《Protel_2004設(shè)計(jì)及應(yīng)用基礎(chǔ)教程與上機(jī)指導(dǎo)》第5章：層次式電路設(shè)計(jì).ppt

1、Protel 2004設(shè)計(jì)及應(yīng)用基礎(chǔ)教程與上機(jī)指導(dǎo),劉文濤 編著,第5章 層次式電路設(shè)計(jì),教學(xué)提示：對(duì)于較大、較復(fù)雜的電路圖來說，最好以模塊的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，這就須要以層次式電路圖的方式來管理。繪制層次式的電路圖可以從很大程度上將電路的功能模塊分解得比較清晰，便于工作人員隨時(shí)檢查電氣連接以及修改電路。本章將介紹層次式電路圖的設(shè)計(jì)方法,教學(xué)目標(biāo)：通過本章的學(xué)習(xí)，能夠幫助用戶熟練和鞏固Protel 2004層次式電路圖的基本知識(shí)和操作，并能將一個(gè)較大的電路圖設(shè)計(jì)成為一個(gè)模塊式的、具有層次的電路圖,5.1 層次式電路圖的概念,層次式電路圖按照電路的功能劃分，以電路方框圖代表一個(gè)功能。所以在電路圖中，將

2、可以看到許多電路方框圖，很容易看懂這個(gè)電路圖的全局結(jié)構(gòu)；如果想進(jìn)一步了解細(xì)節(jié)，看某個(gè)電路方框圖的電路，也可以進(jìn)入該電路方框圖，看一下局部。當(dāng)然，如果電路方框圖內(nèi)的電路還是很復(fù)雜，則還可以繼續(xù)以方框圖代替一部分功能，這樣一層一層地分析下去，這就是層次式電路圖,5.1 層次式電路圖的概念,舉一個(gè)兩層的結(jié)構(gòu)，在根層電路圖里有11個(gè)電路方框圖的實(shí)例,5.1 層次式電路圖的概念,在根層電路圖中，有11個(gè)電路方框圖，分別代表各個(gè)局部電路圖?？梢园焉厦娴膱D局部放大一下，通過項(xiàng)目管理器看一下其中232串口電路方框圖,5.1 層次式電路圖的概念,在232電路方框圖電路圖與根層電路圖之間聯(lián)絡(luò)的通道。232電路方框

3、圖中的TXD、RXD，對(duì)于根層電路圖分別連接到8051的TXD、RXD管腳。將根層電路的232電路局部放大，它們是完全對(duì)應(yīng)的,5.2 層次式電路圖的操作,這節(jié)介紹層次電路圖組件的操作,5.2.1 電路方框圖5.2.2 電路方框圖I/O口5.2.3 I/O端口,5.2.1 電路方框圖,1. 電路方框圖的結(jié)構(gòu) 電路方框圖(Sheet Symbol)是層次式電路圖的主要組件，可以代表某個(gè)功能，電路方框圖的結(jié)構(gòu),電路方框圖上有三個(gè)電路方框圖I/O口，顯然要先放置電路方框圖，再放置電路方框圖I/O口；上面的U_NBT_RS_232是電路方框圖的名稱，NBT_RS_232.SCHDOC是該層電路圖的文件名

4、,5.2.1 電路方框圖,2. 放置一個(gè)電路方框圖 (1)在原理圖編輯環(huán)境下，選擇Place | Sheet Symbol命令，即進(jìn)入放置電路方框圖狀態(tài)，鼠標(biāo)指針上出現(xiàn)一個(gè)大十字，同時(shí)多出一個(gè)虛線矩形,5.2.1 電路方框圖,2) 按Tab鍵，打開其屬性編輯對(duì)話框，對(duì)其進(jìn)行屬性設(shè)置,3) 在設(shè)置完之后，關(guān)閉對(duì)話框，將鼠標(biāo)指針移動(dòng)到要放置方框圖的位置。單擊完成第一點(diǎn)的定義；隨即將鼠標(biāo)指針移到對(duì)角，大小合適后，單擊完成定義,4)放置好的一個(gè)電路方框圖,5.2.2 電路方框圖I/O口,電路方框圖的I/O口相當(dāng)于元件的管腳?，F(xiàn)在在剛才建立的電路方框圖上，放置幾個(gè)電路方框圖I/O口,1)選擇Place

