3.3 CAE封装

上一节已经详尽描述元件类型相关的细节，本节则开始进行CAE封装的创建。 假设你现在仍然处于图3.19所示的元件编辑器环境 ，执行【编辑】→【CAE封装编辑器】（或单击元件编辑器工具栏中的“编辑图形”按钮）后可能会出现两种情况，其一，如果你已经在图3.33所示的“门”标签页中分配CAE封装，PADS Logic将会弹出如图3.45所示的“选择门封装”对话框，其中“门”列表中会列出当前元件中所有分配的门（与“门”标签页中的“门”列一一对应），而“备选封装”列表中则列出最多4种封装形式（与“门”标签页中的“CAE封装1”“CAE封装2”“CAE封装3”“CAE封装4”列一一对应），选择需要编辑的CAE封装再单击“确定”按钮即可进入CAE封装编辑器。其二，如果你尚未在“门”标签页分配好CAE封装（或者仅填入了不存在的CAE封装名称），PADS Logic将会弹出如图3.46所示的对话框，提醒你选定的门封装不存在，同时创建新的CAE封装（名称默认为“NEW_PART”），单击“确定”按钮后也会自动进入CAE封装编辑器，如图3.47所示。

默认的CAE封装编辑器中会显示一个原点及几个占位符（placeholder），其中“REF”“NEW_PART”分别代表（元件从封装库调出后）参考编号与元件类型名称在原理图中的默认显示位置，“Free Lable 1”“Free Label 2”分别代表第1与第2属性的默认显示位置。为截图简便起见，后续可能会将这些占位符隐藏起来，只需要执行【设置】→【显示颜色】，在弹出的“显示颜色”对话框中不勾选“名称”组合框中的“参考编号”“元件类型名称”“属性标签”即可，如图3.48所示。

CAE封装编辑器环境中只有符号编辑工具栏（Symbol Editing Toolbar），如图3.49所示。

值得一提的是，你也可以在元件编辑器环境执行【文件】→【新建】，在弹出的如图3.50所示“选择编辑项目的类型”对话框中选择“CAE封装”项进入CAE封装编辑器环境，此种方式下新建的CAE封装无与之关联的元件类型（即先创建CAE封装，再分配到元件类型），相应的符号编辑工具栏如图3.51所示。从中可以看到，很多管脚编辑按钮都处于无效状态，为什么会这样呢？因为管脚信息是在元件类型中确定的，如果CAE封装并未分配到元件中，对管脚信息的编辑操作并无意义。

总的来说，正常模式、元件类型编辑环境与CAE封装编辑环境之间的关系如图3.52所示。当然，你也可以直接从图3.4所示的“库管理器”对话框中进入元件或封装编辑环境。

3.3.1 单门单CAE封装

单门单CAE封装是指元件仅分配了一个门，且只对应一种CAE封装形式，大多数比较简单的元器件都可以使用此种封装，本节以创建图2.2所示的“LDO芯片的单门单CAE封装”为例详尽阐述整个过程，以下假设你已经进入到CAE封装编辑器环境中。

（1）在正式创建CAE封装前应该设置合理的设计栅格，这将有利于快速方便地定位绘图，只需要执行【工具】→【选项】→【常规】→【栅格】，并修改“设计”文本框中的数字即可，如图3.53所示。需要注意的是，设计栅格不宜设置过小，否则可能会导致设计出来的原理图符号管脚不容易对齐（网络连接后会出现一些小拐角而影响美观），设计栅格也不宜设置过大，以避免创建出来的CAE封装过大，如果电容器的CAE封装比大规模集成电路还要大，肯定也并不合适，对不对？一般设置为50mil或100mil即可（无模命令“G”）。另外，文本或占位符的移动间距取决于“标签和文本”栅格（而非“设计”栅格），你也可以根据实际需求设置。

（2）获取元器件的管脚编号与管脚名信息。元器件反映在CAE封装中的主要信息便是管脚编号及相应的管脚名，其他信息通常并非必须，至于你想将其绘制得有多简洁或多精美并不重要，关键是 准确 。LM1117对应的管脚信息见表3.4。

