第二章設(shè)計(jì)電路原理圖

1、第二章 設(shè)計(jì)電路原理圖知識(shí)重點(diǎn)電路設(shè)計(jì)的概念原理圖環(huán)境設(shè)置原理圖連接工具2.1 電路設(shè)計(jì)的概念 概括地說，整個(gè)電路板的設(shè)計(jì)過程先是編輯電路原理圖，接著用電路信號(hào)仿真進(jìn)行驗(yàn)證調(diào)整，然后進(jìn)行布板，再人工布線或根據(jù)網(wǎng)絡(luò)表進(jìn)行自動(dòng)布線。前面談到的這些內(nèi)容都是設(shè)計(jì)中最基本的步驟。除了這些，用戶還可以用Protel 99 SE的其他服務(wù)器，如創(chuàng)建、編輯元件庫和零件封裝庫等。2.2 原理圖圖紙?jiān)O(shè)置 1設(shè)置圖紙大小設(shè)置圖紙大小 執(zhí)行“Design”“Options”菜單命令，或在編輯窗口內(nèi)單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的右鍵快捷菜單中選擇“Document Options”菜單命令，系統(tǒng)將會(huì)打開一個(gè)“Document

2、Options”屬性對(duì)話框，如圖所示。2設(shè)置圖紙方向圖紙方向通過“Orientation（方向）”右側(cè)的繼按鈕設(shè)置，可以設(shè)置為水平方向（Landscape）即橫向，也可以設(shè)置為垂直方向即縱向（Portrait），如圖所示。一般在繪制及顯示時(shí)設(shè)為橫向，在打印輸出時(shí)可根據(jù)需要設(shè)為橫向或縱向。3設(shè)置圖紙標(biāo)題欄圖紙標(biāo)題欄（明細(xì)表）是對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的附加說明，可以在此欄目中對(duì)圖紙做簡(jiǎn)單的描述，也可以作為日后圖紙標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)的信息。在Protel 99 SE中提供了兩種預(yù)先定義好的標(biāo)題欄格式：Standard（標(biāo)準(zhǔn)格式）和ANSI（美國國家標(biāo)準(zhǔn)格式）。選中“Title Block”復(fù)選框，即可進(jìn)行格式設(shè)計(jì)，相應(yīng)的

3、圖紙編號(hào)功能被激活，可以對(duì)圖紙編號(hào)，如圖所示。 4設(shè)置顯示參考邊框設(shè)置顯示參考邊框在“Document Options”對(duì)話框中，單擊“Show References Zones”選項(xiàng)前的復(fù)選框可以設(shè)置是否顯示參考坐標(biāo)。選中該復(fù)選框表示顯示參考坐標(biāo)，否則不顯示參考坐標(biāo)。一般情況下應(yīng)該選擇顯示參考坐標(biāo)。5設(shè)置圖紙邊框設(shè)置圖紙邊框在“Document Options”對(duì)話框中，單擊“Show Border”選項(xiàng)前的復(fù)選框可以設(shè)置是否顯示邊框。選中該復(fù)選框表示顯示邊框，否則不顯示邊框。6設(shè)置顯示模板圖形設(shè)置顯示模板圖形在“Document Options”對(duì)話框中，單擊“Show Template

4、Graphics”選項(xiàng)前的復(fù)選框可以設(shè)置是否顯示模板圖形。選中該復(fù)選框表示顯示模板圖形，否則不顯示模板圖形。所謂顯示模板圖形就是顯示模板內(nèi)的文字、圖形、專用字符串等，例如自己定義的標(biāo)志區(qū)塊或者公司標(biāo)志。7設(shè)置邊框顏色設(shè)置邊框顏色在“Document Options”對(duì)話框中，單擊“Border Color”選項(xiàng)中的顏色顯示框。在彈出的顏色選擇對(duì)話框中選擇邊框的顏色，如圖所示。8設(shè)置圖紙顏色在“Document Options”對(duì)話框中，單擊“Sheet Color”選項(xiàng)中的顏色顯示框。在彈出的顏色選擇對(duì)話框中選擇邊框的顏色。9設(shè)置圖紙格點(diǎn)在Protel 99 SE中提供了3種網(wǎng)格：Visibl

