OrCAD Capture CIS原理图设计教程

OrCAD Capture CIS 原理图设计教程

目录

第1章 概述 .............................................................................................................. 4

1.1 原理图设计基本过程 .................................................................................. 4 1.2 原理图编辑窗口 .......................................................................................... 6

1.2.1 主命令菜单........................................................................................ 6 1.2.2 工具栏.............................................................................................. 11 1.3 本章小结 .................................................................................................... 13 第2章 原理图绘制 ................................................................................................ 14

2.1 添加元件库及放置元件 ............................................................................ 14

2.1.1 添加元件库...................................................................................... 14 2.1.2 放置普通元器件.............................................................................. 16 2.1.3 放置电源和地.................................................................................. 17 2.1.4 元件的基本操作.............................................................................. 17 2.2 创建电气连接 ............................................................................................ 18

2.2.1 在同一个页面创建电气互联.......................................................... 18 2.2.2 在不同页面之间创建电气互联...................................................... 19 2.2.3 使用总线创建连接.......................................................................... 20 2.3 原理图绘制的其它操作 ............................................................................ 21

2.3.1 放置文本.......................................................................................... 21 2.3.2 放置图形.......................................................................................... 22 2.4 打印原理图 ................................................................................................ 22

2.4.1 原理图页的相关操作...................................................................... 22 2.4.2 原理图设置及打印.......................................................................... 22 2.5 本章小结 .................................................................................................... 24 第3章 原理图的后处理 ........................................................................................ 25

3.1 检验原理图 ................................................................................................ 25

3.1.1 原理图初步检查.............................................................................. 25 3.1.2 设计规则检查.................................................................................. 26 3.2 原理图的添加修改 .................................................................................... 27

3.2.1 批量替换.......................................................................................... 28 3.2.2 批量更新.......................................................................................... 28 3.2.3 元器件编号...................................................................................... 28 3.3 添加封装属性 ............................................................................................ 32

3.3.1 单个添加.......................................................................................... 32 3.3.2 批量添加.......................................................................................... 33 3.4 生成网表与元件清单 ................................................................................ 34

3.4.1 生成网表.......................................................................................... 34 3.4.2 生成元件清单.................................................................................. 36 3.5 单元小结 .................................................................................................... 38 第4章 层电路设计 ................................................................................................ 39

4.1 拼接式电路 ................................................................................................ 39 4.2 分层式电路结构 ........................................................................................ 39 4.3 简单分层式电路图的绘制 ........................................................................ 39 4.4 复合分层式电路图的绘制 ........................................................................ 44

4.5 第5章

5.1 5.2

本章小结 .................................................................................................... 44 元件和元件库 ............................................................................................ 45 元件库及普通元件的创建 ........................................................................ 45 分裂元件的创建及使用 ............................................................................ 50 5.2.1 创建Homogeneous类型元件 ........................................................ 50 5.2.2 创建Heterogeneous类型元件........................................................ 51 5.2.3 使用分裂元件.................................................................................. 52 5.3 使用电子数据表创建零件 ........................................................................ 53 5.4 修改元器件 ................................................................................................ 54 5.5 本章小结 .................................................................................................... 55

第1章 概述

OrCAD软件模块原是OrCAD公司的产品，后被Caence公司收购集成到Cadence SPB系列软件包中。它以其强大的原理图设计功能著称，其原理图设计使用非常方便，是板级电路设计领域使用最多的原理图设计软件。

1.1 原理图设计基本过程

用OrCAD绘制原理图的基本过称包括如下5个步骤： 1. 打开OrCAD软件

单击桌面上的图标，启动OrCAD Capture CIS。在弹出的Cadence Product Choices对话框中选择OrCAD Capture CIS选项，单击OK打开程序界面。

2. 新建设计项目

选择File-New-Project选项，弹出New Project对话框。在这里需要进行三项设置：在Name文本框中输入工程名称；在工程类型中选择Schematic原理图设计；单击Browe选择工程存储路径。设置好后单击OK,显示OrCAD界面。

打开的OrCAD界面有两个子窗口：工程管理窗口和原理图编辑窗口。将子窗口最大化，这时，单击子窗口上方的小标签就可方便的切换所有打开的窗口。

在工程管理器中，project.dsn是数据库文件，它包括SCHEMATIC1和Design Cache两个文件夹。SCHEMATIC1文件夹中保存原理图的各个页面，PAGE1就是创建工程后默认在此文件夹中创建的一个新页面，双击PAGE1即可打开它的原理图编辑页面；在原理图编辑窗口放置元件后，Design Cache文件夹中就会自动出现该元件的名称路径等信息，这时数据库中的元件缓存，利用该缓存能够对整个设计中的某种元件进行批量替换或更新，使用非常方便。 3. 绘制原理图

电路图的绘制和修改主要是在原理图编辑窗口完成的，具体的操作方法将在后面的章节作详细的介绍。 4. 原理图的后处理

电路图绘制完成以后，还需要进行包括元器件自动编号、设计规则检查、统计报表输出和生成网表等各种后处理。 5. 设计文件的保存

1.2 原理图编辑窗口

OrCAD的原理图编辑窗口是一个典型的Windows窗口。它包括标题栏，主菜单区、基本工具栏、绘图专用工具栏、工作区和最底部的状态栏。

1.2.1 主命令菜单

1. File菜单

New/ Open—新建/打开设计项目、电路设计、元器件库等。 Close/ Save—关闭/保存当前原理图。

Export Selection—将当前电路中选中的单元存入库文件

Import Selection—从存放单元电路的文件中调入需要的单元。 Print Preview/Print/Print Setup/Print Area—电路图打印

