EDA軟件：OrCAD二次開(kāi)發(fā)-OrCAD二次開(kāi)發(fā)案例分析

OrCAD二次開(kāi)發(fā)案例分析1.引言O(shè)rCAD是目前廣泛應(yīng)用于電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）領(lǐng)域的軟件之一，通過(guò)二次開(kāi)發(fā)可以極大地提升其功能和效率。本節(jié)將通過(guò)具體的案例分析，展示如何利用OrCAD的二次開(kāi)發(fā)工具和技術(shù)，解決實(shí)際設(shè)計(jì)中的復(fù)雜問(wèn)題。我們將探討幾個(gè)典型的二次開(kāi)發(fā)應(yīng)用場(chǎng)景，包括自動(dòng)生成原理圖、自動(dòng)化PCB布局、設(shè)計(jì)規(guī)則檢查（DRC）的自定義以及數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出等。2.自動(dòng)生成原理圖2.1案例描述在大型項(xiàng)目中，手動(dòng)繪制原理圖不僅耗時(shí)，而且容易出錯(cuò)。通過(guò)二次開(kāi)發(fā)，可以實(shí)現(xiàn)原理圖的自動(dòng)生成。本案例將介紹如何使用OrCADCapture的API，通過(guò)腳本生成原理圖。2.2原理和內(nèi)容OrCADCapture提供了一套強(qiáng)大的API，可以通過(guò)編寫(xiě)腳本來(lái)自動(dòng)生成原理圖。這些API允許開(kāi)發(fā)者訪問(wèn)和操作原理圖中的各種元素，如元件、引腳、連線等。通過(guò)編寫(xiě)Python腳本，可以實(shí)現(xiàn)從CSV文件中讀取元件數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成原理圖。2.3代碼示例假設(shè)我們有一個(gè)CSV文件，其中包含元件信息和連接關(guān)系。我們將使用Python腳本讀取該文件，并調(diào)用OrCADCapture的API生成原理圖。2.3.1CSV文件格式Part,Ref,Value,Position

R1,10k,Resistor,0

C1,10uF,Capacitor,1

U1,74HC04,IC,2

R1,C1,0,1

C1,U1,1,22.3.2Python腳本#導(dǎo)入所需的庫(kù)

importcsv

importwin32com.client

#初始化OrCADCapture

app=win32com.client.Dispatch("Orcad.Application")

capture=app.Capture

#創(chuàng)建一個(gè)新的原理圖文檔

doc=capture.Documents.Add("Schematic")

#讀取CSV文件

withopen('components.csv',newline='')ascsvfile:

reader=csv.DictReader(csvfile)

components=[]

connections=[]

#解析CSV文件中的數(shù)據(jù)

forrowinreader:

ifrow['Ref']androw['Value']androw['Part']androw['Position']:

components.append({

'Part':row['Part'],

'Ref':row['Ref'],

'Value':row['Value'],

'Position':int(row['Position'])

})

elifrow['Part']androw['Ref']androw['Position']:

connections.append({

'From':row['Part'],

'To':row['Ref'],

'FromPin':int(row['Position']),

'ToPin':int(row['Position'])

})

#添加元件到原理圖

forcomponentincomponents:

part=doc.SchematicParts.Add(component['Part'])

part.Reference=component['Ref']

part.Value=component['Value']

part.Place(int(component['Position']*1000),0,0)#位置單位為mil

#添加連線

forconnectioninconnections:

from_part=doc.SchematicParts.Item(connection['From'])

to_part=doc.SchematicParts.Item(connection['To'])

wire=doc.SchematicWires.Add()

wire.Connect(from_part,connection['FromPin'])

wire.Connect(to_part,connection['ToPin'])

#保存原理圖

doc.SaveAs("auto_generated_schematic.sch")2.3.3代碼解釋導(dǎo)入庫(kù)：使用win32com.client庫(kù)來(lái)與OrCADCapture進(jìn)行交互。初始化OrCADCapture：通過(guò)Dispatch方法啟動(dòng)OrCADCapture并獲取其對(duì)象。創(chuàng)建新的原理圖文檔：使用Documents.Add方法創(chuàng)建一個(gè)新的原理圖文檔。讀取CSV文件：使用csv.DictReader讀取CSV文件，解析元件和連接關(guān)系。添加元件：遍歷解析后的元件數(shù)據(jù)，使用SchematicParts.Add方法將元件添加到原理圖中，并設(shè)置參考編號(hào)和值。添加連線：遍歷解析后的連接數(shù)據(jù)，使用SchematicWires.Add方法將連線添加到原理圖中。保存原理圖：使用SaveAs方法將生成的原理圖保存到指定文件。3.自動(dòng)化PCB布局3.1案例描述在PCB設(shè)計(jì)過(guò)程中，手動(dòng)布局和布線是一項(xiàng)繁瑣的工作，尤其是對(duì)于復(fù)雜的電路板。通過(guò)二次開(kāi)發(fā)，可以實(shí)現(xiàn)PCB布局的自動(dòng)化。本案例將介紹如何使用OrCADPCBEditor的API，通過(guò)腳本自動(dòng)生成PCB布局。3.2原理和內(nèi)容OrCADPCBEditor提供了一套API，可以通過(guò)編寫(xiě)腳本來(lái)自動(dòng)生成PCB布局。這些API允許開(kāi)發(fā)者訪問(wèn)和操作PCB中的各種元素，如元件、焊盤(pán)、布線等。通過(guò)編寫(xiě)Python腳本，可以實(shí)現(xiàn)從CSV文件中讀取元件位置和連接關(guān)系，自動(dòng)生成PCB布局。3.3代碼示例假設(shè)我們有一個(gè)CSV文件，其中包含元件位置和連接關(guān)系。我們將使用Python腳本讀取該文件，并調(diào)用OrCADPCBEditor的API生成PCB布局。3.3.1CSV文件格式Part,Ref,Value,X,Y,Layer

