Protel2004電路設(shè)計應(yīng)用范例

1、第1章 原理圖設(shè)計第1章原理圖設(shè)計要想設(shè)計一塊正確、實用的印制電路板，首先是要把該印制電路板的設(shè)計思想用工程語言表達出來，這就要繪制電路原理圖。一張正確美觀的電路原理圖是整個印制電路板設(shè)計的基礎(chǔ)和靈魂。本設(shè)計通過實例向讀者介紹采用EDA工具軟件Protel 2004進行電路原理圖設(shè)計的一般方法與基本操作過程。 【本章主要內(nèi)容】 AutoCAD點的定位捕捉 原理圖設(shè)計步驟及設(shè)計分析 Protel 2004原理圖的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置 Protel 2004原理圖的設(shè)計命令及元件庫使用 原理圖應(yīng)用電路設(shè)計【本章精彩案例】 電源電路設(shè)計：電源類型為串聯(lián)穩(wěn)壓電源 運算放大器電路設(shè)計：采用Op Amp運算放大器

2、進行比例放大電路設(shè)計 555振蕩電路設(shè)計：利用555定時器進行單穩(wěn)態(tài)電路設(shè)計 A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計：利用ADC0809完成A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計 單片機存儲器電路設(shè)計：采用鎖存器74HC373實現(xiàn)89C51的程序與數(shù)據(jù)存儲器的擴展1.1 原理圖設(shè)計步驟1構(gòu)圖必須全面認識所要繪制電路的結(jié)構(gòu)與組成元件的關(guān)系，哪些元件擺在哪里，如果忽略這一步，后面的工作有可能要重新做。2元件布局元件布局是繪制電路原理圖最主要的步驟，而元件布局的好壞直接影響繪制電路原理圖的效率與該電路原理圖的可讀性。3線路連接可以以導(dǎo)線、接點、總線分支線來連接線路。不過，有些線路很好走線，有些則不然，甚至會影響整張電路圖的外觀。在這種情況

3、下，可以借助【網(wǎng)絡(luò)標號】來做實際上的電氣連接，而不須真正的走線。4放置一些說明性的文字、圖形或圖片放置一些說明性的文字、圖形或圖片，主要目的是突出顯示該電路原理圖的主題，使電路原理圖鮮明活潑，提高其可讀性。1.2 原理圖設(shè)計分析（1）首先根據(jù)個人的設(shè)計任務(wù)，規(guī)劃設(shè)計層次，是單張圖紙設(shè)計還是層次設(shè)計，以及采用何種層次完成設(shè)計。（2）建立板級（PCB）項目文件，建立原理圖和連接圖紙。（3）根據(jù)設(shè)計任務(wù)構(gòu)想、建立和編輯所需要的庫元件。如果要進行PCB設(shè)計、SIM仿真、SI仿真，就不單要有原理圖元件符號，還要有SIM仿真模型、PCB封裝、SI模型。集成庫中的元件可以帶有這些相關(guān)信息。可以建立集成庫，也

4、可以使用分立庫結(jié)構(gòu)。建立的元件要經(jīng)過校驗，確認之后方可使用。（4）放置元件。通過連線、總線、網(wǎng)絡(luò)標號、圖紙入口、端口和默認電源網(wǎng)絡(luò)等連接方式建立連接，再進行元件位號注釋，可以在放置過程中設(shè)置，也可以進行自動標注。1.3 設(shè)置Protel 2004原理圖的系統(tǒng)參數(shù)單擊系統(tǒng)菜單圖標，將彈出系統(tǒng)的下拉菜單，如圖1-1所示。然后選擇系統(tǒng)參數(shù)命令System Preferences，則彈出系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置對話框，如圖1-2所示。 圖1-1 系統(tǒng)菜單 圖1-2 系統(tǒng)參數(shù)對話框從圖中可以看出，這個對話框包含6個選項卡，可以分別設(shè)置常規(guī)參數(shù)、外觀參數(shù)、透明度參數(shù)、產(chǎn)品管理系統(tǒng)選項、備選選項及項目選項。1常規(guī)參數(shù)設(shè)

5、置（General選項卡）常規(guī)參數(shù)主要用來設(shè)置系統(tǒng)或編輯器啟動時的一些特性，具體可進行以下幾個選項的設(shè)置，如圖1-2所示。（1）【Startup】欄本欄內(nèi)包括【Reopen Last Workspace】和【Open Tasks control panel if no documents open】復(fù)選框。【Reopen Last Workspace】復(fù)選框用以選擇在Protel 2004系統(tǒng)啟動時是否自動打開上次打開的項目組，項目組是Protel 2004系統(tǒng)新出現(xiàn)的一種文檔管理模式，是各種設(shè)計項目的一個總體，用來集中管理這些設(shè)計項目?！綩pen Tasks control panel if

6、 no documents open】復(fù)選框用以選擇在沒有打開文檔的條件下打開任務(wù)控制面板。（2）【Splash Screens】欄本欄內(nèi)包含【Show DXP startup screen】和【Show product splash screens】兩個復(fù)選框，分別用來設(shè)置系統(tǒng)和各編輯器啟動時是否顯示啟動畫面。v 【Show DXP startup screen】復(fù)選框：用來選擇Protel 2004啟動時是否顯示啟動畫面。如果選中該選項，則每次啟動Protel 2004時，屏幕上將出現(xiàn)啟動畫面，該畫面以動畫形式顯示系統(tǒng)版本信息，可提示操作者當前系統(tǒng)正在裝載；若未選中該復(fù)選框，則Protel

