第二章Cadence的原理图设计

第二章Cadence的原理图设计2.1DesignEntryCIS软件概述Cadence软件系统有两套电路原理图的设计工具，一套是DesignEntryHDL，另一套就是我们马上要开始学习的DesignEntryCIS。其中DesignEntryHDL是Cadence公司原本的原理图设计软件，可以用于芯片电路和板级电路的设计，其长处在于可以把芯片的电路原理图和板级电路原理图结合在一起，进行综合设计；而DesignEntryCIS主要用于常规的板级电路设计，DesignEntryCIS原本是OrCAD公司的产品，OrCAD公司后来被Cadence公司收购，于是DesignEntryCIS也就成了Cadence公司的另一套电路原理图设计软件。DesignEntryCIS原理图设计软件的特点是直观、易学、易用，在业界有很高的知名度，利用DesignEntryCIS原理图设计软件可以进行简单的（只有单张图纸构成的）电路原理图设计，也可以进行（由多张图纸拼接而成的）平坦式电路原理图设计，还可以进行（多张图纸按一定层次关系构成的）层次式电路原理图设计。在本章中，我们首先学习简单的电路原理图设计，然后再学习较为复杂的平坦式和层次式电路原理图设计。我们将围绕一块非常简单的STC系列单片机下载电路板，学习简单电路原理图的设计，同时在此过程中，还将学习到USB转UART串行口、STC系列单片机下载电路等方面的知识。接着，我们将围绕一块ARM-7核心实验板，进行平坦式和层次式电路原理图的设计，而该核心板是配套于ARM-7实验箱。在此过程中我们还将学习到嵌入式技术等方面的知识。2.2初识DesignEntryCIS一．启动DesignEntryCIS我们在电脑上点击“开始→所有程序→CadenceSPB16.2→DesignEntryCIS”，如下图所示：图2-1启动DesignEntryCIS这时将弹出如下对话框：图2-2选择工作内容在这里我们选择“OrCADCaptureCIS”一项，点击“OK”按钮后，就实际启动了DesignEntryCIS，出现如下界面：图2-3OrCADCaptureCIS软件界面与大多数软件一样，OrCADCaptureCIS软件也是以项目方式管理我们的设计文件的。在OrCADCaptureCIS软件中，一个项目可以包含若干个设计，每个设计对应一个PCB板，所以一个项目通常对应一个由多块电路板构成的产品；而每个设计可以由若干张原理图构成。对于我们要完成的“STC系列单片机下载器”而言，它是非常简单的产品，该产品只包含一块电路板，所以该项目中只有一个设计；又因为该电路板上的电路也非常简单，使用一张图纸就可以清楚地描述了，所以该设计只有一张原理图。我们将首先要新建一个项目：在窗体上点击“File→New→Project”出现如下对话框：图2-4新建项目在“Name”中输入项目名称，“Location”中输入项目文件的存放位置（最好给每一个项目建立一个文件夹，把项目中的所有文件都放入该文件夹），在“CreateaNewProjectUsing”栏目中，选择“Schematic”（因为我们要进行电路原理图的设计）。完成上述工作后，点击“OK”，则建立了一个工程，并默认创建了一个的原理图，我们可以在这个原理图上进行我们的电路设计。这时，窗体出现如下状态：图2-5OrCADCaptureCIS原理图设计界面在图2-5的左侧是项目窗体，点击“.\Interfaxe_lv.dsn”(这是我们的设计名称)后，在SCHEMATIC1文件夹下已经建立了一个名为“PAGE1”的原理图文件。如下图所示：图2-6OrCADCaptureCIS的项目窗口如果希望改变默认的原理图文件名称，可以用鼠标的右键点击项目窗体中的“PAGE1”栏目，在弹出的菜单中选择“Rename”一项，然后输入希望的名称。二．进行DesignEntryCIS的基本设置*初次学习Cadence时，这部分内容可以跳过，直接学习后面的内容，等到掌握了绘制原理图的基本技能后，再回过头来学习如何进行DesignEntryCIS的设置。在启动了OrCADCaptureCIS原理图设计软件后，通常要进行一些基本的设置工作。这些设置主要是原理图图纸大小的设置、栅格点的设置、图纸上各种元素颜色的设置、标题栏的设置等等。我们首先点击“Options→Preferences…”菜单项，这时弹出如下对话框：图2-7参数选择对话框的颜色设置选项页如图2-7所示，Preferences对话框由多个选项页构成，其中“Colors/Print”是设置图纸上的颜色和打印的颜色；“GridDisplay”是设置栅格点；“Miscellaneous”是混杂选项。1.颜色设置首先我们进行颜色的设置，在此仅就几个常用的栏目讲解一下，而不进行逐一讲述。Alias：网络名的颜色；Background：图纸底色；Bus：总线颜色；DRCMarker：DRC校验标志颜色；Grid：栅格的颜色；HierarchicalBlock：层次块的颜色；Junction：连接点的颜色；PartBody：元件的颜色；Pin：引脚的颜色；Power：电源符号的颜色；Wire：导线的颜色。如果我们要改变某一种图纸元素的颜色，可以点击对应的颜色框，这时会弹出如下的颜色对话框：图2-8颜色对话框在颜色对话框中可以选择对应的颜色，从而改变原来图纸上相应元素的颜色设置。如果我们希望使用默认的颜色设置，可以点击“UseDefaults”按键，就可以把所有颜色设置该回到最初始状态。2.栅格设置下面我们选择“GridDisplay”选项页，进行栅格点的设置，如下图所示：图2-9参数选择对话框的设置栅格选项页如图所示，该选项页又分成两部分：左半部用于原理图的栅格设置，右半部用于制作原理图元件的设置。“Visible”选项用于选择是否显示栅格。“GridStyle”选项用于选择点状栅格或线状栅格。