(ProtelDXP2004 第七章)

1、第7章 原理圖設(shè)計(jì)綜合實(shí)例【本章重點(diǎn)】l熟悉和掌握原理圖的設(shè)計(jì)方法和技巧熟悉和掌握原理圖的設(shè)計(jì)方法和技巧l掌握層次原理圖的設(shè)計(jì)技巧掌握層次原理圖的設(shè)計(jì)技巧l掌握元器件的制作與元器件庫的建立掌握元器件的制作與元器件庫的建立7.1 單片機(jī)智能溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求本例中要求設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)智能溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對多點(diǎn)溫度的自動(dòng)控制。要求設(shè)計(jì)中采用以下芯片：單片機(jī)芯片AT89S51、串行8位A/D芯片TLC549、I2C總線存儲器24C04、串行口電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232、智能溫度傳感器DBS1820、8位D/A轉(zhuǎn)換芯片DAC0832，以及電阻、電容等元件。設(shè)計(jì)思路由設(shè)計(jì)要求知，為了實(shí)現(xiàn)

2、系統(tǒng)功能，該系統(tǒng)應(yīng)該包含單片機(jī)控制電路、鍵盤及顯示電路和溫度測量與信號轉(zhuǎn)換電路等部分。由于系統(tǒng)電路比較復(fù)雜，因此考慮采用層次原理圖的設(shè)計(jì)方法，并采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。在該設(shè)計(jì)中，把系統(tǒng)分為3部分，分別在3個(gè)子電路原理圖上完成繪制。其中，MCU電路部分包括單片機(jī)、串口通信和打印機(jī)接口電路等；ADDA部分主要包括A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換、存儲器和溫度測量部分；鍵盤顯示器電路部分包含鍵盤和數(shù)碼管顯示器電路。要設(shè)計(jì)的單片機(jī)系統(tǒng)電路原理圖的層次結(jié)構(gòu)如下圖所示。具體設(shè)計(jì)過程包含以下8個(gè)主要部分。 創(chuàng)建項(xiàng)目 創(chuàng)建圖紙符號 創(chuàng)建庫元器件 繪制子電路原理圖 連接圖紙符號 元器件注釋 項(xiàng)目編譯 原理圖的輸

3、出和生成報(bào)表創(chuàng)建項(xiàng)目創(chuàng)建項(xiàng)目 （1）【啟動(dòng)】選項(xiàng)組： 1創(chuàng)建一個(gè)新的PCB項(xiàng)目，命名為“mcusys.PrjPCB”，并保存。 2 在 項(xiàng) 目 中 追 加 一 個(gè) 新 的 原 理 圖 文 件 ， 命 名 并 保 存 為“mcusys.SchDoc”，該原理圖文件作為整個(gè)電路原理圖的頂層原理圖創(chuàng)建圖紙符號創(chuàng)建圖紙符號l1啟動(dòng)放置圖紙符號命令，在放置狀態(tài)按Tab鍵，彈出【圖紙符號】對話框，在【屬性】選項(xiàng)卡的【標(biāo)識符】文本框中設(shè)置參數(shù)為“U_mcu”，并設(shè)置【文件名】文本框的參數(shù)，也就是子圖的文件名為“mcu.SchDoc”。l2設(shè)置完畢后，單擊按鈕，關(guān)閉該對話框，回到放置圖紙符號狀態(tài)，移動(dòng)光標(biāo)到適

4、當(dāng)位置放置第一個(gè)圖紙符號。3 用同樣的方法放置第2個(gè)圖紙符號，設(shè)置【標(biāo)識符】文本框的參數(shù)為“U_ADDA”，并設(shè)置【文件名】文本框的參數(shù)，也就是子圖的文件名為“ADDA . SchDoc”。4 同樣的方法放置第3個(gè)圖紙符號，設(shè)置【標(biāo)識符】文本框的參數(shù)為“U_LK”，并設(shè)置【文件名】文本框的參數(shù)為“LK. SchDoc”，創(chuàng)建好的圖紙符號如下圖所示。5 根據(jù)電氣特性，執(zhí)行菜單【放置】/【加圖紙入口】命令，分別在3個(gè)圖紙符號上放置圖紙入口。放置了圖紙入口后的圖紙符號如下圖所示。在創(chuàng)建元器件之前，首先應(yīng)當(dāng)知道該元器件的外形、引腳個(gè)數(shù)、封裝形式等屬性。DS18B20是Dallas半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的數(shù)字化

