课件第一讲OrCAD概述及电路图的绘制(“电路”相关)共112张

电路计算机辅助设计

OrCAD

王新宇新主楼：G0607房间电话程内容绪论第一章电路图绘制与电路图的后处理第二章

PSpice软件与模拟电路特性仿真第三章数字电路仿真分析第四章印刷电路板（pcb）的设计

OrCAD绪论一、电路设计的基本过程二、CAD和EDA技术三、EDA的优点四、OrCAD概述五、本课程的任务OrCAD一、电路设计的过程1.传统的设计方法

设定方案—作出电路图—焊接电路图—测试—修改电路—反复—确定—绘制印制板图（绘图工具）—制做印制板（工艺流程）

耗时、费力、损失材料，需要一个具有完备的仪器仪表的电子线路实验室。

绪论OrCAD2.现代设计方法（计算机辅助设计《电子CAD》）

用计算机绘制电路图—分析电路性能—反复—优化设计—统计分析（检验设计误差及成品率情况）—确定—设计PCB图（印制板图）—加工印制板（送工厂加工、直接用刻制机刻制）

仅需要一台微机及一个电路设计CAD软件，从而缩短了设计周期、降低了设计成本、提高了设计质量，极大地促进了电子行业的发展。绪论计算机辅助设计(CAD：ComputerAidedDesign）：就是在电子线路设计过程中，借助于计算机来迅速准确的完成任务。由设计者根据要求进行总体设计并提出具体的设计方案，然后利用计算机对设计方案进行模拟评价、设计验证和数据处理等工作，发现有错误或者方案不理想时，再重复上述过程。由人和计算机通过

CAD工作模式共同完成电子线路的设计任务。二、CAD和EDA技术电子设计自动化(EDA：ElectronicDesignAutomation）：CAD技术本身是一种通用技术，在机械、电子、汽车、建筑、甚至服装等各行各业中均得到了广泛应用。在电子设计领域，CAD技术不但应用面广，而且发展迅速，设计技术逐渐从CAD向DA过渡，一般统称为电子设计自动化，即EDA技术。绪论计算机辅助设计CAD（CAD：ComputerAidedDesign）(70-80年代）电子设计自动化EDA（EDA:ElectronicDesignAutomation）(90年代以后）EDA技术伴随着计算机、集成电路、电子系统设计的发展，经历了三个发展阶段：计算机辅助工程CAE（CAE:ComputerAidedEngineering

）(80-90年代中期）绪论三、EDA的优点缩短设计周期节省设计费用提高设计质量共享设计资源数据处理能力强绪论四、OrCAD

1.发展简史1972年美国加州大学伯克利分校推出SPICE（SimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasis）；1988年SPICE被定为美国国家工业标准；美国Microsim公司在SPICE2G版本上升级并用于PC机上形成PSPICE；1998年ORCAD公司与Microsim公司正式合并，Microsim公司的PSPICE产品正式并入ORCAD公司的商业EDA系统中。2000年，OrCAD公司被益华计算机（CadenceDesignSystem,Inc.）收购，并推出。绪论

2.OrCAD的基本功能

工业标准原理图设计（OrCAD/CaptureCIS）数模混合信号仿真（OrCAD/PSpiceAD）波形显示与特征值分析（PSpiceProbe）

仿真优化设计（Optimizer）建立与管理器件模型设计信号源设计PCB图（OrCAD/LayoutPlus）绪论3.OrCAD的系统结构CaptureCIS设计电路图PspiceA/D仿真分析Optimizer优化设计LayoutPlusPCB布线系统构成框图绪论五、本课程的任务及课时安排课程任务：该课程主要是以学习Cadence公司的OrCAD软件的基本操作和使用为主，掌握电路原理图的设计；电路原理图的仿真分析；以及印刷电路板图的设计等。课程安排：总学时：32理论学时：10实验学时：22（11次）学分：2授课周数：3-15周周授课次数：双周1次（周三）