（3）绘制CAE封装外框。通常情况下，芯片的原理图符号都存在一个标志性的外框（矩形比较常见）。单击符号编辑工具栏中的“创建2D线”按钮即可进入绘制2D线状态，然后执行【右击】→【矩形】表示将要创建一个矩形2D线，如图3.54所示。

矩形外框的绘制需要确定2个点，单击原点即可确定矩形的左下角，在右上方合适位置再次单击即可确定右上角，一个2D线矩形的绘制工作就已经完成，如图3.55所示。矩形尺寸可根据管脚名称大小粗略估计一下，如果后续觉得矩形框太大或太小，你可以单击符号编辑工具栏中的“修改2D线”按钮，再单击矩形的某个边拖动即可调整。

需要注意的是，虽然外框的左下角并不一定必须是原点（可以是右上角、中心等位置），但外框的位置总是应该（建议）靠近原点，因为PADS Logic中的元件移动是以原点来定位（光标就在CAE封装的原点），如果外框过于远离原点，元件在移动时会离光标很远，甚至可能看不到（超出当前工作区域），也就会影响原理图设计效率。

（4）添加管脚。单击符号编辑工具栏中的“添加端点”按钮，即可弹出如图3.56所示“管脚封装浏览”对话框，其中显示了当前可供使用的所有管脚形式（管脚形式不影响管脚本身代表的功能），具体如图3.57所示。当然，你也可以创建自己喜欢的管脚形式，详情见3.4节。

本例选择“管脚”列表中的第一种管脚（名称为“PIN”），单击“确定”按钮即可进入管脚添加状态，然后依次在适当位置放置三个管脚即可，默认添加的管脚号均为“0”，如图3.58所示，其中，“#数字”用于标记管脚的放置顺序（数字总是从1开始，每添加一个管脚将会自动加1），“TYP”表示管脚类型（“U”表示未定义，见表3.3），“SWP”表示管脚交换ID，它们分别对应图3.37所示的“管脚”标签页中的“顺序”“类型”“交换”列，“NETNAME”为网络名称的占位符。

在放置管脚过程中需要注意几点：其一，管脚是电气对象，不能使用2D线代替；其二，管脚带“×”的那一端应该朝外侧，它们是CAE封装在原理图中与其他网络之间的有效连接点；其三，你可以根据需要进行旋转、X镜像、Y镜像等操作，只需要在放置过程中执行【右击】，在弹出的快捷菜单中选择相应项即可，如图3.59所示；其四，如果所有管脚放置完毕，可以选择图3.59中的“取消”项（或单击符号编辑工具栏中的“选择”按钮，或快捷键“ESC”）即可退出管脚添加状态。另外，默认添加的管脚会显示管脚类型与交换ID信息，后续为节省篇幅可能会将其隐藏（仅在必要时显示），只需要在图3.48所示的“显示颜色”对话框中不勾选相应项即可，此处不再赘述。

（5）设置管脚编号。CAE封装的每个管脚都应该设置惟一的管脚编号，单击符号编辑工具栏中的“设置管脚编号”按钮即可弹出如图3.60所示的“设置管脚编号”对话框，从中设置起始管脚编号与增量选项，即可在连续设置管脚编号时自动改变管脚编号，表3.5列出了几种参数相应生成的管脚编号范例。

由于本例需要1、2、3共3个管脚号，图3.60所示参数设置正好满足要求，单击“确定”按钮后即可进入设置管脚编号状态，然后依次单击图3.58中的下方、右方、左方3个管脚的管脚编号“0”即可（单击管脚编号的次序来源于表3.4，因为下方的管脚1是公共地，右侧管脚2是输出电压，左侧管脚3应该是输入电压），相应的效果如图3.61所示。