Import Design—将EDIF格式、PDIF格式和该版本以前的PSpice软件绘制的电路图转换为OrCAD能接受的数据格式。

Export Design—将OrCAD绘制的电路图转化为通用的EDIF格式或DXF格式。

Exit—退出Capture CIS软件。

位于Exit子命令前面的几项按先后顺序列出了软件曾经打开的文件名称，点击文件名即可打开相应的文件。 2. Edit菜单

Undo—使刚刚执行的命令无效

Redo—重新执行刚刚由undo废除的命令 Repeat—再次执行刚刚执行过的命令

Cut/Copy/Paste/Delete—剪切/复制/粘贴/删除 Select All—全选

Properties—修改元器件属性参数

Link Database Part—调用软件中的联网元器件信息管理系统 Part—修改元器件符号 Mirror/Rotate—镜像/旋转

Find/Global Replace—查找/元件替换

Add Part To Group—将元件添加到组

Remove Part From Group—在组中将某元件移除 3. View菜单

Ascend Hierarchy—显示当前电路层的上一层电路图 Descend Hierarchy—显示当前电路层的下一层电路图

Synchronize Up/Down/Across—在不同层的电路图中同步向上/向下/穿过 Go To—根据用户指定的坐标值、电路图分区号或标签名，指定光标位置 Zoom—以不同倍率显示电路图

Toolbar/Status Bar—窗口中是否显示工具栏和状态栏 Grid/ Grid References—是否显示坐标网格点和图幅分区 Selection Filter—选择过滤器

Previout page/next page—上一个原理图文件/下一个原理图文件 Database part—在屏幕上显示CIS模块窗口 Variant View Mode—查看某个变量的视图 4. Tools菜单

Customize—控制各种工具栏在窗口中的显示，添加新的工具栏 5. Place菜单

Part—调用库中元器件

Database Part—调用Internet上元器件

Wire/Bus/Junction/Bus Entry—绘制连线、总线、电连接节点、总线引入线 Net Alias—为节点命名

Power/Ground—绘制电源/地

Off-Page Connector—绘制端口连接符 Hierarchical Block—绘制子电路框图

Hierarchical Port/Pin—绘制分层式电路框图中的端口信号标识符、子电路框图引出端

No Connect—绘制浮置引线标志 Title Block—绘制图纸标题框 Bookmark—在图纸中设置标签 Text—添加字符串

Line/Rectangle/Ellipse/Arc/ Ellipse Arc/Bezier Curve/Polyline—绘制直线段、矩形、椭圆、弧形、椭圆弧、自由曲线、折线

Picture/OleObject—插入图片、对象 6. Macro菜单

Configure—配置当前绘图过程中采用的宏，包括新建需要的宏 Play—运行一个宏

Record—将用户指定的一系列绘图动作记录下来，生成一个宏供以后调用 7. Accessories菜单

在OrCAD软件系统发展的过程中，还开发了一些扩展Capture功能的配套软件，例如生成特定格式的电连接网表等。如果配置了这些软件，将以子命令的形式出现在这里。 8. Options菜单

Preference—设置软件运行时的有关参数，包括各个电路元素的显示颜色、坐标网格的显示防护四、放大或缩小显示电路图时的控制方式、电路元素或单元的选中要求、文本编辑时有关参数的设置等。这些参数设置决定了Capture如见启动后的工作环境，设置结果将存放在CAPTURE.INI文件中。

Design Template—设置与电路设计有关的参数，如图纸幅面、电路图中采用的字体、图纸标题栏、网格显示等。设置的参数只影响新的电路设计。

Autobackup—自动备份设置

Schematic Page Properties—设置与图纸页有关的参数，包括图纸大小、坐标网格点等。设置的参数只影响当前绘制的图纸页面。

CIS Configuration—配置元器件信息管理系统 CIS Preferences—扩展元器件信息管理系统连接 9. Window菜单

New Window—生成一个与当前处于激活状态的窗口完全相同的窗口，包括窗口中显示的内容

Cascade—将多个窗口以层次方式排列。屏幕上显示出排在最前面的窗口中的全部内容，其余窗口只显示出标题栏。

Tile Horizontally/Vertically—将多个窗口上下或左右排列，每个窗口的内容均显示可见。

Arrange Icons—如果已有多个最小化的窗口图标，不过这些图标位于屏幕上的什么位置，执行此命令后将依次排在窗口的最底部。

最后带有编号的几项是在屏幕上已打开的窗口名称。其中编号左侧带有对号的是当前处于激活状态的窗口。点击某个带编号的窗口名，将使该窗口成为激活窗口。

10. Help菜单

OrCAD Capture CIS Help—帮助

What’s New—解释Capture和CIS的含义

Known Problems and Solutions—已知的问题和解决方式 Web Resources—给出与OrCAD有关的网址

Learning OrCAD Capture CIS—提供一套如何使用软件的教程 Documentation—证明文件

About OrCAD Capture CIS—关于OrCAD Capture CIS的版本介绍

1.2.2 工具栏

为了方便用户，Capture软件为每个窗口中常用的子命令安排工具按钮，包括基本工具栏，绘图工具栏，仿真工具栏，FPGA工具栏，CIS工具栏，元件信

息管理工具栏，封装视图工具栏，搜索工具栏等。下面介绍几种我们常用到的工具栏：

1. 最基本的设计工具栏

2. 有关视图与电路图的设计工具栏

3. 绘图工具栏—电路图

4. 绘图工具栏—图形文字

5. 搜索工具栏

如需在原理图中搜索某一个特定的元素，如元件、网络或一个DRC标记，只需在工具栏中的搜索框中输入要查找的元素名称，按下回车便开始搜索。如果需要限定搜索的元素类型，单击如图向下的小箭头，就可在其下拉列表中选择。 搜索完毕后自动打开搜索列表，双击对应的元素，即可在原理图中定位该元

素并高亮显示。

1.3 本章小结

本章首先简单概括了用OrCAD设计原理图的过程，然后详细介绍了OrCAD Capture CIS软件用户界面中常用组成部分的各项功能。

第2章 原理图绘制

熟悉了OrCAD的用户界面，就可以简单的运用软件进行原理图设计了。设计原理图的方法如下图所示，其中对于工程的新建在上一章节已经介绍，在此不作赘述，本章重点讲述怎样初步绘制并打印原理图。