7、2004系統(tǒng)啟動時，將越過啟動畫面。v 【Show product splash screens】復(fù)選框：服務(wù)器程序（包括有原理圖編輯系統(tǒng)模塊、PCB電路板文件及布線系統(tǒng)模塊、類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動布線及推擠系統(tǒng)模塊、模擬數(shù)字混合式Spice電路仿真系統(tǒng)模塊、可編程邏輯系統(tǒng)模塊、CAMTastic DXP專業(yè)CAM系統(tǒng)模塊等）啟動時，顯示產(chǎn)品信息畫面。若選中該復(fù)選框，則上述服務(wù)程序啟動時，將在設(shè)計工作區(qū)的左下方快速顯示版本畫面，指示當前服務(wù)器正處于裝載狀態(tài)，否則將跳過這一畫面。（3）【Default Locations】欄用戶在本欄內(nèi)可以設(shè)置打開或保存Protel 2004文檔、項目及項目組時的默認路

8、徑。（4）【System Font】欄用來設(shè)置系統(tǒng)字體。（5）【General】欄本欄內(nèi)包含【Integrate help system】和【Open PDF documents inside DXP】兩個復(fù)選框。v Integrate help system復(fù)選框：設(shè)置幫助系統(tǒng)的一體化。v Open PDF documents inside DXP復(fù)選框：用來在DXP中打開PDF文檔。2外觀參數(shù)設(shè)置（View 選項卡）View 選項卡中包括【Desktop】、【Popup Panels】、【Show Navigation Bar As】、【Favorites Panel】、【General】

9、和【Documents Bar】6個欄，如圖1-3所示。圖1-3 【View】選項卡（1）【Desktop】欄用戶在本欄中可以設(shè)定當系統(tǒng)關(guān)閉時，系統(tǒng)是否自動保存定制的桌面選項。若選中【Autosave desktop】復(fù)選框，則系統(tǒng)關(guān)閉時將自動保存自定義的桌面，以及文檔窗口的位置和尺寸。若選中【Restore open documents】復(fù)選框，則系統(tǒng)將恢復(fù)打開文檔。（2）【Popup Panels】欄用戶在本欄中可以設(shè)置彈出式面板的彈出【Popup】及消隱【Hide】過程的等待時間，還可以選擇是否使用動畫效果。v 調(diào)節(jié)【Popup delay】選項右邊的滑塊可改變面板顯現(xiàn)時的等待時間。v

10、調(diào)節(jié)【Hide delay】選項右邊的滑塊可改變面板隱退時的等待時間。v 選中【Use animation】復(fù)選框，則面板顯現(xiàn)或隱退時將使用動畫效果。v 【Animation speed】右邊的滑塊用來調(diào)節(jié)動作的速度。若不想讓面板顯現(xiàn)或隱退時等待，則應(yīng)當取消該復(fù)選框。（3）【Show Navigation Bar As】欄用來顯示導(dǎo)航條。（4）【Favorites Panel】欄用來設(shè)置面板的尺寸。（5）【General】欄用來進行外觀的參數(shù)設(shè)置。（6）【Documents Bar】欄用來進行文檔條的設(shè)置。3透明效果設(shè)置（Transparency選項卡）在【Transparency】選項卡內(nèi)可

11、以設(shè)定浮動工具欄對話框的透明效果，如圖1-4所示。圖1-4 【Transparency】選項卡（1）【Transparent floating windows】復(fù)選框若選中【Transparent floating windows】復(fù)選框，當調(diào)用一個交互式過程時，編輯器工作區(qū)上的浮動工具欄及其他對話框?qū)⒁酝该餍Ч@示。例如，要使用原理圖編輯器在原理圖上放置一個元件，假設(shè)繪制原理圖工具欄處于浮動狀態(tài)，當鼠標拖動元件到繪制原理圖工具欄上時，繪制原理圖工具欄將自動變?yōu)橥该鳌＃?）【Dynamic transparency】復(fù)選框若選中【Dynamic transparency】復(fù)選框，則啟用動態(tài)透明

12、效果。v 【Highest transparency】設(shè)定最高透明度。v 【Lowest transparency】設(shè)定最低透明度。v 【Distance factor】設(shè)定光標距離浮動工具欄、浮動對話框或浮動面板的透明效果。4版本控制設(shè)置（Version Control選項卡）【Version Control】選項卡用來設(shè)置是否啟用版本控制系統(tǒng)，如圖1-5所示。如果使用版本控制軟件來登記并檢測文檔項目，那么必須在【Version Control】選項卡中選中【Enable Version Control】復(fù)選框。圖1-5 【Version Control】選項卡5備份選項設(shè)置（Backup

13、Options選項卡）可以在【Backup Options】選項卡內(nèi)設(shè)定一些與文件備份有關(guān)的參數(shù)，如圖1-6所示。（1）【Backup Files】欄【Backup Files】欄用來設(shè)定是否創(chuàng)建備份文件、所要保存的備份文件數(shù)和保存路徑。v 【Create backup files】復(fù)選框用來設(shè)置在指定位置，按設(shè)定時間間隔自動創(chuàng)建備份文件。v 【Number of backups to keep】選項用來設(shè)置每個文檔保留的備份文件數(shù)。v 【Path】選項用來選擇備份路徑。（2）【Auto Save】欄本欄用來設(shè)置自動保存?zhèn)浞莸臅r間間隔、為每個文檔保留備份的版本數(shù)及保存路徑。v 【Auto sa

