หน่วยที่2

แผนการสอน หน่วยท่ี 2 วิชา เขยี นแบบอิเลกทรอนิกส์ด้วยคอมพิวเตอร์ เวลาสอน 8 ชว่ั โมง เร่ือง การใช้โปรแกรมเขียนแบบอเิ ล็กทรอนิกส์ ด้วย โปรแกรมคอมพิวเตอร์ Orcad สาระสำคัญเร่ือง ศกึ ษาเกี่ยวกับการใช้โปรแกรมเขียนแบบอิเล็กทรอนิกส์ ด้วยโปรแกรมคอมพวิ เตอร์ Orcad การ ออกแบบ PCB (Printed Circuit Board) จดุ ประสงคเ์ ชงิ พฤตกิ รรม เมอ่ื เรียนแลว้ ผ้เู รยี นสามารถท่ีจะ 1. ทราบและสามารถสรา้ งและออกแบบวงจร PCB ดว้ ยโปรแกรม Orcad ได้ 2. ทราบและเข้าใจความหมายของคำวา่ Schematic และ PCB ได้อย่างชัดเจน 3. ทราบและเขา้ ใจหลักการพืน้ ฐานของโปรแกรม Orcad หรอื โปรแกรมสำหรับออกแบบอื่น ๆ ได้ คุณลักษณะอันพึงประสงค์ 1. มีมนุษย์สมั พันธ์ 2. การมวี ินยั 3. ความรับผดิ ชอบ กิจกรรมการสอน เวลา/ กิจกรรมครู กจิ กรรมนักเรียน นาที ขัน้ การเข้าสู่ 60 - ช้แี จงคำอธบิ ายจุดประสงค์ - ฟงั การชแี้ จงคำอธิบายจดุ ประสงค์หนว่ ย บทเรยี น หนว่ ยการเรียนที่ 2 การเรยี นท่ี 2 - อธบิ ายความรเู้ ก่ียวกับการใช้ - ฟงั อธบิ ายความรูเ้ กยี่ วกับการใช้ โปรแกรมเขียนแบบ โปรแกรมเขยี นแบบอิเลก็ ทรอนิกส์ ดว้ ย อเิ ล็กทรอนิกส์ ด้วยโปรแกรม โปรแกรมคอมพวิ เตอร์ Orcad คอมพิวเตอร์ Orcad - ทบทวนก่อนเรียนเกี่ยวกับการใช้ - ทบทวนก่อนเรียน เก่ียวกับ โปรแกรมเขียนแบบอเิ ลก็ ทรอนิกส์ ดว้ ย การใชโ้ ปรแกรมเขยี นด้วย โปรแกรมคอมพิวเตอร์ Orcad โปรแกรมคอมพวิ เตอร์ Orcad ขั้นการให้เนื้อหา 240 - อธิบาย เรื่องโครงสร้าง, - ศึกษาจากสอ่ื และเอกสาร หลกั การทำงาน การทดลอง - รับฟังบรรยายจากครูผู้สอน ประเมนิ การทำงาน - ซกั ถามปญั หาขอ้ สงสัย - ตอบคำถาม/จดบนั ทกึ 10

กจิ กรรมการสอน เวลา/ กจิ กรรมครู กจิ กรรมนักเรียน นาที 180 - สรุป ตอบข้อสงสัย ค้นคว้า - ศึกษาจากส่ือและเอกสาร ขั้นสรปุ เนื้อหา เพิ่มเตมิ - ซักถามปญั หาขอ้ สงสัย - ดแู ลการทำความสะอาดจดั - ตอบคำถาม/จดบนั ทึก เคร่อื งมอื ให้เรยี บร้อยและปดิ - นักเรียนปฏบิ ัตใิ บงาน การทดลอง หอ้ งปฏบิ ัตงิ าน - ทำการสรุปเน้ือหาไปพร้อมกับอาจารย์ และสอบถามขอ้ สงสยั - ดูแลการทำความสะอาดจัดเคร่ืองมือให้ เรียบรอ้ ยและปิดห้องปฏิบตั งิ าน หนงั สอื อ้างอิง 1. อิเล็กทรอนกิ สห์ ลกั และการประยกุ ต์ใชง้ าน 2. วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ สอ่ื การสอน เอกสารประกอบการสอน ใบความรู้ โสตทศั นปู กรณ์ อปุ กรณ์ที่ใชใ้ นการทดลองประกอบใบงาน แผ่นใส / กระดานไวทบ์ อร์ด งานทีม่ อบหมาย 1. ทำแบบฝกึ หดั ทา้ ยหน่วยการเรยี น 2. ทำการทดลองตามใบงานการทดลอง การประเมินผล 1. ประเมนิ ผลจากการทำแบบฝึกหัดท้ายหนว่ ยการเรยี น 2. ประเมนิ ผลจากการทำการทดลองตามใบงานการทดลอง 11

