công vui thiết kế mạch ORCAD CAPTURE

ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ MỤC LỤC PHẦN 1: ORCAD CAPTURE Tổng quan OrCAD Capture 1.1 Cài đặt Orcad 16.6 (Xem file hướng dẫn Orcad 16.6\ Aspirin\Hd cài đặt.pdf) 1.2 Tạo thiết kế nguyên lý 1.2.1 Khởi động OrCAD Capture 1.2.2 Tạo Project 1.2.3 Các đối tượng làm việc .4 1.2.4 Các phím tắt từ khóa OrCAD Capture .5 1.2.5 Tìm kiếm chọn linh kiện 1.2.6 Kiểm tra lỗi sơ đồ nguyên lý 1.2.7 Tạo file netlist 1.3 Tạo thư viện nguyên lý 10 1.3.1 Tìm Datasheet: .10 1.3.2 Tiến hành tạo linh kiện 11 1.3.3 Chỉnh sửa linh kiện 15 Bài tập 16 PHẦN 2: ORCAD LAYOUT 18 Tổng quan Layout 18 Vẽ mạch in với OrCAD Layout 18 2.1 Khởi động OrCAD Layout 18 2.2 Tạo thiết kế .19 2.3 Tạo chân thư viện 21 2.3.1 Lấy linh kiện từ nhà sản xuất 21 2.3.2 Lấy linh kiện từ phần mềm chuẩn 23 2.3.3 Thư viện chân linh kiện Orcad 26 2.3.4 Chỉnh sửa thư viện chuẩn Orcad Layout .27 2.4 Sắp xếp linh kiện 33 2.5 Vẽ mạch 36 2.6 Hoàn thiện mạch: 39 ORCAD CAPTURE – ORCAD LAYOUT Trang ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 2.7 Phủ mass cho mạch in 40 Bài tập 41 ORCAD CAPTURE – ORCAD LAYOUT Trang ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ PHẦN 1: ORCAD CAPTURE Tổng quan OrCAD Capture OrCAD Capture phần mềm vẽ mạch mạnh, thư viện phong phú, thao tác dễ dàng Sinh viên cần nắm rõ nội dung sau đây:  Cài đặt Orcad 16.6  Tạo thiết kế nguyên lý  Tạo thư viện nguyên lý 1.1 Cài đặt Orcad 16.6 (Xem file hướng dẫn soft\Orcad 16.6\Aspirin\Hd cài đặt.pdf) 1.2 Tạo thiết kế nguyên lý 1.2.1 Khởi động OrCAD Capture C1 Start  Cadence  Design Entry Cis C2 Click vào biểu tượng hình Desktop Màn hình làm việc Capture sau: ORCAD CAPTURE – ORCAD LAYOUT Trang ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 1.2.2 Tạo Project Chọn menu File  New  Project Hộp thoại New project ra, nhập tên project phần Name đường dẫn đến vị trí lưu project phần Location OK để xác nhận 1.2.3 Các đối tượng làm việc Thanh công cụ: Chọn đối tượng Thư viện linh kiện Chạy dây Đặt nhãn đường mạch Vẽ đường nối bus Đặt điểm nối Nối với đường bus ORCAD CAPTURE – ORCAD LAYOUT Trang ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Nguồn Mass Điểm không nối 1.2.4 Các phím tắt từ khóa OrCAD Capture R Xoay linh kiện W Nối đương mạch I Phóng to hình O Thu nhỏ hình P Lấy linh kiện N Đánh nhãn J Tạo điểm nối B Vẽ đường bus T Thêm văn cho vẽ X Đánh dấu chân linh kiện ko sử dụng F Lấy khối nguồn G Lấy khối mass, nối đất Y Vẽ khối chữ nhật ESC Thoát chế độ chọn Một số từ khóa sử dụng nhiều: R Điện trở RESISTOR VAR Biến trở CAP Tụ điện CAP NP Tụ không phân cực ORCAD CAPTURE – ORCAD LAYOUT Trang ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ RELAY Rơ le LED Đèn led FUSE Cầu chì DIODE Đi ốt DIODE ZENER Đi ốt ổn áp NPN Transistor ngược PNP Transistor thuận CRYSTAL Thạch anh BRIDGE Cầu diode SW Nút nhấn HEADR Chân cắm 1.2.5 Tìm kiếm chọn linh kiện Để lấy linh kiện, nhấn phím P (hoặc Shift + P chọn Place Part), cửa sổ sau : ORCAD CAPTURE – ORCAD LAYOUT Trang ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Khung Part cho phép gọi linh kiện lấy Libraries Ta phải Add library (Alt +A) để thêm thư viện *.olb vào Orcad: Sau Add linh kiện vào ORCAD CAPTURE – ORCAD LAYOUT Trang ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Từ khung Part List chọn linh kiện cần dùng, khung Part tên linh kiện bên dẽ hình dạng linh kiện, sau nhấn OK Chọn vị trí thích hợp nhấp chuột trái để đặt linh kiện Các thao tác Rotate (R) để xoay linh kiện, Vertical (V) để lật linh kiện theo chiều dọc Horizontal (H) để lật theo chiều ngang Chọn đặt đầy đủ linh kiện vào trang vẽ trước tiến hành dây nối mạch Để nối dây nhấp vào bên cơng cụ phải sử dụng phím W, nhấp chuột vào linh kiện kéo đến vị trí khác muốn di chuyên chúng 1.2.6 Kiểm tra lỗi sơ đồ nguyên lý Nhấp vào biểu tượng Project Manager , xuất sau: Chọn PAGE1 Nhấp vào biểu tượng design rules check ORCAD CAPTURE – ORCAD LAYOUT Trang ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Hộp thoại Design Rules Check xuất hiện, check vào Scope, Action & Report hình bên nhấp Ok để kiểm tra Nếu có thơng báo lỗi bạn kiểm tra vị trí có khoanh tròn nhỏ màu xanh tiến hành sửa lỗi tiếp tục 1.2.7 Tạo file netlist Sau kiểm tra không thấy lỗi , tiến hành tạo file MNL để chuyển sang Layout Chọn biểu tượng Create Netlist công cụ, chọn Tool  Create Netlist Cửa sổ Create Netlist xuất hiện, chọn Layout Trong thẻ Netlist File chọn Browse để duyệt đến nơi chứa file, nhấp chọn OK ORCAD CAPTURE – ORCAD LAYOUT Trang ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Chọn Run ECO to Layout để liên kết Capture Layout sau (ta cập nhật từ SCHEMATIC sang Layout ta thay đổi linh kiện hay ta thay đổi chân linh kiện Chon OK hộp thoại xuất để hồn tất q trình tạo file netlist Vậy hồn tất q trình vẽ mạch Capture, bạn dùng file MNL vừa tạo để vẽ mạch in OrCAD Layout Plus 1.3 Tạo thư viện nguyên lý Việc tạo linh kiện Capture quan trọng linh kiện điện tử sản xuất theo số tiêu chuẩn định Hơn việc tạo thư viện giúp ta quản lý, thao tác nhanh việc tìm kiếm linh kiện 1.3.1 Tìm Datasheet: Ví dụ ta muốn vẽ linh kiện MAX232 Việc phải tra cứu datasheet IC MAX232 Để tra datasheet ta search mạng http://google.com tìm trực tiếp từ trang web datasheet www.alldatasheet.com www.datasheetcatalog.com Đây hình ảnh MAX232 datasheet ORCAD CAPTURE – ORCAD LAYOUT Trang 10 ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ p: Khoảng cách chân E: Chiều rộng đầu mút chân linh kiện theo phương ngang D: Chiều rộng đầu mút chân linh kiện theo phương đứng n: Số lượng chân linh kiện Thường dựa vào thông số NOM để chọn chân linh kiện, ta dễ dàng chọn chân xác là: QUAD.0.080M/44/WG12.00 QUAD 0.080M 44 WG12.00 Kiểu chân TQFP p n E=D Ngoài ra, Orcad có sẵn nhiều thư viện, chi tiết xem file LAB1_Footprints.PDF 2.3.4 Chỉnh sửa thư viện chuẩn Orcad Layout Giả sử ta cần thư viện cho linh kiện MAX232 chân cắm ORCAD CAPTURE – ORCAD LAYOUT Trang 27 ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Đối với IC cắm ta cần quan tâm đến thư viện DIP100T với thông số sau: A: Chiều dài thân IC = 0.775 B: Chiều rộng thân IC = 0.325/0.300 P: Khoảng cách chân = 0.100 N: số chân = 16 Như ta có kiểu chân: DIP100T  DIP.100/16/W.300/L.775 Trước tiên ta lưu lại thư viện vào thư viện cá nhân để dễ quản lý Q trình sau: Tại bảng cơng cụ Footprints  Save As…  Create new library  Chọn đường dẫn đặt tên thue viện, ví dụ DTU.LLB, tên linh kiện MAX232_TH  Click OK ORCAD CAPTURE – ORCAD LAYOUT Trang 