Giáo trình Thiết kế mạch bằng máy tính (Nghề: Điện tử dân dụng - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:101

Thêm vào BST

Báo xấu

8
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Thiết kế mạch bằng máy tính (Nghề: Điện tử dân dụng - Trình độ: Cao đẳng)" được biên soạn với mục tiêu giúp các em sinh viên hiểu được phương pháp thiết kế mạch; biết lựa chọn linh kiện trong thư viện để vẽ mạch điện; thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch điện theo các yêu cầu kỹ thuật;...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Thiết kế mạch bằng máy tính (Nghề: Điện tử dân dụng - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 1
LỜI GIỚI THIỆU Mô đun thiết kế mạch bằng máy tính là một trong những mô đun chuyên môn của nghề điê ên tử dân dụng được biên soạn dựa theo chương trình khung đã xây dựng và ban hành năm 2017 của trường Cao đẳng nghề Cần Thơ dành cho nghề điê n tử dân ê dụng trình đô ô cao đẳng. Giáo trình được biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên giáo trình đã được xây dựng ở mức độ đơn giản và dễ hiểu, trong mỗi bài học đều có thí dụ và bài tập tương ứng để áp dụng và làm sáng tỏ phần lý thuyết. Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã dựa trên kinh nghiệm thực tế giảng dạy, tham khảo đồng nghiệp, tham khảo các giáo trình hiện có và cập nhật những kiến thức mới có liên quan để phù hợp với nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế. Nội dung giáo trình được biên soạn với lượng thời gian đào tạo 60 giờ gồm có: Bài 01 MĐ18-01: Giới thiệu phần mềm vẽ mạch điện tử Orcad và các phần mềm vẽ mạch điện tử khác Bài 02 MĐ18-02: Cài đặt phần mềm vẽ mạch điện tử Orcad phiên bản 16.5 Bài 03 MĐ18-03: Vẽ mạch điện nguyên lý Bài 04 MĐ18-04: Tạo mới và sửa đổi linh kiện Bài 05 MĐ18-05: Tạo tập tin Netlist và vẽ mạch in Bài 06 MĐ18-06: Gia công mạch in Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy, cô, chúng ta đọc để nhóm biên soạn sẽ điều chỉnh hoàn thiện hơn. Cần Thơ, ngày tháng 8 năm 2018 Tham gia biên soạn Chủ biên Nguyễn Thanh Nhàn 2
MỤC LỤC TRANG TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN...........................................................................................1 LỜI GIỚI THIỆU..........................................................................................................2 Tên các bài trong mô đun..............................................................................................6 BÀI 1 : GIỚI THIỆU PHẦN MỀM VẼ MẠCH ĐIỆN TỬ ORCAD VÀ CÁC PHẦN MỀM VẼ MẠCH ĐIỆN TỬ KHÁC..............................................................................7 1. Các phần mềm vẽ mạch điê ôn tử thông dụng..............................................................7 1.1 Phần mềm vẽ mạch Altium...................................................................................8 1.2 Phần mềm vẽ mạch điê ôn tử Eagle............................................................................8 2. Phần mềm vẽ mạch điê ôn tử Orcad...........................................................................10 2.1 Các chức năng của phần mềm vẽ mạch điện tử OrCAD........................................12 2.2 Các phiên bản của phần mềm vẽ mạch điện tử OrCAD.........................................12 Câu hỏi và bài tâ ôp........................................................................................................18 BÀI 2: CÀI ĐẶT PHẦN MỀM VẼ MẠCH ĐIỆN TỬ ORCAD PHIÊN BẢN 16.5...19 Yêu cầu chung về phần cứng máy tính........................................................................20 1.Cài đă ôt phần mềm Orcad 