EDA软件：OrCAD二次开发-OrCAD二次开发案例分析

OrCAD二次开发案例分析1.引言OrCAD是目前广泛应用于电子设计自动化（EDA）领域的软件之一，通过二次开发可以极大地提升其功能和效率。本节将通过具体的案例分析，展示如何利用OrCAD的二次开发工具和技术，解决实际设计中的复杂问题。我们将探讨几个典型的二次开发应用场景，包括自动生成原理图、自动化PCB布局、设计规则检查（DRC）的自定义以及数据导入导出等。2.自动生成原理图2.1案例描述在大型项目中，手动绘制原理图不仅耗时，而且容易出错。通过二次开发，可以实现原理图的自动生成。本案例将介绍如何使用OrCADCapture的API，通过脚本生成原理图。2.2原理和内容OrCADCapture提供了一套强大的API，可以通过编写脚本来自动生成原理图。这些API允许开发者访问和操作原理图中的各种元素，如元件、引脚、连线等。通过编写Python脚本，可以实现从CSV文件中读取元件数据，自动生成原理图。2.3代码示例假设我们有一个CSV文件，其中包含元件信息和连接关系。我们将使用Python脚本读取该文件，并调用OrCADCapture的API生成原理图。2.3.1CSV文件格式Part,Ref,Value,Position

R1,10k,Resistor,0

C1,10uF,Capacitor,1

U1,74HC04,IC,2

R1,C1,0,1

C1,U1,1,22.3.2Python脚本#导入所需的库

importcsv

importwin32com.client

#初始化OrCADCapture

app=win32com.client.Dispatch("Orcad.Application")

capture=app.Capture

#创建一个新的原理图文档

doc=capture.Documents.Add("Schematic")

#读取CSV文件

withopen('components.csv',newline='')ascsvfile:

reader=csv.DictReader(csvfile)

components=[]

connections=[]

#解析CSV文件中的数据

forrowinreader:

ifrow['Ref']androw['Value']androw['Part']androw['Position']:

components.append({

'Part':row['Part'],

'Ref':row['Ref'],

'Value':row['Value'],

'Position':int(row['Position'])

})

elifrow['Part']androw['Ref']androw['Position']:

connections.append({

'From':row['Part'],

'To':row['Ref'],

'FromPin':int(row['Position']),

'ToPin':int(row['Position'])

})

#添加元件到原理图

forcomponentincomponents:

part=doc.SchematicParts.Add(component['Part'])

part.Reference=component['Ref']

part.Value=component['Value']

part.Place(int(component['Position']*1000),0,0)#位置单位为mil

#添加连线

forconnectioninconnections:

from_part=doc.SchematicParts.Item(connection['From'])

to_part=doc.SchematicParts.Item(connection['To'])

wire=doc.SchematicWires.Add()

wire.Connect(from_part,connection['FromPin'])

wire.Connect(to_part,connection['ToPin'])

#保存原理图

doc.SaveAs("auto_generated_schematic.sch")2.3.3代码解释导入库：使用win32com.client库来与OrCADCapture进行交互。初始化OrCADCapture：通过Dispatch方法启动OrCADCapture并获取其对象。创建新的原理图文档：使用Documents.Add方法创建一个新的原理图文档。读取CSV文件：使用csv.DictReader读取CSV文件，解析元件和连接关系。添加元件：遍历解析后的元件数据，使用SchematicParts.Add方法将元件添加到原理图中，并设置参考编号和值。添加连线：遍历解析后的连接数据，使用SchematicWires.Add方法将连线添加到原理图中。保存原理图：使用SaveAs方法将生成的原理图保存到指定文件。3.自动化PCB布局3.1案例描述在PCB设计过程中，手动布局和布线是一项繁琐的工作，尤其是对于复杂的电路板。通过二次开发，可以实现PCB布局的自动化。本案例将介绍如何使用OrCADPCBEditor的API，通过脚本自动生成PCB布局。3.2原理和内容OrCADPCBEditor提供了一套API，可以通过编写脚本来自动生成PCB布局。这些API允许开发者访问和操作PCB中的各种元素，如元件、焊盘、布线等。通过编写Python脚本，可以实现从CSV文件中读取元件位置和连接关系，自动生成PCB布局。3.3代码示例假设我们有一个CSV文件，其中包含元件位置和连接关系。我们将使用Python脚本读取该文件，并调用OrCADPCBEditor的API生成PCB布局。3.3.1CSV文件格式Part,Ref,Value,X,Y,Layer

R1,10k,Resistor,100,100,Top

C1,10uF,Capacitor,200,100,Top

U1,74HC04,IC,300,100,Top

R1,C1,1,2

C1,U1,2,13.3.2Python脚本#导入所需的库

importcsv

importwin32com.client

#初始化OrCADPCBEditor

app=win32com.client.Dispatch("Orcad.Application")

pcb=app.PCB

#创建一个新的PCB文档

doc=pcb.Documents.Add("PCB")

#读取CSV文件

withopen('pcb_components.csv',newline='')ascsvfile:

reader=csv.DictReader(csvfile)

components=[]

connections=[]

#解析CSV文件中的数据

forrowinreader:

ifrow['Ref']androw['Value']androw['Part']androw['X']androw['Y']androw['Layer']:

components.append({

'Part':row['Part'],

'Ref':row['Ref'],

'Value':row['Value'],

'X':float(row['X']),

'Y':float(row['Y']),

'Layer':row['Layer']

})

elifrow['Part']androw['Ref']androw['X']androw['Y']:

connections.append({

'From':row['Part'],

'To':row['Ref'],

'FromPin':int(row['X']),

'ToPin':int(row['Y'])

})