28 ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Trên công cụ, Click vào Pin Tool  Click vào chân linh kiện  Ấn tổ hợp phím Shift + T để mở cơng cụ quản lý Padstack Tại đây, hộp thoại lên thể thuộc tính pad linh kiện Như linh kiện có hình dạng tròn, kích thước 58 mil Quay trở lại với datasheet, ta thấy kích thước chân linh kiện (cũng kích thước lỗ khoan) 21 mil ORCAD CAPTURE – ORCAD LAYOUT Trang 29 ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Giá trị phù hợp cho hàn máy kĩ sư quen với việc hàn khò, mạch thủ công, bạn sinh viên nên chọn pad lớn chút Cu thể cho IC cắm 70 mil Ta chỉnh sửa lớp cần thiết: TOP = BOT = 70 mil Tiếp theo lớp mạ đồng SMTOP = SMBOT = 70 + = 78mil (theo quy định sở mạch in lớp lớn lớp TOP mil) ORCAD CAPTURE – ORCAD LAYOUT Trang 30 ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Tiếp theo lớp lỗ khoan: DRILL = DRLDWG = 34 mil ( > 21 mil để chân linh kiện xuyên qua Với linh kiện cơng suất lỗ khoan phải chỉnh lớn hơn) Các lớp lại khơng quan tâm ta Undefined Cuối ta chỉnh chân số (thường có hình vng) theo cách tương tự để hồn thiện linh kiện Click Save để lưu linh kiện ORCAD CAPTURE – ORCAD LAYOUT Trang 31 ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Tuy nhiên, giả sử ta muốn chân linh kiện hình bầu dục (để dễ dàng dây xuyên qua chân, điều phải hạn chế) Ta điều chỉnh mục Property  Oblong ORCAD CAPTURE – ORCAD LAYOUT Trang 32 ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 2.4 Sắp xếp linh kiện Để tiện cho việc xếp linh kiện trước tiên ta tạo kết nối Capture Layout: Phần Capture chọn Options  Preferences… Cửa sổ Preference xuất ta chọn theo bước sau: ORCAD CAPTURE – ORCAD LAYOUT Trang 33 ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Phần Layout chọn Window  Half Screen Ta kết quả: ORCAD CAPTURE – ORCAD LAYOUT Trang 34 ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Đến ta xếp linh kiện cho phù hợp Việc bố trí linh kiện lên board mạch yếu tố quan trọng định đến độ ổn định, dễ vẽ thẩm mĩ,v.v…của board mạch Thực bước sau:  Click vào biểu tượng để tắt DRC  Tắt chế độ Reconnect mode để ẩn đường dây vàng cho đỡ rối mắt  Options  System Setings chỉnh lại ô lưới Place grid [X,Y]: Chọn chuẩn mạch in 12.5  Chọn lớp để vẽ mạch: o Nếu mạch in lớp ta giữ lại lớp BOTTOM Unused lớp lại (ở ta cần Unused lớp INNER1 INNER2) cách vào Tool  Layer  Select From Spreadsheet cửa sổ Layer ra: ORCAD CAPTURE – ORCAD LAYOUT Trang 35 ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ o Nếu vẽ mạch in lớp, ta có lớp mạch cần quan tâm: BOT: Bottom, mặc định màu đỏ, phím TOP: Top, mặc định màu xanh dương, phím SSTOP: In chữ kí hiệu linh kiện lớp TOP, mặc định màu trắng SSBOT: In chữ kí hiệu linh kiện lớp BOT, mặc định màu vàng DRILL DRLDWG: Quy định kích thước lỗ khoan SMTOP SMBOT: lớp định khoảng cách phủ xanh mạch in, quan trọng, nơi chứa đồng để hàn linh kiện, thông thường lớn lớp TOP BOT khoảng mil  Sắp xếp linh kiện Nhấp chuột vào biểu tượng Component Tool công cụ Ấn nút R để quay linh kiện theo chiều mong mốn Để di chuyển linh kiện ta nhấp chuột vào linh kiện đó, sau đó, nhả chuột di chuyển linh kiện di chuyển theo Đến vị trí cần đặt linh kiện nhấp chuột lần nữa, linh kiện cố định 2.5 Vẽ mạch Có thể vẽ tự động : ORCAD