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PCB设计基础知识(全 )


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PowerLogic & PowerPCB
第一章
1.1 PowerLogic 用户界面
PADS Power 软件简介
PADS(Personal Automated Design Systems)系列产品包括系统设计、 系统验证、 高速设计工具、PCB 布线工具和生产输出软件等五个方面的软件。该系列软件 几经易手后,现在成为 Mentor Graphics 公司制板工具之一,主要面向低端用户, 对计算机的配置要求不高,一般在 Windows 下运行,是低端 PCB 软件中最优秀 的一款,具有好用、易上手作出的板子质量高,适合大多数中小型企业的需要。 在 1998 年在美国被评为软件最佳容易使用奖,1999 年获用户好评奖,是中国市 场适用范围最广的一款 EDA 软件之一。 PADS Power 电路设计与制板软件主要包括 PowerLogic 和 PowerPCB 两部 分,现分别更名为 PADS Logic 和 PADS Layout,现在最高的版本是 PADS2007。 PADS Logic 是一个界面友好、操作简便、功能齐全的原理图设计环境。它 提供了元器件库管理、多页/页次式原理图设计、原理图符号创建向导、元器件 与网络的浏览与检索、物料清单(BOM)输出、PCB 设计规则定义及网表输出 等全方位的前端设计功能。 它和 PADS 的 PCB 环境紧密集成, 实现原理图与 PCB 的交互定位,正反标注,帮助设计者高效率地完成原理图及 PCB 设计工作。 PADS Layout 环境作为业界主流的 PCB 设计平台。它是一个强有力的基于 形状化以其强大的交互式布局布线功能和易学易用等特点,是通信,半导体等当 前最活跃的工业领域中制作复杂的、高速印制板最终选择的设计环境。PADS Layout 支持完整的 PCB 设计流程,涵盖了从原理图网表导入,规则驱动下的交 互式布局布线,DRC/DFT 校验与分析,直到最后的生产文件(Gerber) 、装配文 件及物料清单(BOM)输出等全方位的功能需求,确保 PCB 工程师高效率地完 成设计任务。 1.2 PADS Power 中电子电路设计的一般流程
关于如何在 PowerLogic 和 PowerPCB 中完成电路板设计,对于初学者来说, 首先要了解两个软件的设计环境及相关参数的设置; 了解两个软件环境下工具盒 (Toolboxes)的使用方法;了解两个独立软件环境元件库(Library)的关系; 了解绘制完成后的原理图是怎样通过 PowerLogic 和 PowerPCB 的接口命令,将 在原理图中生成的网表(Netlist)与当前工作中的所有元件自动从 PowerPCB 的 元件库 (Library) 中调出, 显示在 PowerPCB 设计工作区域中; 了解在 PowerPCB 中如何设置设计规则、元件的布局布线、设计验证并且完成制造数据输出工作。 本书软件版本为 PowerLogic5.0.1 和 PowerPCB5.0.1。 下面介绍在 PADS Power 中进行电子电路设计的一般步骤。
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在添加一个元件到设计中之前,这个元件必须是 PADS 库中已经存在的一个 元件类型(Part Type) 。一个元件类型是由三部分组成:一是在 PowerLogic 中的 逻辑符号或称为 CAE 封装 (CAE Decal) 二是在 PowerPCB 中的 PCB 封装 , (PCB Decal) ,三是元件的电性能参数。在进行原理图绘制和 PCB 布局布线之前,首 先应根据实际器件的电气信息与物理信息资料来完成 CAE 逻辑封装的绘制和 PCB 封装的绘制,进而建立元器件的元件类型这一过程被称为元件制作。将制 作好的元件保存到元件库(Library)中,以备随时调用、检索、导入和导出。 1. 在 PowerLogic 中进行原理图的设计步骤 步骤一:在 PowerLogic 中定义元件库即建立新的设计项目元件库。 步骤二:绘制元件逻辑封装(CAE Decal)也就是用于绘制原理图中的符号,如 Or 、And 电路等的外形符号。 步骤三:建立元件类型(Part Type)将元件的 CAE 封装和 PCB 封装指定,然后 定义电气性能。 步骤四:在 PowerLogic 中设置启动文件,设置内容包括:设计图纸大小和页数、 设计单位、设计栅格、设计颜色、绘图线宽等参数。 步骤五:原理图的绘制,即从 PowerLogic 设计工具盒中添加元件类型(Part Type) ,通过连线工具完成原理图绘制并且注意原理图的美观性。 步骤六:定义设计规则,内容包括:安全间距、布线和高速约束等规则,该项可 以 在 PowerLogic 中 设 置 , 设 计 规 则 会 通 过 网 表 ( Netlist ) 传 送 给 PowerPCB。通常的设计规则设计都在 PowerPCB 中进行,在原理图绘制 中是不进行该项设置的。 步骤七:产生网表(Netlist) 、报告,也就是将原理图设计(Design)转化为网表 (Netlist) 生成未使用情况报告 , (Unused) 元件统计报表 、 (Part Statist) 、 网络统计报表(Net Statist) 、限度报表( Limits) 、页间连接符报表 (Off-page) 、材料清单报表(Bill of Materials) 。其中网表(Netlist)通 过工具栏(Tools)中的【OLE PowerPCB Connection】使得当前原理图 中的元件自动从 PowerPC 的元件库 (Library) 中调出, 显示在 PowerPCB 的设计窗口中。 2. 在 PowerPCB 中进行 PCB 的设计步骤 步骤一:建立元件的 PCB 封装(PCB Decal)也就是在 PowerPCB 的元件封装编 辑器(Decal Editor)中建立元件的 PCB 封装,即元件的外观尺寸、丝印 图形、元件端子、焊盘尺寸等,并且将完成的 PCB 封装保存在新建元件 库中(也就是在 PowerLogic 中新建的元件库) 。 步骤二:给元件分配 PCB 封装并且建立元件类型(Part Type) ,在 PowerLogic 中建立 PCB Decal 与 Part Type 之间的联系,使元件有效能够被调用。 注意:如果在 PowerPCB 中的元件封装编辑器(Decal Editor)制作 PCB 封装后,在保存该封装的时候建立了元件类型(Part Type) ,那么该元件 类型的名称一定要与 PowerLogic 中逻辑封装(CAE Decal)建立的元件 类型同名,否则在元件调用时会出错。一般情况下,元件类型的建立是
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在逻辑封装(CAE Decal)和 PCB 封装(PCB Decal)都完成的之后,回 到 PowerLogic 的元件类型编辑界面进行,这样就不容易出错。 步骤三: PowerPCB 设计窗口中设置启动文件, 在 设置内容包括: 设计图纸大小、 设计单位、设计栅格、设计颜色、绘图线宽等参数。 步骤四:在 PowerPCB 设计窗口中绘制电路板边框。 步骤五:从 PowerLogic 中将网表导入 PowerPCB 设计窗口中,通过工具栏中的 【OLE PowerPCB Connection】使得 PowerLogic 中元件自动从元件库中 调出,显示在 PowerPCB 设计窗口中。 步骤六:如果在 PowerLogic 中未定义设计规则,在 PowerPCB 中可重新设置定 义设计规则。 步骤七:将传送到 PowerPCB 中的堆叠到原点周围的元件,进行布局布线。 步骤八:进行设计检查(Verify Design)一旦出错,一定要修改布局和布线。 步骤九:为制造电路板提供制造数据—CAM 输出数据,如:布线、丝印、阻焊、 外框、NC 打孔数据等。 PowerLogic 是 Mentor Graphics 公司印制电路板设计 PowerPCB 的配套绘制电 路原理图的软件,一般是建议使用这样的搭配。同时现在国内也有相当一部分工 程技术人员使用 OrCAD 绘制原理图,然后用 PowerPCB 设计印制电路板,这也 是强强联合的典范。 注意:在 PowerLogic 和 PowerPCB 的工作窗口中,如果打开的对话框中包含 有帮助图标, 那么只要单击 按钮, 就会打开该对话框的英文帮助说明,
在对话框的每个栏目上单击就会弹出英文的功能说明内容。在 PowerLogic 和 PowerPCB 的工作窗口,单击下拉菜单中的 Help(帮助) ,选择【Contents…】打 开帮助主题对话窗口,在帮助窗口中单击目录,在目录中列出了对两个软件的全 部功能说明、使用方法和用户向导等。在软件使用中如果遇到问题,要学会使用 帮助内容。 1.3 PowerLogic 用户界面介绍
用户界面也就是工作窗口,它就是软件使用者的工作环境,了解和熟悉这 个工作环境是掌握 PowerLogic 软件的第一步。PowerLogic 的用户界面设计非常 易于使用,在努力满足高级用户需要的同时,对于初次使用 PowerLogic 的人 员也会很快入门。 1.3.1 PowerLogic 用户界面组成
启动 PowerLogic,如果现在 PowerLogic 程序还没有运行,可以在 Windows XP 环境下,通过开始/程序/PowerLogic(Start/Programs/PowerLogic),使 其运行或者直接双击桌面的快捷图标 -1 所示。 的方法来启动 PowerLogic,如图 1
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图 1-1 为 PowerLogic 用户界面 该图打开的是 PowerLogic 中自带原理图“C: \padspwr\LogicFiles\DEMO.SCH” 。 1、在 PowerLogic 的图形界面中各部分名称和功能说明 在图 1 一 1 中的各部分说明如下: ①菜单栏:提供了标准的下拉式菜单,菜单中的命令用于完成原理图绘制工作, 快捷键为 Ctrl+Alt+M。 ②主菜单条(工具条) :绘制原理图的功能图标,单击即可打开相关的功能。 ③工作区(Working Aera) :绘制和显示原理图的区域。 ④快速选择图标:单击即可打开相关的功能。 ⑤前一个目标/前一个视图目标:通过该按钮可以快速浏览和查看当前或下一个 视图。 ⑥启动 PowerPCB(左边图标)和启动 BlazeRouter(右边图标) :通过快捷键快 速启动启动 PowerPCB 设计软件和启动 BlazeRouter(自动布线器)设计 软件。 ⑦缺省的连线宽度:显示当前原理图中缺省的线宽,热键为【W】 。 ⑧缺省的设计栅格:设计栅格设置,热键为【G】 。 ⑨X/Y 光标位置:显示相对于设计中的 X、Y 坐标值。 2、在 PowerLogic 的菜单栏中各下拉菜单功能说明
【File】文件菜单
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【New】 :新建新的设计工作区域。 【Open】 :打开 LogicFiles 文件夹下的后缀为.sch 的原理图文件。 【Save】 :保存当前窗口的设计文件。 【Save As】 :另存当前窗口的设计文件。 【Import】 :导入对话框,导入文本格式的原理图。 【Export】 :导出对话框,将原理图导出为文本格式。 【Library】 :元件库,原理图中的设计元件需要从该元件库中调出。 【Report】 :将当前原理图设计中的内容以报表形式输出。 【Print Setup】 :打印。 【Print/Plot】 :打印/绘图,完成打印原理图的相关设置。 【Exit】 :退出当前 PowerLogic 设计界面。
图 1-2 文件菜单 【Edit】编辑菜单 【Paste】 :与 Windows 的编辑命令相同。 【Copy As Bitmap】 :作为位图复制,执行该命令后,可以将选中的任何内容拷 贝到粘帖板上并且可以应用到 Word 中。 【Paste from File】 :从文件中粘帖原理图。 【Move】 :与 Windows 的编辑命令相同。 【Delete】 :与 Windows 的编辑命令相同。 【Filter】 :过滤选择原理图中的内容。 【Select Signal Pin Nets】 :选择原理图中的信号网络。 【Insert PowerPCB Object】 :向原理图插入 PowerPCB 对象。 【Insert New Object】 :在原理图中插入新对象。
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图 1-3 编辑菜单 【View】视图菜单
图 1-4 视图菜单 【Zoom】 :缩放图标功能。 【Sheet】 :以设计数据中的外框为参照,将框内的数据最大化显示在屏幕上。 【Redraw】 :画面刷新功能。 【Extents】 :将当前设计中的所有数据显示在屏幕上,当远处有数据时,可以显 示在可视范围内。 【Push Hierarchy】 :进入层次原理图设计的下一层原理视图。 【Pop Hierarchy】 :进入层次原理图设计的上一层原理视图。 【Capture】 :捕获,显示捕获窗口。 【Previous view】 :前一个画面。
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【Setup】设置菜单
图 1-5 设置菜单 【Sheets】 :页管理,可以进行页面的增加、删除和调整。 【Preferences】 :参数设置,包括【Global】全局参数、 【Design】设计参数和 【Heights/Widths】原理图中文本和线条确定其宽高。 【Design Rules】 :设计规则,如 PCB 板的布线设定、间距设定及高速电路的相 关设定等。 【Layer Definition】 :建立和定义板层。 【Display Colors】 :设置和定义 PowerLogic 的设计环境颜色。 【Tools】工具菜单
图 1-6 工具菜单 【Part Editor】 :元件编辑器,用来建立元件类型和绘制元件的逻辑封装。 【Part Attribute Manager】 :元件属性管理器,编辑和管理原理图的属性。 【Update Off-page from Library】 :从库中更新,用库中当前的版本选择更新原理 图中的相应项目。
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【Update Pins from Library】 :从库中更新管脚,用库中当前的版本选择更新原理 图中的各管脚。 【Save Off-page to Library】 :更新的结果保存到库中。 【Netlist to PCB】 :将原理图输出为 PCB 网表。 【Forward ECO to PCB】 :正向同步修改到 PCB,确认原理图中的修改并创建一 个工程修改清单文件用于同步更新 PowerPCB 数据库。 【Backward Annotate from PCB】 :从 PCB 文件中反向标注,根据 PCB 文件的修 改更新和标注原理图。 【Export Rules to PCB】 :导出设计规则给 PCB 设计,将原理图文件的设计规则 导出用于 PCB 设计中。 【Import Rules from PCB】 :从 PCB 中导入设计规则到原理图设计中。 【OLE PowerPCB Connection】 :通过 OLE 连接到 PowerPCB,即在 PowerLogic 中启动 PowerPCB。 【OLE BlazeRouter Connection】 :在 PowerLogic 中可以快速启动 BlazeRouter。 【Basic Script】 :基本脚本,完成对脚本语言文件的管理和编辑。 【Macros】 :宏,打开【Macros】对话框,访问所有的宏命令函数。 【Window】视窗菜单
图 1-7
视窗菜单
【Menu Bar】 :菜单栏,显示或隐藏菜单栏。 【Tool Bar】 :工具栏,显示或隐藏菜单栏。 【Status Bar】 :状态栏,显示或隐藏菜单栏。 【Drafting Toolbox】 :绘图工具盒,显示或隐藏绘图工具盒。 【Design Toolbox】 :设计工具盒,显示或隐藏设计工具盒。 【Bus Toolbox】 :总线工具盒,显示或隐藏总线工具盒。 【Status】 :状态窗,显示或隐藏状态窗。 【Help】帮助菜单
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图 1-8 帮助菜单 【Contents】 :打开 PowerLogic 在线帮助,按照目录查找相关问题的解决方案。 【Search】 :打开 PowerLogic 的帮助系统,按照关键字的索引查找相关问题的解 决办法。 【How To Use】 :如何使用帮助,使用用户了解如何在设计过程中合理使用帮助 系统。 【Modeless Commands】 :无模式命令,所有无模式命令集。 【WEB Support Tools】 :网络支持工具,链接到 PowerLogic 的一系列相关的技术 支持网站上。 【About PowerLogic】 :关于 PowerLogic,显示 PowerLogic 的版本和版权信息。 PowerLogic 除了提供以上的下拉式菜单的功能外,还同时提供了方便的右键 弹出式菜单(Pop-up Menus) ,在 PowerLogic 工作窗口的任何一处单击鼠标,激 活该窗口。 当需要对窗口中的对象进行操作时, 首先选中该对象后单击鼠标右键, 弹出相关的功能菜单,然后可以选择并执行所需命令。 3、在 PowerLogic 环境中的工具条(Toolbars)功能说明 PowerLogic 使用 Windows 标准的工具条(Toolbars),这些图形代表了有效 的命令,称为图标(Icons)。工具条(Toolbars)位于 Window 菜单条(Menu Bar)的下 面,可以通过单点击 Window 菜单中的【Tool Bars】/【Standard】命令来选择工 具条(Toolbars)的打开和关闭。在工具条(Toolbars)中有三个重要的工具盒,它们 是绘图(Drafting)工具盒 具盒 ,设计(Design)工具盒 ,总线(Busses)工
,这三个工具盒可以在工具条(Toolbars)中直接单击其相应图标来打开,
或者在 Window 菜单中, 选择对应选择项 【Drafting Toolbox】【Design Toolbox】 / /【Busses Toolbox】来打开三个工具盒。 (1). 工具条(Toolbars)功能介绍
图 1-9 工具条功能说明
(2).工具盒(Toolboxes)功能介绍
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绘图(Drafting)工具盒
图 1-10 绘图工具盒
设计 (Design)工具盒
图 1-11 设计工具盒
总 线 (Busses) 工具盒
图 1-12 总线工具盒 注意:一次仅仅可以打开一个工具盒(Toolboxes)。为了打开 PowerLogic 的
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工具盒, 单击工具盒(Toolboxes)图标( ), 为了关闭工具盒(Toolboxes), 单击两次工具盒(Toolboxes)图标即可。 4、工作区(Working Aera) 在图 1-1 中显示的是在 PowerLogic 软件库中自带的一张原理图,在原理图窗 口空白处,单击鼠标右键弹出快速菜单(Pop-up Menus)命令,命令选项中显示可 以执行的命令,选择各目标项目即可进行相关操作。例如:单击【Select Parts】 (选择元件) ,然后单击 7404,这时六个门电路均被选中,接着单击右键弹出菜 单就可以对元件做修改、编辑,移动、旋转等操作。 (1) 弹出菜单(Pop-up Menus)功能说明
图 1-13 弹出菜单(Pop-up Menus) (2)工作空间使用 PowerLogic 的工作空间为 56 英吋 x 56 英吋。工作空间的原点(0,0)用一 个白色的小圆点表示,原点位于页面的左下角。在工作窗口中,一个大的白色的 矩形代表页面的区域。软件默认的页面尺寸是 B,其原理图的面积是 11 英吋 x 17 英吋,该项参数在【Setup】/【Perferences】/【Design】/【Sheet】中的下拉 条中选择,软件中提供了 11 中尺寸的页面,用户可以根据需要自己选用。 ? 状态窗(Status) 每当启动 PowerLogic 的时候,在工作区会出现一个浮动的小信息窗口,该
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窗口称为状态窗(Status),通过选择状态窗口(Status)上的关闭(Close) 按钮,可 以关闭状态窗。 当需要打开时, 单击菜单栏中的 Window 中的最后一项 【Status】 就可以打开该窗口或者通过快捷键 Ctrl+Alt+S 来打开。
图 1-14 状态窗 状态窗是用来显示当前的设计信息,用户可以根据需要打开或关闭。状态 窗中绿色区域和黑色背景是画面显示区域, 【Snap to Grid】是捕捉栅格,该项功 能用于绘图操作中,当该项前面打勾时,每次操作都会落到栅格上,去掉勾则栅 格无效,每次操作结果完全不受栅格的限制,用户在设计的过程中可以通过状态 窗快速设置捕获栅格的状态。
状态条 当光标(Cursor)在工作区域内移动时,这时候在 PowerLogic 工作窗口的右 下角,就会有一组数据跟随鼠标的移动变化,这两个数据分别表示了鼠标此时所 在位置的 X/Y 绝对坐标值,如图 1-15 中显示(400 2000) 。
图 1-15
状态条
在状态条中, 除了鼠标的动态位置时时显示以外, 还有两个数据显示其中: 一个是缺省的默认线宽(Width ) ,另外一个是设计栅格(Grid ) 。另外,在工 作窗口中打开任意的原理图,选中原理图中的任何目标,如元件,网络等,那么 在状态条的左下脚就会显示选中目标的信息内容,通常把这一区域称为信息栏。 ? 两种栅格设置 在 PowerLogic 中有两类栅格(Grid):一是设计栅格(Design Grid),二是显示 栅格(Display Grid)。 设计栅格(Design Grid) 设计栅格(Design Grid)是用来确定增加元件(Parts)和连线(Connections)的间隔 和转角的位置。 这个栅格用于绘制项目, 如多边形(Polygons)、 不封闭图形(Paths)、 圆(Circles)和矩形(Rectangles)。最小的栅格设置是 2 mils。 选择设置 /优先权
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(Setup/Preferences)命令,并且【Design】/【 Design Grid】可以观察到当前的设 计栅格(Design Grid)设置情况,如图 1-16 显示为 100。在【Size】栏目下输入不 同数字来修改设置或者不需要打开该选项卡, 在键盘上直接输入 g(大小写都可以) 弹出如图 1-17 所示的无模命令(Modeless Commands)对话框,输入数据回车即 可。
图 1-16
设计栅格设置
图 1-17 设计栅格无模命令对话框 显示栅格(Display Grid) 显示栅格(Display Grid)是一种点状的栅格,起到辅助设计作用。通常设置显 示点栅格(Display Dot Grid)是设计栅格(Design Grids)的倍数。 PowerLogic 的工 在 作窗口中,选择【Setup】/【Preferences】 ,并选择【Global】/【Drawing】/【Display Dot】 ,查看并修改当前的显示栅格设置。显示栅格的无模命令是 GD
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图 1-18 显示栅格设置 ? 取景(Pan)和缩放(Zoom) 在 PowerLogic 中,控制设计图形的显示中心、放大和缩小是通过画面控制 图标、鼠标的三个键的使用和状态窗口中绿色的微形显示区等来实现的。 画面的控制图标 进入缩放状态的方式有两种,一个是从【View】/【Zoom】进入,二是从工 具条直接点击缩放图标 进入。
是 PowerLogic 工具条上画面缩放图标,用鼠标单击该图标后,鼠标变成画 面的控制状态。按住鼠标左键后实现向上方向的移动,就会看到一个带有放 大标志的矩形区域,以鼠标单击处为中心完成放大操作;按住鼠标左键实现 向下方向的移动,则实现缩小操作。 是以绘制的电路板框线为参照,全屏显示当前设计的所有数据,它的快捷方 式是 Ctrl+B。在 View 菜单下的【Extents】的命令是将数据库中的所有数据 显示在屏幕上,包括板框外的数据,注意二者的区别。 是画面刷新工具,因为有些数据会在屏幕上留下痕迹,影响用户对画面的观 察和判断,在设计操作中往往需要重新刷新画面。刷新的方法还有另外两种 一是通过【View】菜单下的【Redraw】命令,二是通过快捷键 Ctrl+D。 说明:对画面的控制方法详细操作请参见参考文献。
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5、直接命令(Modeless Commands)和热键(Shortcut Keys) 直接命令(Modeless Commands)(亦称无模命令)和热键(Shortcut Keys)(亦称 快捷键)允许通过键盘直接输入命令及其选项。 在 PowerLogic 中,单击帮助(Help)菜单,选择【Contents】打开帮助主题,在 索引对话框的“1”栏目下输入“Modeless Commands” ,单击 就会打开所有无模命令的一览表,如图 1-19 所示。 按钮,
