Xemtailieu Tải về Tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử orcad
Mở đầu ORCAD là một công cụ thiết kế mạch điện tử đơn giản và phổ biến. Cũng có rất nhiều phần mềm thiết kế mạch điện tử khác, tuy nhiên, tôi chọn sử dụng phần mềm này, vì bộ công cụ này được đánh giá là khá mạnh. Các thư viện linh kiện của ORCAD có thể coi là mạnh nhất cho đến nay, và hầu hết các nhà sản xuất linh kiện điện tử đều cung cấp các add-in thư viện linh kiện cho ORCAD. Đã có rất nhiều sách hướng dẫn sử dụng ORCAD bằng hình, tuy nhiên giá sách khá cao và thực chất ORCAD không có gì là phức tạp, vì vậy, tôi muốn thực hiện tài liệu hướng dẫn này một cách đơn giản, để cung cấp miễn phí cho sinh viên. Thành thực mà nói, các sách dù có hướng dẫn tỉ mỉ tới đâu, thì cũng không thể giúp các bạn sinh viên nắm bắt toàn bộ các chức năng của ORCAD, mà chủ yếu, các bạn thực hành nhiều, mày mò nhiều, và hỏi han nhiều, các bạn sẽ tìm hiểu và nắm bắt về ORCAD rất dễ dàng. Trong tài liệu hướng dẫn này, chúng tôi sẽ đi từng bước đơn giản, để các bạn có thể thực hiện một mạch nguyên lý bằng ORCAD, sau đó hướng dẫn các bạn từng bước để xuất ra thành mạch in, chạy mạch in, điều chỉnh mạch in, cuối cùng là việc làm một mạch in điện tử tại nhà như thế nào. Tài liệu này được chia làm 5 phần: -Phần 1. Cài đặt OrCAD 9.2 -Phần 2. Một số thao tác để vẽ một mạch nguyên lý với ORCAD dùng CAPTURE -Phần 3. Cách chuyển từ mạch nguyên lý sang mạch in và các thao tác trên LAYOUT PLUS -Phần 4. Sử dung công cụ Pspice A/D tích hợp trong OrCAD để mô phỏng mạch điện -Phần5. Một số mạch điện tử lý thú để các bạn nâng cao khả năng vẽ mạch của mình -Phần 5. Làm mạch in 1 lớp thủ công Ở đây tôi chọn sử dụng OrCAD 9.2 vì tính phổ biến của nó, thư viện khá đây đủ, chiếm ít tài nguyên, ít lỗi, sử dụng rất ổn định. Hiện tại đã có bản 16.5 nhưng rất nặng (10G tất cả sau khi cài đặt ), với lại việc cài đặt cũng rất khó khăn. Kể từ bản 16.3 trở đi Cadene đã bỏ phần Layout mà thay vào đó là PCB Editor, vì vậy tài liệu của phần này rất ít chủ yếu là tài liệu tiếng anh. Nhưng nếu muốn trở thành nhà Design PCB chuyên nghiệp thì nên sử dụng cái này. Cũng phải nói thêm rằng đây là tài liệu tôi biện soạn dựa trên những kiến thức của mình và trích dẫn tham khảo thêm một số tài liệu trên mạng nên có một số đoạn có thể trùng với tài liệu của các tác giả khác, tôi đã cố gắng hướng dẫn rất chi tiết và tổng hợp một số tài liệu để các bạn có thể tiếp cận với phần mềm OrCAD một cách nhanh chóng. Các bạn đọc tham khảo và cho ý kiến để cuốn ebook này được hoàn thiện hơn.Xin chân thành cám ơn! 3 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Mục lục Mục lục Chương 1 . Cài đặt phần mềm OrCAD 9.2 .............................................................................10 Chương 2. Vẽ mạch nguyên lý bằng OrCAD Capture Cis 2.1 Tổng quan về OrCAD Capture .................................................................................................. 17 2.2 Vẽ mạch nguyên lý bằng OrCAD Capture ................................................................................ 17 2.2.1 Khởi động OrCAD Capture......................................................................................... 17 2.2.2 Tạo một project mới.................................................................................................. 18 2.2.2.1 Tạo Project mới........................................................................................ 18 2.2.2.2 Thiết lập kích thước và cài đặt ban đầu cho bản vẽ ................................ 20 2.2.2.3 Các đối tượng làm việc ............................................................................ 24 2.2.3 Các phím tắt và từ khóa trong OrCAD Capture ......................................................... 24 2.2.3.1 Phím tắt.................................................................................................... 24 2.2.3.3 Từ khóa tìm kiếm nhanh linh kiện ........................................................... 25 2.2.4 Vẽ sơ đồ nguyên lý .................................................................................................... 25 2.2.4.1 Tìm kiếm và chọn linh kiện ...................................................................... 25 2.2.4.2 Vẽ mạch cụ thể ........................................................................................ 29 2.2.4.3 Sắp xếp linh kiện ...................................................................................... 34 2.2.5 Kiểm tra lỗi sơ đồ nguyên lý ...................................................................................... 37 2.2.6 Tạo file netlist ............................................................................................................ 39 2.3 Tạo thư viện linh kiện mới trong OrCAD Capture.................................................................... 