Tutorial Introducción herramientas CAD electronica Orcad 9.2

Electrónica Digital y Microprogramable

Introducción al uso de herramientas CAD Página 1

PRÁCTICA 1: Introducción a las herramientas CAD.

Uso del programa Orcad release 9.2 Dept. Electrónica IES JAROSO

Ciclo Medio Electrónica: 1º Equipos Electrónicos de Consumo. Trimestre: 3.

Fecha inicio: 15 / 04 / 2010 Duración: 2 h

Nombre….....................Apellidos................................................Grupo.............................

Objetivos: Conocer el uso de las herramientas CAD (computer assistant design). Usar la herramienta de esquema y de simulación con un circuito sencillo.

Procedimiento Tomar notas de las explicaciones realizadas en clase. Introducir y analizar un contador asíncrono modulo 8.

Enunciado: Capturar y simular el funcionamiento de un contador asíncrono módulo 8.

Procedimiento. 1. Localizar en el escritorio de Windows la siguiente ruta de botones

INICIO->Todos los programas->Orcad Family Release 9.2->Capture CIS Se abrirá la siguiente ventana

2. En la barra de menús nos pulsamos sobre File->New->Project



Aparecerá la siguiente ventana

Rellenamos en el hueco Name, escribimos: cont_asi_m8 En location pulsando sobre el botón Browse, localizamos la carpeta c:/program files/orcad (figura izquierda), dentro de esta carpeta creamos otra carpeta llamada igual que el nombre del proyecto, y la seleccionamos (figura derecha). Por último pulsamos en el botón OK.



Al pulsar sobre OK, se vuelve a la ventana anterior, los huecos en blanco deben tener los siguientes valores:

Antes de pulsar sobre OK, elegir la opción Analog or Mixed A/D. Si todo esta correcto pulsamos en el botón OK. Nos aparece una ventana con dos opciones elegimos “create to blank” y pulsamos OK.

3. Ya hemos creado el proyecto, se nos abren 3 ventanas:



En esta práctica solo trabajaremos con la ventana (SCHEMATIC1:PAGE1), de manera que maximizaremos esta ventana. En esta ventana, trabajaremos con los iconos de la parte derecha de la ventana.

El primer icono, nos permitirá seleccionar componentes, cables… para acceder a sus propiedades con doble clic, o moverlos arrastrándolos (manteniendo pulsado el botón derecho y desplazando el objeto).

El segundo icono, este es uno de los iconos más importantes en la zona de trabajo, ya que nos va a permitir añadir los componentes a utilizar en el circuito. Al pulsar sobre este nos aparece la siguiente ventana:

Los componentes en Orcad están organizados por librerías, que almacenan componentes de características similares, como la librería 7400.olb (donde están todos los componentes de la familia 74XX), o la librería, o discrete.olb que contiene todos los componentes discretos (resistencias, condensadores, bobinas…), también hay otra



librería muy importante que es la librería source.olb, que nos permitirá seleccionar diferentes tipos de fuentes para la realización de simulaciones. La primera vez que accedemos a la selección de componentes en Orcad, la zona Libraries aparece con una única librería, Design cache, esta librería contiene los componentes que vamos añadiendo nosotros a nuestro proyecto, de manera que ahora esta vacía, cuando añadamos algún componente a nuestro proyecto, en esta librería se copiará dicho componente. Lo primero que haremos será añadir una librería en este caso para el diseño que vamos a realizar necesitas fuentes de tensión para crear la señal de entrada (la de reloj), para la señal de reloj es un componente llamado ‘digclock’, que esta dentro de la librería ‘source’, esta librería se encuentra dentro de la carpeta C:/program files/Orcad/Capture/Library/Pspice/. Pulsamos sobre el botón ‘Add Library’, y se nos abre una ventana de selección de archivos, si nos fijamos en la parte superior donde muestra la carpeta donde estamos veréis que comenzamos dentro de la carpeta /Library, de manera que solo debemos acceder a la carpeta /Pspice y buscar la librería ‘source’.