5、溫度傳感器集成電路器件，該器件有兩種封裝類型，分別是3引腳的PR35封裝和8引腳的SOSI封裝，如下圖所示。在本電路中，選擇3引腳的PR-35封裝。創(chuàng)建元器件1 執(zhí)行菜單【文件】/【創(chuàng)建】/【庫】/【原理圖庫】命令，創(chuàng)建一個(gè)原理圖庫，命名為“DS18B20.SchLib” 并保存在相同目錄下。2 在原理圖庫編輯狀態(tài)下，在工作區(qū)面板下的【SCH Library】選項(xiàng)卡的【元件】欄中，系統(tǒng)自動(dòng)創(chuàng)建了一個(gè)名稱為“COMPONENT_1”的新元器件，執(zhí)行菜單【工具】/【重新命名元件】命令，彈出【Rename Component】（重新命名元器件）對話框，更改元器件的名稱為“DS18B20”，如左圖所示

6、。3 根據(jù)DS18B20的引腳關(guān)系，繪制元器件的外形和引腳，繪制好的元器件如右圖所示。4 在原理圖庫編輯狀態(tài)下，打開【SCH Library】選項(xiàng)卡，雙擊【元件】項(xiàng)目中的元器件“DS18B20”，打開【Library Component Properties】（庫元器件屬性）對話框，如下圖所示。5 在【Library Component Properties】對話框中，設(shè)置【Default Designator】文本框?yàn)椤癠？”，設(shè)置【注釋】文本框?yàn)椤癉S18B20”，設(shè)置【描述】文本框?yàn)椤凹蓽囟葌鞲衅鳌薄? 設(shè)置完成后，單擊追加按鈕，打開【加新的模型】對話框，如左圖所示。單擊【模型類型】下

7、拉文本框，選擇新加的類型為“Footprint”，然后單擊確認(rèn)按鈕，關(guān)閉該對話框。7 此時(shí)，系統(tǒng)打開【PCB模型】對話框，如右圖所示。8 單擊瀏覽按鈕，彈出【庫瀏覽】對話框，如下圖所示。9 單擊查找按鈕，在彈出的【元件庫查找】文本框中輸入查找內(nèi)容為“PR35”，如圖所示，然后單擊查找按鈕，此時(shí)系統(tǒng)開始在指定的路徑中查找相應(yīng)的封裝。10從查找的結(jié)果中選擇相應(yīng)的封裝，如下圖所示。然后單擊按鈕，返回【PCB模型】對話框，可以看到在該對話框的【封裝模型】選項(xiàng)的【名稱】文本框內(nèi)容變?yōu)椤癙R35”。11單擊【PCB模型】對話框的按鈕，返回到【庫元件屬性】對話框，完成元器件屬性的設(shè)置；單擊【庫元件屬性】對話

8、框的按鈕，完成元器件的繪制，對元器件庫進(jìn)行保存。繪制子電路原理圖1 執(zhí)行菜單【設(shè)計(jì)】/【根據(jù)符號創(chuàng)建圖紙】命令，移動(dòng)光標(biāo)到圖紙符號“mcu”上，單擊鼠標(biāo)左鍵，彈出【Confirm】對話框。2 單擊對話框上按鈕，系統(tǒng)會自動(dòng)為“mcu”的圖紙符號自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)子原理圖，該原理圖的名稱為“mcu.SchDoc”。接下來就可以對該子原理圖進(jìn)行編輯，加載相應(yīng)的元器件庫，并放置元器件，然后根據(jù)電氣屬性連接線路。連接好的電路如下圖所示。3 根據(jù)圖紙符號ADDA并創(chuàng)建相應(yīng)的子電路原理圖文檔“ADDA.SchDoc”，放置元器件并根據(jù)電氣連接關(guān)系連接線路。繪制好的電路原理圖如下圖所示。4 用相同的方法，根據(jù)電氣屬

