第3章PADS Logic元件库管理 设计电路原理图时，先从添加元件开始，PADS提供了一些常用元件的封装供用户使用。具体应用设计中，涉及各种元件，软件提供的库不能涵盖所有器件封装。每一个PCB软件对元件库的管理有所不同，PADS的库管理包含： 线、逻辑、元件、封装。PADS Logic在元件建库上需要先建立元件逻辑符号，再配置元件电参数，这才算建立一个元件的Logic封装。 3.1PADS Logic元件库的结构 在PADS设计软件中，一个完整的元件由两部分组成： 电路Logic符号和PCB Decal实际封装。例如电阻，原理图上的电阻符号看上去都是一样的，而把网表导入PCB软件后，电阻可能是表贴元件，也可能是通孔元件。再如，电容和电阻在原理图的符号是完全不同的，但是在PCB软件中却可能是一样的0603的封装。下面用一个图例来理解一下PADS元件库的概念，如图3.1所示。 图3.1元件库结构 用户将元件添加到原理图前，元件必须是一个已经存在的元件类型Part。元件类型由图3.1所示的多种元素组成： Logic Decals(逻辑符号)，表示元件的逻辑功能； PCB Decals(PCB封装)，表示元件的实际封装大小； Line Items，电气特性，如引脚号和门的分配等。 3.1.1创建元件库 (1) 打开“文件”菜单，选择“库”命令，如图3.2所示，弹出“库管理器”对话框，如图3.3所示。 图3.2选择“库”命令 图3.3“库管理器浏览所有库”窗口 (2) 单击“新建库”按钮(如图3.3所示)，在弹出的“新建库”对话框的“文件名”文本框中输入新元件库的名称，如mylib，然后单击“保存”按钮，如图3.4所示。 提示： PADS 9.5的元件库路径是D:＼MentorGraphics＼9.5PADS＼SDD_HOME＼ Libraries。 3.1.2编辑元件库列表 在“库管理器”对话框中单击“管理库列表”按钮，弹出“库列表”对话框。在“库列表”对话框中，选中刚刚创建的mylib库后，单击“上”命令，将mylib移至顶端，如图3.5所示。 提示： 导入网络表时，PADS软件会优先从位于顶端的元件库中提取元件。共享、允许搜索、与PADS Layout同步，这三项须同时勾选。 图3.4“新建库”对话框 图3.5将mylib移至顶端 另外，用户可以加载之前已有的元件库。在“库列表”对话框中，单击“添加”按钮，如图3.6所示。在“添加库”对话框中，选中已有的元件库，如amd.pt9后，单击“打开”按钮，如图3.7所示，就可以加载amd.pt9元件库。 图3.6“库列表”对话框 图3.7“添加库”对话框 3.2创建元件封装 下面以BAV99和PT4101元件为例，介绍创建元件封装的方法。 3.2.1绘制BAV99 CAE封装 BAV99的封装图如图3.8所示。具体步骤如下。 (1) 打开“工具”菜单，选择“元件编辑器”命令，进入元件编辑器界面，如图3.9所示。 图3.8BAV99封装图 图3.9元件编辑器界面 (2) 在元件编辑器内，打开“文件”菜单，选择“新建”命令，如图3.10所示，弹出“选择编辑项目的类型”对话框，选中“CAE封装”单选按钮，如图3.11所示。 (3) 单击“确定”按钮，弹出SCH封装编辑窗口，单击图标（如图3.12所示），显示“封装编辑”工具栏，如图3.13所示。 (4) 进入CAE封装编辑器，如图3.14所示。 图3.14显示了几个字符和原点标志，其含义如下： REF： 参考编号。 PART_TYRE： 元器件类型(Part Type)。 *Free Label 1： 元器件类型的第1个属性。 图3.10选择“新建”命令 图3.11“选择编辑项目的类型”对话框 图3.12单击“封装编辑”图标 图3.13“封装编辑”工具栏 *Free Label 2： 元器件类型的第2个属性。 (5) 从“封装编辑”工具栏中单击创建2D线图标。右击，弹出如图3.15所示的菜单，选择“多边形”命令，设置要绘制的2D线为多边形。菜单中的部分命令解释如下。 图3.14CAE封装编辑器界面 图3.15选择“多边形”命令 宽度： 设置2D线的宽度，一般采用默认设置。 多边形： 用2D线绘制一个封闭的多边形，多边形可以被填充。 圆形： 用2D线绘制一个圆形。 矩形： 用2D线绘制一个矩形，可以被填充。 路径： 用2D线绘制一个线段，也可以绘制一个多边形，但是多边形不能被填充。 补充说明： 在选择2D线绘图时，可通过右击，在弹出快捷菜单中选择其中的命令来绘制不同形状的图形。菜单中主要包含了添加拐角、删除拐角、添加圆角等功能。 在绘图状态下输入无模命令——输入gd100，按Enter键，设置显示栅格大小为100，如图3.16所示(默认情况下，设计栅格为100)。 图3.16栅格设置 提示： 栅格的大小根据显示栅格成一定比例设置，目的是为了画图方便美观。 (6) 绘制一个三角形，如图3.17所示。绘制完，选中三角形，右击，在弹出的快捷菜单中选择“特性”命令，如图3.18所示，或者双击绘制好的三角形。 图3.17绘制一个三角形 图3.18选择“特性”命令 弹出“绘图特性”对话框，选中“已填充”复选框，如图3.19所示，然后单击“确定”按钮，将该三角形填充成实心，如图3.20所示。 图3.19“绘图特性”对话框 图3.20填充后的三角形 (7) 选择2D线为“路径”，画一条直线，将直线与三角形同时选中，右击，在弹出的快捷菜单中选择“合并”命令，如图3.21所示。 图3.21选择“合并”命令 (8) 选择合并后的图形，右击，在弹出的快捷菜单中选择“复制”命令，然后再用同样的方法选择“Y镜像”命令，如图3.22所示，得到的图形如图3.23所示。 图3.22选择“Y镜像”命令 图3.23复制并Y镜像后的图形 (9) 选择2D线的类型为“矩形”，绘制矩形外框，再选择“路径”添加直线完成BAV99图形的制作，如图3.24所示。 图3.24BAV99图形 (10) 至此，CAE封装并没有完成，还要为元件添加引脚(PIN)。从“封装编辑”工具栏中单击“添加端点”图标，弹出如图3.25所示的“引脚封装浏览”对话框。 从中选择PIN引脚封装(也可以选择PINSHORT引脚封装)，单击“确定”按钮。端点将跟随着光标悬浮移动，移动过程可右击，在弹出的快捷菜单中选择“X镜像”“Y镜像”或“90度旋转”等操作，如图3.26所示。摆放引脚，引脚编号要与PCB中的封装一致。摆放完引脚的BAV99的CAE封装如图3.27所示。 建立完元件CAE封装后，单击“保存”按钮，在出现“将CAE封装保存到库中”的对话框中，把CAE封装名称写为BAV99，如图3.28所示。 图3.25引脚选择 图3.26位置操作菜单 图3.27BAV99的CAE封装 图3.28“将CAE封装保存到库中”对话框 完成CAE封装后，需要对其进行分配PCB封装、建立CAE引脚与PCB引脚对应关系。 总结： 元件CAE封装是由2D线+端点+文本(可选)组成。 2D线： 用于画CAE封装的逻辑图形，由多边形、圆形、矩形和路径这四种类型的2D线构成。 端点： 用于添加引脚，引脚的类型在“引脚封装浏览”中选择。 文本： 文本增加是可选操作，根据需要进行必要文本添加。 3.2.2创建BAV99元件类型 (1) 在图3.11中，选择“元件类型”后单击“确定”按钮，或者在文件界面的“工具”菜单中选择“元件编辑器”命令，如图3.29所示。 图3.29两种选择元件类型操作 (2) 在元件类型编辑界面中，打开“编辑”菜单，选择“元件类型编辑器”命令，如图3.30所示，弹出“元件的元件信息”对话框，如图3.31所示。在“元件的元件信息”对话框中，包括7个选项卡，分别是“常规”“PCB封装”“门”“引脚”“属性”“连接器”和“引脚映射”。 