5、e（可視網(wǎng)格）、Snap（捕獲網(wǎng)格）和Electrical Grid（電氣網(wǎng)格）。 10設(shè)置圖紙上的字體圖紙字體的設(shè)置可以通過 “Document Options”對(duì)話框中的按鈕進(jìn)行。11自定義圖紙用戶除了選擇標(biāo)準(zhǔn)圖紙格式外，還可以自定義圖紙格式。12設(shè)置文件信息對(duì)話框“Organization”：設(shè)置公司或單位名稱?！癆ddress”設(shè)置地址?！癝heet”：原理圖編號(hào)。可設(shè)置本張?jiān)韴D的編號(hào)和本項(xiàng)目電路的數(shù)量?！癉ocument”：文件的其他信息。 2.3 原理圖工作環(huán)境設(shè)置 執(zhí)行“Tools”“Preferences”菜單命令，或者在編輯窗口內(nèi)單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的右鍵快捷菜單中執(zhí)行“P

6、references”命令，將會(huì)打開原理圖優(yōu)先設(shè)定對(duì)話框。2.3.1 設(shè)置原理圖環(huán)境參數(shù)電路原理圖的常規(guī)環(huán)境參數(shù)設(shè)置通過“Schematic”標(biāo)簽頁來實(shí)現(xiàn)，如圖所示。 2.3.2 設(shè)置圖形編輯的環(huán)境參數(shù)圖形編輯的環(huán)境參數(shù)設(shè)置通過“Graphical Editing”標(biāo)簽頁來完成，如圖所示，主要用來設(shè)置與繪圖有關(guān)的一些參數(shù)。2.3.3 電路板物理邊框的設(shè)置“Default Primitives”標(biāo)簽頁用來設(shè)定原理圖編輯時(shí)常用圖元的原始默認(rèn)值，如圖所示。這樣，在執(zhí)行各種操作時(shí)，如圖形繪制、元器件插入等，就會(huì)以所設(shè)置的原始默認(rèn)值為基準(zhǔn)進(jìn)行操作，簡(jiǎn)化了編輯過程。2.4 元件的電氣連接 2.4.1 用導(dǎo)

7、線連接元件 單擊“Place”“Wire”菜單命令，或單擊工具欄中的按鈕，也可以按下快捷鍵操作P+W，這時(shí)鼠標(biāo)變成十字形狀，如圖所示。 2.4.2 總線的繪制單擊“Place”“Bus”菜單命令，或單擊工具欄中的按鈕，也可以按下快捷鍵操作P+B，這時(shí)鼠標(biāo)變成十字形狀。將鼠標(biāo)移動(dòng)到想要放置總線的起點(diǎn)位置，單擊鼠標(biāo)確定總線的起點(diǎn)。然后拖動(dòng)鼠標(biāo)，單擊確定多個(gè)固定點(diǎn)和終點(diǎn)，如圖所示。總線的繪制不必與元件的管腳相連，它只是為了方便接下來對(duì)總線分支線的繪制而設(shè)定的 2.4.3 繪制總線分支線單擊“Place”“Bus Entry”菜單命令，或單擊工具欄中的按鈕，也可以按下快捷鍵操作P+U，這時(shí)鼠標(biāo)變成十字