16.5...................................................................................20 2. Đăng ký OrCad 16.5 và License Manager...............................................................22 Câu hỏi và bài tâ ôp........................................................................................................28 BÀI 3: VẼ MẠCH ĐIỆN NGUYÊN LÝ.....................................................................29 1. Vẽ sơ đồ nguyên lý..................................................................................................29 2. Một số công cụ nâng cao.........................................................................................34 2.1. Đặt tên cho các đường dây (Naming nets)............................................................35 2.2. Liên kết giữa các trang..........................................................................................35 3. Thực hành vẽ mạch nguyên lý................................................................38 BÀI 4: TẠO MỚI VÀ SỬA ĐỔI LINH KIỆN............................................................55 1. Tạo thư viện linh kiện mới trong Capture................................................................55 2. Taôo PadStack...........................................................................................................43 2.1. Padstack cho linh kiê ôn chân cắm..........................................................................59 2.2. Padstack cho linh kiện chân dán...........................................................................62 3. Tạo Footprint........................................................................................................... 62 3.1. Footprint cho linh kiện chân cắm........................................................................62 3.2. FootPrint cho linh kiê ôn hàn bề mă .ôt......................................................................66 4. Thiết kế footprint bằng Symbol Wizard................................................................67 Câu hỏi và bài tâ ôp........................................................................................................70 BÀI 5: TẠO TẬP TIN NETLIST VÀ VẼ MẠCH IN..................................................71 1. Tạo khuôn mẫu........................................................................................................71 3. Thiết kế mạch in từ sơ đồ nguyên lý........................................................................78 Câu hỏi và bài tâ ôp........................................................................................................88 BÀI 6: GIA CÔNG MẠCH IN....................................................................................89 1. Hướng dẫn xuất Gerber từ ORCAD.........................................................................90 2.1. Đặt tọa độ 0.........................................................................................................90 2.2. Cấu hình xuất Gerber..........................................................................................91 3
2.3. Xuất Gerber ........................................................................................................93 3. Phương pháp gia công mạch in................................................................................94 3.1. Gia công mạch in bằng phương pháp ủi................................................................94 3.2. Hoàn thiện mạch in...............................................................................................98 Câu hỏi và bài tâ ôp........................................................................................................99 Tài liê ôu tham khảo.......................................................................................................99 4
DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1. Giao diê ôn thiết kế mạch bằng phần mềm Eagle...........................................10 Hình 1.2. Giao diê ôn thiết kế mạch bằng phần mềm Orcad...........................................11 Hình 2.1. Giao diê ôn cài đặt Orcad 16.5........................................................................21 Hình 2.2. License Orcad trên windows 7.....................................................................24 Hình 3.1. Nơi lưu mă ôc định sơ đồ nguyên lý...............................................................29 Hình 3.2. Cửa sổ vẽ sơ đồ nguyên lý...........................................................................31 Hình 3.3. Nơi chứa thư viê ôn mă ôc định của Orcad 16.5 ................................................32 Hình 3.4. Giao diê ôn vẽ sơ đồ nguyên lý Orcad 16.5....................................................33 Hình 3.5. Quá trình thiết lâ ôp máy in.............................................................................53 Hình 3.6. Chọn toạ đô ô khi in........................................................................................54 Hình 4.1. Giao diê ôn tạo linh kiê ôn để vẽ mạch nguyên lý của Orcad 16.5 .....................56 Hình 4.2. Cửa sổ chỉ ra nơi chứa mă ôc định linh kiê ôn mới của Orcad 16.5 ...................57 Hình 4.3. Hình ảnh Footprint tạo bởi Orcad Layout 16.5............................................66 Hình 4.4. Hình ảnh cho footprint IC hàn bề mă ôt tạo bởi Orcad 16.5............................70 Hình 5.1. Cửa sổ tạo Netlist trên Orcad 16.5...............................................................80 Hình 5.2. Cửa sổ hiển thị thông số lưới.......................................................................81 Hình 5.3. Cửa sổ chỉnh sửa linh kiê ôn theo vị trí phù hợp.............................................83 Hình 5.4. Đường bao sau khi vẽ xong bằng công cụ Board Outline............................88 Hình 6.1. Mạch in Layout đã được in ra thành bản cứng.............................................90 Hình 6.3. Cửa sổ cài đă t xuất bản in............................................................................93 ô Hình 6.3. Mạch Layot đã được in ra giấy....................................................................94 Hình 6.4. Ngâm mạch trong xà phòng.........................................................................95 Hình 6.5. Mạch sau khi ngâm xà phòng.......................................................................96 Hình 6.6. Mạch sau khi gỡ giấy...................................................................................96 Hình 6.7. Rửa mạch in.................................................................................................97 Hình 6.8. Mạch sau khi rửa Fe2Cl3.............................................................................97 Hình 6.9. Mạch in đã được khoan lỗ............................................................................98 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN 5