单周2次（周一、周三）绪论绪论实验安排：参考书：1.李国洪,电子CAD实用教程（基于）,机械工业出版社.2.贾新章,OrCAD/PSpice9实用教程,西安电子科技大学出版社.第一章电路图绘制与电路图的后处理1.1电路原理图的绘制1.2电路原理图的编辑修改1.3电路元素属性的编辑修改1.4电路图的显示与打印1.5电路图的后处理1.1电路原理图的绘制一、OrCAD/CaptureCIS软件

1.OrCAD/CaptureCIS软件的构成项目管理模块ProjectManager绘图模块PageEdit后处理工具器件库Library器件编辑模块PartEditorCIS网络数据公司数据物料管理电路图多种格式电连接网表文件统计报表其它CAD软件

2.基本的名词术语

设计项目（Project）电路图页（SchematicPage）层次电路图(SchematicFolder)

电路图设计（SchematicDesign）电路图设计结构（SchematicStructure）电路设计专用元器件符号库（DesignCache)

单页式电路设计（OneDesign）拼接式电路设计（FlatDesign）分层式电路设计（HierarchicalDesign）

电路图基本组成元素（Object）结点（Junction）元器件编号(PartReference)

元器件值（PartValue）总线引入（BusEntry）端口连接符号（OffConnector)

网络别名/节点别名（NetAlias）图纸标题栏（TitleBlock）电路元素属性参数（Property）图幅分区（GridReference）标签（Bookmark）二、电路图编辑器（PageEditor）启动OrCAD/CaptureCIS新建设计项目（Project）

新建一项目打开的原理图绘制面板

选择开始菜单中的程序：启动OrCAD/CaptureCISCapture主要窗口界面项目管理窗口（ProjectManager）电路图编辑窗口（PageEditor）对话日志窗口（SessionLog）Capture有三个主要工作窗口Capture平台的file菜单项Project:建立新项目Design:建立新PCB文件Library:建立新器件库文件VHDLFile:建立新VHDL文件TextFile:建立新文本文件PspiceLibrary:进入Pspice器件模型编辑界面对于新建的工程，应选择Project,而后进入

在菜单栏中选择file>new>Project：AnalogorMixed-signalCircuit

本工程以后将进行数/模混合仿真PCBoardWizard

本工程以后将用来进行印刷版图设计ProgrammableLogicWizard

本工程以后将用于可编程器件的设计(在版本已经不支持)Schematic本工程只进行原理图设计Name：ThenameofprojectLocation：Thesavepathofproject新建设计项目（Project）

项目管理器行为纪录工具栏项目名电路图编辑窗口设计资源电路根层次及页面子层次及页面设计缓存（本电路涉及的器件）器件库输出文件DRC报表电连接网表器件报表PSpice资源文件相关章节介绍绘制电路图的基本步骤：三、绘制电路图（单层单页图）1.放置元器件点击Placepart快捷按钮或点击place>part点击partsearch…按钮，调出下面的器件搜索对话框：选中原理图编辑窗口，出现工具栏开始放置导线可以有三种方法

A、菜单Place>Wire…C、用热键WB、按工具栏上的键.在导线起点处，点一下鼠标左键后松开导线需要转弯时，可以点一下鼠标左键在导线结束接点上，点一下数鼠标左键，再点右键执行endwire命令。2.连线任意角度连线的绘制先按下shift键，再移动光标即可

电气连接的结果×√×√3.放置结点、结点名结点：电路上电气相连的交点为结点结点名：

N+数字编号与结点相连的元器件引出端名用Placeoffconnector放置的结点名用Placenetalias放置的结点名选中原理图编辑窗口，使工具栏出现开始放置结点可以有三种方法

A、菜单PlaceJunction…B、按工具栏上的键.

