《OrCAD電路原理圖設計入門與提高》課件第1章

第1章設計電路原理圖的基本知識1.1電子線路CAD技術1.2常用的CAD軟件1.3電路原理圖的基本組成要素和設計的基本過程

1.1電子線路CAD技術

CAD是ComputerAidedDesign(計算機輔助設計)的簡稱，電子線路CAD也就是電子線路的計算機輔助設計。電子線路CAD的基本含義是指利用計算機幫助工程設計人員完成電子線路的設計過程，包括電路原理圖的設計、電子線路的仿真、印制電路板的設計等。

CAD最早的含義是計算機輔助繪圖，隨著計算機技術的不斷發(fā)展，CAD的含義發(fā)展為計算機輔助設計。隨著計算機在產品開發(fā)中的應用程度越來越高，目前的電子設計自動化(ElectronicDesignAutomation，EDA)逐漸包含了電子線路CAD的含義。有些書籍也把電子線路CAD理解為計算機在電路原理圖的設計、電子線路的仿真、印制電路板的設計等中的應用，把EDA理解為計算機在集成電路設計、FPGA和CPLD等中的應用，本書采納這種含義。

1.2常用的CAD軟件

國內流行的電子線路CAD軟件很多，各有其優(yōu)劣。

最初國內很多小企業(yè)和工程師使用Protel軟件，我國高校也長期以Protel作為授課的主要內容，以至國外很多其他更優(yōu)秀的電子線路CAD軟件只在國內一些有實力的大型專業(yè)公司使用。實際上，由于設計上的瓶頸，Protel無法突破自身的局限性，比如不兼容MicrosoftWindows基本操作、生成的設計文件龐大、用戶界面不符合MicrosoftWindows標準、設計原理圖和布版功能比較差等。Protel99SE、Protel2004和ProtelDXP都沒有徹底改變這些缺陷。相比之下，OrCAD與PADS的操作和界面都符合MicrosoftWindows標準，操作簡單，功能強大，易學好用。

PADS目前的最高版本是PADS2007，主要功能組件包括：PADSLogic用于設計電路原理圖，與PADSLayout一起使用；PADSLayout是設計印制電路板的專用工具；HyperLynx提供信號完整性仿真和EMI分析；?PADSRouter是設計印制電路板的自動布線工具；CAM350可以用來輸出生產文件。PADS在設計印制電路板方面功能強大，也就是說PADSLayout是PADS系統(tǒng)中最成功的模塊。

Cadence公司的OrCAD軟件系統(tǒng)是CAD軟件中的佼佼者，其軟件系統(tǒng)結構如圖1-1所示。無論是原理圖設計工具、PSpice仿真工具還是PCB設計工具，都是采用國際工業(yè)標準，與國際接軌。非常方便快速的原理圖設計工具Capture和信息管理系統(tǒng)CIS使用戶避免浪費大量時間在器件的搜索及信息的統(tǒng)計上。圖1-1OrCAD軟件系統(tǒng)組成模塊

OrCAD軟件系統(tǒng)中的每一部分都是相對獨立的模塊，可以根據(jù)需要單獨使用，相互之間又有圖1-1所示的內在聯(lián)系，共同構成一個完整的CAD系統(tǒng)，由設計項目實施統(tǒng)一管理。用戶不必花過多的時間考慮各個軟件間的調用、設計數(shù)據(jù)格式和交換方式，可以將主要精力放在電子線路設計本身。

OrCAD在設計電路原理圖方面功能強大、界面友好?？紤]到在工程實踐中，很少用到仿真，更多的是將設計的電路原理圖用于設計印制電路板，所以本書中的各個電路原理圖只能用于設計印制電路板，不能用于仿真，這是本書與目前市場上其他有關OrCAD書籍的主要區(qū)別。目的不同，設計原理圖的要求和方法也就不相同。

CaptureCIS是OrCAD軟件中設計電路原理圖的模塊，它具有如下功能和特點：

(1)單一化的設計窗口?？梢岳肅apture來連接OrCADLayout、AllegroPCBLayout、PADSLayout或其他PCB設計軟件，從而完成PCB的設計。該模塊也整合了PSpice與VHDL的環(huán)境，提供模擬與數(shù)字(FPGADesignFlow)前端設計的平臺。配合使用SpecctraQuest，可以進行高頻電路設計。

(2)兼容Windows標準的操作，可以更方便地設計電路原理圖，也方便不同設計文檔之間的交流。由于OrCADCapture的界面和操作完全符合Windows標準，因此可以利用Windows標準的剪切、復制、粘貼等操作；也可以利用Windows的多重編輯方式來編輯兩個以上的電路圖，或是從另外的設計文檔中將數(shù)據(jù)復制過來使用。

(3)與眾多的PCB設計軟件相兼容。Capture可以支持40多種以上PCBLayout軟件的網絡表格式，包含OrCADLayout、?Allegro、?PADS2000、MentorGraphicsBoardStation、PADSLayout等等。

(4)整合了Cadence其他系統(tǒng)軟件來處理不同的需求。?Capture是PSpice、OrCADLayout、Allegro與SPECCTRAQuest的設計前臺。利用Capture，可以同時標示出彼此的關聯(lián)處(cross-highlighting)，也可以直接提供測試的信號源(cross-probing)，而且還可以利用“BackAnnotate”的功能，將Layout編號的變化回饋到Capture的電路圖中。

OrCAD各個版本的CaptureCIS變化不大，本書采用的軟件版本是OrCAD16.0。

1.3電路原理圖的基本組成要素

和設計的基本過程

一個電子產品的電路原理圖通常設計在一張或幾張電路圖紙上。電路原理圖的基本組成要素有：元件、電連線(包括電連線的節(jié)點)、網絡標號、電源和地符號、不連接符號、說明文字、標識圖形，有些電路圖還包括總線和總線分支、階層模塊和階層端口、頁連接符號等。在圖1-2中，有一個元件74LVX4245WM，它的編號是D22；ED0～ED7都是網絡標號；有一個階層模塊Page6，它對應項目管理窗口文件夾Flash中所有的原理圖；右下角的表格是以圖像的形式放置在電路圖中的，屬于標識圖形，沒有任何電氣性能；有3根總線，它們分別是L_DD[15:0]、MA[25:0]、MD[31:0]；是頁連接符號，

是階層端口。圖1-2電路原理圖的基本組成要素設計電路原理圖的主要工作是創(chuàng)建元件。設計電路原理圖的基本過程是，根據(jù)元件資料創(chuàng)建元件，將元件保存在元件庫里，然后調用元件庫里的元件設計電路原理圖。本書基本上就是按照這個循序漸進的基本過程來安排各章節(jié)內容的，這樣便于學習。

設計電路原理圖就像我們在總裝一輛汽車，汽車的每一個零部件并不是在總裝現(xiàn)場生產的，而是從庫里面取出來的，我們設計電路原理圖時需要的元件，也是事先創(chuàng)建好并存放在庫里面，然后從庫里面調出來的。原理圖