《電子CAD》第2版 第四單元

主編：張兆河孫立津2023-6《電子CAD》第2版第四單元工程項目原理圖高級設(shè)計通過本單元的學習，幫助設(shè)計者了解并熟知層次化原理圖的概念，學會原理圖層次電路端口設(shè)計設(shè)置過程及相關(guān)屬性的設(shè)定。熟練掌握層次電路原理圖操作，并能將一個較復雜的電路原理圖設(shè)計成為一個模塊式的、具有層次的電路原理圖。第四單元工程項目原理圖高級設(shè)計1．掌握層次化原理圖設(shè)計流程。2．能夠熟練運用層次化設(shè)計方法繪制原理圖。3．掌握層次化原理圖之間的切換操作。4．重點掌握各個原理圖之間通過端口或網(wǎng)絡(luò)標號建立電氣連接的方法。第四單元工程項目原理圖高級設(shè)計進一步增強原理圖設(shè)計操作相關(guān)信息意識，發(fā)展分層思維。進一步增強軟件中英文識別與應(yīng)用能力。促進獨立思考，形成嚴謹做事思維方式。學會多通道設(shè)計操作，強化應(yīng)用意識，強化電氣連接信息意識。熟知層次電路設(shè)計操作，培育符合社會主義核心價值觀的審美標準。愛崗敬業(yè)，強化職業(yè)道德，自信自強，守正創(chuàng)新。強化電子技術(shù)信息社會責任。貫徹黨的二十大精神，自覺踐行社會主義核心價值觀。第四單元工程項目原理圖高級設(shè)計項目分類項目二習題實訓項目一項目一多功能定時控制器原理圖層次設(shè)計（1）熟悉層次電路原理圖設(shè)計思路與方法。（2）能進行多功能定時控制器原理圖層次設(shè)計操作，學會元器件屬性編輯操作。（3）掌握電路電氣控制連接相關(guān)檢查方法。大規(guī)模原理圖如何設(shè)計？

當一個較繁雜電子線路原理圖在一張A4紙上繪制不下時，如何解決？多人合作繪制一個項目電子線路圖時，又如何操作呢？顯然將較大原理圖設(shè)計在一張圖紙上，還有如下問題：……項目一多功能定時控制器原理圖層次設(shè)計

層次電路設(shè)計可以采用自頂而下或自底而上的層次電路設(shè)計方法。（1）自頂向下逐級設(shè)計層次電路；（2）自底向上逐級設(shè)計層次電路；項目一紅外熱釋電報警器繪制準備數(shù)字化資源庫第四單元拓展模塊拓展模塊一--正負可調(diào)電源功率放大器層次電路設(shè)計

項目一紅外熱釋電報警器繪制準備多功能定時控制器（1）功能說明。整個設(shè)計電路結(jié)構(gòu)由核心多功能定時控制器主板PCB、各種控制模塊電路組成。（2）各模塊原理簡介。各子模塊電路設(shè)計可以參考《電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能》《傳感器技術(shù)及應(yīng)用》《模擬電子線路》《單片機一體化應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》等相關(guān)教材或相關(guān)網(wǎng)站關(guān)資料，進行電路原理圖的分析、設(shè)計與操作能力鍛煉；另一方面，參考購買的模塊功能介紹。項目一

任務(wù)一層次電路原理圖的建立與繪制做中學

本例采用自頂向下層次化設(shè)計的具體操作步驟如下：（1）首先，啟動Protel，新建立層次電路根系統(tǒng)方框圖，選擇“File”→“New”→“Project\PCBProject”菜單命令，建立PCB工程項目文件，選擇“File”→“SaveProject”菜單命令，將工程項目保存為“多功能定時控制器.PRJPCB”。（2）選擇“File”→“New”→“Schematic”菜單命令，新建原理圖，并保存為“Timercontrollermain.SchDoc”。（3）單擊“Wiring”繪圖工具中的“放置方框電路圖”按鈕。進入放置電路方框圖狀態(tài)，光標變成十字形并附加著方框電路圖的標志，顯示在工作窗口中，此時按下“Tab”鍵，出現(xiàn)“SheetSymbol”方框電路圖屬性編輯對話框，項目一任務(wù)一層次電路原理圖的建立與繪制做中學將該對話框的“Designator”欄默認名改為“Timercontroller”，在“Filename”欄輸入該方框電路圖對應(yīng)的子原理圖文件名“Timercontroller.SchDoc”，然后單擊“OK”按鈕。（4）移動光標到原理圖合適位置，單擊確定方框電路圖標志的一個左上頂點位置。操作過程如圖4-1-3所示。項目一