新建工程原理图设计开始绘制原理图检查原理图修改原理图原理图后处理添加封装属性文件输出网表，各种报表原理图打印原理图设计完成

2.1 添加元件库及放置元件 2.1.1 添加元件库

在新建的工程中打开原理图页面，单击绘图工具栏中的放置元件按钮弹出如图所示Place Part对话框。

，

单击库文件显示区右上方的添加库文件按钮

，出现库文件浏览对话框。

选择合适的路径，选择要添加的元件库，单击打开按钮，窗口对话框自动返回，只是库文件显示区中多了新添加的元件库。如果要删除已添加的库，只需在库文件列表中选择它，然后点击

即可。将库添加后就可以选择需要的元器件

类型了，也就是我们经常使用的查库法。

2.1.2 放置普通元器件

在Part下方的文本框中输入要放置元件的名称，随着字母的输入，系统会自动过滤出相符的元器件。找到要放置的元件，双击元件在Part List列表中的名称，元件就会附着在光标上，单击将元件放在工作区域合适的位置上。

如果不知道元器件在那个库中，可以用元器件搜索法。例如想查找名称首字母为C的元器件，则在Search For后的文本框中输入“C*”，点击回车后，Library列表框中会出现所有符合此条件的元件名称和该元件所在的库。

找到目标元件并双击，元件便会附着在鼠标上等待放置。与此同时，该元件及其所在的库也会自动添加到Place Part窗口中相应的列表上。

2.1.3 放置电源和地

单击绘图工具栏中的电源按钮

，弹出Place Power对话框。选择合适的

电源图形，在Name文本框中输入名称，单击OK按钮，电源图形附着在鼠标上。然后单击合适位置放置。单击放置地按钮与上类似。

也同样会弹出此窗口，其放置方法

2.1.4 元件的基本操作

1. 选择元件

1) 选择单个元件：单击

2) 选择多个元件：按住Ctrl逐个单击 3) 选择区域内的所有元件：框选

4) 选择多个区域内的所有元件：按住Ctrl逐个框选 2. 移动元件

选中元件后直接拖动。元件移动默认是带着连接拖动，如果想切断电气连接，则按住Alt拖动。 3. 旋转元件

选中元件后按快捷键R，或选择Edit-Rotate选项。旋转会切断电气连接，旋转命令有时不起作用，通常发生在页边上没有足够空间的情况。 4. 镜像翻转元件

选中元件后按快捷键H水平翻转，V垂直翻转，或点击Edit-Mirror选项选择。文本和位图不能执行此操作。

复制、粘贴和删除等操作与Windows操作系统类似。 5. 修改元件属性

要修改元件的索引编号及Value，双击它们在弹出的对话框中直接修改即可。

2.2 创建电气连接

当元器件、电源和接地点放置完毕后，接下来就是连接电路了。在Capture中，元器件的引脚上都有一个小方块，便是接线的地方。

2.2.1 在同一个页面创建电气互联

在同一个页面创建电气互联的常用方法分别是wire和net alias。 1. 使用连线Wire

1) 放置连线

单击绘图工具栏上的Place Wire图标

或按快捷键W放置连线，执行上述

操作后光标变成十字状。将光标移动到元器件的引脚，单击鼠标画线开始，移动光标就可画出任意走线，当到达另个引脚再单击鼠标，便可完成一条走线。但是，此时的光标仍然处于画线状态，需要单击鼠标右键在快捷菜单中选择“End Wire”。

绘制线的过程中，系统默认的转换方向是90°转角，如果需要绘制任意角度的连线，则按住Shift键拖动即可。另外，在绘制完成一条连线后，鼠标会仍旧保持画线状态，若不需再连线则要点击绘图工具栏中的

按钮或按快捷键Esc。

2) 连接方式

如果两条线成T型，则默认为自动添加连接点，两条线在电气上存在连接关系；如果两条线成十字形，则默认为没有电气连接。此时，若需要在交叉点上放置连接点，单击绘图工具栏中的Place Junction图标

，连接点就会附着在光

标上，单击直接放在交叉点上。

如果原来有连接点，该操作就会取消连接。此外，按住S键选中连接点，然后按Delete键也可删除。

3) 处理悬空管脚

如果需要在没有任何电气连接的引脚上放置无连接标记，则单击绘图工具栏上的Place No Connect按钮引脚悬空。

。单击放置附着在鼠标上的无连接标记，表示该

当两个芯片的管脚直接连在一起，或电源和地与引脚直接相连时，执行Back Annotate命令

会出现问题。

2. 使用网络标号Net Alias

网络标号只适用于连个连接点在同一个页面内的情况。单击绘图工具栏中的

Place net alias图标或按快捷键N，弹出Place Net Alias对话框

在Alias文本框中输入网络名称，点击OK确认。此时光标上附着一个方框，单击合适位置放置。但是，方框必须和线相连，否则无法放置。

放置网络标号后，代表Net Alias的方框仍会附着在光标上。如果本次放置的网络名称以数字结尾，那么继续放置的Net Alias结尾的数字就会自动递增。例如，本次放置的Net Alias为A0，则继续放置的Net Alias为A1,A2等。要结束命令，右击后在快捷菜单中选择End Mode选项。

2.2.2 在不同页面之间创建电气互联

单击绘图工具栏中的Place off-page connector按钮

，弹出放置连接端子对

话框，选择合适的Off-Page Connector图标，单击OK按钮Off-Page Connector

就会附着在光标上。单击页面内合适位置放置Off-Page Connector。

双击在放置好的Off-Page Connector的文本部分，弹出Display Properties对话框。在Value文本框中输入网络名称，单击OK确认。

在另一个页面中该网络的另一端放置同名的Off-Page Connector即可，这样，两个原理图页面之间就创建了电气连接。

2.2.3 使用总线创建连接

单击绘图工具栏中的图标Place bus

，在原理图中选择总线起点单击开始

绘制总线，拖动鼠标绘制总线，双击结束。绘制总线转向时，只需单击页面即可，

系统默认旋转角度为90°，如果要绘制任意角度的踪迹，只需按住Shift键单击转角点即可。

创建总线后需要给总线命名，以及在总线和信号线之间创建电气连接，放置总线入口。

总线名称是确定总线的网络连接的依据，其命名主要有3种形式，即BUSNAME[0..31]/BUSNAME[0:31]/BUSNAME[0-31].注意BUSNAME不能以数字结束，并且与“[”之间不能有空格。要为总线命名，需要根据是否存在跨页面互联选择使用net alias网络标号还是off-page connector跨页面连接端子。

