cadence16.3、PADS9.5实验讲义.docx

三．实验项目及其内容

学时数分配

实验项目
振荡器电路
接触式防盗报警电路
Cadence 原理图与 PADS layout 印制电路板 的接口
PADS 封装制作
PADS Layout布局设计
PADS Layout 布线设计
PADS Layout设计规则
红外控制系统设计
20
实验编号
1
2
3

4
5
6
7
8
总学时
实验类型 设计性 设计性 设计性
设计性 设计性 设计性 设计性
设计性
性质 必开 必开 必开
必开 必开 必开 必开
必开
学时
2
2
4

4
2
2
2
2

注：实验类型：重复性、验证性、综合性、设计性及其它
实验一 振荡器电路

实验目的
1、熟悉 cadence16.6 软件环境
2、学习简单原理图的绘制
3、初步了解 PCB 板设计流程

实验主要内容及步骤
1. 运行环境、安装与卸载
2.PCB 设计流程
(画出原理图流程图)
3.cadence16.6 原理图设计
步骤：
(1) 新建项目(Project)
单击 File New Project,弹出New Project 对话框，在该对话框中设置项目 的名称、保存路径。
(2) 设置图纸的主要参数：
图纸的大小、颜色的设置、栅格设置等。
(3) 放置元器件
1) 加载元器件库： 单击快捷键 P，弹出 Place Part 工作面板，选择所需要的
元器件库。
2) 放置元器件：

1 / 13
3) 编辑原理图：元器件的复制、粘贴、删除；旋转
4) 放置电源和接地符号
5) 连接导线

VCC
VCC
J1

1
2

HEADER 2

R1 R

R2
R

C1

C

R3
R

C2

C

R4
R

Q1
NPN BEC

Q2
NPN BEC

实验二 接触式防盗报警电路

实验目的：
1、进一步熟悉 cadence16.6 软件环境
2、熟悉 cadence16.6 各种菜单和工具的使用
3、理解画 PCB 板前的准备工作

实验主要内容及步骤
1. 新建接触式防盗报警电路项目和接触式防盗报警电路原理图
2. 原理图绘制的后续处理
(1) 对绘制后的原理图重新编号
(2) DRC 检查
(3) 在原理图中为每个元器件定义 PADS Layout 封装
(4) 生成网络表

2 / 13

VCC
VCC
J2
1
2
VCC
+ C1
CAP POL

R3
R
R8
R
7 5 8
1A
PNP BCE
Q1
NPN BCE
LF356/DIP8
CAP POL
DIODE
SPEAKER
R7
R
+ C2
CAP POL

+ C3
CAP POL
OUT
D
N
G
5
NE555
+
4 1
HEADER 2
C5
+
R1 R
R5 R
R6 R
R2 R
R4 R
R9 R
C4 C
C C V
C C V
2
3
T S R
LS1
J1A
DIS
Q2
V C
TH
TR
U1
U2
D1
M
3
8
6
6
4
2
7
1

实验三 Cadence 原理图与PADS layout 印制电路板的接口
实验目的
掌握在 PADS layout 中导入网络表的方法
实验主要内容及步骤
1、 在 cadence allegro design CIS 系统中给每个元器件赋予 PCB 封装(这里的 PCB 封装指的是PADS layout 中的封装)。
在 allegro design Entry CIS 系统中打开接触式防盗报警电路.DSN 原理图设 计文件，选中元器件后，单击右键，执行Edit properties…命令，打开该元器件的属 性编辑窗口，如图 3- 1 所示，在 PCB Footprint 栏定义 PCB 封装。

图 3- 1

2、
在 cadence 中生成网络表
在项目管理窗口，选中“防盗报警电路.DSN”，执行 Tools\create Netlist 菜 单命令，弹出 create Netlist 对话框，选择 other 标签页，如图 3-2。

3 / 13

图 3-2

3、 绘制电路板框
(1) 在桌面上双击 PADS layout 图标，进入 PCB 设计窗口。
(2) 在 PCB 设计窗口，按快捷键 ctrl+enter,调出 options 对话框，如图 3-3 所示。

图 3-3
在 global 页，设置鼠标的形状，和设置设计单位。在绘制板框时，将设计单位设 置为公制(mm) .
在 grids 页，设置设计栅格、显示栅格的大小。一般将设计栅格设置为1mm，显示 栅格设置为 10mm。
(3)绘制电路板框。单击绘图子工具栏中的 Board outline and cut out 图标 ， 开始绘制电路板框。
(3) 导入网络表。执行 file\import 命令，此后，在 PCB 设计窗口的原点处堆 满了元器件，如图 3-4 所示。

