3章層次電路原理圖編輯之Protel9SE.ppt

1、第3章 層次電路原理圖編輯,3.1 層次電路設(shè)計概念 3.2 層次電路設(shè)計中不同文件的切換方法 3.3 層次電路編輯方法,3.1 層次電路設(shè)計概念,在層次電路設(shè)計方案出現(xiàn)以前，編輯電子設(shè)備，如電視機、計算機主板等原理圖時，遇到的問題是電路元件很多，不能在特定幅面的圖紙上繪制出整個電路系統(tǒng)的原理圖，就只好改用更大幅面的圖紙。然而打印時又遇到了另一問題，即打印機最大輸出幅面有限，如多數(shù)噴墨打印機和激光打印機的最大輸出幅面為A4。,采用層次電路設(shè)計方法后，這一問題就迎刃而解了。所謂層次電路設(shè)計就是把一個完整的電路系統(tǒng)按功能分成若干子系統(tǒng)，即子功能電路模塊，需要的話，把子功能電路模塊再分成若干個更小的

2、子電路模塊，然后用方塊電路的輸入/輸出端口將各子功能電路連接起來，于是就可以在較小幅面的多張圖紙上分別編輯、打印各模塊電路的原理圖。,模塊電路1,模塊電路2,模塊電路3,在層次電路設(shè)計中，把整個電路系統(tǒng)視為一個設(shè)計項目，并以.prj 而不是.sch作為項目文件的擴展名。在項目原理圖（即總電路圖）中，各子功能模塊電路用“方塊電路”表示，且每一模塊電路有惟一的模塊名和文件名與之對應(yīng)，其中模塊文件名指出了相應(yīng)模塊電路原理圖的存放位置。在原理圖編輯窗口內(nèi)，打開某一電路系統(tǒng)設(shè)計項目文件.prj時，也就打開了設(shè)計項目內(nèi)各模塊電路的原理圖文件。,Protel99 SE原理圖編輯器支持層次電路設(shè)計、編輯功能，

3、可以采用“自上而下(先形成總電路，在畫各子電路）”或“自下而上（先畫子電路，再形成總電路）”的層次電路編輯方式。 在介紹層次電路編輯方法前，不妨先打開Protel99SE原理圖編輯器提供的原理圖編輯演示設(shè)計文件包4 Port Serial Interface. ddb、Z80 Microprocessor.ddb、LCD Controller. ddb或Photoplotter.ddb文件。這些文件存放在Protel 99SEExamples目錄下。,在Protel99SE狀態(tài)下，執(zhí)行“File”(文件)菜單下的“Open”命令，打開其中的一個設(shè)計文件包，如Z80 Microprocessor

4、.ddb，即可了解層次電路的組成以及文件管理、切換方法。其操作過程如下： (1) 單擊主工具欄內(nèi)的“打開”工具（或執(zhí)行“File”菜單下的“Open”命令）。 (2) 在如圖3-1所示的打開設(shè)計數(shù)據(jù)文件包窗口內(nèi)，選擇并打開Protel99SEExamples目錄下Z80 Microprocessor .ddb文件。,在“文件管理器”窗口內(nèi)，單擊Z80 Microprocessor.ddb設(shè)計數(shù)據(jù)文件包及其子目錄前的小方塊，顯示設(shè)計數(shù)據(jù)庫 的文件目錄結(jié)構(gòu)，找出并雙擊文件名為“Z80 Processor.prj”的原理圖文件，如圖3-2所示?？梢奪80 Processor電路系統(tǒng)由存儲器模塊（Me

5、mory. sch）、CPU時鐘電路模塊（CPU Clock. sch）、電源供電模塊（Power Supply.sch）、串行接口電路模塊（Serial Interface.sch）、可編程外設(shè)接口模塊（Programmable Peripheral Interface.sch）以及CPU選擇模塊(CPU Section.sch)六個子電路模塊電路組成，其中串行接口模塊（Serial Interface.sch）下還有Serial Baud Clock.sch模塊。,項目文件(.prj)本質(zhì)上還是原理圖文件，只是擴展名為.prj而已；當(dāng)模塊電路原理圖內(nèi)含有更低層次的子電路時，該模塊電路原理圖

