1.1 快速漫游EAGLE
EAGLE是一种电路设计应用软件。概括为要点的话,EAGLE由以下六部分功能组成。
·元件库(Component library)——能够加入到设计中的元器件集合
·原理图编辑器(Schematic editor)——用于画出电路初步设计的编辑器
·电路板编辑器(Board editor)——定义电路板包括布局和布线在内的物理特征的编辑器
·器件编辑器(Device editor)——用来设计新电子器件的编辑器
·自动布线器(Autorouter)——自动完成电路元件相互连接的工具
·CAM(计算机辅助制造)处理器(Computer Aided Manufacturing processer)——读取电路板设计并产生用于制造的设计文件的工具
本节简单描述了以上各部分的功能以及它们是如何完成整个电路的设计过程的。
1.1.1 元件库
所有电路设计工具的最重要功能之一就是提供可用的器件集合。我们把这个元器件集合称为元件库,如果元件库越大,设计者在定义新元件上需要花费的时间就越少。
得益于EAGLE的面世时间很早,它的元件库已经扩大到成千上万的元件,包括从真空管到现场可编程门阵列(FPGA)的各种类型。这样的好处在于,无论设计多么复杂,EAGLE都可以提供大部分所需的元件。要是这样还不够,网络站点http://www.cadsoftusa.com/downloads/libraries提供更多的元件库可供下载。对于仍然找不到的元件,读者可根据第8章的讲解设计定制的元器件。
EAGLE 6的一个新功能是可用于元件库文件的格式。每个元件库都用*.lbr文件定义,这种文件的格式是XML(可扩展标记语言)——计算机世界里最通用的语言。本书中的附录A描述了定义EGALE元件库文件结构的XML架构。
1.1.2 原理图编辑器
对现有的电路元件进行验证以后,就可以在原理图编辑器里选取元件并进行连接了,如图1-1所示。
与大多数原理图编辑器一样,这里保留了以下四部分重要的信息:
·设计中用到的电路元件
·各电路元件引脚之间的连线
·与电路元件有关的名称和数值
·电路元件连接的属性
使用EAGLE的原理图编辑器设计初步的电路是很容易的。只要从元件库中选择一个电路元件,移动到合适的位置,然后画出该元件和其他元件的连线。之后,你可以为元件设定名称和数值,比如一个电阻,为它赋予用欧姆表示的电阻值。第3章讨论了电路原理图的更多细节。
图1-1 EAGLE的电路原理图编辑器
1.1.3 电路板编辑器
完成电路原理图设计之后,EAGLE可以生成一个电路板文件(*.brd)来确定电路板的实际布局。电路板文件在EAGLE的电路板编辑器中修改,如图1-2所示。
图1-2 EAGLE的电路板编辑器
在该编辑器中,设计者将与原理图中元件对应的实际器件放置到适当位置。该位置不但包括了x和y坐标,而且包括器件将摆放在顶层还是底层的信息。
1.1.4 电路元件编辑器
如果EAGLE的元件库中缺少一个重要的元件,可以使用电路元件编辑器来设计一个新的元件。该过程分为如下三步:
1)为原理图编辑器创建一个设计,称为符号(symbol)。
2)为电路板编辑器创建一个设计,称为封装(package)。
3)创建出符号和封装之间的联系,这样完成之后,称为器件(device)。
EAGLE提供了一个编辑器,用于绘制元件符号和封装,一般称为器件编辑器,如图1-3所示。
图1-3 EAGLE的器件编辑器
图1-3左边显示的是模拟器件公司(Analog Device)SSM2167元件的符号,右边显示的是该元件的封装,可以用于电路板设计。
如果不了解符号、封装和器件这些术语的话,现在不必担心。这类主题将会贯穿本书的始终,第8章提供了设计新元件的整个流程。附录A讲解了EAGLE保存这些设计时所使用的文件格式。
1.1.5 自动布线器
在电路板中完成元件布局以后,下一步是为这些电路元件创建连接。这叫作布线(routing),即使采用高端设计工具,这一过程也是复杂而费时的。
EAGLE的自动布线器简化了布线过程,为用户提供了一个连接电路元件的可能方案。然而在进行大型设计时,仅凭自动布线器通常无法完成全部布线。但是,如果设计者手工创建出初步的布线,就可以帮助自动布线器完成这项工作。第6章讲解了EAGLE支持的各种布线方式。
1.1.6 CAM处理器
大多数制造厂家不能接受EAGLE设计文件。因此,EAGLE的CAM(计算机辅助制造)处理器将EAGLE的设计转换成不同的格式。图1-4显示了CAM处理器的对话框。
图1-4 CAM处理器
当Process Job(处理工作)按钮被按下时,处理器执行一系列任务,这叫作一个工作(job)。设计者可以从文件(*.cam)载入一个工作,或直接创建一个工作。在工作的执行期间,每个任务都会从电路板设计中读取某一部分,然后创建一个特定类型的文件。
在制造电路板时,大多数制造厂家需要两种类型的文件。在定义电路的几何图形和连线时,广泛接受的文件格式是RS-274X,也叫作Gerb格式。用于指定钻孔的直径和位置的文件格式是Excellon格式。CAM处理器将会生成这两种格式的文件。