116

Перспективным направлением в решении этих задач является процесс многообъектного конструкторско-технологического проектирования.

Основой для осуществления многообъектного проектирования являются уже существующие рабочие производственные системы (РПС), ориентированные на выпуск своих производственных заданий (ПЗ). Технологическое оборудование является ресурсом производственных систем (ПС), необходимом для функционирования виртуальных производственных систем (ВПС).

Особенностью такого подхода является использование элементов интеллектуального управления, позволяющее принимать решения по изменению конфигурации ВПС и формированию управляющей информации в реальном масштабе времени с минимальным участием человека-оператора.

119

3.3. Методические указания к выполнению практических занятий Общие указания

Практические занятия предназначены для закрепления теоретического материала по дисциплине и приобретения практических навыков работы на персональном компьютере (ПК) в среде САПР Multisim-10, а также разработки принципиальных схем и печатных плат электронных устройств.

Приводятся примеры задач, выполняемых на практических занятиях. Общие теоретические положения и рекомендации по выполнению заданий включают необходимые для выполнения работ справочные сведения по использованию средств программ Multisim и Ultiboard.

При подготовке к практическим занятиям необходимо:

—изучить основные теоретические положения дисциплины;

—иметь съемный диск;

—получить номер варианта заданий у преподавателя.

Отчётом по практическим занятиям являются файлы разработок на съемном диске.

При защите отчета студент должен уметь выполнять проектные операции и модернизировать разработки по заданию преподавателя.

Номера вариантов заданий для студентов, обучающихся с элементами ДОТ, соответствуют последней цифре шифра.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 1

Пользовательский интерфейс и глобальные настройки Multisim –10

Цели занятия: 1. Ознакомиться с пользовательским интерфейсом про-

граммы Multisim;

2. Приобрести навыки выполнения глобальных настроек программы Multi-

sim.

120

Основные теоретические положения

Electronics Workbench — это лидер международного рынка по разработке наиболее широко используемого в мире программного обеспечения для проектированиях схем.

В комплект продуктов Electronics Workbench входят средства для описания электрических схем, их эмуляции, а также для разработки и автоматической трассировки печатных плат. Продукция Electronics Workbench и National Instruments — это наиболее тесная интеграция между средствами разработки, проверки и тестирования САПР электронных средств, имеющаяся в настоящее время.

Программное обеспечение Electronics Workbench содержит следующие компоненты:

Multicap— это наиболее интуитивно понятное и мощное средство описания схем. Новейшие средства Multicap включают в себя безрежимное редактирование; удобное соединение и всестороннюю базу данных, разбитую на логические части прямо на рабочем столе. Эти средства позволяют программно описать схему практически сразу после того, как появилось ее общее представление. Одинаковые последовательности действий выполняются автоматически, не отнимая время от создания, проверки и совершенствования схемы. Благодаря этому, на выходе получаются идеальные продукты с минимальным временем разработки.

Multisim — это единственный в мире интерактивный эмулятор схем. Он позволяет создавать лучшие продукты за минимальное время. Multisim включает в себя версию Multicap, что делает его идеальным средством для программного описания и немедленного последующего тестирования схем. Multisim разработана для ввода схемы, симуляции и подготовки к следующему этапу такому, как разводка платы.

121

Ultiboard — это средство, разработанное специально для увеличения производительности. Благодаря автоматизации наиболее популярных последовательностей действий, например таких, как размещение и соединение компонентов, количество щелчков «мышью» и нажатия клавиш во время разработки, можно буквально пересчитатьнапальцах.

Ultiroute — это мощное средство автоматического размещения и соединения компонентов. Ultiroute обеспечивает высокую производительность реализации схемы в устройство на ПП и низкую стоимость производства этих плат благодаря уникальному соединению лучших алгоритмов с регулярным и нерегулярным шагом размещения и трассировки.

Интерфейс Multisim состоит из следующих базовых элементов (см. рис. 1.)

1.Меню. Здесь имеются команды для вызова всех основных функций.

2.Стандартная панель содержит кнопки для наиболее употребительных функций при разработке.

3.Основная панель содержит кнопки показа некоторых дополнительных функциональных панелей, вызова библиотеки и мастера создания компонентов, постпроцессора и др.