R1,10k,Resistor,100,100,Top

C1,10uF,Capacitor,200,100,Top

U1,74HC04,IC,300,100,Top

R1,C1,1,2

C1,U1,2,13.3.2Python腳本#導(dǎo)入所需的庫(kù)

importcsv

importwin32com.client

#初始化OrCADPCBEditor

app=win32com.client.Dispatch("Orcad.Application")

pcb=app.PCB

#創(chuàng)建一個(gè)新的PCB文檔

doc=pcb.Documents.Add("PCB")

#讀取CSV文件

withopen('pcb_components.csv',newline='')ascsvfile:

reader=csv.DictReader(csvfile)

components=[]

connections=[]

#解析CSV文件中的數(shù)據(jù)

forrowinreader:

ifrow['Ref']androw['Value']androw['Part']androw['X']androw['Y']androw['Layer']:

components.append({

'Part':row['Part'],

'Ref':row['Ref'],

'Value':row['Value'],

'X':float(row['X']),

'Y':float(row['Y']),

'Layer':row['Layer']

})

elifrow['Part']androw['Ref']androw['X']androw['Y']:

connections.append({

'From':row['Part'],

'To':row['Ref'],

'FromPin':int(row['X']),

'ToPin':int(row['Y'])

})

#添加元件到PCB

forcomponentincomponents:

part=doc.Parts.Add(component['Part'])

part.Reference=component['Ref']

part.Value=component['Value']

part.Place(component['X'],component['Y'],component['Layer'])

#添加連線

forconnectioninconnections:

from_part=doc.Parts.Item(connection['From'])

to_part=doc.Parts.Item(connection['To'])

wire=doc.Wires.Add()

wire.Connect(from_part,connection['FromPin'])

wire.Connect(to_part,connection['ToPin'])

#保存PCB

doc.SaveAs("auto_generated_pcb.pcb")3.3.3代碼解釋導(dǎo)入庫(kù)：使用win32com.client庫(kù)來(lái)與OrCADPCBEditor進(jìn)行交互。初始化OrCADPCBEditor：通過(guò)Dispatch方法啟動(dòng)OrCADPCBEditor并獲取其對(duì)象。創(chuàng)建新的PCB文檔：使用Documents.Add方法創(chuàng)建一個(gè)新的PCB文檔。讀取CSV文件：使用csv.DictReader讀取CSV文件，解析元件位置和連接關(guān)系。添加元件：遍歷解析后的元件數(shù)據(jù)，使用Parts.Add方法將元件添加到PCB中，并設(shè)置參考編號(hào)、值、位置和層。添加連線：遍歷解析后的連接數(shù)據(jù)，使用Wires.Add方法將連線添加到PCB中。保存PCB：使用SaveAs方法將生成的PCB保存到指定文件。4.設(shè)計(jì)規(guī)則檢查（DRC）的自定義4.1案例描述設(shè)計(jì)規(guī)則檢查（DRC）是PCB設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要任務(wù)，用于確保設(shè)計(jì)符合各種電氣和物理規(guī)則。OrCADPCBEditor允許用戶(hù)通過(guò)二次開(kāi)發(fā)自定義DRC規(guī)則。本案例將介紹如何使用OrCAD的API自定義DRC規(guī)則。4.2原理和內(nèi)容OrCADPCBEditor提供了一套API，可以通過(guò)編寫(xiě)腳本來(lái)自定義DRC規(guī)則。這些API允許開(kāi)發(fā)者訪問(wèn)和操作PCB中的各種元素，如元件、焊盤(pán)、布線等。通過(guò)編寫(xiě)Python腳本，可以實(shí)現(xiàn)自定義的DRC規(guī)則檢查。4.3代碼示例假設(shè)我們需要自定義一個(gè)檢查規(guī)則，確保所有元件之間的最小間距為10mil。我們將使用Python腳本讀取PCB文檔中的元件位置，并進(jìn)行間距檢查。4.3.1Python腳本#導(dǎo)入所需的庫(kù)

importwin32com.client

#初始化OrCADPCBEditor

app=win32com.client.Dispatch("Orcad.Application")

pcb=app.PCB

#打開(kāi)現(xiàn)有的PCB文檔

doc=pcb.Documents.Open("existing_pcb.pcb")