5、| Add Sheet Entry命令，即進(jìn)入放置電路方框圖I/O口狀態(tài)。這時(shí)，要先用鼠標(biāo)指針點(diǎn)取所要放置電路方框圖I/O口的電路方框圖。然后，鼠標(biāo)指針上出現(xiàn)一個(gè)I/O口隨鼠標(biāo)移動(dòng)，但只能在方框圖的左邊框或右邊框上移動(dòng),5.2.2 電路方框圖I/O口,2) 按Tab鍵，打開其屬性編輯對(duì)話框 。 Name：本下拉列表框指定該電路方框圖I/O口的名稱。 I/O Type和Style：這兩欄和前面講過的I/O端口的屬性設(shè)置是一樣的。 Side：設(shè)置要把I/O口放置在電路方框圖的左邊還是右邊。 Position：本欄設(shè)置要把I/O口放置在電路方框圖的位置,5.2.3 I/O端口,把電路方框圖上的I/O

6、口叫做電路方框圖I/O口，與內(nèi)層電路上的I/O口相對(duì)應(yīng)，這里內(nèi)層電路上的I/O口必須要和電路方框圖中的I/O口相對(duì)應(yīng)。為了保證這一點(diǎn)，Schematic提供了直接從根電路的電路方框圖中產(chǎn)生內(nèi)層電路I/O口的命令,1)選擇Design|Creat Symbol From Sheet，屏幕出現(xiàn)如圖所示的對(duì)話框,選擇好文件以及符號(hào)后，單擊OK按鈕，出現(xiàn)詢問對(duì)話框,5.2.3 I/O端口,2)這個(gè)對(duì)話框問在要產(chǎn)生的電路圖中，其I/O端口的信號(hào)方向于相對(duì)的電路方框圖中I/O口的信號(hào)方向是否相反。如果按Yes，則表示要相反的方向，例如相對(duì)于輸入型的I/O口，就產(chǎn)生一個(gè)同名稱的輸出型的I/O口；相對(duì)于輸出型

7、的I/O口，則產(chǎn)生一個(gè)同名稱的輸入型的I/O口；而對(duì)無方向和雙向的I/O口沒有影響。如果按No按鈕，表示要采用相同的方向,3)這樣在根電路圖的內(nèi)層電路中產(chǎn)生了一個(gè)新的電路圖，該電路圖的名稱是剛才選擇的電路方框圖屬性中的電路圖文件名，該電路圖上有幾個(gè)I/O口，如圖所示,5.3 層次式電路圖的操作,在實(shí)際的電路圖設(shè)計(jì)中，可以從系統(tǒng)開始，先建立各個(gè)子系統(tǒng)，再建立各個(gè)功能模塊，最后再建立基本的功能模塊。也可以從最基本的功能模塊入手一層一層的往上搭，最后建立系統(tǒng)原理圖。 這里把前者稱為自上而下的方法，后者成為自下而上的方法,5.3.1 由上而下的方法,1) 首先繪制根層電路圖的主要電路,5.3.1 由上

8、而下的方法,2)主要的電路畫好后，選擇Place | Sheet Symbol命令，開始放置電路方框圖。按Tab鍵，對(duì)其屬性進(jìn)行設(shè)置，在Filename文本框中輸入Memory.schdoc、在Name欄輸入Memory,5.3.1 由上而下的方法,3)關(guān)閉對(duì)話框，選擇好放置的位置，然后單擊，拉開方框圖,4)然后放置電路方框圖I/O口。選擇Place | Add Sheet Entry命令，鼠標(biāo)指針上出現(xiàn)一個(gè)I/O口，隨鼠標(biāo)指針在方框圖的左邊框或右邊框上移動(dòng)。按Tab鍵，設(shè)置其屬性，在Name欄輸入A0、I/O Type欄中指定為Input、Style欄指定為L(zhǎng)eft,5.3.1 由上而下的方

9、法,5) 關(guān)閉設(shè)置對(duì)話框，然后按左鍵，即可放置一個(gè)電路方框圖I/O口。這時(shí)，仍在電路方框圖I/O口狀態(tài)，可以按(4)(5)的步驟，放置其他的I/O口。 （6）放置完畢后，按Esc鍵結(jié)束放置,5.3.1 由上而下的方法,7)按圖中的連接方式，將各I/O口與根層電路連接，然后保存。 (8)選擇Design | Creat Symbol From Sheet命令，然后把鼠標(biāo)指針指向上面的電路方框圖，單擊，屏幕出現(xiàn)詢問對(duì)話框。這個(gè)對(duì)話框問在產(chǎn)生的電路圖中，其I/O端口的信號(hào)方向于相對(duì)的電路方框圖中I/O口的信號(hào)方向是否相反。在此采用相同的方向，單擊NO按鈕,9)查看項(xiàng)目管理器，在這個(gè)新的電路圖中，還自

