU PHAT – TAO THAO 8 o chọn mục Place/Part hoặc nhấn phím Shift + P
KS: LE TU PHAT – TAO THAO 9 o Chương trình sẻ dẫn bạn đến các thư viện:
B10 Hình 10: o Cách bố trí linh kiện của Orcad là thành nhóm như mục
Librasies: như Transistor, Connector (các thành phần kết nối),
Trong lĩnh vực lập trình, không phải lúc nào cũng có sẵn các thư viện cần thiết cho thuật toán Hiện tại, người dùng có thể bổ sung thư viện bằng cách nhấn nút "Add Library" và chọn bất kỳ thư viện nào theo đường dẫn mong muốn, chẳng hạn như thư viện Counter.olb.
Trong quá trình thiết kế, nếu bạn gặp thiếu thư viện linh kiện, hãy thực hiện các bước tương tự như đã hướng dẫn để tìm kiếm Để xác định linh kiện thuộc thư viện nào, bạn có thể sử dụng chức năng Tìm kiếm Linh kiện (Part Search) và nhập mã linh kiện, ví dụ như 74LS90, sau đó nhấn để nhận kết quả.
Begin Search o B13 Hình 13: o Tiến hành bố trí linh kiện tại vị trí sao cho hợp lý Kích chuột phải để kết thúc.
KS: LE TU PHAT – TAO THAO 11 o Ví dụ: 74LS75, Jumer kết nối.
Sau khi chọn linh kiện, chúng ta tiến hành kết nối mạch Trong chương trình Orcad, chân nguồn và chân đất thường không hiển thị trên màn hình, nhưng có thể vẽ theo chế độ mặc định Nếu muốn hiển thị các chân này, hãy nhấp chuột phải vào linh kiện cần chỉnh sửa và chọn EditPart.
KS: LE TU PHAT – TAO THAO 12 o
Để thao tác với chân trong phần mềm, trước tiên bạn cần kích vào hai hình tròn đỏ ở trên và dưới của hình B15 Sau đó, nhấp chuột phải vào hai vòng tròn này và chọn Properties để mở bảng đặc tính chân Trong bảng này, bạn sẽ thấy các thông tin như tên chân (Name), số thứ tự chân (Number), hình dạng chân (Shape) và kiểu chân (Type) Để hiển thị chân, hãy nhấn vào Pin Visible và chọn Line trong ô Shape, sau đó nhấn OK Tiếp tục thực hiện các bước tương tự cho các chân còn lại.
Khi sử dụng KS: LE TU PHAT – TAO THAO 14, bạn có thể dễ dàng thay đổi vị trí chân của các linh kiện bằng cách nhấp chuột phải và chọn Edit Part Điều này rất hữu ích trong các mạch phức tạp, giúp việc kết nối điện trở nên thuận tiện hơn.
B18 Hình 18: Sử dụng tổ hợp phím Shift + W để đấu nối các chân linh kiện theo dạng đường mạch đơn, trong khi tổ hợp phím Shift + B cho phép kết hợp nhiều đường mạch lại với nhau, được gọi là đường BUS.
KS: LE TU PHAT – TAO THAO 15
Để đảm bảo mạch hoạt động chính xác, khi sử dụng Shift + J, cần lưu ý đến các điểm cắt ngang; nếu không nối, chương trình sẽ báo lỗi Ngoài ra, sử dụng Shift + E để tạo phần tử cho đường BUS, ví dụ có thể có 5 phần tử nối vào đường BUS.
Sử dụng tổ hợp phím Shift + X để cắt các kết nối không cần thiết trong thiết kế mạch Khi các chân linh kiện không được sử dụng, bạn có thể chọn chức năng này và di chuyển đến chân đó để loại bỏ chúng, giúp chương trình không báo lỗi trong phiên bản mới.
Hình 21 trong bài viết cho thấy chân số 17 không được sử dụng, được chỉ thị bằng dấu gạch chéo để thể hiện không nối Chương trình cũng cung cấp chức năng vẽ hình vuông, hình tròn, đường thẳng và tạo các logo riêng.