CAPTURE – ORCAD LAYOUT Trang 36 ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Vào Tool  Layer  Select from Speadsheet Nếu vẽ mạch lớp, ta cần dùng lớp BOT để chạy dây Vì cửa sổ ta Unused lớp khác, cụ thể TOP, INNER1, INNER2 Trước vẽ tự động, ta cần vẽ đường bao thuộc tính Obstacle type Board Outline Obstacle layer Global Layer cho mạch Chọn công cụ Obstacle Tool để vẽ đường bao ORCAD CAPTURE – ORCAD LAYOUT Trang 37 ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Sau vẽ hình chữ nhật bao quang mạch layout Vào Auto -> Auto Route -> Board, Layout Plus tự động vẽ mạch Sau mạch vẽ tự động ta tiến hành kiểm tra lại đường tiền nối nối hết hay chưa, chưa ta phải vẽ tay, trường hợp vẽ tay ta phải thực chèn Jumper Tuy nhiên khuyến cáo nên vẽ tay, không nên vẽ tự động Thực chèm Jumper: Trước tiên phải chọn đường mạch để nối Jumper, xóa đường mạch vẽ (Unrout phím tắt “D”), sau chọn để xóa đường tiền nối Chọn cơng cụ Edit Segment tool Nhấp vào đường dây cần chạy Jump, ấn phím E để tạo Via Để chuyển lớp vẽ (ví dụ vẽ lớp BOT, cần chuyển qua lớp TOP), ấn phím Vẽ đoạn dây jump lớp Ấn phím E để tạo Via tiếp theo…Cứ làm tất đường dây hoàn thành dừng lại ORCAD CAPTURE – ORCAD LAYOUT Trang 38 ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Vẽ tay: Chọn Edit Segment Mode Kích vào dây muốn vẽ, lúc dây gắn với trỏ, rê chuột để tạo đường mạch, kích trái chuột để cố định đường mạch Để đổi hướng đường mạch: kích vào cuối đoạn dây, sau đổi theo hướng mà bạn muốn vẽ Sau vẽ xong, nhấn ESC để kết thúc Nhấp F5 để refresh mạch 2.6 Hoàn thiện mạch: a Chèn đoạn text vào mạch in Chọn Text Tool từ công cụ Click phải vào hình chọn New Hộp thoại Text Edit ra, khung Text String gõ nội dung cần chèn Lưu ý: bạn làm mạch in thủ cơng click chọn Mirrored để ủi khơng bị ngược Chọn lớp hiển thị khung Layer ( thường thị chọnTOP BOTTOM ), kích thước chữ Chọn OK để hoàn tất ORCAD CAPTURE – ORCAD LAYOUT Trang 39 ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ b Chỉnh sửa độ rộng đường dây Thông thường đường nguồn phải có độ rộng lớn so với đường dây khác Hoặc mạch công suất, đường công suất phải vẽ lớn so với dây khác Để chỉnh sửa, chọn đường cần chỉnh độ rộng, ấn phím W Trong hộp thoại Track Width:  New Width dộ rộng duờng (nên 0.3 bé với làm mạch in tay)  Lựa chọn segment dể chỉnh sửa dộ rộng doạn dó  Connection dể chỉnh sửa phần nối diểm  Net dể chỉnh dộ rộng cho tất duờng có liên kết với (tức có nối nhau) 2.7 Phủ mass cho mạch in Mục đích vấn đề để chống nhiễu cho mạch điện Cách làm sau: Chọn Obstacle Tool Nhấp chuột vào khung mạch, chuột thành dấu cộng nhỏ click phải, chọn New Click phải hình lần nửa chọn Property sau xuất hộp thoại Edit Obstacle ORCAD CAPTURE – ORCAD LAYOUT Trang 40 ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Trong khung Obstacle Type chọn: Copper Pour - Trong khung Obstacle Layer chọn lớp cần phủ Copper Pour: TOP hay BOTTOM - Trong khung Net Attachment chọn GND POWER, tùy theo bạn muốn phủ theo GND hay POWER Nếu khơng ta để dấu “ – “ - Nhấn OK - Nhấn ESC để hoàn thành đổ đồng Ta hiển thị ẩn lớp mạch (cho mục đích dễ nhìn mạch) thao tác ấn phím - Để hiển thị lại, ấn phím F5 Bài tập Vẽ layout cho LAB chân cắm chân dán ORCAD CAPTURE – ORCAD LAYOUT Trang 41