ใบความรู้ วิชา เขยี นแบบอิเลกทรอนิกสด์ ้วยคอมพิวเตอร์ หนว่ ยที่ 2 ชื่อหน่วย การใช้โปรแกรมเขียนแบบอิเล็กทรอนิกส์ จำนวน 8 ชั่วโมง ดว้ ยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ Orcad เคร่ืองมอื และอุปกรณ์  โปรแกรม Orcad หลกั การและแนวคิด โดยปกตอิ ุปกรณอ์ เิ ล็กทรอนิกสท์ ุกชนดิ มสี ัญลักษณ์ทแ่ี สดงถึงตัวตนของอุปกรณ์เหลา่ น้นั เราจะนำเอาวงจร ดจิ ติ อลมาเขยี นเปน็ วงจร Schematic หลงั จากนนั้ จะทำการกำหนด Footprint ซึง่ หมายถึงภาพของอุปกรณ์นั้น ๆ ท่ี จะปรากฎบนแผ่น PCB เมื่อแม็พระหว่างสัญลกั ษณ์ของอปุ กรณ์อิเล็กทรอนกิ สแ์ ละ FootPrint เขา้ ด้วยกนั แลว้ หลังจากนน้ั จะใหโ้ ปรแกรม OrCAD ทำการค้นหาเส้นทางระหว่างอปุ กรณต์ ่าง ๆ เหล่าน้นั เข้าดว้ ยกนั โดยยึด Schematic ท่ีเราได้ออกแบบไวแ้ ลว้ ในตอนตน้ เป็นเกณฑ์ในการทำการวาดเสน้ ทางของสายสญั ญาณอย่างอัตโนมัติ (Auto-Route) ขั้นตอนการดำเนินงาน 1. การเรียกใชง้ านโปรแกรม Capture 2. สรา้ งโปรเจ็คใหม่ 3. การวาง Not Gate ลงบนพ้นื ทีท่ ำงาน 4. การวาง OR Gate ลงบนพ้นื ทท่ี ำงาน 5. การเชอื่ มต่อสายสัญญาณระหวา่ งสญั ลักษณ์อุปกรณ์อเิ ล็กทรอนกิ สต์ ่าง ๆ 6. ขน้ั การสงั เคราะห์เนต็ ลีสต์ (Net List) 7. เข้าสู่โปรแกรม Layout 8. ข้ันการโหลด NetList 9. ขนั้ การบนั ทึกไฟล์ PCB Board 10. OrCAD จะสงั เคราะห์อปุ กรณ์อเิ ล็กทรอนกิ ส์ท่ีจำเป็นใหเ้ ราอตั โนมตั ิ 11. การสร้างเอาท์ไลน์ให้กับบอรด์ PCB 12. การกำหนดค่าตา่ ง ๆ ของชั้น PCB (Layer) 12

13. ข้ันการสรา้ งเส้นทางของสายสัญญาณอย่างอตั โนมัติ (Autoroute) 14. ขน้ั การทำกราวนดเ์ พลน (Ground Plane) 15. จบการทำงาน 16. สรปุ ผล บทน้ีจะยกตัวอย่างการวาด Schematic ของวงจร Half Adder มาเป็นตัวอย่างการสร้าง PCB สำหรับท่านท่ี ยงั นึกไม่ออกว่าทำไมต้องมี Half-Adder และ Full Adder ความจริงเป็นเพราะว่า ท่ีบิตด้านขวามือสุดน้ัน เป็นบิตท่ีไม่ ต้องการตัวทดเพราะถือว่าเป็นบิตเรมิ่ ต้นของการบวก ซ่ึงมีข้อมูลเข้าสู่ Half Adder เพียง 2 อินพุต คือ(บิตขวาสุดของ ตัวตั้งและบิตขวาสุดของตัวบวก) ผลลัพธ์จะมีสองส่วน คือ ค่าบิตผลลัพธ์จากการบวกและบิตผลลัพธ์ที่เป็นตัวทด ในขณะที่ Full Adder จะมีอินพุตเป็น 3 ส่วน คือ (บิตขวาสุดของตัวตั้งและตัวบวก เพิ่มอีกหนึ่งบิตคือบิตตัวทด) และ เอาพุตของ Full Adder ยังคงมี 2 ส่วนเช่นเดียวกับ Half Adder คือ บิตผลลัพธ์และบิตตัวทด ท่านสามารถศึกษา เพิ่มเติมเก่ียวกับวงจรการบวกจากบทความ เรื่อง หลักการประมวลผลของซีพียูด้วยวงจร Adder Logic จากรายการ บทความทงั้ หมดของผู้เขียน ขอให้ทา่ นพิจารณาภาพตอ่ ไปนี้ 13

แบบทดสอบ ช่ือวิชา เขยี นแบบอิเลกทรอนกิ สด์ ว้ ยคอมพวิ เตอร์ หนว่ ยท่ี 2 ชอื่ หน่วย การใช้โปรแกรมเขยี นแบบอิเล็กทรอนิกส์ด้วยโปรแกรมคอมพวิ เตอร์ Orcad ชื่อเรอ่ื ง การใช้โปรแกรมเขียนแบบอเิ ล็กทรอนิกส์ดว้ ยโปรแกรมคอมพวิ เตอร์ Orcad ตอนท่ี 1 จงเรยี งลำดบั หลักการสร้างงานดว้ ยโปรแกรม OrCad ให้ถูกต้อง โดยเรียงจากหมายเลขที่กำหนด 1. ทำการกำหนด Footprint 2. โปรแกรม OrCAD ทำการค้นหาเส้นทางระหว่างอุปกรณต์ ่าง ๆ 3. นำเอาวงจรดจิ ิตอลมาเขยี นเป็นวงจร Schematic 4. แม็พระหว่างสัญลกั ษณ์ของอุปกรณอ์ ิเล็กทรอนิกส์และ FootPrint เข้าด้วยกนั หลกั การแรก คือหมายเลข ………. หลกั การทส่ี อง คือหมายเลข ………. หลกั การท่ีสาม คือหมายเลข ………. หลกั การที่ส่ี คือหมายเลข ………. ตอนท่ี 2 จงตอบคำถามตอ่ ไปนีม้ าพอเขา้ ใจ ทำไมต้องมี Half-Adder และ Full Adder …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… 14