4.Панель симуляции имеет кнопки для старта, остановки и других функций симуляции (моделирования).

5.Панель вида позволяет манипулировать масштабом изображения схе-

мы.

6.Панель компонентов имеет кнопки, которые позволяют выбрать компоненты из базы данных Multisim для размещения в схеме.

7.Панель рисования позволяет добавлять в схемы графические примитивы.

8.Панель разработки позволяет перемещаться по разным типам файлов проекта (схеме, разводке платы, сообщениям), видеть иерархию схемы и отображать или скрывать разные информационные слои.

9.Окно схемы (или рабочего пространства) — место, где ведется разработка принципиальной схемы.

122

10.Панель электронной таблицы позволяет быстро обозревать и редактировать такие детали, как параметры, включая цоколевку; ссылки; атрибуты

ипрочее. Пользователь может менять параметры за один шаг и производить некоторые другие операции.

11.Панель инструментов имеет кнопки для каждого инструмента.

12.Закладка активной схемы позволяет активизировать одну из схем проекта.

Рис. 1

Средства настройки среды Multisim Использование диалогового окна Установки

В главном меню функции Установки содержатся следующие пункты ниспадающего подменю:

основные установки;

123

схемные установки;модифицировать интерфейс.

► Для задания требуемых или предпочтительных установок необходимо.

1.Выбрать Установки / Основные установки. Появится диалоговое окно Установки, предлагая следующие закладки:

• Директории — где можно изменить путь к базам данных и другим компонентам.

• Сохранение — где можно задать время автосохранения, сохранять данные симуляции с инструментами.

• Компоненты — где можно задать режим размещения компонентов и стандарт символов (ANSI или DIN). Здесь также можно задать направление сдвига фаз и установки цифровой симуляции.

• Основные — где можно определить поведение прямоугольного выделения, поведение колесика «мышки», соединение шины и поведение автосоединений и выбрать язык интерфейса.

2.Выбрать нужную закладку. Задать желаемые опции. Щелкнуть по ОК, чтобы сохранить установленные изменения. Специфические опции и установки, возможные в закладках, описаны ниже.

Установки— закладка Директории

При установке программы Multisim разные файлы записываются в разные директории.

Если необходимо, можно указать Multisim новые директории, где искать, например, файлы баз данных. Можно также использовать это диалоговое окно для создания и обозначения пользовательских файлов, содержащих индивидуальные установки для всех опций.

► Для задания места расположения файлов необходимо.

1.Выбрать Установки / Основные установки. Появится диалоговое окно

Установки (см. рис. 1).

124 2. Выбрать закладку Директории и переместиться к нужному месту рас-

положения различных компонентов (см. рис. 2).

Рис. 2

Установки — закладка Сохранение

Опции на этой закладке позволяют задать время автосохранения и сохранять данные симуляции с инструментами.

► Для задания установок необходимо.

Выбрать Установки / Основные установки и щелкнуть по закладке Со-

хранить. В диалоговом окне при необходимости задать следующее.

•Создать секретную копию — позволяет сохранить секретную копию, когда выполняется сохранение.

•Автосохранение — позволяет создавать резервный файл, который сохраняется через заданное время в поле Интервал автосохранения.

125

Моделирование вместе с данными приборов — позволяет сохранять данные, отображаемые на инструментах, вместе с файлом схемы. Ввести максимальный размер данных симуляции в поле Максимальный объём.

• Сохранять .txt файлы как простой текст (не уникод) — текстовые файлы, сохраняемые из сообщений, будут в формате обычного текстового файла, а не в формате Unicode.

Установки— закладка Компоненты

Опции на этой закладке определяют режим стандарта отображения символов по умолчанию, стандарт символов (ANSI или DIN), направление сдвига фаз и установки цифровой симуляции.

► Задание установок в закладке Компоненты.

1. В области Режим установки компонентов выберите один из пунктов.

•Устанавливать один компонент — позволяет размещать один выделенный компонент за раз.