14、ve every】復(fù)選框：要啟動自動保存功能必須選中本選項。其后的時間間隔框可以設(shè)置自動保存的間隔時間。v 【Number of versions to keep】后面的版本數(shù)框可以設(shè)置保存的版本數(shù)。v 【Path】用來設(shè)置保存路徑。圖1-6 【Backup Options】選項卡6項目設(shè)置（Projects Panel選項卡）【Projects Panel】選項卡包括【General】（通用）、【File View】（文件視圖）、【Structure View】（結(jié)構(gòu)視圖）、【Sorting】（分類）、【Grouping】（群組）、【Default Expansion】（默認）、【Singl

15、e Click】（單擊），如圖1-7所示。圖1-7 【Projects Panel】選項卡1.4 Protel 2004原理圖的命令介紹1圖形工具欄執(zhí)行View/Toolbars/Customize/Drawing Tools命令，出現(xiàn)原理圖圖形工具欄。原理圖圖形工具欄如圖1-8所示，工具欄的功能如表1-1所示。執(zhí)行Place/Drawing Tools中的命令完成圖形繪制。 圖1-8 圖形工具欄表1-1 工具欄功能工 具 欄功 能英 文 含 義繪制直線Line繪制多邊形工具Polygon繪制橢圓弧工具Elliptical Arcs繪制貝賽爾曲線工具Beizers填寫文字串工具Text Str

16、ing填寫文本框工具Text Frame放置矩形工具Rectangle放置圓角矩形工具Round Rectangle放置橢圓工具Ellipse續(xù)表工 具 欄功 能英 文 含 義放置圖片工具Graphic Image建立陣列工具Place Array2電源命令在原理圖設(shè)計中，經(jīng)常需要電源，常用的電源命令如圖1-9所示。通過執(zhí)行【Place】的電源命令完成電源放置，或者通過單擊電源的工具按鈕選擇放置需要的電源。3常用元器件在Protel 2004中給出了常用元器件，如圖1-10所示。通過單擊常用元器件工具按鈕選擇所需元器件類型選項，即可完成常用元器件的放置。 圖1-9 電源命令 圖1-10 常用元

17、器件4常用原理圖設(shè)計工具欄在數(shù)字電路設(shè)計中，經(jīng)常使用如圖1-11所示的工具欄。圖1-11 原理圖設(shè)計工具欄v ：放置導(dǎo)線，執(zhí)行Place/Wire命令來完成。v ：放置總線，執(zhí)行Place/Bus命令來完成。 v ：放置總線分支線，執(zhí)行Place/Bus Entry命令來完成。v ：放置網(wǎng)絡(luò)標號，執(zhí)行Place/Net Label命令來完成。v ：放置電源接地端口，執(zhí)行Place/Power Port命令來完成。v ：放置電源端口。v ：放置元件，執(zhí)行Place/Part命令來完成。v ：放置原理圖符號，執(zhí)行Place/Sheet symbol命令來完成。 v ：增加原理圖分支，執(zhí)行Place

18、/Add Sheet Entry命令來完成。v ：放置I/O端口，執(zhí)行Place/Port命令來完成。v ：不進行電氣規(guī)則檢查。1.5 標題欄每一張原理圖圖紙都有一個標題欄，用來說明圖紙的名稱、日期、作者等。通常標題欄在圖紙的右下方。1兩種標題欄【Schematic】提供了兩種標題欄：標準（Standard）和美國國際標準化組織的標準（ANSI），如圖1-12和圖1-13所示。下面重點介紹一下Standard標題欄的含義。圖1-12 Standard標題欄圖1-13 ANSI標題欄Standard標題欄的內(nèi)容如下：v 【Title】放置電路圖名稱，通常是.title代表的特殊文字。v 【Siz

19、e】顯示圖紙的大小，隨所用的圖紙自動填入。v 【Number】放置文件號，通常是.documentnumber代表的特殊文字。v 【Revision】放置版本號，通常是.revision代表的特殊文字。v 【Date】顯示當前的日期，隨系統(tǒng)時間改變。v 【Sheet of】顯示總電路圖數(shù)目及這一張圖是第幾張。v 【File】顯示電路圖的文件名及其磁盤路徑。v 【Drawn By】放置作者或其所屬的公司，通常是.organization代表的特殊文字。2設(shè)置標題欄執(zhí)行Design/Document Options命令，出現(xiàn)一個對話框，選擇【Sheet Options】選項卡，如圖1-14所示。對

20、話框左邊的【Title Block】選項是切換使用程序提供的標題欄的，選中該項，在后面的下拉菜單中選擇一個標題欄，如圖1-15所示。 圖1-14 設(shè)置標題欄 圖1-15 選擇標題欄的種類在標題欄中，所設(shè)置的說明文字可以直接填入一般文字，也可以是特殊字符串。1.6 元件排序放置元件時，還要考慮到元件序號，Protel 2004提供自動排序功能，將元件統(tǒng)一排序。執(zhí)行Tools/Annotate命令，出現(xiàn)自動排序?qū)υ捒颍鐖D1-16所示。圖1-16 自動排序?qū)υ捒颍?）【Schematic Annotation Configuration】欄在該欄內(nèi)可設(shè)置元件標識的方案。v 【1 Up then a

21、cross】是根據(jù)元件在原理圖上的排列位置，先按自下而上、再按自左至右的順序自動標識。v 【2 Down then across】是根據(jù)元件在原理圖上的排列位置，先按自上而下、再按自左至右的順序自動標識。v 【3 Across then up】是根據(jù)元件在原理圖上的排列位置，先按自左至右、再按自下向上的順序自動標識。v 【4 Across then down】是根據(jù)元件在原理圖上的排列位置，先按自左至右、再按自上而下的順序自動標識。v 【Match By Parameters】列表是用來從中選擇匹配參數(shù)來決定標識對象。系統(tǒng)要求至少選擇一個參數(shù)。（2）【Schematic Sheets To A