9、性和用到的元器件繪制子電路原理圖“LK.SchDoc”,繪制好的子電路原理圖如下圖所示。5 根據(jù)電氣特性連接圖紙符號，連接之后的圖紙符號如圖7-17所示。元器件注釋1 執(zhí)行菜單【元件】/【注釋】命令，彈出【注釋】對話框，如下圖所示。2 在【注釋】對話框中設(shè)置好原理圖元器件標(biāo)注的處理順序和需要注釋的原理圖，然后單擊 按鈕，此時(shí)系統(tǒng)彈出【DXP Information】（DXP 信息）對話框，該對話框列出了注釋改變的屬性。3 單擊 按鈕，予以確認(rèn)并關(guān)閉該對話框，可以看到在【注釋】對話框的【建議變化表】中，元器件的“建議值”一欄里，元器件自動(dòng)進(jìn)行了標(biāo)注，確認(rèn)后單擊 按鈕，彈出【工程變化訂單（ECO）

10、】對話框，如下圖所示。4單擊 按鈕，在【狀態(tài)】項(xiàng)目的“檢查”一欄里，列出了檢查的狀態(tài)是否正確？如果有錯(cuò)誤，修改相應(yīng)的錯(cuò)誤后重新操作。如果沒有錯(cuò)誤，單擊 按鈕，完成元器件的自動(dòng)標(biāo)注。在完成元器件的標(biāo)注后，可以單擊 按鈕，輸出變化報(bào)告文件，如下圖所示；如果不需要，也可以直接單擊 按鈕，關(guān)閉【工程變化訂單（ECO）】對話框，此時(shí)系統(tǒng)會返回【注釋】對話框，單擊該對話框上的按鈕 ，完成元器件的自動(dòng)注釋。項(xiàng)目編譯1 執(zhí)行菜單【項(xiàng)目管理】/【項(xiàng)目管理選項(xiàng)】命令，打開【項(xiàng)目管理選項(xiàng)】對話框，并單擊【Error Reporting】選項(xiàng)卡和【Connection Matrix】選項(xiàng)卡，進(jìn)行正確的設(shè)置。2 執(zhí)行菜

11、單【項(xiàng)目管理】/【Compile PCB Project mcusys.PrjPcb】命令，編譯完成后，彈出【Message】窗口，顯示編譯的結(jié)果，根據(jù)編譯結(jié)果中的提示修改電路中不合理的地方。（小提示：對于電路中實(shí)際正確，但檢測錯(cuò)誤的地方，可以放置“忽略ERC檢測指示符”。）原理圖的打印輸出和生成報(bào)表1 執(zhí)行菜單【文件】/【打印】命令，可以對原理圖進(jìn)行打印輸出。2 執(zhí)行菜單【報(bào)告】/【Bill of Materials】命令，彈出如下圖所示的【Bill of Materials For Projectmcusys.PrjPCB】工程的元器件報(bào)表（mcusys.PrjPCB）對話框。3 單擊按鈕，彈出【報(bào)告預(yù)覽】對話框，如下圖所示。在此既可以打印該報(bào)表，也可以輸出報(bào)表。4 單擊按鈕，可以生成Excel文件格式“clock.xls”的元器件報(bào)表。5 執(zhí)行菜單【設(shè)計(jì)】/【設(shè)計(jì)文檔的網(wǎng)絡(luò)表】/【Protel】命令，系統(tǒng)自動(dòng)生成文檔的網(wǎng)絡(luò)表文件“mcusys.NET”，如左圖所示。6執(zhí)行菜單【報(bào)告】/【Report Project Hierarchy】命令，生成層次報(bào)表文件“mcusys.REP”，文件內(nèi)容如右圖