图 1-19 无模命令一览表 直接命令也称为无模命令,以命令的第一个字母开头,能够通过 ESC 键退出, 设计它们的有关信息能够在命令对话框中找到。 常用的命令含义如下: 【G 】 设置或改变栅格。 : 【GD】 设置或改变连接点栅格。 :
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【SH】 改变页面。 : 【W】 :设置缺省的宽度。 【S】 :在设计中搜索目标。 【SS】 :在设计中所搜并选择目标。 说明:标准的 Windows 热键,如 Alt+F 用于显示文件菜单命令,在 PowerLogic 中同样有效。 可以在任何时候, 通过按键盘上的 Esc 键或按鼠标右键 并从弹出菜单(Pop-up Menus)中选择取消(Cancel)命令,取消当前的命令。 注意:在直接(Modeless Commands)命令和值(Value)之间并不需要空格(Space)。 1.3.2 在 PowerLogic 中建立启动文件 用户在 PowerLogic 设计窗口进行原理图绘制之前,首先对 PowerLogic 的使 用环境参数进行设置,包括设计栅格、设计颜色等。 1、PowerLogic 中显示颜色的设置 (1)PowerLogic 设计窗口中的颜色设置 启动 PowerLogic 后,屏幕中显示的是系统缺省设置,缺省的显示颜色是传 统的黑色背景和白色前景的设置风格。在设置菜单【Setup】下,选择颜色显示 【Display Colors】 ,打开颜色显示对话框,如图 1-20 所示。
图 1-20
设计窗口中颜色设置对话框
颜色设置对话框主要由 4 个区域组成:
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【Selected Color】 :色彩选择区域,在这可以进行颜色选择,鼠标左键单击某颜 色, 然后鼠标移动到需要修改项目的色彩显示方框中单击左键, 颜色修改完毕。另外,也可以通过【Palette】按钮自定义颜色。 【Misc】 :杂项,能够进行颜色修改的列项,包括:背景颜色、前景颜色、信号 连接线、总线、2D 线条、元件和层次电路。 【Titles】 :标题,能够进行颜色修改的列项,包括:文本文字、元件参考标号、 元件类型名称、元件文本文字、元件管脚和网络名称。 【Configuration】 :配置,可以将颜色配置保存到 PowerLogic 安装目录“padspwr/ PowerLogic”文件夹中,颜色配置的后缀名是“.CCF” 。在 PowerLogic 中软件自带【Default】和【Monochrome】两个颜色 配置方案。当用户根据自己的喜欢完成颜色设置的时候,单击 【Configuration】 下面的 【Save】 按钮弹出保存配置对话框 (Save Configuration) ,在光标闪动处添加颜色配置的名字,单击 OK 按钮。这样在【Configuration】的下列框中就有个刚刚设置的颜 色方案的名称。 最后单击颜色选项对话框的右边 【Apply】 按钮, 单击 OK。此时 PowerLogic 的窗口显示刚刚设置的颜色配置。 说明:用户可以根据自己的情况,通过对颜色的重新选择,得到自己喜欢的颜 色方案将其保存到 PowerLogic 安装目录“padspwr/PowerLogic”文件夹 中即可。 (2)PowerLogic 中元件类型编辑(Part Editor)窗口中的颜色设置 在 PowerLogic 设计窗口中,单击【Tools】/【Part Editor】进入元件类型 编辑(Part Editor)窗口,然后单击【Setup】选择【Display Colors】 ,打开颜色 设置对话框如图 1-21 所示。
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图 1-21 元件类型编辑窗口颜色设置对话框 颜色设置对话框主要由 2 个区域组成: 【 Selected Color 】 :色彩 选择 区域 , 在这 可 以进行 颜色 选择 , 使用 方法同 PowerLogic 设计窗口中颜色设置对话框。 【Items】 :项目,分别对线条(Lines) 、文本(Text) 、元件(Parts) 、参考标号 (Ref Des) 元件类型 、 (Part Type) 管脚号码 、 (Pin Numbers) 、 元件文本(Part Text) 、网络名称(Net Names)等内容设置颜色。 在元件类型编辑窗口(Part Editor)中的【Display Colors】 ,用来设置逻辑封 装和建立元件类型时的各项颜色显示,同样用户也可以在元件类型编辑窗口 中设置自己喜欢的启动文件。 2、 PowerLogic 中【Preferences】对话框的设置 在 PowerLogic 设计窗口中,在设置【Setup】下,选择【Preference】项, 打开参数设置对话框,如图 1-22 所示。
图 1-22 【Preferences】对话框设置 该对话框包含 3 个选项卡: 【Global】【Design】【Heights/Widths】 、 、 。 【Global】 该选项卡由 6 个区域组成,包括:位图设置(Bitmap) : 、绘图设置 (Drawing) 、自动备份(Automatic Backups) 、光标形状(Cursor) 、 连接和嵌入 (Linking & Embedding) OLE 文档服务 和 (OLE Document Server) 。
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【Design】 该选项卡由 6 个区域组成,包括:设计栅格(Design Grid) : 、页面 (Sheet) 、页面编号(Sheet Numbers) 、参数(Parameters) 、非 ECO 寄存元件(Non ECO Registered Parts)和非电气元件(Non Electrical Parts)等。在【Design Grid】栏目中,可以设置设计栅格,或通过 无模命令 G 来完成设置也可以,当 Snap to Grid 前面打勾时,绘图 操作就会落到栅格上,去掉勾绘图操作不受栅格约束,此项可以在 状态窗中直接操作。 【Heights/Widths】 :该选项卡对在原理图中的各种文本的高和宽进行定义,同时 也可以对原理图中的各自线条的宽度进行定义。 1.4 PowerLogic 元件库及元件类型的建立
元件库(Library)就是放置元件(Parts)的地方。Powerlogic 和 PowerPCB 两个不同的系统,都有各自独立的元件库(Library) ,对库进行操作时需要在各 自的系统下进行,但是两个系统的 Library 之间又是密切相连的。某个元件添加 到设计中之前, 这个元件必须是 PADS 库中已经存在的一个元件类型 (Part Type) 。 那么建库是 PADS 设计中重要的一步。 PADS 元件库 (Library) 是由四个子库组成, 它们分别是元件类型库 (Parts) 、 元件 PCB 封装库(Decals)、元件逻辑封装库(CAE)和线库(Lines)。 1.4.1 PowerLogic 元件库 在 PowerLogic 设计窗口中,在【File】菜单下单击【Library】 ,直接进入元 件管理器窗口【Library Manager】 ,如图 1-23 所示。
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图 1-23
Powerlogic 元件库管理窗口
1、元件库管理窗口(Library Manager)功能说明 ? 元件库管理器的组成 【Library】 所有元件库的列表,用户从列表中选择所需要的库作为当前的操 :
作库。图中将【misc】作为当前元件库。注意:要将元件类型 图标单击才能预览到【misc】库中的所有元件。 【Edit】编辑区域由以下 4 个部分组成: 【显示区域】 :选择要操作的子库后,所选元件的图形会在左侧显示区域内 显示出来,如图中显示的是“24C16” 的图形。 【Part Types】栏目: 元件库内容显示和元件编辑区,即将所选元件库的全 部元件名称显示在该栏目中,并且通过右侧的一组编辑命令实现新 元件建立、元件编辑、元件复制等操作。 【Filter】栏目:过滤设置区域, “*”是通配符,在*前输入关键字,Apply 由 灰色变为可操作按钮,单击 Apply 即可检索元件。若 Apply 是灰色, 可从键盘上重新输入“*”通配符即可。
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【Import/Export】 输入/输出命令, : 实现不同系统之间的元件库数据合并操作。 ? 元件库管理相关命令 【New Lib】 :新建元件库操作,操作的结果是在“Padspwr”的 Lib 目录下增 加一个新库。例如:单击【New Lib】打开新建元件库窗口如图 1- 24 所示,在文件名栏目下,将默认库“default.pt4” ,命名为用户 自己的元件库名称,例如: “cc.pt4” ,然后单击“保存”按钮 ,新 库建立完成。
图 1-24
新建元件库演示
【Lib List】 :打开元件库列表管理窗口如图 1-25 所示。改变库的优先顺序、添 加新库、设置共享限制、实现将元件库从显示列表中删除或者追加等 管理操作。例如:将元件库移动到库列表管理窗口的最前面,那么首 先选中“cc”元件库,单击 的最前面为止。 按钮,多次单击直至移动所有库
图 1-25 元件库列表管理窗口 【Library List】窗口中的选项说明:
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【Library】 在这里可以查看所有元件库的名称与优先顺序,上面的比下面的优 : 先级别要高。 【Read Only】 :对于一些重要的元件库可以设置为只读,这时就不可以对该库 进行任何编辑操作,存取、删除等都无效。 【Shared】 :打勾为允许共享,允许其他用户通过网络等共享该库资源。 【Allow Search】 :选择是否允许被交叉搜索,一般情况下勾选。 【Add】 :通过该命令将在“Padspwr/Lib”目录下的元件库添加到该列表中。但 是必须已经存在 Library 目录下的元件库才可以追加到该列表中,也就 是已经建成的元件库才能被追加。 【Remove】 :将某元件库从该列表中删除,对“Padspwr/Lib”目录下的元件库 无影响,需要的时候还可以通过 Add 追加到该列表中。 【Up/Down】 :该命令是改变库文件在列表中的位置,每次上移/下移一个位置, 用于提高/降低优先级别。
2、元件库管理窗口(Library Manager)四个图标的功能说明
:元件类型库,包含元件类型与元件封装的关系及其他电气信息库文件
名*.PT4。
元件 PCB 封装库,包含元件的物理尺寸孔径,连接盘等信息库文件名 *.PD4。
:元件逻辑封装库,包含元件类型与元件封装的关系及其他电气信息库
文件名*.LD4。
:线库用来保存非电气特性的线、TEXT 文字及合成图形的专用库,库文
件名*.LN4。 说 明 : 在 目录下,将图标按 件名称如图 1-26 “ Padspwr ” 的 Library 照名称排列,部分库文 所示。
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图 1-26 元件库文件名称 以“amd”元件库为例说明如下: amd.ld4:CAE 逻辑封装库。 amd.ln4:Line 线库。 amd.pd4:Part Decal 元件封装库。 amd.pt4:Part Type 元件类型库。 每一个元件库,在 Library 目录下都有 4 个名称相同后缀不同的元件库与之 对应。其中线库是独立的,其余的三个子库是分别存放不同特性的元件与特性。 在 PADS 设计过程中第一步就是做元件,做好的元件必须保存到一定库中,这样 才能调用。这一步习惯上称之为建库。 3.元件子库之间的关系 在 PADS 中进行电子电路设计时, 第一步的工作就是根据电子电路设计中所涉 及的实际器件的电气信息与物理信息来制作元件。 其中电气信息主要是指与管脚 极性、管脚配置、器件内部电路等相关的说明与示意图;而物理信息是指元器件 的物理尺寸:包括外框尺寸、管脚间距、孔径大小等封装尺寸数据。 (1)元件库、元件类型、CAE 封装、PCB 封装的结构关系 由于 PowerPCB 在进行 PCB 设计时,元件使用不同于其他 Layout 软件(如 PROTEL) ,它有自己独特元件结构。在 PowerPCB 及 PowerLogic 中,是无法直 接调用自己建立的封装,必须把做好的封装分配给特定的元件类型(Part Type) 才能使用。 元件类型(Part Type)由下面三部分组成: ? 在 PADS 库中的一个逻辑符号,或称为 CAE 封装(CAE Decal) ? 一个 PCB 封装(PCB Decal) ,如 DIP14 ? 电性能参数(Electrical parameters) ,如管脚号码(Pin Numbers)和分配 门(Gate Assigned) 例如:元件 74ALS20A 元件类型(Part Type)名字:74ALS20A CAE 封装(CAE Decal) :NAND4
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PCB 封装(PCB Decal) :DIP14 电性能参数(Electrical parameters) 个四输入与非门使用 12 个管脚、一个 :2 电源管脚和一个地线管脚。 元件类型(Part Type)即元件型号,它是 PowerLogic 和 PowerPCB 中惟一具 有元件所有特性的名称,保存了元件的所有电气与封装信息。可以理解为真正的 元件名称。在 PowerPCB 和 PowerLogic 中提到元件时就是指它的元件类型(Part Type) 的名称。 在两个软件中调用元件时, 使用的都是 Part Type。 元件类型 (Part Type) PowerPCB 的 PCB 封装 将 (PCB Decal) PowerLogic 中的逻辑封装 与 (CAE Decal)结合为一个整体,建立完整信息后被称为元件(Part) ,并且保存在元件 库中的 Parts 子库中。 (2)元件类型(Part Type)与一个真实元件相对比理解元件类型的含义 ? 实际元件说明元件类型含义
图 1-27 是 74ALS20A PCB 封装(DIP14)示意图,在其表面印制有厂家的 编号 74ALS20A, 实际就是元件库中的元件类型 (Part Type)通过查找 74 ALS20A ; 资料,可以知道这是一个双四输入的与非门(NAND4) ,也就是逻辑封装(CAE Decal) 的名称; 通过外形的观察其 PCB 封装是 14 脚双列直插元件, 也就是 PCB 封装(PCB Decal)采用了 DIP14 的封装。
图 1-27 74ALS20A PCB 封装示意图 ? 示意图说明元件类型含义
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图 1-28 元件类型说明示意图 说明 : 从上面的示意图中 ,可以看出元件类型 ( Part Type) 并不属于 PowerLogic 和 PowerPCB 任何一个设计环境,它是独立于两个软件环境而存在 的。在 Part Type 分别应用到这两个设计环境的时候,Part Type 就会以不同的形 式表现出来,在 PowerLogic 中以元件的逻辑封装外形应用于电路原理图中,代 表元器件的外形符号如:四输入与非门
,我们通常称之为 CAE Decal,
CAE Decal 是在 PowerLogic 中定义的。 在 Power PCB 中元件类型(Part Type)则由焊盘、丝印框等组成,通常称之
为 PCB Decal,如图: DIP14 封装
,PCB Decal 就是 PCB 的封装
外形,它是元件的一个物理特性,PCB Decal 需要在【Decal Editor】窗口下来完 成的。 无论逻辑封装 (CAE Deca) 还是 PCB 封装 l (PCB Decal) 都是服务于 Part Type 的,也就是新建立的 Part Type 一定要为其分配不同的逻辑封装(CAE Decal)和 PCB 封装(PCB Decal) ,并设定各种电气参数之后,才能被调入到设计数据中。 实际在设计中放置的元件都必须从 Part Type 这个仓库中调用。
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1.4.2 元件类型(Part Type)的建立过程 1. 建立元件的逻辑封装(CAE Decal) 在 PowerLogic 设计窗口中建立逻辑封装(CAE Decal) ,首先要做一系列 的设置,包括 PowerLogic 窗口中显示颜色的设置、栅格设置等。在这里打开预 先设置的启动文件,首先进入 PowerLogic 的设计窗口,然后在【Tools】菜单下 的单击【Part Editor】选项,进入元件编辑器(Part Editor)窗口,如图 1-29 所 示。
图 1-29 元件编辑器窗口 在元件编辑器(Part Editor)中,建立新的元件类型(Part Type) ,元件类 型(Part Type)的建立包括:一是可以编辑元件的电气特性 Properties) ,二是可以给门(Gates) (Electrical
分配管脚号码(Pin Numbers)和
管脚名称(Pin Names) 。但是这两项工作必须在逻辑封装(CAE Decal)和 PCB 封装(PCB Decal)已经完成的前提下进行。 在元件编辑器(Part Editor)窗口中,打开【File】菜单下的【New】选项, 弹出选择编辑项目类型 【Select type of editing item】 对话框, 【CAE Decal】 选择 项,如图 1-30 所示,然后单击【OK】按钮,进入如图 1-31 所示的逻辑 封装(CAE Decal)窗口。
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图 1-30 CAE Decal 选择对话框 进入 CAE 封装编辑器(CAE Decal Editor) ,几个字符标记和一个 CAE 封装 (CAE Decal) 原点标记将显示出来了, 这些标记放在这里指示和 CAE 封 装(Decal)有关的目标。一旦将这些标记放在 CAE 封装(CAE Decal)中, 这些标记将会出现在原理图中。原点标记作为在原理图中移动或放置 CAE 封装(CAE Decal)基准点使用。 REF 是一个参考编号(Reference Designation) 。 PART_TYPE 是一个元件类型(Part Type)(如:74ALS20S)。 Free Label1 是显示元件类型(Part Type)的第一个属性。 Free Label2 是显示元件类型(Part Type)的另一个属性。
图 1-31 CAE Decal 设计窗口 在 CAE Decal 编辑环境下, 建立 CAE 封装的方法有两种, 一是使用绘图 工具盒 中的 2D 线条绘制不规则的逻辑封装; 二是使用绘图工具盒 中
封装向导建立 CAE 逻辑封装。 下面举例说明两种逻辑封装的建立过程。 ? 使用 2D 线条绘制不规则的逻辑封装
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操作步骤如下: 步骤一:打开绘图工具盒 ,单击创建 2D 线条 图标,单击鼠标右键弹出 快速菜单如图 1-32 所示。选择矩形【Rectangle】和 900 【Orthogonal】 两种模式,绘制矩形如图 1-33 所示。
图 1-32 2D 线条的右键菜单 2D 线条的右键菜单功能说明: 【Width】 线宽/【Polygon】 多边形/【Circle】
0
圆形/【Rectangle】 矩形/
0
【Path】非封闭图形/【Orthogonal】 90 /【Diagonal】 45 /【Any Angle】任意角 度。
图 1-33
绘制矩形图形
图 1-34 添加圆弧图形
步骤二:单击修改 2D 线条 图标,选择矩形的右边框,单击鼠标右键弹出右 键菜单如图 1-35,选择【Pull Arc】 ,将圆拉到合适的位置放下,单击 左键结束操作。如图 1-34 所示。
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图 1-35 修改 2D 线条右键菜单 步骤三:打开端点(Terminal)工具盒 ,单击添加端点(Add Terminal)图

, 弹出端点引脚封装浏览对话框 【Pin Decal Browse】 1-36) (图 ,
选择 PIN,这时鼠标上悬浮了端点引脚,在图形的左边一次添加四个管 脚,作为输入管脚。接着单击鼠标右键弹出管脚操作菜单(图 1-37) 选择 【X Mirror】 ,这时管脚水平翻转了1800 ,再次单击鼠标右键弹出 管脚操作菜单选择【Change Pin Decal】 (图 1-38) ,引脚封装浏览对话 框(图 1-36)再一次打开,选择 PINB,将该管脚放置于图形右边作 为输入管脚,结果如图 1-39 所示。
图 1-36 引脚封装浏览对话框
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图 1-37 管脚操作菜单
图 1-38 管脚操作菜单
图 1-39 添加管脚后的结果 步骤四:在 CAE 封装编辑器中打开菜单(File)下的保存为(Save As)命令, 弹出【Save CAE Decal to Library】对话框(图 1-40),在【Library】 列 表中选择 “c:\padspwr\lib\usr”, 并在 【Name of CAE】 文本框中输入 CAE 封装名称“NAND4_Decal”或者直接写入“NAND4”也可以,然后单击 OK 按钮,完成了 CAE 封装的保存。
图 1-40 保存 CAE 封装 说明一:在绘制 2D 线条的图形时,也可以采用无模命令来实现。在以上绘制矩 形的时候,可以将 2D 线条选择为【Path】和【 900 】两种模式,同时将 状态窗中的【Snap to Grid】前面的勾去掉,这时在键盘上输入“ S” , 激活无模命令,输入矩形的四组坐标,每输入一组回车一次,并且单击
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空格键确定(相当于鼠标左键) 。这样可以得到精确的矩形图形。 说明二:打开文件(File)菜单下的元件库(Library) ,选择 Library 下拉框中 “c:\padspwr\lib\usr”, 单击 CAE 图标,这时 CAE Decal 预览窗口中就 会显示 usr 中所有的 CAE 封装名称,找到刚刚保存的 NAND4 CAE 封 装名称并且选中,在编辑(Edit)预览窗口中就可以看到该图形,使用 右边的按钮对其可以做编辑、删除、复制等操作,或者也可以选择所有 库 All Libraries) 单击 CAE 图标, ( , 在过滤器中输入 “NAND4” “*” 和 , 单击应用(Apply)按钮,就可以找到该 CAE 逻辑封装。 ? 使用 CAE 封装向导(CAE Decal Wizard) ,建立规则图形的逻辑封装
使用 CAE 封装向导(CAE Decal Wizard)可以快速定义一个规则的逻辑 符号,根据需要输入相关参数,参数为: 输入管脚长度:水平(Horizontal)长度是 200,垂直(Vertical)长度为 200。 管脚间距(Pin Apacing) :水平(Horizontal)间距 100,垂直(Vertical)间距 100。 方框参数(Box Parameters) :水平长度 700,垂直长度为 1400。 左管脚数(Left Pins) :12 右管脚数(Right Pins) :0 上面管脚数(Upper Pins) :0 下面管脚数(Lower Pins) :0
步骤一:打开绘图工具盒 ,单击 CAE 封装向导(CAE Decal Wizard) 图 标,弹出设置向导对话框,根据以上的参数设定,如图 1-41 所示,然后单击 OK 得到图 1-42 CAE 封装图形。
图 1-41 CAE 封装向导对话框
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图 1-42 CAE 封装图形 生成的 CAE 封装图形还不是我们所需要的,下一步增加两个管脚、修改管脚 封装并且做管脚排列等工作。 步骤二: 在封装图形 (图 1-42) 的右边添加两只管脚, 作为数据的输入和输出端, 修改 1 号和 2 号管脚的封装,结果如图 1-43 所示。
图 1-43 修改后的 CAE 封装图形 步骤三:在 CAE 封装编辑器中打开菜单(File)下的保存为(Save As)命令,
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弹出【Save CAE Decal to Library】对话框(图 1-40),在【Library】 列表中选择 “c:\padspwr\lib\usr”, 【Name of CAE】 并在 文本框中输入 CAE 封装名称 “100415”, 然后单击 OK 按钮,完成了 CAE 封装的保存。 2. 建立元件的 PCB 封装(PCB Decal) PCB 封装(PCB Decal)是元件的物理表示,即提供它的管脚图形。PCB 封 装(PCB Decal)包含元件管脚(Component Pins)的各个端点(Terminals)和元 件的外框(Component Outline) 。PCB 封装用于印制板电路中,它要保证电路的 电气连接正常,提高集成电路芯片工作环境的可靠,使集成电路芯片能够发挥正 常的功能,集成电路封装质量的好坏,对集成电路的总体的性能优劣关系很大。