22、nnotate】欄該欄用來選擇要標識的圖紙、設(shè)定標識的起始下標及后綴字符。v 【Schematic Sheet】列表是用來從當前設(shè)計項目中選擇需要重新標注的文檔?？梢灾苯訂螕舭粹o選中所有文檔，或單擊按鈕不選擇任何文檔，然后單擊圖紙名前面的復(fù)選框，進行個別選擇。v 【Designator Index Control】項是用來選擇是否使用標識索引控制。當選擇該復(fù)選框時，可以在【Start Index】下面的輸入欄內(nèi)輸入標識的起始下標。 元件排序1選擇按鈕，將按鈕激活。在【Annotate】對話框內(nèi)單擊按鈕，打開【Engineering Change Order】對話框，如圖1-17所示。圖1-17

23、 【Engineering Change Order】對話框2單擊按鈕使所有改變生效，單擊按鈕執(zhí)行標識的改變，程序執(zhí)行后，在每個標識右邊顯示成功記號，如圖1-18所示。圖1-18 執(zhí)行成功3單擊按鈕，打開如圖1-19所示的報告預(yù)覽對話框。圖1-19 報告預(yù)覽對話框4單擊按鈕，完成排序。1.7 元件庫原理圖設(shè)計的基本構(gòu)件是元件，為了便于管理，元件都封裝在元件庫里。Protel 2004提供的庫很多，Protel 2004已預(yù)裝了兩個常用元件庫：Miscellaneous Devices.IntLib和Miscellaneous Connectors.IntLib。Miscellaneous De

24、vices.IntLib庫中有很多分立元件，Miscellaneous Connectors.IntLib庫中有各種各樣的連接器。Protel 2004提供了豐富的元件庫，在原理圖設(shè)計中可以直接通過加載元件庫，實現(xiàn)元件的放置。1.7.1 添加元件庫 添加元件庫1在原理圖設(shè)計環(huán)境中，執(zhí)行Design/Browse Libray命令，彈出元件庫管理瀏覽器，如圖1-20所示。2單擊按鈕，出現(xiàn)元件庫對話框，如圖1-21所示。在這個對話框中，可以進行添加、刪除及設(shè)置元件庫的操作。 圖1-20 元件庫瀏覽器 圖1-21 元件庫對話框3單擊按鈕，將打開如圖1-22所示的對話框。圖1-22 添加元件庫4從對話

25、框中選擇需要添加的元件庫。5選中某一元件庫后，可以通過單擊和 按鈕來修改元件庫在管理器中的順序。6同時通過單擊按鈕從元件庫管理器中刪除不需要的元件庫。1.7.2 查找元件在原理圖的設(shè)計過程中，通過元件庫管理器查找到需要的元件，Protel 2004提供了原理圖元件的查找功能。 查找元件1單擊【Libraries】標簽欄內(nèi)的【Search】按鈕，將打開【Search Libraries】對話框，如圖1-23所示。圖1-23 【Search Libraries】對話框2在該對話框中的【Scope】區(qū)域內(nèi)選擇元件查找的范圍。其中【Available Libraries】為在已經(jīng)加入的元件庫中查找，而

26、【Libraries on Path】為在指定路徑下的元件庫中查找。3在該對話框中的【Search Criteria】區(qū)域內(nèi)選擇元件查找的條件，一共有4種查找方式：【Name】是按元件的名稱查找，【Description】是按元件描述欄中的資料查找，【Model Name】是按元件模塊的名稱查找，【Model Type】是按元件模塊的類型查找。一般情況下是按元件的名稱查找。4按名稱查找在【Name】選項中輸入元件名稱。例如：2N2222A三極管。5搜索的元件在【Result】選項中顯示，如圖1-24所示。圖1-24 搜索元件6單擊按鈕，將該元件所在的元件庫添加到庫文件的管理器中。1.7.3 放

27、置元件放置電路原理圖的元件的前提是搜索到所要放置的元件，例如要放置2N2222A三極管，搜索的結(jié)果如圖1-25所示。圖1-25 搜索的結(jié)果單擊【Libraries】標簽的按鈕，將2N2222A三極管放到原理圖中，如圖1-26所示。放置的結(jié)果如圖1-27所示。 圖1-26 放置元件 圖1-27 放置元件的結(jié)果如果對元件的屬性進行修改，可以雙擊元件打開元件屬性，如圖1-28所示，根據(jù)實際的要求修改元件的屬性。圖1-28 元件屬性1.8 應(yīng)用設(shè)計下面通過幾個實例來具體說明利用Protel2004實現(xiàn)電路原理圖設(shè)計的一般方法與過程，請讀者對照書中內(nèi)容跟隨操作，細心體會其中的技巧。實例1電源電路設(shè)計電源

28、電路是動力之源，它是電子線路及計算機控制電路的一個重要組成部分。直流穩(wěn)壓電路一般由4部分組成：變壓器、整流電路、濾波電路及穩(wěn)壓電路。變壓器的作用是將交流電網(wǎng)的電壓轉(zhuǎn)換為合適的交流電壓；整流電路是將交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槊}動的直流電壓；濾波電路是將脈動直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷?；穩(wěn)壓電路是清除電網(wǎng)波動及負載變化的影響，以保持輸出電壓的穩(wěn)定。由于采用穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路存在帶負載能力差的缺陷，所以在輸出端加一射極輸出器。 設(shè)計題目擬設(shè)計如圖1-29所示的一個常用的直流串聯(lián)穩(wěn)壓型電源電路。圖1-29 直流串聯(lián)穩(wěn)壓型電源電路 設(shè)計要求這是第一個例子，著重介紹Protel 2004的環(huán)境設(shè)置及其特色。通過元件庫管理

