Upload
others
View
9
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
ii
Mục lục
Lời nói đầu ...................................................................................................................................... i
Mục lục ........................................................................................................................................... ii
Chƣơng 1. ELECTRONIC WORBENCH – EWB ............................................................... 1
1.1. Giới thiệu và cài đặt phần mềm:...................................................................................... 1 1.1.1. Giới thiệu: .................................................................................................................. 1
1.1.2. Cài đặt: ....................................................................................................................... 1
1.1.3. Màn hình EWB: ........................................................................................................ 2
1.1.4. Thanh trình đơn: ....................................................................................................... 3
1.2. Giới thiệu thƣ viện của EWB: ........................................................................................ 11 1.2.1. Giới thiệu chung: ..................................................................................................... 11
1.2.2. Các thanh linh kiện: ................................................................................................ 12
1.3. Vẽ và Mô phỏng mạch trong EWB: .............................................................................. 19 1.3.1. Mạch chỉnh lƣu: ...................................................................................................... 19
1.3.2. Mạch khuếch đại BJT: ........................................................................................... 30
1.4. Bài tập: ............................................................................................................................. 38
Chƣơng 2. CIRCUITMAKER 2000 ..................................................................................... 42
2.1. Giới thiệu và cài đặt phần mềm:.................................................................................... 42 2.1.1. Giới thiệu: ................................................................................................................ 42
2.1.2. Cài đặt: ..................................................................................................................... 42
2.2. Giao diện của CircuitMaker ......................................................................................... 45 2.2.1. Các file của CircuitMaker ...................................................................................... 45
2.2.2. Quy trình sử dụng CircuitMaker........................................................................... 45
2.2.3. Các thanh công cụ của CircuitMaker: .................................................................. 46
2.2.4. Các Menu trong CircuitMaker .............................................................................. 47
2.3. Vẽ và chỉnh sữa các mạch nguyên lý .............................................................................. 48 2.3.1. Tìm các thiết bị ........................................................................................................ 48
2.3.2. Tab Browse .............................................................................................................. 49
2.3.3. Tab Search ............................................................................................................... 49
2.3.4. Thiết lập phím nóng ................................................................................................ 49
2.3.5. Thay đổi phím nóng. ............................................................................................... 49
2.3.6. Đặt thiết bị vào trong bản vẽ................................................................................... 50
2.3.7. Các công cụ vẽ và chỉnh sửa ................................................................................... 50
2.3.8. Nối dây cho mạch .................................................................................................... 51
2.3.9. Dây BUS ................................................................................................................... 52
2.3.10. Tên của node và sự kết nối ..................................................................................... 52
2.3.11. Thông số của các thiết bị ......................................................................................... 53
2.3.12. Thay đổi dữ liệu RAM/ ROM: ............................................................................... 53
2.4. Mô Phỏng Tƣơng Tự ...................................................................................................... 54
2.5. Mô phỏng mạch số ........................................................................................................... 58 2.5.1. Bắt đầu mô phỏng mạch số ..................................................................................... 58
2.5.2. Các công cụ mô phỏng mạch số ............................................................................. 58
2.5.3. Bộ tạo xung .............................................................................................................. 59
2.5.4. Các thông số mô phỏng: ......................................................................................... 59
2.5.5. Thời gian trễ ............................................................................................................ 60
2.5.6. Xem dạng sóng ......................................................................................................... 60
PHẦN ĐỌC THÊM .................................................................................................................... 78
Chƣơng 3. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MICROSOFT VISIO ........................................... 69
3.1. Giới thiệu chung: ............................................................................................................. 69 3.1.1. Giới thiệu: ................................................................................................................ 69
iii
3.1.2. Cài đặt MS- VISIO .................................................................................................. 69
3.2. Làm việc với MS. VISIO ................................................................................................. 71
3.3. Một số bản vẽ thông dụng: ............................................................................................. 72 3.3.1. Vẽ sơ đồ tổ chức bằng VISIO ................................................................................. 72
3.3.2. Vẽ sơ lƣu đồ bằng VISIO (FlowChart) ................................................................. 73
3.3.3. Dạng sơ đồ Basic Electrical .................................................................................... 74
3.3.4. Dạng sơ đồ Industrial Control Systems................................................................. 75
3.4. Bài tập thực hành: ........................................................................................................... 76
Chƣơng 4. OrCAD 9.2 ........................................................................................................... 78
4.1. Giới thiệu và cài đặt phần mềm ORCAD 9.2 ............................................................... 78 4.1.1. Giới thiệu .................................................................................................................. 78
4.1.2. Cài đặt phần mềm: .................................................................................................. 78
4.2. Vẽ mạch nguyên lý với CAPTURE CIS ........................................................................ 85 4.2.1. Tìm hiểu các giao diện của CAPTURE CIS ............................................................. 85
4.2.2. Sửa đổi tên và giá trị các linh kiện trong một bản vẽ .......................................... 90
4.2.3. Sửa đổi chân linh kiện ............................................................................................. 98
4.2.4. Các ví dụ: ............................................................................................................... 100
4.2.5. Bài tập thực hành .................................................................................................. 111
4.3. Vẽ mạch in với ORCAD LAYOUT ............................................................................. 118 4.3.1. Tìm hiểu các giao diện của LAYOUT ................................................................. 118
4.3.2. Thiết kế các kiểu chân hàn mới ............................................................................... 123
4.3.3. Sự liên thông giữa CAPTURE với LAYOUT ........................................................ 126
4.3.4. Ví dụ: Mạch nguồn ổn áp dùng 7812. ..................................................................... 126
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 1
Chƣơng 1. ELECTRONIC WORBENCH – EWB
PHẦN MỀM MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỆN TỬ
1.1. Giới thiệu và cài đặt phần mềm:
1.1.1. Giới thiệu:
Electronic Workbench là phần mềm mô phỏng mạch điện, đo đạc các mạch số và tương tự
của hãng INTECACTIVE IMAGE TECHNOLOGIES. Đây là một phần mềm trợ giúp thiết kế
các mạch số và mạch tương tự rất hoàn chỉnh, cho phép ta thiết kế rồi thử với nhiều nguồn tín
hiệu: nguồn sin, xung…Và nhiều thiết bị mô phỏng như Oscilloscope, VOM, Bode Plotter,
Logic Probe…
1.1.2. Cài đặt:
Để cài đặt chương trình Electronic Workbench vào máy tính ta đưa đĩa CD có chứa phần
mềm ELECTRONIC WORKBENCH 5.12
Tìm đến thư mục ELECTRONIC WORKBENCH 5.12
Double click vào file setup.exe. sau khi nhấp màn hình Welcome xuất hiện chọn next để
tiếp tục.
Khi cửa sổ Installation Directory xuất hiện chúng ta có thể chọn thư mục để cài đặt bằng
cách nhấp vào nút Browse hoặc để mặc định bằng cách nhấp next.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 2
Khi cửa sổ Select shortcut folder hiện ra bạn có thể đặt tên cho Folder để chứa chương
trình EWB hoặc chọn một Folder khác được liệt kê bên dưới. Thông thường bước này ta để mặc
định bằng cách nhấp Next.
Sau khi nhấp Next sẽ xuất hiện bảng Ready to Install, hộp thoại đã sẳn sàng cài đặt chưa
hay còn chỉnh sửa gì không nếu có chúng ta nhấp Back trở lại, nếu không thì nhấp Finish để
chương trình được chép vào đĩa cứng máy tính.
Sau khi chép xong xuất hiện hộp thoại Finished, ta nhấp finish thì quá trình cài đặt đã hoàn
tất.
1.1.3. Màn hình EWB:
Sau khi khởi
động chương trình,
màn hình Electronics
WorkBench 5.12 sẽ
xuất hiện. Trên cùng là
thanh tiêu đề mang tên
của chương trình. Phía
bên trái là biểu tượng
của chương trình và
phía bên phải là 3 nút
tắt dùng để điều khiển
màn hình.
Khi nhấp chuột
vào biểu tượng của
chương trình, trình
đơn sổ sẽ xuất hiện
với các lệnh thay đổi
màn hình.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 3
1.1.4. Thanh trình đơn:
Danh sách các trình đơn và các lệnh của chương trình, bao gồm các lệnh về lưu trữ, xuất ra
máy in, những thành phần thiết kế (Editing Components) và về những phép giải tích mạch điện
(For Performing Analyses). Sau đây sẽ giới thiệu một số lệnh trong các trình đơn, công dụng và
các phím tắt (nếu có).
a) Trình đơn File: bao gồm các lệnh sau:
Mở cửa sổ thiết kế mới chưa được đặt tên (Untitled). Nếu chuyển sang một mạch điện
khác, chương trình sẽ nhắc lưu lại mạch điện trong màn hình thiết kế trước khi mở màn hình
thiết kế khác. Khi khởi động chương trình, cửa sổ thiết kế mạch mới sẽ tự động xuất hiện.
Mở một tập tin mạch điện đã được lưu trước đây. Bình thường, hộp thoại Open sẽ xuất
hiện. Nếu cần thiết có thể chuyển đổi qua lại giữa các ổ đĩa hay các thư mục có chứa tập tin cần
mở. Chương trình chỉ mở những tập tin có phần mở rộng là: *.CA*, * .Cd*, và *.Ewb (trong
môi trường Windows).
Lưu tập tin mạch điện hiện hành. Thông thường, hộp thoại lưu trữ tập tin sẽ xuất hiện. Có
thể chọn thư mục hoặc chuyển đổi ổ đĩa trong hộp thoại lư trữ. Đối với người sử dụng hệ điều
hành Windows, phần mở rộng của tập tin mạch điện sẽ là .EWB tự động cộng thêm vào. Ví dụ:
mạch điện có tên là DaoDong sẽ được lưu lại dưới dạng tập tin của chương trình là:
DaoDong.EWB.
Khi muốn chuyển đổi tên tập tin từ tập tin gốc thì chọn lệnh Save As và tập tin cũ sẽ không
thay đổi.
Chú ý: tập tin trong phiên bản 5.12 sẽ không thể mở được trong phiên bản 5.0. Ngược lại,
các tập tin trong phiên bản 5.0 sau khi đã lưu lại và chuyển vào danh sách những tập tin của
phiên bản 5.12 sẽ được cương trình hiểu như là tập tin mặc định của phiên bản 5.12.
Mở tập tin lưu cuối cùng.
Chuyển tập tin của chương trình SPICE có phần mở rộng là *.Net hay *.Cir trong hệ điều
hành Windows thành dạng sơ đồ nguyên lý.
Chú ý: chương trình Electronics Workbench sẽ chỉ nhận diện những điểm nối nhau trong mạch,
nếu bằng số điểm nối cho phép của chương trình. Nếu vượt quá số lượng cho phép thì chương
trình sẽ thay đổi tên những điểm nối và và cung cấp những thông tin mới này trong hộp thoại.
Đối với những người sử dụng hệ điều hành Windows, bất kỳ một tập tin mạch điện nào
lưu trữ theo định dạng tập tin có phần mở rộng là *.Net, *.Scr, *.Cmp, *.Cir, *.Plc. Chuyển sơ
đổ nguyên lý của chương trình sang phần mềm khác có hỗ trợ thiết kế mạch in.
NEW: (CTRL + N)
OPEN: (CTRL + O)
SAVE: (CTRL + S)
REVERT TO SAVED:
IMPORTS:
EXPORTS:
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 4
In mạch điện hay một phần của mạch điện và kết quả của các dụng cụ đo ra giấy.
Thoát khỏi chương trình hiện hành về lại khung màn hình nền Windows.
b) Trình đơn Edit:
Cắt linh kiện, mạch điện hoặc ký tự đã chọn để đặt vào Clipboard và sau đó dùng lệnh
Paste để dán đối tượng đó vào vị trí bất kỳ trong màn hình làm việc. Lệnh không có tác dụng khi
cắt các biểu tượng của dụng cụ đo thử.
Sao chép linh kiện, mạch điện hoặc ký tự đã chọn để đặt vào Clipboard và sau đó dùng
lệnh Paste để dán đối tượng đó vào vị trí bất kỳ trong màn hình làm việc. Lệnh không có tác
dụng khi cắt các biểu tượng của dụng cụ đo thử.
Đặt nội dung của Clipboard vào màn hình thiết kế mạch điện hiện hành.
Xoá một hay nhiều đối tượng đã chọn trong màn hình thiết kế hiện hành.
Có nhiều cách xoá :
Nhấp nút phải vào biểu tượng cần xóa, trình đơn sổ sẽ xuất hiện và chọn Delete.
Nhấp chuột chọn một hay nhiều biểu tượng sao cho tất cả biểu tượng chuyển thành
màu đỏ và nhấp phím Delete trên bàn phím.
Màn hình sẽ thông báo yêu cầu xác nhận muốn xóa biểu tượng. Chọn Yes để xóa,
chọn No để giữ lại.
Chọn tất cả những biểu tượng có trong màn hình làm việc. Sau khi chọn lệnh này, toàn bộ
những biểu tượng sẽ chuyển thành màu đỏ.
Sao chép hình ảnh bitmap của các đối tượng vào Clipboard. Có thể dùng những hình ảnh
này trong các chương trình xử lý từ hoặc chế bản điện tử. Muốn thực hiện hãy chọn lệnh Copy
As Bitmap trong trình đơn Edit con trỏ sẽ đổi sang hình chữ thập. Nhấn chuột và đóng khung
đối tượng cần sao chép và thả chuột. Những thành phần dùng lệnh này thuộc dạng hình ảnh
không thể dán vào màn hình WorkBench.
Hiện khung của sổ Clipboard Viewer để trình bày những nội dung của Clipboard. Có thể
dùng những trình đơn trong cửa sổ này để thực hiện việc sao chép theo ý muốn.
c) Trình đơn Circuit:
CUT:
EXIT:
COPY: (Ctrl + C)
PRINT: (CTRL + P)
DELETE:
SELECT ALL:
COPY AS BITMAP:
SHOW CLIPBOARD:
ROTATE: (Ctrl + R)
PASTE: (Ctrl + V)
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 5
Xoay biểu tượng của linh kiện ngược chiều kim đồng hồ một góc 900. Nhấp chuột chọn
linh kiện cần xoay sao cho linh kiện chuyển thành màu đỏ.
Lật biểu tượng của linh kiện theo chiều ngang. Nhấp chuột chọn linh kiện cần lật sao cho
linh kiện chuyển thành màu đỏ. Sau đó nhấp chuột vào nút Flip Horizontal trên thanh công cụ.
Lật biểu tượng linh kiện theo chiều dọc. Nhấp chuột chọn linh kiện cần lật sao cho linh
kiện chuyển thành màu đỏ. Sau đó nhấp chuột vào Flip Vertical trên thanh công cụ.
Gán các thuộc tính vào thành phần đã chọn. Tùy theo từng đối tượng mà sẽ hiện bảng
thuộc tính khác nhau. Có thể mở bảng thuộc tính bằng cách nhấp chuột vào nút Componet
Properties trên thanh công cụ.
Có một số thuộc tính chung cho các thành phần như :
Label: gán nhãn cho thành phần được chọn.
Model: kiểu dáng, tính năng của linh kiện.
Fault: gán những thiếu sót cho các điểm của linh kiện. Gồm:
Leakage: đặt giá trị trở kháng chỉ định trong các trường kề nhau, song song với các
điểm đã chọn. Điều này sẽ làm cho dòng rò chạy qua các điểm thay vì chạy qua
chúng.
Short: đặt trở kháng rất thấp giữa hai điểm (nối tắt) để linh kiện không được đo tác
động lên mạch điện.
Open: Đặt trở kháng cao trên điểm đo để tạo như một điểm hở mạch.
None: chọn giá trị mặc định cho linh kiện.
Display:
Trong đó:
Use Schematic Option: khi được đánh dấu chọn sẽ hiện tất cả những đối tượng khi đã
thực hiện trong Show>Hide của khung thoại Circuit> Schematic Option.
Nếu không chọn Use Schematic Option thì những thành phần Show label, Show
model, Show reference ID sẽ xuất hiện. Có thể chọn những thành phần xuất hiện
cùng với linh kiện được chọn.
Kết hợp những thành phần của mạch điện đã chọn thành một mạch điện con xem như là
một tổ hợp mạch. Một tổ hợp mạch có thể chứa nhiền linh kiện theo ý muốn. Những đường
mạch điện nối với tổ hợp mạch sẽ trở thành những trạm nối của biểu tượng tổ hợp mạch.
Để tạo một tổ hợp mạch ta thực hiện theo các bước sau:
FLIP VERTICAL:
FLIP HORIZONTAL:
COMPONENT PROPERTIES:
CREATE SUBCICUIT:
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 6
Đóng khung chọn những thành phần muốn dùng để tạo mạch tổ hợp. Lệnh này sẽ
không có tác dụng nếu chọn cả dụng cụ đo.
Những thành phần có trong khung này sẽ chuyển thành màu đỏ. Nhấp chuột vào nút
Create Subcircuit trên thanh công cụ. Khung thoại Subcircuit sẽ xuất hiện.
Đặt tên cho mạch tổ hợp vừa chọn, những thành phần nằm trong khung thoại này sẽ
xuất hiện.
Copy From Circuit: đặt bản sao của những thành phần đã chọn vào mạch tổ hợp. Những
thành phần gốc vẫn không bị mất đi.
Move from Circuit: loại bỏ những thành phần đã chọn từ mạch điện và chỉ xuất hiện trong
tổ hợp mạch.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 7
Replace in Circuit: đặt những thành phần đã chọn trong tổ hợp mạch và thay thế những
thành phần đã chọn trong mạch bằng biểu tượng tổ hợp vừa tạo.
Bảng Gird: chọn hiện lưới trên màn hình làm việc(Show gird), sử dụng lưới mà không
cần phải hiện lưới khi chọn Use gird, hoặc chọn cả hai.
Bảng Show/ Hide: sẽ cho ẩn hoặc hiện những thành phần được chọn trong bảng này.
Label: hiện tên nhãn linh kiện.
Reference ID: hiện mã nhận biết của linh kiện.
Model: kiểu linh kiện.
Values: giá trị của linh kiện.
Bảng Fonts: chọn kiểu chữ cho nhãn, giá trị của các linh kiện.
Font name: tên kiểu chữ.
Font size: kích thước chữ.
Set label/value font: cài đặt lại các tham số về phông chữ.
Always reruote wires: tự đi dây lại mỗi lần di chuyển linh kiện.
If possible, do not move wires: nếu có thể thì không di chuyển đường dây nối.
Auto – delete connectors: nếu chọn thì khi gỡ bỏ những dây nối với điểm nối thì
điểm nối sẽ bị xóa nếu điểm nối có ít hơn 3 đường nối.
Bảng Wiring: chọn cách nối dây trong mạch điện.
Khi chọn Drag to connect sẽ có hai lực chọn:
Manual – route wires: nối dây bằng tay. Sau khi di chuyển điểm nối thì các dây nối
sẽ rối phải sắp xếp lại bằng tay.
Auto-route wires: nối dây tự động. Sau khi di chuyển điểm nối thì chương trình sẽ tự
động đi dây lại sao cho thích hợp nhất.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 8
Always reroute wires: tự đi dây lại mỗi lần di chuyển linh kiện.
If possible, do not move wires: nếu có thể thì không di chuyển đường dây nối.
Auto – delete connectors: nếu chọn thì khi gỡ bỏ những dây nối với điểm nối thì
điểm nối sẽ bị xóa nếu điểm nối có ít hơn 3 đường nối.
d) Trình đơn Analysis:
Công tắc nguồn cung cấp cho mạch điện hoạt động.
Tạm dừng mạch điện tại thời điểm bất kỳ mà không làm mất nguồn cung cấp, điều này đáp
ứng cho việc đo các điểm trong mạch tại thời điểm cho dừng hoạt động của mạch.
Sau khi tạm dừng bằng lệnh Pause, muốn mạch điện tiếp tục hoạt động thì dùng lệnh
Resume, mạch tiếp tục hoạt động tại thời điểm dừng.
Kết thúc quá trình hoạt động của mạch điện, có chức năng như ngắt nguồn điện.
Cho phép kiểm soát nhiều giá trị trong việc tính toán như phục hồi các dung sai, chọn kỹ
thuật tính và quan sát các kết quả. Việc tính toán có hiệu quả như thế nào còn tùy thuộc vào
những thành phần bạn chọn. Điều này yêu cầu phải có kiến thức sâu trong lĩnh vực điện tử đối
với những tham số của chương trình. Nếu sửa đổi sai sẽ làm cho chương trình không hoạt động
theo ý muốn, do đó nên để ở chế độ mặc định của chương trình. Trong chức năng này có các
bảng sau:
Bảng Global: Hiện tham số với các giá trị mặc định áp dụng trong việc phân tích mạch
điện.
Bảng DC: Hiện khung tham số với những giá trị mặc định áp dụng trong việc phân tích tín
hiệu DC trong mạch điện.
Bảng Transient: Hiện khung tham số với những giá trị mặc định áp dụng trong việc chọn
phương pháp phân tích mạch điện.
Bảng Intruments: Hiện khung tham số với những giá trị mặc định của các dụng cụ đo.
Bảng Device: Hiện khung tham số với những giá trị mặc định áp dụng trong việc chọn
phương pháp phân tích mạch điện.
Việc phân tích điểm hoạt động DC là để tìm ra điểm hoạt động DC của mạch điện. Đối với
việc phân tích DC, các nguồn AC và điểm zero vẫn ở trạng thái cố định, đó chính là các tụ điện
là những mạch hở và các cuộn cảm là mạch kín. Các kết quả của việc phân tích DC thường là
những giá trị tức thời trong việc phân tích.
Sau khi chọn phân tích theo DC thì cửa sổ Analysis Graphs sẽ xuất hiện với bảng phân
tích DC Bias của mạch điện có trong màn hình thiết kế. Những điểm nối dây trong mạch điện sẽ
được đo điện áp và cường độ của các mạch rẽ.
Activate: (Ctrl+G)
Pause:
Resume:
Stop:
Analysis Option:
DC Operation Point:
AC Frequence:
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 9
Đối với việc phân tích tần số AC, các điểm hoạt động DC sẽ được tính trước để tạo hiện
tượng tuyến tính, những linh kiện mang tín hiệu nhỏ không thuộc dạng tuyến tính. Sau đó, một
ma trận phức (chứa những thành phần thực và ảo) sẽ được thiết lập. Để thiết lập ma trận, các
nguồn sẽ mang giá trị zero (đối với tín hiệu xoay chiều thì nguồn điện một chiều được xem như
nối tắt). Các nguồn AC, tụ điện và cuộn cảm được minh hoạ bằng những thành phần AC. Những
thành phần không tuyến tính được minh họa bằng những linh kiện mang tín hiệu tuyến tính AC
nhỏ được dẫn từ những điểm hoạt động DC. Tất cả nguồn nhập đều được xem như là dạng xoay
chiều và các tần số của nguồn này đều bị bỏ qua. Nếu máy phát sóng được chọn loại sóng răng
cưa hoặc vuông, chúng sẽ tự động chuyển sang dạng sóng Sin để phân tích. Quy trình phân tích
tần số AC sau đó sẽ tính mạch cộng hưởng AC như là chức năng của tần số.
Để thực hiện việc phân tích:
Mở mạch điện muốn phân tích và chọn các điểm cần phân tích. Chọn AC Frequence trong
trình đơn Analysis hộp thoại AC Frequence Analysis sẽ xuất hiện.
Start frequence: tần số bắt đầu phân tích mạch.
End frequence: tần số kết thúc phân tích mạch.
Sweep type: kiểu quét theo thập phân (Decade), tuyến tính (Linear), Octave.
Number of points: số điểm quét.
Vertical scale: trục dọc tính theo Log, Linear, Decibel.
Nodes in circuit: những điểm nối trong mạch điện.
Nodes for analysis: điểm nối cần phân tích.
Add: chọn điểm nối để phân tích.
Remove: loại bỏ nút đã chọn trong khung phân tích.
Simulate: tiến hành mô phỏng và cho hiện cửa sổ mô phỏng Analysis Graphs.
Accept: đồng ý, chấp nhận những thông số đã chọn nhưng không hiện cửa sổ mô phỏng
Analysis Graphs.
Cancel: bỏ qua không tiến hành mô phỏng và trở lại màn hình thiết kế.
Quan sát kết quả:
Sau khi đã chọn xong các tham số cần thiết thì nhấp chuột vào nút Simulate xem kết quả
của việc phân tích tần số AC được thể hiện bằng hai đồ thị: lợi suất/tần số và pha/tần số. Những
đồ thị này hiện ra sau khi kết thúc quy trình phân tích.
