Программа PCAD 2006 - это целый пакет программ, предназначенный для профессиональной разработки печатных плат. Процесс разработки печатной платы в программе PCAD 2006 включает в себя следующие этапы и подэтапы:

Подробное описание работы во всех этих режимах заняло бы слишком много места. Если вы хотите профессионально освоить PCAD 2006, рекомендую обратиться к специальной литературе.

В нашу задачу не входит изучение всех возможностей пакета P-CAD 2006. Я хочу описать упрощенный метод, как при помощи этой программы можно развести несложную печатную плату для несложной самодельной конструкции. Для этой цели нам понадобится лишь одна из программ пакета P-CAD 2006. Это редактор печатных плат P-CAD PCB. Описывать порядок работы я буду по английской версии программы. Существует несколько вариантов русификации программы P-CAD. Они отличаются друг от друга. Поэтому для любителей русифицированных программ я предлагаю следующий порядок: Установите у себя английскую версию PCAD. При помощи данного руководства, научитесь основным приемам работы. Затем русифицируйте ваш P-CAD и совершенствуйте свои знания на русской версии. Итак, порядок создания печатной платы:

Начало работы

Запустите программу PCB. Она имеет вот такую иконку: .
На экране появится рабочее поле для рисования печатных плат. Первым делом нужно выполнить настройку редактора. Для этого выберите в меню Options>Configure. Откроется панель настройки. На вкладке General выберите метрическую систему (Units, mm). Выберите размеры рабочей области (Workspace size) примерно вдвое больше, чем размеры будущей платы. Например, 80 на 80. Закройте окно конфигурации. Командой Options>Grids введите два рабочих значения шага сетки 1,25 и 2,5 мм. Командой Options>Current Line установите толщину текущей линии 0,2 мм.

Создание библиотек радиоэлементов

Вообще то, для создания радиоэлементов, в пакете программ P-CAD 2006 имеется специальный редактор элементов: Pattern Editor. А для создания и редактирования библиотек служит редактор библиотек Library Executive. Однако как элементы, так и библиотеки прекрасно можно создавать и в редакторе PCB. Библиотека создается при помощи команды Library>New. Просто выберите имя библиотеки и место на диске, где она будет храниться и программа создаст там файл пустой библиотеки. Создайте несколько библиотек: одну для микросхем, вторую для резисторов и конденсаторов, третью для разъемов, четвертую для транзисторов. Далее нужно подключить созданные библиотеки. При помощи команды Library>Setup откройте окно установки библиотек. Добавьте в список открытых библиотек (Open Library) все нужные библиотеки при помощи кнопки Add. Все открытые в этом режиме, библиотеки останутся открытыми при каждом новом запуске P-CAD.

Слои

Прежде, чем приступать к созданию радиоэлемента, необходимо понять, что такое слои. Любой редактор печатных плат поддерживает рисование в нескольких слоях. В программе PCB имеется набор стандартных слоев. Кроме того, есть возможность создавать свои собственные слои. Наличие нескольких слоев позволяет на одном рабочем поле совмещать рисунки печатных проводников верхней и нижней сторон печатной платы, а так же изображения маркировки, эпоксидной маски и многое другое. Просто каждая из этих составляющих рисуется в своем слое. Можно отдельно включить или выключить отображение любого из слоев. Это позволяет не запутаться в нагромождении линий. Кроме того, можно вывести на печать отдельно дорожки, отдельно маркировку и т. д.

Приведем список стандартных слоев программы PCB:
Top - проводники на верхней стороне платы.
Bottom - проводники на нижней стороне платы.
Board - контур платы.
Top Mask - изображение маски пайки на верхней стороне платы.
Bot Mask - изображение маски пайки на нижней стороне платы.
Top Silk - маркировка на верхней стороне платы.
Bot Silk - маркировка на нижней стороне платы.
Top Paste - изображение самой пайки на верхней стороне платы.
Bot Paste - изображение самой пайки на нижней стороне платы.

Выбор нужного слоя производится при помощи выпадающего списка Select Layer в нижней части экрана. Справа от этого поля имеется квадратик, где отображается цвет линий для этого слоя. Если кликнуть по этому квадратику, откроется окно Options Layers при помощи которого можно включить или выключить отображение любого слоя, кроме текущего.