29、器加載元件，使讀者認識元件庫管理器的作用，從而可以很方便地瀏覽元件的原理圖外形。 實例制作 1在Windows 2000或Windows XP環(huán)境中，執(zhí)行開始/程序/Altium/DXP 2004命令，進入Protel 2004的界面。或者直接雙擊DXP 2004快捷圖標打開Protel 2004的界面，Protel 2004的界面如圖1-30所示。圖1-30 Protel 2004界面2執(zhí)行File/New/PCB Project命令，如圖1-31所示，創(chuàng)建電路圖設(shè)計工程，新建的工程被Protel 2004默認命名為“PCB-Project1.PrjPCB”，如圖1-32所示。 圖1-31

30、創(chuàng)建工程命令 圖1-32 工程項目組界面3根據(jù)讀者的實際及方便，可以將工程文件重新命名。選中剛建立的工程PCB-Project1. PrjPCB，再執(zhí)行File/Save Project As命令，如圖1-33所示。 圖1-33 工程文件更名菜單 圖1-34 工程文件更名快捷菜單4Protel 2004彈出【另存為】對話框，選擇合適的路徑，更改工程文件名為“清華大學PCB Projects”，如圖1-35所示。單擊按鈕，文件更名為“清華大學PCB Projects”，圖1-36是更改后的項目組界面。 圖1-35 工程文件重新命名對話框 圖1-36 更名后的工程項目組界面5工程文件建立好后，建立

31、原理圖設(shè)計文檔。選中工程文件，然后執(zhí)行File/New/ Schematic命令。6Protel 2004便新建了原理圖設(shè)計文檔，默認文件名為“Sheet1.SchDoc”。要更名新建原理圖設(shè)計文檔，可參照工程文件修改，修改后的原理圖名稱為“電源電路.SchDoc”。原理圖設(shè)計環(huán)境如圖1-37所示。圖1-37 原理圖設(shè)計環(huán)境7在原理圖設(shè)計環(huán)境中出現(xiàn)了一個【Sheet】原理圖小窗口，該窗口用來設(shè)置原理圖的顯示大小，拖動【Sheet】原理圖窗口下面的滑塊可以改變原理圖大小。8進入原理圖設(shè)計環(huán)境后，可以對默認的環(huán)境進行重新設(shè)置，以適合設(shè)計者的要求。執(zhí)行【Design】/【Document Optio

32、ns】命令，如圖1-38所示，彈出文檔選項對話框，如圖1-39所示。 圖1-38 【Design】/【Document Options】命令 圖1-39 文檔選項對話框9在【Standard Style】欄內(nèi)選擇原理圖文檔紙張類型。在【Options】欄中可以進行圖紙方向、標題欄及邊框的設(shè)置，其中更改【Orientation】選項右邊的輸入框可以設(shè)定圖紙的放置方向。10單擊右邊的按鈕，就可以在顯示的下拉列表中選擇橫向【Landscape】放置，或縱向【Portrait】放置。【Title Block】復(fù)選框用來切換是否在圖紙上顯示標題欄。當選中復(fù)選框時，則顯示標題欄，否則不顯示標題欄。圖1-4

33、0 顏色選擇對話框11單擊【Title Block】右邊的按鈕，在下拉列表內(nèi)可選擇其中一種格式作為當前圖紙的標題欄。Protel 2004提供了兩種標題欄的格式，即【Standard】（標準格式）和【ANSI】（美國國家標準協(xié)會支持格式）。在【Grids】欄內(nèi)可以選擇網(wǎng)格特性。網(wǎng)格是對齊設(shè)計對象的參考標準，Snap是移動光標的最小步距，這兩個參數(shù)可以根據(jù)用戶自己的習慣 改變。12還可以改變原理圖設(shè)計圖紙的底色，雙擊【Sheet Color】右側(cè)的顏色框，彈出顏色選擇對話框，如圖1-40所示。選擇喜歡的顏色后，單擊按鈕，顏色選擇完畢。13如果覺得顏色還不夠豐富，可以單擊顏色選擇對話框中的【Sta

34、ndard】和【Custom】標簽，選擇喜歡的顏色，如圖1-41和圖1-42所示。所有的參數(shù)設(shè)置完畢后，再單擊文檔選項對話框中的按鈕，設(shè)置完成。14執(zhí)行【Tools】/【Schematic Preferences】命令，同樣進行環(huán)境設(shè)置，如圖1-43所示。這時彈出工具特性對話框，再單擊【Graphical Editing】標簽，如圖1-44所示。其中【Color Options】欄中的選項可以修改網(wǎng)格及選擇對象的顏色，修改方法與上述修改原理圖步驟中設(shè)計圖紙的底色顏色方法一樣。在【Cusor Type】欄設(shè)置指針的形狀，其中包括3種不同的指針形狀：【Large 90】、【Small 90】、【S

35、mall 45】。在【Visible Grid】欄設(shè)置柵格的形式，有【Dot Grid（點式柵格）】和【Line Grid（線式柵格）】兩種。單擊按鈕后設(shè)置完畢。 圖1-41 顏色選擇Standard標簽 圖1-42 顏色選擇Custom標簽 圖1-43 【Tools】/【Schematic Preferences】命令 圖1-44 工具特性對話框15在原理圖設(shè)計環(huán)境中，選擇Protel2004原理圖元件工具按鈕中的選項，放置電源接地符號到原理圖中。16執(zhí)行Place/Place Part命令，或者選中工具欄中放置元件的工具按鈕，Protel 2004彈出放置元件對話框，如圖1-45所示。17