C、用热键J在需要结点的地方，可以点一下鼠标左键就可以放置一个结点。4.放置电源和地从source库中选择需用的电源（source库的电源有真正的意义）1.直接接于电路2.用Placenetalias连接3.用Placeoffconnector连接4.从CAPSYM库中取电源符号

接地（source库的地有真正的意义）用PlaceGround取用接地符号端口连接用2、3项原理图上power或GND的网络名称Power及GND的种类5.放置网络名称/节点名称点击placenetalias按钮，调出placenetalias对话框，在alias对话框中输入要定义的名称，然后点击OK退出对话框，把鼠标移动到你要命名的连线上，点击鼠标左键即可。注意：数据总线与数据总线的引出线一定要定义网络名称。选中原理图编辑窗口，出现工具栏开始放置端口连接符可以有二种方法

A、菜单Place>OffConnector…B、按工具栏上的键.6.放置端口连接符(OffConnector)7.图纸标题栏的绘制1.直接选中相关项目修改。2.选中后双击出现属性设置框，设置相关内容。3.执行Option/DesignTemplate出现设置框，在TitleBlock中输入TitleBlock0~15中任一项，可选中不同的图纸标题栏。8.总线的绘制选中原理图编辑窗口，使工具栏出现开始放置总线可以有三种方法

A、菜单PlaceBusB、按工具栏上的键.

C、用热键B总线名的设置基本格式：总线名[m..n]/[m:n]/[m-m]

注：总线名的最后一个不能为数字

n不一定大于m如：ADD[0..7]Bus2r[0:15]实例演示：../9.总线引入线的绘制电路图可分为单个图层(单层)或多个图层（分层）绘制每个图层含单个或多个绘图页面单层单页：含一个图层一个页面多页：含一个图层多个页面分层电路图按结构分为多层组合各层由电路框图及下层子电路组成。

简单分层：子电路框图对应各自的下一层子电路。复合分层：多个子电路框图对应同一个下层子电路。子电路框图框图下层子电路10.子电路框图的绘制实例演示：../点击PlaceHierarchicalBlock，调出如下对话框：子电路框图在原理图上的编号指定该子电路框图之下一层次子电路的名称。该参数显示在框图的左下方。设置下一层次子电路所在的路径，缺省同其所属的框图在同一路径。该子电路框图下一层次子电路的类型：SchematicViewVHDLEDIFProjectPspiceModelPspiceStimulusPrimitive：指定该子电路框图的属性，非基本构件选No，基本构件选Y，采用Design环境设置的参数选Default。基本构件

该元器件或子电路框图不再有下一层次框图，生成电连接网表时只涉及到电路的基本构件为止。非基本构件该元器件或子电路框图还有下一层次的子电路框图或子电路。子电路框图编号Referrence下层子电路或框图名ImplementationName引出端Name：引出端名称，总线信号要符合总线名称的规定Width：设置信号位数

Scaler为一般电信号

Bus为总线信号Type：信号类型，下拉菜单定义如下：

Input：输入端

Bidirectional：双向引出端

Output：输出端

OpenCollector：集电极开路输出端

Passive：引出端为无源端，无方向

3state：3态输出端

OpenEmitter：发射极开路输出端

Power：引出端为电源端UserProperty：引出端属性编辑，选项同前。框图选中状态执行命令（Place/HierarchicalPin）放置引出端简单分层电路—框图与子电路放置好层框后，接下来就是放置层的管脚。放置层管脚时，必须保证阶层被选中。点击PlacePin，调出下示对话框：对于数字电路，阶层管脚是否数字总线层管脚的名字层管脚的类型调出选中的一个或多个器件属性设置框该参数显示在框图的左下方。3state：3态输出端共632个零件，存放汇流排驱动IC，如74LS244，74LS373等数字IC。电路图设计结构（SchematicStructure）1972年美国加州大学伯克利分校推出SPICE（SimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasis）；共816个零件，存放连接器，如4HEADER，CONAT62，RCAJACK等。Capture的环境参数设置，结果保存在Capture.调入并转换EDIF、PDIF及版本8以前的文件。4电路的显示和打印AnalogBreakoutSourceSourcestmspecial新建设计项目（Project）激活项目管理器中的DSN文件（Preference_TextEditor）复制（Copy）

