ЭЛЕМЕНТЫ ПРИКЛАДНОЙ МАШИННОЙ ГРАФИКИ В СИСТЕМЕ P-CAD
Машинная графика становится все более доступным и популярным средством общения человека с ЭВМ. В настоящее время создано немало систем машинной графики, графических редакторов и пакетов прикладных графических программ, позволяющих успешно использовать средства машинной графики практически во всех сферах человеческой деятельности.
Наиболее широко применяемым средством при проектировании радиоэлектронной аппаратуры является пакет P-CAD.
Cистема P-CAD (Personal Computer Aided Design) предназначена для автоматизированного проектирования печатных плат. Данный пакет включает в себя средства, позволяющие пользователю создавать описания радиоэлектронных компонентов (РЭК), электрических принципиальных схем, задавать форму печатной платы, расставлять РЭК на плате как вручную, так и автоматически, а также производить трассировку печатной платы. Результаты могут быть выданы на принтер, плоттер, фотошаблон.
В данном руководстве рассматриваются вопросы использования одного из графических редакторов пакета - программы PC-CAPS в курсе "Машинная графика". 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОГРАММЫ PC-CAPS
Программа PC-CAPS предназначена для графического ввода и редактирования схем и библиотечных элементов для них (схемных символов) на персональном компьютере и является мощным диалоговым инструментом проектировщика. При этом обеспечивается работа с пользовательской библиотечной базой данных. PC-CAPS выполняет следующие основные функции: - создание и редактирование символов; - создание и редактирование схем.
PC-CAPS состоит из символьного и схемного процессоров. Символьный процессор позволяет пользователю создавать оригинальные (собственные) символы, на основе которых в дальнейшем создаются принципиальные схемы. Схемный процессор позволяет создавать разнообразные схемы из имеющихся символов. Программа поддерживает иерархию проекта, позволяя создавать схемы с иерархией, когда у схемы верхнего уровня иерархии символ сам является схемой, состоящей, в свою очередь, из символов более низкого уровня. Введенная с помощью PC-CAPS информация о созданных схемах запоминается в пользовательской базе данных, откуда извлекаются таблицы связей, необходимые для работы других программ системы P-CAD.
Главная зона показа предназначена для изображения редактируемой схемы или символа. Зона меню команд предназначена для меню и подменю команд схемного или символьного редактора. Зона текста предназначена для диалоговой связи между пользователем и программой. В этой зоне выводятся запросы значений различных переменных и параметров, а также выводятся сообщения об ошибках. Зона (строка) статуса показывает текущие параметры активной команды, включая активные слои, текущую координатную сетку, координаты курсора и другую информацию о выбранной команде. 1. 2. Координатная сетка.
Координатная сетка используется для упрощения процесса построения схем и символов в главной зоне показа. Пользователь определяет местоположение точки на экране установкой на это место графического курсора, имеющего вид перекрестья. Это место на экране автоматически передвигается к ближайшей точке экрана, разбитого сеткой на клетки определенных размеров. Размер клетки (шаг координатной сетки) определяется в единицах, равных сотым долям дюйма. Например, шаг сетки в 20 единиц соответствует 20/100 дюйма, или примерно 5 мм. Шаг сетки показан в строке статуса, там же отображаются текущие координаты курсора. Можно устанавливать шаг сетки от 1 до 200 единиц (по умолчанию 10). 1. 3. Функциональные клавиши
Функциональные клавиши на клавиатуре дублируют ряд команд (опций), вводимых с использованием "мыши", и позволяют осуществить быстрый доступ к параметрам строки статуса и другие функции. 1. 4. Структура слоев программы PC-CAPS.