36、在【Lib Ref】文本框中寫入庫文件名稱，或者單擊瀏覽按鈕，彈出元件庫管理器對話框，如圖1-46所示。 圖1-45 放置元件對話框 圖1-46 元件庫管理器對話框18在元件庫管理器對話框中，通過打開元件庫【Miscellaneous Devices.IntLib】，選擇其中的Res（電阻）、Trans CT（變壓器）、Bridge（整流橋）、D Zener（穩(wěn)壓管）、2N2222A（三極管）及Cap（電容），并放置到原理圖中，如圖1-47所示。圖1-47 放置完元件后的原理圖19按Esc鍵，終止相同元件放置。20單擊鼠標，再單擊放置元件對話框中的按鈕，終止元件放置。21剛放置的元件的參數(shù)是默

37、認值，在具體的原理圖設(shè)計中要修改它們。修改的方法是雙擊要修改的對象，將彈出該對象的屬性對話框，在其中修改。例如，修改變壓器的屬性如圖1-48所示。一般只修改標號和參數(shù)值。圖1-48 元件屬性對話框22同樣可以修改電阻、電容、穩(wěn)壓管和三極管。屬性修改后的原理圖如圖1-49所示。圖1-49 屬性修改后的原理圖23元件放置完畢后，布局就已經(jīng)確定。按照設(shè)計要求，將元件連接起來。選擇工具欄中的連線快捷工具，或者執(zhí)行Place/Wire命令。這時進入連線狀態(tài)，鼠標指針變?yōu)椤啊毙螤?，找到起始點后，單擊確定起始點，每到一個端點就單擊確定這個端點，按Esc鍵結(jié)束本線段。將所有的元件連接起來，連接完畢后的原理圖如

38、圖1-50所示。圖1-50 連接完畢后的原理圖24執(zhí)行File/Save All命令，將連接完畢后的原理圖保存起來。25執(zhí)行File/Print Preview命令，預(yù)覽輸出結(jié)果，如圖1-51所示。26執(zhí)行File/Print命令，進行原理圖的打印。圖1-51 打印預(yù)覽通過第一個例子，讀者已經(jīng)對Protel 2004的環(huán)境、原理圖的設(shè)計方法及步驟有了初步的了解，讀者可參照上面的步驟熟悉Protel 2004的原理圖設(shè)計。實例2運算放大器電路設(shè)計運算放大器在模擬電路中用得非常普遍，是模擬電路中常用的集成電路元件，用于對模擬信號進行各種變換，從而改變輸入信號的幅度，實現(xiàn)對輸入信號的整形、隔離，完成

39、信號的積分、微分、加法、乘法、對數(shù)、指數(shù)、開方等運算。運算放大器具有工作穩(wěn)定可靠、高輸入阻抗、高精度、低溫漂、抑制干擾等優(yōu)點，本實例以Linear Technology 公司的Op Amp為例，說明運算放大器的原理圖設(shè)計，并利用運算放大器構(gòu)成比例放大電路。 設(shè)計題目擬設(shè)計如圖1-52所示的一個利用運算放大器構(gòu)成的比例放大電路。圖1-52 比例放大電路 設(shè)計要求利用Op Amp運算放大器，實現(xiàn)比例放大電路，放大倍數(shù)為10。同時，由于在運算放大器中使用很多電源，通過這個例子了解電源的使用，從而掌握如何處理不同對象的電源。并且通過這個例子了解Protel 2004繪圖工具欄的使用。 實例制作 1在W

40、indows 2000或Windows XP環(huán)境中，執(zhí)行開始/程序/Altium/DXP 2004命令，進入Protel 2004界面。2執(zhí)行File/New/Schematic命令，新建原理圖設(shè)計文檔。3執(zhí)行File/Save As命令，將原理圖設(shè)計文檔更名為“運算放大電路.SchDoc”。4選擇快捷工具，彈出放置元件對話框，如圖1-53所示，單擊瀏覽按鈕，在彈出的庫管理器對話框中選擇Op Amp并將其放置在原理圖中。5右擊鼠標，終止【Op Amp】元件放置。單擊放置元件對話框中的瀏覽按鈕，在彈出的庫管理器對話框中選擇【Res1】并將其放置在原理圖中，連續(xù)放置3個Res1在運算放大器的上面、

41、左面和右面。6關(guān)閉放置元件對話框。雙擊相應(yīng)元件，修改其屬性，屬性修改可參考前面的電源電路設(shè)計。元件屬性修改后，得到的原理圖如圖1-54所示。 圖1-53 放置元件對話框 圖1-54 放置元件及修改后的原理圖7選擇工具欄中的電源快捷工具放置電源，一共放置4個，電源默認形式是。將放置好后，雙擊，彈出電源屬性對話框，如圖1-55所示。 圖1-55 電源屬性對話框8在電源屬性對話框中的【Properties】屬性中，Net（網(wǎng)絡(luò)）決定電源元件連接到哪個電源網(wǎng)絡(luò)，通常為GND和VCC。依次放置兩個電源和地的Net分別為：+12、-12和GND，并選擇Style（外形）分別為Circle、Arrow和Ba

42、r。9修改完電源屬性后，原理圖如圖1-56所示。圖1-56 修改完電源屬性后的原理圖10圖1-52電路原理圖中的負載LOAD不是一個具體的電路元件，這里可以暫時畫一個符號來代替。用工具欄中的放置矩形快捷工具，或者選擇對應(yīng)的Place/Drawng Tools/Rectangle命令放置一矩形，用以表示負載LOAD。11使用放置導(dǎo)線快捷工具將電路圖連接好，連接完畢后的原理圖如圖1-57所示。圖1-57 連線完畢后的原理圖12使用放置文字串快捷工具，或者執(zhí)行Place/Text String命令，將文字“LOAD”放入表示負載的矩形框中，初始默認的文字內(nèi)容是Text。雙擊放置文字串對象，彈出文字串