40 2.3.1 Giới thiệu ................................................................................................................... 40 2.3.2 Các bước tạo linh kiện mới........................................................................................ 40 2.3.2.1 Tìm datasheet .......................................................................................... 40 http://codientu.org 5 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Mục lục 2.3.2.2 Tiến hành tạo linh kiện ............................................................................ 41 http://codientu.org 6 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Mục lục 2.3.2 Vẽ đường bao và lưu linh kiện .................................................................................. 43 2.4 Chỉnh sửa linh kiện................................................................................................................... 43 2.4.1 Đặt vấn đề.................................................................................................................. 43 2.4.2 Tiến hành chỉnh sửa .................................................................................................. 44 2.4.3 Lưu linh kiện vừa chỉnh sửa....................................................................................... 45 Chương 3. Vẽ mạch in với OrCAD Layout 3.1 Tổng quan về phần mềm OrCAD Layout.................................................................................. 47 3.2 Vẽ mạch in với OrCAD Layout .................................................................................................. 47 3.2.1 Khởi động OrCAD Layout........................................................................................... 47 3.2.2 Một số lệnh cơ bản.................................................................................................... 48 3.2.2.1 File............................................................................................................ 48 3.2.2.1.1 Open .......................................................................................... 48 3.2.2.1.2 Import........................................................................................ 48 3.2.2.1.3 Export ........................................................................................ 48 3.2.2.2 Tools......................................................................................................... 48 3.2.2.2.1 Library Manager ........................................................................ 48 3.2.2.2.2 OrCAD Capture .......................................................................... 48 3.2.3 Tạo bản thiết kế mới.................................................................................................. 48 3.2.3.1 Liên kết Footprint..................................................................................... 51 3.2.3.1.1 Một số footprint thông dụng .................................................... 51 3.2.3.1.2 Liên kết đến footprint ............................................................... 51 3.2.4 Footprint trên board mạch........................................................................................ 54 3.2.4.1 Chỉnh sửa footprint.................................................................................. 54 3.2.4.2 Tạo mới chân linh kiện............................................................................. 56 3.2.4.3 Những chú ý khi tạo mới chân linh kiện .................................................. 64 http://codientu.org 7 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Mục lục 3.2.5 Một số thao tác cần thiết trước khi vẽ Layout .......................................................... 65 3.2.6 Thiết lập môi trường thiết kế .................................................................................... 65 3.2.6.1 Thiết lập đơn vị đo và hiển thị ................................................................. 65 3.2.6.2 Đo kích thước board mạch ...................................................................... 66 3.2.6.3 Layer Stack ............................................................................................... 66 3.2.6.4 Thiết lập khoảng cách giữa các đường mạch .......................................... 67 3.2.6.5 Thiết lập độ rộng đường mạch in ............................................................ 68 3.2.6.6 Vẽ đường bao .......................................................................................... 69 3.2.7 Sắp xếp linh kiện trên board...................................................................................... 70 3.2.7.1 Sắp xếp linh kiện bằng tay ....................................................................... 