Việc bố trí linh kiện trên một bản vẽ thường gặp khó khăn, vì vậy chương trình cho phép tạo nhiều bảng vẽ trong một dự án Ví dụ, trong trường hợp chưa có nguồn nắn dòng cho bộ đếm, chúng ta có thể vẽ nó trên bản số 2 Để thực hiện bản số 2, trước tiên thu nhỏ cửa sổ làm việc để hiển thị cửa sổ Project Tiếp theo, nhấp chuột phải vào SCHEMATIC, chọn New Page; chương trình sẽ tự động đặt tên trang tiếp theo là trang số 2 Nếu không cần thay đổi tên, chỉ cần nhấn OK, một cửa sổ trắng sẽ xuất hiện và bạn có thể bắt đầu vẽ như bình thường.
Cách thức vẽ: B8 Hình 8: Chọn linh kiện
o Kế quả ta được mạch nguồn tuyến tính như sau:
Để thuận tiện cho thiết kế mạch in và lắp ráp, nên ghi chú giải thích trên mạch Ví dụ, trong mạch nguồn, sử dụng hai đấu nối (Jumper), một đấu nối đến nguồn 220VAC với ghi chú "đến 220VAC" và một đấu nối đến bộ đếm với ghi chú "đến bộ đếm trang 1" Để thực hiện việc này, chọn Place/Text hoặc nhấn Shift+T.
Cách in bảng vẽ
Thiết lập máy in: Chọn file/Print Setup
B25 Hình 25: Các thông số thiết lập như thiết lập máy in trên Windows
KS: LE TU PHAT – TAO THAO 18
Qúa trình in: sau khi thực hiện việc thiết lập thông số cho máy in (chọn máy in, khổ giấy,…) 18 3 Trước khi in chọn chế độ xem trước khi in
(chọn máy in, khổ giấy,…)
3 Trước khi in chọn chế độ xem trước khi in. o Chọn tỉ lệ. o Chọn độ lệch. o Chọn số in bản. o Chọn in trắng đen hay màu.
Phần III
Vẽ mạch in
Quá trình chuyển từ mạch nguyên lý sang mạch in bắt đầu bằng việc lưu bản vẽ ra file mnl để tạo các liên kết giữa các thiết bị Tiếp theo, mở chương trình Layout Plus và chọn New để vẽ bản mạch chính Chương trình sẽ tải một mẫu kích thước, thường là chọn DEFAULT cho kích thước mặc định Sau đó, tải file mnl đã lưu, và lưu file mạch in với đuôi max Chương trình tự động cập nhật các chân mạch in theo thông số của bản vẽ nguyên lý Nếu có thành phần nào chưa có chân hàn, chương trình sẽ yêu cầu bạn chọn, và bạn chỉ cần kích vào nút mũi tên để thực hiện.
KS: LE TU PHAT – TAO THAO 20
(link existing…)Sau khi hoàn tất bạn có được một hình bố trí linh kiện dạng như hình vẽ.
B27 Hình 27: o Để cho tiện quan sát ta ẩn các dây nối bằng việc nhấn vào nút
Tiếp theo, hãy di chuyển các linh kiện cho phù hợp với mạch in và dây câu, điều này có thể cần lặp lại nếu có nhiều kết nối Sau đó, chọn số lớp cho mạch in một cách hợp lý.
KS: LE TU PHAT – TAO THAO 21 o Chọn lớp như sau: kích chuột vào các lớp không muốn vẽ.
B30 Hình 30: o Nếu chỉ chọn một lớp kích chuột phải chọn properies và xóa bỏ.
B31 Hình 31: o Sau đó thu màn hình hiện tại và chọn Obstacle Tool:
KS: LE TU PHAT – TAO THAO 22 o Để chọn khung mạch in cần vẽ bạn sẻ vẽ một hình vuông có các linh kiện nằm bên trong
B33 Hình 33: o Sau đó chọn Auto > Autoroute > Board chương trình bắt đầu thực hiệnvẽ.