43、屬性對話框，如圖1-58所示，將【Text】的內(nèi)容更改為“LOAD”。最終的原理圖如圖1-59所示。 圖1-58 文字串屬性對話框 圖1-59 運算放大電路13執(zhí)行File/Save All命令，保存設(shè)計文檔。14使用File/Print命令打印原理圖文檔。運算放大器是集成電路元件，通過這個例子讀者可大致了解集成電路的設(shè)計。實例3555振蕩電路設(shè)計555芯片是產(chǎn)生各種波形的重要器件，也是模擬電路中常用的集成電路芯片。多諧振蕩器是一種自激振蕩電路，不需要外加輸入信號，就可以自動地產(chǎn)生出矩形脈沖。用555定時器可以組成多諧振蕩器。555定時器也可以組成施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，雖然不能自動地產(chǎn)生

44、矩形脈沖，但卻可以把其他形狀的信號變換成為矩形波，為數(shù)字系統(tǒng)提供標準的脈沖信號。本例子用555芯片組成一個單穩(wěn)態(tài)電路。單穩(wěn)態(tài)電路有一個穩(wěn)態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)。在觸發(fā)脈沖作用下，由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)；暫穩(wěn)狀態(tài)維持一段時間后，自動返回到穩(wěn)態(tài)。該電路可以應(yīng)用在延時、定時及整形的實際電路中。 設(shè)計題目擬設(shè)計如圖1-60所示的一個利用555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路。圖1-60 單穩(wěn)態(tài)電路 設(shè)計要求利用555定時器實現(xiàn)單穩(wěn)態(tài)電路，通過這個例子讓用戶理解設(shè)計原理圖的目標不僅僅是各元件的電氣連接，而且還應(yīng)該給電路原理圖附上清晰的圖形注釋，使電路圖錦上添花。本例子是說明如何在原理圖上附加上圖形注釋，同時根據(jù)這個例子說明在屬性修

45、改中標號和參數(shù)值之間的關(guān)系。 實例制作 1在Windows 2000或Windows XP環(huán)境中，選擇【開始】/【程序】/【Altium】/【DXP 2004】命令，進入Protel 2004的界面。2執(zhí)行File/New/Schematic命令，新建原理圖設(shè)計文檔。3執(zhí)行File/Save As命令，將原理圖設(shè)計文檔更名為單穩(wěn)態(tài)電路.SchDoc。4選擇快捷工具，從庫管理器中選擇555元件，放置在原理圖中。5選擇快捷工具，從【Miscellaneous Devices.IntLib】庫中選擇電阻元件Res1，放置在原理圖中555元件的右側(cè)。6選擇快捷工具，從【Miscellaneous De

46、vices.IntLib】庫中選擇兩個電容元件Cap，放置在原理圖中電阻元件的下面。7按照設(shè)計電路圖1-60中的參數(shù)修改電阻和電容的參數(shù)。8選擇工具欄中的電源快捷工具放置電源，一共放置兩個。9電源放置后，修改電源的屬性，分別為VCC和地。修改屬性后的電路原理圖如 圖1-61所示。圖1-61 修改屬性后的原理圖10選擇工具欄中的電源快捷工具放置電源，一共放置4個。為了說明元件標號和參數(shù)值之間的關(guān)系，以電容為例。雙擊電容【C】，彈出如圖1-62所示的屬性對話框。圖1-62 電容元件屬性對話框11屬性對話框中的【Visible】選項控制對應(yīng)的屬性顯示與否?！綪roperties】欄中的【Design

47、ator】及【Comment】屬性右邊都有【Visible】選項，如果【Visible】選項被選中，則顯示該屬性，否則不顯示。本例子未選中【Comment】屬性，則電容的參數(shù)值將不顯示，結(jié)果如圖1-63所示。圖1-63 電容屬性修改后的原理圖12使用連線快捷工具將電路圖連接好，連接好的原理圖如圖1-64所示。圖1-64 連接好的原理圖13使用繪制直線快捷工具繪制輸入/輸出波形。選擇繪制直線工具后，鼠標指針變?yōu)槭中?，表明進入線段繪制狀態(tài)。14將光標移動至波形的起點，單擊鼠標左鍵確定起點。再移動鼠標到波形的另一個端點，單擊鼠標左鍵確定。15重復(fù)上述步驟直至畫完一條波形，右擊鼠標結(jié)束本線段繪制。同

48、理再畫另一條波形，波形如圖1-65所示。16雙擊波形線段，打開波形線段屬性對話框，如圖1-66所示。在對話框中可以進行波形線段屬性修改，讀者可以自行進行練習。 圖1-65 波形圖 圖1-66 線段屬性對話框17繪制好的原理圖如圖1-67所示。18使用File/Save All保存所有的設(shè)計文檔。19使用File/Print命令打印原理圖文檔。555定時器作為波形整形有著非常重要的意義，讀者可參照上面的例子，熟悉555定時器的設(shè)計。圖1-67 最后的原理圖實例4A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計A/D轉(zhuǎn)換芯片是連接模擬電路與數(shù)字電路的橋梁，也是微機控制及檢測電路所必需的集成電路芯片。本例所用的是目前在電路設(shè)計中