连接总线和信号线时，单击绘图工具栏中的Place bus entry按钮

或按快

捷键E，此时总线入口附着在光标上，可按R键旋转调整方向。移动Bus Entry与总线相接，然后单击放置，按快捷F4可重复放置。最后，使用wire连接引脚和总线的入口，并给wire添加网络标号

按住Ctrl键拖动wire连接其他线，wire上的网络标号自动递增。根据这一特性，总线与信号线相连时，首先放置网络名末尾数字小的网络，操作会更方便。如图所示信号与总线的连接结果。

连接总线与信号线需要注意一下几点：

1) 总线和信号线之间只能通过网络标号实现电气连接。 2) 如果不用网络标号，而把wire直接连接到总线，则在连接处显示连接点，

但是这是并没有形成真正的电气连接。总线必须通过bus entry和信号线实现连接，并且要根据命名规则给二者命名。

3) 两端总线如果呈T形连接，则自动放置连接点，电气上互联；两端十字

形的总线默认没有电气互联，要形成电气互联必须手动放置连接点。

2.3 原理图绘制的其它操作 2.3.1 放置文本

单击绘图工具栏中的Place text图标

或按快捷键A，弹出Place Text对话

框。在文本框中输入文字，换行按Ctrl+Enter组合键。在Color选项组中选择文

本颜色，在Font选项组中选择字形和字体大小。

放置文本后可选中直接拖动来移动文本，也可按快捷键R旋转文本调整方向。

2.3.2 放置图形

单击绘图工具栏中的绘制图形工具，如图所示，可选择直线、多变形、矩形、椭圆、圆弧等。

2.4 打印原理图

在本节首先介绍原理图页常用到的相关操作，然后再叙述如何设置打印原理图。

2.4.1 原理图页的相关操作

OrCAD Capture CIS使用原理图文件夹组织一个设计中的所有原理图，一个设计可能包括多个原理图文件夹。如果需要，可以容易的把多个原理图从那个一个文件夹转移到另一个文件夹，也可以把同一个原理图复制到多个原理图文件夹中。如果一个工程中有多个在其他工程中要用到的原理图页，则可以把这些原理图从一个工程中转移或复制到另一个工程中，这样可以充分利用现有资源，避免重复设计。也可以把整个原理图文件夹从一个工程中转移到另一个工程中，但注意要移动的原理图文件夹不能处于打开状态。

1. 移动

无论是将原理图页面转移到其他原理图文件夹或是不同工程中都有两种方法。一是选择原理图页面后按下Ctrl+C复制或Ctrl+XJ剪切，然后选择目标文件夹按下Ctrl+V粘贴。

另一种更简单的方法是拖动一个原理图页面到目标文件夹，如果要复制则按住Ctrl拖动即可。

2. 重命名

选择需要重命名的文件或文件夹，然后点击右键在快捷菜单中选择Rename选项，在对话框中输入新名字点击OK即可。

如果需要对工程文件.opj重新命名，则要通过Save As命令。 3. 新建

创建新的原理图文件夹或原理图页面时，需要首先选择保存的目标文件夹，然后点击Design，在其下拉菜单中选择需要新建的文件。

2.4.2 原理图设置及打印

在打印原理图之前首先需要设置各页面的打印选项。在工程管理窗口中右击原理图页面，选择快捷菜单中的Schematic Page Properties选项。

在弹出的Schematic Page Properties对话框中可设置各种原理图参数，打开Grid Reference选项卡。

选择Border Visible选项组中的Printed复选框，表示打印边框；选择Title Block Visible选项组中的Printed复选框，表示打印标题栏；选择Grid Reference Visible选项组中的Printed复选框，表示打印页边的参考栅格。单击“确定”按钮完成该页面的设置。

选择.dsn文件，选择File-Print Setup命令，弹出打印设置对话框，根据实际情况进行打印机设置，点击“确定”完成。

选择File-Print，弹出Print对话框，在Scale选项组宏选择Scale to paper size单选按钮，单击OK完成打印。

2.5 本章小结

本章从元件的选择摆放到各种连线方法，再到文本图形的绘制，元件的编号，图形的打印，详细叙述了初步绘制完成一个电路图的全过程。

第3章 原理图的后处理

绘制好电路图后，通常还需要调用OrCAD软件包中的一组后处理工具，对设计好的电路图进行各种处理，包括对电路的检查修改，对元件属性的添加更新，生成电连接网表以及输出各种报表等，

3.1 原理图检查

检查原理图有两种方法，一是原理图的初步检查，主要检查是否有元件没有赋值，是否有未命名的电源网络等；二是DRC设计规则检查

3.1.1 原理图初步检查

初步完成原理图后，需要查错和修改。为此在工程管理器中选择.dsn文件，然后选择Edit-Browse命令，可选择Parts和Nets等子菜单中的选项。

1. 使用Parts选项

选择Edit-Browse-Parts命令，弹出Browse Properties对话框。

单击OK按钮，打开工程中用到的所有元件列表窗口。

从Reference选项中可以看出是否有元件没有编号，如果有，则需要重新编号；从Value选项可以看出是否有元件没有赋值，如电容量和电阻值等。如果有，则双击该元件的Reference，在原理图中修改。