双击桌面图标
,进入 PowerPCB 工作窗口,如图 1-44 所示。
图 1-44 Power PCB 工作窗口 在工具(Tools)菜单下,选择【Decal Editor】进入封装编辑器(Decal Editor) 窗口,如图 1-45 所示。PCB 封装(PCB Decal)是在 PowerPCB 中的封装编辑器 (Decal Editor)中建立的。 封装编辑器 (Decal Editor) 缺省的显示颜色也是传统的黑色背景和白色前景, 与 PowerLogic 设计环境中颜色设置相同。进入封装编辑器(Decal Editor)后, 一个字符标号(Text Label)和一个 PCB 封装(PCB Decal)原点标记将出现。 Name 字符标号 (Text Label) 放在这里, 代表一个元件 (Part) 的参考编号 (Reference Designation) 。将这个标号(Label)放在封装(Decal)的任何地方,当使用 PCB 封装(PCB Decal)添加元件到设计中时,参考编号(Reference Designation)总 是要出现的。原点标记标识元件的原点位置,它用于 PowerPCB 中的移动、旋转 以及其它有关元件的操作。
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图 1-45
封装编辑器(Decal Editor)
(1) 封装编辑器(Decal Editor)窗口介绍 ? 菜单栏 提供了标准的下拉式菜单,由七个下拉菜单组成同 PowerLogic 中下拉菜单项 的名称一致,在各个下拉菜单的选项是针对 PCB 封装所设置。 各下拉菜单中部分功能说明。
【File】文件菜单
图 1-46 文件菜单 【New Decal】 :新建 PCB 封装。 【Open Decal】 :打开已经存在的 PCB 封装。 【Save Decal】 :保存 PCB 封装。 【Save Decal As】 :另存为 PCB 封装。 【Library】 :可以浏览元件库中的各种封装信息。 【Import Alphanum】 :在 Decal Editor 工作区中已经存在一个 PCB 封装,这时候
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打开该命令,在元件库(Library)中找到与工作区的 PCB 封装管脚数目相同的其它名称的元件,单击 OK,这样元 件库中元件的管脚字母就输入到工作区中的 PCB 封装中。 【Save Alphanum】 :将当前封装设计中的字母 Pin 数据保存。 【Save As Start-up File】 :保存为启动文件,将当前用户设置的参数、全局变量 Global 参数、 Drafting 参数、Grid 与 Width 参数、 层设置 (Layer Definition) 、颜色设置(Display Corlors)和封装规则等保存到 Decal Editor 中的启动文件中,作为用户定制的个性化设置环 境。 【Exit Decal Editor】 :退出 Decal Editor 环境。 【Edit】编辑菜单
图 1-47 编辑菜单 【Attributes】 :属性,查看编辑封装的相关属性。 【Cycle】 :循环选择,当封装中同一个位置放置了超过一个以上的对象,可以通 过该命令循环选择这些重叠的不同的对象。 【Highlight】 :高亮显示被选中的封装。 【UnHighlight】 :取消高亮显示。 【View】视图菜单 该菜单下的功能同 Powerlogic 中相同选项的作用。 【Setup】设置菜单 【Layer Definition】 :层定义,建立和定义板层。 【Pad Stacks】 :通过焊盘堆打开查询/修改焊盘对话框对当前封装中的焊盘、管 脚和过孔进行编辑和设置。 【Decal Rules】 :封装规则,根据封装规则可以设置当前封装的间距、布线、扇
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出和焊盘入口的规则设置。 【Preferences】 :可以设置全局变量、设计参数、布线参数、自动标注、草图参 数和网格参数等。 【Set Origin】 :设置原点。 【Grid and Width】 :设置工作区的网格的大小属性。
图 1-48 【Tools】工具菜单
设置菜单
图 1-49 工具菜单 【Assign JEDEC Pinning】 分配 JEDEC 管脚。 : 按照 JEDEC 规则为封装元件命名, 行用英文字母表示(I、O、Q、S、X、Z 禁用) ,列用 数字表示。单击该选项弹出 JEDEC 自动命名命令图 1-50 对话框, 其中 Component 设置元件选项; Substrate 是从反面看元件,各列的顺序与元件封装正好相反。
图 1-50 JEDEC 自动命名命令 【Macros】 :打开宏对话框。 【Window】视窗菜单
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图 1-51 【Window】视窗菜单 说明:视窗菜单参照 PowerLogic 的【Window】中选项的内容介绍。 【Help】帮助菜单
图 1-52 帮助菜单 【Installed Options】 :打开并查看当前所安装的 PowerPCB 的功能,根据用户的 使用情况关闭一些不用的功能选项。 【Documentation】 :关于 PowerPCB 文本资料。 【Web Support】 :网络支持工具 【About PowerPCB】 :显示 PowerPCB 的版本和版权信息。 说明:帮助菜单参照 PowerLogic 的【Help】中选项的内容介绍。 ? 工具条(Toolbars)中工具盒(Toolboxes)功能说明
绘图(Drafting)工具盒命令说明:
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图 1-53 绘图工具盒命令说明 自动尺寸标注(Autodim)工具盒命令说明:
图 1-54 自动尺寸标注工具盒命令说明 ( 2 ) 封装编辑器(Decal Editor)中 PCB 封装的制作
采用 PCB 封装向导(Wizard)
制作规则元器件的 PCB 封装
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在 Decal Editor 环境下,可以通过绘图工具盒
中的封装向导(Wizard)
建立规则元件的 PCB 封装。PCB 封装制作要依据实物元器件物理数据如: 元件封装端子的打孔数据、各层焊盘尺寸,元器件的外型尺寸,元件端子间距, 元件行距等。 【Pin Winards】对话框功能介绍 进入 Decal Editor 编辑器,打开绘图 中的向导(Wizard) 命令图 标,弹出【Pin Winards】对话框,如图 1-55 所示。在 Wizard 封装生成向导中可 以制作【DIP】 (双列直插封装)【SOIC】 、 (小外形封装) 【QUAD】 、 (四方引出 扁平封装)【Polar】 、 (圆周引出引脚直插式封装)【Polar AMD】 、 (圆周引出引脚 标贴式封装)【BGA】 、 (球形触点阵列)/【PGA】 (栅格阵列接脚封装)7 种标 准的 PCB 封装。
图 1-55 PCB 封装向导对话框 在【Pin Winards】对话框中,以【DIP】选项为例,说明各个栏目中参数的设 置。 【Decal】 对话框中单选项含义: 【Vertical】 (垂直的) :使 PCB 封装在预览 Preview 窗口的图形呈现垂直的放置。 【Horizontal】 (水平的) :使 PCB 封装在预览 Preview 窗口的图形呈现水平放置。 【Pin】 :PCB 封装的管脚数图中默认为 8 个管脚。 【Origin】 :决定 PCB 封装的原点定在中心(Center)还是第 1 个管脚(Pin1) 。
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图 1-56【Decal】 对话框 【Silk Screen】对话框中的单选项含义:
图 1-57【Silk Screen】对话框 【Create】 :选中则表示产生封装的丝印外框,也就是封装的外形示意图。 【Notch】 :选中则表示封装丝印外框一端产生凹口,否则不产生凹口。 【Spacing from Pin】 :封装的丝印外框离管脚中心的距离。 【Outdent from First Pin 】 :封装的丝印外框凹口一端离第 1 个管脚中心的垂直 距离。 【Layer】 :元件的丝印外框在 PowerPCB 中,是默认在所有层 All Layer,在做 DRC 检查的时候,会按照设计规则检查元件之间的间距。为了避免 设计过程中出现一些问题,建议大家使用 26 层【Silkscreen Top】 。 另外,如果设计中选择了所有层(All Layer) ,则表示元件放在哪个 层中, 该元件封装丝印框就出现在哪一层。 特别注意外框的公差尺寸, 应该按照最大公差来绘图,以免造成元器件的位置紧张,无法安放端 的不良后果。 【Pins】对话框中的单选项含义: 【Diameter】 :PCB 封装管脚的焊盘直径。 【Drill】 :PCB 封装管脚的钻孔直径。 【Pin】 :PCB 封装同一列的管脚中心之间的距离。 【Row】 :PCB 封装两列管脚中心之间的距离。
【Pin 1 Shape】 :PCB 封装第 1 个管脚的形状是圆形【Circle】还是方形【Square】 【Plated】 :选中 PCB 封装的管脚是金属化孔,否则是非金属化孔。
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图 1-58【Pins】对话框 【Units】对话框中的单选项含义: 【Mils】表示英制单位密尔。 【Metric】表示公制单位毫米。 【Inches】表示英制单位英寸。 它们之间的换算关系如下: 1 毫米(mm)=0.0394 英寸(inch) 1 毫米(mm)=39.37 密尔(mil) 1 英寸(inch)=25.4 毫米(mm) 1 密尔(mil)=0.0254 毫米(mm) 1 英寸(inch)=1000 密尔(mil)
图 1-59 【Units】对话框 说明:在封装编辑器中的尺寸单位默认是密尔(mil) ,根据实际元件资料的 尺寸单位可以做相应的选择, 也可以通过单位之间的换算转换成适合用户需要的 单位。单位的设置可以在设置【Setup】菜单下的【Preferences】/【Global】中完 成。 【View from Bottom Side】 :选中则表示预览图形显示 PCB 封装的反面,不选 中则表示预览图形显示 PCB 封装的正面。 【Default】 显示软件默认的 DIP8 的 PCB 封装。
图 1-60 预览和默认窗口 下面以 74ALS20A 器件为例,介绍规则元器件的 PCB 封装。 步骤一:根据实物元器件确定需要的设置参数。 该器件的 PCB 封装之一是双列直插封装 DIP14(图 1-62) ,在图 1-61 中明 确标注了封装的各个物理尺寸数据。
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图 1-61 各部分字母代表的数据(公制/英寸)
图 1-62
74ALS20A 实际芯片封装示意图。
步骤二:根据实际参数设置对话框各项内容。 将 Decal Editor 编辑器窗口中的单位设置为公制, 下面是部分参数值, 其余可以使用封装向导(Wizard)的默认值。 Pin 间距:e=2.54mm 行间距:e1=7.62mm 钻孔直径: b1+0.3mm=0.889mm (根据器件的管脚尺寸计算 Drill Size) Silk 外形尺寸:7.62mm×5.08mm 焊盘形状与尺寸:根据管脚尺寸确定焊盘直径尺寸为 1.524mm 步骤三:设置完成以上的参数后,点击 OK 按钮,进入 PCB 封装窗口,在该 窗口中,从【File】菜单中,选择【Save Decal As】弹出保存新的 PCB 封装到元件库中对话框,如图 1-63 所示,在【Name of PCB Decal】栏目下输入“DIP14” ,然后单击 OK 按钮。
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图 1-63 保存新的 PCB 封装 在 PCB 封装保存后,会弹出如图 1-64 所示对话框,询问是否为 PCB 封装 创建一个新的元件类型,单击“否”按钮。最后在【File】菜单中选择【Exit Decal Editor】退出 PCB 封装编辑器窗口重新进入 PowerPCB 设计窗口。
图 1-64 创建新的元件类型提示对话框 . 通过绘图的方法建立不规则元件的 PCB 封装
在 PowerPCB 中可以通过绘图(Drafting)工具盒 ,来完成 PCB 封装 设计。 以元件库中大功率三极管常用的 TO-204AA 封装制作过程为例,介绍不规 则 PCB 封装的制作步骤。 步骤一:追加端子到工作区 进入封装编辑器(Decal Editor) ,打开绘图工具盒 (Add Terminal) 1 号端子。 命令,在工作区添加端子 ,单击追加端子 ,此时该端子默认为
步骤二:在 中选择 后 , 单 击 鼠 标 右 键在 弹出 菜 单 中 选 择 【 Select Terminals】 ,然后单击 1 号端子,此时焊盘呈现高亮显示,再次单击右 键在弹出菜单中选择【Query /Modify…】 ,弹出如图 1-65 所示的对话 框,在 X/Y 中将坐标修改为(0,0) ,单击 OK。此时 1 号端子跳到了 原点处,如图 1-66 所示。
图 1-65 修改端子坐标
图 1-66 端子放置到原点
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步骤三:修改 1 号端子的焊盘数据 在封装编辑器(Decal Editor)窗口的空白处,单击鼠标右键选择元件端 子【Select Terminals】 ,然后单击工作区中的 1 号端子,1 号端子被选中 呈现高亮。单击鼠标右键选择【Pad Stacks】打开查询和修改管脚焊盘 的数据对话框【Query /Modify Pad Stack for Pin】 ,进行参数修改。 焊盘形状选择为圆形 ,将系统中的 3 个默认层:Mounted Side(元 件安装面)、Inner Side(内层)和 Opposite Side 焊接面(反面)焊盘尺寸 修改为 90 密尔,钻孔(Drill)数据为 50 密尔,并且选择金属化空前打 勾(Plated) ,如图 1-67 所示。
图 1-67 查询和修改管脚焊盘对话框 步骤四:再次选中 1 号端子,单击鼠标右键选择【Step and Repeat】弹出端子自 动复制对话框如图 1-68 所示。 选择 Linear 选项卡,在【Direction】中选【Up】 ,在【Count】中输入 1, 【Distance 】为 430 密尔,单击 OK。添加 2 号端子完成,其坐标点是 (X=0 ,Y=430) 。
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图 1-68 端子自动复制对话框 步骤五:单击追加端子(Add Terminal) 命令,在工作区继续添加端子,此 时该端子默认为 3 号端子,3 号端子的坐标是(X=-665 ,Y=215) 。 步骤六:修改 3 号端子数据,如图 1-69 所示。
图 1-69 3 号端子数据设置结果 步骤七:追加 4 号端子 再次选中 3 号端子,单击鼠标右键选择【Step and Repeat】弹出端子自 动复制对话框。选择 Linear 选项卡,在【Direction】中选【Right】 ,在 【Count】中输入 1, 【Distance 】为 1187 密尔,单击 OK。添加 4 号 端子完成,其坐标点是(X=522 ,Y=215) 。
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步骤八:利用 2D 线条绘制元件丝印外框 首先查看系统默认的绘制线宽是否复合客户设计要求,如不符合需要根 据实际情况修改,本教材内容侧重软件环境的使用,并没有实际客户, 所以可以采用系统默认的线宽 10 密尔即可, 另外绘制丝印框要注意外框 的公差尺寸,应该按照最大公差来绘制,以免造成元器件的位置紧张, 无法安装。准备工作做好后,接下来选择【Silkscreen Top】或者也可以 在当前工作层上绘制丝印外框,然后单击选定修改到 26 层也可以。然后 打开【Setup】下的【Display Corlors】 ,将 26 层(丝印层)的线条修改 成区别于黑色的颜色, 2D 线条可见。 使 绘制元件丝印外框结果如图 1-70 所示。
图 1-70 TO-204AA 绘制结果 步骤九:将 TO-204AA PCB 封装保存到元件库中 单击 【File】 菜单下的 【Save Decal As】 在弹出的对话框 , 【Save PCB Decal to Library】中的【Name of PCB Decal】栏目下输入“TO-204AA” ,单击 OK 按钮保存该 PCB 封装。接下来会弹出询问是否建立一个新的元件类 型对话框,单击“否” 。 建议用户将同一个设计文件中的元件放到同一个元件库中, 这样便于元件查 找和使用。 (3) ? PCB 封装制作过程中涉及部分选项和命令的功能说明 快速弹出菜单功能说明
在封装编辑器 (Decal Editor) 的空白处, 单击鼠标右键弹出如图 1-71 所示内容。 【Select Anything】 :选择任何项目。 【Select Shapes】 :选择整体形状。 【Select Terminals】 :选择端子。 【Select Terminals Name/Number】 :选择端子名称/端子号码。 【Select Text/Drafting】 :选择文本/绘图项目。 【Filter】 :过滤器。 【Select All】 :全选。 【Cancel】 :取消。
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图 1-71 封装编辑窗口中的快速弹出菜单
选中工作区中的端子,然后在设计工作区单击鼠标右键弹出菜单如图 1-72 所示。
图 1-72 端子快速弹出菜单 【Cycle】 :循环选择。 【Query/Modify】 :查询/修改。 【Pad Stacks】 :焊盘堆。 【Move】 :移动。 【Radial Move】 :极坐标移动。 【Align】 :自动对齐。 【Swap】 :两端子交换。 【Associate】 :端子与铜皮结合。 【UnAssociate】 :端子与铜皮分离。 【UnAssociate All】 :所有端子与铜皮分离。 【Step and Repeat】 :端子自动复制功能。 【Renumber Terminals】 :端子序号修改。 【Delete Alphanumeric】 :删除端子字母名。
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Pad Stacks 对话框功能说明 在 PowerPCB 设计窗口中,选中任意的一个端子,然后单击鼠标右键选择【Pad Stacks】 ,弹出【Query/Modify Pad Stack for Pin】对话框,如图 1-73 所示。
图 1-73 查询/修改 Pad Stacks 管脚对话框 【Pin Name】 :当前工作区中管脚的名称序号。 【Sh】 :是 Shape 形状的缩写,在该栏目下包含有 6 种标准的管脚形状。 它们的缩写如下所示: 【CNN】 :圆形焊盘 ,主要适合插装 DIP 类元件的管脚封装。设置参数,只 须输入圆形焊盘的直径。 【SNN】 :正方形焊盘 ,主要用于表面贴装 SMD 器件的管脚需要设置为正方 形。设置参数,需要输入正方形焊盘的边长。 【ANN】 :环形状焊盘 【ONN】 :椭圆形焊盘 ,要分别设置圆环的内径与外径。 ,设置椭圆形焊盘时有 4 个参数,短边(Width) 、长
边(Length) 、方向(Orientation) 、与位移(Offset) 。 【RNN】 长方形焊盘 : , 设置长方形焊盘时也需要有 4 个参数, (Width) 短边 、
长边(Length) 、方向(Orientation) 、与位移(Offset) 。 【DNN】 :这是一种特殊的焊盘形状 ,主要用于做板子外围的定位等,设置
参数:一个圆形外框的直径。
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【Sz】 :是英文 Size 尺寸的缩写,在该栏目下会显示焊盘的尺寸数据。 焊盘数据除了有形状和尺寸以外,还有焊盘在系统中使用的层,系统有 3 个默认层:元件安装面(Mounted Side) 、内层(Inner Side)和焊接面 或者反面(Opposite Side) 。 【Parameters】 :设置焊盘形状与焊盘参数,详细内容见【Sh】中的介绍。 【Drill】 :打孔参数设置区域,对于 DIP 元件需要输入打孔数据(Drill Size),而对 于贴片 (SMD) 元器件输入为 0, 对于金属化导通空必须选择 【Plated】 ; 如果是非金属化孔,如安装孔, 【Plated】设置为空,不选择。下方的 【Slot Parameters】是开长槽时的专用设置区域,长槽 Top 面的焊盘形 状必须选择椭圆形焊盘或者长方形焊盘。 ? 端子(Terminal)复制【Step and Repeat】功能说明 在图 1-68 端子复制对话框中,包含 3 个子菜单,可以实现 3 种复制操作。 【Linear】选项卡:实现在 x、y 轴方向的复制功能。 【Linear】参数设置对话框主要由下面 4 部分组成: 【Direction】 :复制方向,需要用户鼠标选择端子复制的,一次只能从上(Up)、 下(Down)、左(Left)、右(Right)4 个选择中确定一个方向。 【Increment Text】 :文字复制方式,可以选择字母、数字增量复制方式。 【Count】 :复制数目,希望增加的端子数目。 【Distance】 :复制间隔,就是每一个端子之间的间隔。 【Polar】选项卡:按照输入角度,实现极坐标的极向复制。 【Radial】选项卡:按照输入的半径值,实现极坐标径向复制。 ? 2D 线条 命令右键菜单功能说明
在 PowerPCB 设计窗口中, 打开绘图 (Drafting) 工具盒 , 单击 2D 线条 命令,然后单击鼠标右键弹出如图 1-74 所示的快速菜单。 【Complete】 :完成一个操作相当于鼠标左键双击。 【Add Corner】 :在绘图过程中增加拐角。 【Add Arc】 :增加圆弧,移动鼠标可以调节弧度的大小。 【Width】 :绘图过程中随时改变线宽。 【Layer】 :在绘图过程中可以随时改变绘制图形所在的层。 【Auto Miter】 :该命令可以对绘图图形的拐角处进行处理。 【Polygon】 :绘制一个封闭的任意形状的多边图形,在该模式下,单击左键开始 绘制或者增加拐点,与拐角模式配合使用,无模命令是 HP。 【Circle 】 :绘制圆形图形的绘图模式,无模命令是 HC。 【Rectangle】 :绘制矩形绘图模式,在确定需要绘制矩形的图面时即可选择该 绘图模式,无模命令是 HR。 【Path】 :绘制非封闭图形也就是开路图形,如要绘制一段线段,或者 是一个不封闭的任意图形即可选择该模式,无模命令是 HH。 【Orthogonal】 :
900 拐角,无模命令是 AO。
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【Diagonal】 :
450 拐角,无模命令是 AD。
【Any Angle】 : 任意角度,无模命令是 AA。
图 1-74 绘图操作菜单 以上参数都是可以在操作的过程中通过右键菜单随时更改的。其中 HP、 HC、 HR 、HH 分别是多边形、圆形、矩形和非封闭图形的无模命令,AO、AD、AA 是拐角的无模命令,只要从键盘直接输入就可以激活命令实现相应的操作。 3 建立元件类型(Part Type) 刚刚绘制的逻辑封装(CAE Decal)和 PCB 封装(PCB Decal) ,需要被调用 时,必须将逻辑封装(CAE Decal)和 PCB 封装(PCB Decal)分配给元件类型 (Part Type) 也就是说, 。 在没有为两种封装 (Decal) 分配指定元件类型 (Part Type) 时,封装(Decal)是无法使用的。通常建立元件类型(Part Type)工作是在 PowerLogic 中进行的。 元件类型(Part Type)建立要做两个方面的工作:一个是定义元件(Part)的 电气特性,另一是给元件(Part)分配一个 PCB 封装,这样元件(Part)才具有 真正元件的功能。上述的两项工作需要在元件信息(Part Information)窗口中来 完成。 (1)元件信息(Part Information for Part)窗口功能 启动 PowerLogic 设计窗口,在【Tools】菜单下选择【Part Editor】 ,进入元件 编辑器 (Part Editor) 窗口, 然后单击工具条中的编辑电特性 (Edit Electrical) 图标,打开元件信息(Part Information)窗口如图 1-75 所示。 注意:如果是新建设计通过 New 进入该窗口时,初始信息应为空。
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图 1-75