В программе PC-CAPS используется развитая структура слоев. Она предназначена для удобного использования комплексной информации о проекте, хранящейся в базе данных. При редактировании схем использование слоев просто необходимо. F1 Позволяет посмотреть/установить слой F2 Позволяет посмотреть/установить текущий угол і F3 Позволяет назначать или изменять имя цепи при исполнении команды ENTR/WIRE F4 Позволяет именовать компонент при размещении совместно с командой ENTR/COMP F5 Позволяет ввести новый размер текста при использовании команд ввода текста F6 Позволяет посмотреть/установить текущую ориентацию текста (показ зеленым цветом символа F на строке статуса) F7 Позволяет сделать видимой/невидимой масштабную сетку F8 Позволяет управлять дискретноcтью передвижения курсора F9 Позволяет разместить курсор между главной зоной показа экрана и строкой статуса F10 Позволяет разместить курсор между главной зоной показа экрана и меню
Структура слоев, принятая по умолчанию, приведена в таблице 1. 2. Слои могут иметь любой из 15 цветов: - 1 - зеленый; - 2 - красный; - 3 - желтый; - 4 - синий; - 5 - голубой; - 6 - фиолетовый; - 7 - темно-серый; - 8 - темно-зеленый; - 9 - оранжевый; - 10 - коричневый; - 11 - темно-голубой; - 12 - морковный; - 13 - малиновый; - 14 - светло-серый; - 15 - зеленый.
Каждый слой имеет статус, который может принимать следующие значения: - OFF - не виден и не доступен для редактирования; - ON - виден, но для редактирования недоступен; - ABL - виден и может становиться активным; - ABL A - виден и активен.
При создании схемы рекомендуется использовать стандартные имена слоев, для возможности последующей обработки схемы другими программами системы P-CAD. 1. 5. Выбор команд.
Программа PC-CAPS использует меню команд для вызова редактирующих команд. Чтобы выбрать команду, пользователь передвигает графический курсор в зону меню команд и устанавливает его на нужную команду. При перемещении в зону меню или в строку статуса курсор приобретает вид прямоугольника, окаймляющего нужную команду или параметр в строке статуса. Затем пользователь нажимает клавишу BUT#1 (или пробел), и выбранная команда становится активной до тех пор, пока не будет выбрана другая команда (клавишей BUT#1), или отменена текущая выбранная (клавишей BUT#2). 1. 6. Команды выбора режима.
Редактор обеспечивает возможность работы пользователя в двух режимах, задаваемых командами: SYMB установить систему в режим редактирования библиотечных элементов (символов) - главное меню при этом изменяет цвет на красный; DETL установить систему в режим редактирования схемы - главное меню изменяет цвет на зеленый. По умолчанию после запуска программы PC-CAPS устанавливается режим DETL. 2. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
Лабораторные работы, содержащиеся в данном руководстве, позволяют получить практические навыки по использованию графического редактора PC-CAPS на примерах создания символьного описания элементов РЭУ и изображений электрических принципиальных схем. Лабораторная работа N 1. Создание символьного описания элементов в системе P-CAD
Цель работы: изучение методики создания символьного описания элементов с помощью графического редактора PC-CAPS.
Создание символьного описания элементов осуществляется в редакторе PCCADS системы проектирования P-CAD (режим SYMB). При использовании версии 4. 5 необходимо предварительно загрузить системный драйвер PALT. COM. Методика создания символьного описания элементов будет изложена на примере описания элемента К155ЛА3. Порядок выполнения работы.
1. Получить у преподавателя задание на подготовку символьного описания элемента.
2. Ознакомиться с основными командами графического редактора PC-CAPS по документации на систему P-CAD. 3. Подготовить программу к работе: - запустить программу PC-CAPS; - установить режим SYMB; - выбрать команду VLYR; установить в состояние ABL слои GATE, PINNUM, PINCON, REFDES, DEVICE, имеющие
следующее функциональное назначение (цифры после на именования слоя обозначают рекомендуемый цвет слоя): . _ 10 GATE 1 ABL - слой изображения компонента; PINNUM 2 ABL - слой хранения номеров выводов; PINNNAM 3 ABL - слой хранения имен выводов; PINCON 4 ABL - слой выводов; REFDES 5 ABL - слой конструкторских обозначений; DEVICE 6 ABL - слой хранения названия элемента.
