《電路原理圖及印刷電路板設(shè)計(jì)技術(shù)》課件第6章

第6章層次原理圖設(shè)計(jì)6.1層次原理圖6.2建立層次原理圖6.3不同層次電路文件之間的切換6.4由原理圖文件產(chǎn)生子圖符號(hào)6.5由子圖符號(hào)產(chǎn)生新原理圖中I/O端口符號(hào)6.6建立網(wǎng)絡(luò)表文件

6.1層?次?原?理?圖

層次式電路的基本概念是將一個(gè)大的電路分成幾個(gè)功能塊，再對(duì)每個(gè)功能塊中的電路進(jìn)行細(xì)分，如果有必要，可以再建立下一層的模塊，這樣一層一層細(xì)分下去，即可形成樹(shù)狀結(jié)構(gòu)。例如，可以把“轉(zhuǎn)換并行數(shù)據(jù)為串行數(shù)據(jù)”的電路設(shè)計(jì)成如圖6-1所示的一個(gè)層次式電路，它分為并行數(shù)據(jù)輸入(INDATA)、控制電路(CONTROL)、調(diào)制電路(MODEM)、時(shí)鐘發(fā)生器(CLK)、使能信號(hào)發(fā)生器(EN)等五部分，其中使能信號(hào)發(fā)生器(EN)又包含了緩沖器電路(Buffer)和3選1電路(3sell)，如圖6-2所示。圖6-1層次式電路原理圖圖6-2使能信號(hào)發(fā)生器電路利用層次原理圖設(shè)計(jì)電路，可以使用戶從整體框架結(jié)構(gòu)上把握電路，加深對(duì)電路的理解。另一方面，如果用戶需要改動(dòng)電路原理圖的某一細(xì)節(jié)，可以只對(duì)相關(guān)的底層電路進(jìn)行修改，而不影響整個(gè)電路的結(jié)構(gòu)。

6.2建立層次原理圖

用層次原理圖的方法設(shè)計(jì)電路，可以從系統(tǒng)開(kāi)始，逐級(jí)向下進(jìn)行(稱(chēng)自上而下方式)，也可以從最基本的單元塊開(kāi)始，逐級(jí)向上進(jìn)行(稱(chēng)自下而上方式)，用戶可以根據(jù)自己的習(xí)慣和需要決定使用哪種方法。

一般來(lái)說(shuō)，建立層次原理圖的操作步驟如下：

1．準(zhǔn)備工作

(1)在主菜單欄中選擇“文件(F)/創(chuàng)建(N)/原理圖(S)”菜單項(xiàng)，新建一個(gè)原理圖圖形文件的工作平面。新的電路設(shè)計(jì)將在這個(gè)新的工作平面上進(jìn)行。

(2)打開(kāi)“配線”工具欄(如果“配線”工具欄已經(jīng)打開(kāi)，則省略此步驟)。此時(shí)，準(zhǔn)備工作完成。

2．繪制子圖

(1)在主菜單欄中選擇“放置(P)/圖紙符號(hào)(S)”菜單項(xiàng)；或者使用快捷鍵，按P-S鍵；也可以單擊“配線”工具欄中的

按鈕。

(2)此時(shí)，鼠標(biāo)指針變?yōu)槭中喂ぷ鞴鈽?biāo)，移動(dòng)鼠標(biāo)指針的位置，可以發(fā)現(xiàn)子圖會(huì)隨著鼠標(biāo)指針移動(dòng)。

(3)按下Tab鍵，將彈出“圖紙符號(hào)”屬性對(duì)話框。在此對(duì)話框中，可以對(duì)子圖符號(hào)的標(biāo)識(shí)符、文件名以

及子圖符號(hào)的大小、顏色、邊框等進(jìn)行設(shè)置，具體設(shè)置如圖4-36所示。設(shè)置結(jié)束后，單擊“確認(rèn)”按鈕即可。