元件信息(Part Information for Part)窗口
元件信息窗口的主要功能说明: 【General】 通用信息设置选项卡。查询、定义元件的综合信息包括元件 Pin : 数、Decal 名称,以及 Logical Family 信息等。 【PCB Decals】 :为每个 Part Type 分配、定义 PCB Decal 名称。 【Gates】 : 定义、 查询元件的 Gates 信息。 必须在完成 PCB Decal 定义之后, 再进行 Gates 与 Signal Pins 设置。 【Signal Pins】 :定义元件 Pin 的信号名称。 【Attributes】 :定义元器件的属性,包括厂家、价格、数值等,用户可以根据 需要来定义。 【Alphanumeric Pins】 :将元件 Pin 的默认数字名称定义为字母名称。 【Connector】 :专门为连接器元件设置的窗口,启用该选项卡,需要在【Part Editor】窗口中单击【File】/【New】 ,在弹出的选择编辑类型 【Select type of edit】的对话框中选择【Connector】项,这时 该选项卡就由灰色变成可以操作。 (2)建立元件类型(Part Type) 步骤一:分配逻辑封装(CAE Decal) 在【Gates】选项卡中,单击添加按钮 ,这时会在 CAE 封装
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区域中出现门 A(Gate A),然后在【CAE Decal1】下方双击鼠标左键, 一个浏览 (…) 按钮将出现, 选择浏览 (…) 以便从 , “c:\padspwr\lib\usr” 库中选择一个 CAE 封装(CAE Decal) ,选择先前做好的“NAND4” 。 单击 按钮,将其分配到右边的 (分配)框内,单击 OK
按钮完成操作,第一个逻辑门 A 被指定。由于 74ALS20A 内部是由两 个四输入与非门构成,那么只添加一个逻辑门不够的。下面再一次单击 按钮增加 B 门,在 B 门的【CAE Decal1】中双击鼠标左键, 然后输入“NAND4” 后回车,完成添加 CAE 封装。 以上两种添加方式均可,结果如图 1-76 所示。 注意:在 PowerLogic 元件类型编辑(Part Editor)窗口中,建立元件类型(Part Type)允许包含最多 4 种不同的逻辑封装(CAE Decal) 。
图 1-76【Gates】选项卡中进行逻辑封装分配 步骤二:PCB 封装(PCB Decal)分配 单击【PCB Decal】选项卡,在【Library】下拉列表中元找到“usr” 元件库。找到“DIP14” 封装,从选项卡的【Unasssigned】栏目中选中“DIP14” 后,单击选项卡 按钮将其分配到右边的【Assigned】栏目下,这样就完
成了 PCB 封装的指定。如图 1-77 所示
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图 1-77 【PCB Decal】选项卡设置 说明一:建立元件类型时可以不立即指定 PCB 封装,不会影响到元件类型在设 计原理图时的正确使用,但是当在 PowerLogic 中传送原理图网表到 PowerPCB 时将会因为找不到元件的 PCB 封装而出现错误信息。 说明二:一个元件类型允许最多分配 16 种不同的 PCB 封装,如果分配了多个 PCB 封装,则优先权最高的是【Assigned】栏目中最上面的一个封装, 它是设计中元件的缺省 PCB 封装, 但是在 PowerPCB 中可以通过编辑另 外 15 种封装中的任何一种去代替最前面的封装。 说明三: 如果所需的 PCB 封装尚未建立, 只要单击分配新的封装 按钮,
则系统会弹出一个指定新 PCB 封装对话框【Assign New PCB Decal】 , 在文本框中输入一个尚未建立的 PCB 封装名, 然后重新进入 PCB 编辑 器界面中建立一个 PCB 封装并保存为这个新的名字,这时新的 PCB 封装已经被指定给该元件类型并可以在 PowerPCB 中使用。 现在已经完成了元件类型的 PCB 封装的分配,如果需要清除当前的设置,只 要单击 按钮即可恢复到【PCB Decal】选项卡的最初设置状态,可以
重新分配 PCB 封装。 步骤三:分配元件的信号管脚(Signal Pins)
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单击【Signal Pins】选项卡,在【Unused】栏目中可以看到当前选中的逻辑门 A、B 的未使用管脚的编号,可以在电气特性里通过【Signal Pins】选项卡对信 号管脚进行设置,选中【Unused】栏中的 7 号和 14 号两个管脚,然后分别单击 将选中的管脚添加到右边栏目中,在 7 号管脚的【Signal Name】下双 击鼠标左键或者单击鼠标左键后在单击【Edit】 ,这时候在信号名称栏目中出现 编辑状态,输入“GND” ,同样的方法将 14 号管脚编辑成“+5V” ,这样就完成 了信号管脚的分配。
图 1-78【Signal Pins】 (信号管脚)选项卡 注意:在进行信号名称编辑时,名称直接输入不分大小写,输入完毕软件自动 默认成大写,这一点在 CAE 封装、PCB 封装和元件类型建立时同样如此。 步骤四:属性设置(Attributes) 用户单击添加 按钮, 系统会自动在属性列表框内添加一行新 按钮,从系
的编辑栏,然后通过单击浏览属性库
统中弹出浏览属性库【Browse Library Attributes】对话框,从中选择 所要添加的属性(Attribute)项目,并单击 OK。接着用户就可以在 新行对应的值【Value】列中输入对元件该项属性的具体描述。用户 还可以根据需要通过 和 按钮来编辑或删除各属性
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项 , 如 果想 恢 复 到 【 Attributes 】 选 项 卡的初 始 状 态 , 可 以 单 击 按钮来清除掉所有的属性设置。
图 1-79 【Attributes】属性设置 以上基本完成了元件类型的各项电气设置后,单击元件信息【Part Information for Part】窗口中的 OK 按钮,出现如图 1-80 所示的结果。
图 1-80 完成电气特性的图形 步骤五:门(Gates)分配管脚号码(Pin Numbers)和管脚名称(Pin Names)
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选择编辑门封装(Edit Gate Decal)图标 ,从门(Gate)的区域选择门 A (Gate A) (图 1-81) ,单击 OK。这时会出现图 1-82 的对话框,该对话框提示 是一个警告信息,提示门的管脚数目(pins)不等于端点数目(terminals),选择 OK 即可,清楚这个信息并继续工作。
图 1-81
选择门对话框
图 1-82 信息警告对话框
在编辑元件管脚设计环境中,单击工具条中端点(Terminal) 端点工具盒。
图标,打开
关于端点(Terminal)工具盒各命令的功能说明。
(Add Terminal) :添加端点,添加逻辑封装新的端点管脚。 (Change Pin Decal):改变管脚封装,改变封装中的元件管脚封装形式。 (Set Pin Number):设置管脚号,设置元件管脚的排序号码。 (Change Pin Number):改变管脚号,改变元件管脚的序号。 (Set Pin Name):设置管脚名称,设置元件管脚的名称。
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(Change Pin Name):改变管脚名称,修改元件管脚的名称。 (Set Pin Type):设置管脚类型,设置元件管脚的类型 (Set Pin Swap):设置管脚交换,设置可以互相交换的管脚。 (Change Sequence Number):改变顺序号,改变元件管脚的顺序号。 利用以上端点工具盒中的功能按钮, 根据元器件资料中提供的管脚配置图(图 1 -83 管脚配置图),进行元件管脚编辑。
图 1-83 管脚配置图 ①设置管脚名称(Set Pin Name) 从端点(Terminal) 工具盒中,选择管脚名称(Set Pin Name)图标 则出现图 1-84 所示的对话框。 ,
图 1-84 管脚名称对话框 在光标闪动处输入“A1” 后单击 OK,然后将鼠标移至第一管脚引线上,单 击左键分配管脚名称,其余五个管脚使用同样的方法。分配管脚名称如图 1-85 所示。 注意:当元器件中管脚具有逻辑非(NOT)管脚名称标号( R ) ,为了建立这 种类型的字符串,在字符串前面用一个“\”字符开始实现。
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图 1-85 分配管脚名称 ②设置管脚号码(Pin Numbers) 。 从端点(Terminal) 工具盒中,选择设置管脚号码(Set Pin Number)图
标 ,弹出如图 1-86 所示的对话框,系统默认为 1,并且选择 OK。这时鼠 标上已经存在 1 号管脚的操作,选择 A1 管脚,单击鼠标左键,分配该管脚为 1 号,此脚是四输入与非门的一个输入端。
图 1-86 端点号码输入窗口 其余管脚采用同样的方法分配号码为 2、4、5 为输入,6 脚为输出。然后打开 【File】下的返回元件类型(Return to Part)命令,系统弹出保存修改提示对话 框如图 1-87 所示,提示用户是否要保存对逻辑门所做的修改,单击“是”按钮 保存修改。
图 1-87 保存修改提示对话框 此时退出元件管脚编辑环境,返回到元件类型编辑环境,工作区域就会出现新 的元件类型,分配的结果如图 1-88 所示。逻辑门 A 的电气特性、管脚名称和管 脚号码编辑完成。
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图 1-88 完成设计后的元件类型(A 门) 注意:由于 74ALS20A 是由两个四输入与非门组成,还有逻辑门 B 的电气特 性、管脚名称和管脚号码要编辑。 接下来单击 , (Gate) 从门 下列列表中选择 B 门为当前的逻辑门 (图 1-89) 。
图 1-89 选择门对话框 单击 OK 接下来系统会弹出一个警告对话框同图 1-82, 提示门的管脚数目不等 于端点数目,单击选择 OK。 进入逻辑门 B 的元件管脚编辑窗口,方法同逻辑门 A 的编辑步骤。新的元件 类型如图 1-90 所示。
图 1-90
新的元件类型
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注意:由于 3 号管脚和 7 号管脚是空脚(NC) ,暂不做分配。 ③查看【General】选项卡 单击【General】选项卡,查询刚刚建立的元件类型的基本信息。
图 1-91 元件信息窗口 通用信息设置窗口由 3 个区域组成: 【Part Statistics】 :元件信息统计显示区,在图 1-91 中显示为【Pin】管脚数为 14; 【Decal】PCB 封装形式为 DIP14; 【Gate】逻辑门为 2 个; 【Signal Pin】信号管脚 2 个。 【Logic Family】 :逻辑家族定义,该项是与元件分类设置。选择与该元件对应 的逻辑家族,好处是在元件调用时,系统可以自动按照该窗 口的设置来分配元件参照名的前缀名。该图中已经将逻辑家 族名称选择为 TTL。系统本身默认的参照名的前缀是 U,这 样每次从元件库中调用元件时,系统会自动分配参照名为 U1、U2 等,前缀可以根据需要自行修改。当用户没有定义 Logic Family,则显示为未定义(UND) 。 【Option】 :用户可以根据设计需要来选择。 【Alphanumeric Pins for Part】 :字母数字组成的元件管脚号,缺省项一般不选 择的。需要使用时,打勾即可。 【Connector】 :连接器项,只有建立连接器元件类型时才会有效。 【Prefix】 :前缀,该项设置可以使用通配符“?”来设置元件类型。
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完成以上所有操作后新的元件类型(图 1-90 ) 的设计就全部完成了。 步骤六:保存元件类型 在元件类型设计窗口中,打开【File】菜单下的保存【Save】命令,系统弹 出【Save Part and Gate Decals As】保存元件和逻辑门对话框,在【Name of】文 本框中输入元件类型的名称“74ALS20A” 。如图 1-92 所示。.
图 1-92 保存元件类型 在【Library】栏目下选择“c:\padspwr\lib\usr”元件库,单击 OK 完成元件类 型保存。此时窗口中弹出图 1-93 所示的对话框,提示“74ALS20A”元件类型 已经存在,是否覆盖这个元件类型,单击“是” ,这样就完成了“74ALS20A” 的元件类型的保存。
图 1-93 元件类型存在是否覆盖对话框 步骤七:调入元件类型 启动 PowerLogic, 打开 工具 条中的设计 ( Desgin) 工具盒 ,
,单击添加元件(Add Part)
命令,打开
如图 1-94 所示的添加元件(Add Part)对话框,单击【Browse….】 ,打开从元 件库中选取元件【Get Part Type from Library】对话框如图 1-95 所示,在【Part Types】中选中“74ALS20A” , 单击 OK 按钮。接着弹出新元件类型的字母前 缀【Component Alpha-Prefix for new type】对话框,如图 1-96 所示,在文本框 中输入“U1” ,用来表示新元件类型的字母前缀,然后单击 OK 按钮。
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图 1-94 【Add Part】对话框
图 1-95【Get Part Type from Library - usr】对话框
图 1-96 【Component Alpha-Prefix for new type】 这时鼠标上就出现了一个浮动的元件图标,在工作区的合适位置,单击鼠标左 键放置该元件。如果需要同类元件,那么只要依次单击鼠标左键就可以得到该元 件或者通过鼠标的右键快速菜单来实现。在鼠标上浮动元件图标时,单击鼠标右 键弹出快速菜单如图 1-97 所示,可以实现对元件的旋转 90 、沿 X 轴和 Y 轴翻 转、放置下一个元件、按步重复等操作。单击【Cancel】退出操作。元件添加结 果如图 1-98 所示。
0
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图 1-97 添加元件的右键菜单
图 1-98元件添加结果
1.5 电路原理图设计 1.5.1 制作电路原理图中的元件并建立元件类型 以第一信号鉴别电路为例,绘制电路原理图。用到的元器件有双 JK 触发器, 四输入与非门,非门,发光二极管,电阻和开关。 1. 制作双下降沿的 J-K 触发器(有预置和清零端) (1)54112/74112 提供的管脚图
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图 1-99 54112/74112 管脚图 根据 54112/74112 管脚图,制作双下降沿的 J-K 触发器的 CAE 封装和建立元 件类型(Part Type) 。 (2)54112/74112 双下降沿的 J-K 触发器 CAE 封装的绘制 步骤一:启动 PowerLogic,打开 Tools 菜单下的元件编辑器【Part Editor】 ,进入 元件类型编辑器窗口,然后选择【File】菜单下的【New】弹出选择编 辑项目类型【Select type of editing item】对话框,选中【CAE Decal】 项,单击 OK 进入 CAE 封装编辑窗口。 步骤二: 打开绘图 (Drafting) 工具盒 , 单击封装向导 对话框,进行参数设置如图 1-100 所示。 命令, 打开 【Wizard】
图 1-100 CAE Decal Wizard 对话框 单击 OK 生成新的 CAE 封装图形,新的 CAE 图形还需要修改,才能到所需要 的逻辑封装,结果如图 1-101 所示。
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图 1-101 JK 触发器的 CAE 封装图形 将新生成的 CAE 封装保存到“usr”库中。 (3)54112/74112 双下降沿的 J-K 触发器元件类型建立 步骤一:在 PowerLogic 设计窗口中,打开【Tools】菜单下的元件编辑器【Part Editor】 进入元件类型编辑窗口, , 单击编辑电特性 (Edit Electrical) 打开元件信息(Part Information for Part)窗口,如图 1-102 所示。 ,
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图 1-102 元件信息窗口 步骤二: 【Gates】 单击 选项卡, 分配 CAE 封装。 逻辑封装分配的结果是如图 1-102 所示。
图 1-102 完成电气特性生成的图形 步骤三:门(Gates)分配管脚号码(Pin Numbers)和管脚名称(Pin Names) 选择编辑门封装(Edit Gate Decal)图标 ,从门(Gate)的区域选 择门 A (Gate A) 如图 1-103 所示, , 单击 OK。 弹出警告对话框如图 1-104
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所示。单击确定接着分配门的管脚号码和管脚名称。
图 1-103 选择门对话框
图 1-104 信息警告对话框 在编辑元件管脚设计环境中,在工具条中打开端点(Terminal)工具盒
图标, 利用以上端点工具盒中的功能按钮,根据元器件资料中提供的管脚配置图(图 1-99 管脚配置图),进行元件管脚编辑。编辑结束单击【File】/【Return to Part】 返回元件类型编辑窗口。此时弹出(图 1-105)保存修改提示对话框,单击“是” 。
图 1-105 保存修改提示对话框 此时退出元件管脚编辑环境,返回到元件类型编辑环境,工作区域就会出现新 的元件类型,分配的结果如图 1-106 所示。逻辑门 A 的电气特性、管脚名称和管 脚号码编辑完成。
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图 1-106 逻辑门 A 分配的结果 逻辑门 B 的电气特性、管脚名称和管脚号码的编辑过程同逻辑门 A。 再次点击 ,从门(Gate)下拉列表中选择 B 门为当前的逻辑门,单击
OK,系统会弹出一个警告对话框如图 1-104 所示,提示门的管脚数目不等于端 点数目,单击 OK。进入逻辑门 B 的元件管脚编辑窗口,方法同逻辑门 A 的编辑 步骤。编辑结束单击【File】/【Return to Part】返回元件类型编辑窗口。此时弹 出(图 1-105)保存修改提示对话框,单击“是” 编辑结果如图 1-107 所示。 。
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图 1-107 74112 元件类型 步骤四:保存 74112 元件类型 在元件类型设计窗口中,打开【File】下的保存【Save】命令,系统 弹出【Save Part and Gate Decals As】保存元件和逻辑门对话框,在【Name of】 文本框中输入元件类型的名称“74112” 。然后单击 按钮,接着弹出如
图 1-109 所示的对话框,提示“74112”元件还没有指定 PCB 封装,单击确定。 说明:在从原理图传送网表到 PCB 之前,我们再给元件类型指定 PCB 封装,在 原理图设计中没有 PCB 封装不影响绘制电路图。下面几个元件在建立元 件类型保存的时候都会出现该警告对话框,单击确定即可。.
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图 1-108 保存元件类型
图 1-109 PCB 封装没有指定提示对换框 2. 制作四输入与非门 (1)54/7420 双四输入与非门的管脚图
图 1-110 54/7420 管脚图 (2)54/7420 双四输入与非门的 CAE 绘制 步骤一:启动 PowerLogic,单击【Tools】菜单下的元件编辑器【Part Editor】 ,
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进入元件类型编辑器窗口,然后单击【File】菜单下的【New】 ,弹出选 择编辑项目类型 【Select type of editing item】 对话框, 【CAE Decal】 选中 项,单击 OK 进入 CAE 封装编辑窗口。 步骤二:打开绘图(Drafting)工具盒 ,利用 2D 线条绘制四输入与非门的 逻辑封装,使用端点工具盒添加管脚如图 1-111 所示。
图 1-111 四输入与非门的 CAE 封装图形 将新生成的 CAE 封装保存到“usr”库中。 (3)54/7420 双四输入与非门元件类型建立 步骤一:打开【Tools】菜单下的元件编辑器【Part Editor】 ,进入元件类型编辑窗 口,单击编辑电特性(Edit Electrical) 命令,打开元件信息(Part
Information)窗口如图 1-102 所示。 步骤二:单击【Gates】选项卡,分配 CAE 封装。逻辑封装分配的结果是如图 1 -112 所示。
图 1-112 完成电气特性生成的图形 步骤三:门(Gates)分配管脚号码(Pin Numbers)和管脚名称(Pin Names) 选择编辑门封装(Edit Gate Decal)图标 ,从门(Gate)的区域选 择门 A(Gate A) ,如图 1-113 所示,单击 OK。弹出警告对话框如图 1-104 所示。单击确定接着分配门的管脚号码和管脚名称,逻辑门 B 的编辑过程同逻辑门 A,分配结果如图 1-114 所示。
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图 1-113 选择门对话框
图 1-114 7420 元件类型 步骤四:保存元件类型 在元件类型设计窗口中,打开【File】菜单下的保存【Save】命令,系 统弹出【Save Part and Gate Decals As】保存元件和逻辑门对话框,在 【Name of】 文本框中输入元件类型的名称 “7420” 如图 1-115 所示。 , 单击 OK 后弹出 PCB 封装没有指定的警告对话框如图 1-109 所示,单 击确定即可。
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图 1-115 7420 元件类型 3. 制作非门 (1)54/7404 六反相器管脚图
图 1-116 54/7404 六反相器管脚图 (2)54/7404 非门的 CAE 绘制 步骤一:启动 PowerLogic,单击【Tools】菜单下的元件编辑器【Part Editor】 , 进入元件类型编辑器窗口,然后单击【File】菜单下的【New】弹出选 择编辑项目类型 【Select type of editing item】 对话框, 【CAE Decal】 选中 项,单击 OK 进入 CAE 封装编辑窗口。 步骤二:打开绘图(Drafting)工具盒 ,利用 2D 线条绘制四输入与非门的 逻辑封装,使用端点工具盒添加管脚如图 1-117 所示。
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图 1-117 非门 CAE 封装图形 将新生成的 CAE 封装保存到“usr”库中。 (3)54/7404 六反相器元件类型建立 步骤一:打开【Tools】菜单下的元件编辑器【Part Editor】 ,进入元件类型编辑窗 口,单击编辑电特性(Edit Electrical) 图标,打开元件信息(Part
Information)窗口如图 1-102 所示。 步骤二:单击【Gates】选项卡,分配 CAE 封装。逻辑封装分配的结果是如图 1 -118、119 所示。说明图 1-118/119 是在一个工作区,为了便于安排分成了两 幅图。
图 1-118 完成电气特性生成的图形(A、B、C 门)
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图 1-119 完成电气特性生成的图形(D、E、F 门) 步骤三:门(Gates)分配管脚号码(Pin Numbers)和管脚名称(Pin Names) 选择编辑门封装(Edit Gate Decal) 图标,从门【Gate】的区域选 择门 A(Gate A) ,如图 1-120 所示,单击 OK。弹出警告对话框如图 1-104 所示。单击确定接着分配门的管脚号码和管脚名称,逻辑门 B、 C、D、E、F 的编辑过程同逻辑门 A,分配结果如图 1-121 和 1-122 所示。说明图 1-121/122 是在一个工作区,为了便于安排所以分成了 两幅图。
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图 1-120 选择门对话框
图 1-121 完成电气特性生成的图形(A、B、C 门)
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图 1-122 完成电气特性生成的图形(D、E、F 门) 步骤四:保存元件类型 在元件类型设计窗口中,单击【File】菜单下的保存【Save】命令,系 统弹出保存元件和逻辑门【Save Part and Gate Decals As】对话框,在 【Name of】 文本框中输入元件类型的名称 “7404” 如图 1-123 所示。 。 单击“OK”后弹出 PCB 封装没有指定的警告对话框,单击确定即可。