任務(wù)一層次電路原理圖的建立與繪制做中學（5）繼續(xù)移動光標，到合適位置單擊鼠標左鍵，確定方框電路圖標志的右下側(cè)終點，方框電路圖標志放置好。右鍵取消。此時完成了“Timercontroller”方框電路圖的放置。（6）接下來，設(shè)置各個分層電路模塊的信號出入接口。選擇“Place”→“AddSheetEntry”菜單命令，即進入“放置電路方框圖I/O口”狀態(tài)。下面以DS18B20溫度傳感器模塊連接為例來講：DS18B20溫度傳感器輸出信號端占用AT89S52芯片引腳3.3，AT89S52芯片引腳3.3，在其中的“Name”欄輸入出口名稱“P33”，在“I/OType”欄設(shè)置為輸出端口“Input”，然后單擊“OK”按鈕關(guān)閉對話框。移動光標到“Timercontroller”方框圖符號上，單擊放下該端口。接下來依次放置直流電機控制模塊輸出端口（Output）：P10、P11、P12；項目一

任務(wù)一層次電路原理圖的建立與繪制做中學輸出三極管控制繼電器控制端口：P22、P26；輸出LCD1602液晶顯示控制端口：P00~P07、P23、P24、P25。放置各端口結(jié)果如下圖4-1-5所示。項目一

任務(wù)一層次電路原理圖的建立與繪制做中學（9）系統(tǒng)將自動為“Timercontroller”子圖符號創(chuàng)建一個子原理圖，該圖名稱為“JDQ.SchDoc”。如下面左圖所示。（10）同理操作步驟8～9，創(chuàng)建各子模塊原理圖：DCmotor.SchDoc（直流電機模塊）、LCD1602.SchDoc（LCD1602液晶模塊）、DS18B20.SchDoc（溫度控制模塊）、Timercontroller.SchDoc（多功能定時控制器主模塊），分別完成電路原理圖繪制，如圖4-1-9（a）（b）（c）（d）所示。項目一

任務(wù)一層次電路原理圖的建立與繪制做中學

LCD1602.SchDoc（LCD1602液晶模塊）、DS18B20.SchDoc（溫度控制模塊）、Timercontroller.SchDoc（多功能定時控制器主模塊），分別完成電路原理圖繪制，如下圖（b）（c）（d）所示。項目一

任務(wù)二原理圖電氣控制連接檢查做中學（1）啟動Protel，打開任務(wù)一中建立的“多功能定時控制器.PRJPCB”工程項目。（2）在Projects面板中雙擊“Timercontrollermain.SchDoc”根系統(tǒng)方框圖。（3）單擊窗口左下方的“DesignCompiler”→“Navigator”菜單項。（4）單擊“Navigator”面板右上角的

按鈕，此時光標變成十字形，移動鼠標到JDQ模塊端口

上，左鍵單擊后進入JDQ.SchDoc原理圖中

端口顯示狀態(tài)，其過程操作效果如圖4-1-11所示。項目一任務(wù)二原理圖電氣控制連接檢查做中學（5）前后操作對比端口輸出與輸入電氣連接正確。（6）單擊“Navigator”面板中的“JDQ.SchDoc原理圖”中的“Net/Bus”面板區(qū)域下Ports選項，如圖4-1-12所示。（7）單擊如圖4-1-12所示的“Net/Pins”的網(wǎng)絡(luò)表前面的P26端口，跳轉(zhuǎn)到Timercontroller.SchDoc原理圖，此時是掩膜效果，如圖4-1-13所示。并說明主電路芯片設(shè)計輸出端口正常。項目二愛心彩燈多通道電路設(shè)計（1）學會運用層次化電路原理圖設(shè)計方法，利用“Repeat”句進行多通道電路設(shè)計。（2）能獨立完成愛心彩燈多通道電路原理圖的設(shè)計。多通道設(shè)計是什么？