选中后按Ctrl键—拖动到需要的地方放置端口：

点击PlaceHierarchicalPort(或placeOffconnector)放置端口(或分页图纸间的接口)，调出如下对话框：库中的器件图纸上的名称11.添加文字(placetext)点击placetext…按钮，系统弹出如下对话框：更改文本的字体及颜色如果文本要分行，请按Ctrl+Enter键12.绘制电路图—器件库器件库名器件类型器件库名器件类型740074系列MAGNETIC磁芯库74LS74LS系列MACXIMMACXIM公司74HC74HC系列MOTOR摩托罗拉公司器件Analog非商品化通用器件OPTO光电器件ANLG_DEV美国AD公司器件OPAMP运算放大器Bipolar双极性晶体管PWRBJT功率BJT晶体管Breakout特殊需要的器件PWRMOS功率MOS场效应关BURR_BRN美国BurrBrown公司器件XTAL晶振CD4000CMOS4000系列source激励源DATACONVAD/DA转换器件sourcstm可编辑激励源符号库DIODE二极管special特殊符号库DIG_ECL射极输出电路TEX_INST美国TI公司器件JFET结型场效应管THYRISTR可控硅LIN_TECH线性运算放大器MIX_MISC电机、继电器器件库分类：(1).非商品化器件AnalogBreakoutSourceSourcestmspecial(2)商品化器件以器件名命名以公司名命名器件及符号：library是器件库，含器件及符号。

PSpice库的器件有仿真模型用于仿真的器件要取自PSpice文件夹CAPSYM库:电源符号（Power)、接地符号(Ground)、电连接标示符（OffConnector)、子电路框图端口符号（HierarchicalPort)、标题栏（TitleBlock)四、系统菜单及工具栏1.File将当前电路中选中的单元存入库文件从存放单元电路文件中调入电路单元调入并转换EDIF、PDIF及版本8以前的文件。将文件转换为EDIF及DXF（Autocad）格式。2.Edit选中全部元素调出选中的一个或多个器件属性设置框调用CIS调出选中器件的PartEdit窗口调出选中器件的模型参数编辑窗口对于从sourcstm库的激励源符号，调出StmED模块，进入人机交互方式建立信号波形。将在电路图上选定的几个器件设为一组，可嵌套。关闭窗口，分组解除。解除分组关系。3.View显示上一层次电路。显示下一层次电路。坐标指向指定位置。设定显示倍率。设置工具及状态栏是否显示。坐标网格图副分区是否显示。显示CIS窗口4.Place调出器件库调用互联网上器件库互连线总线电连接节点总线引入线节点名电源地端口标识符分层电路中的子电路框图分层电路中的子电路端口标识符分层电路中的子电路框图引线端浮置图纸标提栏图中标签绘制几何图形调用.bmp文件中存放的图片5.Micro配置宏运行宏记录绘图动作过程，生成新宏。6.PSpice建立新的仿真文件编辑当前激活的仿真文件运行仿真显示仿真结果显示输出文件建立电连接网表显示网表放置优化参数设置窗口运行优化选择测试数据的探头显示偏置点7.Accessories用于Capture扩展的外部软件8.OptionCapture的环境参数设置，结果保存在Capture.ini文件中。设置与设计项目有关的信息，结果只影响新的设计项目。OrCAD的产品配置，修改已完成项目的配置参数。设置与绘图页面有关的参数，结果只影响当前页面。环境配置环境配置有四个层次Option/Preference_Capture的环境配置，作用于Capture的各个模块。Option/DesignTemplate_新建项目的环境配置，只作用于新开始的项目。Design/Properties_修改已完成项目的环境参数。SchematicPageProperties_修改当前项目中电路图页面的参数。选色框在Capture环境执行命令Option/Preference用于打印配色元素图页栅格器件符号编辑栅格显示栅格栅格风格(点、线)坐标在格点上移动（Preference_GridDisplay）（Preference_PanandZoom）设置图形缩放倍率设置屏幕滚动幅度（Preference_Select）矩形框选择时，选中线框包含且相交元素只选中线框包含内元素移动过程显示包含元素数（Preference_Miscellaneous）绘图页面器件编辑页面闭合曲线内的填充方式线条的宽度和模式线条颜色，缺省为color页的摄制。Sessionlog的字体设置设置绘图页面的文字自动恢复，设置时间将页面信息存入Temp/Autosave中的.amp中，用以发生意外后的恢复。器件编号自动排序与其它软件包的通讯（Preference_TextEditor）设置VHDL文本参数环境配置—新建项目的配置(DesignTemplate)