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图 1-123 7404 元件类型 4. 开关、电阻和发光二极管三个元件的制作 剩余的三个元件可以通过对元件库中现有 CAE 封装的修改得到用户所需要的 逻辑封装。 然后再建立对应元件的元件类型, 就可以在原理图设计工作区被调用。 (1)开关元件制作 开关的 CAE 封装是使用的 PowerLogic 的元件库中自带的逻辑封装,通过 建立元件类型将该封装分配给本次电路原理图的开关。 开关的元件类型建立结果 如图 1-124 所示。
图 1-124 完成电气特性生成的图形 (2)电阻元件制作 电阻的 CAE 封装可以使用元件库中的逻辑封装,也可以根据用户自己的 需要利用绘图工具盒绘制,在这里不详细介绍了,电阻的元件类型如图 1- 125 所示。
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图 1-125 (3)发光二极管
完成电气特性生成的图形
打开【File】菜单下的元件库【Library】 ,选择所有库(All Libraries) , 单击 CAE 图标,在过滤器中输入“LED” ,然后单击 。结果
如图 1-126 所示。
图 1-126 元件库管理窗口 双击 common 库中的 LED 后,右边的按钮由灰色变成可操作,单击 Copy 将该 CAE 封装保存到“usr”库中,如图 1-127 所示。
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图 1-127 保存 CAE 到元件库 这样就把本次原理图中用到的元件都放到了同一个库下,便于查找和修改。 下面建立“LED”的元件类型,否则将无法调用。添加 LED 的逻辑封装如 图 1-128 所示。
图 1-128 单击 OK 回到元件编辑窗口,点击
元件信息窗口 按钮,弹出如图 1-129 选择门对话框。
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图 1-129 选择门对话框 在选择门对话框中,单击 OK 按钮,编辑管脚名称和管脚号码。编辑结束返回元 件类型窗口,编辑结果如图 1-130 所示。
图 1-130 完成电气特性生成的图形 在元件类型设计窗口中,单击【File】下的保存【Save】命令,系统弹出保存 元件和逻辑门【Save Part and Gate Decals As】对话框,在【Name of】文本框中 输入元件类型的名称“LED” ,如图 1-131 所示。单击“OK”后弹出 PCB 封装 没有指定的警告对话框,单击确定即可。
图 1-131 LED 元件类型 到此为止,第一信号鉴别电路中所使用到的元器件制作完成。
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1.5.2 第一信号鉴别电路的绘制 1.添加元件类型到原理图工作区 启动 PowerLogic 进入工作区,首先设计原理图图面尺寸,在这里选用 B 种 图纸,页数为 1 页。 单击工具条中的设计(Design) 图标,打开设计(Design)工具盒。
单击添加(Add Part)元件类型 命令,将原理图中所需要的元件类型添 加到原理图工作区中。如图 1-132 所示。
图 1-132 添加元件类型到原理图工作区 2. 连接电路原理图 从元件库中调出元件放置到原理图工作区以后, 接下来根据纸质电路图进行连 接,建立各个元件的连接关系。 单击设计(Design)工具盒中的添加(Add Connection)连线 命令,在原 理图工作区绘制连线。选择连线起点的管脚并单击鼠标左键,则在鼠标的十字光 标上就可以看到粘附的连线,该连线随鼠标而移动,连线需要拐角时,在拐角处 单击鼠标左键即可;绘制连线结束时双击鼠标左键即可完成。需要删除连线,可
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以通过工具栏中的删除方式 (Delete Mode)
直接删除, 或者单击设计 (Design)
工具盒中的选择箭头(Select) ,单击鼠标右键,在弹出的快速菜单中选择 (Select Connections),然后用鼠标左键选中连线,这时连线呈现高亮,再单击鼠 标右键,在弹出菜单中选中【Delete】删除该连线。 在电路中某些管脚需要连接电源时,首先使鼠标处于连线状态,然后用鼠标 左键单击需要连线的管脚,这时鼠标移动就会有连线粘附在鼠标上,此时单击鼠 标右键弹出快速菜单,选中【Power】后单击鼠标右键选择【Alternate】来选择 电源符号,电源极性和电压的大小即变换网络名称,或者通过【Ctrl+tab】键也 可以实现。 如果电路中需要添加接地时,首先使鼠标处于连线状态,然后用鼠标左键单击 需要连线的管脚,这时鼠标移动就会有连线粘附在鼠标上,此时单击鼠标右键弹 出快速菜单,选中【Ground】单击鼠标左键放置即可。 如果在不同页面或相同页面中进行元件的连接时,需要用到页间连接 (Off-page)符号,需要添加页间连接符时,也是通过右键菜单实现。 3. 第一信号鉴别电路 第一信号鉴别电路绘制完成如图 1-133 所示。在图 1-133 中是完整电路图, 为了能清楚的看到连线和管脚号码, 现将图 1-133 分成两幅电路图, 从元件 U1-B 的 14 管脚和元件 U2-A 的 15 号管脚处分成了图 1-134 和图 1-135。第一信号鉴 别电路由 4 个 JK 触发器组成,用以判别 S 0 ~ S 3 送入的 4 个信号中,哪一个信 号最先到达,本电路可以作为抢答器的部分电路。
图 1-133 第一信号鉴别电路
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图 1-134
第一信号鉴别电路(一)
图 1-135
第一信号鉴别电路(二)
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1.5.3 原理图生成报告 在 PowerLogic 设计窗口中,向用户提供了各种报表功能,以便用户通过各 种报表了解设计信息,有效的对原理图进行检查,另外,报表内容对于以后的生 产和采购都有重要的作用。 下面来介绍 PowerLogic 设计窗口中各种报表内容的生成。 在 PowerLogic 设计窗口中,打开【File】菜单下的【Report…】 ,弹出报表输 出选择对话框如图 1-134 所示。
图 1-134 报表输出选择对话框 报表输出内容包括: 【Unused】 :未使用情况报表。 【Part Statist】 :元件统计报表。 【Net Statist】 :网络统计报表。 【Limits】 :限度报表。 【Off-page】 :页间连接符报表。 【Bill of Materials】 :材料清单报表。 这些报表功能是对当前原理图设计的相关信息的输出, 如果原理图中没有任何 内容, 只是一个空白的原理图文件, 则生成的报表文件页只是保持着报表的格式, 而没有任何实质信息和内容。 下面分别介绍这些报表功能的使用。 1. 未使用情况报表 在图 1-134 的【Unused】的选项前面打勾,然后单击 图 1-135 所示内容。 按钮,弹出如
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图 1-135 未使用情况报表 (1)未使用项目报表( UNSED ITEMS REPORT ) “UNSED ITEMS REPORT –dyjbdl.sch –Sat Sep 20 17:07:12 2008” 的内 容是:未使用项目报表、原理图设计文件的名称和报表的生成时间。 (2)未使用的逻辑门列表(UNUSED GATE LIST ) 7404 元件类型包含 6 个非门,在此次设计中只使用了一个 A 门其余的 5 个门均处于未使用情况。 7420 元件类型中包含 2 个四输入与非门, 此次设计中只使用了一个 A 门, 还有一个 B 门未使用。 74112 元件类型中没有未使用信息。 (3)未使用管脚列表(UNUSED PINS LIST) 参考标号 U1 的触发器中的 4 号、5 号、9 号和 10 号管脚未使用。 参考标号 U2 的触发器中的 4 号、5 号、9 号和 10 号管脚未使用。 通过上述的报表信息可以发现设计中未使用的逻辑门和管脚,以便充分利 用,同时检查设计中不容易发现的错误并纠正。 2. 元件统计报表 在图 1-134 的【Part Statist】前面打勾,然后单击 按钮,弹出如
图 1-136 所示内容。说明以下的几种报表由于篇幅太长,所以在图中只显示 一部分内容。
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图 1-136 元件统计报表 从图 1-136 中可以看到,报表有序的汇总了“dyjbdl.sch”原理图中的各个 元件,而且在每个元件中含 6 种信息,包括:元件的参考编号,元件类型名,电 气特征值,元件管脚类型和属性,元件所处的原理图页面和元件管脚间的连接关 系。 3. 网络统计报表 在图 1-134 的【Net Statist】前面打勾,然后单击 -137 所示内容。 按钮,弹出如图 1
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图 1-137
网络统计报表
从 图 1 - 137 报 表中 可以 看 出原 理图 中的网 络 名 , 网络 的输 入端 数 目 (Sources) ,网络的输出端数目(Loads),网络未定义端数目(Undefined),网络连 接关系和注释说明。 4. 限度报表 在图 1-134 的【Limits】前面打勾,然后单击 -138 所示内容。 按钮,弹出如图 1
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图 1-138 限度报表 限度报表主要显示的是当前 PowerLogic 设计文件中的各个项目如:元件、 网络和文本文字等,在系统中所能允许的最大数目和已经利用了的数目。这个 最大的极限数目不但跟当前设计的每一个项目数量有关, 而且也决定于电脑系 统本身的内存资源。限度报表包括系统针对整个原理图所能允许的极限指标 (电脑配置必须满足 PowerLogic 对硬件的要求)和对当前原理图每一页进行 统计的资源利用情况状态。 5. 页间连接符报表
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页间连接符是原理图设计过程中,设置同页或者不同页为同一网络的一种 连接方法, 页间连接符报表能使用户通过报表中连接符的坐标快速找到所需的 连接符。 在图 1-134 的【Off-page】前面打勾,然后单击 1-139 所示内容。 按钮,弹出如图
图 1-139 页间连接符报表 从图 1-139 中可以看到,网络名为“+5V” ,网络名所处的页为第 1 页, 坐标是“X9500 Y15200” ;另外一个网络名是“GND” ,网络名所处的页 为第 1 页,坐标是“X10500 Y10300”等信息。 6. 材料清单(Bill of Materials)的编译 在图 1-134 的【Bill of Materials】前面打勾,然后单击 出如图 1-140 所示内容。报告的格式,可以通过单击 列标题以及宽度值,也可以保持缺省项目设置。如果单击 按钮,弹 ,来定义各行 按钮,弹
出如图 1-141 所示的材料清单。材料清单(Bill of Materials)就是设计中各个 元件的元件类型数据的统计和排列。 从图 1-141 中,可以看出材料清单报表的名称,包括了报表的名称、原理图 设计文件的名称及报表的生成日期。接下来是材料清单部分,从中可以看出总共 使用的元件是 18 个,在这里列出了所有元件相关的属性,包括参考标号和元件 类型名称等。 材料清单报表主要用于设计完成后的元件采购和成本核算, 对后边电路系统 的加工和批量生产有着非常重要的意义。
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图 1-140 材料清单设置对话框
图 1-141 材料清单报表
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1.5.4 建立网络报表 在 PowerLogic 设计窗口中,除了可以绘制原理图、输出电路图并输出报 表等工作外, 还有一项重要工作就是输出 PowerPCB 能够识别的网表 (Netlist) , 正确的输出网络报表,PowerPCB 才能正确调用相应元件类型的元件也就是工 作在 PowerPCB 中的 PCB 封装,然后在 PowerPCB 中进行元件的布局、布线、 进行相关的设计检查和 CAMOUT 数据输出等工作,最后提供给制板厂提供完 整的制板资料,来完成电路板的制作。在网表输出前首先要给原理图中的各个 元件类型分配 PCB 封装。 1. 第一信号鉴别电路的 PCB 封装的指定 U1&U2: 74112 PCB 封装的指定 74112 在这里采用 DIP16 的封装,在 PADS 软件的元件库中自带。下 面介绍一下指定 PCB 封装的步骤。 步骤一:在 PowerLogic 设计窗口中的空白处单击鼠标右键,在弹出菜单中选择 【Select Parts】 ,用鼠标左键单击原理图中的“74112” ,这时 A 门和 B 门均被选中,再次单击鼠标右键,在弹出菜单中,选择【Edit Part】 (1) 进入元件类型编辑窗口,单击编辑电气特性图标 ,打开元件信息窗 口(Part Information for Part) 。 步骤二:在元件信息窗口(Part Information for Part)中,单击【PCB Decal】选 项卡,选择所有库(All Libraries) ,在过滤器(Filte)中输入“DIP16” , 单击 “Apply” 。 这时在未指定 (Unassigned)一栏中显示在 “Common” 库中有 “DIP16” PCB 封装, 的 单击 , DIP16 指定给 将 “74112”,
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图 1-142 【PCB Decal】选项卡 步骤三:选择【Signal Pins】选项卡,单击 将未使用(Unused)栏中的
8 号和 16 管脚添加到右边栏目中进行信号管脚编辑, 如图 1-143 所示, 最后单击 OK 回到元件类型编辑窗口。
图 1-143 【Signal Pins】选项卡 步骤四:单击编辑门封装(Edit Gate Decal) 图标,弹出选择门(Select Gate Decal)对话框,单击 OK。然后单击【File】/【Return to Part】 ,再次单 击 图标, 在该对话框中选择 B 门, 单击 OK。 然后单击 【File】 【Return / to Part】 ,返回到元件编辑窗口。 步骤五:在元件编辑窗口,单击【File】/【Exit Part Editor】弹出图 1-144 的对 话框,询问是否保存修改内容,单击“是” 。
图 1-144 是否保存修改内容 随后弹出图 1-145 保存元件类型对话框,单击 OK。
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图 1-145 保存元件类型对话框 接着弹出图 1-146 对话框,询问是否覆盖存在的元件类型,单击“是” 。
图 1-146 是否覆盖存在元件类型 最后弹出图 1-147 ,询问是否更新元件类型为 74112 的所有元件对话框,单击 “是” 。
图 1-147 是否更新所有元件 此时将原理图中出现的元件类型是“74112”的元件全部更新,即所有的元件 类型为“74112” (U1 和 U2)的 PCB 封装均被指定完成。
( 2 ) U3 7404 PCB 封装的指定 步骤一:在 PowerLogic 设计窗口中的空白处单击鼠标右键,在弹出菜单中选择 【Select Parts】 ,用鼠标左键单击选中“7404” ,单击鼠标右键,在弹出 菜单中,选择【Edit Part】进入元件类型编辑窗口,单击编辑电气特性 图标 ,打开元件信息窗口(Part Information for Part) 。
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步骤二: 【PCB Decal】 单击 选项卡, 选择所有库 (All Libraries) 在过滤器 , (Filte) 中输入“DIP14” ,单击“Apply” 。这时在未指定(Unassigned)一栏 中显示在“Common”库中有“DIP14”的 PCB 封装,单击 DIP14 指定给“7404” 。 步骤三:选择【Signal Pins】选项卡,单击 将未使用(Unused)栏中的 将
7 号和 14 管脚添加到右边栏目中,进行信号管脚编辑如图 1-148 所示。 单击 OK 回到元件类型编辑窗口。
图 1-148 【Signal Pins】选项卡 步骤四:单击编辑门封装(Edit Gate Decal) 图标,弹出选择门(Select Gate Decal)对话框,单击 OK。然后单击【File】/【Return to Part】 ,再次单 击 图标,在该对话框中选择 B 门,单击 OK。其余的四个门 C、D、 E、 同 A、 门方法, F B 完成门封装编辑后, 【File】 Return to Part】 单击 【 / , 返回到元件编辑窗口。 步骤五:在元件编辑窗口,单击【File】/【Exit Part Editor】 ,弹出询问是否保存 修改内容对话框,单击“是” (图 1-144) 。随后弹出保存元件类型对 话框 (图 1-145) 单击 OK。 , 接着询问是否覆盖存在元件类型对话框 (图 1-146) ,单击“是” 。最后弹出询问是否更新元件类型为“7404”的所 有元件对话框(图 1-147) ,单击“是” 。此时将原理图中出现的元件类 型是 “7404” 的元件全部更新即所有的元件类型为 “7404” (U3) PCB 的 封装均被指定完成。 ( 3) U4 7420 PCB 封装的指定
步骤一:在 PowerLogic 设计窗口中的空白处单击鼠标右键,在弹出菜单中选择 【Select Parts】 ,用鼠标左键单击“7420”被选中,单击鼠标右键在弹 出菜单中,选择【Edit Part】进入元件类型编辑窗口,单击编辑电气特 性图标 打开元件信息窗口(Part Information for Part) 。
步骤二: 【PCB Decal】 单击 选项卡, 选择所有库 (All Libraries) 在过滤器 , (Filte) 中输入“DIP14” ,单击“Apply” 。这时在未指定(Unassigned)一栏 中显示在“Common”库中有“DIP14”的 PCB 封装,单击 将“DIP14”指定给“7420” 。 步骤三:选择【Signal Pins】选项卡,单击 将未使用(Unused)栏中的 ,
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7 号和 14 管脚添加到右边栏目中如图 1-149 所示,同时进行信号管脚 命名为接地(GND)和电源(+5V) ,单击 OK 回到元件类型编辑窗口。
图 1-149 【Signal Pins】选项卡 说明:7420 的 3 脚和 11 脚是 NC(空脚)故暂不编辑。 步骤四:单击编辑门封装(Edit Gate Decal) 图标,弹出选择门(Select Gate Decal)对话框,单击 OK。然后单击【File】/【Return to Part】 ,再次 单击 图标, 在该对话框中选择 B 门, 单击 OK。 【File】 Return 单击 【 / to Part】 ,返回到元件编辑窗口。 步骤五:在元件编辑窗口中,单击【File】/【Exit Part Editor】 ,弹出询问是否保 存修改内容对话框(图 1-144) ,单击“是” 。随后弹出保存元件类型对 话框(图 1-145) ,单击 OK。接着弹出询问是否覆盖存在元件类型对话 框(图 1-146) ,单击“是” 。最后弹出询问是否更新元件类型为“7420” 的所有元件对话框(图 1-147) ,单击“是” 。此时将原理图中出现的元 件类型是“7420”的元件全部更新即所有的元件类型为“7420” (U4) 的 PCB 封装均被指定完成。 (4)
R
1
~ R 5 电阻 PCB 封装的指定
步骤一:在 PowerLogic 设计窗口中的空白处单击鼠标右键,在弹出菜单中选择 【Select Parts】 ,用鼠标左键单击 R 1 被选中,单击鼠标右键在弹出菜单
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中,选择【Edit Part】进入元件类型编辑窗口,单击编辑电气特性图标 ,打开元件信息窗口(Part Information for Part) 。 步骤二: 【PCB Decal】 单击 选项卡, 选择所有库 (All Libraries) 在过滤器 , (Filte) 中输入“ R ,单击“Apply” 。这时在未指定(Unassigned)一栏中显 示在 “Common” 库中有 “R1/8W”的 PCB 封装, 单击 指定给“ R 1 ” 。 步骤三:单击编辑门封装(Edit Gate Decal) 图标,弹出选择门(Select Gate Decal)对话框,单击 OK。然后单击【File】/【Return to Part】 ,返回到 元件编辑窗口。 步骤四:在元件编辑窗口,单击【File】/【Exit Part Editor】 ,弹出询问是否保存 修改内容对话框(图 1-144)单击“是” 。随后弹出保存元件类型对话框 (图 1-145) 单击 OK。 接着弹出询问是否覆盖存在元件类型对话框 (图 1-146)单击“是” 。最后弹出询问是否更新元件类型为“ R ”的所有 元件对话框(图 1-147)单击“是” 。此时将原理图中与 R 1 元件类型相 同的电阻全部更新,即 R 1 ~ R 5 的 PCB 封装均被指定完成。因为在添 加电阻元件类型到 PowerLogic 设计窗口中时,是同一个电阻放置了 5 次,也就是说 5 个电阻其实是同样的元件类型,所以当指定 PCB 封装 的时候也就 5 个电阻同时被更新了 PCB 封装,下面的设计到的发光二 极管和开关指定 PCB 封装时也是同电阻一样的。 ( 5 ) 发光二极管( LED ) 、开关 PCB 封装的指定 根据电路中实际使用元器件的尺寸来选择 PCB 封装, PADS 元件库中没有合 适的 PCB 封装,下面需要对元器件尺寸大小进行测量,在封装编辑器(Decal Editor)通过绘图(Drafting)工具盒 来绘制 PCB 封装,PCB 封装绘制结束 ,“R1/8W” 将
后,才能将其指定给相应的元件类型(Part Type) 。 ? 发光二极管 PCB 封装的绘制 步骤一:启动 PowerPCB 进入封装编辑器(Decal Editor) ,打开绘图(Drafting) 工具盒 ,单击追加端点(Add Terminal) 图标,在工作区的坐 标(0 0)处放置 1 号焊盘,在坐标(270 0)处放置 2 号焊盘。 步骤二:将 1 号和 2 号焊盘参数修改为焊盘形状是圆形,直径是 60 密尔,钻孔 是 37 密尔。 步骤三:在 1 号和 2 号焊盘之间利用 2D 线条绘制二极管图形,如图 1-150 所
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示。
图 1-150 发光二极管 PCB 封装 步骤四:保存发光二极管 PCB 封装。单击【File】/【Save Decal As】弹出如图 1 -151 对话框。在【Name of PCB Decal 】中输入“LED” ,将该 PCB 封装保存到“usr” 库中。
图 1-151 保存 PCB 封装对话框 ?
LED
0
~ LED 3 PCB 封装的指定
步骤一:在 PowerLogic 设计窗口中的空白处单击鼠标右键,在弹出菜单中选择 【Select Parts】 ,用鼠标左键单击 LED 0 被选中,单击鼠标右键在弹出 菜单中,选择【Edit Part】进入元件类型编辑窗口,单击编辑电气特性 图标 ,打开元件信息窗口(Part Information for Part) 。 步骤二: 【PCB Decal】 单击 选项卡, 选择库 (Library) “usr” 找到 中的 库, “LED” , 单击 ,将 “LED”指定给“ LED 0 ” ,单击 OK。
步骤三:单击编辑门封装(Edit Gate Decal) 图标,弹出选择门(Select Gate Decal)对话框,单击 OK。然后单击【File】/【Return to Part】 ,返回到 元件编辑窗口。 步骤四:在元件编辑窗口中,单击【File】/【Exit Part Editor】 ,弹出询问是否保 存修改内容对话框单击“是” 。随后弹出保存元件类型对话框单击 OK。 接着弹出询问是否覆盖存在元件类型对话框单击“是” 。最后弹出询问 是否更新元件类型为“LED”的所有元件对话框单击“是” 。此时将原 理图中元件类型是 “LED” 的元件全部被更新, 也就是 LED 0 ~ LED 3 ” “ 的 PCB 封装均被指定完成。
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开关 PCB 封装的绘制 开关 PCB 封装的绘制方法同发光二极管, 绘制结果如图 1-152 和图 1-153 所示。绘制完成将其保存到“usr”库中。
图 1-152 三端开关的 PCB 封装
图 1-153 两端开关的 PCB 封装 ?