4. Создать графическое изображение компонента (форма и размеры компонента должны соответствовать требованиям ГОСТов): - слой GATE сделать активным; - используя команды меню DRAW (DRAW/RECT, DRAW/LINE,
DRAW/CIRC и др. ) сформировать графический образ эле мента, при этом в строке статуса установить следую щие параметры: GATE - активный слой SOLID - сплошная линия ORTH - перпендикулярныe отрезки W: 0 - толщина линии 10: 10 - масштаб в единицах базы данных (DBU) S, G - зеленого цвета - для коррекции изображения использовать команды DEL, EDIT.
- выбрать команду DRAW/TEXT, в строке статуса устано вить следующие параметры: DEVICE - активный слой SIZ: 38 - размер букв текста (в единицах DBU)
CCF - параметры размещения текста M - запрет на зеркальное отображение букв (красный) 10: 10 - масштаб S, G - зеленого цвета
- курсор установить в верхний левый угол графического изображения элемента и на клавиатуре набрать символ "&".
- установить курсор под графическим изображением эле мента и на клавиатуре набрать текст: К155ЛА3. 6. Ввести и обозначить контакты:
- выбрать команду ENTR/PIN, в строке статуса устано вить следующие параметры: PICON - активный слой INPUT (OUTPUT, I/O) - назначение контакта 10: 10 - масштаб S, G - зеленого цвета
- установить курсор в точку расположения первого кон такта, нажать клавишу мыши BUT-1. На запрос: Select pin name location. (Attrib. OK? )....
(Установите место для имени контакта.... ) указать месторасположение имени контакта, нажать BUT-2 и после запроса Enter pin name.... (Введите имя контакта.... ) набрать имя, например, AIN и нажать клавишу [Enter].
- аналогичные действия выполнить в отношении второго и третьего контактов элемента, присвоив им имена, соответственно, BIN и OUT. 7. Задать точку привязки.
По точке привязки происходит вызов компонента на принципиальную схему. Точку привязки можно ставить в любом месте рисунка, но рекомендуется ставить в центре левого верхнего контакта элемента.
Выбрать команду ENTR/ORG, курсор поместить в центр контакта AIN и нажать кнопку мыши BUT-1. При этом в центре контакта появится окружность белого цвета. 8. Задать информацию об упаковке элемента.
Упаковка состоит в "привязке" описанного вентиля к номерам выводов корпуса микросхемы, в которой данный вентиль размещается.
- вызвать команду SCMD/SCAT и по таблице идентификато ров библиотеки примитивов установить тип вводимого
компонента. Данная информация необходима для логи ческого моделирования. Если компонент не предполага ется использовать во встроенной библиотеке примити вов PCLOGS (что обычно и бывает), на запрос системы: Symbol old type = 255. New type = .... указать тип 100.
- вызвать команду SCMD/PNLC. Информацию, вводимую по команде SCMD/PNLC, необходимо предварительно ра зыскать в справочной литературе. На запрос: Enter gates per package....
(Введите число вентилей в корпусе.... ) указать 4. По подсказке системы: Select loc for ref designator.... (Выберите место для обозначения элемента.... )
установите курсор в то место на графическом изобра жении элемента, где в дальнейшем (при использовании элемента на принципиальной электрической схеме) бу дет находиться конструкторское (мнемоническое) обоз начение элемента (D1/1, D1/2.... ). При этом в строке статуса установить следующие параметры: REFDES - активный слой SIZ: 38 - размер букв текста (в единицах DBU) 10: 10 - масштаб S, G - зеленого цвета
Нажать клавишу BUT-1. Вслед за этим на появившееся сообщение: Select loc for pin number.... (Выберите местоположение номера контакта.... ) установить в строке статуса: PINNUM - активный слой SIZ: 30 - размер букв текста (в единицах DBU) 10: 10 - масштаб S, G - зеленого цвета
Обойти ВСЕ контакты элемента и с помощью курсора указать места (обычно над контактом), на которые бу дут помещены номера выводов микросхемы при использо вании описанного вентиля на принципиальной схеме.