70 3.2.7.2 Sắp xếp linh kiện tự động ........................................................................ 71 3.2.8 Vẽ mạch .................................................................................................................. 71 3.2.8.1 Vẽ tự động ............................................................................................... 72 3.2.8.2 Vẽ bằng tay .............................................................................................. 72 3.2.9 Hoàn thiện bản mạch ................................................................................................ 73 3.2.9.1 Chèn một đoạn text vào mạch in............................................................. 73 3.2.9.2 Phủ mass cho mạch in.............................................................................. 74 3.2.10 In mạch Layout ........................................................................................................ 75 Chương 4. Mô phỏng với Pspice A/D 4.1 Tổng quan về phần mêm mô phỏng Pspice............................................................................. 77 4.1.1 Giới thiệu về Pspice ................................................................................................... 77 4.1.2 Các tính năng của Pspice ........................................................................................... 77 4.2 Các bước tiến hành mô phỏng và phân tích mạch điện .......................................................... 78 4.3 Thiết kế mạch bằng Capture .................................................................................................... 79 4.3.1 Tạo 1 Project mới ...................................................................................................... 79 http://codientu.org 8 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Mục lục 4.3.2 Hoàn thiện bản vẽ ..................................................................................................... 82 4.4 Phân tích và mô phỏng ............................................................................................................ 83 4.4.1 Xác định kiểu phân tích và mô phỏng ....................................................................... 83 4.4.2 Thực hiện mô phỏng.................................................................................................. 84 Chương 5. Một số bài tập 5.1 Mạch nguồn .................................................................................................................. 91 5.1.1 Sơ đồ nguyên lý ......................................................................................................... 91 5.1.2 Sơ đồ mạch in ............................................................................................................ 92 5.1.2.1 Sắp xếp linh kiện ...................................................................................... 92 5.1.2.2 Vẽ mạch ................................................................................................... 92 5.2 Mạch nạp STK200/300 ............................................................................................................. 94 5.2.1 Giới thiệu .................................................................................................................. 94 5.2.2 Sơ đồ nguyên lý ......................................................................................................... 94 5.2.3 Sơ đồ mạch in ............................................................................................................ 95 5.2.3.1 Sắp xếp linh kiện ...................................................................................... 95 5.2.3.2 Vẽ mạch ................................................................................................... 95 5.3 Mạch nạp AVR USB 910 ........................................................................................................... 97 5.3.1 Giới thiệu .................................................................................................................. 97 5.3.2 Sơ đồ nguyên lý ......................................................................................................... 97 5.3.3 Sơ đồ mạch in ............................................................................................................ 98 5.3.3.1 Sắp xếp linh kiện ...................................................................................... 98 5.3.3.2 Vẽ mạch ................................................................................................... 98 5.4 Mạch LED rượt đuổi............................................................................................................... 100 5.4.1 Giới thiệu ................................................................................................................ 