Nếu có thiết bị đo nối với mạch điện và cho mạch hoạt động, quy trình phân tích mạch
cũng sẽ được thực hiện trong cửa sổ Analysis Graphs.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 10
Quy trình phân tích Fourier tính giá trị DC, giá trị gốc và các hài tần số của tín hiệu trong
vùng thời hằng đã ấn định. Việc phân tích thực hiện theo phương pháp Discrete Fourier
Transform trên những kết quả của những tín hiệu trong vùng thời hằng đã phân tích. Chức năng
này nén dạng sóng trong vùng thời hằng thành những đối tượng trong vùng tần số. Electronics
WorkBench tự động việc phân tích vùng thời hằng này để đưa ra những kết quả phân tích
Fourier. Phải chọn những điểm đầu ra trong khung thoại. Các tham biến xuất là điểm mà từ đó
lấy ra dạng sóng điện áp. Trong đó:
Output node: điểm phân tích Fourier.
Fundamental frequency: tần số cơ bản.
Number of harmonics: số hàm điều hoà.
Results: kết quả.
Vertical scale: trục dọc. Chọn trục dọc là hàm tuyến tính (Linear), theo logarit (Log), hay
theo Decibel.
Display phase: hiển thị pha tín hiệu.
Output as line graph: xuất ra như đồ thị đường thẳng.
Sau khi đã chọn các tham số như ý muốn, nhấp chuột vào nút Simulate để tiến hành phân
tích. Chương trình sẽ đưa ra thông báo: ngừng mô phỏng bằng dụng cụ đo để bắt đầu chọn phân
tích mạch? Chọn Yes để tiến hành phân tích.
Cửa sổ Analysis Graphs sẽ xuất hiện.
Việc phân tích Fourier sẽ tạo ra một đồ thị về những biên độ Fourier và với những thành
phần tuỳ chọn, đồ thị vẽ các đặc tuyến về pha dựa vào tần số đã chọn.
Fourier:
Tên mạch đang mô phỏng
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 11
1.2. Giới thiệu thƣ viện của EWB:
1.2.1. Giới thiệu chung:
Thư viện của EWB chứa khá đầy đủ các linh kiện và thiết bị sử dụng cho việc mô phỏng
tương tự, số. Toàn bộ thư viện được chứa trong thanh công cụ sau:
Trong đó:
Nút Chức năng
Sources: định rõ tính chất của tất cả những bộ nguồn có sẵn trong chương trình
Electronics WorkBench kể cả nguồn Pin (Battery), nguồn xoay chiều (AC voltage
source), nguồn một chiều (Vcc source)…
Basic: định rõ tính chất của những thành phần cơ bản có trong mạch điện tử được
thiết kế sẵn trong chương trình. Bao gồm điện trở (Resistor), tụ điện (Capacitor), cuộn
trễ (Relay), biến áp (Transformer)…
Diode: định rõ tính chất của những kiểu Diode có sẵn trong Electronics WorkBench.
Bao gồm Diac, Triac, Led, Diode zener…
Transistors: định rõ tính chất của những thành phần có liên quan đến linh kiện bán
dẫn có sẵn trong chương trình. Bao gồm NPN transistor, JFET kênh P (P-channel
JFET), GaaAsFET kênh N (N-channel GaAsFet), 3-terminal enhanced P-MOSFET…
Analog ICs: định rõ tính chất của những bộ khuếch đại thuật toán bao gồm bộ khuếch
đại thuật toán 5 cực (5-terminal opamp), 9 cực (9-terminal opamp), bộ so sánh
(Comparator), mạch vòng khoá pha (phase-locked loop)…
Mixer ICs: định rõ tính chất của những bộ chuyển đổi Analog sang Digital và từ
Digital sang Analog, mạch đơn ổn (Monostable), bộ định thời 555…
Digital ICs: định rõ tính chất của những thành phần IC số trong chương trình. Bao
gồm những IC thuộc họ 74XX, 741XX, 742XX, 4XXX…
Logic Gate: định rõ tính chất của các cổng logic có trong chương trình như cổng
NOT, AND và các IC chứa cổng logic như IC cổng NAND, EXOR…
Digital: những thành phần liên quan đến kỹ thuật số như các loại Flip – Flop, công
bàn phần (Half – Adder), các Flip – Flop (Flip-Flops), bộ dồn kênh (multiplexer),
thanh ghi dịch (shift register), bộ mã hoá (encode)…
Indicators: định rõ những thành phần hiển thị có trong chương trình bao gồm đồng
hồ đo điện áp (Voltmeter), đo dòng điện (Ammeter), bóng đèn (Bulb), Led 7 đoạn (7-
segment display), bộ hiển thị dải (bargraph)…
Control: định rõ tính chất của những bộ điều khiển bao gồm bộ vi phân điện áp
(voltage differentiator), khối tăng độ lợi điện áp (voltage gain block), bộ nhân
(multiplier), giới hạn điện áp (voltage limiter), bộ chia (divider)…
Miscellaneous: những thành phần khác nhau không cùng một chủng loại như cầu chì
(Fuse), đường truyền tín hiệu (transmission lines), thạch anh (crystal), động cơ DC
(DC motor), ống chân không (vacuum tube), hộp văn bản (text box)…
Intruments: định rõ tính chất của những dụng cụ đo khác nhau như đồng hồ đo vạn
năng kỹ thuật số (Digital multimeter), máy phát sóng (function generator), máy đo
dạng sóng (oscilloscope), máy phân tích logic (logic analyzer ), máy phát từ (word
generator)…
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 12
1.2.2. Các thanh linh kiện:
a) Hộp linh kiện nguồn SOURCE:
Nút Biểu tƣợng Tên
Ground: là điểm nối đất (Mass). Bất kỳ mạch điện nào có sử dụng
Op-amp, nguồn điều khiển, máy đo… đề phải cần đến điểm nối đất.
Cũng vậy, nếu một mạch điện có hai thành phần Analog và Digital
tạo thành thì phải có điểm nối đất. Nếu không sử dụng điểm nối đất
thì chương trình thông báo mạch điện bị lỗi hay cho những kết quả
sai trên các dụng cụ đo. Nó thực sự quan trong trong việc nối hai
cuộn dây của máy biến áp với nhau thông qua điểm nối đất và các
nguồn điều khiển. Chương trình cung cấp cho mỗi mạch điện nhiều
điểm nối đất. Mỗi điểm đã được nối đất sẽ nối trực tiếp với những
điểm nối đất khác trong cùng một mạch điện.
Battery: là một nguồn áp một chiều, nó có thể có giá trị điện áp từ
V đến vài kV. Độ sai số của nguồn Battery được đặt ở chế độ mặc
định, việc đặt giá trị sai số của nguồn đã được định rõ trong hộp
thoại Analysis > Monte Carlo. Việc cài đặt phải chính xác, chọn
chế độ “Use global tolerance” và nhập giá trị vào khung “Voltage
tolerance”.
DC Current Suorce: nguồn dòng một chiều, có giá trị từ A đến
vài kA.
AC Voltage Source: biểu tượng nguồn áp xoay chiều, có giá trị
điện áp từ V đến vài kV.
AC Current Source: nguồn dòng xoay chiều, có gái trị từ A đến
vài kA.
Voltage-Controlled Voltage Source: biểu tượng nguồn áp phụ
thuộc vào điện áp điều khiển.
Voltage-Controlled Current Source: biểu tượng nguồn dòng phụ
thuộc vào điện áp điều khiển.
Current Controlled Voltage Source: nguồn áp phụ thuộc vào dòng
điện điều khiển.
Current Controlled Current Source: nguồn dòng phụ thuộc vào
dòng điện điều khiển.
Vcc Source: đây là nguồn đáp ứng nhanh và tiện lợi trong số những
bộ nguồn. Nó luôn giữ mức điện áp 5V đáp ứng đúng với mức 1 của
số nhị phân hay logic đúng.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 13
Nút Biểu tƣợng Tên
Vdd Source: tương tự như với nguồn Vcc nhưng nó giữ mức điện
áp là 15V.
Clock: biểu tượng nguồn tạo xung đồng hồ.
AM Source: nguồn điều biên phát ra sóng điều biên, sử dụng nó để
tạo và phân tích mạch liên lạc.
FM Source: nguồn điều tần phát ra sóng điều tần, sử dụng nó để tạo
và phân tích mạch liên lạc.
Voltage-Controlled Sine Wave Oscillator: nguồn tạo dao động
sóng Sin điều khiển bằng điện áp.
Voltage-Controlled Triangle Wave Oscillator: nguồn tạo dao
động sóng tam giác điều khiển bằng điện áp.
Voltage-Controlled Square Wave Oscillator: nguồn tạo dao động
xung vuông điều khiển bằng điện áp.
Controlled One-Shot: nguồn tạo xung kích có điều kiện.
b) Hộp linh kiện Basic:
Nút Biểu tƣợng Tên
Connector: điểm nối, dùng để nối các dây dẫn thành mạch rẽ. Mỗi
điểm nối có 4 đầu nối.
Resistor: điện trở.
Capacitor: tụ điện không cực tính.
Inductor: cuộn cảm.
Transformer: máy biến thế.
Relay: Rơ – le.
Switch: công tắc, [Space] là phím điều khiển công tắc và có thể thay
bằng phím khác trong bảng thuộc tính.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 14
Nút Biểu tƣợng Tên
Time-Delay Switch: công tắc thời gian, 0.5 s là thời gian công tắc
bật sang tiếp điểm thường hở, có thể thay đổi trong bảng thuộc tính.
Voltage-Controlled Switch: công tắc điều khiển bằng điện áp. Nó
có hai giá trị: điện áp đóng điện Von và điện áp ngắt Voff. Nó sẽ
đóng khi điện áp đặt vào hai đầu khối điều khiển bằng hay lớn hơn
thông số Von. Nó sẽ ngắt khi điện áp đặt vào khối điều khiển bằng
hay nhỏ hơn điện áp Voff.
Current-Controlled Switch: công tắc điều khiển bằng dòng điện.
Dòng điện qua bộ điều khiển bằng dòng đóng Ion thì công tắc đóng.
Dòng điện qua bộ điều khiển bằng dòng ngắt Ioff thì công tắc ngắt.
Pull-Up Resistor: điện trở nâng áp. 1k : điện trở nối với nguồn +V; 5V : điện áp của nguồn
+V.
Potentiometer: biến trở. [R] là phím điều khiển cho biến trở: nếu
muốn tăng biến trở thì nhấn và giữ phím Shift và nhấp vào phím
điều khiển; muốn giảm giá trị của biến trở thì nhấn phím điều khiển
đặt cho biến trở.
Resistor Pack: bộ điện trở. Chứa 8 điện trở trong nó và có giá trị
chung cho tất cả.
Voltage-Controlled Analog Switch: công tắc Analog điều khiển
bằng điện áp. 0V là điện áp điều khiển ngắt công tắc; 1V là điến áp
đóng công tắc. Tín hiệu Analog điều khiển công tắc ngắt khi biên độ
tín hiệu bằng 0V và công tắc đóng khi biên độ tín hiệu bằng 1V.
Polarized Capacitor: tụ điện có cực tính.
Variable Capacitor: tụ thay biến thiên. Tương tự như biến trở, [C]
là phím điều khiển cho tụ : nhấn và giữ phím Shift và nhấn phím C
để tăng giá trị tụ; nhấn phím C để giảm giá trị tụ.
Variable Inductor: cuộn cảm biến thiên. Điều khiển tương tự như
tụ biến thiên nhưng phím điều khiển là L.
c) Hộp linh kiện Diode:
Nút Biểu tƣợng Tên
Diode: cho dòng điện chay thao một chiều và ngăn dòng điện ngược.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 15
Zener Diode: là loại điode đặc biệt có khả năng ghim áp và được
phân cực ngược.
Led: diode phát quang.
Full Wave Bridge Rectifier: cầu diode tách sóng cả 2 bán kỳ.
Shockley Diode
Silicon Controlled Rectifier: (SCR)
Diac
Triac
d) Hộp linh kiện Transistor:
Nút Biểu tƣợng Tên
NPN BJT (Bipolar junction transistor)
PNP BJT (Bipolar junction transistor)
N-Channel JFET
P-Channel JFET
3-Terminal Depletion N-MOSFET
3-Terminal Depletion P-MOSFET
4-Terminal Depletion N-MOSFET
4-Terminal Depletion p-MOSFET
3-Terminal Enhanced N-MOSFET
3-Terminal Enhanced P-MOSFET
4-Terminal Enhanced N-MOSFET
4-Terminal Enhanced P-MOSFET
N-Channel GaAsFET
P-Channel GaAsFET
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 16
e) Hộp linh kiện IC số:
Nút Bảng liệt kê Tên
Danh sách IC họ 74xx. Chọn một
trong những IC thuộc họ này và
nhấp chuột vào nút Accept.
Danh sách IC họ 741xx. Chọn
một trong những IC thuộc họ này
và nhấp chuột vào nút Accept.
Danh sách IC họ 742xx. Chọn
một trong những IC thuộc họ này
và nhấp chuột vào nút Accept.
Danh sách IC họ 743xx. Chọn
một trong những IC thuộc họ này
và nhấp chuột vào nút Accept.
Danh sách IC họ 744xx. Chọn
một trong những IC thuộc họ này
và nhấp chuột vào nút Accept.
Danh sách IC họ 4xxx. Chọn một
trong những IC thuộc họ này và
nhấp chuột vào nút Accept.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 17
f) Hộp linh kiện cổng Logic:
Nút Biểu tƣợng Tên
AND Gate: cổng AND. Có thể chọn từ 2 đến 8 ngõ vào
trong bảng thuộc tính.
OR Gate: cổng OR. Có thể chọn từ 2 đến 8 ngõ vào
trong bảng thuộc tính.
NOT Gate: cổng đảo.
NOR Gate: cổng NOR. Có thể chọn từ 2 đến 8 ngõ vào
trong bảng thuộc tính.
NAND Gate: cổng AND. Có thể chọn từ 2 đến 8 ngõ
vào trong bảng thuộc tính.
XOR Gate: cổng XOR. Có thể chọn từ 2 đến 8 ngõ vào
trong bảng thuộc tính.
XNOR Gate: cổng XNOR. Có thể chọn từ 2 đến 8 ngõ
vào trong bảng thuộc tính.
Tristate Buffer: cổng đệm có điều kiện.
Buffer: cổng đệm.
Schmitt Trigger: cổng chuyển đổi xung vuông.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 18
Nút Bảng liệt kê Tên
Danh sách IC có chứa cổng AND. Chọn
một trong những IC và nhấp chuột vào
nút Accept.
Danh sách IC có chứa cổng OR. Chọn
một trong những IC và nhấp chuột vào
nút Accept.
Danh sách IC có chứa cổng NAND. Chọn
một trong những IC và nhấp chuột vào
nút Accept.
Danh sách IC có chứa cổng NOR. Chọn
một trong những IC và nhấp chuột vào
nút Accept.
Danh sách IC có chứa cổng NOT. Chọn
một trong những IC và nhấp chuột vào
nút Accept.
Danh sách IC có chứa cổng XOR. Chọn
một trong những IC và nhấp chuột vào
nút Accept.
Danh sách IC có chứa cổng XNOR. Chọn
một trong những IC và nhấp chuột vào
nút Accept.
Danh sách IC có chứa cổng Buffer. Chọn
một trong những IC và nhấp chuột vào
nút Accept.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 19
g) Hộp linh kiện Indicators:
Nút Biểu tƣợng Tên
Voltmeter: đồng hồ đo điện áp. Có thể sử dụng nhiều đồng
hồ trong một mạch điện.
Ammeter: đồng hồ đo dòng điện. Có thể sử dụng nhiều
đồng hồ trong một mạch điện.
Bulb: bóng đèn công suất lớn.
Probe: bóng thử trong mạch số, giống như Led nhưng hiển
thị rõ hơn.
Seven-Segment Display: Led 7 đoạn.
Decoded Seven-Segment Display: Led 7 đoạn có sẵn bộ
giải mã BCD.
Buzzer: còi, phát ra âm thanh có tần số được chọn trong
bảng thuộc tính (trong hình là tần số 200Hz).
Bargraph Display: đồ thị hiển thị giải, mỗi thanh ngang
tương ứng xem như là một Led, 2V là điện áp thấp nhất cho
một thanh ngang dưới cùng sáng.
Decoded Bargraph Display: giải mã tín hiệu Analog hiển
thị lên các thanh sáng tương ứng với mỗi mức điện áp đưa
vào.
1.3. Vẽ và Mô phỏng mạch trong EWB:
1.3.1. Mạch chỉnh lƣu:
Hãy vẽ và mô phỏng mạch điện sau:
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 20
a) Mục đích – yêu cầu:
Mục đích: Nhằm giúp cho SV có kiến thức về mạch chỉnh lưu. Nắm vững nguyên lý hoạt
động, và cách thiết kế mạch chỉnh lưu theo sơ đồ nguyên lý. Biết cách lựa chọn các linh kiện từ
thanh công cụ và đo đạt các thông số kỹ thuật của mạch nhờ vào các thiết bị đo.
Yêu cầu: Các SV phải có kiến thức về điện tử cơ bản (hoặc điện tử công suất).
b) Kiến thức nền:
Mạch chỉnh lưu dùng để biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng một chiều, nhằm mục
đích cung cấp cho các mạch điện của thiết bị điện tử, hoặc nạp điện cho Acquy... Linh kiện chủ
yếu ở mạch chỉnh lưu là: Transistor, Diode, SCR, Triac, Diac...
Sơ đồ khối của bộ chỉnh lƣu:
Biến áp: có nhiệm vụ biến đổi điện áp từ lưới điện xoay chiều thành điện có trị số phù hợp
với yêu cầu làm việc của thiết bị dùng điện một chiều .
Chỉnh lƣu: dùng để biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều . Ta có các
kiểu chỉnh lưu như sau : chỉnh lưu bán kỳ , chỉnh lưu toàn kỳ , chỉnh lưu cầu . Nhưng trong bài
tập các bạn chỉ chú ý đến phần chỉnh lưu bán kỳ .
Lọc điện: có nhiệm vụ san bằng gợn sóng ở dạng dòng một chiều vừa được chỉnh lưu,
giúp cho dạng dòng một chiều được phẳng hơn.
Nguyên lý hoạt động của mạch:
Khi bán kỳ dương xuất hiện tại đầu anốt của Diode thì Diode sẽ được phân cực thuận. Lúc
này, có dòng chạy qua diode và tải. Ngược lại, khi bán kỳ âm xuất hiện tại đầu anốt của diode thì
diode sẽ được phân cực nghịch . Lúc này, không có dòng chạy qua diode và tải.
Khi chọn diode chỉnh lưu, phải thỏa mãn 3 thông số sau:
Dòng đỉnh diode: Ip Im .
Dòng trung bình: Itb Idc .
Điện áp ngược diode: Vng VM .
c) Các bƣớc tiến hành:
Để thiết kế mạch điện trên, cần phải khởi động chương trình Electronics WorkBench
bằng cách chọn lệnh Start > Programs > Electronics WorkBench > Electronics WorkBench
Sau khi đã khởi động chương trình EWB, màn hình EWB xuất hiện và chúng ta sẽ tiến
hành vẽ sơ đồ mạch điện này theo các bước như sau:
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 21
Bƣớc 1: Lấy linh kiện
Số linh kiện cần phải lấy để thiết kế mạch:
Diode: D1N4001.
Tụ điện: 50F.
Điện trở: 1k.
Nguồn: Vac = 24V/50Hz, Ground.
Biến áp.
Dưới đây sẽ trình bày cách lấy các linh kiện trên:
Diode:
SV dùng chuột nhấp vào biểu tượng linh kiện diode để mở hộp linh kiện này.
Trong hộp linh kiện này, nhấn chuột vào nút Diode; kéo nó vào màn hình thiết kế và
đặt tại vị trí thích hợp.
Sau đó nhấn vào nút Close (có hình dấu X) bên trên góc phải của hộp linh kiện để
đóng hộp linh kiện này lại.
Điện trở:
Tiếp theo hãy nhấp chuột vào hộp linh kiện Basic để mở cửa sổ Basic.
Trong cửa sổ Basic vừa mở, bạn hãy chọn nút có biểu tượng điện trở
(Resistor).
Nhấp chuột vào biểu tượng điện trở sao cho đầu con trỏ xuất hiện biểu
tượng điện trở, kéo nó vào màn hình thiết kế, đặt tại vị trí thích hợp và
thả chuột ra.
Do chương trình mặc định đối với điện trở là nằm ngang vì vậy, cần phải xoay cho
điện trở nằm dọc bằng cách nhấp chuột chọn điện trở cần xoay sao cho điện trở biến
thành màu đỏ, và sau đó nhấp chuột vào nút Rotate (Phím tắt Ctrl + R) trên thanh
công cụ (lệnh này sẽ xoay linh kiện một góc 900 theo chiền ngược chiều kim đồng
hồ).
Sau khi nhấp vào nút Rotate, điện trở sẽ xoay một góc 900
so với lúc đầu.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 22
Tụ điện và biến áp: cách thực hiện tương tự như cách lấy điện trở.
Nguồn:
Để lấy nguồn cung cấp cho mạch thì nhấp chuột vào biểu tượng nguồn Sources.
Lúc này , cửa sổ Sources hiện ra.
Khi cửa sổ nguồn hiện ra, SV chỉ cần nhấp và giữ chuột vào biểu tượng nguồn AC
Voltage Source. Sau đó, kéo biểu tượng nguồn đó và đặt vào vị trí cần thiết kế, rồi thả
chuột.
Trong hộp linh kiện Sources còn mở, bạn hãy chọn MASS có biểu tượng nối đất
(Ground) và kéo nó vào cửa sổ thiết kế, đặt vào vị trí thích hợp và thả chuột.
Bƣớc 2: Sắp xếp các linh kiện theo nhƣ sơ đồ nguyên lý
Muốn di chuyển
linh kiện thì các
bạn làm như sau :
dùng chuột nhấp
và giữ linh kiện
cần di chuyển.
Sau đó, kéo chuột
tới một vị trí mà
mong muốn, rồi
thả chuột ra.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 23
Bƣớc 3: Chọn trị số và nhãn cho linh kiện
Trong bài tập này, giá trị của các linh kiện là: R=1k, C 50F, V= 24V/50Hz/0Deg,
Diode loại D1N4001.
Chọn trị số và nhãn cho điện trở:
Nhấp chuột phải vào điện trở R1, một trình đơn sổ sẽ xuất hiện, nhấp chuột vào lệnh
Component Properties.
Cửa sổ Resistor Properties sẽ xuất hiện, trong bảng Label hãy nhập tên R vào ô
Label.
Nhấp chuột vào nút OK khi đã nhập xong.
Chọn trị số cho tụ điện:
Nhấp chuột phải vào tụ điện C, trong trình đơn sổ xuống hãy nhấp chuột chọn lệnh
Component Properties.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 24
Trong cửa sổ Capacitor Properties nhập giá trị 50 vào ô Capacitance và trong ô đơn
vị là F.
Nhấp vào nút OK khi đã chấp nhận các thông số vừa nhập.
Gán nhãn cho tụ điện:
Nhấp chuột phải vào tụ điện C, trong trình đơn sổ xuống hãy nhấp chuột chọn lệnh
Component Properties.
Trong cửa sổ Capacitor Properties nhập tên C vào trong ô Label.
Nhập xong nhấn OK để chấp nhận.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 25
Chọn loại diode
Nhấp chuột phải vào Diode, một trình đơn sẽ sổ xuống. Trong trình đơn này, SV hãy
nhấn chuột chọn lệnh Component Propeties.
Cửa sổ Diode Properties xuất hiện. Trong cửa sổ này, hầu hết các linh kiện đều được
đặt ở chế độ mặc định (default) là lý tưởng (ideal). Do đó, để chọn loại Diode
D1N4001 thì SV chọn lệnh Models và chọn tên nhà sản xuất linh kiện là internat
trong cột Library. Sau đó, hãy chọn loại D1N4001 trong cột Model.
Cuối cùng nhấp chuột vào nút OK.
Chọn nguồn:
Nhấp chuột phải vào nguồn AC Voltage Source, trong trình đơn sổ xuống hãy chọn
lệnh Component Properties.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 26
Sau khi chọn lệnh Component Properties, cửa sổ AC Voltage Source Properties
xuất hiện. Trong cửa sổ này, SV hãy chọn lệnh Value và tiến hành thay đổi giá trị của
nguồn bằng cách nhập giá trị 24 (đơn vị V) trong ô Voltage(V); nhập giá trị 50 vào ô
Frequency (đơn vị Hz). Sau đó chọn OK để chấp nhận các thông số vừa nhập vào.