Создание радиоэлемента

Создание радиоэлемента рекомендую начинать с ввода местоположения всех контактных площадок. В нижней части экрана выберите из выпадающего списка сетку с шагом 2,5 мм. Затем, на панели инструментов выберите команду Place Pad (разместить площадку). Выберите на рабочей поверхности место для установки площадки, поместите туда курсор и кликните левой кнопкой мыши. На экране появится изображение контактной площадки. Выберите инструмент Select (выбор). Щелкните им по созданной площадке. Она выделится. Теперь щелкните по ней двойным кликом, либо щелкните правой кнопкой мыши и в выпадающем меню выберите пункт Properties… (свойства). В открывшемся окне свойств, введите номер вывода Pad Number. Введите, например, номер 1. Далее, нужно определить вид и размеры контактной площадки. Тут же, в окне свойств имеется поле Pad Style. В нем содержится список всех стилей площадок вашего проекта. Пока там только один стиль: Стиль (Default). Он вряд ли нам подойдет. Поэтому создадим новый стиль. Рекомендую для каждого вида радиоэлементов создавать свой уникальный стиль. Отдельно для микросхем, транзисторов, резисторов, конденсаторов. Даже, если площадки должны быть одинаковыми, создавайте разные стили для разных типов элементов. Это облегчит в будущем редактирование площадок. Представьте, что вдруг вам понадобилось увеличить площадки у всех переменных резисторов на плате. Вам будет достаточно лишь подредактировать соответствующий стиль площадок, и площадки увеличатся сразу по всей плате.

И так создаем новый стиль площадки. Для этого в окне Pad Properties нажимаем кнопку Pad Style. Откроется окно Options Pad Stile (Опции Стилей Площадок). На нем вы увидите список стилей и кнопки редактирования. Нажмите кнопку Copy… Откроется окно копирования. Введите имя нового стиля и нажмите OK. В списке стилей появится новый стиль.

Теперь нужно отредактировать полученный стиль. Следует заметить, что PCAD поддерживает два вида площадок: простые и сложные. Простая площадка имеет медный слой лишь с одной из сторон платы. Второй вариант простой площадки - площадка, имеющая замеднение с двух сторон платы, но одинаковой формы. Сложная площадка имеет разную форму замеднение с разных сторон платы.

В нашем случае, казалось бы, нужна простая площадка. Однако при рисовании простой площадки невозможно отобразить отверстие в ее середине. А между тем, это отверстие, в случае изготовления платы фото способом, очень поможет нам, при сверлении отверстий. Отсутствие меди в средине площадки позволяет легко фиксировать сверло, при сверлении ручной дрелью без предварительного кернения будущих отверстий. Поэтому я рекомендую выбрать сложную площадку.

Для редактирования стиля, как для сложной площадки, нажмем кнопку Modify (Complex). В открывшемся окне Modify Pad Style (Complex) установите диаметр отверстия Hole Diameter 0.5 мм. Затем в списке слоев (Layers) поочередно выбирайте слои. При выборе каждого слоя в полях группы Pad Definition отображаются параметры именно этого слоя. Выберите сначала слой Top. Установите размеры площадки в этом слое (Width, Height) равными нулю. Нажмите кнопку Modify для подтверждения изменений. Затем перейдите в слой Bottom. В поле Shape выберите форму площадки (эллипс, овал, прямоугольник, прямоугольник со скругленными краями). Выберите размеры площадки в длину (Width) и в ширину (Height). Например, 2.2 мм. Не забудьте нажать кнопку Modify для подтверждения изменений. Теперь нажмите кнопку OK. Площадка готова. Закройте окно Options Pad Style и в окне Pad Properties из выпадающего списка Pad Styles выберите для данного вывода ваш новый стиль площадки.

Далее расставьте остальные выводы радиоэлемента. Войдите в свойства каждого из них и введите номер вывода (Pad Number) и наименование (Default Pin Designator). При этом проверяйте правильность выбора стиля площадки (Pad Style). При нумерации выводов имейте в виду, что это вид со стороны деталей. Именно так принято в программе P-CAD.

Следующим этапом создания радиоэлемента будет ввод точки привязки. Именно за эту точку курсор будет захватывать будущий радиоэлемент при перемещении. Для ввода точки привязки на панели инструментов выберите Place Point (Разместить точку). Откроется окно выбора специальных точек. Нужная точка (Ref Point) уже выбрана. Поэтому жмите OK. Окно исчезнет, а курсор мыши изменит свою форму на наклонный крест. Установите с его помощью точку привязки в позицию первого вывода радиоэлемента.