6、文件擴展名依然為.sch。,圖3-1 打開設(shè)計數(shù)據(jù)文件包窗口,圖3-2 層次演示電路構(gòu)成模塊,需要注意的是，設(shè)計數(shù)據(jù)文件包內(nèi)同一目錄下的原理圖文件(.sch)，彼此之間并不關(guān)聯(lián)。 為了看清Z80 Processor.prj項目文件的細節(jié)，可不斷單擊主工具欄內(nèi)的“放大”工具，適當(dāng)放大Z80 Processor.prj文件編輯窗口工作區(qū)，即可看到如圖3-3所示的Z80 Processor .prj項目文件內(nèi)容。,圖3-3 Z80 Processor .Prj設(shè)計項目文件內(nèi)容,在Protel99SE中，通過“設(shè)計文件管理器” 進行文件切換非常方便，例如，在如圖3-2所示窗口中，單擊“設(shè)計文件管理器”

7、窗口內(nèi)的“Serial Interface.sch”文件，即可迅速切換到串行接口電路模塊原理圖的編輯狀態(tài)，單擊主工具欄內(nèi)的“放大”工具，適當(dāng)放大窗口工作區(qū)，即可看清Serial Interface. sch模塊電路原理圖的細節(jié)，如圖3-4所示。 從圖3-4中我們不難發(fā)現(xiàn)，Z80 Processor.prj項目文件內(nèi)Serial Interface模塊中的“方塊電路I/O端口（SheetEntry）”與Serial Interface模塊對應(yīng)的原理圖文件Serial Interface.sch的I/O端口（Port）一一對應(yīng)。,圖3-4 Serial Interface.sch模塊原理圖,3.2

8、 層次電路設(shè)計中不同文件的切換方法,在層次電路中含有多張電路圖，當(dāng)需要從一張原理圖切換到另一張原理圖時，在“設(shè)計文件管理器”窗口內(nèi)，將鼠標移到目標原理圖文件名上，單擊左鍵，即可迅速切換到相應(yīng)原理圖文件的編輯窗口。 在Protel99SE中，除了通過單擊“設(shè)計文件管理器”窗口內(nèi)目標文件名完成文件編輯狀態(tài)之間的切換外，有時也會通過“Tools“菜單內(nèi)的“Up/Down Hierarchy”命令或主工具欄內(nèi)的“ ”（層次電路切換）工具實現(xiàn)層次電路原理圖窗口間的切換，操作過程如下：,(1) 單擊主工具欄內(nèi)的“層次電路切換”工具（或執(zhí)行“Tools”菜單下的“Up/Down Hierarchy”命令）。

9、 (2) 當(dāng)由項目文件（.prj）窗口切換到其中某一模塊電路窗口時，可將光標移到相應(yīng)模塊電路上，單擊鼠標左鍵即可切換到相應(yīng)模塊電路的窗口內(nèi)，然后再單擊右鍵，退出“層次電路切換”命令狀態(tài)； 由某一模塊電路窗口切換到另一模塊電路窗口時,，可將光標移到與目標模塊電路相連的I/O端口上，單擊鼠標左鍵即可迅速切換到與該I/O端口相連的上一層或下一層電路窗口內(nèi)，如果不需要再切換到其他電路窗口時，可單擊鼠標右鍵，退出“層次電路切換”命令狀態(tài)。(演示）,3.3 層次電路編輯方法,3.3.1 建立層次電路原理圖 通過瀏覽原理圖編輯演示文件Z80 Microprocessor.ddb，使我們對層次電路設(shè)計概念、文

10、件結(jié)構(gòu)等方面有了一個初步的認識，下面就具體介紹采用“自上而下”（先畫總電路，在畫每一方塊電路的詳細原理圖即子電路）方式建立層次電路原理圖的操作過程： 創(chuàng)建總電路圖,(1) 單擊“File”菜單下的“New”命令（假設(shè)設(shè)計數(shù)據(jù)庫已建立），在如圖3-5a所示的窗口內(nèi)，單擊“Schematic Document”（原理圖文檔）文件圖標，在原理圖文件窗口內(nèi)，即可用原理圖編輯方法繪制項目文件方塊電路。 (2) 單擊“Wiring Tools”(畫線)工具欄（窗）內(nèi)的 “ ”（SCH:PlaceSheetSymbol，即放置方塊電路）工具（或執(zhí)行“Place”菜單下的“Sheet Symbol”命令）后，