•Продолжительная установка только для многосекционных компо-

нентов — позволяет размещать много секций многосекционного компонента. Например, 7400N имеет четыре вентиля И-НЕ, поэтому использование этой опции означает каждый раз когда на рабочем поле помещается вентиль 7400N, то помещаются разные образцы его вентилей И-НЕ.

Продолжительная установка позволяет размещать несколько компонентов одного типа последовательными щелчками по рабочей области, и после каждого из них остается один компонент. Остановить это размещение можно, нажав клавишу ESC на клавиатуре.

Дополнительно можно поставить флажок Возвращаться к библиотеке после установки компонента для отображения диалогового окна Выбор ком-

понента после размещения компонента в рабочей области. Это полезно, когда необходимо разместить много частей (нажмите ESC, когда закончите размещение частей).

2. В области Стандарт отображения:

126

•Выбрать стандарт изображения символов для используемых компонентов (по стандарту ANSI или DIN). Выбор стандарта скажется на виде условных графических обозначений (УГО) компонентов. Как задать эти установки для индивидуальных компонентов в схеме, описано ниже в примечании.

3. В области Направление перемещения положительной фазы:

•Выбрать нужное направление для положительного сдвига фаз. Эти установки эффективны только для параметра Phase у АС источника.

Установки — закладка Основные

На этой закладке устанавливаются прямоугольное выделение, поведение колесика «мышки» и поведение автосоединений.

► Для установки режимов необходимо выбрать одно из:

1. В области Выделение компонента или при касании, или при полном попадании.

2. В области Вращение колёсика «мыши» выбрать одно из:

•Масштабирование — колесико «мышки» позволит увеличивать и уменьшать вид рабочей области.

•Перемещение — колесико «мышки» позволит «прокручивать» страницу вверх и вниз.

3. Установить флажок рядом с Во время перемещения текста показы-

вать линию связи с компонентом, когда перемещаете его текст, и рядом с

Показывать линию от исходного места, когда перемещаете маркеры, если нужно.

4. В области Соединения выберите нужные опции для контроля углов при автоматическом проведении соединений.

5. Установите флажок Стирать линии соединений компонента при его удалении, если хотите удалять соединения, приходящие к удаляемому компоненту; если флажок не установлен, соединения, приходящие к удаляемому компоненту, останутся.

127

Использование диалогового окна Схемные установки

Диалоговое окно Схемные установки используется для установки размеров для каждого листа. Эти предпочтительные установки сохраняются с файлом схемы, и, если файл открывается на другом компьютере, будут использованы те же установки.

►Чтобы выполнить схемные установки необходимо:

1.Выбрать Установки /Схемные установки.

Вдиалоговом окне появятся следующие закладки.

•Схема — где задаются цвет элементов схемы и свойства отображения текста рабочей области.

•Рабочее поле — где задаются размер листа и режимы отображения схем.

•Проводник — где устанавливаются опции соединения и шины.

•Шрифт — где выбираются шрифт, размер шрифта и стиль для текстовых элементов схемы.

•PCB — где устанавливаются опции для печатной платы.

•Отображение — где разрешаются и запрещаются слои аннотаций.

2.Выбрать желаемую закладку.

3.Установить опции предпочтений. Специфические опции и их установки доступны в следующих закладках.

4.Щелкнуть ОК, чтобы сохранить изменения. Если необходимо, чтобы изменения появились без закрывания диалогового окна, щелкнуть по Приме-

нить.

Закладка Схема

Опции на этой закладке управляют тем, как схема и ее компоненты будут представлены в рабочей области. Multisim устанавливается с несколькими цветовыми схемами, которые касаются цвета фона, соединений и компонентов.

По умолчанию заданы следующие цвета:фон – белый;выделение – синий;соединение – красный;

компонент с моделью – синий;

128

компонент без модели – зелёный; виртуальный компонент без корпуса – чёрный.

Можно также разработать свою собственную цветовую схему, чтобы удовлетворить индивидуальные запросы.

Флажок Сохранить по умолчанию обычно установлен. Если нет необходимости использовать установки, сохраняемые как установки по умолчанию, снять этот флажок. Установки по умолчанию появятся при создании новой схемы.