Tên mô đun: THIẾT KẾ MẠCH BẰNG MÁY TÍNH Mã mô đun: MĐ18 Vị trí, ý nghĩa, vai trò mô đun: - Vị trí : - Vị trí của môn học: Môn học được bố trí dạy ngay từ đầu khóa học, trước khi học các mô đun chuyên môn - Tính chất của môn học: Là môn học bắt buộc. - Vai trò và ý nghĩa của mô đun: + Là mô đun cơ sở hỗ trợ của nghề điê ôn tử công nghiê ôp Mục tiêu của mô đun: - Về kiến thức: + Hiểu được phương pháp thiết kế mạch; + Biết lựa chọn linh kiện trong thư viện để vẽ mạch điện; - Về kỹ năng + Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch điện theo các yêu cầu kỹ thuật + Thiết kế sơ đồ mạch in theo sơ đồ nguyên lý + Mô phỏng các mạch điện cơ bản và nâng cao + Hoàn thiê ôn mạch in và gia công mạch in đúng tiêu chuẩn kỹ thuâ ôt - Về thái đô ô: + Cẩn thận, chủ động và sáng tạo trong học tập, an toàn cho người và thiết bị; + Tổ chức nơi làm việc gọn gàng, ngăn nắp và đúng các biện pháp an toàn; + Có tư thế tác phong công nghiệp, ý thức tổ chức kỷ luật, khả năng làm việc độc lập cũng như khả năng phối hợp làm việc nhóm trong quá trình học tập và sản xuất. Nội dung mô đun: 6
Thời gian (giờ) Thực hành, Số Tên các bài trong mô đun Tổng Lý thí nghiệm, Kiểm TT số thuyết thảo luận, tra bài tập 1 Bài 1 :Giới thiệu phần mềm vẽ mạch điện tử Orcad và các phần 1 1 mềm vẽ mạch điện tử khác 1. Giới thiệu các phần mềm vẽ mạch 0.5 0.5 điện tử thông dụng 2. Giới thiệu phần mềm vẽ mạch điện 0.5 0.5 tử OrCAD 2 Bài 2 :Cài đặt phần mềm vẽ mạch 3 2 1 điện tử Orcad phiên bản 16.5 1. Các yêu cầu tối thiểu của hệ thống 0.5 0.5 máy tính 2. Các bước cài đặt phần mềm vẽ 0.5 0.5 mạch điện tử OrCAD 3.Thực hành cài đặt phần mềm vẽ mạch điện tử OrCAD 16.5 ttrên máy 2 1 1 tính 3 Bài 3 : Vẽ mạch điện nguyên lý 8 3 5 1. Các bước của qui trình vẽ mạch 1 1 điện nguyên lý 2. Thực hành vẽ mạch nguyên lý 2 1 1 3. Thực hành vẽ mô ôt số mạch điê ôn 5 1 4 điê ôn tử khác 4 Bài 4 :Tạo mới và sửa đổi linh kiện 12 3 8 1 1. Các bước tạo linh kiện mới 1 0.5 0.5 2. Sửa đổi các linh kiện cũ 1 0.5 0.5 3. Thực hành tạo mới linh kiện IC 5 1 4 4. Thực hành sửa đổi các linh kiện cũ 4 1 3 Kiểm tra 1 1 5 Bài 5:Tạo tập tin Netlist và vẽ 8 3 5 mạch in 1. Các bước chuẩn bị cho tạo tập tin 0.5 0.5 Netlist 2. Chuẩn bị bản thiết kế Capture để 0.5 0.5 dùng với Layout 3. Vẽ mạch điện nguyên lý dùng cho 1 1 vẽ mạch in 4. Chuẩn bị bản thiết kế Capture để 1 1 dùng với Layout 5. Các bước vẽ mạch in trong môi 7 1 1 trường Layout 6. Vẽ mạch in của mạch điều khiển
BÀI 1 : GIỚI THIỆU PHẦN MỀM VẼ MẠCH ĐIỆN TỬ ORCAD VÀ CÁC PHẦN MỀM VẼ MẠCH ĐIỆN TỬ KHÁC Mã bài: MĐ18-01 Giới thiệu: Khi đã hoàn thành việc thiết kế và tạo mẫu dự án của mình và muốn thực hiện tạo một PCB (bảng mạch in), chúng ta cần phải sử dụng một số loại phần mềm thiết kế PCB. Trong khi có rất nhiều các sản phẩm thương mại (hầu hết là rất đắt tiền), nhưng lại có rất ít các phần mềm miễn phí cho các nhà thiết kế nguồn mở. Một số nhà sản xuất mạch PCB thương mại cung cấp các phần mềm trực tuyến miễn phí của riêng mình. Mặc dù các sản phẩm này có khả năng sử dụng khá tốt, nhưng chúng cũng bị một nhược điểm rất lớn - đó là chúng ta sẽ bị phụ thuộc vào các dịch vụ của họ. Mục tiêu: - Nhận diện chính xác các thiết bị chính của máy tính xách tay - Trình bày được nguyên tắc khi tháo lắp máy tính xách tay. 8
- Xác định các yếu tố hình thù của máy tính. - Rèn luyện khả năng nhìn nhận quan sát vấn đề. 1. Các phần mềm vẽ mạch điê ên tử thông dụng Bảng mạch điện tử là một bảng nền cách điện có lắp các linh kiện được hàn và kết nối với các đường mạch điện theo sơ đồ định sẵn để thực hiện chức năng xác định. Để sản xuất hàng loạt, hoặc làm bảng mạch có nhiều linh kiện, hoặc phải bố trí lắp các linh kiện nhiều chân, ... người ta áp dụng công nghệ mạch in để tạo ra bảng mạch cách nhanh chóng và chính xác. Nội dung của công nghệ mạch in là tạo một tấm phim chứa hình ảnh các đường mạch, in hình này lên lớp mặt đồng của tấm nguyên liệu, sau đó khoan lỗ và ăn mòn đồng ở phần ngoài các đường mạch. Tùy theo nhu cầu làm mạch mà hiện nay mạch in được đặc trung với số lớp khác nhau:  Mạch in hai lớp có một mặt đồng, dùng phổ biến ở chuột máy tính, các thiết bị âm thanh dân dụng, các điều khiển quạt, lò vi sóng,...  