Bƣớc 4: Nối mạch theo sơ đồ nguyên lý
Để có thể nối mạch được dễ dàng và nhanh chóng thì SV hãy tiến hành như sau
Đặt mũi tên con trỏ ngay tại 1 chân của cuộn sơ cấp biến áp sao cho xuất hiện một
chấm đen, lúc này nhấp và giữ chuột rồi kéo đến đầu dương của nguồn điện. Khi thấy
tại đây cũng xuất hiện một chấm đen thì SV hãy thả chuột ra. Kết quả là ta đã có một
đường nối mạch.
Đặt con trỏ ngay tại chân còn lại của cuộc sơ cấp biến áp sao cho xuất hiện chấm đen,
rồi kéo chuột đến đầu âm của nguồn điện. Khi thấy xuất hiện chấm đen thì hãy thả
chuột ra.
Đặt mũi tên con trỏ ngay tại chân Anode của Diode, sao cho xuất hiện dấu chấm đen.
Sau đó kéo chuột đến một đầu thứ cấp của biến áp, khi thấy xuất hiện chấm đen thì
hãy thả chuột ra.
Đặt mũi tên con trỏ chuột ngay tại chân Catot của Diode sao cho xuất hiện chấm đen,
rồi kéo chuột đến chân dương của tụ điện. Đến khi thấy xuất hiện chấm đen tại chân
dương thì thả chuột ra.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 27
Đặt con trỏ chuột tại chân điện trở, khi xuất hiện chấm đen thì hãy kéo chuột đến nối
với điểm giữa của doạn dây nối Diode và tụ điện sao cho xuất hiện chấm tròn nhỏ rồi
thả chuột.
Đặt mũi tên con trỏ chuột tại chân còn lại của điện trở sao cho xuất hiện chấm đen rồi
kéo chuột đến nối với Mass.
Đặt mũi tên con trỏ ngay tại chân còn lại chưa nối dây của tụ điện, sau khi xuất hiện
chấm đen thì nhấp chuột và kéo đến điểm giữa đoạn dây nối của điện trở và Mass. Khi
thấy xuất hiện một vòng tròn nhỏ thì thả chuột ra.
Đặt mũi tên con trỏ chuột tại đầu còn lại của cuộn thứ cấp biến áp, khi xuất hiện dấu
chấm đen thì nhấp chuột và kéo đến điểm nối Mass chung của tụ điện và điện trở
Lưu ý:
Có đôi khi ta cũng thực hiện cách nối mạch như trên, nhưng đường nối mạch không được
kết dính lại với nhau. Lúc này cần lưu ý đến việc kết nối của chân linh kiện, đối với một chân
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 28
linh kiện chỉ cho phép các bạn kết nối được một lần. Cho nên, khi các bạn nối thêm một chân
linh kiện khác vào giữa 2 chân linh kiện đã nối để tạo thành một nút có 3 ngã (hoặc 4 ngã) thì
phải đảm bảo khoảng cách giữa 2 chân linh kiện đủ lớn, để có thể thực hiện việc kết nối.
Mỗi một nút chỉ có thể kết nối có 4 ngã mà thôi.
Nếu trong quá trình kết nối mà các dây nối không được ngay thẳng thì điều chỉnh bằng
cách dùng chuột nhấp vào đường dây đang nối (đường dây không ngay thẳng) và giữ chuột, rồi
sau đó kéo chuột để điều chỉnh lại sao cho thẳng hàng và thả chuột ra.
Sau khi thực hiện giai đoạn nối dây, ta sẽ có một mạch điện hoàn chỉnh như sau:
Ngoài ra, còn có thể chọn màu sắc cho đường dây nối bằng cách như sau: chọn đường dây
cần đổi màu sắc và Double click vào đường dây. Lúc này, có một cửa sổ hiện ra. Sau đó, các bạn
chọn màu sắc như ý muốn và nhấp vào OK. Kết quả là đường dây nối sẽ hiện ra đúng màu đã
được chọn.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 29
Bƣớc 5: Khảo sát mạch chỉnh lƣu bán kỳ.
Sau khi đã kết nối mạch hoàn chỉnh, để tiến hành việc khảo sát dạng sóng của mạch điện
thì SV cần phải lấy các thiết bị đo kiểm và nối vào trong sơ đồ mạch điện như sau
Trong quá trình khảo sát mạch, muốn xem được dạng sóng ta chỉ cần Double click vào
ngay tại thiết bị đo, lúc này thiết bị đo sẽ được phóng to và cụ thể trong mạch dao động này thiết
bị đo là dao động ký. Kết quả sẽ có được một màn hình dao động ký kích cở lớn để tiện cho việc
khảo sát dạng sóng. Mặt khác muốn tăng kích cở của màn hình dao động ký lớn hơn nữa thì
nhấp chuột vào nút Expand, nút này ở phía trên của màn hình dao động ký.
Muốn thu nhỏ lại giống như hình dáng ban đầu, ta hãy nhấp chuột vào nút Reduce. Sau khi
tất cả đã được chuẩn bị hoàn chỉnh thì SV bắt đầu cho mạch hoạt động bằng cách nhấp nút
Activate simulation (nút này nằm bên góc phải của màn hình EWB).
Trong lúc kích cho mạch hoạt động SV phải quan sát trên màn hình của dao động ký, xem
kết quả như thế nào. Để tiến hành đến việc điều chỉnh các phím trên dao động ký sao cho dạng
sóng ở ngõ ra là rõ nhất, còn nếu trong quá trình điều chỉnh mà mạch vẫn không hoạt động thì
phải xem lại mạch có bị lỗi không hoặc chú ý thay đổi trị số của một vài linh kiện đặt biệt nằm
trong mạch. Quá trình thay đổi trị số của linh kiện và kiểm tra mạch lắp ráp phải tiến hành
thường xuyên để cho khả năng hoạt động của mạch có khả thi hơn.
Sau khi mạch đã hoạt động cần lưu lại sơ đồ mạch điện, ta thực hiện bằng cách nhấn chuột
vào nút Save trên thanh công cụ.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 30
Cửa sổ Save Circuit File xuất hiện:
Đặt tên cho mạch điện vừa thiết kế vào khung File name, sau đó nhấp vào nút Save, vậy là
mạch điện của bạn đã được đặt tên là Mạch chỉnh lƣu bán kỳ.ewb và tên này sẽ nằm ở góc trên
bên trái của màn hình thiết kế.
d) Kết luận:
Ở bán kỳ dương, tại đầu Anode điện áp dương hơn đầu Kathode nên Diode dẫn. Và ngược
lại, ở bán kỳ âm thì diode ngưng dẫn .
Dạng sóng ngõ ra của mạch chỉnh lưu bán kỳ và giá trị điện áp trên Voltmeter như sau:
1.3.2. Mạch khuếch đại BJT:
Hãy vẽ và mô phỏng mạch điện sau:
Đặt tên cho mạch điện vào khung File name
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 31
a) Mục đích – yêu cầu:
Mục đích: nhằm giúp cho SV có kiến thức về mạch khuếch đại, nắm vững nguyên lý hoạt
động và cách thiết kế mạch điện theo sơ đồ lý thuyết. Biết cách lựa chọn linh kiện từ thanh công
cụ và đo đạt các thông số kỹ thuật của mạch nhờ vào các thiết bị đo.
Yêu cầu: SV phải có kiến thức về điện tử cơ bản.
b) Kiến thức nền:
Chức năng của các linh kiện trong mạch điện:
Trong sơ đồ mạch khuếch đại dùng Transistor ở trên có các điện trở Rc để lấy điện áp tín
hiệu ở ngõ ra, điện trở RE để ổn định nhiệt, cầu phân áp RB1 và RB2 để phân cực một chiều cho
cực B để chọn điểm làm việc tĩnh Q trên đặt tuyến ngõ ra. Các tụ điện C1 và C2 gọi là tụ liên lạc
có tác dụng cách ly điện áp một chiều giữ các chân B và C của transistor với nguồn tín hiệu ngõ
vào và mạch điện ở ngõ ra. Tụ điện CE ghép song song điện trở RE gọi là tụ phân dòng để loại bỏ
tín hiệu xoay chiều trên cực E xuống mass. Các tụ C1, C2, CE có trị số chọn sao cho nó có dung
kháng rất nhỏ so với trị số các điện trở trong mạch tần số của tín hiệu khuếch đại. Điện trở RS là
nội trở của nguồn tín hiệu VS. Nguồn tín hiệu VS có biên độ hiệu dụng nhỏ cỡ vài milivôn đến
vài chục milivôn.
Nguyên lý hoạt động của mạch:
Khi tín hiệu vào ở bán kỳ dương thì Transistor dẫn và ở ngõ ra của mạch khuếch đại (cực
C của transistor) sẽ có bán kỳ âm.Và ngược lại, khi tín hiệu vào ở bán kỳ âm thì Transistor
ngưng dẫn và ở ngõ ra của mạch khuếch đại có bán kỳ dương. Do đó, ở ngõ ra của mạch khuếch
đại xuất hiện cả chu kỳ sóng sin nhưng có biên độ lớn hơn biên độ của tín hiệu vào.
c) Các bƣớc tiến hành :
Sau khi khởi động chương trình EWB, (bằng cách: chọn lệnh Start > Programs >
Electronics WorkBench > Electronics WorkBench), tiến hành thực hiện các bước sau:
Bƣớc 1: Lấy linh kiện
Số linh kiện cần phải lấy để thiết kế mạch:
Transistor: Q2SC1815 x 1 .
Điện trở: RB1= 56 k; RB2= 10 k; Rc= 1 k; Re= 0.5 k; Rs= 0.6 k.
Tụ điện: C1 = 10 µF; C2 = 10 µF; CE = 50 µF.
Nguồn: Vcc = 12V; Vac = 10 mV/50Hz; Ground.
Transistor:
Khi lấy Transistor SV dùng chuột nhấp vào biểu tượng linh kiện transistor.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 32
Sau đó cửa sổ Transistor hiện ra:
SV hãy dùng chuột nhấp và giữ vào biểu tượng Transistor loại NPN. Và sau đó, kéo
biểu tượng linh kiện Transistor vào trong màn hình thiết kế mạch, rồi đặt linh kiện tại
vị trí thích hợp nơi thiết kế và thả chuột. Lúc này ta sẽ có được một linh kiện
Transistor.
Sau khi lấy xong linh kiện Transistor, đóng cửa sổ linh kiện lại bằng cách nhấp chuột
vào nút Close (có hình dấu X) nằm bên góc phải của cửa sổ.
Đèn tín hiệu:
Để lấy đèn hiển thị cho mạch khuếch đại thì các bạn hãy nhấp chuột vào biểu tượng
led 7 đoạn (Indicators).
Lúc này, cửa sổ Indicators hiện ra.
Di chuyển con trỏ vào biểu tượng đèn hiển thị mang tên: Decoded Bragraph Display
và nhấp giữ chuột vào biểu tượng; kéo biểu tượng vào màn hình thiết kế và đặt đúng
vị trí thích hợp; rồi thả chuột. Kết quả có được một đèn hiển thị.
Nhấn chuột vào nút Close để đóng cửa sổ Indicators.
Điện trở, tụ, nguồn: thực hiện như ví dụ trước.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 33
Bƣớc 2: Sắp xếp các linh kiện sao cho mạch điện được thiết kế theo ý muốn.
Bằng cách di chuyển, xoay và linh kiện sắp xếp các linh kiện theo sơ đồ mạch điện, ta
được hình vẽ như sau:
Bƣớc 3: Chọn trị số và nhãn cho linh kiện:
Chọn lại trị số và nhãn cho từng linh kiện của mạch điện sao cho các giá trị đó phù hợp với
yêu cầu của mạch cần thiết kế.
Cách chọn trị số điện áp cho đèn hiển thị:
Để làm được điều này thì hãy Double click chuột vào đèn hiển thị. Lúc này, sẽ có một
cửa sổ Decoded Bargraph Display Properties.
SV hãy lưu ý đến biên độ tín hiệu tại ngõ ra cao nhất là bao nhiêu để từ đó có chia cho
10. Và lấy giá trị một phần để điền vào cho mục mang tên: Lomest segment turn-on
voltage(VL). Đây chính là mức điện áp nhỏ nhất cho phép một đèn led trong đèn hiển
thị sáng. Còn mục mang tên Highest segment turn-on voltage(VH), chính là mức
điện áp cao nhất để cho 10 đèn led sáng trong đèn hiển thị. Trong mạch điện này, biên
độ tín hiệu ra cao nhất là khoảng 21 mV đến 22 mV.Do đó,các bạn cần phải điền vào
mục VL: 2 mv và mục VH: 21 mV, nhằm mục đích để cho 10 bóng đèn led của đèn
hiển thị đều sáng hết theo sự biến thiên của biên độ tín hiệu tại ngõ ra.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 34
Việc chọn trị số và dán nhãn cho điện trở, tụ, nguồn… thực hiện như ví dụ trước.
Trong khi thực hiện, ta có thể gặp khó khăn khi nhập tiếng Việt, sau đây trình bày cách
nhập tiếng Việt trong Workbench.
Cách gõ chữ tiếng việt trong Workbench:
Để gõ chữ tiếng việt trong Workbench SV hãy làm như sau: Ở mạch điện, trên đèn
hiển thị có ghi chữ Hiển thị, nhằm chú thích cho người xem biết được trong mạch
điện linh kiện đó là cái gì, hãy di chuyển con trỏ đến biểu tượng có ký hiệu chữ M và
nhấp chuột (ký hiệu mang tên: Miscelaneous).
Lúc này, cửa sổ hiện ra ngay phía dưới biểu tượng, chỉ cần nhấp và giữ chuột vào biểu
tượng ký hiệu chữ A nằm bên trong cửa sổ (ký hiệu mang tên: Textbox), sau đó kéo
biểu tượng vào màn hình thiết kế, rồi thả chuột.
Kế tiếp đó, nhấn nút phải chuột vào chữ A, trong trình đơn sổ xuống hãy chọn lệnh
Component Properties và kết quả là có một cửa sổ Textbox hiện ra như sau:
Trong ô Textbox, đánh chữ HIỂN THỊ, vào chọn lại phong chữ bằng nhấp chuột vào
nút Set Font. Khi này, lại có thêm một cửa sổ Font hiện ra: chọn Font VNITimes,
Font style: Bold, Size:16. Cuối cùng, di chuyển con trỏ vào nút OK và nhấp chuột.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 35
Lưu ý: Mặc dù khi chọn Set Font rồi nhưng chữ này sẽ hiện ra dưới dạng một Font khác. Khi này
vẫn cứ nhấn OK để thoát ra khỏi hộp Textbox, sau đó nhấp và giữ chuột vào biểu tượng chữ A;
kéo chữ HIỂN THỊ ra; đặt vào màn hình thiết kế; thả chuột. Kết quả sẽ có được chữ với Font
VNI – Times.
Muốn di chuyển các chữ thì giống như cách di chuyển các linh kiện vậy.
Bƣớc 4: Nối mạch theo sơ đồ nguyên lý
Để có thể nối mạch được dễ dàng và nhanh chóng thì các bạn hãy tiến hành như sau :
Đặt mũi tên con trỏ ngay tại vị trí chân linh kiện , sao cho ở chân linh kiện có xuất hiện dấu
chấm đen. Lúc này, nhấp và giữ chuột, sau đó các bạn kéo chuột tới chân linh kiện cần nối và để
cho tại chân linh kiện đó cũng xuất hiện dấu chấm đen thì các bạn thả chuột , kết quả các bạn sẽ
được một đường nối mạch .
Dựa vào cách nối dây trên lần lượt tạo thành một mạch điện như hình vẽ ở dưới đây.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 36
Bƣớc 5: Khảo sát mạch khuếch đại dùng transistor:
Sau khi các bạn đã kết nối mạch hoàn chỉnh và để tiến hành đến việc khảo sát dạng sóng
của mạch điện thì các bạn cần phải lấy các thiết bị đo kiểm theo cách lấy linh kiện như đã trình
bày ở trên, và nối vào trong sơ đồ nguyên lý như sau:
Trong quá trình khảo sát mạch, muốn xem được dạng sóng chỉ cần các bạn Double click
chuột vào ngay tại thiết bị đo, lúc này thiết bị đo sẽ được phóng to và cụ thể trong mạch schmitt
trigger này thiết bị đo là dao động ký. Kết quả sẽ có được một màn hình dao động ký kích cở lớn
để tiện cho việc khảo sát dạng sóng.
Mặt khác muốn tăng kích cở của màn hình dao động ký lớn hơn nữa thì các bạn nhấp
chuột vào nút Expand. Muốn thu nhỏ lại giống như hình dáng ban đầu, bạn hãy nhấp chuột vào
nút Reduce. Sau khi tất cả đã được chuẩn bị hoàn chỉnh thì các bạn bắt đầu cho mạch hoạt động.
Để mạch hoạt động được các bạn nhấp nút Activate simulation (nút này nằm bên góc phải của
màn hình EWB).
Trong lúc kích cho mạch hoạt động thì các bạn phải quan sát trên màn hình của dao động
ký, xem kết quả như thế nào để tiến hành việc điều chỉnh các phím trên dao động ký sao cho
dạng sóng ở ngõ ra là rõ nhất, còn nếu trong quá trình điều chỉnh mà mạch vẫn không hoạt động
thì phải xem lại mạch có bị lỗi không hoặc chú ý thay đổi trị số của một vài linh kiện đặt biệt
nằm trong mạch. Quá trình thay đổi trị số của linh kiện và kiểm tra mạch lắp ráp phải tiến hành
thường xuyên để cho khả năng hoạt động của mạch có tính khả thi hơn.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 37
Sau khi mạch đã hoạt động thì các bạn tiến hành đến việc lưu lại sơ đồ mạch điện bằng
cách nhấn chuột vào nút Save trên thanh công cụ.
Đặt tên cho mạch điện bạn vừa thiết kế vào khung File name. Sau đó nhấp vào nút Save,
vậy là mạch điện của bạn đã được đặt tên là Mạch khuếch đại.ewb và tên này sẽ nằm ở góc trên
bên trái của màn hình thiết kế.
d) Kết luận: Điện áp và sóng ngõ ra của mạch khuếch đại như sau:
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 38
1.4. Bài tập:
Bài 1: Mạch điện RC với tín hiệu hình sin
Hãy vẽ mạch điện như hình sau:
R C
24V
Cho R = 10, C = 475. Hãy mô phỏng mạch điện trên và xác định các thông số theo
yêu cầu như trong bảng bên dưới.
Mẫu số 1 2 3 4
Dung kháng Zc () 1 5 20 30
Tần số f (Hz)
Ur (V)
Uc(V)
I (A)
(Deg)
Kết luận sự phụ thuộc của góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện trong mạch RC khi
tần số tín hiệu thay đổi:
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
Kết luận sự phụ thuộc của góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện trong mạch RC khi
điện dung thay đổi:
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
Bài 2: Mạch điện RL với tín hiệu hình SIN
Hãy vẽ mạch điện như hình sau:
R
24V
L
Cho R=10 và L = 1mH. Hãy mô phỏng mạch điện trên và xác định các thông số theo
yêu cầu như trong bảng bên dưới.
Mẫu số 1 2 3 4
Dung kháng ZL () 2 5 15 20
Tần số f (Hz)
Ur (V)
UL(V)
I (A)
(Deg)
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 39
Kết luận sự phụ thuộc của góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện trong mạch RL khi
tấn số tín hiệu thay đổi:
.................................................................................................................................................
Kết luận sự phụ thuộc của góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện trong mạch RL khi
điện cảm thay đổi:
.................................................................................................................................................
Bài 3: Mạch điện RLC với tín hiệu hình SIN
Hãy vẽ mạch điện như hình sau:
L
318mH
120Vac
C
79.5uF
R
80
Hãy mô phỏng mạch điện trên với tần số f = 50Hz và xác định các thông số theo yêu
cầu như trong bảng bên dưới.
Các thông số UR UL UC I (A) Ztổng (Deg)
Hãy vẽ mạch điện như hình sau:
CL
220Vac
R
Cho tụ điện 500µF, điện trở 10Ω. Hãy mô phỏng mạch điện trên và xác định giá trị L
ở tần số 100Hz. L=...............................
Cho tụ điện 10µF, điện trở 100Ω. Hãy mô phỏng mạch điện trên và xác định giá trị L
ở nguồn U= 200, tần số f= 50Hz. L=................................
Bài 4: Mạch xoay chiều ba pha
Hãy vẽ mạch điện như hình sau:
R1 100
S2
1 2
V2
24V/120S3
1 2R3 100
R2 100
S1
1 2
V3
24V/240
V1
24V/0
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 40
Bật các công tắc mô phỏng và các công tắc S. Hãy mô phỏng mạch điện trên và xác
định các thông số theo yêu cầu như trong bảng bên dưới.
Kết quả đo Kết quả tính
UA UB UC UAB UBC UCA IA; IB; IC Ud 3 Uf
Hãy vẽ mạch điện như hình sau:
R2 100
S3
1 2
S2
1 2
V1
24V/0
K
1 2
R1 1K
V3
24V/240
R3 100
S1
1 2
V2
24V/120
Trường hợp khóa K hở:
Bật các công tắc mô phỏng và các công tắc S. Hãy mô phỏng mạch điện trên và xác
định các thông số theo yêu cầu như trong bảng bên dưới.
Chế độ UAB UBC UCA UA UB UC U0 IA IB IC
Đối xứng
Không đối xứng
Trường hợp khóa K kín:
Bật các công tắc mô phỏng và các công tắc S. Hãy mô phỏng mạch điện trên và xác
định các thông số theo yêu cầu như trong bảng bên dưới.
Chế độ UAB UBC UCA UA UB UC IA IB IC I0
Đối xứng
Không đối xứng
So sánh kết quả 2 trường hợp K hở và K kín:
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
Hãy vẽ mạch điện như hình sau:
S2
1 2
S3
1 2R3 100
S1
1 2
V1
24V/0
R2 100V2
24V/120V3
24V/240
R1 100
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 41
Bật các công tắc mô phỏng và các công tắc S. Hãy mô phỏng mạch điện trên và xác
định các thông số theo yêu cầu như trong bảng bên dưới.
Kết quả đo Kết quả tính
UAB UBC UCA IA IB IC IAB; IBC; ICA Id 3 If
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 42
Chƣơng 2. CIRCUITMAKER 2000
PHẦN MỀM MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỆN TỬ
2.3.1 Giới thiệu và cài đặt phần mềm:
2.1.1. Giới thiệu:
CircuitMaker là một phần mềm thân thiện, dễ sử dụng để mô phỏng mạch. Đặc biệt là
mô phỏng mạch số. Những người bắt đầu tìm hiểu thế giới số cũng như các chuyên gia trong
lĩnh vực này đều tìm thấy các công cụ hữu ích trong phần mềm CircuitMaker.
Từ ý nghĩa đó, tài liệu này được biên soạn nhằm cung cấp cho những người mới bắt
đầu những kiến thức căn bản nhất để có thể nhanh chóng làm chủ được phần mềm
CircuitMaker. Tài liệu được biên soạn gồm ba phần: phần đầu, MỞ ĐẦU, sẽ giới thiệu một số
khái niệm căn bản, các phím nóng…; phần thứ hai, VẼ VÀ CHỈNH SỮA MẠCH NGUYÊN
LÝ, sẽ hướng dẫn cách vẽ mạch nguyên lý trong CircuitMaker; phần thứ ba, MÔ PHỎNG
MẠCH SỐ, sẽ hướng dẫn cách thực hiện mô phỏng mạch nguyên lý đã vẽ.
2.1.2. Cài đặt:
Để cài đặt CircuitMaker 2000 ta thực hiện nhƣ sau:
Start >Program>Run ta sẽ thấy cửa sổ sau:
Trong cửa sổ này ta click nút Browse... để chọn file cần cài đặt. Sau khi chọn file cần cài
đặt trong cửa sổ Browse ta nhấn Open.
Sau khi nhấn OK ta thấy giao diện cài đặt CircuitMaker2000 xuất hiện.
Ðể tiếp tục cài đặt ta nhấn nút Standard, cửa sổ cài đặt xuất hiện. Trong của sổ cài đặt ta có
thể click nút Next để chọn cài đặt, hoặc click nút Cancel để loại bỏ cài đặt.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 43
Hộp thoại yêu cầu xác nhận đồng ý về chính sách bản quyền, ta click Yes để quá trình cài
đặt được tiếp tục.
Sau khi xác nhận đồng ý bản quyền, một hộp thoại khác xuất hiện yêu cầu ta nhận tên và
công ty sử dụng phần mềm này (lưu ý là có thể nhập tên và tên công ty tùy ý).