该项设置只对新建的设计项目起作用，所作的配置对当前已建立的项目不起作用。只是作为一个设计模板，作为新建设计项目的模板。(DesignTemplate_Font)项目字体(DesignTemplate_TitleBlock)图纸标题单位名称单位地址文档编号修改版本号注册号图纸标题栏形式，有0~15个标号共16种符号，存放在capsym中，此处直接输入相应符号即可。(DesignTemplate_PageSize)图纸标准以英寸为单位以毫米为单位各规格尺寸器件引线间及图纸栅格间的最小间距(DesignTemplate_GridReference)图纸分区设置水平方向分区数设置垂直方向分区数确定分区号是数字或字母确定从左上角向右分区号增加或减小。分区框线宽度确定图纸边框线、标题栏、图幅分区是否显示或打印。美国标准化协会关于图幅分区的规定。(DesignTemplate_Hierarchy)子电路框图器件基本构件非基本构件基本构件或非基本构件的缺省设置(DesignTemplate_SDTCompatibility)与SchematicDesignTools文件的兼容设置(DesignProperties)激活项目管理器中的DSN文件执行Option/DesignProperties命令出现修改标签页修改当前项目的配置(DesignProperties—)修改配置，方法如前述。(DesignProperties)修改配置，方法如前述。(DesignProperties)选择日期格式，用于图纸标题栏。显示数字电路中的电源线。页面配置的修改

（SchemayicPageProperties）激活页面显示窗口中要修改的页面，执行Option/SchematicPageProperties命令，修改选中页面的配置参数。修改结果只作用于当前页。修改选定页面的配置（SchemayicPageProperties）（SchemayicPageProperties）（SchemayicPageProperties）建立时间修改时间页号9.Windows已打开的窗口，点击将其显示在最前面。10.基本工具栏SaveNewCutPasteRedoZoomtoRegionAnnotateDRCOpenPrintCopyUndoMostRecntlyUseZoomOutBackAnnotateCreateNetlistZoomInCrossRefereneZoomtoAllBillofMaterialsSnaptoGridProjectManageHelpTopies11.专用绘图工具栏五.绘制电路图的基本知识和技巧元器件编号符号比例因子名称F10-15飞，femtoP10-12皮，picoN10-9纳，nanoU10-6微，microMIL25.4×10-6密尔，milM10-3毫，milliK103千，kiloMEG106兆，megaG109吉，gigaT1012太，tera时间：S，秒电流：A，安培电压：V,伏频率：Hz,赫兹电阻：

，欧姆电容：F,法拉电感：H,亨利功率：W,瓦特绘制电路图—数值及单位

1.2电路原理图的编辑修改一、电路元素的选中单个元素的选中

单击2.多个元素的选中

Ctrl+单击……二、电路元素的移动保持连接关系的移动

选中并拖动2.单独的移动

选中Alt+拖动三、电路元素的删除（Delete）和复制(Copy)删除（Delete）

选中后按Delete键2.复制（Copy）

选中后按Ctrl键—拖动到需要的地方四、UndoRedo和RepeatUndo:“操作”的撤消Redo:“操作”的恢复Repeat:“操作”的重复执行1.3电路元素属性参数的编辑修改1、用鼠标双击元件需要编辑的属性，激活编辑窗口2、用鼠标双击元件本身，激活编辑窗口3、在元件上点击鼠标右键，从弹出的菜单中选择编辑属性4、选中元件后，选择菜单EditProperties…一、属性参数编辑窗口属性参数用以表示电路元素的相关信息，只有个别元素没有属性参数，如电连接结点。属性参数分为两类