s ?s
0
3
PCB 封装的指定
步骤一:在 PowerLogic 设计窗口中的空白处单击鼠标右键,在弹出菜单中选择 【Select Parts】 ,用鼠标左键单击
s
0
被选中,单击鼠标右键在弹出菜单
中,选择【Edit Part】进入元件类型编辑窗口,单击编辑电气特性图标 ,打开元件信息窗口(Part Information for Part) 。 步骤二:单击【PCB Decal】选项卡,选择库(Library)中的“usr”库,找到三 端开关的 PCB 封装,单击 ,将其指定给“
s
0
” ,单击 OK。
步骤三:单击编辑门封装(Edit Gate Decal) 图标,弹出选择门(Select Gate Decal)对话框,单击 OK。然后单击【File】/【Return to Part】 ,返回到 元件编辑窗口。 步骤四:在元件编辑窗口,单击【File】/【Exit Part Editor】 ,弹出询问是否保存 修改内容对话框单击“是” 。随后弹出保存元件类型对话框单击 OK。 接着弹出询问是否覆盖存在元件类型对话框单击“是” 。最后弹出询问 是否更新元件类型为“ 理图与“
s
0
”的所有元件对话框单击“是” 。此时将原
s
0
” 相同元件类型的元件全部更新。也就是
s
0

s
3

PCB 封装均被指定完成。
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说明:
s
R
开关 PCB 封装的方法同
s
0
,如果元件库中没有合适的 PCB 封装,
那么首先要在 PowerPCB 中的封装编辑器(Decal Editor)中绘制完成后 再指定给元件类型
s
R
,在这里就不详细介绍了。
2. 产生网络报表(Netlist) (1)Netlist 的输出方式 步骤一:打开 PowerLogic 工具【Tools】菜单中的【Netlist to PCB….】弹出 网表对话框如图 1-154 所示。
图 1-154 网表对话框 说明:用户可以根据自己需要修改这些设置,也可以保持缺省项目的设置。 步骤二:单击 OK 按钮,输出 Netlist 网表。如图 1-155 所示。
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图 1-155 Netlist 网表输出 由于网表内容篇幅太长,图 1-155 上只是其中的一小部分。 (2)网表 Netlist 传送到 PowerPCB 中 步骤一: PowerLogic 设计窗口中, 在 打开工具菜单 【Tools】 OLE PowerPCB 【 / Connection…】弹出连接到 PowerPCB【Connect to PowerPCB】对 话框如图 1 - 156 所示 。 (注意 : 操 作该步 骤时确认没有 启动 PowerPCB 设计窗口)
图 1-156 连接到 PowerPCB 对话框 步骤二:在图 1-156 中单击 ,新的 PowerPCB 窗口被启动,同时弹
出 OLE 动态链接【OLE PowerPCB Connection】对话框,如图 1-157 所示。
图 1-157 OLE 动态链接对话框 步骤三:在图 1-157 中,单击【Design】选项卡如图 1-158 所示。在图 1-158 中单击【Send Netlist】 ,这时在 PowerPCB 中就会看到叠放在原点处的所 有元件,如图 1-159 所示。
图 1-158 【Send Netlist】选项卡
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图 1-159
原点处叠放的元件
说明:在 PowerLogic 中生成的网表导入 PowerPCB 时,如果元件类型和 PCB 封装设置正确,那么 PowerPCB 系统就会在导入网表的同时自动将对应元件的 PCB 封装从 PowerPCB 元件库中一一调出。 在传送网表到 PowerPCB 设计窗口时, 首先在 PowerPCB 设计窗口中绘制电路的板框。 总结: PowerLogic 电路原理图绘图基本步骤 步骤一:元件制作,包括元件类型 Type 名称,门 Gate 数目、管脚 Pin 数目、逻 辑封装名称、PCB Decal 封装等,完成元件的逻辑封装 CAE Decal 设计 即定义 Gate 的外型。 步骤二:图面设计、布局设计,设计原理图的图面尺寸、页数等参数。按照纸质 图面,从元件库中调用元件完成布局。 步骤三:完成原理图连接,按照纸质图面完成所有的连接操作。 步骤四:输出元件的各项统计报表,输出网络表 Netlist,并且将网络表传送到 PowerPCB 中等。
(3)网表对话框(图 1-154)功能说明 【Output File Name】 :由用户定义输出 Netlist 文件名称,后缀名为 asc。 【Select Sheets】 :用户可以定义需要输出的原理图,一般是选择所有图面,否则 就不能输出完整的 Netlist 网表。 【Include Subsheets】 :选择是否输出各子原理图的 Netlist,一般情况下选中该参 数。 【Output Formats】 :文件输出格式,输出前确认自己使用的 PowerPCB 软件的 Netlist 版本。 【Include Design Rules】 :是否在 Netlist 中包含设计规则,可以根据具体情况而 定。 【Include Part Attributes】 :是否输出元件属性。
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【Include Net Attributes】 :是否输出 Net 属性。 (4)OLE 动态链接对话框中【Send Netlist】选项卡(图 1-158)功能说明 【Compare PCB】 :比较 PCB 在设计的过程中,可以提供当前的 PCB 设计是 否与原理图设计保持一致的记录,并供查阅。 【Rules to PCB】 :将规则传送入 PCB 设计中,将在原理图设计中定义的设计规 则 直 接 输入 到 PowerPCB 中去 。 设计 规 则包 括 安 全间 距 (Clearance) 、布线(Routing)和高速(High speed)约束 (Constraints)等等。 【Send Netlist】 :传送网表,将原理图中生成的网络表送入 PowerPCB 中。 【Synchronize PCB】 将原理图中的修改时时传送到 PowerPCB 中, PowerPCB : 使 中的设计内容与原理图设计内容保持一致。 【Rules From PCB】 :把 PCB 中的设计规则传送给原理图,若在 PCB 中修改了 设计规则,为了保持原理图和 PCB 中的一致,故需要通过 该按钮使原理图和 PCB 设计规则一致。 【Synchronize SCH】 :同步原理图,在对 PCB 进行修改后,需要原理图也做相应 的修改,就可以通过该按钮将修改信息传送给原理图,使 得原理图也作出相应的修改,这样就保证了原理图和 PCB 设计内容的一致性。
1.5.4 PowerLogic 中的 OLE 功能和工程更改功能介绍 PowerLogic 现在使用先进的目标连接与嵌入(OLE) (Object Linking and Embedding)技术,可以在标准的 MS Windows 操作系统下进行。这项技术还允 许嵌入(Embedding)外部的目标,如 MS Word 文件进入 PowerLogic 的设计。 PowerLogic 原理图数据库服务器能够接收这项目标。这些目标在 PowerLogic 中 可以看到,并且可以被编辑。 另一种 OLE 的功能特点是 OLE 兼容应用程序之间的通讯, 如在 PowerLogic 和 PowerPCB 之间交叉探测。在一个应用程序中交叉搜索(Cross Probing)被选 网络(Nets) 、元件(Components)或管脚(Pins),而另一个应用程序中被自动 选中。这个功能使得 PowerLogic 和 PowerPCB 之间进行自动数据的传输、同步 调整原理图和 PCB 的设计数据库。 1. 嵌入(Embedding)与修改到 PowerLogic 中的目标(Objects) (1)嵌入(Embeding)一个位图(Bitmap) 步骤一:选择编辑/插入新的目标【Edit】/【Insert New Object】 ,插入目标 【The Insert Object】对话框,如图 1-160 所示。 步骤二:在图 1-160 中,选择【由文件创建】 ,弹出插入对象对话框,如 图 1-161 所示,单击【浏览】按钮,弹出浏览对话框。
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图 1-160 插入目标对话框
图 1-161 插入目标对话框 步骤三:在浏览对话框中,选择“Padspwr/LogicFiles” 下以“.BMP”为后 缀的文件。例如:选中 并且双击,回到插入对象对话框中单击“确
定”按钮。一会位图内容出现在当前的工作区中(图 1-162 所示) ,此时位图处 于被选择状态,并且能够被移动或修改尺寸大小。
图 1-162
位图插入结果
如果需要重新定义该位图的尺寸大小,来适应原理图标题块的代码尺寸,可 以将光标放置在信息内容的角上,直到重新定位光标出现。在拐角处按下并按住
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鼠标的左键。移动光标,重新定义位图尺寸的大小。在位图(Bitmap)的中心, 按下并按住鼠标左键,拖动位图的标题块的代码区域,调整位图(Bitmap)的尺 寸,以便适应代码区域的大小。在原理图的任何地方按一下鼠标左键,将不选中 位图(Bitmap) 。 (2)嵌入(Embeding)一个 MS Word 文件 使用该功能可以实现将一个标准的注释文件嵌入到原理图中。 步骤一:单击工具条中的整板(Border) 图标,以便可以看到整个原理图。 步骤二:选择编辑/插入新的目标【Edit】/【Insert New Object】 。 步骤三 : 选择浏览按钮 , 浏览对话框出现。 找到以 “ .doc”为后缀的文件 ,双击后回到插入目标对话框中单击“确定”按钮, 一会“.doc” 文件内容将出现。 步骤四:调整插入对象的相应尺寸,将它作为一个位图信息,移动选中的角位置 处。选中嵌入的目标(Embedded Object) ,打开弹出菜单(Pop-up menus) ,关闭(Disable)目标的白色背景。 注意:当打印原理图时,必须在打印输出内具有包含 OLE 选项内容,在打印 目标输出到 Gerber 文件或者绘图输出。 (3)修改 PowerLogic 中嵌入(Embedded)的目标(Object) 嵌入 PowerLogic 原理图数据库中的目标,可以通过双击目标修改。以“.doc” 的文件为例,用鼠标左键双击字符目标,将离开 PowerLogic 设计窗口,并且这 些字符将出现在 Word 窗口内,PowerLogic 的菜单将被标准的 Word 菜单替代。 在 Word 环境下可以对内容进行编辑, 编辑完成在 PowerLogic 设计窗口内按鼠标 左键,退出嵌入目标(Embedded Object)自动返回到 PowerLogic 中,再按工 作区域,删除字符目标。 2. PowerLogic 和 PowerPCB 之间的 OLE 通讯 在 OLE 功能允许在 PowerLogic 和 PowerPCB 之间交叉选择。 使用这一功能 可以采用原理图驱动(Schematic Driven)方式进行布局(Placement)或设计 (Layout) 。在开始下列过程以前,确信 PowerPCB 程序还没有启动。 注意:当执行交叉搜索(Cross Probing)时,设计文件的应用程序依然处于被 控制的打开状态。 (1)在 PowerLogic 中启动 PowerPCB 步骤一:在 PowerLogic 设计中,选择【Tools】/【OLE PowerPCB Connection】 连接,连接 PowerPCB 的对话框,如图 1-163 所示。
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图 1-163 连接 PowerPCB 的对话框 步骤二:单击【New】 ,以便开始打开一个新的 PowerPCB 窗口,启动 PowerPCB 工作窗口,OLE 连接对话框出现如图 1-164 所示。
。 图 1-164 OLE 连接对话框 一旦 PowerPCB 工作界面启动, 就可以实现 PowerLogic 和 PowerPCB 之间的动 态通讯。 (2)传送网表(Netlist)到 PowerPCB 使用 PowerLogic 的 OLE 工具传送网表(Netlist)到 PowerPCB 中,以避免 采用手工方式输入和输出网表(Netlist) 。单击【Tools】/【OLE PowerPCB Connection】 打开 OLE 连接对话框, 【Design】 , 单击 【Send Netlist】 从 PowerLogic / , 中自动地将网表(Netlist)传送 PowerPCB 中。在 PowerPCB 设计窗口中,就会 看到堆叠在原点周围的所有元件,以准备布局。 (3)原理图驱动(Schematic Driven)布局(Placement) 对通过 PowerLogic 网表传送来的元件(Parts)和网络(Nets)进行布局设 计。 在网表传送之前首先放置板子边框,然后在原理图中选中某元件,该元件在 PowerPCB 中将立刻被选中,将光标移动到 PowerPCB 窗口中,被选中元件呈现 高亮,下面就可以对该元件实现布局操作。 (4)在 PowerPCB 中选择驱动 PowerLogic 中的动作 在 PowerPCB 设计窗口中,从设计(Design)工具盒选择【Select】图标, 进入选择(Select)方式。在 PowerLogic 中选择 OLE 连接【OLE Connection】对 话框中的接收表 【 Receive tab】 ,选择接收选择 【 Receive Selection】 ,以便 PowerLogic 能够接收 PowerPCB 中的动作。 PowerPCB 中选中的元件也将引起 在 在 PowerLogic 中的选中, 而且该元件还将出现在 PowerLogic 中的 OLE 连接 【OLE
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Connection】对话框中的接收表(Receive List)里面。 (5)在 PowerLogic 中的多个选择 在 PowerLogic 中,可以通过一组元件的选择,一个接一个地移动多个元件, 在 PowerLogic 中进行成组的选择。将光标放在原理图的左上角,按下并按住鼠 标,向右下方拖出一个矩形区域,松开鼠标的左键,矩形框内的元件将被选中。 一 旦 完 成 选 择 后 , 在 PowerPCB 中 的 几 个 元 件 也 相 应 地 别 选 中 , 它 们 与 PowerLogic 中被选中的元件是对应的。 PowerPCB 中按鼠标右键弹出菜单中选 在 择顺序移动(Move Sequential) ,对于提示,选择【Yes to All】 。 通过按鼠标左键,放置第一个元件,下一个元件将跟随着光标移动,继续放置 其余的元件直到没有元件在光标上为止。 3. 工程设计更改功能 在 PCB 设计窗口中,任何有变化的修改将被认为要进行的工程设计更改 (Engineering Change Order)简称为 ECO。 , 这些改变包括管脚 (Pin) (Gate) 和门 的交换(Swaps) 、元件(Part)的删除或增加、网络的删除或增加、重新命名 元件、重新命名网络、元件的更改等等。PowerPCB 提供的工具可以进行迅速 的修改并精确地记录在一个文档中,以便反标注到原理图。 在 PowerPCB 中进行的 ECO 改变,将被记录在一个 ASCII 文件中,这个 文件名为“*.eco” 。这个文件具有标准的数据格式,且能够被 PowerPCB 读 入,并且自动地反标注在 PowerPCB 中进行的改变。 说明:PowerLogic 操作的详细内容可以查看 PowerLogic 在线帮助(On-Line Help)或 PowerLogic 的用户手册(PowerLogic User’s Guide)以便得到更加详细 的信息。 第二章 PowerPCB 用户界面
2.1 PowerPCB 用户界面介绍 PowerPCB 用户界面就是对元件布局、布线,在软件中生成 PCB 板的场所, 为了掌握 PowerPCB 的操作功能首先来了解 PowerPCB 的界面组成与各区域的主 要功能。 2.1.1 PowerPCB 用户界面组成 双击桌面的快捷图标 ,启动 PowerPCB 软件环境,如图 2-1 所示。
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图 2-1 PowerPCB 用户界面组成 由图 2-1 可以看出,PowerPCB 用户界面采用了标准的 Windows 的菜单。在界 面中它主要是由 5 个部分组成,包括下拉菜单、常用功能图标的工具条、状态窗 口、空白工作区和信息显示区。在 PowerPCB 中常用的菜单命令跟 PowerLogic 中相似的,在这里就不再重复,只介绍一些重要的命令。 在 PowerPCB 用户界面各部分的功能说明 1. 下拉菜单 (1) 【File】文件菜单 【Import】 :弹出导入对话框,另其它格式的文件进入 PowerPCB 设计环境。 【Export】 :导出,可以输出不同格式的文件。 【Save As Start-up File】 :另存为启动文件同 PowerLogic 中启动文件保存。 【Set Start-up File】 :设置启动文件同 PowerLogic 中启动文件设置。 【Library】 :元件库管理器。
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图 2-2
【File】文件菜单
【Report】 :报表生成选项。 【Print Setup】 :打印设置。 【CAM】 绘图、打印和光绘,用来输出制造数据,用于电路板的制作。 : 【CAM Plus】 :输出贴片和数控钻孔所需的坐标的数据文件。 (2) 【Edit】编辑菜单 【Attributes】 :可以编辑和输出属性列表。 【Attribute Dictionary】 :查看系统中的各种属性列表。 【Cycle】 :循环选择工作区域目标。 【Find】 :单击后弹出 Find 对话框,可以查找工作区域的所有对象,有利于元件 的布局。 【Highlight】 :某一对象被选中,呈现高亮。 【Unhighlight】 :取消高亮操作。 【Filter】 :通过设置过滤器,可以直接选中所要查找的项目。 【Insert New Object】 :插入新的目标。 【Delete All OLE Object】 :删除所有的 OLE 目标。 【Links】 :对当前设计中嵌入的对象进行编辑。 【对象(0):对 OLE 目标进行编辑和格式转换。 】
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图 2-3 (3) 【View】视图菜单
【Edit】编辑菜单
图 2-4 【View】视图菜单 【Nets】 :实现 Net 的各种显示模式,方便布局和布线操作。 【Clusters】 :为自动布局操作而专门定义的一个个的元件组。 【Clearance】 :检查任意两个元素之间的最小间距。 【Capture】 :画面捕获功能操作方法同 PowerLogic 中的捕获功能。 【Previous View 】 :显示当前的前一个画面。 (4) 【Setup】设置菜单 【Layer Definition】 :设置电气层数、层的用途并且定义其它制造层。 【Pad Stacks】 :定义焊盘、孔径参数。 【Drill Pairs】 :设置布线钻孔对。
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图 2-5 【Setup】设置菜单 【Jumpers】 :定义、设置自动跳线的相关参数。 【Design Rules】 :设计规则设置。 【Preferences】 :为 PCB 设置合适的工作环境和命令选项。 【ECO Prefs…】 :对 ECO 文件的一些相关设置。 【Set Origin】 :设置原点。 【Display Colors】 :颜色设置选项卡。
(5) 【Tools】工具菜单
图 2-6 【Tools】工具菜单 【Decal Editor】 :进入元件编辑器,可以设计元件的 PCB 封装。 【Automatic Cluster Placement…】 :自动簇布局。
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【Disperse Components】 :散开元件。 【Length Minimization】 :长度最短化。 【Cluster Manager..】 :簇管理器。 【Auto Nudge】 :按规则自动推进元件,避免元件的重叠。 【SPECCTRA…】 :与自动布线软件 SPECCTRA 的接口。 【BoardSim…】 :与仿真软件 HyperLynx 的接口。 【CAM350…】 :与 CAM 编辑软件 CAM350 的一个内部接口。 【BlazeRouter…】 :这是 PowerPCB 自带的布线工具。 【Pour Manager…】 :自动灌铜的管理窗口,进行铜的灌注和恢复。 【Assembly Options…】 :元件安装资料设置区域。 【Verify Design…】 :对设计结果通过各种规则进行验证和检查。 【Compare Test Points】将当前的设计数据与现存的的 asc 格式的 Test Point 文件 : 相比较。 【DFT Audit】 :Test Point 的审查和设置窗口,包括检查方式手段,Test Point 与 各重要参数的之间的间距、使用的 Test Point 的大小等。 【Basic Scripting】 :PowerPCB 提供的与 Visual Basic 之间的接口。 【Macros…】 :PowerPCB 中的宏命令。 (6) 【Window】视窗菜单
图 2-7 【Window】视窗菜单 【Autodim. Toolbox……】 :自动尺寸标注工具盒。 【ECO Toolbox…】 :设计更改工具盒。 【BGA Toolbox…】 :BGA 工具盒。 【Status…】 :状态窗口。 (7) 【Help】帮助菜单
图 2-8【Help】帮助菜单 【Contents…/Search…】 :在线帮助
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【Modeless Commands…】 :直接命令。 【Installed Options…】 :系统安装信息。 【Web Support】 :官方网站信息。 【About PowerPCB】 :软件版本信息。 2. 常用功能图标的工具条 PowerPCB 的工具条是由一组图标组成,PowerPCB 的常用工具盒包括绘图 (Drafting)工具盒、设计(Design)工具盒、自动标注尺寸(Autodim)工具盒、 工程更改(ECO)工具盒和 BGA 工具盒。每一个工具盒都是由一组常用命令的集 合,只要单击工具盒图标 ,就可以使用工具盒中的命令集 按钮,退出该工具盒,操作
合进行相关操作,操作完成单击工具条中的选择 起来很方便。
图 2-9 工具条图标说明 说明: PowerPCB 的工具条与工具盒可以同 Windows 窗口中的工具条一样可以通 过鼠标拖动到工作区域的任何位置。 3. 状态窗口(Status ) 状态窗口是一个浮动窗口,用来显示当前的设计信息。该窗口可以通过单击 Window 菜单下的【Status】打开或者关闭。当工作窗口中某个目标被选中时,则 在状态窗就会显示该目标的相关信息。
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图 2-10 信息显示区
状态窗说明
U1:参考标号是是 74112 :元件类型于顶层 DIP14:PCB 封装 Top:U1 元件处于顶层 【Snap to Design Grid】 捕获栅格 On/Off 设置, : 打开时每次操作都会落在所设 置的栅格上,关闭时每次操作结果完全不受栅格的影响。 【Diagonal】 :布线角度,单击该循环按钮,可以设置 90 0 、 45 0 和任意角度。 【DRC Off】 :DRC 方式设置该项可以通过 Setup 下的 Preferences /Design/On-Line DRC 进行设置。 【Nudge Auto】 :元件自动推挤设置。 【Pair】 :布线层对设置。 绿色区域:画面显示板。 4. 空白工作区 PowerPCB 的工作区域是 56 英吋 X56 英吋,工作区系统默认黑色背景,在工 作区域内的原点(0 0)处,是用一个大的白点表示。原点可以通过设置/设置原 点【Setup】/【Set Origin】来定义新的原点位置。 在工作区域的左上角有个工作状态判断亮点, 系统处于非工作状态显示绿色, 系统处于工作状态时显示红色。例如:打开绘图工具盒,单击选择箭头 ,
鼠标形状是十字,出现绿色亮点,单击工具盒中的绘制铜皮 时,鼠标形状在 十字的右下角出现 v 字,这时工作区域出现红色亮点,意味着 PowerPCB 处于工 作状态。 在 PowerPCB 工作区域可以设置用户自己的启动文件,包括对设计单位、设计 栅格、设计颜色、绘图线宽等,另外除了跟使用环境有关的参数外,还有与制造 相关的一些设定,如层构成设置、常用过孔设置、通用设计规则、CAMOUT 输 出文件等。 5. PowerPCB 设计窗口参数设置说明 在 PowerPCB 设计窗口中单击【Setup】/【Preferences】 ,打开优先参数设置 选项卡,该选项卡是由 10 个选项卡组成,它们分别是: 【Global】 (全局)选项 卡 、【Design】 (设计) 选项卡、 【Routing】 (走线) 选项卡、 【Auto Dimensioning】 (自动尺寸标注)选项卡、 【Thermals】 (热焊盘)选项卡、 【Teardrops】 (泪滴) 选项卡、 【Drafting】 (绘图) 选项卡、 【Grids】 (栅格) 选项卡、 【Split /Mixed Plane】 (分割/混合平面)选项卡和【Die Component】 (模具元件)选项卡,如图 2-11 所示。
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图 2-11【Global】选项卡
图 2-12【Design】选项卡
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图 2-13【Routing】选项卡
图 2-14 【Thermals】选项卡
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图 2-15 【Auto Dimensioning】选项卡
图 2-16 【Teardrops】选项卡
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图 2-17 【Drafting】选项卡
图 2-18 【Grids】选项卡
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图 2-19
【Split /Mixed Plane】选项卡
图 2-20 【Die Component】选项卡
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6. 状态栏 状态栏中包含有信息显示区、 默认线宽 (W: 密尔) 设计栅格 10 、 (G: 100) 100 、 鼠标在工作区相对于原点的位置坐标(-1900 -600) ,当鼠标在工作区移动时 其动态坐标会时时显示。 图 2-21 2.1.2 PowerPCB Library 元件库 状态栏
PowerPCB 的元件库由 4 个子库组成,分别用来保存物理、电气、逻辑封装 特性及图形等。对于元件库的详细内容请参考第一章元件库介绍。下面介绍主要 编辑命令的操作步骤。 在 PowerPCB 设计窗口中,打开【File】下的【Library】进入元件库管理窗口。
图 2-22 元件库管理窗口(Decals) 1. Library Manager 中的【Decals】库操作