Hộp thoại yêu cầu nhập mã khách hàng. Sau khi nhập xong ta Click Next.
Hộp thoại yêu cầu ta chọn Folder chứa chương trình CircuitMaker2000, thường thì ta cứ
mặc định ta Click Next.
Cửa sổ yêu cầu chọn loại setup, ta thường chọn “Typical”. Sau đó tiếp tục chọn Next cho
đến khi cài xong chương trình.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 44
Giao diện sau khi cài đặt chương trình CircuitMaker2000.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 45
2.3.1 Giao diện của CircuitMaker
Môi trường CircuitMaker bao gồm Title Bar, Menu Bar, Toolbar, Status Bar, Panel,
Schematic Window và Analysis Window
Ngoài những thành phần căn bản tồn tại trong hầu hết các ứng dụng đồ họa hiện nay như
Title Bar, Menu Bar, Status Bar các thành phần còn lại có ý nghĩa như sau:
Panel gồm ba tab là Browse, Search, Digital dùng để tìm kiếm các thiết bị phục vụ cho
việc ráp mạch và mô phỏng, thiết lập các thông số cho mô phỏng số.
Schematic Window là cửa sổ soạn thảo, trên đó ta sẽ thực hiện vẽ mạch,
Analysis Window là cửa sổ hiển thị các kết quả đo đạc như áp, dòng, dạng sóng… Hai
cửa sổ Schematic và Analysis có thể có hoặc không tùy theo ta thay đổi, cụ thể sẽ trình
bày trong phần mô phỏng mạch số.
Các linh kiện sau khi đã được đặt đúng vị trí sẽ được kết nối với nhau bằng các dây nối.
Mạch sau khi đã được nối dây cho phép mô phỏng, kiểm tra bằng các công cụ mô phỏng của
CircuitMaker.
2.2.1. Các file của CircuitMaker
CircuitMaker gồm nhiều file sử dụng cho các mục đích riêng với các phần đuôi như sau:
.CKT Mạch nguyên lý
.DAT File dữ liệu (phím nóng; đặc tả kỹ thuật của các thiết bị)
.MOD File lưu trữ chế độ hoạt động
.LIB Thư viện các thiết bị.
.SUB File các mạch con
.SDF Dạng sóng mô tả file setup.
2.2.2. Quy trình sử dụng CircuitMaker
Việc sử dụng CircuitMaker có thể chia làm sáu bước như sau:
1. Chọn các thiết bị cần thiết (điện trở, tụ, IC…) và đưa lên bản vẽ.
2. Sắp xếp các thiết bị này cho hợp lý.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 46
3. Thiết lập các thông số của thiết bị (độ trễ, nội dung ROM…).
4. Xóa hoặc thêm các thiết bị tùy theo yêu cầu.
5. Nối dây.
6. Mô phỏng và kiểm tra mạch đã vẽ.
2.2.3. Các thanh công cụ của CircuitMaker:
Có thể thực hiện các chức năng của CircuitMaker bằng các nút nhấn trên thanh công cụ
(Toolbar) nằm phía trên của Schematic Window. Toolbar gồm có các thành phần như sau:
Chức năng của các công cụ này được giới thiệu ở Bảng 1.1. Chức năng chi tiết sẽ được trình
bày ở các phần sau.
Bảng 1.1: Chức năng của Toolbar
Tên Công dụng Tên Công dụng
Panel Bật tắt cửa sổ panel Rotate Xoay thiết bị
New Tạo bản vẽ mới Mirror Lật thiết bị đối xứng qua trục
đứng
Open Mở bản vẽ đã lưu Traxmaker Tạo netlist và chạy traxmaker
Save Lưu bản vẽ Help Trợ giúp
Print In bản vẽ Reset Khởi động lại quá trình mô
phỏng
Arrow tool Chọn, di chuyển các thành phần
Analyses setup Thiết lập thông số phân tích
Wire tool Vẽ dây nối, bus Run analog Chạy, dừng mô phỏng tương
tự
Text tool Chèn đoạn văn bản Trace digital Hiển thị giá trị số của dây dẫn
Delete tool Xóa một thành phần Run digital Chạy, dừng mô phỏng số
Probe tool Đo tín hiệu Step digital Chạy một bước mô phỏng số
Zoom tool Phóng to thu nhỏ bản vẽ Tile windows Chọn cách hiển thị các cửa sổ
Fit to
window
Hiện toàn bộ bản vẽ
trên cửa sổ
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 47
2.2.4. Các Menu trong CircuitMaker
Trong quá trình sử dụng CircuitMaker, chắc chắn rằng các tùy chọn trên thanh công cụ
không thể đáp ứng tất cả các yêu cầu của người sử dụng. Vì thế, một công cụ thứ hai luôn luôn
có sẵn và có thể đáp ứng mọi nhu cầu của người sử dụng đó là các menu. Trong CircuitMaker có
6 menu chính là File, Edit, View, Options, Macros, Simulation… Trong mỗi menu đều có nhiều
tab tùy chọn khác nhau, trong chương này chỉ đề cập tới những tùy chọn thường sử dụng nhất
trong quá trình làm việc.
a) Menu FILE:
New: mở tập tin làm việc mới (thao tác này sẽ
xóa tất cả các dữ liệu trên màn hình).
Open: mở một tập tin đã lưu trong đĩa.
Close: đóng một tập tin đang hiện hành.
Revert: trả lại nguyên thuỷ tập tin hiện hành ở
lần Save cuối cùng.
Merge: chèn một tập tin có đuôi mở rộng ckt
vào bản vẽ ngay ở góc trái trên cùng của màn
hình. Tập tin này sẽ đè lên các đối tượng đang
hiện hành nếu năm trong vùng chèn của nó.
Vì vậy trước khi chèn, các đối tượng phải
được chuyển ra khỏi vùng tập tin định chèn
vào.
Save: lưu trữ tập tin đang soạn thảo vào ổ đĩa.
Save As: lưu tập tin đang soạn thảo với một
tên khác.
Export: chọn phương thức giao tiếp giữa tập
tin của CircuitMaker với ứng dụng khác. Ví dụ như xuất qua phần mềm TraxMaker, Orcad
Layout…
b) Menu EDIT:
Undo: hủy bỏ thao tác vừa thực hiện cuối
cùng.
Cut: cắt các đối tượng được chọn vào
Clipboard.
Copy: cắt các đối tượng được chọn vào
Clipboard.
Paste: dán nội dung chứa trong clipboar vào
tập tin hiện hành.
Move: di chuyển các đối tượng đã chọn tới vị
trí khác.
Delete: xóa các đối tượng đang được chọn.
Select all: chọn tất cả các đối tượng trong bản
vẽ.
Copy to clipboard: sao chép phần mạch điện
vào Clipboard.
Rotate: xoay đối tượng được chọn một góc
900.
Mirror: tạo ảnh đối xứng theo trục dọc của đối
tượng được chọn.
Straighten Wires: làm thẳng các dây dẫn.
Set designations: thiết lập chế độ tự động đặt tên cho thiết bị. Khi tab này được chọn các
tên đã đặt cho thiết bị sẽ bị thay đổi theo thứ tự gọi trước sau.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 48
c) Menu MACROS:
New Macros: Mở cửa sổ tạo Macro
Edit Macro: chọn đối tượng và nhấp chuột lên tab
này sẽ cho phép chỉnh sửa nội dung bên trong
một thiết bị.
Save Macro: lưu trữ Macro vừa tạo hay chỉnh sửa
vào thư viện.
Expand Macro: cho phép chỉnh sửa dữ liệu bên
trong của Macro.
Macro Lock: nhập Password (từ 1 đến 9999) để
không cho người khác truy xuất Macro đã tạo.
d) Menu OPTIONS:
Schematic: thiết lập các thông số của sơ đồ
nguyên lý như thiết lập dạng lưới, cách nối
dây…
Cursor Tool: khi rà chuột tới mục này một hộp
các tên công cụ sẽ xuất hiện cho phép chọn công
cụ giống như trên thanh công cụ.
Schematic Display data: hiển thị các thông số
như tên, nhãn, số chân, tên chân của thiết bị…
Device Display Data: hiển thị các thông số như
tên, nhãn, số chân, tên chân của thiết bị…
e) Menu VIEW
Panel: hiển thị thư viện linh kiện.
Toolbar: hiển thị thanh công cụ.
Status bar: hiển thị thanh trạng thái.
Schematic: xem sơ đồ nguyên lý.
Waveforms: xem dạng sóng.
Split Horizontal: xem dạng sóng theo chiều
ngang.
Split Vertical: xem dạng sóng theo chiều dọc.
Display Scale: chọn tỉ lệ phòng đại màn hình.
f) Menu SIMULATION
Analog Mode: chọn chế độ mô phỏng tương tự.
Digital Mode: chọn chế độ mô phỏng số.
Analyses Setup : thiết lập các giá trị mô phỏng.
Check Pin Connections: kiểm tra dây nối vào
chân linh kiện.
Check Wire Connections: kiểm tra sơ đồ đi dây
của mạch điện.
Reset: reset mạch về chế độ ban đầu.
Step: chế độ mô phỏng từng bước.
Run: chế độ mô phỏng bình thường.
2.3.1 Vẽ và chỉnh sữa các mạch nguyên lý CircuitMaker cung cấp nhiều công cụ mạnh mẽ cho phép vẽ và chỉnh sửa mạch nguyên lý
nhanh chóng và dễ dàng. Phần này sẽ cung cấp các kiến thức về các công cụ vẽ và chỉnh sửa
mạch nguyên lý.
2.3.1. Tìm các thiết bị CircuitMaker cung cấp thư viện hàng ngàn các thiết bị. Có thể lấy các thiết bị bằng cách
dùng tab Browse hay tab Search trong cửa sổ Panel hay sử dụng phím nóng.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 49
Các thƣ viện linh kiện thụ động sử dụng thông dụng trong mạch điện:
Resisors: chứa các loại điện trở, biến trở…
Capacitors: chứa các loại tụ điện, biến dung…
Inductors: chứa các loại cuộn cảm, biến cảm…
Resisors Packs: chứa các điện trở khối.
Các thư viện linh kiện tích cực sử dụng thông dụng trong mạch điện:
BJTs: chứa các loại transistor
Darlingtons: chứa các transistor ghép liên tầng
Diodes: chứa các loại diode, Zener…
Power Supply: Chứa các loại nguồn
2.3.2. Tab Browse Người sử dụng có thể lựa chọn các thiết bị thông qua tab browse. Các thiết bị được chia
theo dạng cây phân cấp. Để tìm một thiết bị cần thực hiện các bước sau:
Chọn tab Browse trong panel,
Lựa chọn các thiêt bị bằng cách chọn theo cây phân cấp (có thể chọn theo tên, theo chức
năng…)
Double click chuột để chọn thiết bị đưa vào vùng vẽ. Thiết bị sẽ theo con trỏ chuột cho đến
khi nào nhấn chuột trái. Trong khi đang kéo thiết bị có thể quay (nhấn phím R) hay lật
ngược (nhấn phím M) thiết bị.
2.3.3. Tab Search Tab này cho phép tìm kiếm các thiết bị thỏa điều kiện tìm kiếm. Điều kiện này là tên thiết
bị hoặc phần mô tả chức năng thiết bị có chứa các kí tự tìm kiếm. Có thể dùng các kí tự đại
diện như *. Ví dụ tìm kiếm 74* là tìm tất cả IC họ 74.
2.3.4. Thiết lập phím nóng Một cách khác để lấy linh kiện từ thư viện là dùng phiếm nóng. Để gán phím nóng cho một
thiết bị thực hiện các bước sau:
Chọn tab Browse trong Panel, sau đó tìm thiết bị mong muốn gán phím nóng cho nó,
Nhấn vào nút Hotkey, hộp thoại quản lý các phím nóng sẽ xuất hiện, tất cả các phím nóng
xếp theo thứ tự alphabet cùng với các thiết bị tượng ứng được gán với nó,
Tìm phím tắt nào muốn gán cho thiết bị đang chọn và chọn Assign.
2.3.5. Thay đổi phím nóng. Để thay đổi phím nóng ta làm những bước như sau:
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 50
Thực hiện các bước 1 và 2 như phần thiết lập phiếm nóng
Gán một thiết bị mới hay gán rỗng (ở trên đầu của các thiết bị) như là phím nóng.
2.3.6. Đặt thiết bị vào trong bản vẽ Sau khi đã tìm thấy thiết bị, có thể đặt chúng vào trong bản vẽ. Để đặt một thiết bị thực
hiện theo các bước sau:
Lựa chọn thiết bị bằng các phương pháp đã nêu ở trên,
Nhấn phím R hay nhấn chuột phải để quay thiết bị đến vị trí mong muốn,
Nhấn phím M để lât ngược thiết bị,
Nhấn chuột trái để đặt thiết bị vào trong bản vẽ. Hay nhấn bất kỳ phím nào (trừ M và R) để
đặt thiết bị vào bản vẽ.
2.3.7. Các công cụ vẽ và chỉnh sửa Phần này giới thiệu tính năng của các phần tử trên thanh Toolbar để người sử dụng có
thể đặt và nối dây các thiết bị với nhau.
2.3.7.1. Arrow Tool Công cụ Arrow cho phép lựa chọn và di chuyển các thành phần của sơ đồ, kích công tắc…
Ngoài ra còn có thể Double click chuột lên một thiết bị để thực hiện một số thao tác như thay đổi
thông số thiết bị.
2.3.7.2. Wire Tool Sử dụng công cụ vẽ dây (Wire tool) có thể vẽ dây nối các thiết bị. Có thể vẽ Bus bằng cách
nhấn và giữ phím Shift khi bắt đầu vẽ. Có thể vẽ dây không liền nét bằng cách nhấn giữ phím
Alt khi bắt đầu vẽ. Dây không liền nét giống như dây dẫn thông thường nhưng nếu nó không
được nối với bất kỳ thiết bị nào thì đường dây sẽ không hiện diện trong mạch netlist.
2.3.7.3. Text Tool Sử dụng công cụ text để có thể đặt các đoạn văn bản vào trong bản vẽ.
2.3.7.4. Delete Tool Sử dụng công cụ xóa ta có thể xóa các thành phần (dây dẫn, thiết bị…) trên bản vẽ. Chọn
delete tool sau đó nhấn vào thành phần nào muốn xóa. Ngoài ra có thể xóa bằng cách chọn
thành phần muốn xóa bằng công cụ mũi tên rồi bấm phím Delete trên bàn phím.
2.3.7.5. Zoom Tool Sử dụng Zoom tool để phóng to hay thu nhỏ bản vẽ (zoom in và zoom out).
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 51
2.3.7.6. Rotate Tool Sử dụng Rotate Button để quay thiết bị ngược chiều kim đồng hồ. Ngoài ra có thể quay
các thiết bị sau khi đã chọn chúng trong thư viện bằng cách nhấn phím R.
2.3.7.7. Mirror Tool
Sử dụng nút nhấn Mirror để lật đối xứng
các thiết bị theo trục thẳng đứng. Ngoài ra có thể
lật các thiết bị bằng cách nhấn phím M khi chọn
thiết bị từ thư viện.
2.3.7.8. Lƣới Có thể hiển thị lưới để sắp xếp các linh
kiện trong khung vẽ dễ dàng hơn. Để chọn hiển
thị lưới thực hiện như sau. Vào menu
Options|Schematic, trong tab General chọn
Visible.
Size là khoảng cách ô lưới, Snap To là các
thiết bị sẽ đặt ngay lưới, Print là khi in ra có in
lưới hay không.
2.3.7.9. Nối dây cho mạch Để mô phỏng hoặc để tạo nestlist vẽ mạch in thì các thành phần của mạch phải được nối
với nhau bằng dây dẫn. CircuitMaker cung cấp các phương thức tự động nối dây, nối dây bằng
tay và nối dây nhanh.
2.3.7.9.1 . Nối dây tự động Để nối dây tự động ta làm như sau:
Chọn công cụ vẽ dây (Wire Tool) trên Toolbar;
Đưa con trỏ đến nơi cần nối dây (chân của một thiết bị hay là dây dẫn);
Nhấn và giữ nút trái chuột;
Kéo đến nơi cần nối dây đến;
Dây dẫn sẽ tự động được sinh ra giữa hai điểm. Chế độ vẽ dây tự động chỉ có thể vẽ dây
dẫn giữa hai điểm là một dây dẫn hay là chân của một linh kiện.
2.3.7.9.2 . Nối dây bằng tay Nối dây bằng tay cho phép vẽ dây dẫn trong bản vẽ chính xác như mong muốn. Thực hiện
như sau:
Chọn công cụ vẽ dây (Wire Tool) trên Toolbar;
Đưa con trỏ đến nơi ta cần nối dây (chân của một thiết bị hay là dây dẫn);
Nhấn và nhả chuột trái;
Con trỏ vẽ dây tự động được thay bằng con trỏ vẽ dây bằng tay. Nhấn chuột trái một lần để
có thể đổi chiều dây, nhấn hai lần để kết thúc.
Chú ý: Muốn vẽ một dây bus ta sử dụng phương pháp vẽ bằng tay.
2.3.7.10. Nối dây nhanh Một trong những cách đơn giản để nối dây là sử dụng tính năng vẽ dây nhanh. Chức năng
này cho phép đặt thiết bị chưa được nối dây vào một dây dẫn hoặc một chân chưa nối của một
thiết bị khác và dây nối sẽ được tự động vẽ. Thực hiện như sau:
Một thiết bị trong thư viện hay là một thiết bị đã có sẵn trong bản vẽ,
Di chuyển thiết bị sao cho chân chưa nối của thiết bị cham vào một dây dẫn hay là một
chân của một thiết bị khác.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 52
2.3.8. Dây BUS Dây bus là một loại dây nối đặc biệt bao gồm nhiều dây nối riêng biệt. Mỗi dây nối có
một tên riêng và bus cũng có tên riêng. Bus được nhận diện dễ dàng vì nó được vẽ đậm hơn
các dây còn lại. Để vẽ Bus thực hiện như sau:
Nhấn giữ phím Shift trước khi vẽ dây nối.
Vẽ dây dẫn sử dụng phương pháp như phương pháp vẽ
dây dẫn bằng tay đã đề cập ở trên,
Sau khi vẽ xong sẽ có hộp thoại yêu cầu đặt tên cho bus.
2.3.8.1. Nối dây dẫn tới bus Để nối dây dẫn tới bus ta làm như sau:
Chọn công cụ nối dây.
Nối dây từ vị trí muốn nối tới bus.
Đặt tên cho dây dẫn.
2.3.8.2. Nối các dây dẫn trên Bus với nhau. Nếu đặt tên cho hai dây dẫn nối đến bus cùng một tên và nối đến cùng một đường bus
(hoặc nối đến hai bus khác nhau nhưng cùng một tên) thì hai dây dẫn trên sẽ tự động nối với
nhau.
2.3.9. Tên của node và sự kết nối CircuitMaker sử dụng tên cho các node trên mạch. Tên của node sử dụng để xác định các
sóng khi mô phỏng hay phân biệt các dây dẫn khi vẽ mạch in. Ngoài ra node còn được dùng để
nối dây dẫn, hai đoạn dây dẫn được đặc cùng tên node sẽ nối với nhau. Có nhiều cách để đặt tên
cho node: ngầm định, các thiết bị đặc biệt, nhãn.
Tên node ngầm định là tên của node được sinh ra tự động khi dây dẫn được nối vào một
thiết bị. Ví dụ, node name U2_6 có tên như vậy vì được nối vào chân số 6 của thiết bị U2. Dây
dẫn trên có thể nối với các thiết bị khác, tên node của nó được xác định bởi thiết bị được đặt lên
bản vẽ trước nhất trong các thiết bị nối với nó. Một số thiết bị có độ ưu tiên cao hơn (VCC,
GND…) thì khi nối với nó thì tên node sẽ là tên của thiết bị
đó.
Sử dụng các thiết bị kết nối đặc biệt, đó là các thiết bị
Input (Connectors| Active| Input), Output (Connectors|
Active| Output) và Terminal (Connectors| Active|
Terminal), các thiết bị trên cho phép gán nhãn cho các
node. Khi đặt một trong các thiết bị trên vào mạch thì phải
gán nhãn cho thiết bị nói trên. Và khi nối với một node
(dây dẫn) thì tên node sẽ là tên của thiết bị đó. Các thiết bị
này có độ ưu tiên về tên của node cao hơn các thiết bị khác
kể cả nguồn điện.
Nhãn (label), một Node Label có thể được gán cho
dây dẫn để tạo thành tên của một node. Đặt Node label
như sau:
Chọn Edit/ Place Node Label.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 53
Kéo hình vuông của Node Label cho đến khi nào góc trái của nó chạm vào dây dẫn. Nhấn
nút trái chuột.
Nhấn tên của node và nhấn OK.
Để xem tất cả tên của các node trong bản
vẽ ta thực hiện các bước sau:
Chọn Options > Schematic (hay nhấn
F5)
Cho phép Show Node Names checkbox.
Nhấn OK. Tên của các node sẽ xuất hiện
trên các dây dẫn của bản vẽ.
2.3.10. Thông số của các thiết bị
Người sử dụng có thể chỉnh thông số, thông tin
liên quan đến bản vẽ, mô phỏng, netlist và các thông
số khác một cách dễ dàng. Ở trong mục này, chỉ giới
thiệu những thông số có liên quan đến việc vẽ mạch
và sử dụng trong các mạch số. Để có thể điều chỉnh
các thông số ta Double click chuột vào thiết bị hoặc
nhấn chuột phải và chọn Device Properties.
Các thuộc tính của thiết bị:
Device: tên của thiết bị được lưu trong thư
viện.
Label-Value: nhãn của thiết bị.
Designation: dùng để phân biệt các thiết bị
trong bản vẽ, như U1, U2…
Description: thông tin thêm, chỉ có ý nghĩa
tham khảo trong bản vẽ, không ảnh hưởng mô
phỏng.
Lưu ý: bốn thuộc tính trên có thể cho hiển thỉ hay không bằng cách chọn hay không
tùy chọn Visible tương ứng.
Package: cách đóng gói của thiết bị ( DIP, TO…), có ý nghĩa khi vẽ mạch in.
Auto Designation Prefix: tiền tố tự động thêm vào phần Designation mỗi khi tạo thiết bị
mới.
Spice Prefix Character, Parameters, Spice Data: có ý nghĩa khi chạy Spice, ở đây ta không
cần quan tâm.
Bus Data: mô tả chân nào của thiết bị sẽ nối với nguồn, đất.
Exclude From PCB: không đưa vào netlist, thường dùng cho các thiết bị chỉ phục vụ mô
phỏng(tạo xung…).
Analog, digital: cho biết thiết bị có thể mô phỏng ở chế
độ nào.
Pin: nhấn vào sẽ hiện số thứ tự chân của thiết bị.
2.3.11. Thay đổi dữ liệu RAM/ ROM: RAM/ROM là các thiết bị dung để lưu trữ dữ liệu
cho mạch. Khi thay đổi dữ liệu của ROM thì dữ liệu này
sẽ được ghi lại khi ta lưu bản vẽ, còn đối với RAM ta có
thể xem, thay đổi dữ liệu để kiểm tra, gỡ lỗi nhưng sẽ không
được lưu với bản vẽ. Để thay đổi dữ liệu của RAM/ROM ta
làm như sau:
Nhấp chuột phải vào thiết bị rồi chọn Edit
PROM/RAM để hiện hộp thoại thay đổi dữ liệu.
Thay đổi như ý muốn rồi bấm OK lưu lại.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 54
2.3.1 Mô Phỏng Tƣơng Tự
Chƣơng trình và đối tƣợng mô phỏng tƣơng tự:
Tương tự như mô phỏng Digital, đối tượng cho phép làm việc ở chế độ analog phải là thiết
bị Analog hoặc Digital/Analog Device. Trước khi tiến hành chạy mô phỏng phải chuyển
nút chế độ (mode) là Analog mode có dạng như hình transistor. Trong quá trình phân tích
các Spice dữ liệu trong mỗi thiết bị được truy xuất, nếu thiết bị đó có spice dữ liệu dạng
Digital hay không có dữ liệu thì máy sẽ báo lỗi và các thiết bị đó coi như hở mạch trong
quá trình mô phỏng nếu tiếp tục.
Mô phỏng tương tự cho phép người sử dụng đo đạt các đại lượng điện như cường độ dòng
điện, điện áp, công suất…
Có thể chia chƣơng trình mô phỏng tƣơng tự thành 3 dạng:
Phân tích DC (đo các đại lượng một chiều)
Phân tích AC (đo đại lượng xoay chiều với giá trị trung bình và hiệu dụng)
Phân tích quá độ (mô phỏng dạng sóng)
Để dễ dàng làm quen với chương trình mô phỏng tương tự, trước hết xin được bắt đầu với
dạng phân tích đơn giản: phân tích mạch điện DC.