8、形狀。在導(dǎo)線與總線之間單擊鼠標(biāo)，即可放置一段總線分支線。同時(shí)在該命令狀態(tài)下，按空格鍵可以調(diào)整總線分支線的方向，如圖所示。 2.4.4 放置電氣節(jié)點(diǎn)單擊“Place”“Manual Junction”菜單命令，也可以按下快捷鍵操作P+J，這時(shí)鼠標(biāo)變成十字形狀，并帶有一個(gè)電氣節(jié)點(diǎn)符號(hào)。2）移動(dòng)光標(biāo)到需要放置電氣節(jié)點(diǎn)的地方，單擊鼠標(biāo)左鍵即可完成放置，如圖所示。此時(shí)鼠標(biāo)仍處于放置電氣節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，重復(fù)操作即可放置其他的節(jié)點(diǎn)。2.4.5 放置電源符號(hào)單擊“Place”“Power Port”菜單命令，或單擊工具欄中的按鈕，也可以按下快捷鍵操作P+O，這時(shí)鼠標(biāo)變成十字形狀，并帶有一個(gè)電源符號(hào)。移動(dòng)光標(biāo)到需要

9、放置電源或接地的地方，單擊鼠標(biāo)左鍵即可完成放置，如圖所示。此時(shí)鼠標(biāo)仍處于放置電源的狀態(tài)，重復(fù)操作即可放置其他的電源符號(hào)。2.4.6 放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽單擊“Place”“Net Label”菜單命令，或單擊工具欄中的按鈕，也可以按下快捷鍵操作P+N，這時(shí)鼠標(biāo)變成十字形狀，并帶有一個(gè)初始標(biāo)號(hào)“NetLabel1”。移動(dòng)光標(biāo)到需要放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽的導(dǎo)線上，單擊鼠標(biāo)左鍵即可完成放置，如圖所示。此時(shí)鼠標(biāo)仍處于放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽的狀態(tài)，重復(fù)操作即可放置其他的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽。單擊鼠標(biāo)右鍵或者按下“Esc”鍵便可退出操作。2.4.7 放置輸入/輸出端口單擊“Place”“Port”菜單命令，或單擊工具欄中的按鈕，或按下快捷鍵操作

10、P+R，這時(shí)鼠標(biāo)變成十字形狀，并帶有一個(gè)輸入輸出端口符號(hào)。移動(dòng)光標(biāo)到需要放置輸入輸出端口的元器件引腳末端或?qū)Ь€上，單擊鼠標(biāo)左鍵確定端口的一端位置。然后拖動(dòng)鼠標(biāo)使端口的大小合適，再次單擊鼠標(biāo)確定端口的另一端位置，即可完成輸入輸出端口的一次放置，如圖所示。此時(shí)鼠標(biāo)仍處于放置輸入輸出端口的狀態(tài)，重復(fù)操作即可放置其他的輸入輸出端口。2.4.8 放置忽略ERC測(cè)試點(diǎn)單擊“Place”“Directives” “No ERC”菜單命令，或單擊工具欄中的按鈕，也可以按下快捷鍵操作P+I+N，這時(shí)鼠標(biāo)變成十字形狀，并帶有一個(gè)紅色的小叉（忽略ERC測(cè)試符號(hào)）。移動(dòng)光標(biāo)到需要放置忽略ERC測(cè)試點(diǎn)的位置處，單擊鼠標(biāo)

11、左鍵即可完成放置，如圖所示。此時(shí)鼠標(biāo)仍處于放置忽略ERC測(cè)試點(diǎn)的狀態(tài)，重復(fù)操作即可放置其他的忽略ERC測(cè)試點(diǎn)。單擊鼠標(biāo)右鍵或者按下“Esc”鍵便可退出操作。2.4.9 放置PCB布線指示單擊“Place”“Directives” “PCB Layout”菜單命令，也可以按下快捷鍵操作P+I+P，這時(shí)鼠標(biāo)變成十字形狀，并帶有一個(gè)PCB布線指示符號(hào)。 移動(dòng)光標(biāo)到需要放置PCB布線指示的位置處，單擊鼠標(biāo)左鍵即可完成放置，如圖所示。此時(shí)鼠標(biāo)仍處于放置PCB布線指示的狀態(tài)，重復(fù)操作即可放置其他的PCB布線指示符號(hào)。單擊鼠標(biāo)右鍵或者按下“Esc”鍵便可退出操作。2.5 操作實(shí)例 2.5.1 A/D轉(zhuǎn)換電路