在该窗口中双击某一个元件的Reference，其所在的原理图页面打开且该元件高亮显示，使用这种方法可以在原理图工程中方便的定位某一元件。

2. 使用Nets选项

选择Edit-Browse-Parts命令，弹出Browse Properties对话框。单击OK按钮，打开网络浏览窗口。

在该窗口中双击某一个Nets的Object ID，则打开原理图的相应页面。同时该网络的连线高亮显示，这样可以方便的定位某一网络。

使用网络浏览窗口可以方便的查看电源网络是否赋值，如图中的VCC就是未赋值的电源网络。

这种情况在DRC检查时并不报错，但是该电源网络在PCB中不会与任何电源相连，因而出现严重错误，可以在这里查看并修改。

建议在绘制原理图后全面检查阶段使用Edit-Browse选项快速查错并修改。

3.1.2 设计规则检查

在电路设计过程中，可能会出现一些违背常规设计规则的情况。调用设计规则检查（DRC）工具，就可发现这些问题，生成错误信息报告并在电路图中表示出错误位置，帮助用户尽快定位与修正。

在设计项目管理窗口中，选中需要进行DRC检查的电路图页，点击设计工具栏中的Design Rules Check图标

，弹出DRC对话框。

DRC对话框中有四个选项卡，Design Rules Options用于DRC检查全局设置，Electrical Rules和Physical Rules分别用来设置电气规则和物理规则，最后一个ERC Matrix是检验标准图。

设置好后单击“确定”按钮，检验开始，若发现违背检验标准的Error情况，将在电路图中相应位置放置形状为环形的DRC标示符。

对于包含有多页电路图的电路设计，DRC标示符将分散在不同页的电路图中。这时，在项目管理器中，选择Edit-Browse-DRC Markers命令，弹出Browse DRC Markers窗口。该窗口列出了设计中全部的DRC图标，以及出错类型和其确定位置（包括所在的电路层名、电路图纸也好以及在图纸上的坐标）。

双击DRC Error列中的某一个DRC出错信息项，屏幕上将显示出该错误信息对应的DRC标示符所在的电路图，并使该DRC标示符处于选中状态。

在显示有DRC标示符的电路图中，双击某一个DRC标示符，屏幕即弹出相应的View DRC Marker文本框，显示与该DRC标示符对应的出错信息内容。 DRC结束后，DRC检验的情况以及发现的出错信息将显示在屏幕下方的Session log窗口中，并同时存放在以DRC为扩展名的输出文件中。

3.2 原理图的添加修改

原理图初步完成以后，需要进行一系列的添加修改，下面就介绍几种常用的修改工具。

修改元件较简单的方法就是批量替换与批量更新。

3.2.1 批量替换

在工程管理器中打开Design Cache文件夹，选择要替换的元件。

右击此元件，在快捷菜单中选择Replace Cache选项，弹出Replace Cache对话框。

单击Browse按钮，选择元件库。在New Part Name下拉列表框中选择用来替换原来元件的新元件，在Action选项组中选择是否保留原来的属性，最后单击OK执行替换。

该操作可以改变元件库的连接，为此选择不同的库即可，可以使用不同的元件及不同的库。如果在元件库中添加了元件的封装信息，并需要通过处理cache将其带到原理图中，则只能执行替换操作。

3.2.2 批量更新

在工程管理器中打开Design Cache文件夹，选择要更新的元件。右击元件在弹出的快捷菜单中选择Update Cache选项。

该操作不能改变原理图中元件和元件库之间的关系，只能带进新的User Properties属性。

3.2.3 元器件编号

1. 元器件编号的基本格式

每个元器件编号的第一个字母为关键字，表示元器件的类别。其后为字母和数字组合，区分同一类中的不同个体。对于某些数字器件，在单个集成电路封装中含有多个数字单元，例如一个74HC08集成电路封装中含有四个反相器。这时，同一个封装中的不同单元采用相同的元器件编号，在元器件编号的后面再添加字母A、B……区分同一封装中的数字电路单元。

实际上，在绘制原理图时，我们可以设置系统在放置元器件时自动编号。选择Option-Preferences打开设置软件运行环境窗口，点击Miscellaneous选项卡，选中Auto Reference一栏的Automatically reference placed parts复选框，则在绘制元器件时，同时自动对元器件进行编号，即在元器件编号的关键字母后面，按同一类不同德绘制顺序分别加1、2……。例如对电路图中的不同电阻，自动确定其编号为R1、R2……

若未选中该复选框，则电路中每个元器件的编号都是在关键字母后面自动加问号“？”，有待进一步编号处理。例如。每个电阻的编号均为“R？”，所有反相器单元的编号均为“U？A、U？B……”。

在对电路图作进一步处理之前，必须首先保证电路图中每个元器件均有一个单独的元件编号。下面就介绍几种修改元器件编号的工具。

2. Annotate选项卡 在项目管理器窗口中，选中待进行编号的一页或多页电路，或者整个电路设计。点击设计工具栏的Annotate按钮图所示。

，进入自动编号设置，具体设置选项如

设置好选项后点击图中OK按钮，将启动Annotate模块。这是屏幕上出现提示信息，要求用户再次确认。若点击提示信息对话框中的确定按钮，即运行了Annotate模块，并将更新了元器件编号的电路图存入文件。同时，在Session窗口中显示更新过程的信息，包括电路图中每一类元器件的最高编号序号。

此外，在Annotate窗口中，还有几个值得注意的选项。 1) 添加页面编号信息Add Intersheet References 对拼接式和分层式电路设计，包含有多页电路图纸，不同图纸之间用端口连接符合子电路端口信号标示符标示信号的传递关系。这个选项就是在这些连接符合标识符旁边添加表示不同页面之间连接关系的图纸页面编号信息。选中这项后

点击OK按钮，屏幕上会弹出页面标号设置窗口。

完成设置后，点击OK按钮，系统即按上述设置，在电路图中放置页面标号信息。删除页面标号信息只需在Annotate窗口中选择Delete Intersheet References选项，在点击OK确认即可。