Ví dụ 1: Phân tích DC (mô phỏng mạch điện DC)
+ V110V
R230
R110
Trình tự các bƣớc tiến hành:
Bước 1: Khởi động chương trình Circuit Maker
Bước 2: Chọn và lấy các linh kiện vào màn hình làm việc
Lấy điện trở trong thư viên Resistors.
Lấy nguồn một chiều và Gnd trong thư viện Power Supply.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 55
Bước 3: Chọn chế độ mô phỏng là Analog (bằng cách vào Simulation chọn chế độ mô
phỏng là Analog Mode).
Bước 4: Thiết lập các thông số đo
Từ menu Simulation chọn Analyses set up chọn mục Analog Option nhấp chuột ô
tròn trắng Node Voltage, Supply current, Device current and Power cho phép đo
điện áp nút, dòng điện nguồn, dòng điện qua thiết bị và công suất tiêu tán trên
thiết bị.
Bước 5: Nhấn nút Run để chạy mô phỏng.
Bước 6: Đo các thông số của mạch điện
Đo điện áp: Nhấp chuột vào dây dẫn ở giữa R1 và R2, một điện áp 7,5V hiển thị ở
cửa sổ giá trị. Tương tự nhấp chuột vào dây dẫn giữa cực dương của nguồn và
điện trở R1 thì điện áp chỉ 10V. Để hiển thị hai điện áp trên R1 và R2 thì ta Shift +
nhấp chuột vào điện trở tương ứng.
Đo dòng điện: Nhấp chuột vào chân điện trở hoặc chân nguồn điện thì giá trị hiển
thị là 250mA.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 56
Đo công suất: Nhấp chuột trên thân điện trở R1 thì
hiển thị P1=625mW và nếu trên thân R2 thì hiển thị
P2=1,875W.
Bước 7: Nhấn Stop ngừng mô phỏng.
Bước 8: Sử dụng thiết bị đo vạn nằng (Multimeter)
Thiết bị đo vạn năng được sử dụng giống như đồng
hồ VOM được dùng để đo các đại lượng điện như
điện trở, điện áp và dòng điện.
Multimeter được gọi từ Instruments\ Multimeter.
Khi vừa đặt lên mạch điện, hộp thoại Multimeter
mở ra yêu cầu xác định đại lượng cần đo trước khi nối vào mạch. Các đại lượng
cần đo gồm: Ohm (đo điện trở), voltage (đo điện
áp), current (dòng điện). Điện áp và dòng điện có
3 dạng: giá trị không đổi (DC), giá trị trung bình
một chiều (DC AVG) và giá trị hiệu dụng (AC
RMS). Muốn đo thành phần nào chỉ việc đánh
dấu bằng chuột vào ô đó. Giá trị điện trở trong
thiết bị đo cũng có thể thay đổi bằng cách đánh
số thích hợp vào ô Resistance. Cuối cùng chọn
Ok để thoát, sau đó nối thiết bị đo vào mạch
điện.
Ví dụ 2: Từ ví dụ 1 sử dụng Multimeter đo điện áp và
dòng điện chạy qua mạch.
Bước 1: Nhấn nút stop ngừng mô phỏng.
Vẽ thêm 2 vôn kế và 1 amper kế (Double click lên
Multimeter và chọn Volt DC đo điện áp và Current
DC đo dòng điện).
Nhấn nút run chạy mô phỏng. Điện áp và dòng
điện tương ứng sẽ hiển thị trên
mặt thiết bị đo như hình vẽ.
Nhấn nút stop để ngừng mô
phỏng.
Bước 2: Sử dụng máy phát sóng đa năng:
Máy phát sóng đa năng là thiết bị dùng để cung cấp
nguồn điện (tín hiệu) cho mạch điện. Máy phát sóng có thể gọi từ thư viện theo
đường Instruments\ Signal Gen hoặc gõ từ bàn
phím ký tự g, để thay đổi giá trị của tín hiệu phát ra
Double click chuột trái lên máy phát sóng, hộp
thoại Edit sine Wave data xuất hiện, đánh giá trị
cực đại vào ô peak amplitude và tần số trong ô
Frequency. Ô Start delay cho phép thiết lập thời
gian bắt đầu xuất phát (điều này cho phép tạo góc
lệch pha giữa các nguồn điện áp).
Muốn thay đổi dạng sóng hãy nhấp chuột vào nút
Wave… mở tiếp hộp thoại Edit signal generator.
Hộp thoại này cho phép thay đổi dạng sóng bằng
cách nhấp vào các chức năng khác nhau.
1kHz
V2-1/1V
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 57
Ví dụ 3: Phân tích AC và quá độ
Bước 1: Vẽ mạch điện như hình bên.
Double click vào máy phát sóng, đặt giá trị cực đại là 312V tương ứng với giá trị
hiệu dụng là 220V, chọn tần số là 50Hz.
Bước 2: Nhấn nút run để chạy mô phỏng.
Double click chuột trái vào cửa sổ giá trị và chọn chế độ phân tích là AC RMS để
đo giá trị hiệu dụng. Lần lượt nhấn chuột vào mạch điện đo điện áp, dòng điện,
công suất.
Nhấn stop để dừng mô phỏng, vào menu Simulation/ Analyses Setup (F8) mở
hộp thoại Anayses Setup. Trong hộp thoại này nhấp chuột vào ô vuông Always
set defaults for transient and Operating point analyses bỏ dấu chéo. Trong thư
mục transient Analyses đánh vào ô Stop time là 100ms (5 chu kỳ). Chọn bước
nhảy trong thư mục Step time sao cho (stop time – start time)/step time =< 500.
Chọn Max step bằng step time. Sau cùng đánh dấu vào ô Enable cho phép phân
tích.
Trong thư mục Operating Point chọn AC RMS để đo giá trị hiệu dụng. Đánh dấu
vào ô Enable và chọn Ok thoát ra ngoài.Nhấn Run chạy mô phỏng nhấp chuột vào
cửa sổ dạng sóng sau đó nhấp chuột vào các dây dẫn để đo dạng sóng điện áp, vào
chân thiết bị đo dạng sóng dòng điện hay thân thiết bị để đo dạng sóng của công
suất tiêu thụ. Muốn hiển thị nhiều dạng sóng cùng một lúc, trước khi đo dạng
sóng thứ 2 phải nhấn giữ phím Shift.
Đồ thị dạng sóng
50 Hz
V1-312/312V
R110
R230
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 58
Trên đồ thị dạng sóng cho phép chúng ta đo biên độ và chu kỳ giống như dùng
dao động ký. Để đo biên độ của sóng, kéo thanh ngang d sao cho tọa độ Yd chỉ số
0, kéo thanh ngang c tới đỉnh của sóng cần đo. Giá trị c-d chính là biên độ của
sóng, tương tự để đo chu kỳ của sóng, kéo thanh dọc b tới vị trí số Xb và kéo
thanh a tới vị trí Xa. Giá trị a-b chính là khoảng thời gian đo được từ đó có thể
tính được tần số hai góc lệch pha.
2.3.1 Mô phỏng mạch số Mục đích của mô phỏng là để chạy thử, kiểm tra mạch, phát hiện lỗi, gỡ lỗi. Circuit maker
vừa có thể mô phỏng mạch tương tự vừa có thể mô phỏng mạch số.
2.5.1. Bắt đầu mô phỏng mạch số Để chọn chế độ mô phỏng mạch số ta làm như sau: chọn menu Simulation Digital Mode;
nếu chọn Simulation|Analog Mode là chọn chế độ mô phỏng mạch tương tự.
Thực hiện Simulation|Check Pin Connections để kiểm tra các thiết bị có chân nào
chưa được nối dây hay không.
Thực hiện Simulation|Check Wire Connections để kiểm tra có đường dây nối nào chỉ mới
nối một đầu hay không.
2.5.2. Các công cụ mô phỏng mạch số Đây là các công cụ phục vụ cho việc mô phỏng mạch số. Những công cụ này sẽ khác
nếu chọn chế độ mô phỏng là tương tự.
Hình 3.1: Công cụ mô phỏng số
2.5.2.1. Công cụ Prope: Sử dụng công cụ Prope để xem giá trị logic của một dây dẫn hoặc một node trong mạch;
ngoài ra còn có thể sử dụng công cụ Prope để thay đổi trạng thái của dây nối. Để xem trạng thái,
rê công cụ này lên dây dẫn hoặc chân của thiết bị muốn xem. Khi đó công cụ sẽ hiển thị một
trong ba giá trị:
H: xung ở mức cao; L: xung ở mức thấp; P: trạng xung ở giữa mức cao và mức thấp.
2.5.2.2. Công cụ Reset Khởi động lại quá trình mô phỏng.
2.5.2.3. Công cụ Trace Bật tắt tính năng Trace. Tính năng này hiển thị giá trị logic của các dây dẫn bằng các màu
khác nhau. Màu đỏ mức 1, màu xanh dương mức 0, màu xanh lá là không xác định hoặc ba trạng
thái.
2.5.2.4. Công cụ Run \ Pause: Bắt đầu hoặc dừng quá trình mô phỏng.
2.5.2.5. Công cụ Step Quá trình mô phỏng sẽ thực hiện từng bước. Khi nhấn vào công cụ này, mô phỏng sẽ thực
hiện một bước và dừng lại. Nhấn lần nữa sẽ thực hiện tiếp một bước nữa.
2.5.2.6. Công cụ Tile Windows Chọn một trong bốn cách xem các cửa sổ.
Chỉ cửa sổ vẽ mạch (Schematic)
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 59
Chỉ cửa sổ dạng sóng
Cửa sổ vẽ mạch bên trên, cửa sổ dáng sóng bên
Cửa sổ vẽ mạch bên trái, cửa sổ dáng sóng bên
Sử dụng thiết bị Instruments/Digital/SCOPE nối với một nốt của mạch thì Circuit Maker
sẽ vẽ dạng sóng cho nốt đó trong cửa sổ dạng sóng.
2.5.3. Bộ tạo xung Bộ tạo xung, thiết bị trong Instruments|Digital, dùng để tạo ra xung cho các thiết bị mô
phỏng cần clock. Để chỉnh các thông số của bộ tạo xung co thể nhấp kép vào thiết bị này
hoặc nhấp phải chuột rồi chọn Edit Pulser.
Pulse High, Pulse Low tương ứng chỉnh thời gian mức một (tính bằng Tick), mức không
của bộ tạo xung, giá trị hợp lệ là 1 đến 100. External Trigger là chỉnh bộ tạo xung sẽ đóng vai trò
như Trigger, chỉ phát ra xung khi có kích vào chân CP1 hoặc CP2.
2.5.4. Các thông số mô phỏng:
Step size: chỉnh số bước mỗi khi nhấn Step tool. Có thể chọn Cycles hoặc Ticks. Một
Cycle bằng 10 Ticks. Tick là đơn vị nhỏ nhất, một Tick sẽ thực hiện một bước trong
mô phỏng.
X Magnification: chỉnh độ rộng của đồ thị hiển thị dạng sóng
Speed: chỉnh tốc độ mô phỏng. Ví dụ như khi cần xem các giá trị xuất ra led bảy đoạn thì
chỉnh tốc độ mô phong nhỏ lại.
Breakpoint: thiết lập điểm dừng. Mô phỏng sẽ dừng lại khi điều kiện Breakpoint thỏa
mãn. Có thể có nhiều điều kiện Breakpoint và các điều kiện này kết hợp với nhau bởi
phép logic and hoặc or tùy theo ta thiết lập. Để thiết lập Breakpoint ta làm như sau: sử
dụng Instruments/ Digital/SCOPE để nối với dây hoặc chân thiết bị, mở cửa sổ vẽ dạng
sóng. Nhấn chuột vào ô nhỏ trước tên của tín hiệu như hình sau.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 60
Nhấn sẽ lần lượt là chọn logic 1, logic 0; chọn kiểu là kích cạnh (Edge) hay kích mức
(Level).
2.5.5. Thời gian trễ Thời gian trễ của thiết bị là thời gian cần thiết để tín
hiệu input lan truyền đến tín hiệu output. Trong
CircuitMaker thời gian trễ được tính bằng đơn vị Tick, mặc
định tất cả thiết bị có thời gian trễ là một Tick, tuy nhiên có
thể thay đổi giá trị này từ 1 đến 14. Để thay đổi thời gian trễ
làm như sau
1. Chọn thiết bị cần thay đổi
2. Chọn Edit| Set Prop Delays
3. Gán giá trị mới và bấm OK
2.5.6. Xem dạng sóng Bằng cách nối với thiết bị Scope có thể xem được dạng sóng khi đang mô phỏng cũng
như kết quả của mô phỏng. Sau khi kết nối, có thể xem dạng sóng trong cửa sổ phân tích.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 61
Ví dụ: Mô phỏng mạch điện cổng AND sau đây:
123S
S20V
S10V
L1CP1CP2
Q1Q2
Các bƣớc tiến hành:
Bước 1: Khởi động chương trình Circuit Maker
Bước 2: Chọn và lấy các linh kiện vào màn hình làm việc
Lấy cổng AND: Nhấp chọn thư viện Digital Basics ta chọn hộp công cụ Gates.
Nhấp chọn cổng 2-In AND sau đó nhấp chọn Place hoặc Double click vào tên
công muốn lấy để đưa vào màn hình làm việc.
Lấy Led (Logic display): Nhấp chọn thư viện Displays ta chọn hộp công cụ
Digital chứa Led 7 đoạn, Led hiển thị logic, Led hiển thị ở độ Ascii. Nhấp chọn
Led hiển thị logic sau đó nhấp chọn Place hoặc Double click vào tên công muốn
lấy để đưa vào màn hình làm việc.
Lấy công tắc logic (Logic Switch): Nhấp chọn thư viện Switches ta chọn hộp
công cụ Digital chứa Logic Switch. Nhấp chọn Logic Switch sau đó nhấp chọn
Place hoặc Double click vào tên công muốn lấy để đưa vào màn hình làm việc.
Sau khi lấy hết các linh kiện ta có sơ đồ sắp xếp như hình sau:
123S
S20V
S10V
L1CP1CP2
Q1Q2
Chú ý: Để thay đổi giá trị của linh kiện ta nhấp vào nó. Double click vào cổng
Not, hộp thoại Edit/ Select Model sau đó chọn Device Properties xuất hiện, nhấp
chọn thể Label - Value nếu nó chưa được chọn. Nhập vào tên mới cho cổng Not
khung Designation. Nhấn Ok và Exit để hoàn tất.
Bước 3: Nối dây cho mạch điện.
Nhấp phải chuột chọn Wire hoặc chọn biểu tượng dấu „+‟ trên thanh toolbar.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 62
Bước 4: Chọn chế độ mô phỏng.
Vào Simulation chọn Digital Mode. Và nhấn nút Run
Bước 5: Bật công tắc S sang vị trí 3 bằng cách nhấp chuột vào nó, lần lượt nhấp chuột vào
2 công tắc logic S1, S2 để thay đổi trạng thái ngõ vào, quan sát đèn hiển thị ở ngõ ra, nếu
Led sang ứng ngõ ra ở mức 1.
Bước 6: Bật công tắc S sang vị trí 2 và S2 ở mức logic 1, quan sát sự nhấp nháy của Led
theo chu kỳ xung của Pulser. Nhấp chuột vào Trace để xem trạng thái các dây dẫn.
Bước 7: Nhấn nút Stop để dừng mô phỏng. Chọn SCOPE theo cách sau:
Nhấp chọn thư viện Instruments ta chọn hộp công cụ Digital. Nhấp chọn Scope sau đó
nhấp chọn Place hoặc Double click vào tên công muốn lấy để đưa vào màn hình làm việc.
Lặp lại bước này để lấy thêm TP2. Nối TP1 vào chân Q2 và TP2 vào chân ra của cổng
AND.
Bước 8: Nhấn nút Run để chạy mô phỏng. muốn xem dạng sóng như thế nào hãy nhấp
chuột vào Waveforms. Lúc này hai dạng sóng mang tên TP1 và TP2 chạy trên màn hình và
lệch nhau một tick về mặc thời gian.
Bước 9: Để thay đổi độ rộng của xung, Double click vào Pulser. Hộp thoại Edit Pulser mở
ra, nhấp số tick xung cao vào ô Pulse High và số tick xung thấp vào ô Pulse Low. Cuối
cùng chọn OK thoát ra ngoài. Khi nhấn nút Run dạng sóng sẽ thay đổi độ rộng theo số tick
đã thiết lập.
TP2TP1
S15V
S25V
CP1CP2
Q1Q2 12
3S
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 63
2.3.1 BÀI TẬP
BÀI 1: MẠCH TỔ HỢP DÙNG CÁC CỔNG LOGIC CƠ BẢN
Vẽ mạch điện như hình sau đây:
Nhấn nút Run trên thanh công cụ để khởi động chế độ mô phỏng. Di chuyển chuột đến các
logic switch và lần lượt thay đổi các mức logic của chúng đồng thời quan sát sự thay đổi
các trạng thái ở ngã ra tương ứng.
NGÕ VÀO NGÕ RA
S1 S2 S3 S4 C
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 1 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 0 1
0 1 1 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 0 1
1 0 1 0
1 0 1 1
1 1 0 0
1 1 0 1
1 1 1 0
1 1 1 1
So sánh với bảng sự thật đã học trên lý thuyết về các cổng logic cơ bản.
Với : ?... 41321 SSSSSY
Rút ra nhận xét gì?
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
D
12
45
6
C
A
3 2
R
100
B
3 24
52
LED
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 64
BÀI 2: ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT DE - MORGAN
Vẽ mạch điện như hình sau đây:
Nhấn nút Run trên thanh công cụ để khởi động chế độ mô phỏng. Di chuyển chuột đến các
logic switch và lần lượt thay đổi các mức logic của chúng đồng thời quan sát sự thay đổi
các trạng thái ở ngã ra tương ứng.
NGÕ VÀO NGÕ RA
A B C
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
Sử dụng định luật De-Morgan để rút gọn hàm:
?).).(.( 132132 SSSSSSY
Từ kết quả lý thuyết đã tính được ở bước 4 và kết quả ghi ở bảng sự thật (bước 3), có nhận
xét gì về ngõ vào S1 và ngõ ra Y?
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
LED
12
3
12
B
12
3
R
100
12
12
C
12
3
12
3
12
3
A
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 65
BÀI 3: ÁP DỤNG CÁC CỔNG LOGIC
Sử dụng các cổng logic vẽ mạch điện logic theo biểu thức sau đây:
BCBBAY ))([(
Nhấn nút Run thanh công cụ để khởi động chế độ mô phỏng. Di chuyển chuột đến các
logic switch và lần lượt thay đổi các mức logic của chúng đồng thời quan sát sự thay đổi
các trạng thái ở ngã ra tương ứng. Từ đó hoàn chỉnh bảng sự thật dưới đây:
Ngõ vào (A) Ngõ vào (B) Ngõ vào (C) Ngõ ra (Y)
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
BÀI 4: MẠCH ĐẾM CHIA (N) DÙNG IC 7490 (74LS90)
Haõy veõ maïch ñieän nhö hình sau:
D4
LED
D1
LED
D3
LED
7490
141
12
9
8
11
2367
CLKACLKB
QA
QB
QC
QD
R01R02R91R92
100100 100
D2
LED
S1
100
Nhấn nút Run trên thanh công cụ để khởi động chế độ mô phỏng.
Cho biết các mạch đếm dùng IC 7490 đó đếm mod mấy?
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 66
BÀI 5: MẠCH ĐẾM LÊN DÙNG IC 74193 (74LS193)
Hãy veõ maïch ñieän nhö hình sau:
D1
S1
74193
151
109
3
2
6
7
12
13
14
11
5
4
P0P1P2P3
Q0
Q1
Q2
Q3
CO
BO
CLR
LOAD
CLKU
CLKD
D3+VCC
D4
100100 100
D2
100
Nhấn nút Run trên thanh công cụ để khởi động chế độ mô phỏng.
Quan sát và ghi nhận kết quả ra. Cho biết mạch đếm mod mấy?
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
BÀI 6: MẠCH ĐẾM XUỐNG DÙNG IC 74193 (74LS193)
Haõy veõ maïch ñieän nhö hình sau:
D4
100100
S1
100
D2+VCC
D1D3
10074193
151
109
3
2
6
7
12
13
14
11
5
4
P0P1P2P3
Q0
Q1
Q2
Q3
CO
BO
CLR
LOAD
CLKU
CLKD
Nhấn nút Run trên thanh công cụ để khởi động chế độ mô phỏng.
Quan sát và ghi nhận kết quả ra. Cho biết mạch đếm mod mấy?
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 67
BÀI 7: THANH GHI DỊCH 74164
Haõy veõ maïch ñieän nhö hình sau:
Nhấn nút Run trên thanh công cụ để khởi động chế độ mô phỏng.
Đây là thanh ghi dịch mấy điểm sáng mấy điểm tắt?
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
BÀI 8: KHẢO SÁT IC ĐẾM DÙNG IC 4017 .
Hãy veõ maïch ñieän nhö hình sau:
+VCC
SW1
S1
D6
100
+VCC
100100 100 100
D11D10D5
100
D4 D7 D9D3D2
100100
SW2
100 100
D1
4017
14
13
15
324710156911
12
CLK1
CLK0
RESET
Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8Q9
Q5-Q9
D8
100
Nhấn nút Run trên thanh công cụ để khởi động chế độ mô phỏng.
Quan sát và ghi nhận kết quả ra.
D2
S1
7416412
8
9
345610
1112
13
AB
CLK
CLR
Q0Q1Q2Q3Q4
Q5Q6
Q7
D4 D8
100 100100 100100 100 100
D5
+VCC
100
D1 D3 D6 D7
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 68
BÀI 9: KHẢO SÁT IC 7447 VỚI CÁC NGÕ VÀO ĐƢỢC ĐIỀU CHỈNH BẰNG CÔNG
TẮC LOGIC SWITCH.
Vẽ mạch điện như hình sau đây:
Nhấn nút Run trên thanh công cụ để khởi động chế độ mô phỏng. Lần lượt thay đổi công
tắc Logic Switch sao cho làm thay đổi các trạng thái ở các ngõ vào, ta sẽ nhận được giá trị
tương ứng ở ngõ ra từ đó lập bảng trạng thái như sau:
NGÕ VÀO NGÕ RA
S0 S1 S2 S3 a b c d e f g Led
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 1 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 0 1
0 1 1 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 0 1
1 0 1 0
1 0 1 1
1 1 0 0
1 1 0 1
1 1 1 0
1 1 1 1
Từ mạch trên sinh viên hãy thiết kế lại mạch sử dụng IC7490 thay cho các công tắc logic
biết Led 7 đoạn hiển số 9.
C
U1
7447
7
1
2
6
4
5
3
1312111091514
D0
D1
D2
D3
BI/RBO
RBI
LT
ABCDEFG
VCC
A
100-7
1 142 133 124 115 106 97 8
D
764219
10
83
abcdefgA
AN
OD
EA*
B
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 69
Chƣơng 3. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MICROSOFT VISIO
3.3.1 Giới thiệu chung:
3.1.1. Giới thiệu:
Visio là một chương trình vẽ sơ đồ thông minh, được tích hợp vào bộ chương trình
Microsoft Office từ phiên bản 2003. MS Visio cho phép thể hiện bản vẽ một cách trực quan.
Hơn nữa, nó còn cung cấp nhiều đặc tính khiến cho sơ đồ có ý nghĩa, linh động và phù hợp hơn
với các yêu cầu khác nhau. Ngoài ra, bạn có thể sao chép bản vẽ của mình qua các phần mềm
khác (như : MS. Word, MS. Excel…) để tiện sử dụng cho công việc của bạn.
Có nhiều phiên bản của Visio khác nhau tùy theo nhu cầu. Trong quá trình thực hành,
ta sẽ làm việc với Microsoft Visio 2003. Trong phiên bản này, có thể tạo các sơ đồ liên quan
đến công việc như là: biểu đồ dòng (flowcharts), sơ đồ tổ chức (organization charts). Ngoài ra,
phiên bản này còn cho phép tạo các sơ đồ mang tính kỹ thuật, chẳng hạn tạo các bản vẽ xây
dựng, thiết kế nhà, sơ đồ mạng, lưu đồ, sơ đồ trang web, sơ đồ máy móc, và các sơ đồ kỹ thuật
khác.