(4)將光標(biāo)移到待放置子圖符號(hào)的位置，單擊鼠標(biāo)左鍵，確定子圖符號(hào)一個(gè)對(duì)角點(diǎn)的位置。

(5)繼續(xù)移動(dòng)光標(biāo)，矩形的寬度和高度都將變化。當(dāng)子圖符號(hào)的大小滿足要求時(shí)，單擊鼠標(biāo)左鍵，即可放置一個(gè)子圖符號(hào)。子圖符號(hào)的左上側(cè)顯示出子圖符號(hào)的名稱(chēng)和子圖符號(hào)圖紙文件名(其缺省名分別為Designator和FileName，在屬性設(shè)置時(shí)可由設(shè)計(jì)者重新指定)，如圖4-35所示。

(6)按照同樣的方法，可繼續(xù)在其他位置放置多個(gè)子圖符號(hào)。

(7)不再放置子圖符號(hào)時(shí)，按Esc鍵或單擊鼠標(biāo)右鍵，結(jié)束放置子圖符號(hào)命令的執(zhí)行，回到閑置狀態(tài)。

3．放置子圖入口

子圖符號(hào)繪制好后，需要在繪制好的子圖符號(hào)中加上相應(yīng)的子圖入口符號(hào)，操作步驟如下：

(1)在主菜單中選擇“放置(P)/加圖紙入口(A)”菜單項(xiàng)；或者使用快捷鍵，按P-A鍵；或單擊“配線”工具欄中的按鈕。

(2)此時(shí)鼠標(biāo)指針變?yōu)槭中喂ぷ鞴鈽?biāo)。將光標(biāo)移到子圖符號(hào)的邊緣附近，單擊鼠標(biāo)左鍵，此時(shí)子圖符號(hào)邊緣將產(chǎn)生一個(gè)待設(shè)定屬性的子圖入口符號(hào)，如圖6-3所示，此端口隨著鼠標(biāo)指針的移動(dòng)而移動(dòng)。圖6-3子圖入口符號(hào)

(3)按下Tab鍵，可以打開(kāi)如圖4-41所示的“圖紙入口”對(duì)話框。用戶可以對(duì)子圖入口的名稱(chēng)、類(lèi)型、外形、顏色和位置等進(jìn)行設(shè)定。

設(shè)置結(jié)束后，單擊“確認(rèn)”按鈕即可。

(4)拖動(dòng)鼠標(biāo)，子圖入口符號(hào)將隨著鼠標(biāo)指針的移動(dòng)而移動(dòng)，將其移動(dòng)到合適的位置后，單擊鼠標(biāo)左鍵將其定位，則完成了一個(gè)子圖入口符號(hào)的放置。

(5)此時(shí)，系統(tǒng)仍然處于放置子圖入口符號(hào)的命令狀態(tài)，用戶可以重復(fù)以上步驟，放置子圖符號(hào)其他的端口。完成后單擊鼠標(biāo)右鍵或按Esc鍵，回到閑置狀態(tài)。

4．連接各方塊電路

當(dāng)電路原理圖上所有的子圖符號(hào)及其端口的定義都完成后，需要將具有電氣連接關(guān)系的端口用導(dǎo)線和總線連接起來(lái)，具體的連接方法參見(jiàn)4.1節(jié)的內(nèi)容。完成的層次電路原理圖如圖6-1所示。

5．模塊具體化

完成整張電路原理圖的頂層設(shè)計(jì)工作之后，用戶需要將每個(gè)模塊都繪制出與其對(duì)應(yīng)的電路原理圖，使模塊的電路和功能具體化，具體的繪制方法與直接繪制電路原理圖完全相同，這里不再贅述。

6.3不同層次電路文件之間的切換

1．由上層電路文件切換到下層電路文件

用戶在編輯上層電路文件時(shí)，經(jīng)常需要查看其使用的某個(gè)下層文件。Protel2004提供了相應(yīng)的功能支持此類(lèi)操作，操作步驟如下：

(1)進(jìn)入“文件切換”命令狀態(tài)。用戶可以選擇“工具(T)/改變?cè)O(shè)計(jì)層次(H)”菜單項(xiàng)，如圖6-4所示；或者使用快捷鍵，按T-H鍵；或單擊“原理圖標(biāo)準(zhǔn)”工具欄中的按鈕。圖6-4“文件切換”命令