属性参数组合Combined Property Strings

在对电路图进行PCB设计或生成统计报表时，有时需要将某一部分元件组合在一起。在Combined Property Strings中设置几个属性参数名，就可以指定组合的标准。即指定将元器件所有属性参数中这几个属性值相同的元件组合在一起。例如，在生成元器件清单时，将符合标注的元器件组合在一起生成输出报表，并且可以为其添加附加信息。

作为“组合”的标准，其组成格式有它固定的基本格式，是由一项或多项带有大括号的属性参数类型名称组成。例如：{Value}{Reference}表示将元件的值和编号均相同的元器件组合在一起。

用户根据需要，也可以在大括号外面添加其它字符和看你哥哥，表示附加信

息和格式。例如Part： {Value}{Reference}

3. Back Annotate选项卡

使用这个工具可以按照一个互换文件的设置，同时修改、互换电路中一部分元器件的编号以及元器件的引线编号，在此只作简要叙述。

调用Back Annotate之前需要生成互换文件，生成互换文件有两种方法，一种是用一般的文本编辑软件按其固定格式生成ASCII码的互换文件；另一种是在OrCAD其它应用模块（如OrCAD Layout）中生成互换文件。

在项目管理窗口中选中待更新的电路设计，点击设计工具栏中的Back Annotate按钮

，在弹出的窗口中进行简单的设置后点击OK按钮，系统即按

SWP互换文件的内容，更新电路图中的元器件编号和引线编号。

3.3 添加封装属性 3.3.1 单个添加

方法1 在原理图中直接修改

在原理图中双击某一元件，弹出Property Editor窗口。

右击左上角空白处，选择快捷菜单中的Pivot选项，该元件的各属性值按列排列。

在PCB Footprint属性右侧的空白处输入封装名称，单击Aplly按钮确认后关闭属性窗口。

方法2 在原理图库中修改

打开原理图库，双击要修改元件打开元件编辑界面。选择Option-Package Property命令，弹出Edit Part Properties对话框。在PCB Footprint文本框中输入封装名称，单击OK确认，保存更改。

打开原理图工程，打开Design Cache文件夹。右击要编辑封装的元件，选择快捷菜单中的Replace Cache选项。

弹出如图所示的Replace Cache对话框，在Action选项组中选择Replace schematic part properties单选按钮及Preserve Refdef复选框，单击OK按钮确认。

3.3.2 批量添加

方法1

选中要修改的所有同类元件，右击后在快捷菜单中选择Edit Property选项，弹出Property Editor窗口。

单击PCB Footprint框，选择整列，右击在快捷菜单中选择Edit选项，弹出Edit Property Value对话框。

在文本框中输入封装名臣，点击OK则所选择的元件封装信息被添加到Property Editor中。单击Allpy按钮应用，关闭属性编辑窗口。

方法2

右击工程管理窗口中的所需原理图页，选择快捷菜单中的Edit Object Properties选项打开Property Editor窗口，其中显示了该原理图内所有的元件信息。在此窗口中添加封装名称，点击Apply即完成所有封装的添加。

3.4 生成网表与元件清单 3.4.1 生成网表

生成网表之前要首先检测原理图，确认电气连接、逻辑功能和电源连接正确。 在工程管理器中选择.dsn文件，选择Tool-Design Rules Check命令，执行DRC检查。如果存在错误，返回修改，直到消除所有错误。

当原理图检查完毕，再次在工程管理器中选择.dsn文件。选择Tool-Creat Netlist命令，弹出Creat Netlist对话框。

由于我们绘制电路图没有选用Candence自带的PCB软件，需先打开Other选项卡。

在Formatters下的列表中选择orPadspcb.dll，表示我们应用的PCB软件是PADS。点击Browse按钮选择要保存的路径，同时，为了使输出的网表文件可以直接被PADS软件导入，需要在这里将网表的后缀改为.asc的格式。

选择PCB Edit的网表，单击确定，弹出Progress对话框。

片刻后工程管理器中的Output显示网表文件，此时打开刚刚选择的路径就能看到一个格式为.asc的文件，我们要记住这个路径，以便在进行PCB设计时轻松快捷的导入网表。

3.4.2 生成元件清单

选择.dsn文件，选择Report-CIS Bill of Material-Standard命令，弹出Standard Bill of Material对话框。

在Output Format下拉列表中选择某一个选项，可用右边的上下箭头上下移动调整顺序，最后输出的报告栏目及顺序与其一致。如果要删除其中的某一项，选择后单击Remove按钮。如果要添加输出选项，选择Select Properties下拉列表框中的所需选项，单击Add按钮添加到Output Format下拉列表框中。

如果选择Export BOM report to Excel复选框，则以Excel表格形式输出；否则以网页格式输出。

设置完成后点击OK按钮，以网页格式输出的结果如图所示。

此外，在BOM输出方式中国，还有另外一种。选择.dsn文件，选择Tools- Bill of Material选项，弹出Bill of Material对话框，具体的选项设置如图所示。

单击OK按钮生成元件清单如图所示，可以看出相同值的元件被分组列出。

3.5 单元小结

本章详细介绍了原理图设计初步完成后的处理工作，包括电路设计的检查、修改、封装属性的添加以及网表与报表的生成。

第4章 层电路设计

对于比较复杂的电路，在设计时一般要采用拼接式和分层式的电路结构。特别是分层式电路结构，已在电路和系统设计中得到了广泛的应用。

4.1 拼接式电路

电路规模较大时，可按功能分成几个部分，每部分绘制在一页图纸上，各章电路图之间的信号连接关系用端口连接符Off-Page Connector表示，这就是拼接式电路设计。拼接式电路中不同页面都属于同一层洗，相当于在同一个图纸资料夹中。

绘制拼接式电路的关键是生成多页电路图纸，然后在每一页绘制电路图，只是要在与其他页面电路图传递信号的端口处放置Off-Page Connector符号，同时要保持不同页面图纸之间传递信号的Off-Page Connector符号具有相同的端口连接符号名称。