Sơ đồ tổ chức, có trong cả 2 phiên bản, là một dạng sơ đồ thường được sử dụng trong công
việc kinh doanh. Với sơ đồ tổ chức vẽ bằng Visio, bạn còn có thể gắn kết dữ liệu vào các hình
trong sơ đồ. Dữ liệu cho hình được gọi là custom properties. Đối với sơ đồ tổ chức, bạn có thể
chọn một khung nhân viên, gắn nó với các thông tin quan trọng như : địa điểm, số điện thoại,
phòng ban… và các dữ liệu này trở thành 1 phần của biểu đồ.
Một lý do khác để tạo ra các sơ đồ tổ chức trong Visio là bạn có thể tạo chúng tự động
bằng cách sử dụng thông tin từ một nguồn dữ liệu nào đó. Chẳng hạn, bạn có thể đặt một sơ đồ
tổ chức trong 1 CSDL, một bảng tính Excel, hay thậm chí là hệ thống thư điện tử của công ty
bạn. Chỉ cần sau vài cú nhấp chuột, biểu đồ đã có sẵn cho bạn mà không cần phải nhập gì cả.
3.1.2. Cài đặt MS- VISIO
Vấn đề này thật đơn giản, chúng ta chỉ cần đưa đĩa CD MS- VISIO vào máy tính hoặc trên
đĩa cứng ta đã có sẳn phần mềm MS-VISIO sau đó chọn file setup.exe trong đĩa CD này và
Double click vào file setup.exe chúng ta sẽ thấy và lần lượt làm theo các bước sau đây:
Nhập mã vào hộp thoại yêu cầu nhập mã khách hàng:
Click next, Nhập tên người và công ty sử dụng. Chọn Next
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 70
Click chọn I accept và chọn Next.
Click Install
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 71
Click Finish
Giao diện của MS Visio 2003
3.3.1 Làm việc với MS. VISIO
Khởi động MS Visio: Start/ Program/ Microsoft Visio
Tạo mới bản vẽ: Gọi lệnh File/ New/ chọn kiểu sơ đồ
Thay đổi cửa sổ màn hình và các thanh công cụ:
Thay đổi tỉ lệ phóng màn hình:View/ Zoom/ chọn tỉ lệ % phóng
Xem với kích thước thật: View/ Actual Size (100%)
Xem toàn thể trang : View/ Whole Page (29%)
Xem toàn màn hình: View/ FullScreen
Bật tắt thanh trạng thái: View/ Status Bar
Bật tắt cửa sổ Drawing: View/ Window/ Drawing Explorer
Bật tắt cửa sổ Pan&Zoom: View/ Window/ Pan&Zoom
Bật tắt cửa sổ thuộc tính: View/ Window/ Custom Properties
Bật tắt cửa sổ kích thước: View/ Size&Position Window
Bật tắt thước kẻ: View/ Rulers
Bật tắt ô kẻ lưới: View/ Grids
Bật tắt ô chỉ dẫn: View/ Guides
Bật tắt điểm kết nối: View/ Connection Points
Bật tắt phân cách trang: View/ Page Breaks
Thêm tiêu đề đầu & chân: View/ Header & Footer
Các thao tác cơ bản:
Chọn 1 hình: Chọn công cụ Pointer rồi nhấp vào hình vẽ đó
Chọn nhiều hình: Chọn công cụ Pointer rồi vẽ hình chữ nhật bao quanh các hình cần chọn.
Hoặc có thể nhấp chọn hình thứ 1, sau đó, giữ phím Ctrl và nhấp chọn các hình còn lại.
Dời chỗ: Muốn dời chỗ 1 hình hay 1 nhóm hình đã chọn, để chuột giữa hình rồi dùng thao
tác nắm kéo để dời hình (nhóm hình) sang vị trí khác.
Sao chép: Thực hiện tương tự thao tác dời chỗ, nhưng nhấn giữ phím Ctrl trong lúc nắm kéo.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 72
Phóng to, thu nhỏ: Chọn hình (nhóm hình) rồi dùng thao tác nắm kéo để phóng to hoặc thu
nhỏ hình (nhóm hình).
Xóa hình: Chọn hình cần xóa, nhấn phím Delete trên bàn phím
Xoay hình tự do: chọn hình cần xoay, nhấp vào chấm tròn màu xanh phía trên hình, giữ
và kéo chuột để xoay hình. Có thể dời tâm của hình đến vị trí khác, khi đó hình sẽ quay theo
vị trí tâm mới.
Xoay hình 900: chọn hình cần xoay, nhấp phải vào hình, chọn Shape/ Rotate Left (xoay
trái) hoặc Rotate Right (xoay phải).
Lật hình: chọn hình cần lật, nhấp phải vào hình, chọn Shape/ chọn Flip Vertical (lật dọc)
hoặc Flip Horizontal (lật ngang).
Nhóm hình: chọn hình c ầ n n h ó m , nhấp phải vào hình, chọn Shape/ chọn Group (bỏ
nhóm chọn Ungroup).
3.3.1 Một số bản vẽ thông dụng:
3.3.1. Vẽ sơ đồ tổ chức bằng VISIO
Ta cần vẽ sơ đồ tổ chức của một công ty bằng Visio:
Các bƣớc cần thực hiện:
Gọi lệnh File/ New/ Business/ Organization chart để tạo một trang màn hình mới với các
công cụ cần thiết cho sơ đồ.
Lấy khung hình: lần lượt nắm kéo các khung hình vào các vị trí tương ứng trên màn hình.
Kết nối (connector tool): Bằng chọn biểu tượng kết nối và click vào điểm đầu, cuối của linh
kiện.
Thêm chữ vào sơ đồ: Bằng cách Double click vào Name Title trên khung hình rồi nhập
nội dung vào.
Màu chữ và màu nền: chọn text color và chọn Fill color.
Lưu sơ đồ vừa tạo bằng cách chọn File/ Save, rồi chọn đường dẫn lưu trữ và đặt tên cho hình
mới vẽ.
In sơ đồ ra máy in bằng lệnh File/ Print hoặc có thể chọn toàn bộ sơ đồ rồi dùng lệnh Edit/
Copy để sao chép qua Word, Excel…
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 73
3.3.2. Vẽ lƣu đồ bằng VISIO (FlowChart)
Dưới đây là một số hình dạng phổ biến nhất được sử dụng để xây dựng các lưu đồ và công
dụng của từng hình dạng.
Ký hiệu Công dụng
Quan hệ một chiều, kế tiếp giữa hai bước của một quá
trình
Sự kiện phát sinh
Quan hệ hai chiều giữa các bước của quá trình
Quan hệ tiếp hành đồng thời các bước của quá trình từ
một bước
Hình chữ nhật được sử dụng để mô tả một hoạt
động được thực hiện hoặc một nhiệm vụ được
hoàn thành.
Quy trình xử lý ngoài hệ thống
Hình bầu dục được sử dụng để biểu hiện các điểm bắt đầu
và kết thúc của quy trình trong sơ đồ khối.
Quá trình liên quan (tham chiếu quy trình khác)
Hình thoi hàm chứa các vấn đề cần được quyết
định “Có” hoặc “Không”.
Liên quan đến đầu vào/đầu ra số liệu, người ta sử dụng
một hình chữ nhật nghiêng để biểu hiện một điểm trong
quy trình, nơi số liệu được nhập vào hoặc gọi ra.
Tài liệu chứng từ
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 74
Ví dụ: Vẽ lưu đồ trình tự giải mạch điện DC như hình vẽ sau:
Các bƣớc cần thực hiện:
Gọi lệnh File/ New/ FlowChart/ Basic FlowChart để
tạo một trang màn hình mới với các công cụ cần thiết
cho sơ đồ logic.
Lần lượt nắm kéo các hình oval, chữ nhật vào các vị
trí tương ứng trên màn hình.
Kết nối các hình bằng cách nắm kéo biểu tượng kết
nối vào màn hình và điều chỉnh điểm đầu và cuối cho
phù hợp.
Thêm chữ vào hình và kết nối : chọn hình hoặc kết
nối đó, rồi gõ chữ vào, nếu gõ sai, muốn chỉnh sửa lại,
thì nhấn F2.
Thêm tên vào cuối sơ đồ bằng cách nhấp chọn Text
Tool (A) trên thanh công cụ, nhấp vào phía dưới sơ đồ
rồi gõ chữ vào.
Lưu sơ đồ vừa tạo bằng cách chọn File/ Save, rồi chọn
đường dẫn lưu trữ và đặt tên cho hình mới vẽ.
In sơ đồ ra máy in bằng lệnh File/ Print hoặc có thể
chọn toàn bộ sơ đồ rồi dùng lệnh Edit/ Copy để sao
chép qua Word, Excel…
3.3.3. Dạng sơ đồ Basic Electrical
L
10V/12WK
12V
Các bƣớc cần thực hiện:
Gọi lệnh File/ New/ Engineering/ Basic Electrical để tạo một trang màn hình mới với các
công cụ cần thiết cho sơ đồ.
Lấy linh kiện: lần lượt nắm kéo các nguồn điện (Battery), công tắc, bóng đèn vào các vị trí
tương ứng trên màn hình.
Kết nối (connector tool): Bằng chọn biểu tượng kết nối và click vào điểm đầu, cuối của linh
kiện.
Thêm chữ vào sơ đồ bằng cách nhấp chọn Text Tool (A) trên thanh công cụ, nhấp vào phía
dưới sơ đồ rồi gõ chữ vào.
Lưu sơ đồ vừa tạo bằng cách chọn File/ Save, rồi chọn đường dẫn lưu trữ và đặt tên cho hình
mới vẽ.
In sơ đồ ra máy in bằng lệnh File/ Print hoặc có thể chọn toàn bộ sơ đồ rồi dùng lệnh Edit/
Copy để sao chép qua Word, Excel…
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 75
3.3.4. Dạng sơ đồ Industrial Control Systems
Ví dụ: Ta cần vẽ mạch điện điều khiển như hình sau
A B C
Stop1Fuse
M1
K1
RN2
Đ1
K1
K1
Đ2K2
Start1
Start2
K2
RN2
K2Stop2
Stop
M
RN1
K1
RN1
2
Các bƣớc cần thực hiện:
Gọi lệnh File/ New/ Engineering/ Industrial Control Systems để tạo một trang màn hình
mới với các công cụ cần thiết cho sơ đồ.
Lấy linh kiện: lần lượt nắm kéo các nguồn điện (Battery), công tắc, bóng đèn vào các vị trí
tương ứng trên màn hình.
Kết nối (connector tool): Bằng chọn biểu tượng kết nối và click vào điểm đầu, cuối của
linh kiện.
Thêm chữ vào sơ đồ bằng cách nhấp chọn Text Tool (A) trên thanh công cụ, nhấp vào
phía dưới sơ đồ rồi gõ chữ vào.
Lưu sơ đồ vừa tạo bằng cách chọn File/ Save, rồi chọn đường dẫn lưu trữ và đặt tên cho
hình mới vẽ.
In sơ đồ ra máy in bằng lệnh File/ Print hoặc có thể chọn toàn bộ sơ đồ rồi dùng lệnh
Edit/ Copy để sao chép qua Word, Excel…
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 76
3.3.1 Bài tập thực hành:
Bài 1: Vẽ lưu đồ trình tự giải mạch điện AC như hình vẽ sau:
Bài 2: Vẽ sơ đồ mạch điện điều khiển sau:
A B C
Stop1Fuse
M1
K1
RN2
Ð1
K1
K1
Ð2K2
Start1
Start2
K2
RN2
K2Stop2
Stop
M
RN1
K1
RN1
2
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 77
Bài 3: Vẽ sơ đồ tổ chức của công ty sau:
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 78
PHẦN ĐỌC THÊM Chƣơng 4. OrCAD 9.2
4.3.1 Giới thiệu và cài đặt phần mềm ORCAD 9.2
4.1.1. Giới thiệu
Phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD của tập đoàn Cadence® được các chuyên
viên đánh giá là một trong những phần mềm thiết kế mạch mạnh nhất hiện nay. Từ OrCAD
phiên bản 3.2 chạy trên nền dos cho tới phiên bản 4.0 đã có những cập nhật đáng kể. Tiếp
đó là phiên bản 7.0 chạy trên nền window đã làm say mê người thiết kế mạch in chuyên
nghiệp, sau đó đã có phiên bản 9.0, 10.5 và mới nhất hiện nay là phiên bản 16.
Orcad là một phần mềm chuyên dụng rất mạnh với giao diện rất thân thiện, cách sử
dụng đơn giản. Chúng ta có thể vẽ mạch nguyên lý với OrCAD Capture, đặc biệt là chức
năng vẽ mạch in rất mạnh với OrCAD layout, cùng với một thư viện linh kiện khổng lồ
được hầu hết các nhà sản xuất linh kiện điên tử cung cấp cho OrCAD.
Với mục đích hướng dẫn sử dụng và giúp các sinh viên thuận lợi hơn trong việc thiết
kế mạch, tôi đã xây dựng nên Bài giảng hướng dẫn sử dụng OrCAD 9.2 này.
4.1.2. Cài đặt phần mềm:
Cho đĩa vào máy, mở xem nội dung trên đĩa. Sau đó vào thư mục Orcad 9.2 Release,
Double click vào tập tin Setup.exe
Gặp hộp thoại:
Click vào OK để thực hiện tiếp tục công việc setup.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 79
Chọn Next để tiếp tục.
Chọn Yes
Đánh dấu vào Standalone Licensing
Chọn Next
Đánh dấu vào Install Products on Standalone Computer
Chọn Next
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 80
Lần lượt nhập vào các ký tự a, b, e, f, g, h, i, j, k.
Chọn Next
Nhập tên tùy ý.
Chọn Next
Chọn Next
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 81
Chọn Yes
Đánh dấu vào Typical
Chọn Next
Lưu ý: Nếu không cài trong ổ C:\ thì chọn Browse (chọn ổ đĩa và đường dẫn khác)
Chọn Next
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 82
Chọn Next
Sau khi thanh trượt chạy hết 100%. Cửa sổ File Extension Registration xuất hiện
Chọn Yes
Chọn OK
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 83
Chọn Finish
Để sử dụng được phần mềm này chúng ta phải Crack, chúng ta hãy tiến hành tuần tự
theo các bước bên dưới.
Vào thư mục Crack lần lượt sao chép tập tin install và PDXOrCAD vào ổ đĩa
C:\Program Files\Orcad\. Double click vào PDXOrCAD.
Chọn Apply. Hiện lên câu thông báo như hình là việc cài đặt đã thành công.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 84
Chọn ByeBye
Lƣu ý:Trong quá trình chương trình Orcad đang cài đặt nếu muốn bỏ qua thì hãy nhấn
nút Cancel trong các hộp thoại. Khi đó hộp thoại thông báo Exit Setup sẽ xuất hiện trên
màn hình. Nếu vì lý do nào đó muốn thoát khỏi chương trình cài đặt Orcad và trở về môi
trường Windows thì hãy nhấn nút Exit Setup. Còn nếu nhấn Resume thì chương trình sẽ
tiếp tục thực hiện công việc cài đặt.
Sau khi đã Crack xong, bạn hãy phải chạy chương trình lên để bung các file Orcad ra.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 85
4.3.1 Vẽ mạch nguyên lý với CAPTURE CIS
Orcad Capture là phần mềm dùng để vẽ mạch nguyên lý, phần mềm này rất thuận tiện cho
việc tìm và chọn linh kiện để vẽ mạch nguyên lý vì thư viện của nó cung cấp khá đầy đủ linh
kiện.
Khởi động Capture CIS Khởi động Orcad với chương trình Capture hoặc Capture CIS.
Màn hình Capture CIS hiện ra như trên . Tiếp theo bạn tạo một project mới để làm việc.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 86
Tạo một new project Chọn menu File/New/Project.
Ta có giao diện như sau :
Sau đó bạn có thể lựa chọn một trong các ứng dụng sau:
Nếu muốn liên thông với chương trình Pspice thì đánh dấu trong ô tròn thứ nhất.
Nếu muốn liên thông với chương trình Layout Plus thì đánh dấu trong ô tròn thứ hai.
Nếu muốn liên thông với chương trình PLD dùng để nạp chương trình vào các IC
EPROM thì đánh dấu trong ô tròn thứ ba.
Nếu chỉ muốn vẽ sơ đồ mạch thôi thì đánh dấu trong ô tròn thứ tư (Schematic).
Chọn đường dẫn để lưu file tại Location.
Sau khi chọn xong phần mềm liên thông với mạch điện, đường dẫn lưu file và đặt tên
file, bạn có trang làm việc của Orcad như sau:
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 87
Thiết lập kích thước cho bản vẽ
Trong tab Options chọn Schematic Page Properties như sau:
Một hộp thoại Schematic Page Properties hiện ra cho phép bạn chọn khổ giấy
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 88
Bạn có thể chọn kích thước theo Inches hoặc Milimeters. Bạn có thể chọn khổ giấy măc định
theo A4, A3, A2, A1, A0 hoặc chọn theo Custom tuỳ bạn, rồi bấm OK.
Một số chức năng các biểu tƣợng trên thanh công cụ Một số công cụ hay dùng trong việc vẽ mạch nguyên lý với bản schematic.
Dùng biểu tượng trên thanh Tool palette (hoặc dùng phím tắt).
: Tìm linh kiện (P). : Tạo điểm nối (J): .
: Nút chọn. : Nguồn (F).
: Chạy dây (W). : Đất (G):
: Tạo net (N). : Điểm không nối (X).
Xoay linh kiện (R). Lật linh kiện theo trục dọc (V).
Lật linh kiện theo trục ngang (H).
4.3. Vẽ sơ đồ nguyên lý:
a. Tìm kiếm và chọn linh kiện
Các bƣớc cần thực hiện để vẽ một SCHEMATIC:
Sau khi đã mở trình capture cis, đã đặt tên bản vẽ và chọn nơi để lưu bản vẽ, từ trang làm
việc của orcad capture, bạn sẽ tiến hành vẽ một bản vẽ theo trình tự sau:
Lấy linh kiện: Dùng mouse nhắp vào nút Place Part (biểu tượng thứ 2 từ trên xuống
trên thanh Toolbar bên phải của màn hình) trên thanh Toolbar hoặc gõ phím P từ bàn
phím.
Nếu là lần đầu tiên bạn chạy ORCAD thì thư viện linh kiện chưa được ADD vào. Do đó
bạn chọn ADD Library để đưa các thư viện thêm vào.
Trong hộp thoại Browse File như trong hình sau, bạn có thể ADD các linh kiện vào, bạn
chọn tất cả các file.olb và nhấn open.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 89
Sau khi add thư viện, bạn sẽ thấy hộp thoại như sau:
Trong cửa sổ Placepart gõ tên linh kiện vào ô Part, nếu không tìm thấy linh kiện, nhấn
nút Add Library để bổ sung thư viện. Thư viện của Capture CIS – họ.olb. Lưu trữ các ký
hiệu của linh kiện dùng vẽ sơ đồ nguyên lý của mạch.
Connector: thư viện chứa các chân cắm.
Discrete: linh kiện rời như R, L, C, biến áp, …
Misclinear: IC tuyến tính như NE555, Op-Amp, ADC, …
Regulator: IC ổn áp.
Transistor: transisor.
Amplifier: IC khuếch đại tuyến tính.
Counter: IC đếm.
Gate: IC cổng logic.
Microcontroler: vi điều khiển.
Microprocessor: vi xử lý.
Prom: bộ nhớ ROM.
Dram: bộ nhớ RAM.
Khi linh kiện tìm thấy đã xuất hiện trên cửa sổ, nếu bạn đồng ý chọn linh kiện này thì bạn
click chuột vào OK. Lúc này linh kiện sẽ được đưa ra trang làm việc. Để đặt linh kiện vào
trang làm việc thì bạn click chuột trái. Mỗi lần click chuột trái sẽ đặt linh kiện một lần.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 90
Để kết thúc việc đặt linh kiện, bạn ấn chuột phải rồi chọn End Mode hoặc nhấn phím Esc
trên bàn phím.
b. Sửa đổi tên, giá trị các linh kiện trong một bản vẽ
Sau khi đã đặt các linh kiện, nối dây hoàn tất, nhưng trị số và tên của linh kiện chưa đáp
ứng được yêu cầu của một mạch điện đặt ra. Vì vậy, bạn phải sửa đổi tên và các giá trị
của chúng theo trình tự sau:
Double click vào linh kiện cần thay đổi, trị số cũng như tên của linh kiện sẽ xuất hiện trên
giao diện như sau:
Nếu muốn thay đổi giá trị thì Click vào cột Value, sau đó xoá giá trị cũ và gõ vào giá trị
mới.
Nếu muốn thay đổi tên thì Click vào cột Reference, sau đó xoá tên cũ và gõ vào tên mới.
Sau khi tiến hành sửa xong thì đóng cửa sổ lại.
Nếu bạn chỉ muốn thay đổi một thành phần hoặc Value hoặc Reference thì bạn chỉ cần
double click vào thành phần mà bạn cần thay đổi, sau đó bạn sẽ thay đổi gía trị cũ thành
gía trị mới cần thiết. Chọn OK.
c. Ví dụ minh họa
Vẽ mạch nguồn ổn áp dùng IC ổn áp LM7805
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 91
J3
ACin
12
C1
1000mF
D2
1N4007
C3
.1
J4
DCout
12
C2
100mF
D1
1N4007
D3
1N4007
D4
1N4007
U1
LM7805
1 3IN OUT
Để vẽ sơ đồ nguyên lý này chúng ta làm như sau:
Khởi động OrCAD Capture Cis
K
h
i
đ
ó
c
ử
a
s
ổ
O
r
C
A
D
Capture xuất hiện, trong cửa sổ này chúng ta chọn File/New/Project để tạo sơ đồ nguyên
lý mới.
Sau đó hộp thoại New Project xuất hiện, tại mục Name nhập vào tên sơ đồ nguyên lý
mới, tại mục Create a New Project Using nhấp chọn Schematic.
Nhấp vào nút Browse hoặc nhấp vào mục Location tên đường dẫn chứa tập tin mới sau
đó nhấp chuột vào nút OK.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 92
Trong cửa sổ này chúng ta chọn Place Part hoặc nhấp chuột vào biểu tượng Place Part trên
thanh công cụ để bắt đầu đặt linh kiện.
Khi nhấp chuột vào Place part, hộp thoại Place Part xuất hiện, vì trong khung Libraries chưa có
các mục chứa linh kiện cần nên hãy nhấp chuột vào nút Add Library để chọn các thư viện chứa
linh kiện ta cần. Các thư viện chứa linh kiện ta cần là Discrete, Connector, Regulator vì các
thư viện này chứa các điện trở, biến trở, tụ có cực tính, diode thường SCR, Port, IC ổn áp …. Ta
có hộp thoại như sau:
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 93
Trong Part Name, chúng ta đánh từ khóa (tên đại diện cho linh kiện) ví dụ như hình bên, chọn
Browse trong Library Path để chọn đường dẫn chứa thư viện linh kiện trong OrCAD Capture.
Sau đó chúng ta click chuột vào Begin Search, nếu có thì chúng sẽ liệt kê tất cả các linh kiện
nằm trong các thư viện khác nhau của OrCAD Capture như hình bên dưới.
Sau khi chúng ta tìm nạp các thư viện cần thiết cho cho thiết kế, bây giờ chúng ta tiến hành vẽ
mạch điện. Từ hộp thoại Place Part ta chọn thư viện Regulator và kéo thanh trượt trong Part
List và chọn LM78L05ACZ/TO92 và chọn OK
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 94
Tại màn hình vẽ mạch điện lúc này tại đầu con trỏ chuột xuất hiện hình dạng linh kiện IC ổn áp
LM 7805.
Bây giờ chúng ta tiếp tục vào Place Part, chọn trong thư viện Discrete và kéo thanh trượt
trong Part List để chọn như hình bên dưới.
Nhấp chuột vào 4 vị trí khác nhau để lấy ra 4 diode và chúng ta thấy trên cửa sổ thiết kế
mạch như sau:
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 95
Bây giờ chúng ta tiếp tục vào Place Part, chọn trong thư viện Discrete và kéo thanh trượt trong
Part List để chọn như hình bên dưới.
Nhấp chuột vào 4 vị trí khác nhau để lấy ra 4 diode và chúng ta thấy trên cửa sổ thiết kế mạch
như sau:
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 96
Cũng từ hộp thoại Place Part của thư viện này, chúng ta đánh ký tự “C” vào Part và chúng ta sẽ
như hình sau
Nhấp chuột vào 3 vị trí khác nhau trên sơ đồ mạch để lấy ra 3 tụ điện, sau đó nhấn phím ESC
để thoát khỏi công việc.
Cũng nhấp chuột vào Place Part và chọn thư viện Connector, đánh từ “header” và kéo
thanh trượt trong Part List để chọn ra HEADER 2 như hình vẽ bên dưới.