(2)進(jìn)入“文件切換”命令狀態(tài)后，鼠標(biāo)指針變?yōu)槭中喂鈽?biāo)，以圖6-5所示的電路為例，移動(dòng)光標(biāo)到所需切換的子圖上，單擊鼠標(biāo)左鍵或按Enter鍵，即可切換到此方塊電路對(duì)應(yīng)的下層電路的電路原理圖。圖6-5“文件切換”命令圖例

2．由下層電路文件切換到上層電路文件

由下層電路文件切換到上層電路文件與由上層電路文件切換到下層電路文件的方法類(lèi)似，操作步驟如下：

(1)選擇“工具(T)/改變?cè)O(shè)計(jì)層次(H)”菜單項(xiàng)；或者使用快捷鍵，按T-H鍵；或單擊“原理圖標(biāo)準(zhǔn)”工具欄中的

按鈕。

(2)進(jìn)入“文件切換”命令狀態(tài)，鼠標(biāo)指針變?yōu)槭中喂鈽?biāo)后，移動(dòng)光標(biāo)到下層電路的某個(gè)端口上，單擊鼠標(biāo)左鍵，即可切換到此電路原理圖上一層的圖形文件進(jìn)行編輯。如圖6-6所示為由下層電路文件切換到上層電路文件的過(guò)程。圖6-6由下層電路文件切換到上層電路文件6.4由原理圖文件產(chǎn)生子圖符號(hào)

由原理圖文件產(chǎn)生子圖符號(hào)的方法適用于自下而上的層次電路設(shè)計(jì)方法。

當(dāng)用戶已經(jīng)繪制完成I/O端口的電路原理圖后，可由此原理圖直接產(chǎn)生相應(yīng)的子圖。操作步驟如下：

(1)選擇“文件(F)/創(chuàng)建(N)”菜單項(xiàng)，建立一個(gè)新文件；或打開(kāi)某個(gè)已存在的電路原理圖文件。在此圖形文件上放置新生成的子圖。

(2)選擇“設(shè)計(jì)(D)/根據(jù)圖紙建立圖紙符號(hào)(Y)”菜單項(xiàng)，如圖6-7所示；或者使用快捷鍵，按D-Y鍵。這時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)彈出“ChooseDocumenttoPlace”對(duì)話框，如圖6-8所示。圖6-7“設(shè)計(jì)(D)/根據(jù)圖紙建立圖紙符號(hào)(Y)”菜單項(xiàng)圖6-8“ChooseDocumenttoPlace”對(duì)話框

(3)將鼠標(biāo)指針移動(dòng)到需要產(chǎn)生子圖的文件上，雙擊鼠標(biāo)左鍵，或單擊鼠標(biāo)左鍵后按下“確認(rèn)”鍵即可。

(4)此時(shí)，系統(tǒng)會(huì)彈出如圖6-9所示的“Confirm”對(duì)話框，要求用戶確認(rèn)端口輸入/輸出方向。此時(shí)，如果單擊“Yes”按鈕，所產(chǎn)生的子圖的I/O端口電氣特性與電路原理圖中的I/O端口電氣特性相反，即輸入變成輸出，輸出變成輸入；如果單擊“No”按鈕，所產(chǎn)生的子圖的I/O端口電氣特性與電路原理圖中的I/O端口電氣特性相同，即輸入還是輸入，輸出還是輸出。確認(rèn)端口的輸入/輸出方向后，所產(chǎn)生的子圖將出現(xiàn)在鼠標(biāo)指針上。

(5)移動(dòng)子圖到合適的位置后，單擊鼠標(biāo)左鍵，確定子圖左上角的位置，然后將鼠標(biāo)指針移動(dòng)到合適的位置，再次單擊鼠標(biāo)左鍵，確定它的右下角位置，則一個(gè)與電路原理圖同名的子圖符號(hào)生成了，圖6-10所示為生成的子圖符號(hào)。圖6-9“Confirm”對(duì)話框圖6-10生成的子圖符號(hào)