图3.30元件类型编辑器 图3.31“元件的元件信息”对话框注： 现行国标为“引脚”，但本图软件截图中保留为“管脚”，特此说明。 (3) 在“常规”选项卡中，“逻辑系列”用来选择相应的元件前缀。例如，电容用“C”作为参考前缀，电阻用“R”作为参考前缀。本例子按默认设计，选择“UND”系列，前缀为“U”。 用户也可以单击“系列”按钮，添加新的逻辑族类型，单击“系列”按钮后，系统会弹出如图3.32所示的对话框。 图3.32“逻辑系列”对话框 在“前缀列表”编辑框中可以输入查询的前缀。键入“？”前缀表示用户想查找任意字符，以便编辑前缀列表中的元件。通过元件前缀搜索，可以允许编辑一个元件。 (4) “PCB封装”选项卡是分配PCB封装，具体操作如下。 ① 在“筛选条件”文本框输入“SOT*”； 在“引脚数”文本框输入“3”，单击“应用”按钮。 ② 在“未分配的封装”列表中列出符合筛选条件的封装，选择SOT23封装。单击“分配”按钮。 SOT23封装已添加到“已分配的封装”列表。完成后如图3.33所示。 图3.33分配PCB封装 提示： “*”代表任意个字符的通配符，也可以使用“？”代表单个字符的通配，还可以在搜索中两个通配符并用，如输入“S*T?”进行搜索。 (5) “门”选项卡，用于设置门封装，即CAE封装，界面如图3.34所示。具体操作如下。 ① 单击“添加”按钮后如图3.35所示。 ② 双击图3.35中的“CAE封装1”栏。双击后“CAE封装1”栏变成，然后单击按钮，如图3.36所示。 ③ 弹出如图3.37所示的对话框，将之前建立好的CAE封装BAV99分配到“已分配的封装”栏里，单击“确定”按钮，分配完成后的界面如图3.38所示。这时已将CAE封装分配完毕。 (6) “引脚”选项卡用于将CAE封装的引脚和PCB封装引脚建立对应关系，具体操作步骤如图3.39~图3.41所示建立引脚对应。 图3.34“门”选项卡 图3.35添加门 图3.36双击“CAE封装1”列表框 图3.37为元件的门A分配封装 图3.38CAE封装分配完成 图3.39引脚组编辑 图3.40引脚组选择“门A” 图3.41引脚封装完成 (7) “属性”选项卡用于设置元件类型的制造商、价格等说明信息。单击左下角“添加”按钮，然后编辑元件的“属性”和“值”，如图3.42所示。 图3.42“属性”选项卡 单击“浏览库属性”按钮，添加元件“属性”和“值”，如图3.43所示。完成后如图3.44所示。 图3.43“浏览库属性”对话框 图3.44元件属性添加完成 (8) “连接器”选项卡用于设置连接器的各引脚的类型。只有在“常规”选项卡选中“连接器”选项时才会被激活，本例不需要设置。 (9) “引脚映射”选项卡只有在“常规”选项卡选中“定义元件类型引脚编号到PCB封装的映射”选项的时候才会被激活。本例不需要设置。 (10) 检查元件。单击“元件的元件信息”对话框左下角的“检查元件”按钮，如果元件信息有误，就会弹出含有错误信息的记事本，如图3.45所示； 如果没有错误就会弹出如图3.46所示的记事本。 图3.45含有错误信息的记事本 图3.46没有错误信息的记事本 完成“元件的元件信息”设置后，单击“确定”按钮，完成元件的编辑，如图3.47所示。 (11) 保存元件名为BAV99，如图3.48所示。 图3.47BAV99元件 图3.48保存封装 3.2.3创建芯片类的CAE封装 下面以芯片PT4101为例，介绍怎样创建芯片类的元件封装。芯片PT4101的封装图如图3.49所示。 参考前面的步骤，选择2D线绘制芯片的矩形外框图，绘制完成后从“封装编辑”工具栏中单击添加端点图标，弹出如图3.50所示的“引脚封装浏览”对话框，选择PINSHORT类型引脚，该类型引脚较PIN类型引脚短。 图3.49PT4101封装图 图3.50“引脚封装浏览”对话框 当引脚数量需要添加较多时，可采用分步和重复功能快速添加多个引脚。