Проектирование микроконтроллерных устройств

 

Рисунок-11. Изменим значение свойства Implementation Dbreak на DbreakX.

 

      Модели  с более высоким числом параметров  ближе к реальным устройствам.  Поэтому результаты моделирования  более точны, когда используются модели высокого уровня. Использование имитационных моделей низкого уровня минимизирует время моделирования.

  

Для создания новой модели:

1. Запустим Model Editor.

2. Для создания  новой библиотеки в меню File выберем New.

3. В меню Model выберем New.

4. В диалоговом  окне New определим название новой модели как OPA_LOCAL (рис. 12).

Рисунок-12. Диалоговое оrно New

 

 

5. Выберем опцию  Use Templates.

6. Для определения  типа устройства выберем Operational Amplifier из списка From Model.

7. Определим тип  OPAMP, который будет создан. В этом  примере выберем опции для создания биполярного операционного усилителя с внутренней компенсацией с входом PNP.

8. Нажмем OK. Откроются окна Simulation Parameters и Model Text. В Models List появятся три модели OPA_LOCAL_1, OPA_LOCAL_2 и OPA_LOCAL_3 (рис. 13).

 

Рисунок-13. Диалоговое окна Simulation Parameters и Model Text

 

 

 

 

 

Выберем модель OPA_LOCAL_3 и отредактируем величины параметров моделирования, перечисленные в  таблице 5. В этой таблице параметры  моделирования представлены наряду с новыми значениями. Для других параметров моделирования, не внесенных в таблицу, примем значения по умолчанию.

 

Таблица 4. Изменяемые параметры модели

 

 

Рисунок-14. Диалоговое окна Simulation Parameters и Model Text

 

Чтобы величины, введенные  в рамку Simulation Parameters, гарантированно записывались поверх значения параметров моделирования по умолчанию, проверьте наличие флажка Editable для всех свойств моделирования. Выбор флажка Editable гарантирует, что значение параметра моделирования введенное пользователями:

 

После создания доступных  для редактирования параметров моделирования  сохраним модель. Определим название библиотеки как LOCAL_LIB.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Урок 3

 

Цель третьего урока  — рассказать о добавлении информации Smoke к моделям и начать знакомство с созданием условных графических обозначений символов компонентов.

 

Обработка информации Smoke, используя Model Editor

 

Можно использовать Model Editor для добавления информации Smoke [5] к устройствам, поддерживаемым Model Editor. Это возможно, только если на компьютере установлена программа PSpice Advanced Analysis.

 

Используя Model Editor, можно:

• Добавлять информацию Smoke к моделям PSpice.

• Создавать модели PSpice, основанные на шаблоне с информацией Smoke.

• Редактировать  информацию Smoke для устройств, поддерживаемых Model Editor.

 

Добавление информации Smoke к моделям PSpice позволяет использовать модели для выполнения Advanced Analysis Smoke. Используя Model Editor, можно добавить информацию Smoke только к устройствам, поддерживаемым Model Editor.

 

Для моделей на основе шаблона информация Smoke присутствует по умолчанию на вкладке Smoke Parameters (рис. 15). Можно редактировать эту информацию, используя Model Editor. Для добавления информации Smoke к модели не на основе шаблона необходимо выполнить следующие шаги.

 

Рисунок-15. Диалоговое окно программы Model Editor для моделей на основе шаблона

1. В окне Models List выберем модель, для которой должна быть добавлена информация Smoke. Если модель, которую необходимо отредактировать, имеет несколько вариантов выполнения, необходимо сначала выбрать выполнение, для которого должны быть сделаны изменения.

2. В меню Model выберем Add Smoke. Откроется диалоговое окно Add Smoke, если модель использует описание .SUBCKT.

3. В диалоговом  окне Add Smoke определим тип устройства.

4. Нажмем OK. Наряду  с окном Model Text, которое отображает описание модели в текстовом формате, появятся вкладки Test Node Mapping и Раrameters Smoke.

5. На вкладке  Test Node Mapping введем название порта, которое отображается для каждого узла. Для моделей PSpice с описанием .SUBCKT названия узла определяются портами в описании подсхемы.

6. Введем максимальные  рабочие величины для параметров на вкладке Smoke Parameters.

7. Сохраним модель. При сохранении модели файлы  .LIB и .PRP обновляются.

  

Когда используется Model Editor для создания модели PSpice, основанной на характеристиках устройства, информация Smoke по умолчанию не доступна. После того как добавляется информация Smoke, создается новый файл LIB_NAME.PRP.