Mạch in ba lớp có hai mặt đồng, dùng trong các thiết bị điện tử phức tạp như hệ thống đo lường, ...  Mạch in năm lớp, tương đương với ép hai loại kể trên, có ba lớp đồng và hai lớp cách điện, dùng trong các hệ phức tạp cao như máy tính cá nhân,...  Mạch in nhiều lớp hơn, dùng trong thiết bị cần tiết kiệm không gian. Hầu hết các phần mềm thiết kế mạch in hiện làm việc trên máy tính cá nhân ở môi trường MS Windows. Tại các hãng chế tạo máy lớn, như thiết kế bo mạch chủ cho máy điện toán, điện thoại thông minh,... thì phần mềm này làm việc ở các máy tính trạm. Trước năm 1995 có dạng phần mềm thiết kế mạch in làm việc ở PC DOS, hỗ trợ người vẽ mạch gần thủ công, và sau đó xuất ra trên máy in laser thành bản ảnh để đưa lên phim. Nó không liên thông với công đoạn vẽ sơ đồ mạch, và người vẽ mạch in phải tự nhớ sơ đồ mạch, kích cỡ các linh kiện dùng đến, và chọn đặt các đường mạch theo trực quan. Từ khi có MS Windows thì phần mềm thiết kế mạch in là thành phần của phần mềm thiết kế mạch điện tử. Phần mềm này hỗ trợ thiết kế sơ đồ mạch điện, và nếu người vẽ sơ đồ mạch tuân thủ đúng cú pháp vẽ, thì bản thiết kế sơ đồ mạch này có thể chuyển tới phần mềm thiết kế mạch in để hỗ trợ vẽ ra bảng mạch in. Các phần mềm thiết kế mạch được dùng phổ biến có OrCad, ProtelSE99, DXP2004, Altium Designer, PowerPCB, Eagle,... Trong đó có hai dòng sản phẩm là OrCad và Protel (gồm ProtelSE99, DXP2004, Altium Designer) được nhiều người biết nhất. 1.1 Phần mềm vẽ mạch Altium Altium ngày nay đang là một trong những phần mềm vẽ mạch điện tử mạnh và được ưa chuộng ở Việt Nam.Ngoài việc hỗ trợ tốt cho hoạt động vẽ mạch, Altium còn hỗ trợ tốt trong việc quản lý mạch, trích xuất file thống kê linh kiện. Altium Designer cung cấp một ứng dụng kết hợp tất cả công nghệ và chức năng cần thiết cho việc phát triển sản phẩm điện tử hoàn chỉnh, như thiết kế hệ thống ở mức bo mạch và FPGA, phát triển phần mềm nhúng cho FPGA và các bộ xử lý rời rạc, bố trí mạch in (PCB)… Altium Designer thống nhất toàn bộ các quá trình lại và cho phép bạn quản lý được mọi mặt quá trình phát triển hệ thống trong môi trường tích hợp duy nhất. 9
Khả năng đó kết hợp với khả năng quản lý dữ liệu thiết kế hiện đại cho phép người sử dụng Altium Designer tạo ra nhiều hơn những sản phẩm điện tử thông minh, với chi phí sản phẩm thấp hơn và thời gian phát triển ngắn hơn. Thực ra điều này khiến Altium khá nặng nề, nhiều chức năng người dùng không dùng đến. Phần mềm thiết kế mạch tự động Altium Designer là một môi trường thiết kế điện tử đồng nhất, tích hợp cả thiết kế nguyên lý, thiết kế mạch in PCB, lập trình hệ thống nhúng và FPGA. Các điểm đặc trưng của Altium Designer:  Giao diện thiết kế, quản lý và chỉnh sửa thân thiện, dễ dàng biên dịch, quản lý file, quản lý phiên bản cho các tài liệu thiết kế.  Hỗ trợ mạnh mẽ cho việc thiết kế tự động, đi dây tự động theo thuật toán tối ưu, phân tích lắp ráp linh kiện. Hỗ trợ việc tìm các giải pháp thiết kế hoặc chỉnh sửa mạch, linh kiện, netlist có sẵn từ trước theo các tham số mới.  Mở, xem và in các file thiết kế mạch dễ dàng với đầy đủ các thông tin linh kiện, netlist, dữ liệu bản vẽ, kích thước, số lượng…  Hệ thống các thư viện linh kiện phong phú, chi tiết và hoàn chỉnh bao gồm tất cả các linh kiện nhúng, số, tương tự…  Đặt và sửa đối tượng trên các lớp cơ khí, định nghĩa các luật thiết kế, tùy chỉnh các lớp mạch in, chuyển từ schematic sang PCB, đặt vị trí linh kiện trên PCB.  