Автоматизированное проектирование печатных плат в CIRCUIT DESIGN SUITE

 

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ 

ФЕДЕРАЦИИ  

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ 

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ  

«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА (МИИТ)»  

 

Кафедра «Вычислительные системы и сети» 

 
 
 
 
 
 

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ 

В СРЕДЕ CIRCUIT DESIGN SUITE 

 
 

Учебное пособие 
 по дисциплине 

«Автоматизированное проектирование средств 

вычислительной техники» 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

МОСКВА – 2018

 

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ 

ФЕДЕРАЦИИ  

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ 

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ  

«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА (МИИТ)»  

 

Кафедра «Вычислительные системы и сети» 

 
 
 
 
 
 
 

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ 

В СРЕДЕ CIRCUIT DESIGN SUITE 

 
 

Учебное пособие 

 
 

для студентов IV курса направления  

«Информатика и вычислительная техника» 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Москва – 2018 

 

УДК 681.3 
Ш-32 
 
         Шахунянц Т.Г.,  Шишканова В.С., Сабурова А.Р., 
Ильичева М.А. Автоматизированное  проектирование 
печатных плат в CIRCUIT DESIGN SUITE: Учебное 
пособие. –М.: РУТ (МИИТ), 2018. – 93 с. 
 
         Система CIRCUIT DESIGN SUITE широко применяется 
для автоматизированного проектирования радиоэлектронной 
аппаратуры на персональных компьютерах. В учебном пособии 
рассматриваются основные возможности CIRCUIT DESIGN 
SUITE и принципы работы с данной САПР для разработки 
печатных плат. 
        Изложенный 
материал 
позволит 
освоить 
указанную 

систему и использовать ее для автоматизации проектирования 
средств вычислительной техники. 
 
Учебное пособие предназначено для студентов IV курса 

направления "Информатика и вычислительная техника". 
 
 
Рецензенты:       
 д.т.н., профессор, руководитель научно-исследовательского 
центра ЧОУВО моск.унив.им.С.Ю.Витте Парфёнова М.Я., 
                             
             
 
 

д.т.н., профессор РУТ (МИИТ)   Сидоренко В.Г.  
 

                     

©РУТ (МИИТ), 2018 

 

СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие понятия
4

1.1 Функциональные возможности Circuit Design Suite 13.0.1
4

1.2 Общие характеристики Circuit Design Suite 13.0.1
4

2. Основные модули и структура системы
5

2.1 NI Multisim
5

2.2 NI Ultiboard
6

2.3 Структура системы и взаимодействие ее модулей
7

3. Соз 3.Создание компонента
8

3.1 Базы данных (библиотека компонентов)
9

3.2 Создание компонента
8

3.3 Создание корпуса
10

4. Соз 4.Cоздание и редактирование принципиальной схемы
29

4.1 Выбор компонента
29

4.2 Соединение компонентов
33

4.3 Размещение шины
37

4.4 Подключение компонентов к шине. 
38

4.5 Пример разработки принципиальной схемы. 
39

4.6 Проверка разработанной принципиальной схемы (контроль 
электрических соединений)

45

5. Мо 5.Моделирование принципиальной схемы
47

5.1. Основные функции меню Simulate
47

5.2 Генераторы сигналов
54

5.2.2 Функциональный генератор
54

5.2.3 Логический анализатор
56

5.3 Пример моделирования принципиальной схемы в среде NI Multisim
59

6. Пр  6.Проектирование и разработка печатной платы
64

6.1 Трансляция
64

6.2 Работа с транслированной схемой
64

6.3 Авторазмещение компонентов на плате
71

6.4 Трассировка / Автотрассировка
73

7. По 7.Подготовка конструкторско-технологической документации
75

7.1 Отчеты по проекту
75

7.2 Графические аннотации, описание схемы и штампы
76

8.Завершение разработки
82

Прил Приложение
83

Лите   Литература
92

1. Общие понятия 
1.1 Функциональные возможности Circuit Design 
Suite 13.0.1 
 

        Система 
Circuit 
Design 
Suite 
13.0.1 
(CDS) 

представляет 
собой 
комплекс 
взаимосвязанных 
пакетов 

программ, позволяющий осуществить сквозное проектирование 
радиоэлектронной 
аппаратуры, 
начиная 
с 
создания 

электрических принципиальных схем и заканчивая разработкой 
печатной 
платы 
(ПП) 
с 
получением 
соответствующей 

конструкторско-технологической документации. 