Теперь создадим изображение элемента. То изображение, которое потом будет появляться на плате в виде маркировки. Если вы не собираетесь делать маркировку на готовой плате, все равно нарисуйте ее для того, что бы при разводке платы вам было бы легче ориентироваться, где какой элемент. Рисовать изображение просто. Установите рабочий слой Top Silk при помощи выпадающего списка Select Layers в нижней части экрана. Затем при помощи инструмента Place Line (разместить линию) наносите линии, а при помощи инструмента Place Arc (разместить дугу) - круги и дуги. Щелкнув по любой, нанесенной линии и выбрав ее свойства, вы можете всегда поменять ее толщину. А, для дуг - поменять начальный и конечный углы, радиус и местоположение центра, введя эти данные в соответствующие поля окна свойств. Если необходимо нанести надпись, используйте инструмент Place Text (Разместить текст).

Теперь для создания радиоэлемента осталось ввести лишь два атрибута. Это место написания наименования радиоэлемента (Type) и место написания его позиционного обозначения. Оба этих атрибута обязательны. Если вам не нужно, что бы на плате были эти надписи, то всегда можно сделать любую из них невидимой. Для ввода атрибутов выберите инструмент Place Attribute (разместить атрибут). Затем щелкните курсором в любом месте на рабочем поле. Откроется окно Place Attribute. В первом столбце выберите категорию атрибутов Component. Тогда во втором столбце появятся только те атрибуты, которые предназначены для компонента. Выберите из списка атрибут RefDes (Позиционное обозначение). В окне Value можете написать его значение. Например, D1. Но это необязательно. Значение атрибута в образе компонента не сохраняется. Далее нужно выбрать шрифт и способ выравнивания надписи.

Для выбора способа выравнивания существует переключатель Justification. Выберите среднюю точку в нижнем ряду, что соответствует центрированию по горизонтали и выравнивание по нижнему краю по вертикали.
Выбор шрифта производится способом, похожим на выбор стиля контактной площадки. Нажмите кнопку Text Styles… . Откроется окно со списком всех возможных стилей данного проекта. Пока там только два стиля. Default - шрифт P-CAD по умолчанию и Default TTF - шрифт по умолчанию True Type. True Type - это шрифт из набора Windows True Type. Именно он может позволить вводить русские надписи. Однако недостаток выбора такого шрифта в том, что при переносе рисунка платы на другой компьютер, там может не оказаться такого шрифта. Тогда надпись будет искажена. Поэтому избегайте применения шрифта True Type. У автора этих строк имеется набор русифицированных P-CAD шрифтов. Итак, вернемся к выбору шрифта для нашей надписи. Шрифты по умолчанию нам не подойдут. Поэтому вводим новый шрифт при помощи кнопки Add. При вводе шрифта укажите в качестве базового шрифт Default. Далее в появившемся окне Text Style Properties, выберите нужные высоту символа и толщину линии. Например, высота (Height) 4 мм и толщина линии (Thickness) - 0.4 мм. Нажмите OK, закройте окно Options Text Style и выберите в окне Place Attribute в выпадающем списке Text Style только что созданный стиль для надписи RefDes.

Точно таким же образом введите атрибут Type - наименование элемента. При желании можете установить в качестве его значения (Value) - название создаваемого элемента (например, К155ЛА3). Это значение так же не сохранится. Но вы будете наблюдать его в процессе создания элемента и оценивать, как он может смотреться на будущей плате.

Элемент практически создан. Теперь его нужно поместить в библиотеку. Для этого при помощи инструмента Select (Выбор) выделите все, что относится к нашему элементу. Далее выберите пункт меню Library>Pattern Save As… . Откроется окно с тем же названием. В поле Library выберите библиотеку, в которую вы собираетесь записать элемент. В поле Pattern запишите его будущее имя в библиотеке (например, 155LA8). Имя можно писать только заглавными буквами. Установите флажок Create Component (создать компонент). Флажок нужен потому, что в библиотеке хранятся как изображения элементов, так и описания самих элементов. Разные элементы могут иметь одно и то же изображение. Флажок Match Default Pin Des to Pad Numbers тоже должен быть установлен. Это указание программе автоматически присвоить всем полям Default Pin Designator всех выводов элемента значения полей Pad Number тех же выводов. Нажмите кнопку OK. Программа может выдать предупреждение, что в процессе смены имен по умолчанию будут потеряны их старые значения. Жмите OK. Далее она выдаст окно с запросом подтверждения имени компонента. Снова жмите OK. После этого компонент записывается в библиотеку.

Создайте таким образом все компоненты, которые вам потребуются для вашей платы. После этого подготовительный этап можно считать законченным. Теперь можно приступать собственно к разводке печатной платы. И первый этап разводки: размещение компонентов на плоскости будущей платы.