Внимание: Номер контакта не путать с именем контакта! Последовательность указания мест расположения номеров выводов должна соответствовать последова тельности ввода контактов. После обхода всех контак тов появится сообщение: Enter package pin number for AIN: Gate assigned to section A. (Введите номер вывода микросхемы для контакта с именем AIN вентиля A) ввести 1 и [Enter]. Для остальных контактов ввести: для контакта BIN вентиля A ввести 2; для контакта OUT вентиля A ввести 3; для контакта AIN вентиля B ввести 4; для контакта BIN вентиля B ввести 5; для контакта OUT вентиля B ввести 6; для контакта AIN вентиля C ввести 10; для контакта BIN вентиля C ввести 9; для контакта OUT вентиля C ввести 8; для контакта AIN вентиля D ввести 13; для контакта BIN вентиля D ввести 12; для контакта OUT вентиля D ввести 11. - уточнить типы контактов. Выбрать команду SCMD/SPAT.
Тип 0 означает, что контакт входной (IN), а тип 1, что контакт выходной (OUT). Логическая эквивалент ность LEQ: 0 означает уникальность контакта. Другие цифры означают логическую эквивалентность. Например, контакты AIN и BIN эквивалентны между собой (взаимо заменяемы), поэтому они имеют одинаковый номер 1. Указать: Контакт AIN - тип 0 и LEQ: 1. Контакт BIN - тип 0 и LEQ: 1, Контакт OUT - тип 1 и LEQ: 0.
9. Используя команду FILE/SAVE сохранить символьное описание компонента К155ЛА3 в файле K155LA3. SYM. Содержание отчета: 1. Название и цель работы. 2. Краткое описание порядка выполнения работы.
3. Эскиз элемента, символьное описание которого необходи мо составить. 4. Твердая копия символьного описания заданного элемента, выполненная с помощью программы PCPRINT. Контрольные вопросы: 1. Назначение автоматизированной системы P-CAD. 2. Назначение графического редактора PC-CAPS.
3. Что такое символьное описание элемента и для каких целей оно создается? 4. Какие слои используются в редакторе PC-CAPS при формировании символьного описания элемента?
5. Как учитывается эквивалентность контактов элемента в его символьном описании? 6. Какое назначение операции упаковки элемента?
7. Для каких целей в описание элемента вводится точка привязки? Лабораторная работа N 2
Cоздание описания электрической принципиальной схемы в системе P-CAD Цель работы: изучение методики создания и редактирования электрических принципиальных схем с помощью графического редактора PC-CAPS. Создание описания электрической принципиальной схемы осуществляется в редакторе PC-CAPS системы проектирования P-CAD (режим DETL). При использовании версии 4. 5 необходимо предварительно загрузить системный драйвер PALT. COM. Схемный процессор программы PC-CAPS позволяет создавать разнообразные схемы из имеющихся символов, поддерживать иерархию проекта, что делает возможным создание проекта с иерархией, когда у схемы верхнего уровня иерархии символ сам является схемой, состоящей, в свою очередь, из символов более низкого уровня. Введенная с помощью PC-CAPS информация о созданных схемах запоминается в пользовательской базе данных, откуда извлекаются таблицы связей, необходимые для работы других программ системы P-CAD.
Методика создания описания электрической принципиальной схемы будет изложена на примере схемы усилителя. Порядок выполнения работы.
1. Получить у преподавателя задание - электрическую принципиальную схему радиотехнического устройства.
2. Ознакомиться с основными командами графического редактора PC-CAPS по документации на систему P-CAD.