如果不小心设置错误的管脚编号，你可以重新执行设置管脚编号的步骤。对于管脚数量非常多的CAE封装，如果只是其中某几个管脚编号设置出错，也可以单击符号编辑工具栏中“更改编号”按钮进入更改管脚编号状态，然后单击需要更改的管脚编号，在弹出如图3.62所示“Pin Number”对话框中输入正确的管脚编号，再单击“确定”按钮即可。

（6）设置管脚名。每个管脚通常还有一个代表其功能的名称（可选），单击符号编辑工具栏中的“更改管脚名称”按钮即可进入更改管脚名称状态，然后单击管脚名为“1”的管脚，即可弹出如图3.63所示“Pin Name”对话框，根据表3.4所示信息，应该将其设置为“GND”，再单击“确定”按钮即可。然后“依法炮制”将管脚2与管脚3对应的管脚名称分别修改为“VOUT”与“VIN”即可。

值得一提的是，如果CAE封装的大量管脚名称很有规律（例如PA0、PA1、PA2，或GND1、GND2、GND3等），你也可以单击符号编辑工具栏中的“设置管脚名称”按钮，在弹出如图3.64所示“端点起始名称”对话框中输入第一个管脚名称后，然后连续单击多个管脚，即可按照一定的规律自动修改。另外，如果想使用类似 等带上划线的字符串作为管脚名称，你可以在字符串前添加一个反斜杠字符“\”即可。例如，“\RST”与“\EN”。

（7）你也可以根据需求进行管脚类型、管脚交换、更改序号（管脚放置顺序）等操作，相应工具的使用方式相似，此处不再赘述。如果有需要，你也可以添加可选的文字或2D线，只需要单击符号编辑工具栏中的相应按钮即可，此处决定不添加，最后的效果如图3.65所示。

值得一提的是，你也可以一次性对某个管脚完成编号、名称、交换类、类型方面参数的设置，只需要选择管脚后执行【右击】→【特性】（或直接双击），在弹出如图3.66所示“端点特性”对话框中进行相应编辑即可。

（8）CAE封装编辑完成后就应该进行保存。执行【文件】→【返回至元件】即可弹出如图3.67所示提示对话框，单击“是”按钮表示保留对门的更改，然后又会返回到元件编辑器环境，再执行3.2.3小节所示元件类型保存操作即可。

3.3.2 单门多CAE封装

单门多CAE封装是指元件仅分配了一个门，但却对应最多4个CAE封装，这样可以根据不同的需求选择不同的CAE封装形式。例如，电阻器常用的CAE封装形式就有两种（有些单位也会将横向与竖向元件作为两种形式），逻辑门的常用CAE封装也有ANSI/IEEE与IEC两种标准。当然，你也可以自定义CAE封装形式，本小节根据图3.35创建单门3个CAE封装的元件类型，具体步骤如下：

（1）新建元件类型。在“元件的元件信息”对话框内“门”标签页中的“门A”行填入“RES-A”、“RES-B”、“RES-C”，它们分别对应的CAE封装形式为图3.35a、3.35b、3.35c，如图3.68所示。单击“确定”按钮后将会弹出包含一些警告的partedit.err文件，此处不必理会（ 其他参数保持默认即可，也是想告诉你：虽然元件类型相关信息并不少，但大多数选项的设置并非必须，除非你想尽善尽美地编辑元件类型 ）。

（2）执行【编辑】→【CAE封装编辑器】即可弹出图3.69所示“选择门封装”对话框，在“备选封装”列表中列出了刚刚分配的3个CAE封装项，你只要逐个选中并编辑RES-A、RES-B、RES-C即可，此处不再赘述。

值得一提的是，备选封装中的“<New Decal>”项表示新建更多的备选封装，你也可以好好地利用该选项创建多CAE封装（而不需要预先做第1步分配CAE封装的操作），只需要从元件编辑器环境直接进入CAE封装编辑器即可（会弹出图3.46所示提示对话框）。当第1个CAE封装编辑完成并返回到元件编辑器环境后，该CAE封装的名称就是“NEW_PART”，紧接着使用相同的方式再次进入CAE封装编辑器，此时就会弹出图3.69所示对话框，如果你选择“<New Decal>”项，就表示创建更多备选封装，该封装的名称可以在左下角的“封装”文本框中设置，而每个编辑好的备用封装名称会自动填充到图3.68所示“门”标签页的各CAE封装列中。当然，在图3.44所示“将元件和门封装另存为”对话框中保存创建的元件与门封装时，你仍然可以重新设置相应的名称，此处不再赘述。