Процесс проектирования состоит из нескольких этапов: 

1. Создание образов радиоэлектронных компонентов (РЭК) для 

проектирования 
электрических 
принципиальных 
схем 
и 

печатных плат. В случае наличия элементов в базах данных этот 
пункт можно опустить. 

2. Создание и редактирование электрических принципиальных 

схем. 

3. Проверка разработанной схемы. 
4. Схемотехническое моделирование. 
5. Создание контура печатной платы. 
6. Создание упакованной базы данных печатной платы. 
7. Размещение компонентов на плате. 
8. Трассировка электрических соединений 
9. Проверка разработанной печатной платы. 
10. Получение конструкторско-технологической документации. 

 
1.2 Общие характеристики Circuit Design Suite 
13.0.1 
 

Основными характеристиками Circuit Design Suite 13.0.1 

являются: 

удобный пользовательский интерфейс 

база 
активных 
и 
пассивных 
электронных 
компонентов, 

включающая свыше 17000 наименований 

набор из 20 виртуальных измерительных приборов, таких как 
осциллограф, мультиметр, частотомер логический анализатор, 
генераторы сигналов и слов 

средства 
анализа 
проектируемых 
электронных 
схем: 

анализаторы 
спектра, 
работы 
МОП 
и 
биполярных 

полупроводниковых приборов, шума 

гибкие настройки и инструменты оптимизации расположения 
компонентов и дорожек, включающие авторазмещение и 
автовыравнивание 

мощные инструменты размещения и трассировки, в том числе 
встроенная 
утилита 
авторазмещения 
и 
автотрассировки 

Ultiroute и средства оптимизации 

модуль механической САПР, который может использоваться 
для создания лицевых панелей, корпусов и других механических 
деталей с автоматическим выравниванием и размещением 
соединений с платами 

поддержка дюймовой и метрической систем мер 
 
2. Основные модули и структура системы 

Система Circuit Design Suite 13.0.1 состоит из двух 

модулей: 

NI Multisim 

NI Ultiboard 
 
2.1 NI Multisim 

NI MultiSim - модуль для проектирования электронных 

схем и их моделирования. NI Multisim позволяет создать схему, 
используя обширную библиотеку компонентов, и эмулировать 
поведение интегральной схемы с помощью стандартного 
промышленного симулятора SPICE.  

В NI Multisim интегрирован MCU Module, позволяющий 

добавить в схему микроконтроллер и программировать его на С 
или Ассемблере. Модуль позволяет эмулировать работу 
интегральной схемы с микроконтроллером и различными 
дополнительными устройствами: RAM, ROM, клавиатурой, а 
также графическими и буквенно-цифровыми LCD. 

Для 
сложного 
анализа 
схемы 
предлагается 

воспользоваться более чем 15 функциями анализа. Также 
имеется средство просмотра и анализа данных эмуляции. 

 

Рис.2.1 Вид экрана программы NI Multisim 13.0.1 

 

2.2 NI Ultiboard 

NI Ultiboard – топографический редактор печатных плат. 

Его применяют для создания контура печатной платы , 
размещения на ней образов конструктивов РЭК (корпусов), 
имеющихся 
в 
соответствующих 
библиотеках 
образов 
и 

производить трассировку платы в соответствии со схемой, 
созданной в среде NI Multisim. Размещение корпусов на плате и 
прокладка 
проводников 
по 
оптимальному 
маршруту 

производится в как в автоматическом,так и в интерактивном 
режимах.   