1.В области Компонент задать те пункты, которые желательно видеть в рабочей области. Результаты выбора будут показаны в окне предварительного просмотра Показать. Можно заменить выбор для штатных компонентов, как описано в пункте Отображение идентификационной информации о размещенных компонентах.

Для символов и названий выводов цоколевки в области показать - компо-

нент:

— если все флажки установлены, отображаются все имена выводов символа и цоколевки; если не установлены, не отображаются; когда окошко серое, показывает имена выводов символов для тех компонентов, что заданы по умолчанию.

2.В области Номера цепей выбрать, как будут изображаться имена сетей.

• Отображать — установить флажок, чтобы отображать все имена сетей в

рабочей области.

•Выбирать — установить флажок, чтобы показать имена выбранных цепей, как это задано в диалоговом окне Net (сеть).

•Скрыть всё — установить этот флажок, чтобы спрятать все имена сетей

врабочей области.

3.В области Входы в шину установить флажок Показывать значки, если необходимо отображать имя шины.

4.В области Цвет. Для использования одной из встроенных цветовых

схем:

129

•выбрать схему из выпадающего списка;

•представление установок схемы появится в окне предварительного просмотра ниже списка.

Для создания пользовательской цветовой схемы:

•выбрать пункт Выбрать из выпадающего списка;

•щелкнуть по раскрашенной кнопке рядом с любым разделом. Появится диалоговое окно выбора цвета;

•щелкнуть по цвету, который необходимо использовать для этого раздела,

ищелкнуть по ОК.

Закладка Рабочее поле

Опции этой закладки определяют появление и оформление окна ввода схемы.

Multisim устанавливается со стандартным размером листа, который можно использовать для ввода схемы. Можно модифицировать любые установки этих размеров, чтобы создать свой собственный лист.

Чтобы выполнить установки необходимо:

1. В области Отображать установите флажки сетка, Граничные линии

(показать границы страницы) и Координатные полосы (показать рамку) так, как будет удобнее. Результат отобразится в окне предварительного просмотра;

2.В области Параметры листа выбрать желаемые размеры из выпадающего списка;

3.Выбрать либо книжная, либо альбомная в области ориентация;

4.В области Размер выбранного формата можно задать по желанию ши-

рину и высоту.

Закладка Проводник

Опции этой закладки управляют шириной соединений, шириной и опциями режима соединений шины.

Чтобы выполнить установки необходимо:

130

1.В области Ширина линии изменить Проводник и Шина по желанию для текущих и последующих соединений и шин.

2.В области Отображение проводников в шине выбрать либо По номеру цепи, либо По шинной линии. Детально это описано в разделе Шины.

Закладка Шрифт

Используется эта закладка для установки параметров шрифта для некоторых или всех элементов рабочей области, которые содержат текст.

►Чтобы изменить шрифт любого текстового элемента схемы, необходимо:

1.Выбрать Шрифт, Стиль и Размер для желаемых элементов.

Multisim поддерживает кодировку Unicode, позволяющую использовать Cyrillic и Asian шрифты. Однако необходимо быть уверенным при выборе шрифта, что он совместим с кодировкой Unicode, иначе выбранный шрифт будет отображаться прямоугольниками.

2. Выбрать в поле Элемент отображения элементы, которые необходимо изменить из следующих опций закладки.

•Схемное обозначение — уникальная идентификация компонента

(Reference Designator – RefDes), например R22.

•Название и величина — значение, которое будет использоваться компонентом и идентифицироваться на закладке Величина диалогового окна Свойства компонента. Этикетка компонента назначается Multisim и идентифицируется на закладке Название диалогового окна Свойства компонента.

•Дополнительные атрибуты — наглядная информация, добавленная к выбранным компонентам, используемая в диалоговом окне свойств компонента.

•Номера выводов — имя, назначенное выводу, когда он преобразуется в

PCB вид.

•Символы выводов — имя, назначенное выводу, например GND (для общего провода).

•Номера соединений — имя, автоматически назначаемое цепи, когда она помещается на схему. Более детально описано в пункте Модификация имен цепей.

131

•Текстовая информация — примечания, которые добавляются в схему, используя команду Разместить /Текст. Подробнее - в пункте Добавление произвольного текста.