#添加元件到PCB

forcomponentincomponents:

part=doc.Parts.Add(component['Part'])

part.Reference=component['Ref']

part.Value=component['Value']

part.Place(component['X'],component['Y'],component['Layer'])

#添加连线

forconnectioninconnections:

from_part=doc.Parts.Item(connection['From'])

to_part=doc.Parts.Item(connection['To'])

wire=doc.Wires.Add()

wire.Connect(from_part,connection['FromPin'])

wire.Connect(to_part,connection['ToPin'])

#保存PCB

doc.SaveAs("auto_generated_pcb.pcb")3.3.3代码解释导入库：使用win32com.client库来与OrCADPCBEditor进行交互。初始化OrCADPCBEditor：通过Dispatch方法启动OrCADPCBEditor并获取其对象。创建新的PCB文档：使用Documents.Add方法创建一个新的PCB文档。读取CSV文件：使用csv.DictReader读取CSV文件，解析元件位置和连接关系。添加元件：遍历解析后的元件数据，使用Parts.Add方法将元件添加到PCB中，并设置参考编号、值、位置和层。添加连线：遍历解析后的连接数据，使用Wires.Add方法将连线添加到PCB中。保存PCB：使用SaveAs方法将生成的PCB保存到指定文件。4.设计规则检查（DRC）的自定义4.1案例描述设计规则检查（DRC）是PCB设计中的一项重要任务，用于确保设计符合各种电气和物理规则。OrCADPCBEditor允许用户通过二次开发自定义DRC规则。本案例将介绍如何使用OrCAD的API自定义DRC规则。4.2原理和内容OrCADPCBEditor提供了一套API，可以通过编写脚本来自定义DRC规则。这些API允许开发者访问和操作PCB中的各种元素，如元件、焊盘、布线等。通过编写Python脚本，可以实现自定义的DRC规则检查。4.3代码示例假设我们需要自定义一个检查规则，确保所有元件之间的最小间距为10mil。我们将使用Python脚本读取PCB文档中的元件位置，并进行间距检查。4.3.1Python脚本#导入所需的库

importwin32com.client

#初始化OrCADPCBEditor

app=win32com.client.Dispatch("Orcad.Application")

pcb=app.PCB

#打开现有的PCB文档

doc=pcb.Documents.Open("existing_pcb.pcb")

#获取所有元件

parts=doc.Parts

#自定义DRC规则：检查所有元件之间的最小间距

defcheck_min_distance(parts,min_distance=10.0):

foriinrange(parts.Count):

part1=parts.Item(i+1)

forjinrange(i+1,parts.Count):

part2=parts.Item(j+1)

distance=calculate_distance(part1,part2)

ifdistance<min_distance:

print(f"Error:Distancebetween{part1.Reference}and{part2.Reference}islessthan{min_distance}mils")

#计算两个元件之间的距离

defcalculate_distance(part1,part2):

x1,y1=part1.Position.X,part1.Position.Y

x2,y2=part2.Position.X,part2.Position.Y

return((x2-x1)**2+(y2-y1)**2)**0.5

#运行自定义DRC规则

check_min_distance(parts)4.3.2代码解释导入库：使用win32com.client库来与OrCADPCBEditor进行交互。初始化OrCADPCBEditor：通过Dispatch方法启动OrCADPCBEditor并获取其对象。打开现有的PCB文档：使用Documents.Open方法打开一个现有的PCB文档。获取所有元件：使用Parts属性获取PCB文档中的所有元件。自定义DRC规则：定义check_min_distance函数，遍历所有元件，检查每对元件之间的距离是否小于指定的最小距离。计算两个元件之间的距离：定义calculate_distance函数，计算两个元件之间的欧几里得距离。运行自定义DRC规则：调用check_min_distance函数，输出间距小于最小距离的元件对。5.数据导入导出5.1案例描述在实际设计中，经常需要将数据从其他工具导入OrCAD，或者将OrCAD中的数据导出到其他工具。通过二次开发，可以实现数据的自动化导入导出。本案例将介绍如何使用OrCAD的API实现数据的导入导出。5.2原理和内容OrCAD提供了一套API，可以通过编写脚本实现数据的导入导出。这些API允许开发者访问和操作原理图和PCB中的各种数据，如元件、引脚、连线、焊盘等。通过编写Python脚本，可以实现从CSV文件中导入数据，或者将OrCAD中的数据导出到CSV文件。5.3代码示例假设我们需要将原理图中的元件数据导出到CSV文件，并从CSV文件中导入新的元件数据。我们将使用Python脚本实现这一功能。5.3.1导出原理图中的元件数据#导入所需的库

importwin32com.client

importcsv

#初始化OrCADCapture

app=win32com.client.Dispatch("Orcad.Application")

capture=app.Capture

#打开现有的原理图文档

doc=capture.Documents.Open("existing_schematic.sch")

#获取所有元件

schematic_parts=doc.SchematicParts

#导出元件数据到CSV文件

withopen('exported_components.csv','w',newline='')ascsvfile:

fieldnames=['Part','Ref','Value','X','Y']

writer=csv.DictWriter(csvfile,fieldnames=fieldnames)

writer.writeheader()

forpartinschematic_parts:

writer.writerow({

'Part':part.PartName,

'Ref':part.Reference,

'Value':part.Value,

'X':part.X,

'Y':part.Y

})5.3.2从CSV文件中导入新的元件数据#导入所需的库

importwin32com.client

importcsv

#初始化OrCADCapture

app=win32com.client.Dispatch("Orcad.Application")

capture=app.Capture

#创建一个新的原理图文档

doc=capture.Documents.Add("Schematic")

#读取CSV文件

withopen('new_components.csv',newline='