 

Создание  модели PSpice на основе шаблона с информацией Smoke

 

Шаги для создания модели на основе шаблона с информацией  Smoke — точно такие же, как шаги для создания имитационной модели, основанной на характеристиках устройства.

 

Если на компьютере инсталлирована программа Advanced Analysis, позиция Smoke появится по умолчанию и не потребуется выбирать Add Smoke в меню Model.

 

  Откроем модель с информацией Smoke в Model Editor. Можно изменить максимальные рабочие значения для различных параметров Smoke на вкладке Smoke Parameters. Для моделей, основанных на характеристиках устройства, можно также изменить порт к узлу, отображающемуся в окне Test Node Mapping. Сохраняя модель, обновим файл .PRP с самой последней информацией.

 

Пример. Добавление информации Smoke к модели диода D1

  

В этом примере будем  применять Model Editor для добавления информации Smoke к модели диода D1, используемой в проекте однополупериодного выпрямителя, который был описан в примере «Создание модели PSpice, основанной на характеристиках устройства».

  

Для добавления информации Smoke выполним следующие шаги:

 

1. В меню Model выберем Add Smoke. Появятся вкладки Test Node Mapping и Smoke Parameters.

  

Замечание: команда Add Smoke разрешается, только если инсталлирована программа Advanced Analysis.

 

2. Используя вкладку  Test Node Mapping, добавим информацию из таблицы 4. Можно получить название порта, открывая символ в Capture.

 

 

 

 

Таблица 5. Информация, добавляемая на вкладке Test Node Mapping для диода

 

• Выберем компонент в редакторе схем Capture.
• В меню Edit выберем Part.
• Отобразится символ компонента. Дважды щелкнем по выводу.
• Отобразится поле Name в диалоговом окне Pin Properties (рис. 13).

 

Рисунок-16. Диалоговое окно Pin Properties

3. Используя вкладку  Smoke Parameters, добавим информацию Smoke из таблицы 5. Информация Smoke доступна в справочных данных изготовителя устройства.

 

Таблица 6. Информация Smoke для диода

 

 

4. Для сохранения  изменений модели диода выберем Save в меню File. После добавления информации Smoke можно использовать анализ Smoke для схемы выпрямителя.

 

Рисунок-17. Диалоговое окно Model Editor [Test Node Mapping] – [Smoke Parameters]

 

Добавление информации Smoke к модели операционного усилителя OPA_LOCAL

 

В этом примере добавим  информацию Smoke к модели ОУ, созданного с помощью Model Editor. Можно использовать Model Editor для добавления и редактирования информации Smoke.

1. Откроем Model Editor.

2. Откроем библиотеку LOCAL_LIB.

3. Выберем OPA_LOCAL _3. Помимо вкладок Simulation Parameters и Model Text отобразится вкладка Smoke.

4. Выберем вкладку  Smoke. Отобразятся вкладки Test Node Mapping и Smoke Parameters. Используя вкладку Smoke Parameters, введем максимальные рабочие условия для ОУ, показанные в таблице 6.

 

Таблица 7. Информация Smoke для ОУ

Рисунок-18. Диалоговое окно для введение максимальные рабочие условия для ОУ

5. Сохраним модель. В файл LOCAL_LIB.PRP будет записана введенная нами информация Smoke. Параметры Smoke, добавленные в этом примере, действительны для всех уровней. Даже если из библиотеки LOCAL_LIB удаляется OPA_LOCAL _3, LOCAL_LIB.PRP не будет удален, потому что он содержит информацию Smoke для OPA_LOCAL _1 и OPA_LOCAL _2.

 

Пример  создания УГО в диалоговом режиме

 

В этом разделе используем Model Import Wizard для создания модели, сохраняемой в личной библиотеке пользователя MYLIB. Эта библиотека состоит из четырех имитационных моделей: LM339 — модель подсхемы компаратора напряжения, INA105E — модель операционного усилителя плюс прецизионный резистор, LF442A/NS — модель операционного усилителя, построенного на полевых транзисторах JFET, и mybjt — модель биполярного транзистора.

 

1. Для запуска Model Import Wizard в меню File в Model Editor выберем Model Import Wizard [Capture].

2. На странице  мастера Specify Library определим путь к MYLIB.LIB (рис. 16).

 

Рисунок-19. Диалоговое окно Model Import Wizard

 

3. Определим название  библиотеки символов, в которой должны быть сохранены УГО, сгенерированные Model Import Wizard. Можно либо определить название существующего файла .olb, либо создать новый.

 

   – Название  и местоположение библиотек символов заполняются по умолчанию. Для текущего примера примите название по умолчанию mylib.olb и нажмите Next (Далее).