 

Рис.2.2 – вид экрана программы NI Ultiboard 13.0.1 

 
 
2.3 Структура системы и взаимодействие ее 
модулей 
 

На рис. 2.3 показана структура и связи между 

компонентами Circuit Design Suite: 

NI Multisim
NI Ultiboard

База данных

.ewnet

.usr .prz .prj
.usr .prj

 

Рис.2.3 Структура Circuit Design Suite 13.0.1 
 

         Для создания принципиальной схемы в NI Multisim 
используется база данных библиотечных элементов (файлы с 
расширением .prz). Также доступен мастер, позволяющий 
пошагово создать собственный компонент и добавить его в 
библиотеку. 

При работе с NI Multisim или NI Ultiboard создается 

список изменений (.ewnet, .nt7, .log), которые можно передавать 
из одной среды в другую для моментального изменения проекта. 

3. Создание компонента 
3.1 Базы данных (библиотека компонентов) 
 

В среде NI Multisim есть три библиотеки компонентов 

(здесь они называются базами данных): Master Database 
(Главная), 
User 
Database 
(Пользовательская), 
Corporate 

Database (Корпоративная). Доступ к ним может осуществляться 
через меню Tools(Инструментарий)/ Database(Базы данных) 
(рис.3.1). 
В 
Главной 
БД 
находятся 
предустановленные 

компоненты (более 17000), условное графическое обозначение 
представлено в стандартах ANSI и DIN, информация не может 
быть записана в эту базу данных. Пользовательская БД 
предназначается 
для 
личных 
компонентов 
текущего 

пользователя, к этим компонентам нет общего доступа. 
Корпоративная БД разрешает общий доступ к имеющимся в 
ней компонентам. 

Компоненты могут редактироваться, перемещаться из 

одной базы данных в другую, базы данных могут объединяться. 
Базы данных разделяются на группы, группы разделяются на 
семейства. В список групп входят: источники, базовые 
компоненты, диоды, транзисторы, аналоговые, ТТЛ, КМОП, 
цифровые 
и 
смешанные 
компоненты, 
индикаторы, 

дополнительные, 
электромеханические 
и 
радиочастотные 

компоненты. Группы могут включать произвольное число 
семейств компонентов. 

Если свойства компонента, помещенного на схему, будут 

изменены, эти изменения не отразятся в базе данных. Если 
изменить свойства компонента непосредственно в базе данных, 
то эти изменения отразятся только на новых добавляемых 
элементах. 

Рис. 3.1 Окно библиотеки компонентов 

 
3.2 Создание компонента 
В процессе разработки принципиальной схемы, требуемые 
компоненты или их аналоги почти всегда можно найти в базе 
данных. 
Иногда 
специфические 
компоненты 
могут 

отсутствовать,  в таких случаях пользователь может сам создать 
компонент и добавить его в базу данных. Ниже будет 
продемонстрировано создание компонента К155ЛА3. 
Для создания новых элементов вызывается окно Component 
Wizard (Создателя компонента): Tools (Инструментарий)/ 
Component Wizard (Создатель компонента) (рис.3.2). Далее 
выбирается 
Component 
type 
(тип 
элемента): 
Analog 

(аналоговый) или Digital (цифровой) и один из трех пунктов, в 
зависимости от цели разработки: Simulation and layout (для 
моделирования и разработки платы), Simulation only (только 
для моделирования), Layout (только для разработки платы). 
Первый пункт выбран по умолчанию и подразумевает 
добавление в базу данных как символьного образа элемента, так 
и его модели, описанной при помощи SPICE, и корпуса для 
дальнейшей разработки печатной платы. В нашем случае в 
пункте Component type необходимо выбрать Digital, а в