在畫電路原理圖的時候，可能在一個功能電路中有很多個相同的小功能電路工作的情況，如果一個個都畫出來再一個個連線會很麻煩。像這樣完全類似的功能電路，有時候要重復設(shè)計很多次，有沒有一種設(shè)計方法，解決重復設(shè)計的問題呢？答案：……項目二愛心彩燈多通道電路設(shè)計數(shù)字化資源庫第四單元拓展模塊

拓展模塊二--四路搶答器多通道設(shè)計項目二愛心彩燈多通道電路設(shè)計沒有進行多通道電路設(shè)計的電路原理圖

如圖4-2-1所示是某公司推廣的40路電動車快速充電站充電端口控制電路部分原理圖，很明顯，這個電路充電端口設(shè)計沒有進行多通道電路設(shè)計。……項目二任務(wù)一愛心彩燈多通道設(shè)計做中學

（1）啟動Protel，選擇“File”→“New”→“Project”→“PCBProject”菜單命令，建立32個LED的愛心彩燈PCB工程項目文件，保存為“32LEDSheart.PrjPCB”，如右圖所示。（2）選擇“File”→“New”→“schematic”菜單命令，新建原理圖文件Sheet1.SCHDOC。再單擊保存按鈕，保存文件名為“32LEDSheart.SCHDOC”。項目二任務(wù)一愛心彩燈多通道設(shè)計做中學（3）選擇“Wiring”繪圖工具中的“放置方框電路圖按鈕”，進行繪制操作。結(jié)果如圖所示。（4）操作方法同步驟2和3，在32LEDSheart.Schdoc方框圖右邊建立32LEDS.Schdoc方框子圖，符號名為“Repeat（32LEDS,1,32）”、子圖名為“32LEDS.Schdoc”，編輯32LEDSheart父圖.Schdoc原理圖作為父圖設(shè)計。項目二任務(wù)一愛心彩燈多通道設(shè)計做中學（5）單擊繪圖工具欄上的方框圖端口按鈕，進行放置連接端口，即32路LED的操作，并通過總線與導線彼此連接，原理圖繪制及操作方法同前面第三單元所述，繪制好32LEDSheart設(shè)計父圖電路圖，結(jié)果如右圖所示。項目二任務(wù)一愛心彩燈多通道設(shè)計（6）接下來繪制32LEDSheart.SchDoc和32LEDS.SchDoc兩個子原理圖，操作方法同前所述。其原理圖編輯結(jié)果如圖所示。圖4-2-632LEDSheart.SchDoc原理圖項目二任務(wù)二多通道設(shè)計創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表（1）單擊選擇“Design”→“NetlistForProject”→“Protel”菜單命令，建立32個LED的愛心彩燈多通道網(wǎng)絡(luò)表。如圖4-2-9所示。（2）單擊“Projects”面板前面的加號，展開后，雙擊“32LEDSheart.NET”文件，將文件打開，分析網(wǎng)絡(luò)表可以看出，子圖32LEDS.Schdoc內(nèi)的元件在網(wǎng)絡(luò)表內(nèi)部都加上了不同的后綴。第四單元工程項目原理圖高級設(shè)計（1）掌握層次化原理圖自頂向下設(shè)計方法。（2）熟練掌握方框電路及端口操作與其對話框?qū)傩栽O(shè)置。（3）熟悉層次化原理圖切換方法及檢查操作。（4）學會利用“Repeat”語句進行多通道電路設(shè)計與網(wǎng)絡(luò)表核對檢查。第四單元工程項目原理圖高級設(shè)計說一說

如何在電子技術(shù)領(lǐng)域（高級原理圖設(shè)計）培育符合社會主義核心價值觀的審美標準？第四單元工程項目原理圖高級設(shè)計實訓一芯片NE5532、STC90C58RD+元件庫設(shè)計1.實訓任務(wù)（1）建立元件NE5532庫，其封裝和內(nèi)部結(jié)構(gòu)分別如圖4-1（a）（b）所示。（2）建立單片機芯片“STC90C58RD+”元件符號庫，如圖4-2所示。第四單