6.5由子圖符號(hào)產(chǎn)生新原理圖中I/O端口符號(hào)

操作步驟如下：

(1)選擇“設(shè)計(jì)(D)/根據(jù)符號(hào)創(chuàng)建圖紙(R)”菜單項(xiàng)；或者使用快捷鍵，按D-R鍵。

(2)此時(shí)，鼠標(biāo)指針變?yōu)槭中喂鈽?biāo)，將光標(biāo)移動(dòng)到需要生成電路原理圖的子圖上，單擊鼠標(biāo)左鍵確認(rèn)。

(3)在工作平面上彈出“Confirm”對(duì)話框，如圖6-9所示，提示用戶確認(rèn)端口的輸入/輸出方向。如果單擊“Yes”按鈕，則所產(chǎn)生的子圖的I/O端口的電氣特性與電路原理圖中的I/O端口的電氣特性相反；如果單擊“No”按鈕，則所產(chǎn)生的子圖的I/O端口的電氣特性與電路原理圖中的I/O端口的電氣特性相同。用戶可以根據(jù)具體要求進(jìn)行相應(yīng)操作，Protel2004自動(dòng)產(chǎn)生與原來(lái)的子圖文件名相同的新的電路原理圖，并且已經(jīng)布置好了I/O端口。圖6-10所示是由圖6-11中的子圖符號(hào)生成的原理圖的I/O端口。

如果用戶對(duì)I/O端口的位置不滿意，可以用移動(dòng)元件的方法進(jìn)行調(diào)整。圖6-11圖6-10對(duì)應(yīng)的子圖符號(hào)6.6建立網(wǎng)絡(luò)表文件

(1)選擇“文件(F)/打開(kāi)(O)”菜單項(xiàng)，打開(kāi)需要建立網(wǎng)絡(luò)表文件的項(xiàng)目文件或者原理圖文件，如果此項(xiàng)目文件已經(jīng)處于打開(kāi)狀態(tài)，則此步驟可以省略。

(2)對(duì)于項(xiàng)目文件，選擇“設(shè)計(jì)(D)/設(shè)計(jì)項(xiàng)目的網(wǎng)絡(luò)表(N)/Protel”菜單項(xiàng)，如圖6-12所示，在彈出的子菜單中可以選擇生成的網(wǎng)絡(luò)表的格式。此步驟也可使用快捷鍵，按D-N-P鍵，再按Enter鍵。圖6-12“設(shè)計(jì)(D)/設(shè)計(jì)項(xiàng)目的網(wǎng)絡(luò)表(N)/Protel”菜單項(xiàng)此時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成指定格式的網(wǎng)絡(luò)表文件。用戶可以在圖紙的右下方單擊“System”按鈕，出現(xiàn)如圖6-13所示的選項(xiàng)。在圖6-13中點(diǎn)擊“Projects”選項(xiàng)，出現(xiàn)如圖6-14所示的“Projects”目錄。在“Projects”目錄中可以看到新生成的網(wǎng)絡(luò)表文件。圖6-13“Projects”選項(xiàng)圖6-14“Projects”目錄

(3)在“Projects”目錄中雙擊網(wǎng)絡(luò)表文件名，可以在右側(cè)窗口中打開(kāi)該文件以查看。下面為圖4-73所示電路圖的網(wǎng)

絡(luò)表。

[

U1

751D-05

SN74LS245DW

]

[

U2

ModelName

8255

]

[

U3

D014

SN74LS20D

]

[

U4

751A-03

SN74LS32D

]

(

VCC

U3-14

U4-14

)

(

GND

U2-7

U3-7

U4-7

)

(

NetU1_1

U1-1

U2-5

)

(

NetU1_11

U1-11

U2-27

)

(

NetU1_12

U1-12

U2-28

)

(

NetU1_13

U1-13

U2-29

)

(

NetU1_14

U1-14

U2-30

)

(

NetU1_15

U1-15

U2-31

)

(

NetU1_