Mô phỏng mạch PCB 3D, đem lại hình ảnh mạch điện trung thực trong không gian 3 chiều, hỗ trợ MCAD-ECAD, liên kết trực tiếp với mô hình STEP, kiểm tra khoảng cách cách điện, cấu hình cho cả 2D và 3D  Hỗ trợ thiết kế PCB sang FPGA và ngược lại. Có thể thấy rằng Altium Designer có nhiều điểm mạnh so với các phần mềm khác như đặt luật thiết kế, quản lý dự án dễ dàng, giao diện thân thiện …. Phiên bản mới nhất của Altium hiê ôn tại là 18. 1.2 Phần mềm vẽ mạch điê ên tử Eagle Chương trình này được phát triển và phân phối bởi công ty CadSoft Computer, Inc (Germany) Điều đặc biệt đây là chương trình Freeware với đầy đủ các tính năng giống như bản shareware. EAGLE được chia ra làm ba phiên bản cho mỗi người dùng khác nhau. Bản Professional Edition Bản này thường được dùng cho thương mại Không giới hạn không gian thiết kế (lớn nhất là 64 x64 inches = khoảng 1m6 x 1m6) Sơ đồ mạch điện up lên tới 999 sheet Hỗ trợ toàn bộ linh kiện chíp dán SMD Xuất dữ liệu data nhiều định dạng Tạo thư viện linh kiện mới từ thư viện có sẵn bằng cách Kéo & Thả Hộ trợ thao tác xoay các góc độ  Thiết kế với mức layer tối đa là 16 lớp các tính năng đầy đủ và không bị giới hạn Bản Standard Edition 10
Bản này thường dùng cho cá nhân với không gian thiết kế không rộng lắm  Một vài tính năng bị giới hạn  Thiết kế board tối đa được 4 lớp (lớp Bottom, Top và 2 lớp bên trong)  Sơ đồ mạch điện up tối đa tới 99 sheet  Không gian thiết kế board tối đa là 16cm x 10cm Bản Light Edition Bản này thường được dùng trong giảng dạy… bản này thực chất là bản Freeware được cài đặt sẵn  Không gian thiết kế tối đa là 10cm x 8cm  Hỗ trợ thiết kế chỉ với hai lớp  Mỗi sơ đồ mạch điện bao gồm 1 sheet Với phiên bản Eagle 5x người sử dụng có thể thấy được hình dáng và các thông số kích thước của linh kiên rất có thuận lợi trong việc lựa chọn linh kiện khi thiết kế mạch điện. Chương trình Eagle cho phép người sử dụng vẽ sơ đồ nguyên l. mạch điện trong cửa sổ soạn thảo Schematic và sau đó chuyển sang sơ đồ Board PCB một cách nhanh chóng và vô cùng đơn giản chỉ với một thao tác chuột Yêu cầu của hệ thống: Windows 98 / WinNT / XP Độ phân giải màn hình 800 x 600 Thiết bị ngoại vi: Máy in kim hoặc Laser Máy khoan lỗ 11
Hình 1.1. Giao diê ên thiết kế mạch bằng phần mềm Eagle 2. Phần mềm vẽ mạch điê ên tử Orcad Chúng ta đang sông trong thời đại mà sự tiến bộ của ky thuật điện tử tiến nhanh như ngựa phi nườc rút, môi ngày một khàc. Càc thành tựu của nghành vi tính đa giúp chúng ta cô một công cụ rất manh đế làm việc đô là phần mềm ORCAD Orcad là phần mềm thiết kế mạch điện của công ty Cadence, nói chính xác hơn Orcad là một bộ phần mềm bao gồm nhiều phần mềm trợ giúp cho chúng ta trong quá trình thiết kế mạch. Orcad Capture để vẽ sơ đồ nguyên lý, Layout để vẽ mạch in, Pspice để giả lập … Cũng vì tính phổ biến của Orcad mà người học có thể dễ dàng tìm được nhiều sự trợ giúp từ nhiều nguồn tài liê ôu tham khảo cũng như có thể học được kinh nghiê ôm của nhiều người khác cùng lĩnh vực. 12
Như chúng ta biết công việc hàng ngày của mô ôt chuyên viện điện tự là phân tích các sơ đồ mach điện mỗi khi nó đang nằm trong đầu hay đang nằm trông mặt giấy. Khi có sơ đô trong tay thì việc trước tiên là tìm cách tính toán để biếtt cách vâ ôn hành của mạch. Trong thiêt kê, thì phải xác định điều kiện phân cực DC của mạch, rồi khảo sát mạch với các dạng tín hiê ôu kích thích khác nhau, từ đó tìm ra chổ hư hỏng để khắc phục. Cuối cùng thực hiê ôn gia công mạch in để tạo ra sản phẩm mong muốn. Tất cả công viê ôc đó được thực hiê ôn trân phần mềm Orcad mô ôt cách tiê ôn lợi và nhanh chóng. Hình 1.2. Giao diê ên thiết kế mạch bằng phần mềm Orcad  Giới thiệu phần mềm vẽ mạch điện tử OrCAD ORCAD là một công cụ thiết kế mạch điện tử đơn giản và phổ biến. Cũng có rất nhiều phần mềm thiết kế mạch điện tử