11、移動光標到原理圖編輯區(qū)內(nèi)，即可看到一個隨光標移動而移動的方框，如圖3-5b所示。 (3) 按下Tab鍵，即可進入如圖3-6所示的方塊電路屬性設(shè)置窗。,圖3-5a 新建文件窗口,圖3-5b 方塊電路,圖3-6 方塊電路屬性設(shè)置窗,圖3-7 繪制結(jié)束后的方塊電路,方塊對應(yīng)的原理圖文件名,這時仍處于方塊電路放置狀態(tài)，重復(fù)（2）（3）步，繼續(xù)繪制項目文件原理圖中其他方塊電路，即可獲得如圖3-8所示的結(jié)果，然后單擊鼠標右鍵，退出命令狀態(tài)。,圖3-8 完成了方塊電路繪制后的電路總圖,必要時，可重新調(diào)整方塊電路名、方塊電路文件名的位置，或重新設(shè)定其字體和大小，這些操作方法與元件序號、型號的編輯方法相同。 (

12、4) 單擊“畫線”工具欄（窗）內(nèi)的“ ”（放置方塊電路I/O端口（SheetEntry）工具（或執(zhí)行“Place”菜單下的“Add Sheet Entry”命令），然后將光標移到需要放置I/O端口的方塊內(nèi)，單擊鼠標左鍵，即可看到一個隨光標移動而移動的方塊電路I/O端口，如圖3-9所示。 (5) 按下Tab鍵，即可進入如圖3-10所示的方塊電路I/O端口屬性設(shè)置窗口。,圖3-9 方塊電路I/O端口,圖3-10 方塊電路I/O端口屬性設(shè)置窗,圖3-11 方塊電路I/O端口形狀,(6) 將光標移到方塊內(nèi)適當(dāng)位置后，單擊鼠標左鍵，即可固定方塊電路I/O端口，如圖3-12所示。這時仍處于放置方塊電路I/

13、O端口狀態(tài)，重復(fù)（5）（6）步，繼續(xù)放置其他方塊電路I/O端口，即可獲得如圖3-13所示的結(jié)果，然后單擊鼠標右鍵，退出命令狀態(tài)。,圖3-12 放置一個方塊電路I/O端口,圖3-13 放置多個方塊電路I/O端口,(7) 連線（用WiringTools工具）。分別使用導(dǎo)線將不同方塊中端口名稱相同的方塊電路I/O端口連接在一起，使用總線將不同方塊中端口名稱相同且為總線形式的方塊電路I/O端口連接在一起，就獲得了一個設(shè)計項目的電路總圖，如圖3-2所示。,(8) 項目總電路圖編輯結(jié)束后，單擊主工具欄內(nèi)的“存盤”工具或執(zhí)行“File”菜單下的“Save ”命令保存該文件。 (9) 如果文件擴展名不是.pr

14、j時，將文件擴展名改為為.prj（項目文件）?？稍凇霸O(shè)計文件管理器”窗口內(nèi)，將鼠標移到剛編輯的項目原理圖文件名上，單擊右鍵，指向并單擊其中的“Close”（關(guān)閉）命令；再單擊右鍵，指向并單擊其中的“Rename”（改名）命令，。,3.3.2 編輯方塊電路 (1) 先建立項目設(shè)計文件(.Prj)。 (2) 在項目設(shè)計文件窗口內(nèi)，單擊“Design”菜單下的“Create Sheet From Symbol”命令。 (3) 將光標移到相應(yīng)方塊電路上，如圖3-13中的CPU Section模塊，單擊鼠標左鍵，即可彈出如圖3-14所示的端口電氣特性選擇框，如果單擊選擇框內(nèi)的“Yes”按鈕（一般選擇No