10、動(dòng)放置了下拉I/O端口,5.3.2 繪制下層電路,1)首先繪制232電路圖。如圖所示。然后還要放置I/O口，如表所示列出來要放置的一些I/O口的資料,5.3.2 繪制下層電路,2) 接著就可以按照根層電路圖，完成其余的布線工作了。 (3) 畫完電路圖之后，要做ERC檢查。對(duì)于沒有連接的輸入管腳，將會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤信息；不過，不一定每個(gè)輸入型管腳都被用到，所以沒有連接的輸入型管腳不一定就是錯(cuò)的。但是程序并不知道這種情況，所以要 放置一個(gè)【不做ERC檢查】的符號(hào)，讓程序知道這個(gè)地方不是錯(cuò)誤。 放置這個(gè)符號(hào)，要使用Place菜單下的Directives下面的No ERC命令，啟動(dòng)這個(gè)命令，進(jìn)入放置狀態(tài)，放

11、一個(gè)符號(hào)在這個(gè)管腳就可以了,5.4 重復(fù)性層次式電路圖,通常在層次式電路圖中，電路方框圖和內(nèi)層電路圖的關(guān)系是一對(duì)一的，也就是一張電路方框圖對(duì)應(yīng)一張電路圖，但也有多個(gè)電路方框圖對(duì)應(yīng)一張電路圖。這就是重復(fù)性層次式電路圖,5.4 重復(fù)性層次式電路圖,這張電路圖里，只要畫三張電路圖，就相當(dāng)于五張電路圖。因?yàn)榱硗鈨蓮埵侵貜?fù)的。我們舉個(gè)例子，只要畫出下面三張電路圖，則整個(gè)電路圖就形成了。如下圖,5.5 各層電路圖間的切換,這里介紹從個(gè)層圖之間的切換方法。主要有兩種：從母圖切換到子圖，從子圖切換到母圖,從母圖切換到子圖的操作，必須保證當(dāng)前的編輯文件就是母原理圖；從子圖切換到母圖 ，也必須在子原理圖文件內(nèi)執(zhí)行

12、操作。 以下兩個(gè)小節(jié)講述怎樣切換,5.5.1 從母圖切換到子圖,1)選擇Tools | Up/Down Hierarchy命令，或者單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄內(nèi)的 按鈕，此時(shí)，鼠標(biāo)指針將變成十字形狀。移動(dòng)鼠標(biāo)指針到母圖內(nèi)的某個(gè)子圖模塊中央位置，如圖所示,2)單擊即可切換到子圖的顯示狀態(tài)。而且，此時(shí)的顯示狀態(tài)是以最大模式顯示的，如圖所示,5.5.2 從子圖切換到母圖,1)選擇Tools | Up | Down Hierarchy命令，或者單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄內(nèi)的按鈕，此時(shí)，鼠標(biāo)指針將變成十字形狀。 (2) 將鼠標(biāo)指針指向某個(gè)輸入/輸出端口，單擊，如圖所示,3)隨后，屏幕上就會(huì)以最大顯示模式顯示出輸入/輸出端口所對(duì)

13、應(yīng)的子圖入口，如圖所示,5.6 文本編輯器,在電路圖設(shè)計(jì)的后續(xù)工作里，文本編輯器扮演著很重要的角色。一個(gè)完整的電路軟件，當(dāng)然要附帶文本編輯器，而所附帶的文本編輯器也必然對(duì)這個(gè)電路軟件提供特殊的服務(wù)，所以在Protel中，當(dāng)在電路圖制作過程中產(chǎn)生了某些結(jié)果時(shí)，將自動(dòng)開啟文本編輯器，并展示這些結(jié)果,5.6.1 進(jìn)入文本編輯器 5.6.2 主工具條 5.6.3 設(shè)計(jì)管理器的頁,5.6.1 進(jìn)入文本編輯器,Protel 2004是把所有屬于一個(gè)項(xiàng)目的文件，不管是何種類型，都集中到一個(gè)數(shù)據(jù)庫文件中。所以，可以在一個(gè)數(shù)據(jù)庫文件中，新建一個(gè)文本文件。先開啟一個(gè)數(shù)據(jù)庫文件，然后再選擇File | New命令，

14、出現(xiàn)如圖所示的要求選擇文件類型的子菜單,5.6.1 進(jìn)入文本編輯器,指定文件類型為Text Document，隨即在文件夾中產(chǎn)生一個(gè)文本文件類型的圖標(biāo)，文件名是Doc1，然后可以更改文件名，或者雙擊這個(gè)文件進(jìn)入文本編輯器，如圖所示,5.6.2 主工具條,主工具條中的功能，大部分前面?zhèn)兌加眠^了，不過這里的剪切、粘貼等是對(duì)文本來說的。另外還有一個(gè)按鈕，這個(gè)按鈕的功能是交叉參考。例如現(xiàn)在正在編輯某電路圖的網(wǎng)絡(luò)表或者元件表，同時(shí)也開啟這個(gè)電路圖。如果選取某個(gè)元件的元件序號(hào)，再按這個(gè)按鈕，則在電路圖的窗口里，將立即切換到該元件上；同樣，如果在電路圖的窗口里，按這個(gè)按鈕，再選擇某元件，則在網(wǎng)絡(luò)表或元件表的

