2. Программы для проектирования

[ZuykovAV MEPhI]

Для рисования схем и проектирования печатных плат существует большое количество разнообразных систем автоматизированного проектирования (САПР, англ. CAD). Большинство из них построено по одной общей схеме, это и не удивительно - одинаковые задачи решаются одинаково. Большие системы, позволяющие пройти весь путь моделирования и проектирования, как правило, являются платными и стоят довольно много.
Наша задача сейчас – не изучить какую-то конкретную САПР, а получить представление об общих этапах проектирования на доступных примерах. И, конечно, использовать эти знания на практике. Ведь САПР – это инструмент современного инженера-электронщика, как дрель - для строителя. Инструментов разных марок много, а принцип работы одинаков.



Придется также подтянуть английский язык – большинство систем англоязычные, а перевод не всегда передает смысл оригинала.
Программа, позволяющая вносить изменения в какую-либо область проекта, называется “Редактор” (англ. Editor). Т.е. можно выделить редактор схем, редактор печатной платы, редактор библиотек, редактор файлов для изготовления плат. Практически все редакторы позволяют выполнить только часть работы из полного проекта, если остальные части не нужны.
В рамках работы с одной САПР весь маршрут проектирования уже заложен разработчиками системы, остается лишь изучить основные команды в меню программы. Удобство работы в разных системах во многом дело привычки. К сожалению, очень редко файлы от одной САПР можно напрямую использовать в другой САПР. Все разработчики хотят заработать на своем продукте.

Для самых любопытных некоторые бесплатные системы и программы:
http://ru.wikipedia.org/wiki/KiCad (ссылка на сайт в конце страницы)
http://www.freepcb.com/
http://sourceforge.net/apps/mediawiki/t ... le=TinyCAD
http://www.diptrace.com/education.php (есть также бесплатная версия)

По разным причинам рекомендуемый вариант будет уточнён в понедельник-вторник следующей недели. После уточнения, по выбранному варианту можно будет задавать вопросы и получать ответы.

[ZuykovAV MEPhI]

Итак, обратите внимание на пакет программ DipTrace http://www.diptrace.com



Для не коммерческого использования и образовательных целей существует бесплатный вариант с несколько ограниченными возможностями.
Загрузка со странички http://www.diptrace.com/download.php



На страничке http://www.diptrace.com/language.php “Regional versions” есть русификатор и учебник на русском языке в формате pdf.



Установка DipTrace стандартная: запустить .exe файл, указать место для установки.
Для русификатора необходимо указать место, где установлен DipTrace.

Мы будем периодически выкладывать рекомендации общего характера по проектированию схем и плат, а также пошаговые инструкции конкретно по работе в DipTrace.

Вопросы задавайте на форуме.

[SAPRvmeste]

При проектировании схем можно выбрать один из трёх типов единиц измерения изображения.
Inch – дюймы
mil – мил — 1/1000 дюйма
mm – миллиметры

1 дюйм = 25.4мм, 1 мил = 0.0254мм

Поскольку в мире преобладают американские программы, большинство компонентов в готовых библиотеках нарисованы в mil. Обычно изображения компонентов рисуют так, чтобы их выводы лежали в узлах сетки, кратной 100mil. Не надо заниматься пересчётом дюймы-милы-миллиметры при создании и использовании изображения компонента. Тип единиц измерения рисунка схемы не имеет никакого значения для последующего рисования печатной платы. Желательно в одном проекте использовать компоненты, созданные только в одном типе единиц. Или милы, или миллиметры. Это позволит легко и красиво соединять выводы изображений компонентов, т.к. все они будут попадать точно в узлы сетки.

[SAPRvmeste]

Попробуйте подключить библиотеку компонентов к программе DipTrace и нарисовать схемы своих проектов.
1. Разархивируйте файл с библиотекой компонентов Zadanie5_1.zip -> Zadanie5_1.eli.
2. Запустите DipTrace Schematic.
3. Выберите закладку Библиотека / Подключение библиотек.
4. Снимите галочку Автоподключение из директории.
5. Выберите кнопку Добавить с диска



6. Выберите файл Zadanie5_1.eli и нажмите кнопку Открыть.
7. Закройте окно подключения библиотек кнопкой Закрыть

[SAPRvmeste]

На разных схемах часто встречаются отличия в изображении одних и тех же логических элементов.
Это связано с разными стандартами на условные графические изображения (УГО) в разных странах.

Таблица 1. Условные графические обозначения и выполняемые логические функции элементов.



В первом столбце таблицы показаны некоторые обозначения в соответствии с ГОСТ, который применим в России. Похожий стандарт DIN (Deutsche Ingenieuring Normen - немецкий инженерный стандарт) используется в странах Европы. Второй столбец соответствует стандарту ANSI, разработанному Американским национальным институтом стандартизации (American National Standart Institute)

Входы логического элемента рисуют слева, выходы – справа. Обозначения внутри прямоугольников соответствуют выполняемой логической функции. Кружочек означает инверсию сигнала. Как правило, в рамках одного проекта используют УГО из одной системы стандартизации.