将第一个引脚摆放好后右击，在弹出的快捷菜单中选择“分步和重复”命令，如图3.51所示。弹出“分步和重复”对话框，如图3.52所示。 图3.51选择“分步和重复”命令 图3.52“分步和重复”对话框 在弹出对话框的“方向”栏中可以选择重复添加引脚的方向(上、下、左和右)，可在引脚“数量”文本框中输入要自动重复产生的引脚数目，如2； 在“距离”文本框中可设置自动重复添加的引脚间的距离，如200。在图3.52中，单击“预览”按钮将看到操作效果，如图3.53所示。 图3.53放置前3个引脚 注意： 引脚要放在100的栅格线上。 在放置第4个引脚时，单击添加端点图标，在“引脚封装浏览”中选择PINSHORT，确定后右击，在弹出的快捷菜单中选择“X镜像”命令，放在右下方引脚处完成第4个引脚的添加，如图3.54所示。 图3.54选择“X镜像”命令 如图3.55所示，完成第5个引脚添加后，可以按照上面重复添加引脚的步骤进行，或者手动添加引脚，右击添加完所有引脚。 图3.55放置第5个引脚 添加完成后如图3.56所示。 图3.56添加完引脚 添加完引脚后将CAE封装保存为PT4101，如图3.57所示。 图3.57将CAE封装保存到库中 3.2.4利用向导创建CAE封装 如果CAE封装外形是方形的，可采用CAE封装向导创建CAE封装。单击图标，如图3.58所示。进入“CAE封装向导”对话框，如图3.59所示。 图3.58“CAE封装向导”图标 图3.59“CAE封装向导”对话框 参照图3.60的设置，建立芯片PT4101的CAE封装。单击“确定”按钮，芯片PT4101的CAE封装创建完成。 图3.60设置封装参数 注意： 图3.61右边框选的引脚顺序是顺时针排列。建议CAE封装的引脚顺序与PCB实物引脚顺序(逆时针)对应。 图3.61PT4101的CAE封装 修改引脚顺序可采用手工调整，也可以先选中引脚4，单击工具栏的“更改序号”，如图3.62所示。弹出对话框，输入新的引脚序号6，然后单击“确定”按钮，如图3.63所示。 图3.62单击“更改序号”图标 图3.63输入新的引脚序号 右边引脚的顺序改变为逆时针排列，如图3.64所示。 图3.64调整完引脚后的CAE封装 单击“保存”按钮，输入CAE封装名称“PT4101”，单击“确定”按钮，完成CAE封装的保存，如图3.65所示。 图3.65将CAE封装保存到库中 3.2.5创建PT4101元件类型 参照上述建立BAV99元件类型的步骤，打开“元件的元件信息”对话框进行编辑。在“常规”选项卡中按默认设计，其他设置操作如图3.66~图3.70所示。 图3.66“常规”选项卡按默认设置 对引脚分配有以下两种方法。 （1） 第一种方法： 直接在选项卡中逐项编辑，操作如建立BAV99元件所述，适用于元件引脚数量少的情况。 （2） 第二种方法： 建立如图3.71所示的一个Excel表格，输入表中内容(其内容是根据DataSheet制作的)，然后复制图3.71中Excel表框选的内容到图3.70。或者单击图3.70中“导入CSV”按钮，将Excel表中的内容导入。成功导入后如图3.72所示。 提示： 在Excel表中，“引脚组”一列要写“门A”不能写“门A”，名称中不能有空格，否则会报错。 图3.73为“属性”选项卡。 至此，芯片PT4101封装建立完成，见图3.74。 图3.67分配PCB封装 图3.68分配CAE封装 图3.69“门”添加 图3.70引脚分配 图3.71建立Excel表格并编辑 图3.72成功导入后的“引脚”选项卡 图3.73“属性”选项卡 图3.74芯片PT4101封装建立完成 本章小结 本章主要介绍了PADS Logic元件库的创建过程和常用元件的建库步骤，通过本章的学习，读者应该学会举一反三，掌握不同元件的建库方法。