   – Название  символа, присоединенное к модели  mybjt, внесено в список в столбец

Symbol Name, рядом можно наблюдать форму символа (рис. 17).

 

Рисунок-20. Диалоговое окно Associate/Replase Symbol

 

4. Теперь выполним  один из следующих шагов:

• Закроем мастер, не присоединяя символы остальных трех моделей в библиотеке mylib.lib.
• Закроем мастер, после того как Model Import Wizard присоединит прямоугольные символы к остальным моделям в mylib.lib.
• Используем Model Import Wizard для выбора и присоединения существующей формы символа к одной или ко всем моделям в mylib.lib.

 

Теперь будем  использовать Model Import Wizard для присоединения существующих определенных пользователем символов к модели LF442A/NS. LF442A — маломощный двойной операционный усилитель, загруженный с сайта компании National Semiconductor. Загрузим символ из библиотеки opamp.olb, которая содержит символы для различных типов ОУ.

 

1. На странице Associate/Replace Model Import Wizard выберем LF442A/NS и нажмем Associate Symbol.

2. На странице  мастера Select Matching определим название и местоположение opamp.olb. Все символы, которые подходят к описанию модели, перечислены в списке Matching Symbols.

3. В списке Matching symbols выберем LM158 и нажмем Next.

4. До запуска  отображения выводов модели для обозначения выводов символа нажмем кнопку View Model Text. В другом окне появится описание модели LF442A/NS (рис. 18).

 

Рисунок-21. Описание модели LF44A/NS

5. Отобразим выводы  модели и названия выводов символа (табл. 8).

 

 

6. Для присоединения  символа к LF442A/NS нажмем кнопку Save Symbol. Название символа, присоединенного к модели, появится в списке Symbol Name. Точно так же можно присоединить модели для других двух символов.

 

 

Создание пользовательских установок УГО для автоматической генерации УГО

 

Создадим библиотеку символов с пользовательскими УГО. Убедимся, что название этих УГО соответствует типам устройств, показанным в таблицах 16 и 17.

 

Таблица 9. Название стандартных пользовательских символов моделей PSpice

 

 

Таблица 10. Названия символов для моделей на основе шаблона

 

 

Для применения пользовательских УГО:

1. В программе  Model Editor, в которой открыта библиотека, в диалоговом окне Options выберем Part Creation Setup и разрешим автоматическое создание УГО.

2. В рамке Base Parts On введем название существующей библиотеки УГО (*.OLB), которое содержит пользовательский компонент.

3. Нажмем OK.

 

 

 

Урок №4

Цель четвертого урока — закончить знакомство читателя с созданием условных графических обозначений (символов) компонентов.

 

Редактирование графических символов УГО

 

Если условное графическое  обозначение (УГО) создано с помощью Model Editor, то нужно объяснить несколько важных вещей, которые необходимо помнить при его редактировании. Размещая УГО на странице схемы, схематический редактор страницы использует сетку в качестве контрольных точек для различных действий редактирования. Концы выводов УГО позиционированы в узлах сетки

 

Рисунок-22. Позиционирование концов выводов УГО в узлах сетки

 

 

Для редактирования УГО в библиотеке:

 

1. В меню File Capture выберем Open, а затем Library.

2. Выберем библиотеку, которая содержит редактируемое  УГО. Откроется библиотека, в которой будут отображены все ее УГО.

3. Дважды щелкнем  по названию компонента, которое  необходимо отредактировать. Появится  УГО в редакторе символов.

4. Отредактируем  УГО. Можно изменить его размеры, добавить или удалить графические данные и добавить или удалить выводы. После того, как закончено редактирование УГО, в меню File выберем Save для сохранения УГО в библиотеке.

 

Рис-23. Уго в редакторе  символов

Присоединение моделей к символам

 

  Если созданное УГО необходимо использовать при моделировании, к нему нужно присоединить модель. Если УГО создано с помощью любых методов, описанных в этой статье, то УГО будет иметь модель, присоединенную к нему.

 

   Свойство IMPLEMENTATION описывает название модели, которую PSpice должен использовать для моделирования. Применяется следующее правило:

• Название Implementation должно соответствовать названию описания имитационной модели — .MODEL или .SUBCKT, поскольку оно появляется в библиотеке моделей (*.LIB).

 

   Для присоединения модели:

1. В схематическом  редакторе страницы дважды щелкнем  по УГО для отражения электронной  таблицы Property Editor. Предположим, что электронная таблица отображена, тогда выполняем следующие команды.