Bài 2: Xuất mạch in từ mạch nguyên lý với LAYOUT PLUS Các bạn chú ý rằng, khi các bạn mở một project, thực ra có 2 màn hình được mở ra. Nhưng ban đầu, chúng ta chỉ làm việc với màn hình SCHEMATIC, tức là màn hình để vẽ mạch nguyên lý. Màn hình thứ hai là màn hình dùng để quản lý các file trong project. Các bạn nên hiểu, việc xuất từ mạch nguyên lý ra mạch in, cũng giống như việc bạn lập trình. Sau khi viết chương trình bằng ngôn ngữ trực quan sinh động và gợi nhớ, các bạn sẽ dùng các chương trình dịch để dịch ra file .exe để chạy, hoặc dịch ra file .hex để nạp cho PIC. Vậy thì ORCAD cũng vậy, ban đầu các bạn dùng màn hình trực quan sinh động để vẽ các mạch nguyên lý, ORCAD sẽ hỗ trợ các bạn dịch file mạch nguyên lý sang mạch in. Việc xuất ra các file này hoàn toàn được thao tác ở cấp độ file. Các bạn chọn Window, và chọn màn hình quản lý file như hình sau. Trong project này, tôi đặt tên project là DEV_220505. Vì vậy, các bạn chọn màn hình DEV_220505.

Màn hình quản lý file sẽ như sau:

Các bạn xổ các nhánh cây quản lý file ra, các bạn sẽ thấy trong project dev_220505 có 2 cây chính. Cây thứ nhất là cây SCHEMATIC, cây thứ 2 là cây Design Cache. Cây thứ nhất quản lý các bản vẽ, của các bạn. Khi các bạn vẽ các mạch lớn, các bạn sẽ cần phải vẽ nhiều bản vẽ, ở đây chúng ta chỉ có một bản vẽ, do đó chúng ta chỉ có một file PAGE1 (tên này được đặt tự động bởi ORCAD, các bạn không cần quan tâm). Cây thứ hai là cây Design Cache, trong đó mô tả tất cả các linh kiện mà các bạn sử dụng trong mạch nguyên lý. Đối với 2 cây này, các bạn cũng không cần quan tâm nhiều lắm. Khi các bạn hoàn thành xong khóa học cơ bản này, các bạn có thể đọc thêm hướng dẫn và các tài liệu hướng dẫn chuyên sâu hơn để biết các thao tác với các nhánh cây còn lại. ORCAD là một công cụ rất mạnh, để thực hiện một project điện tử hoàn thiện, vì vậy, nó cung cấp thêm các nhánh cây Library, Outputs, Referenced Projects… Nhưng ở đây, chúng ta chưa cần quan tâm đến các nhánh này. Cuối cùng, các bạn hãy chỉ chuột vào dev_220505 và nhấp vào đó, để cho nó được đánh dấu sáng màu xanh như trên hình. Khi chúng ta chỉ vào và chọn gốc dev_220505 này, mọi thao tác biên dịch sẽ được thực hiện với gốc dev_220505 này. Nếu bạn chỉ vào vị trí khác, bạn sẽ không thể dịch được.

Việc đầu tiên, các bạn cần tạo ra file chú thích cho mạch in, vậy các bạn chọn Tools >> Annotate.

Một bảng lớn sẽ hiện ra, các bạn chỉ cần bấm OK, vì chúng ta sẽ sử dụng chế độ mặc định này.

Sau đó, một thông báo rằng chúng ta sẽ lưu các chú thích này vào trong project của chúng ta, vậy bấm OK lần nữa là xong.

Tiếp theo, các bạn cần phải kiểm tra xem các thiết kế của mình đã đúng chưa, để khi xuất ra mạch in, sẽ không có các lỗi mạch mà mình rất khó phát hiện, chẳng hạn như hai chân linh kiện trùng nhau, mình vẽ 2 linh kiện cùng tên… Chọn Tools >> Design Rules Check sẽ giúp bạn làm việc này.

Một thông báo hiện ra, bạn chỉ cần bấm OK là xong, cũng như trường hợp trên.

Lại một thông báo nữa hiện ra, bạn thấy rằng thông báo này báo rằng có một vài lỗi trong mạch nguyên lý của chúng ta. Vậy chúng ta bấm Yes để xem các lỗi đó là gì?

Thí dụ, lỗi được in đậm, đó là không có linh kiện nào có tên là Thạch Anh trong thư viện, và nó đặt câu hỏi với chúng ta.

Lỗi thứ hai, đó là có linh kiện trùng tên C3

Vậy chúng ta hãy bấm X để tắt màn hình LOG ON thông báo các lỗi, màn hình chúng ta sẽ hiện ra như ở trên. Chúng ta sẽ chuyển lại màn hình mạch nguyên lý để sửa các lỗi có trong thông báo.

Đầu tiên, chúng ta sửa lỗi tên linh kiện không có tên ThachAnh, nó chỉ có tên CRYSTAL. Thực ra, ban đầu tôi cố tình sửa tên linh kiện này lại, để đưa vào tài liệu hướng dẫn, sẽ thuận tiện hơn cho sinh viên mới học điện tử. Do vậy lỗi sai này xuất hiện, vậy chúng ta click đúp vào chữ ThachAnh và sửa nó thành CRYSTAL.