（3）在元件编辑器环境中的完成效果如图3.70所示，三种不同形式的封装以横向排列，与“门”标签页中的排列方向相同。

为节省篇幅，此处并未详细阐述CAE封装创建的具体步骤，因为操作比较简单，此处仅着重提三点注意事项：其一，使用“创建2D线”工具绘制斜线时，如果发现总是无法绘出想要的斜线时，首先确定设计栅格是否过大，另外，还可以在创建2D线的状态下执行【右击】→【任意角度】设置绘线角度（见图3.54），因为“正交”选项只能绘制0°、90°、180°、270°的2D线，“斜交”项还能绘制45°、135°、225°、315°的2D线，如果你需要绘制其他角度的2D线，必须设置为“任意角度”项；其二，绘制椭圆时可以先绘制一个矩形，然后使用“修改2D线”工具进入修改2D线状态，选中某个线段后执行【右击】→【拉弧（Pull Arc）】，即可将2D线段拉成弧形，如图3.71所示，相应的效果如图3.72所示；其三，不同CAE封装仅表现形式不同，它们的管脚数量与编号应该相同。

3.3.3 多门CAE封装

多门CAE封装是指元件分配了多个门，通常用于比较复杂的元器件。例如，CPU、FPGA、DSP等。每个门仍然可以最多分配4个不同形式的CAE封装，这与单门CAE封装相似。本节以创建“多门单CAE封装”为例详细阐述相应的操作过程，单片机型号为STM32F103C8T6（LQFP48）的管脚定义见表3.6（不是很复杂，仅用来演示操作流程）。

（1）新建元件类型。在“元件的元件信息”对话框中的“门”标签页中添加两个门，并在“CAE封装1”列分别填入“STM32F103_PWR”与“STM32F103_IO”，表示将使用两个门来表示完整的原理图符号，前者包含电源相关的管脚，后者包含其他管脚，如图3.73所示。单击“确定”按钮后也会弹出包含一些警告的partedit.err文件，此处不必理会。

（2）执行【编辑】→【CAE封装编辑器】即可弹出如图3.74所示“选择门封装”对话框，在“门”列表中列出了刚刚分配的2个门选项，你只要逐个编辑Gate A与Gate B中的CAE封装即可，此处不再赘述。

（3）在元件编辑器环境中完成的效果如图3.75所示，两个门纵向排列，与“门”标签页中的排列相同。

3.3.4 CAE封装向导

如果需要创建管脚比较有规律（或接近规律）的CAE封装，你可以使用封装创建向导快速创建相应的CAE封装。同样以创建STM32F103C8T6（LQFP48）的CAE封装为例，单击符号编辑工具栏中的“CAE封装向导”按钮即可弹出如图3.76所示“CAE封装向导”对话框，其中的参数项在图3.77中已有详细描述。需要注意的是，如果设置的方框最小宽度（或高度）小于根据管脚间距与数量计算出来的宽度（或高度），则以计算出来的数据为准。例如，水平管脚间距为100mil，上侧管脚的数量为12，则方框宽度至少不会小于1300mil（管脚到左右边界的距离也为100mil）。

此处决定使用四周排列的管脚方式（与实际元器件相同），所以每侧的管脚数量为12个，为避免过长的管脚名称产生重叠现象，“方框参数”组合框中的“最小宽度”与“最小高度”值设置得比较大，创建后效果如图3.78所示。接下来根据表3.6设置管脚号与管脚名称，然后将所有管脚调整到合适位置，并添加标记型号的文本即可，最后完成的CAE封装如图3.79所示。