Việc chạy mạch in có thể diễn ra nhanh chóng hoặc kéo dài vài giờ, tùy thuộc vào quy mô của bảng thiết kế Nếu mạch in không đáp ứng yêu cầu, bạn có thể sắp xếp lại các linh kiện bằng cách chọn mục Refresh All.
Trong quá trình thiết kế mạch, bạn có thể gặp tình huống cần xóa bỏ tất cả các dây nối để sắp xếp lại linh kiện một cách hợp lý Đôi khi, việc chọn footprint phù hợp là một thách thức, đặc biệt khi thư viện không cung cấp tùy chọn cần thiết; trong trường hợp này, bạn có thể chọn footprint lớn hơn hoặc nhấn nút Cancel Để thực hiện sửa chữa hoặc bổ sung linh kiện, hãy nhấp chuột phải vào linh kiện đó (linh kiện sẽ đổi màu) và chọn properties.
KS: LE TU PHAT – TAO THAO 24
B37 Hình 37: Chọn Footprint: o Tiếp theo bạn sẻ chọn Footprint thích hợp.
Cách in bản mạch in
o Tùy theo số lớp mà bạn chọn cách in khác nhau: Vào Option -
KS: LE TU PHAT – TAO THAO 25
B38 Hình 38: o Kích chuột vào lớp nào mà bạn cần (thông thường 2 sẻ dễ dàng hơn nên thường chỉ có lớp TOP và BOTTOM).
B39 Hình 39: o Bạn chọn tất cả các ô còn lại màu đen như hình B39 Hình 39 sau đó kích chuộc phải chọn Preview thu nhỏ cửa sổ Post Process, vào File chọn.
Khi sử dụng KS: LE TU PHAT – TAO THAO 26, người dùng thường chọn các chức năng phù hợp với nhu cầu Để xuất file sang các chương trình khác như Autocad, bạn nên chọn định dạng DXF Nếu bạn muốn sản xuất mạch, hãy chọn chức năng Mirror, nhưng nên bỏ chức năng này khi in ra để dễ dàng đọc mạch Khi in với chế độ Mirror, hãy sử dụng giấy scan hoặc bóng kính để đạt được kết quả tốt nhất.
Xây dựng thư viện thiết kế riêng
Trong quá trình thiết kế, nếu không tìm thấy linh kiện phù hợp với yêu cầu cho mạch nguyên lý và mạch in, chúng ta có thể tạo linh kiện mới Để thực hiện điều này, hãy sử dụng chương trình vẽ mạch Orcad Capture để tạo ra linh kiện mới theo nhu cầu thiết kế.
KS: LE TU PHAT – TAO THAO 27
B43 Hình 43: Tiếp theo bạn chọn thông số của thiết bị định tạo mới
Để thiết lập thiết bị KS: LE TU PHAT – TAO THAO 28, bạn cần đặt tên cho thiết bị Chọn PCB với 2 chân và sử dụng các công cụ vẽ hình ở bên phải như vuông, tròn, elip, đường thẳng, đa đường, cùng các ký tự theo chuẩn IEEE để tạo hình cần thiết Sau khi hoàn thành, hãy đóng cửa sổ làm việc nhưng đừng quên lưu bản vẽ vào một thư viện nào đó để đảm bảo dữ liệu được bảo quản an toàn.
Để tạo hình trong KS: LE TU PHAT – TAO THAO 29, bạn cần lựa chọn các công cụ vẽ như vuông, tròn, elip, đường thẳng, đa đường, và các ký tự theo chuẩn IEEE từ thanh công cụ bên phải Sau khi hoàn thành, hãy nhớ lưu bản vẽ vào thư viện trước khi đóng cửa sổ làm việc Khi cần sử dụng, bạn chỉ cần gọi tên thiết bị đó trong mục Place/Part.
Tạo chân mạch in mới. o Chạy chương trình Layout Plus Vào màn hình bất kỳ chọn File
KS: LE TU PHAT – TAO THAO 30
B46 Hình 46: màn hình làm việc xuất hiện.
B47 Hình 47: bạn chọn tên của footprint và hệ đơn vị chuẩn.