3. Запустить программу PC-CAPS и установить рабочие параметры: - установить режим DETL; - командой VLYR установить рабочие слои: WIRES ABL A - слой проводников GATE ABL - изображение РЭК PINCON ABL - слой выводов SDOT ABL - слой соединений NETNAM ABL - имена цепей CMPNAM ABL - имена компонентов ATTR ABL - слой атрибутов REFDES ABL - конструкторские обозначения остальные слои - в состоянии OFF.
4. Создать графическое изображение электрической принципиальной схемы: - Командой ENTR/COMP вызвать элементы, используемые в схеме в ответ на запрос системы ввести имя файла, который содержит
графическое изображение РЭК. Расположить на поле и нажать 1 кнопку мыши. При необходимости можно воспользоваться коман дами редактирования MOV - перемещение объектов DEL - удаление объектов COPY - копирование объектов ROT - поворот объектов PAN - панорамирование изображения схемы ZIN - увеличение изображения ZOUT - уменьшение изображения - Команда ENTR/WIRE. Проведение электрических соединений. В строке статуса установить параметры:
WIRES un-named ORTH W: O L 10: 10 S G 210 200 Расстояние для захвата ближайшей цепи задается командой /SCAT с клавиатуры.
Внимание: При подключении к существующей цепи система запра шивает подтверждение на объединение цепей: - Merse the nets? / - Построение жгута (если это необходимо)
1. DRAW/LINE - рисование жгута. В строке статуса установить: BUS - слой жгута активный ORTH - рисование перпендикулярными линиями W: 8 - толщина линии в DBU
2. ENTR/WIRE - проведение соединений от контактов РЭА к жгу ту. В строке статуса установить: WIRES - слой проводников активный 45 D - возможно соединение проводников под углом 45~ W: 0 - толщина линии в DBU буква L - зелёного цвета
3. NAME/NET - указываем для каждого проводника в жгуте имя связи, которой он принадлежит. В строке статуса установить: NETNAM - слой имён связей активный 5. Присвоить имена элементам (команда NAME/COMP).
Именование компонентов и электрических цепей схемы используется для задания однозначного определения элементов схемы. Введенные имена используются другими программами пакета для выделения списка цепей и создания библиотеки используемых элементов, предназначаемых для программ автоматизированной компоновки печатных плат. Одновременно при проведении электрических соединений происходит автоматическое именование цепей, что может быть достаточным при описании простых схем. В строке статуса установить параметры: CMPNAM SIZ: 15 C C F M 10: 10 S G 210 200
Выбрать элемент (Select of component ...). Ввести имя элемента (Enter component name: ). Выбрать место для имени (Name=.... Select location.... ). 6. Нумерация вентилей (команда SCMD/PNUM).
Первый вентиль в корпусе D1 имеет номер D1/A, второй - D1/B, .... , двадцать шестой - D1/Z, двадцать седьмой- D1/AA и так далее. 7. Присвоить имена цепям (команда NAME/NET).
Выбрать любую точку цепи (цепь высвечивается). Ввести имя (Enter name.... ). 8. Сохранить созданную схему в файле (команда FILE/SAVE). Ввести имя файла. Файл будет сохранен с расширением SCH. 9. Создать файл для вывода на принтер (команда SYS/PLOT).
Для вывода существующей схемы на графопостроитель или печатающее устройство используются программы системы P-CAD PCPRINT и PCPLOTS. Для их работы необходимо создать выходной файл программы PC-CAPS, имеющей расширение . PLT. Порядок создания выходного файла следующий: - вывести схему на экран; - SYS/PLOT - создать выходной файл; на подсказку системы: PLOT: Select Page Corner 1 ....
выбрать курсором один из углов прямоугольника, внутри которого будет располагаться схема; на подсказку системы: PLOT: Select Page Corner 2 ....
выбрать противоположный по диагонали угол прямоугольника высветится прямоугольник, который соответствует выходному файлу; на подсказку системы: Plot file name:
ввести имя выходного файла (по умолчанию оно соответствует имени выбранной схемы и имеет расширение . PLT).