Литература:
1. Информатика. Технические средства : учеб. пособие / В.И. Пономаренко, Е.Е. Лапшева. – Саратов : Научная книга, 2009.
2. ГОСТ 2.743—91 Единая система конструкторской документации. Обозначения условные графические в схемах. Элементы цифровой техники.

[KovalchukDV 1523]

А как добавить элементы, которых нет в списке Задание 5? В частности, хотелось бы добавить К155ЛН1, ЛЕ1, ЛИ1, ЛЛ1.

[SAPRvmeste]

Пришло время самостоятельно создать библиотечный элемент.

Сначала найдите информацию об УГО компонента и соответствующей этому изображению упаковке в корпус. Например, на сайте http://www.chipinfo.ru закладка Документация - пункт меню Микросхемы - Отечественные микросхемы серия 155 . Выберем К155ЛН1.

Условное графическое обозначение (УГО)



Всегда старайтесь найти альтернативный источник информации, чтобы проверить полученные данные. К сожалению, даже в уважаемых справочниках встречаются опечатки, из-за которых ваша схема в лучшем случае не заработает. А в худшем даже может выйти из строя.

Запустите программу «Component Editor» (Редактор компонентов) из пакета DipTrace.
Это можно сделать либо через кнопку «Пуск»-Программы-DipTrace- Component Editor , либо прямо из DipTrace\Schematic выбрав пункт меню Программы-Редактор компонентов.

Начальные установки.
На закладке Вид установите галочки напротив пунктов Свойства компонента, Стандартные, Объекты, Показывать комментарий. Отметьте галочкой в пункте Вид-Единицы измерения позицию mil. В пункте Вид-Номера выводов позицию показать. Установите шаг сетки 100 mil.



Самый простой способ сделать новый компонент — это изменить уже существующий.

1.Сначала подключим библиотеку с нашими компонентами: Библиотека — Открыть - Zadanie5.eli

2.Выберем компонент ЛА3. Чтобы его не испортить, сделайте его копию, щелкнув правой кнопкой мыши на условном графическом обозначении (УГО) в левой верхней части экрана и выберите пункт «Дублировать компонент»



3.Изменим поля название компонента и значение компонента на К155ЛН1.



4.Установите курсор мыши на выводе 2 изображения компонента. Не отводя курсор мыши с изображения кликните правой кнопкой. Удалите выделенный объект изображения через открывшееся меню. ИЛИ кликните левой кнопкой мыши на выводе 2 для его выделения и нажмите кнопку «Delete» на клавиатуре.



5.Передвиньте мышью вывод 1 вниз на 100 mil (один шаг). Затем левой кнопкой кликните 2раза по выводу 3 и измените его номер на 2. ИЛИ используйте всплывающее по клику правой кнопки меню, пункт «свойства вывода».



6.Измените надпись в поле изображения. Используйте всплывающее по клику правой кнопки мыши меню.



7.Повторите действия п.3-п.6 для всех секций компонента Part1-Part4. В каждой секции не забывайте изменять номера всех выводов согласно справочным данным.



8.На закладке секции компонента (например VCC_GND) кликните правой кнопкой мыши и выберите пункт «вставить» (или «добавить»). Появится секция 5. Так же добавьте секцию 6.



9.Скопируйте во вновь созданные секции изображение из предыдущих секций. Делаем: меню Правка-Выделить всё (Ctrl+A). Затем Правка-Копировать (Ctrl+C). Перейдите в секцию 5. Правка-Вставить (Ctrl+V). Необходимо выровнять компонент: Правка-Центрировать (Ctrl+Alt+C). Повторите действия Вставить и Центрировать для секции 6.

10.Измените номера выводов для новых секций.

11.Кликните на кнопке «Корпус» или на значок треугольника в левом нижнем углу окна Свойства компонента. В открывшемся окне привязки условного графического обозначения секций компонента к корпусу проверьте правильность создания компонента, поочерёдно выбирая все секции.



12.Сохраните проделанную работу командой Библиотека-Сохранить.

[KovalchukDV 1523]

Можно ли нарисованную схему в DipTrace импортировать в какую-нибудь программу моделирования, например в Multisim?

[SAPRvmeste]

Большое количество программ моделирования базируется на основе SPICE.
http://ru.wikipedia.org/wiki/SPICE

Разработчики DipTrace рекомендуют в своём руководстве пользователя программу LT Spice.
Версию программы LTspice IV можно скачать со странички http://www.linear.com/designtools/software/#LTspice

Multisim также имеет SPICE основу. Но более подробно о моделировании попробую рассказать позже. Надо запастись знаниями.

[VVZ]

Пример проектирования односторонней печатной платы (задание 2, схема 4).
При выполнении работы обращайте внимание на расстановку элементов, на отсутствие проводников между выводами микросхемы.



Кто не выслал по почте 7 июня задание по проектированию печатной платы, следует выполнить проектирование другой схемы (задание 2, схема 7).
Разъём X1 должен устанавливаться по указанным размерам.