步骤一:Library 栏目下选择所有库,单击 图标,在 PCB Decals 栏目 下出现库中所有的 PCB 封装名称,如图 2-22 所示。 步骤二:选择 PCB Decals 栏目下的任何一个 PCB 封装(图 2-22 中显示 Common 库中的 CQFP44 封装)并双击,这时就会发现右边的操作
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命令由灰色变为可以操作的按钮。 步骤三:若单击 按钮,则进入新的 PCB 封装编辑界面,与 CQFP44
封装没有任何关系, 新的 PCB 封装建立完成通过 【File】 Exit Decal 【 / Editor】退出当前窗口。进入 PCB 封装编辑界面还可以通过设计窗 口中的【Tools】/【Decal Editor】实现。 若单击 按钮,则进入 CQFP44 封装修改窗口如图 2-23 所
示,修改保存后通过【File】/【Exit Decal Editor】退出当前窗口。 若单击 按钮,进行删除操作,将所选中的 PCB 封装从库
中删除,由于没有恢复功能,请注意使用。 若单击 按钮,弹出对话框【Save PCB Decal to Library】 ,实
现将选中 PCB 封装复制到另外的库中保存,实际上该按钮实现 的是不同库之间的内容转移。 若单击 按钮,可以输入相应后缀名称的文件,实现不同系
统之间的元件库合并操作。 若单击 出。 若单击 按钮,将选择的子库中的内容以文本格式列表输 按钮,可以将每一个子库中的部分或者全部内容输
出,用于查询元件库中的内容。
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图 2-23 Decals 库 Edit 操作 2. Library Manager 中的【Parts】库操作
步骤一:Library 栏目下选择所有库,单击
图标,在【Part Types】栏
目下出现库中所有的元件类型,如图 2-24 所示。 步骤二: 选择 Part Types 栏目下的任何一个元件类型 (图 2-24 中显示 CQFP44 元件类型)并双击,这时就会发现右边的操作命令由灰色变为可以 操作的按钮。 步骤三:若单击 按钮,打开【Part Information File for Part】窗口,
在元件信息窗口中可以分配 CAE 封装,指定 PCB 封装,信号管脚 的编辑, 在通用选项卡中读取元件类型信息等等, 设置完成单击 OK 弹出保存修改后的元件类型对话框,在【Name of Part Type】输入元 件类型名称保存即可。 若单击 同。 若单击 按钮,进行删除操作,将所选中的元件类型从库中删 按钮,打开的窗口与单击 按钮打开的内容相
除,由于没有恢复功能,请注意使用。 若单击 按钮,弹出对话框【Save Part Type to Library】 ,实现
将选中元件类型复制到另外的库中保存,实际上该按钮实现的是不同 库之间的内容转移。 若单击 按钮,可以输入相应后缀名称的文件,实现不同系统
之间的元件库合并操作。 若单击 出。 若单击 按钮,将选择的子库中的内容以文本格式列表输出, 按钮,可以将每一个子库中的部分或者全部内容输
用于查询元件库中的内容。
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图 2-24 元件库管理窗口(Parts) 3. Library Manager 中的【CAE】库操作
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图 2-25 元件库管理窗口(CAE)
步骤一:Library 栏目下选择所有库,单击 图标,在【CAE Decals】栏目 下出现库中所有的逻辑封装图形,如图 2-25 所示。
步骤二: 选择 CAE 栏目下的任何一个逻辑封装图形 (图 2-25 中显示的是 intel: 8031)并双击,这时就会发现右边的操作命令由灰色变为可以操作的 按钮(除了在 PowerLogic 中来完成的 New 和 Eidt 命令以外) 。 步骤三:在图 2-25 中,可以对 CAE 进行除了 New 和 Eidt 命令以外的 5 种操 作。 4. Library Manager 中的【Lines】库操作
步骤一:Library 栏目下选择所有库,单击 图标,在【Lines Items】栏目 下出现库中所有的逻辑封装图形,如图 2-16 所示。 步骤二:选择【Lines Items】栏目下的任何一个逻辑封装图形(图 2-26 中显示 的是 Preview:PREVIEWBOARD)并双击,这时就会发现右边的操作 命令由灰色变为可以操作的按钮(除了 New 和 Eidt 命令以外) 。
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步骤三:在图 2-26 中,可以对 Lines 进行除了【New】和【Eidt】命令以外的 5 种操作。
图 2-26 元件库管理窗口(Lines) 2.2 工具条图标与工具盒介绍 2.2.1 PowerPCB 与 Decal Editor 的工具条图标 PowerPCB 中有两个工作窗口。双击 进入第一个工作窗口也就是设
计界面,它的主要功能是进行元件布局、布线和布线检查等。在设计窗口中,单 击【Tools】选择【Decal Editor】 ,进入第二个工作窗口,也就是元件封装设计窗 口,该窗口是专门用来制作 PCB 封装的环境。另外,进入元件封装设计窗口也 可以通过选中设计窗口中的任意的一个 PCB 封装后,单击鼠标右键,在弹出的 快速菜单中选择【Edit Decal】则进入该 PCB 封装的编辑界面,实现对该封装的 修改。如果要退出元件封装窗口,可以通过【File】/【Exit Decal Editor】实现。 下面是两个窗口下工具条的对比,如图 2-27 和 2-28 所示。
图 2-27 PowerPCB 设计界面下工具条
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图 2-28 PowerPCB 元件封装界面下工具条 从图中可以看出,两个窗口下的工具条的差别是:设计窗口中有 5 个工具盒; 元件封装窗口中有 2 个工具盒。 在元件封装窗口中的绘图工具盒与设计窗口中的 绘图工具盒还是有所差别,其中包含了与元件封装制作有关的命令,如: (Terminal)。元件封装界面下工具条已经在第一章的内容中做过介绍。在这一章 重点介绍设计窗口中的常用工具盒。 2.2.2 设计窗口中的常用工具盒 1. 绘图工具盒(Drafting Toolboxes)
绘图工具盒中的绘图命令一部分是由 2D 线条绘制的无电气意义的绘图图形, 如:元件的外形线,元件参照名称,电路板框等;另外一部分是与电气相关的绘 图操作,如:Copper/Copper Pour,Copper Cut out/Copper Pour Cut out 等等。
图 2-29 绘图工具盒 绘图工具盒图标功能介绍 (Select) :选择箭头,退出操作命令,回到未工作状态,左上角的亮点呈 现绿色。 (2D Line) :绘制 2D 线条,绘制非电气图形。
(Copper ) :绘制铜皮,绘制大面积铜皮,需要分配信号名称,才能具有电 气性能,意味着与信号相连接。 (Copper Cut Out) :设置铜皮禁止区,在实心铜皮范围内挖去一些不需要 的部分。 (Copper Pour) :设置灌铜区外框,绘制自动灌铜区的外形线。 (Copper Pour Cut Out) :设置灌铜禁止区,在实心铜皮范围内挖去一些不 需要的部分。
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(Board Outline and Cut Out) :绘制板框与切割加工区,在 PowerPCB 中绘 制电路板框默认层是所有层(All Layer) ,用户是不可以更改的,电路板框是封 闭图形,当使用 绘制完成一个电路板框时,如果继续绘制则弹出如图 2-30 对话框,询问是否绘制外框的切割加工区域也是就是执行 Board Cut Out 区域? 如果单击确定按钮,那么可以继续绘制图形,也就是在完成的外框区域内设置需 要挖去的部分。
图 2-30 Board Outline and Cut Out 命令提示对话框 (Keepout) :设置禁止区,在禁止区设置窗口中,可以设置限制内容,包括 元件布局限制、限制有贯穿孔的元件、布线与铜皮禁止区域、灌铜与混合层或分 割层内的平面层灌铜禁止区域、过孔与跳线禁止区域以及测试点禁止区域。 (Text) :文字输入命令,用于输入板子名称,说明文字等。 (Flood) :灌铜区灌铜操作。 (From Library) :从库中读取 2D 线条,专门存储用绘图命令绘制的图形。 (Plane Area) :绘制平面层灌铜区,具有电气特性。 (Plane Area Cut Out) :设置平面层灌铜禁止区,具有电气特性。 (Auto Plane Separate) :自动分割平面。 (Hatch) :铜皮填充命令 。 (Add New Label) :为元件/跳线增加一个新的标志,为跳线追加参照名、
增加元件类型、单价及其文字说明。 (Preferences) :绘图参数设置,用来打开绘图参数对话框。 2. 设计工具盒(Design)
设计工具盒是由一组元件移动命令和一组布线操作命令组成。它只有在 PowerPCB 设计窗口中存在,而在元件封装编辑窗口中并没有设计工具盒。设计 工具盒的主要用途是元件的移动与布线操作。在完成了元件制作、网表加载到 PowerPCB 中时需要打开该工具盒,对 PowerPCB 中的元件布局、布线。
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图 2-31
设计工具盒
(Select) :选择箭头 ,退出当前操作,回到选择状态。
(Move) :元件的移动命令,操作方法是先单击命令图标后选择操作对象, 或者是先选好操作对象,再按命令图标,操作结果相同。若设计 数据量大的时候,可以与直接命令配合使用,通过输入 SS 查找 并选择所要操作的对象,命令结束操作对象就粘附在鼠标上。 (Radial Move) :在极坐标系统下的元件运动。 (Rotate) :元件 90 0 旋转命令,当操作对象被选中后,键盘的 Tab 键每次被 按动一次,操作对象就旋转 90 0 ,同该命令功能相同。 (Spin) :元件的旋转命令,可以将元件旋转任意角度。 (Swap Part) :将两个元件的物理位置对调。 (Move Reference Resignator) :移动元件参照名称,该项命令是在布线设计 完成后,需要对丝印层中的元件名、元件极 性的标注等进行调整时使用,以保证丝印层 内容的可视性和美观性。 (View Clusters) :查看元件簇。 (Add Corner) :增加走线拐角。 (Split) :分割走线。 (Add Route) :追加布线。 (Dynamic Route) :智能动态半自动布线。 (Sketch Route) :草图布线功能。 (Auto Route) :自动布线功能。 (Bus Route) :总线布线功能。
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(Add Jumper) :添加跳线。 (Add Test Point) :添加测试点。 (Make Like Reuse) :建立复用电路。 (Preferences) :优先参数设置,用来打开设计参数对话框。 3. 自动尺寸标注工具盒(Autodim)
自动尺寸标注功能是用来标注电路板外框形状的物理尺寸; 元件封装尺寸, 如: 管脚间距、列间距和元件外框尺寸等,另外还有禁止区域尺寸的标注。通过尺寸 标注来检查设计数据的完整性与准确性。 自动尺寸标注可以标注任意两点间的水 平、垂直的距离;还可以标注任意角度之间的长度尺寸,包括测量出的角度以及 圆形图形的半径和直径的测量值。 自动尺寸标注功能使用时需要注意各功能命令 的使用条件,注意相似命令之间的区别。 (Select) :选择箭头退出当前操作,回到选择状态。 (Auto) :自动对任意方向的直线标注尺寸测量目标是直线,不可以选择 光标的捕捉方式。添加的尺寸线总是与选择的目标直线平行。 (Horizontal) :标注水平方向的尺寸,添加的尺寸线总是与 x 轴平行。 (Vertical) :标注垂直方向的尺寸,添加的尺寸线总是与 y 轴平行。 (Aligned) :校直尺寸,标注的尺寸与所选择的目标线平行,可以测量任意 角度的尺寸。 (Rotated) :旋转尺寸,根据用户输入的旋转角度计算出来的尺寸,另外, 当对同一直线标注尺寸时,如果用户设定的旋转角度不同,得到 的尺寸也不相同。 (Angular) :任意两条边之间的夹角,由于测量目标是直线,不需要设定捕 捉方式。 (Arc) :圆弧尺寸标注,可以是半径或者是直径,根据参数 Preferences 对话 框中的设置决定。 (Leader) :引出线标注尺寸,可以在光标单击处生成一个指引箭头,双击 鼠标左键弹出【Text Value】对话框添加文字,用来说明设计数据。 (Preferences) :优先参数设置,用来打开尺寸标注参数对话框。
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4.
工程更改工具盒(ECO)
工程更改的英文缩写为 ECO(Engineering Change Order ) 。ECO 是用来记录 在 PCB 设计中发生的更改操作,如:对元件的增加和删除,对连接网络和元件 参照名的操作等等。在 ECO 状态下 PowerPCB 会将每一次的操作过程都记录在 一个后缀名为.eco 的文件中,这样方便用户的检查和验证操作的正确性。 单击 PowerPCB 设计窗口下的工程更改图标 ECO 设置窗口。 ,就会打开如图 2-32 所示的
图 2-32 ECO 参数设置窗口 (1)ECO 参数设置窗口功能说明 【ECO File 】选择 ECO 文件的记录方式 【Write ECO file】 :该项打勾,意味着将所有更改记录到一个 ECO 文件中。一 般情况下建议选择该参数。 【Append to file】 :该项打勾,意味着在同一设计的 ECO 文件中会顺序记录更 改内容而不会覆盖掉原来的记录的 ECO 内容。 【Filename 】定义 ECO 文件存储方式 在图 2-32 中,默认的保存路径是“C:\padspwr\Files\Untitled.eco” ,建议使 用系统默认名称比较容易实现文件管理。 【ECO Output Options】 确定 ECO 输出选项 在该项目中是属性扩充参数选择区域,系统会按照设计层次从高到低将修改 记录到 ECO 文件中。 【Output only ECO Registered Parts】 只输出已经定义为 ECO 登录元件的元件修 :
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改记录。定义登录元件是在元件信息窗口中
进行的。
【Output Decal Changes】 :如果选择该项,在 PowerPCB 不处于 ECO 模式下,系 统也会禁止与修改 Decal 相关的操作。 (2)ECO 工程更改工具盒功能说明 在 ECO 工具盒中包括与元件更改操作相关的命令和与信号连接 Net 更改相关 的命令。 PowerPCB 中, 在 增加和减少一个元件或者一根连接网络都需要在 ECO 模式下进行,并且在 ECO 的工具盒中都有相应的命令与之相对应。
(Select) :选择箭头退出当前操作,回到选择状态 (Add Connection) :手工追加信号连接鼠线。 (Add Route) :手工增加走线,适合设计过程中少量修改的内容,因为 修改内容多了容易出错。 (Add Component) :增加元件 ,如对安装孔的添加需要此命令。 (Rename Net) :更改信号名称,对于具有特殊意义的网络,如:电源、接 地、时钟等应该给出特殊名称来区别不同网络,以及方便后续的检查。 (Rename Component) :更改元件参照名命令 (Change Component) :更改元件类型命令 用来修改设计数据中的元件 数据。 (Delete Connection) :删除连接 可以删除网络中的个别管脚、删除一段连 接或者将一个网络分为两个网络。 (Delete Net) :删除网络 可以删除网络中的鼠线和布线。 (Delete Component) :删除元件命令 (Swap Pin) :手工交换网络中的两个 Pin,实现布线的最短化。 (Swap Gate) :手工交换网络中的两个 Gate,实现布线的最短化,或者为了 布线连接方便。 (Steup Rules) :进入设计规则窗口。 (Auto Renumber) :元件参照名自动重命名 增加电路板的可读性和美观 性。
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(Auto Swap Pin) :自动 Pin 交换,交换网络中的两个 Pin,实现布线的最短 化或者为了布线连接方便。 (Auto Swap Gate) :自动 Gate 交换,交换网络中的两个 Gate,实现布线的 最短化或者为了布线连接方便。 (Auto Terminator Assign) :ECL Pin 交换,自动交换 ECL 端子之间的连接。 (Add Reuse) :增加可重复使用数据到当前设计中。 优先参数设置(Preferences) :打开 ECO 参数设计对话框。 2.3 网络表导入 在第一章中我们完成了第一信号鉴别电路的元件制作,包括 CAE 封装、PCB 封装和元件类型的建立,这样就把两个软件系统下的元件类型和 PCB 封装建立 了一一对应的关系。另外,根据纸质电路在软件 PowerLogic 中绘制完成了电路 原理图。在绘制原理图的过程中确定了基本网络 Net 的连接信息,这样通过 PowerLogic 和 PowerPCB 的接口命令【OLE PowerPCB Connection】就可以将网 表 Netlist 与当前工作中所有元件自动从元件库中调出,显示在 PowerPCB 屏幕 上。 为了保证元件顺利的从元件库中调出, 必须保证 PowerLogic 和 PowerPCB 两 个系统下的 Part Type 与 PCB Decal 名称的一致性。由于我们在第一章绘制元件 的 PCB 封装在保存的过程中,当系统提示是否建立新的元件类型时,我们选择 “否” ,也就是说我们只绘制了 PCB 封装而没有给该 PCB 封装建立元件类型。 但是如果单击“是” 的话,那么在 PCB 封装中建立的元件类型的名称就一定要 跟 PowerLogic 中元件类型名称一致,这样才能代表同一个元件。 观察电路原理图, 首先查看元件的外形、 元件的端子名称、 元件的参照名称等, 其次查看信号连接线如电源和地线等,然后与纸质电路图对照查看元件的种类, 个数是否相符。检查准确无误的情况下,在 PowerLogic 中打开第一信号鉴别电 路,单击【Tools】/【Netlist to PCB】输出 PowerPCB 能够识别的网表 Netlist, 然后执行 PowerLogic 中的【Tools】/【OLE PowerPCB Connection】 ,在【Connect to PowerPCB】对话框中单击 来启动 PowerPCB 的设计窗口。最后在 ,这样
【OLE PowerPCB Connection】对话框中单击【Design】中
PowerLogic 输出网络可以被 PowerPCB 接收, PowerPCB 中元件自动读入设计 在 窗口,如图 2-34 所示。
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图 2-33 第一信号鉴别电路原理图
图 2-34 PowerPCB 中原点处叠放的元件 2.4 元件布局与布线 当从 PowerLogic 中输出的网表被 PowerPCB 接收后,接下来开始 PowerPCB 设计,要实现一个比较合理的布局,那么需要对一些重要参数进行设置,包括设 计栅格、设计参数对话框设置、自动布局设置以及网络显示设置等。 1.布局前的相关设置 (1)PowerPCB 设计环境参数设置 【Grids】参数设置为 100mil, 【Snap to Grid】处于勾选状态。 【Design】对话框的各参数设置如图 2-35 所示。
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图 2-35 【Design】对话框设置 (2)建立板子的边框(Board Outline) 板子的边框线决定了 PCB 板的形状和大小,影响着元件布局和布线,同 时对板子的安装与调试同样起着重要的作用。 步骤一: 单击 图标, 打开绘图工具盒, 从绘图工具盒中板子边框 (Board
Outline)图标 ,按鼠标右键,并且从弹出菜单(Pop-up Menu)中选择多边 形(Polygon) 。再按鼠标右键,并且选择对角线(Diagonal)以限制多边形的拐 角以 45 0 度增加连线。 步骤二:通过直接命令 S 来实现精确绘制板框。输入(S0 0)回车后单击 空格键确定板框第一点,输入(S2750 0)回车后单击空格键确定板框第二点, 输入(S2750 1300)回车后单击空格键确定板框第三点,输入(S0 1300)回车 后单击空格键确定板框第四点, 输入 (S0 0) 回车后单击空格键确定板框第五点, 双击鼠标左键,板框绘制完成。 说明:如果绘制完成的板框需要修改,首先按鼠标右键在弹出菜单中选择 板子边框(Select Board Outline) ,然后在以完成板子边框需要修改的线条上用鼠 标左键单击选中该部分,然后单击右键从弹出的右键菜单中选中修改的项目即 可。 (3)Net 显示设置
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PowerPCB 软件可以为各个 Net 设置不同的颜色,这样不但可以方便布局, 而且对下一步的布线和检查也起到重要的作用。 在 PowerPCB 的设计窗口中,单击【View】/【Nets…】打开【View Nets】对 话框。
图 2-36 【View Nets】对话框 在 Net 栏目下列出了当前设计窗口中设计内容的所有网络名称,下面来设置 电源和地线的颜色。 步骤一:在 Net 栏目中,单击+5V,这时 击 将电源分配到右边的【View】栏目下。 步骤二:在【View】栏目下,选中+5V,这时 Color by Net 栏目变成可操作, 从颜色栏目中选择用户自己喜欢的颜色指定给+5V,然后单击 ,最后 由灰色变成可操作,单
单击 OK。这时候在 PowerPCB 设计窗口中的与+5V 相连接的所有节点均变成 刚刚设置的颜色,这样就完成了给 Net 设置颜色。 通过 Net 的颜色设置,方便了分辨,对布局和布线起到了帮助的作用。 2.元件布局 元件布局的正确方法是按照电路图的信号走向与屏幕上的鼠线状况确定放置 位置和放置方向。元件的布局要均衡,疏密有序,要完成所有元件的布局。对于 同一类元件, 如电阻一定要整齐排列, 元件尽量放置在水平和垂直的两个方向上。 对于 PCB 板上的固定元件需要首先放置。如果有经常更换的元件应放在易于更 换的位置,可调元件要放在方便操作的位置。另外,对于一个实际布局的具体作 业标准还有根据客户的要求,确定布局的先后顺序和在 PCB 板上的区域规划。 下面以第一信号鉴别电路为例介绍元件布局过程。 从 PowerLogic 中输出的网表被 PowerPCB 接收后,在 PowerPCB 设计窗口中 被调出的元件都堆叠在原点附近如图 2-34 所示。
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(1)元件移动的方法 ? 方法一 利用 Find 窗口命令,实现目标的寻找。 在设计窗口中,单击鼠标右键选择【Find】 ,弹出【Find】对话框,如图 2-37 所示。
图 2-37 【Find】对话框 在【Find By】栏目下可以选择寻找的方式:通过元件的参考标号方式如图 2 -37 所示,还可以通过网络、线宽、元件类型、管脚对、过孔类型和封装的等, 共有二十种查找方式可以选择。 在【Action】栏目下共有 6 种动作方式可以选择,包括有选择、高亮、非高亮、 旋转 90 0 ,翻转到反面和顺序选择移动等。 使用【Find】对话框的步骤: 步骤一: 【Find By】栏目下选择元件的参考标号, 【Action】栏目下选择【Move Sequential】 。 步骤二:选择“LED”单击 目标执行操作?,单击 弹出(图 2-38)询问是否对下一个选择 ,表示对所有选择的目标元件执行移动操作。
这时在设计工作区单击鼠标左键,就会有“LED”元件按照元件参考标号的顺序 依次放置到设计窗口中。
图 2-38 提示对话框 说明:操作过程中随时可以对某一个目标的操作中断,方法是:单击鼠标右键 菜单选择“Cancel”即可。 ? 方法二: 使用设计工具盒的移动命令图标 ,来完成元件移动放置。
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使用
命令的步骤:
步骤一:单击 图标,然后利用鼠标左键单击堆叠元件,这时就会有元件 吸附到光标上,将元件移动合适位置放置。 步骤二:单击刷新 ,原来元件的位置就会有新的元件出现,使用同样的
方法可以将堆叠元件一一分开放置,最后完成布局。 ? 方法三: PowerLogic 中的原理图驱动 在 (Schematic Driven) (Placement) 布局
步骤一:在原理图中选择元件 U1,这时在 PowerPCB 中的该元件呈现高亮,也 就是被选中。 步骤二:将光标移动到 PowerPCB 中,单击工具盒中 图标,就可以移动该元 件或者到 PowerPCB 设计窗口中单击鼠标右键, 在弹出右键菜单中选中 【Move】也可以移动该元件。另外,移动元件也可以使用 Ctrl+E 实现。 说明:以上是对元件移动方式的三种操作方法。在元件布局过程中除了对元 件的移动操作以外,在设计工具盒中还有在极坐标下的元件移动、将元件旋转
90 、还可以将元件任意角度旋转等操作。在 PowerPCB 的设计窗口中,元件布
0
局操作命令随时可以通过单击鼠标右键菜单打开(当元件被选中时) 。 ( 2 ) 布局操作步骤 对于大型设计应根据电路图按照功能区分块,将每个功能区定义为一个簇 (Cluster) ,或者一个组(Group) ,然后按照信号的自然流向确定功能块的大致 位置。然而对于本次布局的电路元件比较少,直接采用手工移动的方式对元件实 施布局。 对于四个集成块根据信号的流向首先放置,放置时参考鼠线的连接情况,减 少鼠线之间的缠绕,元件之间的安全距离也要注意,不要违背设计规则,这样有 利于后续的布线。然后放置集成块外围的元件,电阻要排列整齐,发光二极管的 摆放除了整齐以外还有注意极性放置的方向要统一,这样便于安装和检查。开关 的放置要考虑到易于调整等。布局结果如图 2-39 所示。 (3)布局检查 元件布局完成要进行布局结果检查, 首先要检查布局是否满足电路与元件电气 性能的要求,如发光二极管的极性是否保持方向一致,另外还要检查布局是否符 号电路板制造与元件安装方面的要求,如开关的方向和位置等。这些都关系到电 路板的整体质量。
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图 2-39 第一信号鉴别电路 PCB 布局结果 3.元件布线 完成元件布局后, 进入布线阶段。 在元件布局阶段已经为布线预留了布线空间、 安全间距还有考虑了布线交叉等情况,但是在具体实施布线时,还是有可能对元 件位置进行微调,前面的元件布局还是一个初步的元件布局。为了达到最佳布线 连接的目的,在布线的过程中需要对元件进行局部移动及方向的调整。 (1) 【Layer Definition】层定义设置 在 PowerPCB 设 计 窗 口 中 , 打 开 【 Setup】 下 的 层 定 义 对 话框 【 Layer Definition】 ,从【Layer Definition】对话框可以看出,当前是一个双面板设置, 在顶层(Top)和底层(Bottom)之间没有任何层出现。软件系统默认的【Lev】 总共是 30 层,层的类型的有 CM(元件面) 、GN(自定义层) 、SM(表层的阻 焊层) 、SS(表层的丝印层) 、PL(内层平面层) 、RT(没有平面层的布线层)等 等。在【Dir】中显示了走线的方向,其中 H 是水平,V 是垂直方向,A 是任意 方向。在【Name】中用户可以定义各层的名称。