12、設(shè)計(jì)目前絕大多數(shù)的電子應(yīng)用設(shè)計(jì)脫離不了使用單片機(jī)系統(tǒng)。下面我們使用Protel 99 SE來繪制一個(gè)如圖所示的A/D轉(zhuǎn)換電路組成原理圖。 單擊“開始”“Protel 99 SE” “Protel 99 SE”菜單命令，啟動(dòng)Protel 99 SE程序。 執(zhí)行“Files”“New”菜單命令，在彈出的工程文件創(chuàng)建對(duì)話框中，選擇合適的路徑和文件名（如MyDesign.ddb）建立自己的Protel 99 SE工程文件， Protel 99 SE在工作區(qū)打開工程文件，并在工程文件中創(chuàng)建一個(gè)空的“Document”文件夾。雙擊該文件夾，打開文件夾。 執(zhí)行“Files”“New”菜單命令，在打開的文件選

13、擇對(duì)話框中選擇創(chuàng)建“Schematic Document”文件.在編輯窗口內(nèi)單擊鼠標(biāo)右鍵，在右鍵快捷菜單中選擇“Document Options”命令，系統(tǒng)彈出“Document Options”對(duì)話框，進(jìn)行圖紙參數(shù)設(shè)置。 在項(xiàng)目管理窗口選擇“Browse Sch”欄，在“Browse Sch”欄中選擇“Libraries”管理，加載原理圖設(shè)計(jì)時(shí)包含所需元件符號(hào)的原理圖庫文件.在元件庫中選擇所需的元件，在圖紙上大致確定大元件的位置，做好原理圖的布局，如圖所示。使用“Wiring Tools”和“Drawing Tools”工具，在圖紙上逐步繪制元件（Part）、電氣連接（Wire）、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)（

14、Net Label）、電源和接地端子（PowerPort）等原理圖元素。最終可以得到一個(gè)完整電路原理圖。保存原理圖。 選擇“File”“Save”菜單命令或者單擊菜單欄中的保存按鈕，將設(shè)計(jì)的原理圖保存在工程文件中。2.5.2 音樂閃光燈電路設(shè)計(jì)本實(shí)例將設(shè)計(jì)一個(gè)音樂閃光燈，它采用干電池供電，可驅(qū)動(dòng)發(fā)光管閃爍發(fā)光，同時(shí)揚(yáng)聲器還可以播放芯片中存儲(chǔ)的電子音樂。 單擊“開始”“Protel 99 SE” “Protel 99 SE”菜單命令，或者雙擊桌面上的快捷方式圖標(biāo)，啟動(dòng)Protel 99 SE程序。 執(zhí)行“Files”“New”菜單命令，在彈出的工程文件創(chuàng)建對(duì)話框中，選擇合適的路徑和文件名（如My

15、Design.ddb）建立自己的Protel 99 SE工程文件。 Protel 99 SE在工作區(qū)打開工程文件，并在工程文件中創(chuàng)建一個(gè)空的“Document”文件夾，雙擊該文件夾，打開文件夾,如下圖所示。 執(zhí)行“Files”“New”菜單命令，在打開的文件選擇對(duì)話框中選擇創(chuàng)建“Schematic Document”文件，雙擊該文件，即可進(jìn)入原理圖的編輯環(huán)境。加載元件庫 在項(xiàng)目管理窗口選擇“Browse Sch”欄，在“Browse Sch”欄中選擇“Libraries”管理，單擊“Browse”按鈕，用來加載原理圖設(shè)計(jì)時(shí)包含所需元件符號(hào)的原理圖庫文件 。放置元件元件布局 元件布線 編輯元件屬