•Комментарии и пробники — текст, находящийся в комментариях, который добавляется к схеме командой Разместить / Комментарии. А также текст, который имеется с пробниками, помещаемыми с панели инструментов.

•Имя шинной линии — имя, которое присваивается шине.

Закладка PCB

Эта закладка используется для установки опций, используемых при экспорте данных в PCB вид (печатная плата).

Чтобы выполнить установки необходимо:

1.В области Заземление выбрать Соединить аналоговую и цифровую

«земли», если необходимо сделать цифровую и аналоговую «земли» совместными при экспорте схемы в PCB вид.

2.В области Установки экспорта выбрать Единицы – мм, чтобы использовать их в процессе экспорта в PCB вид.

3.Ввести желаемое Количество слоёв платы. Когда это значение увеличивается, увеличивается число внутренних слоев и отображается в списке нижнего поля. Эти установки используются Ultiboard для определения установок по умолчанию для платы.

Закладка Отображение

Эта закладка позволяет добавлять пользовательские дополнительные слои, которые будут доступны в Multisim.

Настройка пользовательского интерфейса Настройки выполняются в окне Установки \ Модифицировать интерфейс.

Пользовательский интерфейс Multisim хорошо приспособлен к настройке. Отдельные настройки могут быть применены, когда различные типы листов становятся активны.

Например, панели инструментов и подвижные окна могут реконфигурироваться при перемещении со схемного листа на лист описания.

132

Инструментальные панели могут крепиться в разных местах и с разной ориентацией.

Содержание инструментальных панелей может приспосабливаться к вашим нуждам. Могут создаваться новые инструментальные панели. Система меню полностью настраиваема, включая все всплывающие меню для разных типов объектов.

► Для настройки интерфейса:

1.Выбрать Установки \ Модифицировать интерфейс.

2.Сделать изменения в следующих закладках:

•Команды;

•Панели;

•Клавиатура;

•Меню;

•Дополнительно.

Закладка Команды

Закладка используется для добавления команд в меню и на инструмен-

тальные панели.

►Для добавления команды в меню или на панель необходимо:

1.Перетащить ее из списка в выбранное меню или панель. Когда команда выбрана в списке команд, ее описание отображается в поле Описание.

2.Щелкнуть Закрыть, когда настройка закончена.

►Чтобы удалить команду из меню или с панели - щелкнуть правой клавишей «мышки» по ней и выбрать Удалить из всплывающего меню.

Закладка Клавиатура

Закладка используется для установки горячих клавиш клавиатуры. Для установки горячих клавиш необходимо:

1. Выбрать категорию из выпадающего списка и желаемую команду из выпадающего списка Команды. Если горячая клавиша уже назначена, она появится в поле Существующая комбинация.

2. Ввести при необходимости новую горячую клавишу в поле Выбор новой.

133

3. Щелкнуть Закрыть, когда настройка закончена.

Закладка Меню

Закладка Меню используется для модификации различных контекстночувствительных меню, появляющихся при щелчке правой клавишей «мышки» в разных местах Multisim.

Для отображения желаемого меню необходимо:

1.Выбрать желаемый набор меню из выпадающего списка Выбрать кон-

текстное меню.

2.Щелкнуть правой клавишей «мышки» по появившемуся меню и отредактировать, как требуется.

3.Выбрать требуемые эффекты меню, используя выпадающий список

Анимация и флажок Отбрасывание тени.

Закладка Дополнительно

Закладка используется для задания опций панелей и меню.

► Для задания опций меню и панелей установить или сбросить флажки, как требуется.

Панель разработки (Design Toolbox)

Панель разработки используется для управления различными элементами схемы и имеет следующие закладки.

Закладка Отображение (Visibility)

Закладка Отображение панели разработки позволяет выбрать, какие слои отображать на текущем листе рабочей области.