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图 2-40 【Layer Definition】对话框 在【Electrical Layers】中单击 增加电气层(图 2-41)对话框。
图中显示有 2 层增加到 4 层。单击 OK 弹出重新分配布线层的设置,进行相应的 设置即可。
图 2-41 增加电气层对话框 注意:电气层一经增加后不能进行返回操作,即层的数目不能减少。 在 PowerPCB 设计窗口中, 单击 图标, 【File open】 找到 打开 ,
并将其打开,在【Setup】下打开【Layer Definition】对话框,这是一个四层板的 设置示例,如图 2-42 所示。由于板层的增加还有相应的设置平面层,分割/混 合层等。
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图 2-42 新增电气层示例 (2) 【Pad Stacks】设置
图 2-43【Pad Stacks…】对话框 在 PowerPCB 设计窗口中,打开【Setup】下的层定义对话框【Pad Stacks…】 如图 2-43 所示。在该窗口中可以对 PCB 中的【Decal】和【Via】焊盘的属性进 行设置,并且根据元件类型的不同封装进行焊盘管理。 (3) 【Design Rules】设计规则设置
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为了制造合格的 PCB 产品, 必须对设计数据中的一些电气与物理尺寸进行严 格检查。在 PADS 中的设计规则就是一个检查工具。在 PowerLogic 中的设计规 则设置完成可以随着网表一同被 PowerPCB 接收,但是通常人们更习惯于在 PowerPCB 中进行设计规则设置。 在 PowerPCB 设计窗口中,单击【Setup】中的【Design Rules】弹出如图 2- 44 所示的设计规则对话框。
图 2-44 【Design Rules】对话框
单击缺省图标
,打开缺省规则设置窗口,如图 2-45 所示。
图 2-45
打开【Default Rules】窗口
再单击安全间距图标 设置。
,打开安全间距对话框(图 2-46) ,进行安全间距
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图 2-46 【Clearance Rules】对话框 在图 2-46 中, 可以进行同一信号 (Same Net) 安全间距设置、 布线宽度 (Trace Width) 、安全间距(Clearance)设置和其他(Other)设置等。 在第一信号鉴别电路中,布线宽度(Trace Width)设置如图 2-46 所示,其 余参数均使用默认数据,通过本电路的设计过程熟悉软件的使用。 单击缺省【Default】 ,打开缺省规则设置窗口,单击【Routing】图标,打开 【Routing Rules:Default rules】 ,在【Selected】栏目下,顶层和底层都被选中, 说明此次布线为双面走线,即第一信号鉴别电路为双面板。
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图 2-47 【Routing Rules:Default rules】 除了以上缺省设置规则以外,还有类设置(Class) 、网络设置(Net) 、组设 置 (Group) 管脚对设置 、 (Pin Pairs) 封装设置 、 (Decal) 元件设置 、 (Component) 、 条件规则设置(Conditions Rules)和差分对设置(Defferential Pairs)等。 (4)布线方式 完成布线前的准备工作后,如层定义,设计规则定义等,下面开始进行布线 设计。布线的方式有:全自动布线、半自动布线和交互式手工布线等。 ? 全自动布线 在 PowerPCB 软件安装的过程中,携带了 BlazeRouter 全自动布线器,随着 PowerPCB 的安装,自动布线器同时也装到系统中。BlazeRouter 具有智能化的用 户界面,使用户能够很容易的实时查看电路板的设计过程。在 PowerPCB 的设计 窗口中,在【Tools】菜单中选择【BlazeRouter…】打开【BlazeRouter Link】对 话框,如图 2-48 所示。
图 2-48 【BlazeRouter Link】对话框 在自动布线设置完成后, 【Action】 在 栏目下单击在后台自动布线 【Autoroute in Background】 ,然后单击 弹出自动布线监视器, 自动布线器布线结束,
就会自动打开完成的布线窗口。自动布线完成的走线一般情况下,都需要手工调 整,建议使用动态布线模式 ? 进行布线。
半自动布线 在 PowerPCB 的软件中还提供了一组半自动布线功能与人工布线方式结合, 来提高布线的速度与质量。 使用半自动布线功能的条件是必须将设计参数 【Design】对话框下的【On-Line DRC】设置为【Prevent Error】状态,这时动态 布线(Dynamic Route) Route) (智能化的动态半自动布线功能) 草图布线(Sketch 、
(按照用户指示的布线轨迹自动布线) ,自动布线(Auto Route)
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(软件内设自动布线模块,布线效果不好)和总线布线(Bus Route) 图标 (总线信号自动布线功能)有效。在布线过程中,当需要增加过孔时,按住 shift 同时单击鼠标左键即可实现添加。布线结果如图 2-49 所示。
图 2-49 PCB 板自动布线完成结果
手工布线 手工布线命令在设计工具盒中,包括追加拐角(Add Corner) 、分割走线
(Split) 和追加布线(Add Route) 等三个命令。手工布线是最基本的 布线方式, 可以在在线设计检查打开或者关闭的状态下进行。 在整个布线过程中, 不具有任何智能性,所有的布线要求都需要手工来完成。 2.5 设计检查 在完成布线后,需要对设计结果进行规则验证。在 PowerPCB 的设计窗口中, 从【Tools】菜单下选择【Verify Design……】 ,打开设计验证窗口,如图 2-50 所示。 在图 2-50 中,在检查栏目【Check】下,单击安全间距检查(Clearance) , 然后单击 , 如果检查该项目中没有问题, 则弹出如图 2-51 的对话框,
提示没有发现错误。
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图 2-50 【Verify Design.】设计规则检查窗口
图 2-51 错误提示对话框 假如我们将任意选择一条走线加大线宽,然后进行安全间距检查,则弹出图 2- 52 对话框。
图 2-52 错误提示对话框 在对话框中提示错误共有 2 处。 单击确定后, 错误显示区出现所有错误的坐标值, 如图 2-53 所示。
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图 2-53 错误提示对话框 在 PowerPCB 的设计窗口中,显示安全间距错误图标 ,错误图标出现的 地点就是需要更改的安全间距位置。 在 PowerPCB 的设计窗口中,从帮助(Help)菜单中选择内容(Contents….) , 弹出在线帮助对话框,如图 2-54 所示。
图 2-54 在线帮助对话框 在键入要查找的单词的头几个字母中输入“error” ,在显示一栏中选择“error
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markers”并双击,弹出验证错误记号(Verify Design Error Markers)一览。
Testability and Connectivity(连接错误)
High-speed(高速电路错误)
Fabrication(制造错误)
Minimum/Maximum Length(最小/最大长度错误)
Assembly(Latium Only) (安装错误)
Drill to Drill(钻孔间距错误)
Clearance(安全间距错误)
Keepout(禁止区域错误)
Board Outline(与外框间距错误)
Maximum Angle(最大角度错误)
Latium Check(有 Blaze Route 的检查错误) 在执行设计验证项目检查后, 发现错误, 在屏幕上就会出现相应的错误记号。 发现错误后,需要及时修改,然后重新验证直到错误记号消失为止。 2.6 自动尺寸标注 在完成设计和检查后,一般需要对 PCB 板的相关尺寸进行标注,包括电路板 外框形状的物理尺寸,元件封装的重要尺寸,还有其他用户指定的尺寸,如元件 摆放位置尺寸, 禁止区域尺寸等等。 尺寸标注是通过自动尺寸标注工具盒来完成, 尺寸标注如图 2-55 所示。
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图 2-55 PCB 自动尺寸标注 2.7 CAMOUT 输出数据 完成了布线与设计检查,下一步完成制造用数据的输出。制造用数据就是用来 制造电路板的依据,数据要求准确无误,否则就会造成电路板质量的问题。 CAM 的含义是计算机辅助制造,主要功能是帮助生成电路板制造用的光绘数 据,又称 Gerber 数据。 从文件【File】菜单中选择【CAM…】 ,弹出 CAM 文档定义窗口【Define CAM Documents】如图 2-56 所示。
图 2-56 CAM 文档定义窗口 (1)定义 CAM 输出目录 在【CAM】栏目下选择<Creat>,弹出图 2-57 所示的对话框,输入“dyjbdl” 后单击 OK。这时“dyjbdl”成为当前目录,这样 CAM 的输出文件都可以保存到 该目录下,这样便于查找。
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图 2-57 (2) 【Add Document】窗口功能介绍
创建 CAM 目录
在 CAM 文档定义窗口(图 2-56)中单击 Document】窗口,如图 5-58 所示。
按钮,弹出【Add
图 2-58 【Add Document】窗口 【Add Document】窗口功能介绍 【Document Name】 :输入文档的名称。 【Document】 :定义文档类型,其中下拉列表中包含 10 列表项,分别是用户自 定义类型【Custom】 、平面层【Plane】 、走线层【Routing】 、丝印 层【Silkscreen】 、锡膏尺寸【Paste Mask】 、阻焊盘尺寸【Solder Mask】 元件装配文档 、 【Assembly】 打孔数据图面 、 【Drill Drawing】 、 【NC Drill】 、验证 Photo 数据工具【Verify Photo】 。 【Output File】 :定义 Photo 和 Drl 类型的文档。 【Fabrication Layer】 :当前 CAM 文档对应的制造层。
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【Summary】 :对定义的 CAM 文档的一个摘要内容。 【Output Device】 :进入【Add Document】窗口首先确定文档的输出类型,在这 里提供三种输出类型即直接连接打印机、连接到绘图仪和 Photo 文档。
【Layers】 :单击层
选择图标,打开【Select Items】对话框,如图 2-59 所 按钮,使
示,在【Available】中选择【TOP】层,单击
得顶层添加到 【Selected】 选中该层就可以对 中, 【Items on Primary】 操作。
图 2-59 层选择定义对话框
【Options】 :当选定输出图面数据选项后,单击菜单
图标,打开【Plot
Options】窗口,在该窗口中,对输出图面的物理尺寸、位置以及 显示方式等参数进行详细设定;如设置输出图面的倍率、图面的输 出纸张上的具体显示位置、方向等,还有对元件参考标号 Ref 文字 屏蔽设置等。 (3)第一信号鉴别电路 Gerber 文件输出
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Gerber 文件输出包括布线层 (Routing)丝印层 、 (Silkscreen)阻焊层 、 (Solder Mask) 、打孔数据(Drill Drawing) 、钻孔文件(NC Drill)等;在丝印层中不要 勾选【Part Type】 ,应该把【Outline】【Text】【Lines】项目打勾;另外在设置 、 、 每层的 Layer 时,将【Board Outline】都要选上;在输出【Drill Drawing】坐标
时,单击
图标在弹出的【Plot Options】窗口,单击
按钮,打开
【Drill Drawing Options】对话框,将【Draw Char】前面的勾去掉;最后生成钻 孔文件(NC Drill)时,使用 PowerPCB 的缺省设置,不要作任何改。 ? 输出顶层( Top)走线 在【Define CAM Documents】中单击 按钮,弹出【Add Document】
窗口,在【Document Name】中输入“A” (名称可以任意) ,在【Document】栏 目中选择【Routing】弹出如图 2-60 对话框,选择【Top】层后单击 OK,然后单

图标,打开【Select Items】对话框,在【Selected】中选中【Top】可以
对【Items on Primary】中的项目操作,在【Other】栏目中将边框【Board Outline】 前面打勾,单击预览 击 按钮,如果在工作区域看不到走线图形,那么单
按钮,这时候会发现走线图形出现在工作区域的左下角,这时候回
到【Add Document】窗口中单击 择【Centered】后单击 OK。单击
图标,在【Justificati】栏目下拉列表中选 按钮后,可以看到走 使得图面在工作区域显示。
线图形处于工作区域的中心位置,然后单击
如果需要打印,则进入【Add Document】窗口中,第一步首先单击 然后单击
图标,
图标,进行打印机设置。打印机设置 按钮,
完成后,在操作以上步骤。最后单击【Add Document】窗口中的 执行打印输出,结果如图 2-61 所示。
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图 2-60 层对话框
图 2-61
顶层走线输出结果
图 2-62
底层走线输出结果
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图 2-63
顶层丝印输出结果
2-64 阻焊层输出结果
图 2-65 钻孔坐标输出结果
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图 2-66 【NC Drill】输出结果 总结:PCB 设计的流程可以将整个设计过程分为三大阶段,前期准备阶段、设 计阶段、生产输出准备与输出阶段。前期准备阶段一般指从建立元件库、外框作 成、设计条件输入到完成 Netlist 加载的整个作业过程;设计阶段指的是元件布 局、布线到完成检查等作业;生产输出准备与输出阶段就是输出光绘文件即制造 数据输出送到制板厂。
实训内容 实训一:PowerLogic 图形界面使用(GUI)
一、实验目的: 1. 熟悉 PowerLogic 的用户界面,掌握 PowerLogic 工作环境的使用。 2. 了解 PowerLogic 中的交互操作过程,例如:弹出菜单(Pop-up Menu) 、热键 (Shortcut Keys) 、工具条(Toolbars)和工具盒(Toolboxes)等命令的操作过程。 3. 了解状态窗口(Status)的使用。 4. 学会工作区域的使用以及设计栅格、显示栅格的设置。 5. 使用取景和缩放功能,对画面进行控制。 二、实验内容: 1. 双 击 桌 面 PowerLogic 的 快 捷 图 标 或者在开始/程序中找到
PowerLogic5.0.1 并双击该项,来启动 PowerLogic 工作窗口。 2. 单击 File/New,在弹出的对话框中单击“否” ,然后进入 PowerLogic 新的 工作窗口。 3. 单击工具条(Toolbars)中的打开 图标,弹出 File Open 对话框,在该对话
框中选择“DEMO.SCH” 并且双击该原理图文件(该原理图是 PowerLogic 安 装软件中自带的原理图文件) 。在 PowerLogic 设计窗口的空白处,单击鼠标右 键出现弹出菜单(Pop-up Menu) ,在该菜单中进行不同功能练习,各选项的功 能含义如下: Select Anything:设计文件中的任意目标都会被选中。 Select Parts:设计文件中的元件被选中,如 U1、U2 等。 Select Gates:设计文件中的门被选中,如 7404 中单个非门,注意与元件选择 (Select Parts)的区别。 Select Nets:选中网络,即电路图中的任意一个节点。 Select Pins:选中元件的管脚。 Select Connections:选中原理图中的电气连线。
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Select Drafting Items:选中绘图项目,如图纸的边框。 Select Documentation:选中文本内容,元件的参考标号。 4. 熟悉工具条(Toolbars)各个功能图标的英文含义及其具体的使用方法。
5. 单击工具条( (Toolbars)中的 令的功能和使用方法。 6. 单击工具条( (Toolbars)中的
打开绘图工具盒(Drafting) ,了解各个命
打开设计工具盒(Design) ,了解各个命令
的功能和使用方法。 7. 在 PowerLogic 的设计窗口中, 打开帮助 (Help) 的下拉菜单, 【Contents…】 选择 打开帮助主题,单击索引选项卡,在“1”栏目下键入 Shortcut Keys 后,单击 按钮,打开快捷键的一览,对照快捷键一览表在 PowerLogic 窗口中 进行练习。 8. 在 PowerLogic 中,打开任意的原理图文件,如“DEMO.SCH” ,然后打开 视窗(Window)下拉菜单,选择【Status…】打开状态窗口(Status) 。在状态 窗口(Status)中单击白色边框,观察 PowerLogic 中设计窗口中的变化。 另外,在该窗口中的【Snap to Grid】前面可以打勾,也可以去掉。对该项操作 时,同时打开设置(Setup)下拉菜单,选择【Preferences】中的设计【Design】 选项卡,在设计栅格一栏中观察【Snap to Grid】前面勾的变化。 9. 在 PowerLogic 的设计窗口中,打开帮助(Help)的下拉菜单,选择无模命令 (Modeless Commands) ,打开无模命令(Modeless Commands)在线帮助。对 照无模命令(Modeless Commands)在设计窗口中练习,如:设计栅格(G 100) 和显示栅格(GD 100)的设置等。 10. 单击工具条(Toolbars)中的 路原理图缩小;若单击 单击 图标后,按住鼠标左键向下拉会发现,电
图标后,单击鼠标左键会发现电路原理图窗口放大。
图标电路原理图窗口恢复原来的大小。单击视图(View)下拉菜单中
的【Extents】后观察窗口变化的结果与前两次操作的不同。
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实训二:在 PADS 库中定义当前设计库和元件的制作
一、实验目的 1. 熟悉 PowerLogic 的元件库结构,学会在 PowerLogic 中建立用户自己的目标 库。 2. 了解各个子库的功能和关联,明白元件类型(Part Type) 、PCB 封装(PCB Decal) 、逻辑封装(CAE Decal)的概念和三者之间的关系。 3. 熟悉元件库管理器的操作,学会使用元件库中元件的调用、新建、删除等操 作。 4. 学会在 PowerLogic 中建立元件的逻辑封装(CAE Decal) 。 5. 学会在 PowerLogic 中建立元件类型(Part Type) 。 二、实验内容: 1. 在 PowerLogic 的设计窗口中,单击 File/Library 打开元件库管理器,单击新 建库按钮 打开新建库(New Library)对话框,在文件名一栏中输入用 按钮,回到库管理窗口。
户自己的库文件名,如“cc” ,然后单击 单击
打开库列表对话框,如图 1 所示。选中“cc”后,单击右边的 按钮,将用户新建库“cc”移动到库列表的最前面。
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图 1 元件库列表对话框 2. 在元件库管理器窗口中,在库一栏中选择所有库(All Libraries) ,然后单击元
件类型(Part Type)图标 ,观察编辑(Edit)栏目下元件类型的预览图形, 观察 Part Types 中元件类型所处于的库和元件的名称。 接下来分别单击 PCB 封装
图标 、逻辑封装图标 和线库图标 后,观察相应栏目下的内 容。 3. 在 PowerLogic 中建立元件的逻辑封装(CAE Decal) 在 PowerLogic 的设计窗口中,单击 Tools/Part Editor 进入元件编辑器窗口, 在元件编辑器窗口中单击 File/New, 弹出选择编辑项目类型 【Select type of Editing Item】 对话框, 选择逻辑封装 【CAE Decal】 单击 , 按钮进入逻辑封装 (CAE
Decal)编辑窗口。 另一种进入 元 件编辑器窗 口 方法是 : 在 PowerLogic 的设计 窗口中 , 单击
File/Library,打开库元件管理器,单击逻辑封装图标 钮就可以进入逻辑封装(CAE Decal)编辑窗口。
,单击

(1)使用 CAE 封装向导(CAE Decal Wizard) ,建立规则图形的逻辑封装 打开绘图工具盒(Drafting) 元件的逻辑封装。 ? 87C256 元件逻辑封装建立步骤: 步骤一:在 CAE 封装向导中如图 2 所示设置个参数。 ,选择 CAE 封装向导图标 ,建立规则
图 2 CAE 封装向导对话框 步骤二:在封装编辑窗口空白处单击鼠标右键选择【Select Terminals】 ,然后
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用鼠标左键单击 26 号后,按住 Ctrl 键再用鼠标左键单击 27 号至 36 号管脚,这 样这些管脚被选中,再次单击鼠标右键选择【Delete】 ,删除多余管脚;单击 17 号管脚,然后按住 Ctrl 键这样 18 号管脚也被选中,此时单击鼠标右键选择 【Query/Modify….】弹出修改端点对话框,在对话框中单击 ,然后
选择【PINB】 ,单击 OK 回到逻辑封装编辑窗口,逻辑封装如图 3 所示。 步骤三:保存“87C256”到“CC”库中。
图3
规则的逻辑封装图形
(2)使用 2D 线条绘制不规则的逻辑封装 打开绘图工具盒(Drafting) ,单击创建 2D 线条 右键选择【Polygon】和【Diagonal】两种模式。 图标,单击鼠标
步骤一:在逻辑封装编辑区绘制一个三角形,然后单击修改 2D 线条 令将其修改成弧形。 步骤二:单击端点工具盒(Terminal)

,给图形添加管脚,最后将两输
入或非门(NOR2)保存到“CC”库中,结果如图 4 所示。
图 4 不规则的逻辑封装图形
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4.
在 PowerLogic 中建立元件类型(Part Type)
在 PowerLogic 的设计窗口中,单击 Tools/Part Editor 进入元件编辑器窗口, 也可以在 PowerLogic 的设计窗口中单击 File/Library,打开库元件管理器,单击
元件类型(Part Type)图标 ,单击 按钮就可以进入建立元件类 型(Part Type)窗口。 ? 87C256 元件类型(Part Type)建立步骤:
步骤一:单击编辑电特性(Edit Electrical)图标
,打开元件信息(Part 将
Information)窗口。在【Gates】选项卡中单击添加按钮
“87C256”逻辑封装(CAE Decal)添加到【CAE Decal1】中。 步骤二:在【PCB Decal】选项卡的【Filte】栏目下输入“SOP28*” ,然后单 击“Apply” ,找到“SOP28*”后,单击 定给“87C256” 。 步骤三:门分配和编辑信号管脚。 将单击【Signal Pins】选项卡,将未使用的 14 号和 28 号管脚添加 到右边,并且分别编辑为“GND”和“+5v” 。 单击【Gates】选项卡,将剩余的所有未使用的管脚都添加到右边, 然后单击 OK。 步骤四:编辑门管脚名称和号码。 单击编辑门封装(Edit Gate Decal)图标 ,利用端点工具盒编 辑管脚的名称和号码,并将元件类型(Part Type)保存到“CC”库 中,名称为“87C256” ,新的元件类型(Part Type)如图 5 所示。 将该 PCB 封装指
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图 5 87C256 的元件类型 ? 7402 元件类型建立步骤:
步骤一:单击编辑电特性(Edit Electrical)图标
,打开元件信息(Part 将
Information)窗口。在【Gates】选项卡中单击添加按钮
“NOR2”逻辑封装(CAE Decal)添加到【CAE Decal1】中。然后 再次单击 按钮,依次添加三个门(因为一个 PCB 封装中含
有 4 个 NOR2 门的电路) 。 步骤二:在【PCB Decal】选项卡中,在【Filte】栏目下输入“DIP14/SOP14*” (双列直插和贴片的 14 脚 PCB 封装) ,然后单击“Apply” ,找到 “DIP14/SOP14*”后,单击 步骤三:门分配和编辑信号管脚。 将单击【Signal Pins】选项卡,将未使用的 7 号和 14 号管脚添加到 右边,并且分别编辑为“GND”和“+5v” 。 单击【Gates】选项卡,将未使用管脚(Unused Pins)都添加到右边, 然后单击 OK。 步骤四:根据 7402 的管脚分配图(图 6) ,编辑门管脚名称和管脚号码 将该 PCB 封装指定门。
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图 6 7402 的管脚分配图
单击编辑门封装(Edit Gate Decal)图标 ,选择门 A 利用端点工 具盒编辑管脚的名称和管脚号码。其余的 B 门、C 门和 D 门编辑过 程同 A 门。最后将新元件类型(Part Type)保存到“CC”库中,名 称为“7402”新的元件类型如图 6 所示。
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图 7 7402 的元件类型 5. 在 PowerLogic 设计窗口中,练习元件的调用、删除和连线等操作。 在 PowerLogic 中打开设计工具盒(Design) ,弹出添加元件对话框,单击 ,单击添加元件(Add Part)
到“CC”库中找到刚刚新建立的元
件类型“87C256”和“7402” 。单击添加连线(Add Connection) 命令,找 到“87C256”的 1 号管脚,单击鼠标左键,当鼠标上就拖出了连线时,单击鼠 标右键选择 “Power” 按住 Ctrl 键然后多次按动 tab 键直到得到所需的电源为止。 , 在鼠标上拖出连线时,单击鼠标右键可以添加接地、页面连接符等。 说明:在 PowerLogic 自带的原理图“PREVIEW”中还有一些元件的逻辑封 装、元件类型和 PCB 封装没有练习,如 AM100415、CD4069 和 PAL16R8 等, 留给读者自行练习以此达到熟悉软件使用的目的。
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实训三:电路原理图绘制中各命令使用方法
一、实训目的 1. 学会实现对元件的移动、拷贝、删除和编辑等操作方式。
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2. 学会在原理图绘制过程中

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