Размещение компонентов

Для размещения компонента на рабочем поле программы выберите инструмент Place Component (разместить компонент). Появится окно с тем же названием. При помощи выпадающего списка Library в левом нижнем углу окна, выберите нужную библиотеку. В списке Component Name выберите нужный компонент. Затем нажмите кнопку OK. Окно выбора компонентов исчезнет. Вы увидите контурное изображение вставляемого компонента, которое будет передвигаться вместе с курсором. Переместите изображение компонента в нужную вам точку платы и нажмите левую кнопку мыши. Компонент установится на выбранное место и его изображение примет нормальный вид. При этом компьютер не выйдет из режима размещения. Об этом свидетельствует форма курсора - наклонный крест. Если вам нужно разместить еще несколько копий того же компонента, поставьте курсор в нужное время и опять щелкните левой кнопкой мыши. Когда все копии компонента будут размещены, нажмите правую кнопку мыши. Форма курсора сменится на обычную стрелку выбора. Теперь, если вы щелкните в любом месте рабочего поля левой кнопкой мыши, то опять появится окно выбора компонентов. Вы можете выбрать новый компонент для размещения и разместить любое количество его копий. И так далее, пока вы не разместите все нужные вам компоненты.

Впрочем, не обязательно размещать все компоненты сразу. Можно делать это поэтапно. Разместить сначала группу рядом стоящих компонентов, создать соединения между ними. Потом следующую группу, и так далее. При размещении конечно нужно сразу примерно прикидывать, как пройдут связи и как компоненты рациональнее расположить друг относительно друга. Однако не беда, если первоначальное расположение окажется неудачным. В процессе разводки платы легко поменять расположение любых компонентов без потери уже введенных связей. Перемещение компонентов на любом этапе производится следующим образом: Выберите инструмент Select, при помощи него щелкните по изображению компонента левой кнопкой мыши. Компонент станет выделенным (окрасится в желтый цвет). Теперь если нажать и удерживать левой кнопкой мыши этот компонент, то его можно перемещать при помощи мыши в любое место рабочего поля.

Недостающие компоненты можно ввести не только при помощи инструмента Place Component, но и при помощи копирования. Для копирования выделите компонент. Затем при помощи кнопки Copy скопируйте его в буфер, а при помощи кнопки Paste вставьте его копию в нужное место. Причем, при нажатии кнопки Paste компьютер не сразу вставляет элемент. Сначала курсор принимает вид наклонного креста. Вы должны выбрать место для вставляемой копии элемента и нажать левую кнопку мыши.

Ввод межэлементных связей

Программа P-CAD 2006 перед вводом дорожек требует обязательного ввода информации о связях между выводами элементов. Если соблюдать полный цикл разработки, то эти связи автоматически передаются из схемы электрической принципиальной. В нашем случае придется вводить эти связи вручную. Для ввода связей используется инструмент Place Connection (разместить соединение). Сначала выберите слой Bottom (слой дорожек с нижней стороны платы), так как именно в нем и пройдут наши будущие дорожки. К стати компьютер и не позволит ввести связи в любом другом слое. Вспомните, в слое Top наши площадки не имеют медного покрытия. Теперь нажмите и не отпускайте левую кнопку мыши в области площадки металлизации выбранного вами вывода радиоэлемента и не отпуская кнопки мыши перетащите курсор к той площадке, с которой вы хотите создать соединение. В области металлизации этой второй площадки отпустите кнопку мыши. Если ни один из соединяемых таким образом выводов еще не подсоединен ни к одной цепи, то на экране появится окно для выбора имени цепи. Оставьте имя, данное ей по умолчанию. Впрочем, в качестве имени общего провода можете присвоить "GND". Затем нажмите кнопку OK. Окно выбора имени исчезнет, и вы увидите тонкую синюю линию по кратчайшему пути соединяющую ваши два вывода. Создайте все остальные необходимые связи, согласно принципиальной электрической схеме. Вся плата покроется синими линиями. Иногда они будут накладываться одна на другую, так как они соединяют выводы по кратчайшей траектории. Далее, когда вы будете разводить дорожки платы, при соединении двух выводов при помощи дорожки, синяя линия пропадет. Когда все дорожки будут разведены, не должно остаться ни одной синей линии. Если есть хотя бы одна синяя линия, значит, вы забыли создать какое либо соединение.

Ручная разводка дорожек печатных проводников

Программа P-CAD 2006 рассчитана в основном на автоматическую разводку печатных плат. Этот режим будет описан немного позже. Однако для несложных конструкций я рекомендую пользоваться ручной разводкой. При ручной разводке вы полностью контролируете ситуацию и можете создать самый оптимальный рисунок проводников.