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图 3-4
执行 tools\disperse components 命令，将 PCB 工作区的元器件打散。这样就完 成了从 cadence 原理图到PADS layoutPCB 板的接口。
实验四： PADS 封装制作
实验目的
1、 掌握用 wizard 向导制作 PCB 封装
2、 掌握手工制作 PCB 封装的技巧
实验主要内容及步骤
1、 PCB 封装基础知识
(1)元器件封装
是实际元器件焊接到 PCB 板时的焊接位置与焊接形状，包括了实际元器件的外形尺寸， 所占空间位置，各管脚之间的间距等。
元器件封装是一个空间的功能， 对于不同的元器件可以有相同的封装， 同样相同功能的 元器件可以有不同的封装。因此在制作 PCB 板时必须同时知道元器件的名称和封装形 式。
(2)元器件封装分类
通孔式元器件封装(THT， through hole technology)
表面贴元件封装 (SMT Surface mounted technology )
另一种常用的分类方法是从封装外形分类： SIP 单列直插封装
DIP 双列直插封装
PLCC 塑料引线芯片载体封装
PQFP 塑料四方扁平封装
SOP 小尺寸封装
TSOP 薄型小尺寸封装
PPGA 塑料针状栅格阵列封装
PBGA 塑料球栅阵列封装
CSP 芯片级封装
(3) 元器件封装编号
编号原则：元器件类型+引脚距离(或引脚数) +元器件外形尺寸
例如 AXIAL-0.3 DIP14 RAD0. 1 RB7.6- 15 等。
(3)常见元器件封装
电阻类 普通电阻 AXIAL- ,其中 表示元件引脚间的距离；
可变电阻类元件封装的编号为 VR , 其中 表示元件的类别。
电容类 非极性电容 编号 RAD ,其中 表示元件引脚间的距离。

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极性电容 编号 RB xx- yy， xx表示元件引脚间的距离， yy 表示元件的直径 二极管类 编号 DIODE- ,其中 表示元件引脚间的距离。
晶体管类 器件封装的形式多种多样。
集成电路类
SIP 单列直插封装
DIP 双列直插封装
PLCC 塑料引线芯片载体封装
PQFP 塑料四方扁平封装
SOP 小尺寸封装
TSOP 薄型小尺寸封装
PPGA 塑料针状栅格阵列封装
PBGA 塑料球栅阵列封装
CSP 芯片级封装
2、封装制作窗口界面
(1)进入 PCB 设计界面，单击 Tools\ PCB decal editor,出现如图 4- 1 界面。

图 4- 1
(2) 系统参数设置
栅格的设置： 一般设计栅格设置成 10mil，显示栅格设置成 100mil 比较方便。
设计单位：一般在设计国际标准封装时，采用英制单位(mil)，设计不规则的封装时， 采用公制单位(mm)。
(3)元件的管理及元件库的操作
1)元件的管理
2)新建元件库
3)对元件库列表的基本操作
元件的复制、粘贴等
4)元件库的导入、导出
3、利用 Wizard 向导制作 PCB 封装
(1) DIP 封装的制作
步骤： a、在 PCB 封装制作窗口，单击 file\librarys，弹出 library manager 封装管 理器对话框，如图 4-2.

6 / 13

图 4-2
单击 Create New Library 新建一个封装库。例如，封装库名称libchen.pt9.
b、回到 PCB 封装制作窗口，单击绘图子工具栏 ，如图 4-3。

图 4-3
单击 wizard 封装向导图标 ，弹出 decal wizard 对话框，如图4-4.

图 4-4 制作 DIP 封装的主要参数：
●引脚数量
●同一列引脚的间距
●两列引脚的间距
●引脚的平均宽度 B=18mil,考虑到过孔镀铜和余量，取 B=35mil。

7 / 13

(2) SOIC 封装制作
制作 SOIC 封装的主要参数：
●引脚数量
●同一列引脚的间距
●两列引脚的间距
●引脚的平均宽度 b=10mil,考虑到余量，取 B=15mil。
●引脚长度 L(例如L=20mil，为了焊接充分，取 L=70mil)
4、手工制作 pcb 封装技巧
(1)进入 pcb 封装制作窗口
(2)设置主要参数
(3)单击绘图子工具栏图标 ，如图 4-5，