“Gridspacing”选项用于选择栅格点的密度（该数值表示两个最近的引脚之间的栅格数）。“Pointersnaptogrid”：选项用于选择对齐到栅格。3.杂项设置选择“Miscellaneous”选项页，在这个选项页中可以设置有关原理图、制作原理图元件的多种选项，如下图所示：图2-10参数选择对话框的杂项选项页“SchematicPageEditor”选项框用于原理图的设置；“PartandSymbolEditor”选项框用于原理图元件的制作的设置等等选项框。在原理图和原理图元件制作的选项中，都有“FillStyle”和“LineStyleand”选项，它们分别用于图形填充块和线型的设置；“JunctionDot”用于连接点的设置；“SessionLog”选项框的“Font”用于项目管理器和记录器字体的设置；“TextRendering”选项栏用于设置是否以加框的方式显示TrueType字体，以及是否填充；“AutoRecovery”选项框用于设置是否进行自动保存，以及自动保存的时间间隔；“AutoReference”选项框用于设置是否进行元件的自动编号，以及拷贝时是否把元件编号一并拷贝过去；“IntertoolCommunication”选项用于设置是否与其它Cadence软件进行交互操作（我们常常要与PCB软件进行交互操作，该选项应该选中）；“WireDrag”选项栏用于设置是否因接线改变而移动。在Preferences对话框中，还有“TextEditor”、“Panandzoom”、“Select”和“BoardSimulation”选项页，一般可以按照默认的设置，在此就不介绍了。4.图纸幅面设置在OrCADCaptureCIS的菜单栏中，点击“Options→SchematicPageProperties…”菜单项，将弹出如下对话框：图2-11原理图属性对话框的图纸幅面尺寸选项页如图2-11所示，在图纸幅面尺寸选项页中，可以设置图纸幅面尺寸所用的长度计量单位，如果选用毫米为单位，则图纸的选项是A2、A3、A4等系列图纸；如果选用英寸为单位，则图纸的选项是A、B、C等系列图纸。我们在原理图中通常是采用毫米为单位，这样便于和打印机相匹配。同时我们还可以选择“Custom”选项，自己设定图纸的大小。我们还可以进行图纸区块的设置，所谓区块类似某些城市地图，把城市划分成多个矩形区块，并给每个区块，按照一定的次序进行命名，如：C3、D5等。选择“GridReference”选项卡，如下图所示：图2-12原理图属性对话框的区块设置选项页如图2-12所示，在区块设置选项页中，可以进行水平方向和垂直方向的设置。“Count”是某一个方向上区块的数目。区块可以选择“Alphabetic”，按照字母进行排列，也可以选择“Numeric”，按照数字进行排列（通常在水平和垂直两个方向上，一个选择按字母排列、另一个选择按数字排列）。区块还可以按照升序或降序进行排列。“Width”栏目用于设置区块显示部分的宽度，如果该值为0，则等于不显示区块了。在该选项页中，“TitleBlockVissible”选项用于设置是否显示标题栏；“BorderVisible”用于设置是否显示边框；“GridReferenceVisible”用于设置是否显示区块。5.打印设置进行打印设置可以点击“File→Print…”菜单项，这时会弹出如下对话框：图2-13打印对话框如图2-13所示，在打印对话框中，“Scale”选项框是指示打印比例的，“Scaletopapersize”选项将把电路图打印在一张图纸上；“Scaletopagesize”选项可能会把电路图打印在多张图纸上；“Scaling”选项用于设置打印比例。“Printoffsets”选项框用于设置打印纸的偏移量。“Printquality”选项用于设置每英寸打印的点数；“Copies”选项用于设置打印的份数；“Printtofile”选项用于把电路图打印到文件中；“Printallcolorsinblack”选项用于强制用黑白方式打印。6.设置设计模板设置设计模板是在打开新图纸时，按照预定的设置产生新的图纸，点击“Options→DesignTemplate…”菜单项，出现如下对话框：图2-14DesignTemplate对话框的字体选项页如图2-11所示，首先我们可以在“Fonts”选项页中，进行图纸上各种元素的字体设置。如果我们在DesignTemplate对话框中选择“TitleBlock”选项页，可以进行标题栏的设置，如下图所示：图2-15DesignTemplate对话框的标题栏选项页如图2-15所示，在标题栏选项页中，“Title”选项用于设置标题栏上的图纸名称；“OrganizationName”用于设置标题栏上的公司名称；“Organization”用于设置公司地址；“DocumentNumber”用于设置标题栏上的文件编号；“Revision”用于设置标题栏上的文件版本号；“Symbol”选项框中的两个栏目分别用于设置标题栏文件的存储位置和文件名。如果我们在DesignTemplate对话框中，选择“Hierarchy”选项页，可以进行层次原理图的设置，如下图所示：图2-16DesignTemplate对话框的层次图选项页如图2-16所示，层次图选项页由两个选项框构成，分别设置层次图中电路方块和元件的属性。“Primitive”选项表示为基本元件；“Nonprimitive”表示为非基本元件。非基本元件是指内部还含有下层电路图的元件；基本元件是指简单元件。在DesignTemplate对话框中还包括“PageSize”、“GridReference”两个选项页，它们分别以模板形式设置图纸幅面尺寸和区块，这与前面讲解的基本相同，这里就不多赘述了。在DesignTemplate对话框中还包括“SDTcompatibility”选项页用于与早期的版本相兼容的设置，在此就不介绍了。2.3STC单片机下载器电路分析前面说