khác, tuy nhiên, chúng tôi chọn sử dụng phần mềm này, vì bộ công cụ này được đánh giá là khá mạnh. Nhược điểm lớn nhất là phần mềm ORCAD không cung cấp miễn phí, nhược điểm thứ hai là bộ phần mềm ORCAD hỗ trợ quá nhiều, vì vậy nó khá nặng. Tuy vậy, các thư viện linh kiện của ORCAD có thể coi là mạnh nhất cho đến nay, và hầu hết các nhà sản xuất linh kiện điện tử đều cung cấp các add-in thư viện linh kiện cho ORCAD. Đã có rất nhiều sách hướng dẫn sử dụng ORCAD bằng hình, tuy nhiên giá sách khá cao, và thực chất ORCAD không có gì là phức tạp, vì vậy, người biên soạn muốn thực hiện tài liệu hướng dẫn này một cách đơn 13
giản, để cung cấp miễn phí cho sinh viên. Các sách dù có hướng dẫn tỉ mỉ tới đâu, thì cũng không thể giúp các bạn sinh viên nắm bắt toàn bộ các chức năng của ORCAD khi mà sinh viên không thực sự đam mê đầu tư thời gian tìm hiểu và thực hành, sinh viên thực hành nhiều, mày mò nhiều, và hỏi han nhiều, sẽ tìm hiểu và nắm bắt về ORCAD rất dễ dàng. Trong tài liệu hướng dẫn này, chúng tôi sẽ đi từng bước đơn giản, để các bạn sinh viên có thể thực hiện một mạch nguyên lý bằng ORCAD, sau đó hướng dẫn các bạn sinh viên từng bước để xuất ra thành mạch in, chạy mạch in, điều chỉnh mạch in, cuối cùng là việc làm một mạch in điện tử tại nhà như thế nào. 2.1 Các chức năng của phần mềm vẽ mạch điện tử OrCAD Giáo trình này được chia làm các nô ôi dung: Phần thứ nhất hướng dẫn các bạn một số thao tác để vẽ một mạch nguyên lý với ORCAD dùng CAPTURE, bên cạnh đó chúng ta có thể sử dụng CAPTURE CIS để có thể vẽ phần mạch nguyên lý. Phần thứ hai hướng dẫn các bạn sinh viên các thao tác để chuyển từ mạch nguyên sang mạch in dùng LAYOUT PLUS. Phần thứ ba hướng dẫn các bạn sinh viên một số phương pháp điều chỉnh mạch in, và tạo ra các file cần thiết để gia công mạch in công nghiệp, và xuất ra file .pdf của mạch in. Phần thứ tư là dùng file .pdf để có thể làm ra mạch in 1 lớp để có thể phục vụ nhu cầu của sinh viên trong viê ôc đáp ứng mô ôt số mạch điê ôn tử cơ bản và nâng cao. Có thể tổng kết nô ôi dung cơ bản theo tính năng như sau:  Capture — biên tập các sơ đồ nguyên lý  Capture CIS Option — điều hành các thư viện Active Parts  PSpice Analog Didital — gói của chế bản tương tự-số  Spice Аdvanced Аnalysis — gói của tối ưu tham số  PSpice SLPS option — giao diện liên lạc với gói Matlab  PCB Designer — biên tập các topo các mạch in  SPECCTRA for OrCAD — chương trình của truy tìm tương tác và tự động  Signal Explorer — module phân tích sự nguyên vẹn của các tín hiệu và của các biến dạng giao 2.2 Các phiên bản của phần mềm vẽ mạch điện tử OrCAD 2.2.1 Orcad phiên bản 9.2  Mô êt số hình ảnh, giao diê ên phần mềm Orcad 9.2 Việc cài đặt orcad 9.2 cũng không có gì là khó khăn và phức tạp. Các bạn làm theo các thứ tự như sau. 14
Mở bộ cài ra chạy file setup.exe, với các máy dùng từ win7 trở lên các bạn chọn setup.exe -> chuột phải -> Run as administrator. Khi bắt đầu vào môi trường cài đặt orcad sẽ báo cho chúng ta rằng hãy tắt các phần mềm diệt virus đi để tránh trường hợp bị lỗi file trong quá trình cài đặt. Chúng ta nhấn OK rồi tiếp tục nhấn NEXT, OKđến khi hiện cửa sổ sau thì ta chọn standard licesing như hình vẽ. Nhấn NEXT tiếp sẽ hiện ra tiếp cửa sổ. 15
Các bạn điền vào đó các chữ cái từ A đến H, khi điền xong mỗi chữ cái phải nhớ nhấn Enter để xuống dòng. Thực ra đây là phần Option giúp chúng ta chọn lựa những ứng dụng cần thiết trong orcad, mình sẽ nói rõ hơn vào các phần sau. Nhấn NEXT ta tiêp tục có Lúc này ta điền 17 số 1 vào phần codes, nhìn lên trên ta sẽ thấy các chữ cái tương đương với các option A->H mà bước trước ta lựa chọn. Tiếp tục nhấn NEXT Các bạn điền tên sử dụng và tên công ty của mình vào, với các cty dùng bản quyền thì ghi chính xác còn đối tượng sinh viên thì các bạn có thể điền gì cũng được. Nhấn NEXT tiếp orcad sẽ hỏi lại lần nữa về xác nhận tên công ty và tên người sử dụng, nếu chính xác rồi các bạn nhấn OK 16