固有属性：是Capture运行时必要的参数，如器件编号、字体、信号源的数值等。部分可以修改设置值，但不能删除属性参数项。用户定义属性：是用户根据需要为电路元素定义的属性，与固有属性有同样的功能。不同的电路元素具有不同的属性参数项。器件属性标签节点属性器件引线属性图纸标题栏属性建立新属性项属性用于电路图属性项的显示性能删除属性参数值过滤器参数值：具体参数值，如电阻为阻值等90K。器件型号名，如三级管Q2N696。器件名，如正弦信号源VSIN。器件在图纸中的编号。器件模型的类型。器件的模型名，一般同Value值，商品化器件由系统添入。器件模型的路径，系统默认路径不显示。斜字体内容不修改Capture自动添入，一般不修改属性标题栏添加器件属性项根据需要添加元件的属性例如1、添加元件的价格属性2、添加元件的库存属性3、添加元件的购买地点增加属性项示例点击属性编辑框的New输入属性名Ok后建成新属性项二、属性参数的显示属性编辑对话框有一些简单的属性参数：用鼠标双击元件需要编辑的属性，激活编辑对话框选中元件后，选择菜单EditProperties…部分可以修改设置值，但不能删除属性参数项。注：总线名的最后一个不能为数字共177隽慵娣畔冉瘸鲎柿显荽嫫鳎?0105，SN74LS232。Name：引出端名称，总线信号要符合总修改配置，方法如前述。放置好层框后，接下来就是放置层的管脚。3、在元件上点击鼠标右键，从弹出的菜单中选择编辑属性确定图纸边框线、标题栏、图幅分区是否显示或打印。贾新章,OrCAD/PSpice9实用教程,西安电子科技大学出版社.（SchemayicPageProperties）1972年美国加州大学伯克利分校推出SPICE（SimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasis）；电路图页（SchematicPage）设计规则检查（DRC:DesignRuleCheck）电路图可分为单个图层(单层)或多个图层（分层）绘制器件的模型名，一般同Value值，商品化器件由系统添入。（Preference_PanandZoom）1.4电路的显示和打印一、电路的显示1.电路显示倍率的调整2.坐标网格点和图幅分区的控制坐标网格点的显示控制图幅分区的控制二、电路图的打印电路图绘制好后，通常还需要调用orcad/capture软件包中一组后处理工具，对绘制好的电路图进行各种处理，然后就可以对电路设计进行各种电路模拟仿真、PCB设计或供其他CAD软件调用。1.5电路图的后处理

一般电路设计的后处理包括：1、元器件自动编号（Annotate）;2、修改或更新电路图中一批元器件的属性参数;3、对电路连接关系进行设计规则检查（DRC）;4、生成供多种CAD软件调用的电连接网络表（Netlist）;5、输出各种报表;101一、电路设计后处理流程电路设计（第一阶段）元器件编号（Annotate）设计规则检查（DRC:DesignRuleCheck）元器件信息统计（CrossReference）（第二阶段）元器件属性参数更新（UpdateProperties）（第三阶段）（第四阶段）电连接网表文件（CreateNetlist）

统计报表生成（BillOfMaterials,BOM）1021、元器件编号的更新（Annotate）

在项目管理器窗口中，选中待进行元器件编号所在的一页或多页电路，或者整个电路设计，再选择执行Tool/Annotate命令，则出现如图所示对话框。更新范围选择更新方式选择调用和引用模式选择（仅分层式电路图涉及）元器件属性参数组合与封装每页图纸中元器件编号由1开始图纸编号保持不变1031042、设计规则检验（DRC）在项目管理器窗口中，选择执行Tool/DesignRuleCheck命令，则出现如图所示DRC对话框。其中ERCMatrix标签页是以阵列形式表示的检验标准。105更新范围选择更新方式选择工作内容的确定设置DRC检测后输出报告文件中包括的信息1063、电连接网表文件的生成（Netlist）

OrCAD/Capture软件与OrCAD/Layout、PSpice模块或其他CAD软件之间交换电路设计是通过电连接网表文件进行的。该文件描述了电路中包括的所有元器件、元器件属性参数及元器件相互之间的连接关系。在项目管理器窗口中，选择待生成电连接网络表文件的电路设计，选择执行Tools/CreateNetlist命令，则出现如图所示对话框。4、元器件报表的生成（CrossReference）元器件报表