15、，表示方塊電路端口方向不變），則生成的模塊電路原理圖中的“I/O端口”電氣特性與“方塊電路I/O端口”電氣特性相反，即輸出變?yōu)檩斎?，而輸入變?yōu)檩敵觥?（4）得到圖3-15 自動生成的模塊原理圖文件，可以在上面進行子電路圖設(shè)計 。,圖3-14 模塊電路I/O端口電氣特性選擇（是否顛倒端口輸入輸出方向）,圖3-15 自動生成的模塊原理圖文件,3.3.3 自下而上編輯層次電路 Protel99SE 也支持“自下而上”方式建立、編輯層次電路。所謂“自下而上”方式，就是先繪制各模塊電路原理圖文件（采用自下而上設(shè)計方式時，同一模塊電路原理圖中不要使用“I/O端口（即”Port”）”表示元件引腳之間的連接關(guān)

16、系，即“I/O端口”只用于表示不同模塊電路之間信號的連接關(guān)系），并創(chuàng)建一個新的空白的原理圖文件，然后執(zhí)行“Design”菜單下的“Create Symbol From Sheet”（從原理圖生成方塊電路）命令，即可將特定模塊電路原理圖文件中的“I/O端口”轉(zhuǎn)化為“方塊電路I/O端口”并放置在自動生成的方塊電路內(nèi)。從模塊電路原理圖中生成方塊電路的操作過程如下所述。,(1) 在設(shè)計數(shù)據(jù)文件包內(nèi)的特定文件夾（如“Document”）內(nèi)，分別建立、編輯各自方塊塊電路原理圖文件，如圖3-16所示。 (2) 執(zhí)行“File”菜單下的“New”命令，在如圖1-6所示的窗口內(nèi)，選擇“Schematic Doc

17、ument”（原理圖文檔），在同一文件夾內(nèi)創(chuàng)建一個空白的項目文件（即空白的原理圖文件.并把擴展名改為“.prj”），如圖3-17所示。,圖3-16 已編輯好的各模塊電路原理圖,圖3-17 創(chuàng)建的項目文件（空白）,(3) 在“設(shè)計文件管理器”窗口內(nèi)，單擊新生成的項目文件名CPU Processor.prj，切換到項目文件原理圖編輯狀態(tài)； (4) 在空白的項目文件編輯窗口內(nèi)，單擊“Design”菜單下的“Create Symbol From Sheet”命令，在如圖3-18所示的模塊電路原理圖文件列表窗內(nèi)，找出并單擊待轉(zhuǎn)換的模塊電路原理圖文件名，如“Memory.sch”。,圖3-18 找出并單擊

18、待轉(zhuǎn)換的模塊電路原理圖文件,(5) 單擊“OK”按鈕，關(guān)閉如圖3-18所示的文件列表窗，即可彈出如圖3-14所示的方塊電路I/O端口電氣特性選擇框，并根據(jù)需要單擊“Yes”或“No”按鈕（一般選擇“No”，使轉(zhuǎn)換后的“方塊電路I/O端口（SheetEntry）”的電氣特性與模塊電路原理圖內(nèi)“I/O端口（Port）”電氣特性一致）。 (6) 單擊“No”（即不改變方塊電路I/O端口的輸入/輸出特性）按鈕后，在項目文件窗口內(nèi)出現(xiàn)了一個隨光標移動而移動的方塊電路（必要時也按下Tab鍵，修改方塊電路的屬性），將光標移到適當(dāng)位置后，單擊左鍵固定，即可獲得包含了方塊電路I/O端口的方塊電路，如圖3-19所示。,圖3-19 由Memory.sch模塊電路原理圖文件產(chǎn)生的方塊電路,(7) 必要時，可調(diào)整方塊電路位置以及方塊電路內(nèi)I/O端口位置，然后再使用導(dǎo)線、總線將各方塊電路I/O端口連接在一起即可獲得項目文件原理圖。 注意： 1）方塊電路端口（SheetEntry）用于方塊電路，端口（port）用于原理電路圖（Sch），,I/O端口全局有效： 在總電路圖中，方塊電路之間無導(dǎo)線直連， 而是通過子原理圖電路同名端口（port）相連 （通過全局端口連接多張電路，網(wǎng)絡(luò)標號 局部有效，本圖的同名網(wǎng)絡(luò)標號相連）,網(wǎng)絡(luò)標號和I/O端口全局有效：