Перед началом разводки необходимо пополнить список типов линий. Для этого выберите в меню команду Options Current Line. Откроется список возможных линий. Введите туда нужные вам линии. Например, линию шириной 1 мм, 0.8 мм, 0.6 мм. В общем, все возможные варианты ширины линии дорожки. Значение ширины набирайте в верхнем поле и нажимайте кнопку Add. Неверно введенные значения удаляйте при помощи кнопки Delete. По окончании ввода нажмите кнопку OK. В процессе разводки вы можете выбирать введенные вами значения ширины линии при помощи выпадающего списка Line With в нижней части экрана.

Далее, для ручной разводки выберите инструмент Route Manual. Щелкните и удерживайте левую кнопку мыши в начальной точке будущей дорожки. Не отпуская кнопки мыши, протяните курсор к месту, где будет заканчиваться первый сегмент дорожки. В процессе протяжки вы будете видеть контурный образ будущего сегмента дорожки. Отпустите кнопку мыши. На экране появится первый сегмент. Курсор при этом будет иметь вид наклонного креста. Это, в данном случае, означает, что процесс прокладки дорожки не окончен. Поставьте курсор в место окончания второго сегмента дорожки и щелкните левой кнопкой мыши. Появится второй сегмент дорожки. Так проложите все сегменты, кроме последнего. В конце щелкните правой кнопкой мыши и последний сегмент проложится автоматически. Если дорожка должна полностью совпадать с синей линией связи, то для ее прокладки достаточно щелкнуть сначала левой, а затем правой кнопкой мыши в любом месте соединяющей их синей линии.

По окончании разводки плат нарисуйте очертания краев платы. Для этого выберите слой Board, толщину линии 0.2 мм и при помощи инструмента ввода линии нарисуйте очертания краев платы.

Вывод на печать

Изображение созданной платы необходимо вывести на печать. Делается это следующим образом. Сначала нажмите кнопку печать (File Print) . Откроется окно управления печатью. Слева список заданий на печать. Пока он пустой. Нужно создать задания на печать. Обычно создают как минимум два задания. Печать дорожек и печать маркировки. Для создания заданий печати нажмите кнопку Setup Print Jobs… .Откроется окно создания заданий. В нем мы создадим оба задания. Сначала создадим задание на печать дорожек. В окне Print Job Name введем имя задания. Например, DOR. Далее в поле Scale выберем масштаб. Обычно выбирают 2 (то есть 2:1). Затем включим флажок Mirror для зеркального отображения (вспомним, что на рабочем поле мы видим плату со стороны деталей). Включите флажки Pads, что бы видеть площадки и Pad/Via Holes, что бы видеть изображения отверстий в площадках. Остальные флажки оставьте невыбранными. Далее нужно выбрать отображаемые слои. В списке Layers щелкните левой кнопкой мыши по слою Bottom, а затем, удерживая кнопку Ctrl, выберите еще и слой Board для того, что бы включить в печать дорожек изображение краев платы. Кнопка Ctrl необходима для того, чтобы выбрать два слоя одновременно. Когда все параметры слоя установлены, нажмите кнопку Add и задание на печать появится в списке заданий в левой части окна.

Далее, создадим задание на печать маркировки. Для этого в поле Print Job Name впишем другое имя задания. Например, MAR. Затем поменяем установки флажков. Все флажки в группе Display Options должны быть сброшены. В списке Layers выбираем слой Top Silk и Board. Scale оставляем равным 2. Снова нажимаем кнопку Add. В списке появляется второе задание.

В том случае, если нужно поменять введенные параметры печати, выберите в списке заданий (Print Jobs) нужное задание, поменяйте его параметры и нажмите кнопку Modify. При помощи кнопки Delete можно удалить любое задание.

После того, как задания введены, закройте окно ввода заданий при помощи кнопки Close. Вы увидите окно управления печатью (File Print). В списке заданий будут присутствовать введенные нами задания. При помощи кнопки Print Preview можно осуществить предварительный просмотр любого из заданий. Нужно только предварительно выбрать его в списке Print Jobs. При помощи кнопки Colors… можно присвоить любые цвета каждому типу отображаемых элементов. При помощи кнопки Drill Symbols присваивают условные обозначения для каждого вида отверстий на плате. Но это нужно для случая печати схемы сверловки. Вывод на печать производится при помощи кнопки Generate Printouts.

По окончании настройки печати закройте окно File Print и обязательно еще раз сохраните проект при помощи кнопки File Save. При этом сохранятся и все задания на печать. В дальнейшем, при печати рисунка платы, вам уже не надо будет повторять настройки заданий на печать.