Nhấp chuột vào 2 vị trí khác nhau trên sơ đồ mạch để lấy 2 HEADER. Nhấn phím ESC để
kết thúc.
Sắp xếp các linh kiện theo ý muốn sao cho có một sơ đồ mạch dễ nhìn và dễ hiểu.
D5
DIODE
D7
DIODE
U2
LM7805/TO
1 2VIN VOUT
D8
DIODE
D6
DIODE
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 97
Bây giờ chúng ta có các linh kiện được sắp xếp trong mạch điện như sau:
Chúng ta tiến hành nối dây theo đúng sơ đồ nguyên lý bằng cách chọn Place →Wire hoặc nhấp
vào biểu tượng Place Wire trên thanh công cụ
J3
ACin
12
D4
1N4007
D3
1N4007
J4
DCout
12
U1
LM7805
1 3IN OUT
C1
1000mF
D2
1N4007
C2
100mF
D1
1N4007
C3
.1
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 98
Khi sắp xếp linh kiện, chỉnh sửa các linh kiện theo ý muốn, đặt nguồn, GND và nối dây xong,
chúng ta có được sơ đồ nguyên lý như sau:
J3
ACin
12
C1
1000mF
D2
1N4007
C3
.1
J4
DCout
12
C2
100mF
D1
1N4007
D3
1N4007
D4
1N4007
U1
LM7805
1 3IN OUT
Muốn thay đổi giá trị của các linh kiện cũng như tên của linh kiện cho đúng như sơ đồ nguyên
lý, chúng ta nhấp double click chuột vào linh kiện hoặc chọn vào thành phần của linh kiện cần
thay đổi rồi click chuột phải và chọn Edit Part từ menu dọc. Khi đó hộp thoại Edit Part xuất
hiện, tại mục Value nhập vào giá trị cần thay đổi, sau đó nhấp chuột vào nút OK để chấp nhận
các thiết đặt mới này. Chúng ta xem thử ví dụ trên hình sau:
Sau khi vẽ xong sơ đồ nguyên lý mạch thì chúng ta nên Save lại để lưu lại sơ đồ vừa vẽ.
Sửa đổi chân linh kiện Trong các bài học trước, không phải lúc nào linh kiện bạn cần cũng đều có trong thư viện
Ocard hoặc việc bố trí chân của nó là hợp lý nhất. Vì vậy bạn có thể cho sửa đổi lại việc bố trí
chân linh kiện hoặc tạo ra những linh kiện có tính trực quan hơn.
Ở đây bạn có thể sửa đổi linh kiện ngay trong trang vẽ Capture. Tức là linh kiện này của
bạn chỉ được cập nhật vào trang vẽ mà không được lưu vào trong thư viện của Capture.
Bạn có thể tạo ra một linh kiện mới từ một linh kiện bất kỳ, nếu muốn tạo ra linh kiện có
bao nhiêu chân thì bạn nên lấy linh kiện bị thay đổi có số chân tương tự như vậy.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 99
Vd: bạn cần linh kiện có số chân là 18 thì bạn nên chọn linh kiện có số chân cũng là 18 sau đó
bạn chỉ cần thay đổi Name và kiểu chân của nó cuối cùng bạn cần sửa tên lại cho đúng tên linh
kiện mà bạn cần.
Cách sửa như sau:
Trước tiên trong cửa sổ Capture bạn chọn linh kiện cần sửa đổi (VD: chọn IC555)
Nhấn mouse phải chọn Edit Part lúc này bạn đã chuyển ký hiệu IC 555 vào trong trang Edit Part.
Lúc này muốn di chuyển chân nào thì bạn chỉ cần Click mouse vào chân đó, sau đó giữ mouse và
kéo đi đến vị trí mà bạn thấy thích hợp sau đó nhả mouse ra. Sau đó bạn có thể cho sửa tên và
thuộc tính của chân. Muốn sửa chân nào thì bạn chỉ cần double Click vào chân đó. Lúc này xuất
hiện cửa sổ sau:
Trong cửa sổ này bạn có thể cho sửa lại :
Name: Tên linh kiện.
Number: Số thứ tự của chân.
Shape: Hình dạng của chân.
Type: Loại chân.
Trong phần Edit Part này bạn phải đặt biệt chú ý đến những chân mà có thuộc tính ẩn. Do những
chân này có Name là nguồn hoặc đất do đó mặc định nó sẽ có thuộc tính ẩn.
Để tạo thêm chân mới bạn có thể chọn mục Place trên thanh Menu, chọn Pin hoặc chọn tiêu hình
Place Pin trên thanh công cụ dọc, lúc này sẽ xuất hiện cửa sổ Place Pin.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 100
Ở đây cũng cho phép bạn thay đổi các thuộc tính như trong phần trên.
Cũng bằng cách này bạn có thể cho sửa đổi một linh kiện bất kỳ thành một linh kiện mới theo ý
muốn của bạn, nếu sửa đổi thành linh kiện mới thì sau khi sửa đổi xong trở về trang vẽ Capture
bạn chỉ cần Edit tên lại cho đúng tên linh kiện mà bạn cần.
Sau khi chỉnh sửa xong bạn cho đóng cửa sổ Edit Part lại, bạn sẽ gặp bảng thông báo như sau:
Nếu bạn chỉ muốn cập nhật một linh kiện mà bạn cần sửa đổi vào trang vẽ thì bạn chọn Update
Current.
Nếu trong trường hợp trang vẽ của bạn nhiều linh kiện cần thay đổi giống nhau thì bạn chọn
Update All để cập nhật hết tất cả các linh kiện có ký hiệu giống nhau trong trang vẽ.
Nếu bạn không cần thay đổi linh kiện nữa thì chọn Discard.
Nếu muốn lưu lại để sau này sử dụng thì bạn phải thực hiện như sau:
Trong trang vẽ Capture Cis, chọn File, chọn Open rồi chọn Library…
Xuất hiện cửa sổ Open Library
Trong cửa sổ này bạn phải tìm đúng thư mục Library trong Capture Cis.
Lúc này bạn phải tìm được tập tin thư viện chứa linh kiện mà bạn muốn xem. Muốn xem thư
viện nào thì bạn cho mở thư viện đó, sau đó bạn sẽ vào được trang quản lý các ký hiệu có trong
tập tin thư viện mà bạn chọn.
Muốn chọn linh kiện nào thì bạn Double Click vào linh kiện đó. Khi bạn đã chọn linh kiện nào
thì linh kiện đó sẽ được hiện ra trong cửa sổ Edit Part. Lúc này công việc của bạn là sửa, thay đổi
theo ý của bạn sao cho hợp lý.
Trong phần này khi sửa linh kiện xong bạn không nên chọn Save mà nên chọn Save As…để thay
đổi thành tên khác như bạn mong muốn mà ký hiệu của linh kiện cũ cũng không bị mất đi trong
thư viện.
Các ví dụ:
Ví dụ 1. Vẽ mạch điều khiển đèn chạy dùng IC 4017
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 101
C110MF
VCC
U37448
7126
4
1312111091514
35
D0D1D2D3
BI/RBO
ABCDEFG
LTRBI
U1LM555
3
4
8
5
26
7OUT
RST
VCC
CV
TRGTHR
DSCHG
R147K
U27490
141
1298112
367
CLKACLKB
QAQBQCQDR01
R02R91R92
C2104
LED7DOAN
U4led7doan
7 6 4 2 1 9 10
3 8
5
A B C D E F G
GN
D
GN
D
DP
VR1100K
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 102
Ví dụ 2: Tạo mới một linh kiện
Giới thiệu
Việc tạo ra linh kiện mới trong capture rất quan trọng, bởi vì các chân linh kiện điện tử đều sản
xuất theo một số tiêu chuẩn nhất định.
Trong layout thì một số chân linh kiện ta không biết, bạn cũng có thể tìm một linh kiện khác mà
có chân tương tự, còn trong capture thì công việc đó bạn không thể thực hiện được.
Các bƣớc tạo linh kiện mới
Một project có thể bao gồm trong đó việc tạo ra linh kiện mới, tạo ra bản vẽ hoặc xuất mạch
in…Như vậy việc tạo ra linh kiện mới có thể là một phần trong khi bạn vẽ một bản schematic
nào đó. Khi đó việc tạo ra linh kiện mới là việc làm phụ để phục vụ cho bản schematic nào đó.
Để tạo ra linh kiện mới, bạn cần phải nhận diện linh kiện đó là gì, tức là biết datasheet của nó.
Giả sử bạn cần tạo linh kiện là một con IC 74LS138.
Tìm datasheet
Việc đầu tiên là bạn phải đi tìm datasheet của 74LS138 – để làm được điều này bạn có thể lên
http://www.google.com. Rồi gõ tìm 74LS138.
Sau khi tìm bạn sẽ có được môt bản datasheet như sau:
Phân tích datasheet
Khi đã có datasheet, ta xem chân linh kiện của nó bố trí ra sao.
Việc tiếp theo là hình dung cách bố trí chân trong schematis.
Nhóm chân A, B, C là nhóm chân đầu vào chọn và bắt đầu từ chân số 1, các chân này đều ở mức
cao.
Nhóm chân G1 (mức cao), G2A và G2B (mức thấp) là nhóm chân đầu vào điều khiển, bắt đầu tư
chân số 4.
Chân VCC ở chân số 16 và chân GND ở chân số 8.
Nhóm chân ngõ ra Y0…Y7, chân Y7 ở vị trí chân số 7 còn các chân còn lại Y0(15)….Y6(9).
Sau khi phân tích và tìm hiểu vị trí các chân chúng ta bắt đầu đi thiết kế.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 103
Khởi động capture
Khởi động Orcad Capture như sau:
Tạo thƣ viện chứa linh kiện Trước hết bạn cần phải tạo ra một thư viện để chứa các linh kiện mình tạo ra, bạn chọn tab
file/new/ library. Một khung thoại Add to Project như sau hiện ra:
Sau khi hộp thoại hiện ra, đây là lúc Capture hỏi bạn muốn tạo ra thư viện ở đâu. Tạo ra trong
chỉ trong project hay tạo ra trong Library.
Nếu các ta tạo ra chỉ trong project đang thực hiện thì chọn C:\ORCAD\ORCAD_9.2.
Nếu tạo ra một linh kiện mới bổ sung vào Library thì chọn New Project.
Ở đây chọn New Project và bấm OK. Một cửa sổ khác hiện ra:
Khi này thư viện được tạo ra và nằm trong cử sổ quản lý.
Các bạn sẽ thấy một thư mục Library được tạo ra,trong đó có một file Library.olb.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 104
Nhấp chuột phải vào đó và chọn New Part để chuẩn bị tạo ra linh kiện mới.
Bắt đầu tạo linh kiện
Điền tên linh kiện vào và ở đây là con chip có thể định nghĩa kiểu nó là U
Khi các bạn bấm OK, từ cửa sổ Capture bạn sẽ thấy một đường bao ngoài với nét đứt. Kiểu linh
kiện được ghi ở phía trên là U?; Giá tri linh kiện được ghi phía dưới là <Value>.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 105
Như các bạn đã biết tạo ra linh kiện là tạo ra các chân linh kiện , rồi tạo ra hình dạng đường bao
và đặt tên cho phù hợp.
Tạo từng nhóm chân linh kiện
Chúng ta tạo ra 3 chân A B C. Starting Name là A, starting number 1, number of pins là 3,
shape là đường vẽ chân linh kiện thường là liên tục nên chọn là line, type là loại nhóm chân
chọn Input, Increment là tăng Starting Name và Starting number lên, ở đây đơn vị tăng lên là
1. Pin Space các chân đặt sát nhau nên chọn là 1.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 106
Khi các bạn OK thì con chuột của bạn biến thành 3 chân linh kiện. Trên khối U vuông, các bạn
đặt nó ở cạnh nào nó sẽ ở cạnh đó.
Nếu như số chân linh kiện tạo ra dài hơn khối U vuông thì khối này tự kéo dài ra. Tiếp theo là 3
chân đầu vào điều khiển, cách làm tương tự như sau.Đối với chân G2A tới chân G2C.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 107
Tiếp theo là chân Y7
Chân mass(GND), Chân mass là chân nguồn nên ta chon kiểu Power, Chân này có hai
chế độ hiển thị và không hiển thị,ta chọn hiển thị ra. Check vào Pin Visible.
Nó sẽ hiện ra như sau
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 108
Các chân Y0…Y6
Cuối cùng là chân cuối cùng là chân Vcc
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 109
Chỉnh sửa và vẽ đƣờng bao
Đầu tiên, bạn kích vào biểu tượng hình vuông ở thanh tool palette để vẽ đường bao.
Bạn double click vào chân linh kiện để chỉnh sửa cho hợp với sơ đồ chân.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 110
Lƣu: Sau khi ta hoàn thành. Chúng ta Save và xem lại trong màn hình quản lý.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 111
Bài tập thực hành Bài 1. Sinh viên hãy tạo linh kiện led 7 đoạn loại anode và Cathode chung biết hình dạng sơ đồ
chân của nó như sau:
Bài 2. Sinh viên hãy tạo linh kiện TDA2030 biết sơ đồ chân của nó như sau:
Bài 3. Sinh viên hãy tạo linh kiện LA4440 biết sơ đồ chân của nó như sau:
Bài 4. Sinh viên hãy tạo linh kiện AN6884 biết sơ đồ chân của nó như sau:
1 2 3 4 567891
0G F
VC
C A BD
OT
CVC
C
DE
U1
TDA2030
1
2
3
4
5
Inv erting input
Non inv erting input
-Vs
OU
T
+Vs
MASSCS28BOOT29
BOOT113
KDN12
MASSTKD13
MASSCS114
KDN26
LA4440
HTA1
KDN37
+VCC11
TU5
OUT210
OUT112
MUTE4
AM
P7
AM
P8
+V
CC
9
LE
D3
3
LE
D1
1
LE
D4
4
LE
D2
2
GN
D5
AN6884
LE
D5
6
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 112
Bài 5: Vẽ mạch nguồn đa năng
D4
LED Bao Nguon
10uF
10uF
VR
10uF
470
0-30V+ -
78051 3
2
VIN VOUT
GN
D
79122 3
1
VIN VOUT
GN
D
-12V+-
10uF
10uF
47uF
22
00u
F/5
0V
D1
+5V
47uF
47uF
R1
1 15V
2 15V
0 +-
~
~
Si+12V+ -
1uF
79052 3
1
VIN VOUT
GN
D
220
0u
F/5
0V
-5V+-
78121 3
2
VIN VOUT
GN
D
220V
LM317
3
1
2VIN
AD
J
VOUT
+5V+ -
Bài 6: Mạch hiển thị theo tín hiệu sử dụng IC AN6884
R1
100
C5
2.2uF
C4
10uF
+12V
R2
10k
Vin
AN6884
1 2 3 4 5 6 7 8 9
LE
D1
LE
D2
LE
D3
LE
D4
GN
DLE
D5
AM
PA
MP
+V
CC
10k
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 113
Bài 7: Mạch hiển thị theo tín hiệu sử dụng IC LM3914
D2
LED
D9
LED
D1
LED
Vin
D5
LED
D10
LED
+5VDC
R1
15k R2
15k
R4
2k2D4
LED
C1
10mF
LM3914
5
32
7
9
46
8
1181716151413121110
SIGIN
V+V-
REFOUT
MODE
RLORHI
REF ADJ
LED1LED2LED3LED4LED5LED6LED7LED8LED9
LED10
D3
LED
D6
LED
D8
LED
D7
LED
R3
2k2
Bài 8: Vẽ mạch nguyên lý Micro không dây
R51K
Q2C535
3
2
1
C71.5 -5p
R24.7K
L14Vong
R147K
C10
10uF
Q1C828
3
2
1
C4330pMK1
MICROPHONE
12 R8
100
R610K
C3
333pR7
10KR4
47K
C5
15 - 50p
V1
9Vdc
R3
2M
C8102
C1
104
C6100p
J1ANT EN
1
C2
104
C9
22-47uF
Bài 9: Vẽ mạch chỉnh BASS-TREBLE-VOLUME LOẠI 1
C6
.02
VOLUME
100k
R11
47kC1
1uF
Q2
C828
C11
.001
R8
47k
R6
2.7k
R2
1k
C7
.02
R10
33k
C2
220uF
BASS
100k
C10
.001
R7
1k
Q3
C828
R3
2.7kC5
.001
R13
680
C4
1uF
INQ1
C828
R4
4k
R5
270kC9
1uF
+12V
C8
1uF
TREBLE
100k
R12
2.7k
R9
47k
R14 1k
OUT
C3
1uF
R1
270k
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 114
Bài 10: Vẽ mạch khuếch đại âm sắc dùng LA4440
Bài 11: Vẽ mạch chỉnh BASS-TREBLE-VOLUME loại 2
47
100MF
IN2
1000MF.22MF
1000MFRIGHT
IN1 LEFT
47
+12V
1000MF
47MF
47MF
.22MF
LA4440
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
HTA
KDN1
MASSTKD1
MUTE
TU
KDN2
KD
N3
MASSCS2
BO
OT
2OUT2
+VCC
OUT1
BO
OT
1
MASSCS1
47MF 220MF
47MF
100MF
R1
1M
C7
47
R7
3K3
R4
3.3kC8
47uF
C1
10uF
INPUT
R10
4K7
OUTPUT
BASS
100K
R5
10K
R6
10K
R8
22K
R2
10K
C2
100uF
Q2
C945
C10
10uF
C5
473
+12VDC
TREBLE
50K
C3
10uF
C6
222
Q1
C945
C4
473
R3
10k
R9
220K
R12
1k
R11
470
C11
10uF
VOLUME
100k
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 115
Bài 12: Vẽ mạch chỉnh BASS-TREBLE-VOLUME hai kênh
Bài 13: Vẽ mạch khuếch đại dùng IC TDA2030
Q4
C1815
R18
1K
C10
104
R1910K
R7
1K
R8
56K
Q1
C1815
R20
10K
R10
15K
C11
103
C12
104
Q2
C1815
R9
20
C1
10MF
R21
10K
BASS2
50K
C14
4.7N
Vin
12
R11
20
C2
10MF
R22
10K
R1
56K
C13
103
C15
4.7N
R12
15K
Vout
12
C3
10MFC5
10MF
C4
10MF
+24VDC
R2
100K
C16
103
R13
1K
VOLUME2
50K
TREBLE1
50KQ3
C1815
R3
1K
R4
1K
R15
100K
R14
1KC6
10MF
C7
10MF
VOLUME1
50K
R28
50K
R5
100K
R16
1K
R17
100K
C8
10MF
R6
1K
C9
103
BASS1
50K
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 116
Bài 13: Vẽ mạch ứng dụng IC8951
Bài 14: Vẽ mạch khuếch đại MINI dùng transistor.
Q1C1815
C3220MF
D3
1N4007
C4
1000MFR91
VCC
LS1
SPEAKER
R147K
VR1100K
R7470
Q3B562
R3470
Q5A671
D2
1N4007
Q2D468
INPUT
R54.7K
Q4C1061
R41K
D1
1N4007
R6470
R24.7K
C247MF
C1
4.7MF
R81
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 117
Bài 15: Vẽ mạch phát hồng ngoại
Bài 16: Vẽ mạch thu hồng ngoại
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 118
4.3.1 Vẽ mạch in với ORCAD LAYOUT
4.3.1. Tìm hiểu các giao diện của LAYOUT
a) Khái quát:
Muốn sử dụng Layout để vẽ được các bảng mạch in nhanh và đẹp, trước hết phải tự luyện tập
thật thành thạo cách dùng các chức năng có trên trang vẽ này. Khi mở trang vẽ Layout sẽ
thấy hiện ra các thành phần như hình sau:
Trên cùng là thanh menu chính. Nếu muốn mở mục nào cho chuột nháy ngay trên mục đó, nháy
xong thường thấy hiện ra các cửa sổ phụ và hãy chọn một mục trong các cửa sổ này.
Kế tiếp là thanh đặt các tiêu hình thường dùng. Mỗi tiêu hình ứng với một lệnh có trên các cửa
sổ menu. Một chọn nhanh một lệnh, cho chuột chỉ ngay tiêu hình đó và sẽ thấy hiện ra dòng chữ
chú thích về chức năng của tiêu hình, hãy nháy chuột để chọn tiêu hình. Tiêu hình được chọn sẽ
như bị lún xuống.
Sau cùng là ghi lại tọa độ của con trỏ và khoảng chọn của điểm lưới, ở dòng này cũng đặt cửa sổ
chọn lớp, trước mỗi lớp có mã số riêng của lớp đó. Gõ phím số để đến nhanh lớp vẽ mà mình
chọn.
Vùng rộng lớn ở giữa màn hình dùng để vẽ các bảng mạch in, trên vùng này có một điểm gốc
(một vòng tròn nhỏ và hình chữ thập ở giữa), nó dùng định vị trí 0, 0 cho tọa độ X Y. Một khung
hình chữ nhật chấm chấm hiện ra để chỉ vùng xử lý mạch tự động theo các khai báo trước và một
bảng cho ghi lại kích cở các loại lổ khoan đã dùng trên bảng mạch in.
b) Các mục trên thanh ghi menu:
Trên thanh menu sẽ thấy có các mục chính như hình sau:
File: dùng xử lý các tập tin và các kết quả của trang vẽ
Edit: dùng cho việc cắt dán, biên soạn lại các thành phần trên bảng mạch in
View: dùng để chọn các kiểu thức dùng để xem hình của trang vẽ
Tool: gồm các lệnh dùng để xử lý bảng vẽ
Thanh menu chính Thanh tiêu hình phụ Các tiêu hình
quen dùng
Vùng dùng để
vẽ bảng mạch
in
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 119
Options: gồm các cách chọn định trước cho trang vẽ
Auto: dùng xử lý bảng mạch in theo phương thức tự động
Window: dùng để cho chọn và mở xem các cửa sổ khác nhau
Help: là phần trợ giúp
Lúc này muốn chọn mục nào thì hãy nháy chuột ngay trên mục đó, lúc đó sẽ hiện ra một cửa sổ
trong đó ghi các mục lệnh có liên hệ, muốn chọn lệnh nào thì nháy chuột ngay trên dòng lệnh đó
(chú ý sau các dòng lệnh thường có ghi lại các phím tắt).