Una vez seleccionada la librería pulsamos el botón abrir, volverá a la ventana de selección de componentes pero en la zona de Libraries aparecerá la librería que hemos



añadido, en este caso SOURCE, y en la zona Part List, los componentes que hay en su interior (En la zona Part List solo aparecen los componentes de las librerías que están seleccionadas en la zona Libraries (La librería debe estar en fondo azul), aunque este añadida si no esta seleccionada no tendremos acceso a sus componentes. Si queremos seleccionar mas de una podemos seleccionarlas manteniendo pulsado el botón CTRL). El siguiente paso será seleccionar el componente, para ello podemos buscarlo en la zona de Part List (es complicado, ya que el número de componentes por librería suele ser elevado), o colocar su referencia en la zona Part, y el programa lo buscará en las librerías seleccionadas. Si ponemos DigClock, ocurrirá lo siguiente:

Ya tenemos el componente seleccionado, pulsamos sobre el botón OK y lo podremos colocar en la zona de trabajo. Inicialmente no se coloca en ningún sitio, con el ratón lo podremos colocar donde queramos, si la ubicación inicialmente elegida no nos gusta, podremos moverlo usando arrastrar (seleccionar el componente y sin soltar el botón izquierdo mover el ratón, veréis que el componentes se mueve). Al hacer esta operación puede ocurrir que sin querer hagamos doble clic sobre el botón izquierdo y accedamos a las propiedades del componente, las cuales veremos más adelante, no preocuparos pulsar en el botón cerrar y ya esta, fijaros en la siguiente figura:



Ejercicio 1: Realizar los pasos de añadir un componente, en este caso el componente es el 7476, el cual esta en la librería 7400, dentro de la carpeta Pspice. La zona de trabajo os debe quedar así:

Una vez realizado esto, nos vamos a fijar en los componentes, como veréis en sus terminales aparece un cuadrado, estos son importantes ya que será el lugar donde tendremos que clicar para realizar las conexiones. Antes de entrar en el icono tres que es el de las conexiones, vamos a retocar los componentes ya puestos. En clase siempre que hacemos un esquema del circuito colocamos la referencia (U1A, U1B…), y el número de los terminales. En este caso veis como aparece tanto la referencia como el número de los terminales, pero ha utilizado 3 integrados distintos uno para cada biestable. Nosotros sabemos que dentro de un 7476 hay dos biestables, de modo que vamos a cambiar las referencias, y colocaremos el primero U1A, que ya esta, el segundo U1B, y el tercero U2A, para esto haremos doble clic sobre la referencia y la modificamos .



El esquema debe quedar de la siguiente forma:

Tercer icono : este icono nos servirá para añadir las conexiones de nuestro circuito, esta tarea es muy sencilla, consiste en después de haber pulsado sobre el icono, pulsar en el terminal de inicio de la conexión y en el terminal donde termina, con el clic en el terminal donde termina se establecerá la conexión.

Resultado

Si el camino que elige el programa para la conexión no os gusta, donde queráis hacer un giro debéis añadir un clic.



Para borrar una conexión, la seleccionamos y pulsamos el botón del teclado ‘Supr’. Ejericicio 2: Realizar el resto de conexiones, el cirucito debe quedar de la siguiente forma:

Para este tipo de circuitos como es un contador asíncrono, los teriminales J, K, PRESET y CLEAR, deben estar a 1, o lo que es lo mismo a nivel alto (high), en Orcad cuando se quiere poner una señal a nivel alto permanetemente, usamos el componente HI, que lo encontraremos pulsando en el icono de la barra de iconos de la derecha de la pantalla. Al pulsar sobre este nos aparece la siguientes ventana en la que elegiremos el componente HI, como veis también existe el componente LO (de LOW o nivel bajo, para fijar terminales a 0):

Pulsamos OK, el esquema debe quedar de la siguiente forma:

CLKDSTM1OFFTIME = .5uS

ONTIME = .5uSDELAY = STARTVAL = 0OPPVAL = 1

U1A

74762

4

1

16

3

15

14

PRE

J

CLK

K

CLR

Q

Q

U1B

7476

7

9

6

12

8

11

10

PRE

J

CLK

K

CLR

Q

Q

U2A

7476

2

4

1

16

3

15

14

PRE

J

CLK

K

CLR

Q

Q



Lo siguiente que vamos hacer es configurar el reloj para que genere una señal cuadrada que provoque la cuenta, como veis en el dibujo además de en clase estos biestables son activos por flanco de bajada, de modo que en cada flanco de bajada del reloj se producirá un cambio en los biestables que como están configurados darán como resultado un valor de cuenta. El componente DigClock tiene 5 opciones de configuración:

OFFTime: es el tiempo que dura el estado bajo. ONTime: es el tiempo que dura el estado alto. Delay: Tiempo de espera hasta que comienzan las series de estado alto y bajo. StarVal: Valor con el que empieza. OppVal: El valor que sigue al StarVal.

Haciendo doble clic sobre cada uno de estos se pueden fijar sus valores, nosotros vamos a generar una señal de 1Hz, como sabéis una señal de 1 Hz tiene un periodo de 1 segundo repartido entre sus dos estados, el estado alto y el bajo, si el duty es del 50%, el estado alto durará 0,5 segundos y el bajo otros 0,5 segundos formando entre los dos un periodo de 1 segundo. El valor de StarVal y OppVal no vamos a modificarlos y al Delay le daremos 0,5 segundos también. Recordar que la como del 0,5 no es una coma si no un punto, y segundos se indica con solo la s inicial. Veamos la configuración de OFFtime:

Despues de realizar las modificaciones el componente DigClock debe quedar con los siguientes valores:



Para terminar vamos a nombrar los diferentes cable, es como si le pusiésemos etiquetas a los cables para saber que señal contienen, esto es importante hacerlo, ya que nos facilitar la tarea de visionado en las simulaciones. Para esto utilizamos el icono que es el cuarto icono en la barra de iconos de la derecha. Al pulsar sobre este aparece la siguiente ventana:

En la zona ‘alias’, colocamos el nombre que llevara el cable, y pulsamos OK. Lo siguiente que debemo hacer es clicar con el nombre (que ahora se mueve con el ratón) sobre el cable que queremos que lleve ese nombre. El resultado será el siguiente:

Ejercicio 3: Colocar el resto de nombres tal como aparece en la imagen.

El circuito esta terminado:

U1A

7476

2

4

1

16

3

15

14

PR

E

J

CLK

K

CLR

Q

Q

CLKCLKDSTM1OFFTIME = 0.5s

ONTIME = 0.5sDELAY = 0.5sSTARTVAL = 0OPPVAL = 1



SIMULACIÓN Pasaremos ahora a la sección de simulación: Los iconos que utilizaremos para las simulaciones los podéis encontrar en la zona superior de la zona de trabajo, son los siguientes:

El primero que vamos a utilizar es con este seleccionamos las señales de los cables que queremos visionar. El instrumento de medida en este caso es un osciloscopio, con esta acción lo que hacemos es colocar las sondas. Para ver la señal de contaje testearemos CLK, Q3, Q2, Q1. Las sondas las colocaremos en este orden, ya que será en el que luego aparezcan en el osciloscopio.

Lo siguiente será configurar el osciloscopio para que las señales se vean bien. Para esto pulsamos primero es crear una simulación , aparecerá la siguiente ventana, en la que le damos nombre a la simulación por ejemplo sim1, y pulsamos en el botón Create:



Aparecerá la siguiente ventana: En esta solo debemos configurar el tiempo total que queremos ver en pantalla, como nuestra señal es de un segundo, en cada periodo se produce un flanco de bajada, y el contador cuenta flanco de bajadas, teniendo en cuenta que el contador de de módulo 8 es decir que cuenta de 0 hasta 7, con 8 periodos nos vale para ver el funcionamiento, podremos 10 periodos, que es igual a 10 segundos y pulsamos aceptar.

Por último en los iconos de simulación de la zona de trabajo pulsaremos sobre el icono

para lanzar la simulación, deberá abrirse una nueva ventana con el resultado de la simulación, en la que podréis comprobar si el circuito funciona correctamente o no. Ejercicio 4: Realizar las modificaciones pertinentes para que el contador sea de módulo 5 y no de módulo 8

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