Ở các vị trí lỗi linh kiện, và lỗi nguồn điện, sẽ có các dấu màu xanh tròn như trên hình. Chúng ta sẽ thấy rằng, chúng ta đã đặt tên trùng giữa 2 linh kiện trên. Điều này rất dễ xảy ra khi các bạn copy các module được thiết kế sẵn từ các mạch khác để dán vào mạch này. Một lưu ý rằng nếu các bạn thích thiết kế các dạng module để sau này có thể cắt dán, thì tốt hơn các bạn nên đặt các chỉ số của linh kiện lớn, để khi tạo ra các linh kiện mới trên mạch nguyên lý mới, sẽ không có sự trùng lặp tên. Ở đây, tôi đặt C3, nên có khả năng bị trùng tên. Nếu tôi đặt C300 thì rất khó có chuyện trùng, vì một mạch điện tạo ra, chẳng khi nào có tới 300 cái tụ điện. Đơn giản, các bạn chỉ cần thay tên C3 thành C4, hoặc C100 chẳng hạn, thế là xong.

Ở đây, tôi sửa tên thành C4.

Chúng ta lại quay lại màn hình file, và thực hiện động tác Design Rules Check như lúc nãy. Kết quả chúng ta vẫn có lỗi sai. Lỗi này là lỗi chân OUT của U3 lại bị nối với nguồn điện, trong khi ngõ output thường phải nối với linh kiện khác.

Các bạn thấy đó, cái dấu chấm xanh lá cây trên hình 78L05, được nối vào nguồn 5V, 500mA. Thực ra, chúng ta gắn một cái nhãn nguồn ở đây, chẳng qua là để chỉ từ điểm này, sẽ là nguồn để nuôi mạch chạy PIC. Vì vậy, lỗi này chúng ta bỏ qua, và không cần quan tâm tới. Như vậy, qua phần này, các bạn đã biết cách kiểm lỗi và sửa lỗi trên mạch nguyên lý với Capture/ORCAD. Các bạn cũng nhớ một điều rằng, không nhất thiết phải sửa tất cả các lỗi, điều quan trọng nhất khi xuất ra mạch in là, linh kiện bạn sử dụng có số chân giống linh kiện thật, và thứ tự các chân giống linh kiện thật. Bởi vì khi xuất ra mạch in, nó chỉ quan tâm đến số chân linh kiện, và cách bố trí các chân đó. Ví dụ cụ thể, để tạo một diode trên mạch in, bạn hoàn toàn có thể vẽ trên mạch nguyên lý là một điện trở. Sau khi bạn xuất ra mạch in, thì điện trở hay diode gì, thực ra cũng chỉ là hai lỗ chân. Đến lúc đó, bạn cắm diode vào chẳng ai nói gì được bạn. Tuy nhiên, nếu bạn vẽ một transistor, nhưng thứ tự chân 1,2,3 và vị trí trương ứng e,c,b của transistor thật và transistor trên mạch nguyên lý không giống nhau, thì đến lúc xuất ra mạch in, có thể bạn sẽ bị tréo chân. Do vậy, hãy vẽ mạch nguyên lý càng giống với thực tế càng tốt, linh kiện nào có thể tìm được trong orcad thì sử dụng đúng linh kiện đó trong mạch nguyên lý. Linh kiện nào không tìm được, thì lấy một linh kiện có số chân tương ứng và có thứ tự chân tương ứng để thay thế.

Sau cùng, các bạn làm động tác tạo ra mạch in. Đối với ORCAD, một mạch in chính là một file chứa toạ độ của các linh kiện, và đường nối từ các chân linh kiện với nhau. Đường nối chân linh kiện này, với chân linh kiện khác. Các đường nối chung được gọi là một Net, chính vì vậy, việc xuất ra file để chạy mạch in, được gọi là Creat Netlist (tạo ra danh sách các Net). Lưu ý rằng, các bạn phải luôn click vào gốc dev_220505 thì mới thực hiện được các lệnh Annotate, Check Rules và Creat Netlist. Nếu không sẽ không làm được.

Các bạn sẽ thấy một bảng hiện ra như sau, các bạn chọn Tab Layout để xuất ra file .MNL dùng cho Layout Plus. Layout Plus là phần mềm dùng để vẽ mạch in. Các bạn chọn như sau:

Các bạn chọn Options: Run ECO to Layout, User Properties are in inches. Bởi vì các mạch điện đều có khoảng cách chân theo inches. Các bạn nhấn OK là được, vì file tạo ra đã được chỉ đến thư mục hiện hành của bạn, và tên file cũng được tự động đặt theo tên project của bạn. Như vậy, đến bước này, các bạn đã hoàn thành xong việc xuất ra file .MNL dùng cho Layout Plus. Các bạn có thể tắt Capture, và mở Layout Plust lên. Tuy vậy, theo kinh nghiệm làm việc của tôi, vì chúng ta có quá nhiều linh kiện trên mạch, rồi các chân, chúng ta còn cần tham khảo khi cần thiết đến mạch nguyên lý, vì vậy, các bạn cứ để Capture chạy, và mở Layout plus lên.

Chúng ta tạm thời kết thúc phần 2 của tutorial ở đây, vì các bạn đã biết cách để xuất ra file mạch in từ Capture. Phần sau, chúng ta sẽ học cách làm thế nào để vẽ mạch in với Layout Plus, và các thao tác hiệu chỉnh mạch cho đúng với yêu cầu thiết kế của chúng ta.