Ở bước này với những bạn mới bắt đầu nên chọ Typical, sau này ta biết nhiều rồi thì có thể chọn Custom để lựa chọn các cài đặt hợp lý. Nhấn NEXT tiếp. và nhấn NEXT thêm một lần nữa và đợi cho nó copy file cài đặt xong. Nhấn Finish là xong. Sau khi cài đặt xong, các bạn mở folder Crack trong đó có file PDXOrCAD thì nhấn chuột phải - > chọn Run as Administrator để khởi động Cửa sổ sau sẽ xuất hiện  TẠO PROJECT MỚI TRONG CAPTURE 17
Để tạo một Project mới các bạn khởi động Capture, nhấn FILE -> NEW - > PROJECT một cửa sổ sẽ hiện ra. Name là tên của project chúng ta định làm, ví dụ donhietdo, khuechdai ... Có 4 radio button cho ta lựa chọn, các bạn chọn như hình vẽ là schematic Location là đường dẫn lưu file của project, mặc định orcad sẽ để các file của bạn nằm cùng trong ổ cài đặt, vì vậy các bạn có thể thay đổi đường dẫn này bằng cách nhấn vào Browse để thay đổi đường dẫn. Sau khi xong chúng ta nhấn OK và môi trường schematic hiện ra cho chúng ta làm việc. 18
Để vẽ được mạch nguyên lý bắt buộc phải có linh kiện, các nhận chọn Place rồi Part, có thể dùng phím tắt là Shift+P để thao tác. Cửa sổ lựa chọn linh kiện sẽ hiện ngay ra cho các bạn. Thông thường với lần làm việc đầu tiên Orcad chưa có thư viện nào trong đó, muốn add thư viện vào chúng ta phải nhấn chọn Add library. Sau đó chọn các thư viện cần thiết chúng ta cần. Như ngày đầu mới học để chắc ăn mình chọn tất cả các thư viện có sẵn mà thằng Orcad hỗ trợ bằng cách nhấn Ctrl+A rồi nhấn OK. Ô Part để chúng ta đánh tên linh kiện cần lấy vào đó, nó cũng giống như một ô search, bạn chỉ cần gõ Resistor (điện trở) thì tất cả các loại trở có trong thư viện nó sẽ hiện ngay bên dưới cho các bạn lựa chọn, đánh tên càng chính xác thì linh kiện hiện ra sẽ chính xác cho ta lựa chọn 19
Đến đây các bạn chỉ việc nhặt linh kiện và đưa ra ghép nối để tạo sơ đồ nguyên lý mà bạn định vẽ. Một số thư viện thông dụng như sau: - Discrete: R, C, Tran, Triac, Diode, Led ... các linh kiện cơ bản. - Transistor: Hầu hết các loại tran - Conecter: Các đầu kết nối, Jac cắm - Microcontroller: Các dòng vi điều khiển và orcad hỗ trợ. - Gate: Các cổng IC logic như 4048,4049, 40107 .... - Amplifier: Các loại khuếch đại thuật toán như LM324, LM741 .... - Regulator: Các loại ổn áp nguồn như 78xx, Lm337,317, Lm2576, A8178 .... 2.2.2 Orcad phiên bản 10.5 Như đã giới thiê ôu Orcad xuất hiê ôn từ rất sớm là công cụ hỗ trợ đắt lực cho các chuyên gia thiết kế đễn những bạn mới vào nghề thiết kế mạch. Từ khi xuất hiê ôn đến nay Orcad đã trải qua nhiều phiên bản cũng như sự cải tiến đáng kể  Phiên bản 3.2 xuất hiê ôn lần đầu tiên chạy trên nền DOS và sau đó tiếp tục cải tiến đến phiên bản  Phiên bản 7.0 ở phiên bản này Orcad chạy trên nền windows đã làm cho giới thiết kế mạch thâ ôt sự ấn tượng và thích thú.  Phiên bản 9.0 phiên bản này cũng chạy trên nền windows với những cải tiến rất đáng kể  Phiên bản 9.2 là trong những phiên bản rất ổn định của Orcad và tồn tại thời gian rất lâu  Phiên bản 10.5 là phiên bản xuất hiê ôn gần đây với cải tiến mới cho người dùng  Phiên bản 16.5 là phiên bản mới nhất cho đến thời điểm hiê ôn tại Câu hỏi và bài tâ êp 1/ Cho đến nay phiên bản Orcad nào chạy ổn định nhất? 2/ So sánh ưu nhược điểm của phần mềm Orcad với các phần mềm vẽ mạch điê ôn tử khác như Eagle, Altium, … BÀI 2: CÀI ĐẶT PHẦN MỀM VẼ MẠCH ĐIỆN TỬ ORCAD PHIÊN BẢN 16.5 Mã bài: MĐ18-02 Giới thiệu: 20