#獲取所有元件

parts=doc.Parts

#自定義DRC規(guī)則：檢查所有元件之間的最小間距

defcheck_min_distance(parts,min_distance=10.0):

foriinrange(parts.Count):

part1=parts.Item(i+1)

forjinrange(i+1,parts.Count):

part2=parts.Item(j+1)

distance=calculate_distance(part1,part2)

ifdistance<min_distance:

print(f"Error:Distancebetween{part1.Reference}and{part2.Reference}islessthan{min_distance}mils")

#計(jì)算兩個(gè)元件之間的距離

defcalculate_distance(part1,part2):

x1,y1=part1.Position.X,part1.Position.Y

x2,y2=part2.Position.X,part2.Position.Y

return((x2-x1)**2+(y2-y1)**2)**0.5

#運(yùn)行自定義DRC規(guī)則

check_min_distance(parts)4.3.2代碼解釋導(dǎo)入庫(kù)：使用win32com.client庫(kù)來(lái)與OrCADPCBEditor進(jìn)行交互。初始化OrCADPCBEditor：通過(guò)Dispatch方法啟動(dòng)OrCADPCBEditor并獲取其對(duì)象。打開(kāi)現(xiàn)有的PCB文檔：使用Documents.Open方法打開(kāi)一個(gè)現(xiàn)有的PCB文檔。獲取所有元件：使用Parts屬性獲取PCB文檔中的所有元件。自定義DRC規(guī)則：定義check_min_distance函數(shù)，遍歷所有元件，檢查每對(duì)元件之間的距離是否小于指定的最小距離。計(jì)算兩個(gè)元件之間的距離：定義calculate_distance函數(shù)，計(jì)算兩個(gè)元件之間的歐幾里得距離。運(yùn)行自定義DRC規(guī)則：調(diào)用check_min_distance函數(shù)，輸出間距小于最小距離的元件對(duì)。5.數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出5.1案例描述在實(shí)際設(shè)計(jì)中，經(jīng)常需要將數(shù)據(jù)從其他工具導(dǎo)入OrCAD，或者將OrCAD中的數(shù)據(jù)導(dǎo)出到其他工具。通過(guò)二次開(kāi)發(fā)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化導(dǎo)入導(dǎo)出。本案例將介紹如何使用OrCAD的API實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的導(dǎo)入導(dǎo)出。5.2原理和內(nèi)容OrCAD提供了一套API，可以通過(guò)編寫(xiě)腳本實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的導(dǎo)入導(dǎo)出。這些API允許開(kāi)發(fā)者訪問(wèn)和操作原理圖和PCB中的各種數(shù)據(jù)，如元件、引腳、連線、焊盤(pán)等。通過(guò)編寫(xiě)Python腳本，可以實(shí)現(xiàn)從CSV文件中導(dǎo)入數(shù)據(jù)，或者將OrCAD中的數(shù)據(jù)導(dǎo)出到CSV文件。5.3代碼示例假設(shè)我們需要將原理圖中的元件數(shù)據(jù)導(dǎo)出到CSV文件，并從CSV文件中導(dǎo)入新的元件數(shù)據(jù)。我們將使用Python腳本實(shí)現(xiàn)這一功能。5.3.1導(dǎo)出原理圖中的元件數(shù)據(jù)#導(dǎo)入所需的庫(kù)

importwin32com.client

importcsv

#初始化OrCADCapture

app=win32com.client.Dispatch("Orcad.Application")

capture=app.Capture

#打開(kāi)現(xiàn)有的原理圖文檔

doc=capture.Documents.Open("existing_schematic.sch")

#獲取所有元件

schematic_parts=doc.SchematicParts

#導(dǎo)出元件數(shù)據(jù)到CSV文件

withopen('exported_components.csv','w',newline='')ascsvfile:

fieldnames=['Part','Ref','Value','X','Y']

writer=csv.DictWriter(csvfile,fieldnames=fieldnames)

writer.writeheader()

forpartinschematic_parts:

writer.writerow({

'Part':part.PartName,

'Ref':part.Reference,

'Value':part.Value,

'X':part.X,

'Y':part.Y

})5.3.2從CSV文件中導(dǎo)入新的元件數(shù)據(jù)#導(dǎo)入所需的庫(kù)

importwin32com.client

importcsv

#初始化OrCADCapture

app=win32com.client.Dispatch("Orcad.Application")

capture=app.Capture

#創(chuàng)建一個(gè)新的原理圖文檔

doc=capture.Documents.Add("Schematic")

#讀取CSV文件

withopen('new_components.csv',newline='