100 5.4.2 Sơ đồ nguyên lý ....................................................................................................... 100 http://codientu.org 9 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Mục lục 5.4.3 Sơ đồ mạch in .......................................................................................................... 100 5.4.3.1 Sắp xếp linh kiện .................................................................................... 100 5.4.3.2 Vẽ mạch ................................................................................................. 101 5.5 Mạch đồng hồ số đơn giản .................................................................................................... 104 5.5.1 Giới thiệu ................................................................................................................ 104 5.5.2 Sơ đồ nguyên lý ....................................................................................................... 104 5.5.3 Sơ đồ mạch in .......................................................................................................... 104 5.5.3.1 Sắp xếp linh kiện .................................................................................... 104 5.5.3.2 Vẽ mạch ................................................................................................. 105 5.6 Một số mạch điện tử hay....................................................................................................... 107 5.6.1 Mạch điều khiển tải bằng âm thanh........................................................................ 107 5.6.2 Mạch đèn giáng sinh ................................................................................. 107 5.6.3 Mạch tạo xung 1kHz.................................................................................. 108 5.6.4 Mạch bảo vệ quá áp.................................................................................. 108 5.6.5 Mạch khóa số điện tử ............................................................................... 108 5.6.6 Mạc relay bảo vệ dòng 1 pha.................................................................... 109 5.6.7 Mạch relay bảo vệ dòng 3 pha.................................................................. 109 5.6.8 Mạch đồng hồ vạn niên ............................................................................ 109 Chương 6. Làm mạch in thủ công 6.1 Dụng cụ cần thiết ................................................................................................................ 114 6.2 Chuẩn bị bản in ..... ................................................................................................................ 115 6.3 Ủi mạch ................ ................................................................................................................ 114 6.4 Ngâm mạch ........... ................................................................................................................ 114 6.5 Khoan board.......... ................................................................................................................ 115 6.6 Bảo vệ mạch.......... ................................................................................................................ 115 http://codientu.org 1 0 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Chương 1. Cài đàt OrCAD Chương 1: Cài đặt phần mềm OrCAD 9.2 Để cài đặt OrCAD 9.2 bạn thực hiện các bước sau: - Cho đĩa CD cài đặt OrCAD vào máy hoặc có thể chạy trực tiếp trên ổ cứng: Nhấp chuột phải vào file setup.exe , chọn Run as administrator như hình dưới http://codientu.org 10 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Chương 1. Cài đàt OrCAD - Đợi vài giây chúng ta sẽ thấy hộp thoại xuất hiện như hình dưới và yêu cầu chúng ta nên tắt hết các chương trình diệt virut , nếu không thì trong quá trình cài đặt có thể xãy ra vài lỗi không mong muốn. Click vào OK để tiếp tục thực hiện công việc cài đặt. - Một hộp thoại mới hiện ra, chọn Next để tiếp tục: http://codientu.org 11 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Chương 1. Cài đàt OrCAD - Chọn Yes trong hộp thoại Software License Agreement: - Chọn Next để tiếp tục trong hộp thoại tiếp theo: - ở hộp thoại tiếp theo yêu bạn nhập key codec là A B E F G H I J K ( Enter xuống dòng sau mỗi kí tự) chọn Next và nhập 17 chữ số 1 ở hộp thoại tiếp theo như hình dưới. Next để tiếp tục http://codientu.org 12 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Chương 1. Cài đàt OrCAD - Nhập thông tin của bạn vào phần Name và Company. Next để tiếp tục. Chọn Yes ở cửa sổ tiếp theo: - ở hộp thoại tiếp theo, có 2 tùy chọn: Typical nếu cài đặt các thành phần chung của OrCAD, Custom để setup các ứng dụng cần dùng. Chọn Next để tiếp tục http://codientu.org 13 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD - Quá trình cài đặt bắt đầu, - Chọn Yes ở 2 hộp thoại tiếp theo - Và cuối cùng nhấn Finish để hoàn tất . http://codientu.org Chương 1. Cài đàt OrCAD 14 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Quá trình cài đặt phần mềm OrCAD 9.2 đã xong. Nhưng đừng vội mở phần mềm lên, nó vãn chưa chạy được, ta phải tiến hành Crack đã: - - Chương 1. Cài đàt OrCAD Tìm đến file PDXOrCAD.exe trong thư mục Crack của CD Click chuột phải và chọn thẻ Properties, chuyển qua Tab Compatibility và chọn như hình dưới ( nếu là win 7, còn win XP thì bỏ qua bước này ). Click Appy để hoàn xác nhận Xuất hiện hộp thoại của phần mềm Crack PDXOrCAD Chọn đường dẫn đến thư mục đã cài đặt OrCAD , ở đây tôi cài lên ổ C có đường dẫn là C:\Programm Files\Orcad\. Nhấp chọn Apply để thực hiện. Nếu xuất hiện dòng thông báo “ Fixed Patch – Success: All patches applied “ như hình thì quá trình cài Crack đã thành công, nếu xuất hiện thông báo lỗi thì hãy kiểm tra lại các bước trên xem đã đúng chưa. http://codientu.org 15 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Chương 1. Cài đàt OrCAD Vậy là đã cài hoàn tất cài đặt phần mềm OrCAD 9.2 ( Lưu ý: Mỗi phiên bản có một cách cài đặt và Crack khác nhau ). Khởi động chương trình OrCAD lên và khám phá. http://codientu.org 16 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Chương 2. OrCAD Capture Chương 2: Vẽ mạch nguyên lý bằng OrCAD Capture 2.1 Tổng quan về OrCAD Capture OrCAD Capture là phần mềm vẽ mạch nguyên lý rất mạnh , với thư viện phong phú, thao tác đơn giản, dễ chỉnh sữa và tìm kiếm. Trong phần này tôi sẽ hướng dẫn khái quát để mọi người có thể tiếp cận và sử dụng phần mềm này. Từ khởi động , tạo một bản thiết kế, lấy linh kiện, thay đổi thông số linh kiện, đi dây, hoàn thành mạch nguyên lí đến việc tạo thư viện linh kiện cá nhân để tiện cho việc sử dụng về sau. 2.2 Vẽ mạch nguyên lý bằng OrCAD Capture 2.2.1 Khởi động OrCAD Capture Khởi động OrCAD với chương trình Capture( hoặc Capture Cis ): C1. Start -> AllPrograms-> Orcad Family Release 9.2 -> Capture ( Capture Cis ) C2. Click vào biểu tượng trên màn hình Desktop Màn hình làm việc của Capture như sau: 17 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Chương 2. OrCAD Capture 2.2.2 Tạo một Project mới 2.2.2.1 Tạo Project mới: Để tạo một project bạn có thể làm như sau: • Chọn menu File -> New -> Project. • Hoặc chọn nút lệnh Create document Hộp thoại New project hiện ra, nhập tên project trong phần Name ( Theo tôi mỗi 1 Project bạn nên lưu vào 1 thư mục riêng vì trong orcad 1 project có thể tạo ra rất nhiều file )và đường dẫn đến vị trí lưu project trong phần Location 18 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Chương 2. OrCAD Capture Click vào nút Browse để chọn đường dẫn cho project Nếu muốn tạo một thư mục con để chứa các file trong project của bạn, nhấp chuột vào Create Dir... Nhập tên thư mục muốn tạo vào phần Name trong hộp thoại Create Directory. OK để xác nhận Màn hình của OrCAD Capture như sau: 19 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Chương 2. OrCAD Capture 2.2.2.2 Thiết lập kích thước và cài đặt ban đầu cho bản vẽ: Khi bắt đầu vẽ một Schematic chúng ta nên chọn menu Options -> Preference đặt các thuộc tính tùy chọn riêng chi người thiết kế về màu sắc hiển thị của Wire, Pin …tọa độ lưới vẽ trong trang thiết kế. Hộp thoại Preferences như sau: -Chọn lớp Color/Print: hiện các gam màu để gán cho từng đối tượng trong trang sơ đồ mạch nguyên lí như: màu nền của background, pin linh kiện, tên linh kiện, bus, đường kết nối các thành phần, lưới vẽ, giá trị linh kiện, text, … 20 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Chương 2. OrCAD Capture -Chọn lớp Grid Display: Hiện/ không hiện ô lưới được thể hiện bằng những dấu chấm trong các trang thiết kế hoặc sửa đổi linh kiện. Mục đích của lưới là giúp chúng ta đặt linh kiện & sắp xếp so cho hợp lí & chính xác nhất -Chọn lớp Pan and Zoom: hiện khung thoại chứa các giá trị để thay đổi tỉ lệ thu phóng hay thu nhỏ các đối tượng trong trang thiết kế sơ đồ mạch. 21 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Chương 2. OrCAD Capture -Chọn lớp Select: hiển thị khung thoại liên quan đến việc lựa chọn các thành phần trong trang sơ đồ nguyên lý. -Lớp Miscellaneous: chứa những thành phần hỗ trợ cho việc gán các thuộc tính các đối tượng trong trang thiết kế. Ngoài ra nó còn có chức năng rất quan trọng là tự động hiển thị số thứ tự của loại linh kiện được lấy ra ( Automatic reference placed part ) & bắt tay chéo với Layout ( thẻ Intertool Communication ) rất hữu dụng trong việc sắp đặt các footprint linh kiện tùy thích của người thiết kế nhằm tránh trường hợp các linh kiện sắp xếp không theo ý muốn. Chức năng này chỉ có tác dụng khi mở cả Capture & Layout và xử lý cùng chung thiết kế. 22 Tải về bản full