Проведення моделювання схем у програмі "OrCAD"

Мета: отримати навички роботи в "OrCAD Simulation" з моделювання еклектичних принципових схем.

6.1 Теоретичні відомості

У графічному редакторі "OrCAD Capture", активізувавши вікно менеджера проектів, виконати команду "Tools/Design rules Check".... Якщо команда недоступна, у вікні менеджера проекту необхідно виділити схему (*.dsn файл), для якої буде виконано пошук помилок. Натиснути на пункті меню ЛКМ, для виведення діалогової панелі із відповідною назвою (рис. 6.1). Провести перевірку не тільки на помилки, але і попередження "Warnings". Для цього необхідно встановити прапорець "Create DRC markers for warnings", встановити прапорець "View Output". У цьому випадку помилки і попередження будуть записані у файл *.drc і його вміст з'явиться на екрані.

При наявності помилок або попереджень на принциповій схемі, будуть вказані "DRC"-маркери. Подвійне натискання на маркері відкриває панель, що пояснює характер помилки або попередження.

Рисунок 6.1 – Діалогова панель для задання умов електричного контролю схеми

На панелі "PCB Project Wizard" необхідно встановити прапорець "Enable Project Simulation" і вибрати нижню кнопку: "Add VHDL-based digital simulation re-sources" для виконання моделювання за допомогою "VHDL-моделей і "OrCAD Simulate".

Додати до проекту дві бібліотеки – "kurs.olb" і "kurs.vhd". У першій перебувають графічні зображення цифрових елементів, і, зокрема, потрібні компоненти, у другій – їх математичні "VHDL"-моделі.

Після створення схеми потрібно активізувати команду "Tools/Simulate".... При цьому автоматично буде створений список провідників "Netlist" схеми, що моделюється у форматі мови "VHDL" і запропоновано на вибір один із двох можливих способів моделювання див. рис. 6.3.

Для проведення функціонального моделювання необхідно вибрати "In Design", тимчасового – "Timed". Після натискання на кнопку "ОК" буде завантажена програма моделювання цифрових схем "OrCAD Simulate" модуля "Express Plus".

Рисунок 6.2 – Вікно "Annotate"

Рисунок 6.3 – Вікно "Select Simulation Configuration"

Після завантаження програми "Simulate" автоматично буде генеруватися список з'єднань схеми мовою "VHDL". Моделювання почнеться із задання вхідних сигналів. Вхідні сигнали створюються за командою "Stimulus/New Interactive". У діалоговому вікні цієї команди (рис. 6.4) є можливість вибрати один із трьох типів сигналів для складання опису сигналів.

1. "Basic" – основний сигнал, що задає набором моментів часу зміни логічних станів.

2. "Advanced" – розширення сигналу типу "Basic" з можливістю завдання циклів повторення;

3. "Clock" – періодичні сигнали.

На панелі "Simulate Signal Named" указується ім'я сигналу. При цьому замість явного вказання цього імені можна натиснути на панель "Browse", потім у вікні "Signals in Context" (рис. 6.5) вибрати один із входів і натиснути ОК.

Створені сигнали можна зберегти за командою "File/Save" для наступного використання. Сигнали під ім'ям "Stimulus.stm" зберігаються в каталозі "In Design" робочого проекту.

Якщо створено кілька видів вхідних сигналів "Stimulus, Stimulus1, ...", то під'єднання необхідного сигналу виконується за командою "Stimulus/Load Interactive" і у вікні потрібно вибрати ім'я сигналу.

Рисунок 6.4 – Вікно "Interactive Stimulus"

Після задання всіх вхідних сигналів необхідно виконати моделювання за командою "Simulate/Run" (позначка команди ). Результати моделювання відображаються в графічному вигляді у вікні "Wave" (рис. 6.6).

Натисканням ЛКМ на графічному вікні наноситься візирна лінія для зчитування даних часових діаграм. Натисканням ПКМ буде відкрито контекстне меню зі списком команд: "Cut", "Copy", "Paste", "Delete", "Edit Traces", "Properties" і ін. Такі команди призначено для редагування вхідних сигналів. При редагуванні є можливість перетаскувати графік сигналу в інше місце на часовій діаграмі.

Рисунок 6.5 – Вікно "Browse Signals"

Рисунок 6.6 – Вікно перегляду часових діаграм "WAVE"

Якщо вхідні сигнали коректуються користувачем, то для наступного моделювання треба вибрати команди: "Simulate/Reload" – перезавантаження проекту і "Simulate/Restart" – установлення системи в початковий стан (при t = 0).

6.2 Порядок виконання роботи

1. Провести моделювання роботи схеми електричної принципової, розробленої в лабораторній роботі №5. Моделювання проводити відповідно до п. 6.1 для одиночних і групових сигналів.

2. Розрахувати максимальну затримку сигналу у схемі і порівняти її із результатами моделювання. Результати порівняння навести у звіті з лабораторної роботи.

3. Результати моделювання подати у друкованому вигляді. У звіті подати часову діаграму роботи схеми "WAVE" таким чином, щоб на поданому матеріалі відображалась робота всієї схеми, а не лише її частини. Також необхідно подати таблицю даних "LIST". У кінці звіту необхідно подати висновки з лабораторної роботи.

6.3 Зміст звіту

1. Мета та цілі роботи.

2. Часова діаграма роботи схеми "WAVE" і таблиця даних "LIST".

3. Висновки.

6.4 Контрольні запитання

1. Для чого використовується редактор "OrCAD Simulation?

2. Як створити новий проект?

3. Як визначити вхідні і вихідні сигнали для проведення моделювання?

4. Як визначити одиночні вхідні сигнали для моделювання?

5. Як визначити групу вхідних сигналів для моделювання?

6. Як визначити одиночні вихідні сигнали для моделювання?

7. Як визначити групу вихідних сигналів для моделювання?

8. Які види моделювання сигналів вибираються в "OrCAD Simulation"?