生成多页电路图纸的方法在第二章已经介绍过，在项目管理窗口选中“SCHEMATIC1”，点击鼠标右键，选择快捷菜单中New Page命令，在弹出的窗口中输出新的页面名称，最后点击OK即可。

4.2 分层式电路结构

分层式电路结构充分体现了“自上而下”的设计方法。首先在一层图纸上用框图的形式设计出总体结构，然后再在另一层图纸上设计每一个子电路框图所代表的电路结构。在实际情况下，下一层次电路中还可以包括有子电路图，按分层式关系将子电路图逐级细分，知道不再含有子电路的最低层。

分层式电计有两种：简单分层式电路和复合分层式电路。

简单分层式电路：如果分层式电路中不同层次子电路框图内包含的各种子电路没有相同的，则称之为简单分层式电路；如果分层式电路设计中某些层次含有相同的子电路，则称之为符合分层式电路。对这些相同的电路，只需绘制一次后便可以在多处调用。

采用分层式电路设计的原因很多，有时并不是只因为电路很复杂，而是为了管理方便、看图清晰、得到更好的电气性能等等。目前自上而下的设计策略已成为电路和系统设计的主流，因此相对复杂一些的电路设计大多采用分层式结构，使用拼接式电路结构的情况已相对较少。

4.3 简单分层式电路图的绘制

层电路图是将电路图分门别类，以方块图代替实际的电路。从根层开始看图，很容易看出整个电路的结构。

1. 当我们要放置一个电路方块图时，打开原理图绘制窗口，选择Place

-Hierarchical Block命令，出现放置电路方块图对话框，各项设置如图所示。

User Properties用来指定与该电路图相关的参数属性，点击此按钮，弹出用户属性对话框。Name和Value两列显示刚刚设置的结果。如果Attribute列中为字母V，表示该属性参数将在电路图上显示。在对话框中选中一项属性参数后，对话框底部将显示该参数名，用户可在其右侧文本框中修改参数设置值。在点击Display按钮后弹出的对话框中可以改变相应属性参数的显示情况；点击Remove按钮可删除选中的属性参数。如果选中的参数为只读式，Remove按钮为灰色显示，不可能被选中；点击New按钮，则可为方块图添加新的属性。

全部设置完成后，点击OK按钮，窗口中的光标成为十字形。在需放置电路方框图的位置，用鼠标点击一个顶点后拖动，拉开一个矩形图，调整大小，放开鼠标左键即绘制好。

如图所示，刚绘制好的方块图在屏幕上呈选中状态，绘制出的电路方块图左上方和左下方分别显示了该方块图的名称和其代表的子电路图的名称。

2. 为了实现电路方块图与周围电路的电学连接，需要在电路方块图上放置引出端。在电路方块图选中的状态下，点击Place-Hierarchical Pin，弹出出图所示对话框。

输入引出端的名称，设定其属性（单线Scalar和总线Bus两种）和类型。引出端的类型包括：

3 State—三态管脚； Bidirectional—双向管脚；

Input—输入管脚； Open Collector—集电极输出管脚； Open Emitter—发射极输出管脚； Output—输入管脚； Passive—无源管脚； Power—电源管脚。

设置好参数后点击OK确定，对话框自动关闭，同时电路方块图边线内侧出线代表引出端的实心几何图形。移动光标，实心图形在框图边线内层作相应移动。单击将引出端放置在合适位置，如图所示放置了一个名为X的输入端。

放置第二个引出端时，单击鼠标右键，在快捷菜单中选择Edit Properties命令。在弹出的对话框中输入新的数值，点击OK放置。放置好后单击鼠标右键，在快捷菜单中选择End Mode结束放置。

重复前面的操作，直至放置好所有的电路方块图和引出端。

3. 分层电路的端口符号用来表示分层子电路端口与上一层电路方块图引出端之间的对应关系。选择Place-Hierarchical Port，弹出如图所示对话框。

选择合适的端口符号，在Name文本框中输出端口名称，点击OK确认。此时，选中的端口符号附着在光标上，移动光标至合适位置，单击放置端口。

放置好第一个端口后，点击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Edit Properties命令，修改参数并确定，继续移动光标放置其它端口。放置完成所有的端口后进行连线，电路如图所示。

现在编辑方块图HALFADD_A的内层电路，单击选中电路方块图HALFADD_A，然后点击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Descend Hierarchy进入下一层电路，弹出如图所示对话框。

输入分层电路的名称，点击OK按钮，绘制下一层电路图窗口打开。由于在上一层的电路方块图中已放置四个引出端，因此从该框图进入下一层时，自动出现了四个分层电路的端口符号，其名称和属性与上一层的四个引出端一一对应。

根据设计需要完成子电路图的绘制。

在绘制好这个子电路后，选择View-Ascend Hierarchy命令或按快捷键Shift+A，返回上一层电路，准备继续绘制其它子电路。如此反复，绘制好整个层次电路图，将设计保存，绘制分层式电路图的工作就全部完成了。

4.4 复合分层式电路图的绘制

复合分层式电路图的绘制方法与简单分层式电路基本相同，只是在复合分层式电路的绘制中，不同电路方块图的子电路的名称和属性完全相同。由于两个电路方块层的下一层为同一个子电路，因此只需在选中一个框图后，执行进入下一层次电路的命令。

在复合分层电路结构中，有两个或多个电路方块图对应的是相同的下一层子电路。因此，就存在一个层次的子电路被多处引用的现象。生成电连接网表文件的时候，系统会在引用的元器件编号前面再加上电路方块图名，就可区分出每个引用的元器件在整个电路设计中的位置，不会引起混乱。

如果试图打开一个被多处引用的电路图页面，就会弹出Select Occurrence对话框。其中列出了该页面电路图被引用的情况列表。从中选择一个引用名后，点击OK按钮，该引用的电路图就显示出来。