Слои ввода схемы- (Schematic Capture) в разделе Элементы маркировки отображают состояние следующих слоёв:

• RefDes — этот слой содержит Reference Designators (ссылочные указатели) для всех элементов рабочей области, например R1, U2A;

• Label and Value — этот слой содержит этикетки, введенные в диалоге свойств компонентов в поле Label закладки Label. Он также содержит значения компонентов, например 1 кОм;

134

•Attribute and Variant — этот слой содержит информацию об атрибутах, введенную в диалоговом окне свойств компонентов в поле Attributes закладки Label. Также слой включает статус различий - Variant Status;

•Net Name — этот слой содержит имена сетей;

•Pin Name — слой содержит имена выводов символов;

•Pin Name — слой содержит имена выводов цоколевки (footprint);

•Bus Entry Label — этот слой содержит надписи, которые появляются в точках, где соединения входят в шину, напримерLn 1.

Фиксированные слои в разделе Аннотации ( Annotations) отображают состояние следующих слоёв:

•ERC Error Mark — этот слой содержит маркеры, которые размещаются на схеме, чтобы обозначить места ошибок ERC;

•Static Probe — этот слой содержит статические измерительные пробники, которые могут быть размещены в схеме;

•Comment — этот слой содержит любые комментарии, которые находятся

врабочей области;

•Text/Graphics — слой содержит любые графические элементы, которые размещены в рабочей области.

► Чтобы спрятать слой, достаточно снять флажок слоя.

► Чтобы показать спрятанный слой, достаточно установить флажок слоя.

Закладка Структура (Hierarchy)

Закладка Структура содержит дерево, которое показывает файлы, открытые в процессе разработки (рис. 3).

Примечание. Изменение стандарта изображения одного символа компонента в схеме.

Пусть, например резистор R1 имеет стандарт изображения ANSI. Изменение стандарта для него на DIN выполняется следующим образом:

1. Выбрать в меню /Основные установки и в окне Установки на вкладке Компоненты в поле Стандарт отображения установить флажок DIN. Нажать

ОК;

135

2.Выделить компонент (резистор R1);

3.Вызвать окно свойств компонента либо двойным щелчком по нему, либо вызовом правой клавишей контекстного меню с выбором из списка пункта

Свойства. Открывается окно Свойства компонента;

Рис. 3

4.В окне свойств нажать клавишу Заменить. Появляется окно Выбор компонента, в поле Символ DIN которого отображён символ в стандарте DIN. Нажать ОК. Стандарт изменён;

5.При необходимости можно вернуть общую установку Стандарт отображения ANSI.

Методика выполнения работы

Задание 1. Ознакомление с интерфейсом Multisim и средствами задания требуемых установок.

Порядок выполнения задания

1.Создать в каталоге Студенты каталог САПР-практ-№ варианта. Номер варианта задаётся преподавателем.

2.Запустить программу Multisim и ознакомиться с её интерфейсом. 3.Открыть окно Установки и ознакомиться с перечнем изменяемых пара-

метров в закладках.

136

Задание 2. Выполнение глобальных и пользовательских настроек

Multisim.

1.В меню Открыть пример разработки открыть файл

Samples/ClassBPushPullAmp.ms10.

2.Ознакомиться с составом схемы усилителя. Изменяя параметры настроек, наблюдать изменения, происходящие в схеме.

3.Используя в меню функцию Файл/Сохранить как сохранить схему ClassBPushPullAmp.ms10 в каталоге САПР-практ-№ варианта в файле с име-

нем САПР-Усилитель-№вар. ms10.

4.Отредактировать сохранённую схему, заменив все символы компонентов стандарта ANSI на стандарт DIN.

5.Отредактированную схему представить преподавателю и сохранить в файле САПР-Усилитель-№вар. ms10.

6.Открыть в примерах разработки схему сумматора-вычитателя в файле samples\Educational Sample Circuits\Digital Circuits\AddSubtract.ms10.

Ознакомиться с возможностями использования интерактивных компонентов - переключателями J.

7.Отредактировать схему, заменив символы компонентов типа NOT, AND

иEOR стандарта ANSI на стандарт DIN.

8.Отредактированную схему представить преподавателю и сохранить в файле САПР-Слож-Выч-№вар. ms10.

Содержание отчёта

1.Отредактированная схема усилителя, сохранённая в файле САПР-

Усилитель-№вар. ms10.

2.Отредактированная схема сумматора – вычитателя, сохранённая в файле

САПР-Слож-Выч-№вар. ms10.