Menu File:
New: cho mở trang vẽ mới
Open: dùng mở các trang vẽ đã có
Load: dùng lấy các tập tin sách lược có họ .SF
Save: dùng để chép và giữ lại trang vẽ
Save As: dùng chép lại trang vẽ với một tên mới khác
Backup: cho mở lại các trang vẽ dự phòng
Close: cho đóng lại trang vẽ hiện dùng
Print/Plot: dùng cho việc in trang vẽ
Library Manager: dùng mở trang vẽ để biên soạn các kiểu
chân hàn mới
Text Editor: cho mở trang xử lý dạng văn bản
Exit: dùng thoát trang vẽ Layout
Menu Edit:
Undo: cho hồi phục lại phần trước đó
Copy: cho chép phần đã chọn trên trang vẽ vào trang hình
Clipboard
Paste: cho chép hình có trong trang hình Clipboard trở lại
trang vẽ
Delete: cho xóa phần hình đã chọn trên trang vẽ
Find/Goto: dời con trỏ đến nhanh vị trí muốn tìm
Select Next: cho lệnh tìm tiếp
Clear Selections: dùng bỏ các phần đã được chọn trong
các trang văn bản View
End Command: dùng để kết thúc một lệnh đang chạy
Properties: dùng biên soạn lại một thành phần đã được
chọn trên trang vẽ
Menu View:
Design: cho hình hiện trở lại dạng thường sau khi đã chọn
kiểu thức xem hình ở dạng phân bố linh kiện theo vạch
màu
Density Graph: dùng để khảo sát tính phân bố của các
linh kiện trên bảng mạch in biểu diễn qua các vạch màu
Preview: cho xem trước hình dùng cho tập tin Plot theo
các chọn định hiện dùng
High Contrast: dùng để tắt mở tính xem hình của bảng
mạch in ở dạng tương phản một màu xám
Clear Screen: dùng tạm làm ẩn tất cả các thành phần của
bảng mạch in, nhấn phím Shift +Home sẽ trở lại hiện đầy
đủ các thành phần của bảng mạch in
Redraw: dùng làm tươi bảng mạch in, và cho cập nhật các
Pal hàn, ghi vào bản lổ khoang
Query Window…: cho mở cửa sổ xem các giải thích liên
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 120
quan đến các lỗi có trên trang vẽ
Database Spreadsheet: cho mở xem các trang văn bản dùng quản lý các thành phần chính
yếu của trang vẽ
Zoom All (Fit): cho hiện toàn phần bảng mạch in trên màn hình
Zoom Center: dùng dời con trỏ về ngay tâm điểm của màn hình
Zoom In: để phóng lớn trang vẽ , lúc này các linh kiện nhìn thấy sẽ lớn hơn, nhưng số
linh kiện hiện ra ít hơn
Zoom Out: để cho thu nhỏ trang vẽ, linh kiện hiện ra sẽ nhỏ hơn nhưng số linh kiện hiện
ra sẽ nhiều hơn
Zoom Previous: dùng chuyển qua lại giữa dạng hình đang xem và hình xem trước đó
Zoom DRC/Route Box: cho dời khung kiểm tra theo các quy định đã chọn định trước đến
một vị trí khác mà Bạn muốn đặt
Select Layer: dùng chọn các lớp vẽ của một bảng mạch in hiện đang mở
Visible <> Invisible: dùng tắt mở các lớp vẽ của một bảng mạch in hiện dùng
Menu Tool:
Layer: lệnh này cho chọn và xử lý các lớp của bảng mạch in trên trang vẽ
Cluster: lệnh này cho chọn và xử lý các linh kiện đã được kết nối theo dạng dây
Group: lệnh này cho chọn và xử lý các linh kiện đã được kết nối theo dạng
nhóm
Matrix: lệnh này cho chọn cách sắp sếp các linh kiện trên bản ma trận mà
Bạn đã đặt trên trang vẽ
Component: lệnh này cho chọn và xử lý các kiểu chân hàn (footprint)
Package: lệnh này cho chọn và xử lý tên các chân hàn của linh kiện
Gate: lệnh này dùng chuyển đổi các cổng dẫn nhập của các linh kiện có
tính cổng
Footprint: lệnh này dùng xử lý các kiểu chân có trên trang vẽ
Padstack: lệnh này dùng xử lý các hình dạng của các chân hàn trên từng
lớp vẽ của bảng mạch in
Pin: lệnh này khảo sát các điểm hàn có trên bản vẽ
Aperture: lệnh này chọn định dạng Code cho các lổ khoan
Net: lệnh này dùng chọn và xử lý các mạng trên trang vẽ
Connection: lệnh này dùng chọn và xử lý các đường tiền nối trên các pad
hàn của mạch in
Track: lệnh này dùng để xử lý các đường đồng dùng nối mạch
Track Segment: lệnh này dùng xử lý các đường đồng dùng nối mạch theo
từng đoạn
Jumper: lệnh này liên quan đến việc đặt các đường dùng nối tắt giữa các
đường mạch
Via: lệnh này liên quan đến việc đặt các lổ nối xuyên qua các lớp
Test Point: lệnh này liên quan đến các điểm kiểm tra đặt trên bảng mạch in
Drill Chart: lệnh này liên quan đến các thông tin về các lổ khoan
Text: lệnh này liên quan đến phần văn bản có trên bảng mạch in
Dimension: lệnh này liên quan đến các thông tin về kích thước của bảng mạch
Measurement: lệnh này dùng đo khoảng cách giữa các thành phần trên bảng mạch in
Obstacle: lệnh này liên quan đến các đường ngăn, các đường bao trên bảng mạch in
Error: lệnh này cho kiểm tra các sai lệnh so theo các quy định đã chọn trước
Menu Options:
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 121
System Settings: chọn định điều kiện làm việc trên
trang vẽ, như khoảng cách điểm lưới, kích cỡ trang vẽ,
khoảng cách đặt các chân hàn
Colors: chọn định màu sắc cho các thành phần trên
trang vẽ
Color Rules: chọn định màu riêng cho các thành phần
riêng của trang vẽ
Auto Backup: chọn định số lượng tập tin chép dự phòng
với tên tập tin là backup1.max...
Global Spacing: chọn định khoảng cách giữa các đường
nối với các chân hàn, các điểm hàn xuyên lớp
Placement Strategy: chọn định các sách lược dùng trong
chức năng nối mạch tự động
Place Settings: chọn định kiểu đặt các kiểu chân lên
trang vẽ
Route Strategies: chọn định sách lược dùng cho việc nối
các đường mạch
Route Settings: quy định các cách thức dùng cho việc
nối các đường mạch
Fanout Settings: chọn định cách thức dùng cho đường
masse và đường nguồn
Thermal Relief Settings: chọn định kích thức dùng cho
lớp giải nhiệt
Jumper Settings: chọn định cách thức dùng cho các
đường nối ngắn mạch đặt trên lớp Jumper
Free Via Matrix Settings: chọn định cách đặt các điểm nối xuyên lớp tự do theo bảng ma
trận
Test Point Settings: chọn định kiểu thức đặt các điểm thử trên trang vẽ
Components Renaming: chọn định vị trí để đặt các tên riêng của các kiểu chân
Gerber Settings: chọn định các điểm hàn, kích cỡ dùng cho tập tin Plot
Post Process Settings: chọn định các lớp cho xuất trong tập
tin Plot
User Preferences: chọn định các chuẩn thường dùng
Menu Auto:
Refresh: lệnh cho làm tươi màn hình
Place: chọn cách đặt các kiểu chân lên trang vẽ
Unplace: chọn bỏ lệnh tự động đặt các kiểu chân
Fanout: chọn định việc đặt lớp masse và nguồn
Autoroute: chọn định phương thức cho nối mạch tự động
Unroute: chọn định phương thức xóa các đường nối
Design Rule Check: chọn định các cách kiểm tra trang vẽ
Remove Violations: tự động tháo bỏ các chổ nối sai
Cleanup Design: kiểm tra và hoàn chỉnh trang vẽ
Rename Components: đặt lại tên cho các kiểu chân cho đúng
luật
Back Annotate: phản ánh các thay đổi trong bảng mạch in trở
về sơ đồ mạch điện nguyên lý
Run Post Processor: ghi lại các thông tin của trang vẽ trong các tập tin với họ là .GTD,
.TAP, .LIS
Create Reports: cho ghi lại các báo cáo có liên quan đến trang vẽ
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 122
Menu Window:
Cascade: cho sắp các cửa sổ theo từng lớp
Tile: cho sắp các cửa sổ hiện ra cùng lúc trên màn hình
Arrange Icons: sắp xếp các tiêu hình về cuối màn
hình
Half Screen: sắp xếp màn hình ở nửa bên phải, nửa
bên trái làm màn hình sơ đồ mạch điện
Reset All: trả trang vẽ trở về nguyên dạng (lúc này
chỉ còn lại 4 cửa sổ chính)
Design – Text Tool cửa sổ trang vẽ bảng mạch in
Components trang văn bản dùng quản lý các kiểu
chân trên bảng mạch in
Nets trang văn bản dùng quản lý các đường nối
mạch
Post Process trang văn bản quản lý các tập tin kết
quả cho máy vẽ
Menu Help:
Help Topics: mở cửa sổ để gõ vào tên mục muốn xem trợ giúp
Learning Layout: mở chương trình dạy cách dùng trình Layout Plus
About Layout: hiện các thông tin phiên bản của Layout Plus
Công dụng của các tiêu hình trên trang vẽ:
Trên trang vẽ của Layout, các lệnh thường dùng sẽ được biểu hiện ở dạng
các tiêu hình nhỏ, với cách làm này có thể dùng chuột nháy ngay trên các
tiêu hình sẽ mở nhanh một lệnh mà muốn lấy ra để sử dụng. Trên trang vẽ Layout có các tiêu
hình sau:
Công dụng của các tiêu hình thường dùng này :
Open: Cho mở cửa sổ để lấy ra các tập tin đã có
Save: Lưu trang vẽ vào đĩa
Library Manager : Để tạo các kiểu chân mới
Delete: Xoá các phần đã chọn trên bản vẽ
Find: Tìm kiếm linh kiện có trên bảng vẽ
Edit: Biên soạn thuộc tính các thành phần đã chọn trên trang vẽ
Spreadsheet: Quản lý các thành phần trên trang vẽ
Zoom in: Phóng to trang vẽ
Zoom out: Thu nhỏ trang vẽ
Zoom all: Tất cả các linh kiện cùng hiện hết trên màn hình
Query: Mở mở cửa sổ hiện các văn bản báo lỗi
Component: Khi muốn xử lý các kiểu chân hàn
Pin: Khi muốn xử lý chân hàn
Obstacle: Khi muốn xử lý các đường ngăn
Text: Khi muốn xử lý phần văn bản
Connection: Khi muốn đặt các đường tiền nối
Error: Khi muốn dò lỗi
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 123
Color: Khi muốn định lại màu sắc cho các thành phần
Online DRC: Cho tắt mở khung kiểm tra các chọn định đã được lập trình trước
Reconnect: Cho tắt mở các đường nối mạch trên bản vẽ
Auto path route: Mở lệnh cho tạo các đường nối mạch tự động
Shove track: Mở lệnh cho dời các đường nối tự động, các đường nối khác sẽ dời ra không để
chạm vào đường nối đang kẽ
Edit Segment: Mở lệnh cho dời các đường nối trong phạm vi cho phép
Add / Edit route: Mở lệnh cho biên soạn lại các đường nối mạch trên trang vẽ
Refresh all: Cho làm tươi lại trang vẽ
Design Rule Check: Cho kiểm tra trang vẽ để tìm lỗi
4.3.2. Thiết kế các kiểu chân hàn mới
Để mở trang vẽ dùng xử lý các Footprint, trước hết cho mở trình <Layout> rồi chọn mục
<Tools> trên thanh công cụ và chọn <Library Manager>. Sẽ có trang vẽ dùng biên soạn các
Footprint như sau :
Libraries: hiện tên các thư viện hiện đang dùng
Footprints: tên các footprint có trong thư viện
Cửa sổ bên phải là vùng biên soạn footprint
Add: dùng gọi các thư viện có trên đĩa
Remove: dùng đẩy các thư viện đã chọn ra khỏi RAM
Create New Footprint: tạo Footprint mới
Save: cho ghi một Footprint đã soạn xong vào một thư viện do mình chọn
Save as: cho ghi một Footprint đã soạn xong vào một thư viện tự chọn với một tên khác
Delete Footprint: cho xóa các Footprint
Muốn tạo mới một Footprint chọn mục <Create New Footprint> gặp một cửa sổ như hình sau:
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 124
Trong trường hợp này đặt tên là vidu, nếu lấy theo đơn vị Anh thì chọn mục English còn nếu đã
Setting theo đơn vị thập phân thì chọn mục Metric. Sau khi đặt tên xong nhấn nút <OK>. Thấy
hiện ra các thành phần cơ bản của một footprint, xem hình.
Trong vùng biên soạn kiểu chân mới đã có:
Một chân hàn trên đó có điểm gốc Datum và điểm neo
Các tên biến của kiểu chân(các tên biến phía trước có thêm ký tự &
Lúc này các Pin Tool đã được chọn, có thể biên soạn phần chân hàn
Vd : Muốn vẽ một kiểu chân footprint có 3 điểm hàn, dùng chuột chọn điểm hàn rồi nhấn phím
<Insert > để tạo thêm các điểm hàn mới, các điểm hàn mới sẽ tự lấy Pad Name là các số 1, 2, 3.
Sau khi làm xong sẽ có hình vẽ như sau:
Để kẽ đường ngăn, đường biên. Chọn Obstacle Tool. Lúc này nháy phím chuột phải chọn mục
<New>, rồi nhấn phím chuột phải một lần nữa chọn <Properties> để mở cửa sổ <Edit Obstacle>.
Chọn như hình vẽ nhấn phím <OK>
Lúc này con trỏ có dạng dấu +, dùng nó để kẻ một hình chữ nhật nhỏ nét màu xanh lá để tạo
đường bao ngoại vi, như hình sau:
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 125
Tiếp theo hãy kẽ đường bao gợi ý, đường này thường phản ánh bóng chiếu của hình dạng linh
kiện thật. Tiếp tục nhấp phải chuột chọn mục <New>, rồi nhấn phím chuột phải một lần nữa
chọn <Properties> để mở cửa sổ <Edit Obstacle>.
Chọn như hình vẽ nhấn phím <OK>
Lúc này con trỏ có dạng dấu +, dùng nó để kẻ một hình chữ nhật màu trắng dùng phản ánh hình
dạng thật của linh kiện, như hình sau:
Đến đây xem như trình tự biên soạn một kiểu chân mới đã hòan tất. Nhấn nút <Save> để cho
chép Footprint vào một tập tin thư viện mong muốn. Xem hình
Có nghĩa là chép Footprint có tên VIDU vào thư viện có tên là BGA.LLB cất trong thư mục
C:\Program Files\Orcad\Layout\library
Khi đã tạo xong một Footprint có thể dùng ngay nó để đặt lên trang vẽ và dùng để hàn gắn linh
kiện trên bảng mạch in. Như vậy bất kỳ lúc nào cũng có thể mở Library Manager để soạn
Footprint mới theo đúng kích thước thật của linh kiện và rồi dùng nó trên bảng mạch in.
Trong quá trình làm việc mặc dù số lượng các footprint nhiều nhưng ta cũng cần nhớ một số
dạng như sau để dể dàng cho việc khai báo:
CLCC: IC dạng chip dán
BGA: ma trận led
DIP100B: IC có hai hàng chân dạng chử nhật
DIP100T: IC có hai hàng chân dạng tròn
JUMPER: linh kiện chỉ có hai hàng chân
RELAY: Rờ le
SIP: IC có một hàng chân
TO: chia làm hai loại chính TO92 dạng vỏ thường ( A1015,B562,C1815,D468 ) và TO220 dạng
vỏ có gắn giải nhiệt ( A671,B688,C1061,D718 )
PC 104: các header
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 126
4.3.3. Sự liên thông giữa CAPTURE với LAYOUT
Trong OrCAD 9.2 có thể vẽ các sơ đồ mạch điện nguyên lý với trình Capture rồi liên thông với
các trình khác, như trình Layout để vẽ bảng mạch in. Khi liên thông giữa các trình này điều cần
biết là phải có sự tương hợp giữa các ký hiệu cất trong các thư viện của các trình này. Như đã
biết:
Trong Capture các ký hiệu cất trong các tập tin thư viện. Họ của các tập tin này là . olb. Capture
có trên 30.000 linh kiện.
Trong Layout các ký hiệu là các kiểu chân hàn (Footprint) có trên 3000 kiểu chân cất trong các
thư viện lấy họ là .llb
Để vẽ các bảng mạch in dùng cho việc lắp ráp mạch. Có thể khởi từ một sơ đồ mạch điện nguyên
lý được vẽ trong Capture. Sau đó chuyển vào Layout để vẽ bảng mạch in qua các bước sau:
Bước 1. Mở Capture CIS để vẽ sơ đồ mạch điện nguyên lý.
Bước 2. Tạo tập tin Netlist cho PCB Layout.
Bước 3. Mở Layout để lấy ra các linh kiện đã có khai báo trong Netlist.
Bước 4. Sắp xếp lại vị trí cho các kiểu chân hoặc chỉnh sửa lại chân linh kiện.
Bước 5. Thiết lập đơn vị đo và hiển thị
Bước 6. Đo kích thước board mạch
Bước 7. Chọn lớp dùng cho việc nối mạch (mở trang Edit Layer).
Bước 8. Thiết lập khoảng cách giữa các đường mạch (Route Spacing)
Bước 9. Thiết lập độ rộng đường mạch in (mở trang Edit Nets)
Bước 10. Vẽ Board Outline
Bước 11. Vẽ mạch tự động
4.3.4. Ví dụ: Mạch nguồn ổn áp dùng 7812.
C2103
J1
CON2
12
C3100MF
C12200MF
U1LM7812C/TO220
1 3
2
IN OUT
GN
D- +
D1BR805D
2
1
3
4
C4104
J2
CON2
12
Bước 1. Vẽ sơ đồ nguyên lý
Bước 2. Tạo tập tin Netlist: Thu nhỏ sơ đồ mạch nguyên lý bằng cách nhấp chuột vào nút
Restore ở góc phải phía trên màn hình.
Sau đó nhấp vào biểu tượng Create Netlist trên thanh công cụ để tạo tập tin có phần mở rộng là
*.MNL.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 127
Hộp thoại Create Netlist xuất hiện chọn Layout .
Chọn <OK>
Sau đó nhấn OK, nếu trên màn hình không thông báo lỗi có thể yên tâm chạy Layout, còn nếu
báo lỗi thì phải trở về sơ đồ nguyên lý để sửa lại theo thông báo.
Tiếp theo chọn Start/ Programs/ Orcad Family Release 9.2/ Layout Từ cửa sổ màn hình làm việc chọn File/ New. Hộp thoại Load Template File xuất hiện, ở khung
File name giữ nguyên giá trị mặc định DEFAULT rồi chọn Open để tiếp tục.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 128
Hộp thoại Load Netlist Source xuất hiện, chọn tập tin để thực hiện là VIDU.MNL rồi chọn Open
Trên màn hình xuất hiện hộp thoại Save File As, ở khung File name đặt tên là VIDU sau đó chọn
Save
Sau một thời gian chờ đợi hộp thoại Link Footprint to Component xuất hiện
Bước 3. Mở Layout để lấy ra các linh kiện đã có khai báo trong Netlist.
Nhấp vào nút Link existing footprint to component. Hộp thoại xuất hiện, chọn giống như hình:
Chọn <OK>
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 129
Trên màn hình lại tiếp tục hiện thông báo tương tự như trên, hãy nhấp vào nút Link existing
footprint to component để chọn chân cho cầu diode như hình vẽ:
Chọn xong nhấp OK.
Tương tự chọn kiểu chân cho tụ điện là JUMPER100, cổng nối là CON2.
Màn hình làm việc xuất hiện với các linh kiện như hình dưới đây:
Bước 4. Sắp xếp lại vị trí cho các kiểu chân hoặc chỉnh sửa lại chân linh kiện.
Hãy làm ẩn dây trước khi sắp xếp bằng cách chọn biểu tượng Reconnect Mode trên thanh công
cụ.
Để di chuyển linh kiện ta nhấp chuột vào biểu tượng Component Tool rồi rê chuột kéo đến vị trí
thích hợp rồi buông. Sau khi sắp xếp ta có các linh kiện được bố trí như sau:
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 130
Khi các footprint được load, nếu không đúng với yêu cầu thiết kế thực tế thì bạn phải chỉnh sửa
linh kiện cho phù hợp. Để chỉnh sửa ta chọn footprint linh kiện cần thay đổi trên board mạch vừa
load, sau đó click chuột phải và bạn sẽ thấy menu dọc xuất hiện, tiếp theo bạn chọn Properties.
Sau khi chọn Properties thì một hộp thoại xuất hiện để cho chúng ta chọn loại footprint thích
hợp.
Click chuột vào Footprint, sau đó bạn sẽ thấy một hộp thoại cho bạn chọn footprint thích hợp.
Từ hộp thoại Select Footprint ta có thể lựa chọn footprint thích hợp theo ý của mình.
Tuy nhiên, nếu các footprint có trong Select Footprint đó không phù hợp thì chúng ta phải tạo
mới footprint đó cho phù hợp về kích thước của linh kiện.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 131
Bước 5. Vẽ Board Outline
Vào biểu tượng Obstacle Tool trên thanh công cụ để vẽ khung cho mạch. Nhấp chuột tại vị trí
cần đặt nhấp trái chuột sau đó kéo dài đến đoạn tiếp theo cứ như vậy sẽ có một vòng khép kín.
Để thoát khỏi lệnh này nhấp phải chuột chọn End Command có được như hình sau:
Bước 6. Chọn lớp dùng cho việc nối mạch Tiếp theo vào biểu tượng View Spreadsheet chọn Layer. Hộp thoại Layer xuất hiện:
Tại cột Layer Type nếu lớp nào muốn chọn vẽ thì chọn lớp đó xong nhấp phải chuột chọn
Properties và chọn Routing còn ngược lại không vẽ thì chọn Unused Routing.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 132
Bƣớc 7. Thiết lập đơn vị đo và hiển thị
Đây cũng là đơn vị thể hiện độ rộng của đường mạch in trong board mạch. Mục đích của vấn đề
này là giúp cho người thiết kế quản lý được kích thước của các nets trong board mạch cũng như
kích thước của board outline.
Cách làm như sau: Vào Options/ System settings. Bạn sẽ thấy hộp thoại sau xuất hiện:
Ở đây bạn nên chọn đơn vị là Millimeters(mm). Ngoài ra ta còn có thể thiết lập lưới vẽ, đặt lưới
nếu cần thiết ở khung Grids.
Bƣớc 8. Đo kích thƣớc board mạch
Vào Tool/ Dimension/ Select Tool.
Sau đó đo độ dài và độ rộng của đường bao. Mục đích của cách làm này là cho người thiết kế
biết được board mạch mình thiết kế có kích thước thật bao nhiêu, để từ đó có những điều chỉnh
hợp lý trong việc sắp xếp các linh kiện trong đường bao cho phù hợp với board mạch in mà
mình đang có.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 133
Bƣớc 9. Thiết lập khoảng cách giữa các đƣờng mạch
Để thiết lập những luật về khoảng cách cho pads, tracks và vias. Bạn chọn Spreedsheet từ
Toolbar. Chọn Strategy/Route Spacing.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 134
Từ menu pop up chọn Properties, bạn sẽ thấy:
Ở đây bạn có thể điều chỉnh các thông số cho phù
hợp. Cần chú ý đơn vị đo mà bạn đã thiết lập ở trên. Chọn OK.
Bƣớc 10. Thiết lập độ rộng đƣờng mạch in
Bạn làm điều này để điều chỉnh độ rộng của các nets trong mạch khác nhau tùy theo chức năng
của chúng.
Ví dụ như: các đường nguồn, mass phải lớn hơn các nguồn tín hiệu, hay các đường ứng với
mạch công suất thì bề rộng cũng phải lớn hơn bình thường…
Muốn điều chỉnh các thông số này bạn có thể làm như sau: Vào Spreedsheet/Nets. Bôi đen tất
cả:
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 135
Kích chuột phải chọn Properties:
Min Width, Conn Width, Max Width là độ rộng của nets mạch in. Không nên để 3 giá trị này
bằng nhau, vì khi đi mạch máy sẽ tự động điều chỉnh độ rộng của nets. Khi ít đất thì nó chọn
Min, khi nhiều sẽ chọn Max, như vậy sẽ linh hoạt hơn.
Bước 11. Vẽ mạch tự động
Vẽ mạch tự động
Để chạy mạch in vào Auto/ Auto Rout/ Board. Sau một thời gian chờ đợi cửa sổ Layout xuất
hiện như hình:
Nhấp OK để tiếp tục sẽ thấy mạch in hoàn chỉnh :
Vẽ mạch in bằng tay
Việc vẽ bằng tay, tuỳ thuộc vào 3 chế độ vẽ:
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 136
Sau khi chọn chế độ vẽ thích hợp, ta nhấp chuột vào đường vẽ để sửa đổi hoặc vẽ đường mới từ
chân này đến chân khác. Thông thường, vẽ tự động xong, đòi hỏi phải có thao tác chỉnh sửa bằng
tay. AutoPath Route Mode Add/Edit Route Mode Edit Segment Mode
Bản mạch in được vẽ tự động
Bản mạch in được vẽ bằng tay
Bây giờ vào biểu tượng Text Tool trên thanh công cụ nhấp phải chuột chọn New hộp thoại Text
Edit xuất hiện ta lần lượt nhập vào như sau:
Con trỏ chuột xuất hiện tên vừa đặt di chuyển con trỏ tới vị trí cần đặt lên mạch rồi nhấp chuột.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 137
Sau cùng lưu lại kết quả, vào biểu tượng Save trên thanh công cụ.
Bài giảng CAD điện
Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 138
Tài liệu tham khảo
1. Vẽ và mô phỏng tương tự với ELECTRONIC WORKBENCH 5.12 – TS. Trần Thu Hà –
Ks. Nguyễn Phương Quang – Ks. Phạm Quang Huy – Nhà xuất bản thống kê.
2. Vẽ và mô phỏng số với ELECTRONIC WORKBENCH 5.12 – TS. Trần Thu Hà – Ks.
Nguyễn Phương Quang – Ks. Phạm Quang Huy – Nhà xuất bản thống kê.
3. Vẽ và mô phỏng với CIRCUITMAKER – TS. Trần Thu Hà – Ks. Nguyễn Phương Quang
– Ks. Phạm Quang Huy – Nhà xuất bản thống kê.
4. Vẽ và thiết kế mạch in với ORCAD CAPTURE và ORCAD LAYOUT – TS. Trần Thu
Hà – Ks. Nguyễn Phương Quang – Ks. Phạm Quang Huy – Nhà xuất bản thống kê.