15、窗口里，將跳到該元件上，其元件序號(hào)自動(dòng)反白,5.6.3 設(shè)計(jì)管理器的頁,設(shè)計(jì)管理器的Browse Text頁是文本瀏覽器，如圖所示,當(dāng)要尋找某個(gè)文字時(shí)，則在第Search Text文本框中輸入要查找的文字，再單擊Search按鈕，即可開始搜索該字符串；第二個(gè)欄記錄我們?cè)?jīng)查找文字的記錄；第三個(gè)欄則是找到相符文字的位置。如圖所示,5.7 編譯工程及查錯(cuò)功能,畫好了一張電路圖，在要制作PCB板之前，通常都要檢查一下，看電路圖有沒有畫錯(cuò)。當(dāng)然，如果只是靠人工檢查，那很麻煩，最重要的是很難檢查出電氣錯(cuò)誤，因此，就要靠程序幫我們檢查了，Protel提供的電氣檢查叫做ERC(Electrical Rule

16、 Check)。 在Protel 2004中，可以通過編譯來發(fā)現(xiàn)那些顯而易見的錯(cuò)誤。不過編譯功能也有它工作的盲區(qū)，對(duì)于那些深層次的錯(cuò)誤，比如元件連接不當(dāng)或者隱含管腳的連接就無能為力了,5.7.1 編譯前設(shè)置工程參數(shù),編譯工程之前，有必要先對(duì)工程選項(xiàng)進(jìn)行必要的設(shè)置，以確定編譯時(shí)Protel 2004需要做的工作。 選擇Project | Project Options命令，打開如圖所示的對(duì)話框,這個(gè)對(duì)話框主要要求設(shè)置檢查的項(xiàng)目和范圍、設(shè)定電路檢查連接的規(guī)則等,5.7.2 編譯工程及檢查系統(tǒng)錯(cuò)誤,使用編譯工程以及檢查電氣連接的功能來保證電路設(shè)計(jì) 的正確性。如果在設(shè)計(jì)的時(shí)候，R4的其中一個(gè)管腳沒有連

17、接。那么，使用工程檢查就可以發(fā)現(xiàn)這個(gè)錯(cuò)誤,5.8 生成報(bào)表和編譯工程,在電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)者常常需要掌握整個(gè)工程中的元件類別和總數(shù)，以利于校對(duì)和存檔。對(duì)于一個(gè)大型的工程，元件的種類雜、數(shù)目多，人工統(tǒng)計(jì)元器件的信息很困難。Protel 2004提供了功能強(qiáng)大的報(bào)表功能，電子設(shè)計(jì)人員可以方便的利用它生成各種不同類型的報(bào)表，可以輕松地完成這一工作,5.8.1 生成元件清單表,元件清單表主要用于統(tǒng)計(jì)出一個(gè)電路原理圖或一個(gè)工程中的所有元器件。包括名稱、序號(hào)、封裝形式等信息以便用戶購買和檢查核對(duì),1) 打開原理圖，打開該工程中的任意一張?jiān)韴D。 (2) 執(zhí)行元件清單列表命令。 選擇Reports

18、| Bill of Materials(報(bào)告|元件清單)命令，此時(shí)系統(tǒng)彈出如圖所示的元件清單對(duì)話框,5.8.1 生成元件清單表,元件清單表主要用于統(tǒng)計(jì)出一個(gè)電路原理圖或一個(gè)工程中的所有元器件。包括名稱、序號(hào)、封裝形式等信息以便用戶購買和檢查核對(duì),1)打開原理圖，打開該工程中的任意一張?jiān)韴D。 (2) 執(zhí)行元件清單列表命令。 選擇Reports | Bill of Materials(報(bào)告|元件清單)命令，此時(shí)系統(tǒng)彈出如圖所示的元件清單對(duì)話框,5.8.1 生成元件清單表,3) 生成報(bào)表 可以導(dǎo)出Excel報(bào)表 ，還可生成元件清單表,5.8.2 生成層次結(jié)構(gòu)表,層次結(jié)構(gòu)表用于察看層次電路圖中圖紙之間的層次關(guān)系。 (1) 打開原理圖，打開該工程中的任意一張?jiān)韴D。 (2) 編譯工程，執(zhí)行菜單命令Project | Compile PCB Project。 (3) 選擇Report | Report Project Hierarchy(報(bào)表 | 工程層次表)命令，生成層次結(jié)構(gòu)表,5.8.3 生成交叉參考表,1)打開原理圖，打開該工程中的任意一張?jiān)韴D,2)