图 4-5
单击 terminal 图标 按钮，弹出 add terminals 对话框，如图 4-6。对该对话框采用 默认设置。

图 4-6
单击 OK,放置焊盘。

8 / 13
实验五： 布局原则
实验目的 掌握 PCB 板布局原则
实验主要内容及步骤
布局原则
A. 遵照“先大后小，先难后易”的布置原则，即重要的单元电路、核心元器件应当优先布 局．
B. 布局中应参考原理框图，根据单板的主信号流向规律安排主要元器件．
C. 布局应尽量满足以下要求:总的连线尽可能短，关键信号线最短;高电压、大电流信号与 小电流，低电压的弱信号完全分开;模拟信号与数字信号分开；高频信号与低频信号分开； 高频元器件的间隔要充分．
D. 相同结构电路部分，尽可能采用“对称式”标准布局；
E. 按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准优化布局；
F. 器件布局栅格的设置，一般 IC 器件布局时，栅格应为 50-- 100 mil,小型表面安装器件， 如表面贴装元件布局时，栅格设置应不少于 25mil

实验六： 布线设计
实验目的
掌握 PCB 布线技巧
实验主要内容及步骤
印制电路板走线的原则：
◆走线长度：尽量走短线，特别对小信号电路来讲，线越短电阻越小，干扰越小。
◆走线形状： 同一层上的信号线改变方向时应该走 135°的斜线或弧形， 避免 90°的拐 角。
◆走线宽度和走线间距： 在 PCB 设计中， 网络性质相同的印制板线条的宽度要求尽量一 致，这样有利于阻抗匹配。
走线宽度 通常信号线宽为： 0.2~0.3mm， (10mil)
电源线一般为 1.2~2.5mm 在条件允许的范围内，尽量加宽电源、地线 宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线

实验七： 设计规则(Design Rules)
实验目的
掌握 PADS layout PCB 设计规则
实验主要内容及步骤
PADS layout 自一开始就提出了“设计即正确”的概念，也就是保证一次设计正确。
PADS layout 预先设置了很多规则，实时监控用户的设计。在违反设计规则时，系统会 禁止用户继续操作或给出警告等。这样，需要在设计中考虑的问题就都交给了PADS layout 负责，用户需要做的是在设计前把这些规则定义好。
在 PCB 设计窗口中， 单击 Setup\Design Rules…菜单命令， 弹出如图 7- 1 所示的 Rules 对话框。

9 / 13

图 7- 1
PADS layout 的设计规则分为 9 类，它们分别是：
(1)默认(default)规则；
(2)类规则(class)；
(3)网络规则(net)
(4)组规则(group)
(5)引脚对规则(pin pairs)
(6)封装规则(decal)
(7)元件规则(component)
(8)条件规则(conditional rules)
(9)差分对规则(differential pairs)
其中的前 7 项组成一个层次结构，表示不同的优先级。依照排列顺序，优先级逐渐增 高。即在不同优先级设置发生冲突时，使用高优先级的设置。
1、 默认(default)规则
单击图 7- 1 对话框的 default 图标 ，弹出 default rules 对话框。如图 7-2.

图 7-2
该对话框中设置的参数是对整个设计而言的。 如果与其他 6 项的设置有冲突， 则使用其他 6 项的设计规则。
(1) clearance(安全间距规则)

◆trace width(布线宽度)参数组：用来设置布线的宽度
◆same net(相同网络)参数组： 用来设置同一网络中两个对象之间边缘到边缘的安全间距。 ◆other (其他)参数组：设置钻孔边缘之间的最小距离，元件边缘之间的最小距离。 ◆clearance (安全间距)参数组：用来设置各种对象之间的安全间距。

10 / 13

(2) routing (布线规则)
设置如何进行网络交互和自动连线。

(3) high speed (高速设计规则)

(4) fanout (扇出规则)

(5) pad entry (焊盘走线入口形式规则)

11 / 13

(6) report (报表规则)

2、类(class)规则

实验八： 红外控制系统设计
实验目的 熟练掌握 PCB 板设计
实验主要内容及步骤
(绘制 PCB 板过程中的体会)