49、最常用、價格最便宜、使用最簡單的ADC0809來進行電路原理圖的設(shè)計。A/D轉(zhuǎn)換芯片是將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，由于輸入的模擬信號在時間上是連續(xù)量，所以一般的A/D轉(zhuǎn)換過程為：取樣、保持、量化和編碼?？捎上旅娴膱D1-68表示出來。圖1-68 A/D轉(zhuǎn)換過程ADC0809 是8位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換芯片，具有8個輸入通道，比較適合于對轉(zhuǎn)換精度要求不是很高的控制系統(tǒng)。 設(shè)計題目擬設(shè)計如圖1-69所示的A/D轉(zhuǎn)換電路。圖1-69 A/D轉(zhuǎn)換電路 設(shè)計要求利用ADC0809實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計。由于A/D轉(zhuǎn)換電路中既有模擬電路信號，又有數(shù)字電路信號，對信號的參考地的處理，是A/D電路設(shè)計的關(guān)鍵，要

50、注意這個問題。在原理圖設(shè)計中，當元件多時，注意元件的布局及元件的移動，同時了解網(wǎng)絡(luò)標號的使用。 實例制作 1在Windows 2000或Windows XP環(huán)境中，選擇【開始】/【程序】/【Altium】/【DXP 2004】命令，進入Protel 2004的界面。2執(zhí)行File/New/Schematic命令，新建原理圖設(shè)計文檔。3執(zhí)行File/Save As命令，將原理圖設(shè)計文檔更名為“A/D轉(zhuǎn)換電路.SchDoc”。4選擇快捷工具，從庫管理器中選擇ADC0809元件，放置在原理圖中。5選擇快捷工具，從庫管理器中選擇7404反相器，放置在ADC0809元件的右邊。6選擇快捷工具，從【Mis

51、cellaneous Devices.IntLib】庫中選擇電阻元件Res3，放置在原理圖中ADC0809元件的下方。7選擇快捷工具，從【Miscellaneous Devices.IntLib】庫中選擇3個電容元件Cap，放置在原理圖中。8按照設(shè)計電路圖1-69中的參數(shù)修改電阻和電容的參數(shù)。9選擇工具欄中的電源快捷工具放置電源，一共放置8個。10電源放置后，修改電源的屬性，分別為VCC1、VCC2、數(shù)字地和模擬地。其中VCC1連接的是數(shù)字地，VCC2連接的是模擬地。11原理圖中元件的參數(shù)位置不太理想，需要調(diào)整一下。要移動設(shè)計圖中的對象及其附屬參數(shù)，只要選中元件并拖曳即可。調(diào)整后的電路原理圖如

52、圖1-70所示。圖1-70 參數(shù)位置調(diào)整后的原理圖12使用連線快捷工具將電路圖連接起來。在連線過程中，可根據(jù)實際情況適當?shù)匚⒄{(diào)元件布局。13選擇放置網(wǎng)絡(luò)標號快捷工具，雙擊該工具，出現(xiàn)屬性對話框，如圖1-71所示。圖1-71 網(wǎng)絡(luò)標號屬性對話框14在ADC0809的IN3IN7上分別放置MN3MN7名稱的網(wǎng)絡(luò)標號，連線完成后的原理圖如圖1-72所示。圖1-72 連線完成后的原理圖15設(shè)計完成后，將設(shè)計好的原理圖與題目要求的電路圖仔細對照檢查，確認是否有錯誤。16使用File/Save All命令保存所有的設(shè)計文檔。使用打印預(yù)覽工具預(yù)覽原理圖，并將其調(diào)整到適當?shù)奈恢?，打印輸出。通過以上A/D轉(zhuǎn)換電

53、路的設(shè)計，使讀者對模擬電路和數(shù)字電路之間的連接及電源的設(shè)置有了進一步的了解。實例5單片機存儲器電路設(shè)計微型計算機具有體積小、重量輕、功耗低、價格低、可靠性高、開發(fā)使用簡便等一系列優(yōu)點，自問世以來得到了非常廣泛的應(yīng)用。微型計算機形成兩大分支：PC機和單片機。而單片機系統(tǒng)全力滿足測控對象的測控功能，兼顧數(shù)據(jù)處理能力，因此在控制系統(tǒng)中經(jīng)常使用的是單片機。目前，應(yīng)用廣泛的主流機型是內(nèi)部帶程序存儲器的89C51系列8位單片機，該單片機具有如下特點：優(yōu)異的性能價格比，集成度高、體積小、可靠性好，控制能力強，低功耗、低電壓、便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品，易擴展等。單片機電路主要應(yīng)用在智能化家用電器、辦公自動化設(shè)備、商

54、業(yè)營銷設(shè)備、工業(yè)自動化控制、智能化儀表、智能化通信產(chǎn)品、汽車電子產(chǎn)品、航空航天系統(tǒng)和國防軍事、尖端武器等方面。設(shè)計單片機控制系統(tǒng)是非常容易的事情。一個完整的單片機系統(tǒng)包括地址、數(shù)據(jù)、控制三大總線，總線上掛著存儲器，CPU通過運行存儲在存儲器上的程序代碼，完成所要求的設(shè)計功能。本實例采用鎖存器74HC373實現(xiàn)89C51的程序與數(shù)據(jù)存儲器的擴展，程序存儲器采用的是2817，而數(shù)據(jù)存儲器使用的是6116。 設(shè)計題目擬設(shè)計如圖1-73所示的單片機存儲器電路。圖1-73 單片機存儲器電路 設(shè)計要求利用6116（數(shù)據(jù)存儲器）、2817（程序存儲器）及74HC373（鎖存器）實現(xiàn)89C51的數(shù)據(jù)存儲器及程序存儲器的擴展。總線是一組類型相同的信號線，使用Protel 2004的總線繪制功能，將同類信號線