4.5 本章小结

本章介绍了分层式电路设计的定义和绘制方法。分层式电路设计自上而下，层次分明，是实际电路设计中经常用到的方法。

第5章 元件和元件库

尽管OrCAD Capture提供相当多的元器件，但再多的元器件也不可能满足设计者的需求。尤其是在日新月异的今天，时刻都有新的元器件产生，所以设计者通常都需要建立符合自己需要的元件库。

5.1 元件库及普通元件的创建

在工程管理窗口中，选择File-New-Library，将元件库添加到工程中并显示在Library文件夹中，默认名称为“library1.olb”。

右击“library1.olb”，在快捷菜单中选择Save As弹出保存对话框。修改元件库名（在这里保持默认）和保存路径，新的元件库就建好了。

有了元件库，接下来即可在其中创建元件。右击新建的元件库“library1.olb”，在快捷菜单中选择New Part选项，弹出新建元件属性对话框。

在Name文本框中输入元件名称DIP-10，Part Reference Prefix为元件的索引编号，保持默认的U。单击OK按钮，弹出元件图形编辑窗口。

利用Ctrl+鼠标滚轮可以放大和缩小视图的显示，调整视图后拖动虚线方框的右下角调整其大小，根据栅格点的情况，大小能放下10个引脚。

点击绘图工具栏中的Place Pin按钮

，弹出Place Pin对话框。在Name

中输入引脚名，在Number中输入引脚标号，选择所需的形状Shape和类型Type。单击OK按钮，引脚图形附着在光标上，单击合适位置即可放置。

放置好第一个引脚后，光标上仍附着有引脚图形，直接单击放置，引脚标号自动增加，逐个放置并修改引脚名称及参数，按下Esc退出命令，使用这种方法可以添加全部引脚。

但是，也可以一次放置多个引脚然后统一编辑。单击绘图工具栏中的Place Array按钮，弹出Place Pin Array对话框，如图所示按需求设置各项参数。如起始引脚名和引脚编号均从1开始，引脚总数为10，其它保持默认。

单击OK按钮，此时10个管脚附着在光标上，单击合适位置放置引脚。右击后在快捷菜单中选择End Mode或按下Esc结束命令。框选引脚6到引脚10后拖到虚框的右边，调整虚线框的大小，调整引脚位置后的元件如图所示。

框选元件左侧的所有引脚，然后按住Ctrl键框选元件右侧的所有引脚。右击在快捷菜单中选择Edit Properties命令，弹出Browse Spreadsheet对话框。

其中Number、Name、Type、对应Pin Properties对话框中的相应文本框，Clock、Dot、Pin Length对应Shape下拉列表框中的选项，用于设置引脚在图中的显示方式。根据芯片的数据手册设置相应的选项即可。单击OK按钮，引脚设置完成。

双击元件图中选项，弹出如图所示对话框。在Value文本框中输入元件名称如DIP-10，然后单击OK确定。

单击绘图工具栏中的矩形绘制按钮

，按虚线框大小拉出一个矩形框作为

元件的实体边框。按下Esc，完成后的元件图如图所示。

创建非规则图形元件的过程与上述类似，只是虚框中的图形不仅仅是单一的图形元素，可能有线段、曲线、三角形、圆形以及文字等多种形式，如图即为一个三角形外框的运放元件。

为了隐藏重叠的引脚的名称，选择Option-Part Properties命令，弹出如图所示User Properties对话框。

选择Pin Names Visible选项，此时Pin Names Visible出现在对话框的最下方，选择下拉列表中的False选项，单击OK，隐藏引脚名称后的运放如图所示。在User Properties窗口，还可以设置管脚名称的旋转角度、管脚标号的可见性以及Value值。

此时的运放还需要放置差分信号的输入极性标记，要取消吸附栅格，点击设计工具栏中的Snap To grid按钮

，取消吸附栅格。

单击绘图工具栏中的Place Text按钮，在文本框中输入“+”，单击OK按

钮。把符号放到引脚1对应的位置，由于取消了吸附栅格点，所以符号位置可以任意调整。接着放置负极性符号，放置正、负极性符号后的运放如图所示。

再次单击此时为红色的Snap To grid按钮

,恢复吸收栅格点。

保存创建的元件，要注意灵活使用栅格的吸附以及对各个引脚的属性设置。

5.2 分裂元件的创建及使用

创建元件符号时，由于有些芯片的引脚数特别多。如FPGA芯片可能有上千个引脚。如果在一个元件符号内绘制所有引脚，则尺寸很大。绘制原理图时一张图纸可能放不下，因此需要分成多个功能模块分别绘制。

任何一种芯片、电阻及电容等元件都有其特殊的封装形式，绘制PCB图时，与元件的实际物理封装形式和尺寸一一对应，因此必须以单个元件形式创建图形，不能分为多个部分。但是在原理图中，放置的元件只是一种逻辑上的表示，原理图重视的是引脚数和各引脚的属性。以一个还是多个元件的形式绘制，以及绘制的形状并不重要，只要各个引脚的电气特性正确即可。绘制原理图的重要目的之一是生成代表各块芯片逻辑连接的网表，包括引脚属性和互联关系。甚至不需要绘制原理图，也可以手工编辑网表，而使用原理图是为了更清楚，更容易管理。

创建分裂类型的元件的方法与上一小节相同，在工程管理器中右击.olb文件，选择快捷菜单中的New Part选项。

在弹出的New Part Properties对话框中，Multiple-Part Package选项组用于设置如何创建分裂元件。Parts per Pkg文本框中的数字表示把一块芯片分为多少个部分绘制。Package Type选项组表示创建分裂元件的类型，Homogeneous表示分裂而成的各部分完全相同，只绘制一次就完成了所有部分的绘制，唯一的区别就是引脚的名称和编号不同；Heterogeneous表示分裂的元件包括的功能、引脚数量和电气属性均不同，需要单独绘制每一部分。

5.2.1 创建Homogeneous类型元件

在Name文本框中输入元件的名称，在Parts per Pkg文本框中输入2.，在

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