12 / 13
C17
0.01uF
C12
0.01uF
VCC_BAR
VCC_BAR
C18
22μf

R11
LED0

LED1

C19 33PF

U10
12MHz

C20 33PF
1
2
3
4
5
6

PTC- 1010
1 16
OUT
D
N
G
R12

1MΩ
VCC_BAR

20
3
19 2
1
15
14
13
12
8
7

9
11
U6
P0.0(AD0) P0.1(AD1) P3.2(INT0) P0.7(AD7) P0.6(AD6) P0.5(AD5) P0.4(AD4) P0.3(AD3) P0.2(AD2) P1.0(T2) P1.1(T2 EX)
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
P3.3(INT0) GND P3.4(T0)
AT89C52
PSEN
VCC ALE/PROG
RST EA/VPP P2.7(A15) P2.6(A14) P3.0(RXD) P2.5(A13) P2.4(A12) P2.3(A11)
P3.1 P2.2(A10) P2.1(A9) P2.0(A8)
XTAL1
P3.5(T1) (WR)P3.6 (RD)P3.7
XTAL2
U5

A0
A1
A2
A3
A4
A5

Din

OSC2

OSC1
nc
PT2272
R10
10k

Q2
9013

OUT0 OUT1
VCC

VT

D0 D1 D2 D3 D4 D5

GND nc
29
40
30
9
31
28
27
10
26
25
24
11
23
22
21
19
15
16
17
18
39
38
12
32
33
34
35
36
37
1
2
3
4
5
6
7
8
13
20
14
VCC_BAR
3 U8
18
10
17
1k
c
2

LED1 R18 470 LED0 R17 470
LED1 2 1 LED0 2 1

13 / 13
R14
360
R13
U12 1
1
470
U11
1
3
2
2
BT136
2
J1
C21 0.05uf
R15
470
R16
U14 1
1
360
U13
1
3
2
[J文22档可能2 无BT1法36 思C220考.05uf全面，

3
U9
2
4
4
2
C
N
R20 470
1 1 OUT1
6
6
MOC3021
C
N
5

3
U7
2
4
4
2
C
N
R19 470
1 1 OUT0
6
6
C
N
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L2
2
5
D3
1N5822
VCC_BAR

C15
1uF
N2 4
Vin fb Vo
Gnd on/of f
LM2576T-5
1
3
C13
100uF
J5

+
J6
150uH

C14
1000uF
J4
2
1
CON2
C16
0.1uF
+

红外遥控系统的接收与执行部分
VCC

20

17
R7
470k
18

19 OUT 11
U1

VCC P0.7(AD7) P0.6(AD6) RST P0.5(AD5) P0.0(AD0) P0.4(AD4)
P3.3(INT1) P0.3(AD3) P0.2(AD2) P0.1(AD1)
P3.2(INT0) P1.6
P1.7
(RXD)P3.0 (TXD)P3.1 (T0)P3.4 (T1)P3.5 (WR)P3.6
AT89C52
XTAL2
EA/VPP ALE/PROG PSEN P2.7(AD15) XTAL1 P2.6(A14) P2.5(A13) P2.4(A12) P2.3(A11) (T2)P1.0
(T2 EX)P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5
P2.2(A10) P2.1(A9) (RD)P3.7 GND P2.0(A8)
U2

A0
A1
A2
A3
A4
A5

D0
D1
D2
D3
D4
D5

TE
GND
nc
PT2262
VDD

OSC1

OSC2

DOUT nc
C2 33PF

U3 12MHz

C3 33PF
VCC

RST

IN1

IN2
40
32
33
9
34
39
35
13
36
37
38
12
7
8
10
11
14
15
16
18
31
30
29
28
19
27
26
25
24
1
2
3
4
5
6
23
22
17
20
21
1
2
3
4
5
6

15
14
13
12
8
7

16
9
10

VCC

C1
22μF/16V
RST
R1
471

VCC R2 1k D1 CTE-3271

R4
4
8
U4
7
180
4
7
8
3
3 2
R6
NE555
3
Q1
9013
2
180
1
2
5
C6
1 6
1
6
5
0. 1μF
C7
OUT
0.01μF

VCC

R9 5k

VCC

R3 5k

SW2 SW DIP-2 R8
1 4
2 3
500

IN2
C5
1μF/16V

SW1 SW DIP-2 R5
1 4
2 3
500

IN1
C4
1μF/16V

L1
2
5
D2
1N5822
VCC

C10
1uF
N1 4
Vin fb Vo
Gnd on/of f
LM2576T-5
1
3
C8
100uF
J2

+
J3
150uH

+
J1
2
1
CON2
C9
1000uF
C11
0.1uF

红外遥控系统的控制与发射部分