16、性 放置電源符號(hào)和接地符號(hào)。保存原理圖。 選擇“File”“Save”菜單命令或者單擊菜單欄中的保存按鈕，將設(shè)計(jì)的原理圖保存在工程文件中。 音頻信號(hào)通過麥克風(fēng)之后傳送給運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器再將音頻信號(hào)放大后控制NE555P的振蕩頻率在一定的范圍內(nèi)變化。通過改變R3、R4和C2的參數(shù)，就可以控制輸出頻率的變化范圍。2.5.3 聲控變頻器電路設(shè)計(jì)1）建立工作環(huán)境。啟動(dòng)Protel 99 SE程序。 建立自己的Protel 99 SE工程文件。 將新建的原理圖文件名修改為為“變頻聲控器.Sch”。雙擊該文件，即可進(jìn)入原理圖的編輯環(huán)境。如圖所示。 在編輯窗口內(nèi)單擊鼠標(biāo)右鍵，在右鍵快捷菜單中選擇“Do

17、cument Options”命令，系統(tǒng)彈出如圖所示的“Document Options”對(duì)話框，進(jìn)行圖紙參數(shù)設(shè)置。 繪制標(biāo)題欄 在右下角繪制出一個(gè)標(biāo)題欄的邊框，選擇 “View”“Visible Grid”菜單命令，取消圖紙 上的柵格 ，單擊繪圖工具欄中的按鈕，添 加標(biāo)題欄中其他的內(nèi)容，為標(biāo)題欄中的每一項(xiàng) “賦值”。完成標(biāo)題欄的制作 如圖所示。 選擇“File”“Save Copy As”菜單命令，打開“Save a copy of 音頻控制器.SchDoc As”對(duì)話框，在該對(duì)話框中的“保存類型”下拉列表中選擇“Advanced Schematic Template ascii(*.dot

18、)”項(xiàng)，可以將其定義為模版，以方便以后的引用。選擇“Design”“Template”“Set Template File Name”菜單命令，使用模版。加載元件庫。 原理圖繪制。 編輯元件屬性。 放置電源符號(hào)和接地符號(hào)。如圖所示。 保存原理圖。 選擇“File”“Save”菜單命令或者單擊菜單欄中的保存按鈕，將設(shè)計(jì)的原理圖保存在工程文件中。 2.5.4 開關(guān)電源電路設(shè)計(jì)本實(shí)例主要介紹原理圖設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的一些知識(shí)點(diǎn)。包括查找元件及其對(duì)應(yīng)元件庫的載入和卸載、基本元件的編輯和原理圖的布局和布線。建立工作環(huán)境 啟動(dòng)Protel 99 SE程序 建立自己的Protel 99 SE工程文件 加載元件庫

19、 本例需加載“Miscellaneous Devices.ddb”元件庫和“TI Logic Latch”元件庫。查找元件。 選擇執(zhí)行“Tools”“Find Component”菜單命令，在文本框輸入元件名“NE555N”，單擊按鈕，系統(tǒng)將在設(shè)置的搜索范圍內(nèi)查找元件。原理圖設(shè)計(jì)。 放置元件 ，元件屬性設(shè)置及元件布局 ，連接線路，連接好的電路原理圖如圖所示。 保存原理圖。選擇“File”“Save”菜單命令或者單擊菜單欄中的保存按鈕，將設(shè)計(jì)的原理圖保存在工程文件中。2.5.5 實(shí)用門鈴電路設(shè)計(jì)本例設(shè)計(jì)的是一種能發(fā)出“叮咚”聲的門鈴電路，它是由一塊SE555D時(shí)基電路集成塊和外圍元件組成的。 建

20、立工作環(huán)境 啟動(dòng)Protel 99 SE程序 建立自己的Protel 99 SE工程文件 ，將其改為“實(shí)用門鈴電路.Sch”。雙擊該文件，即可進(jìn)入原理圖的編輯環(huán)境。加載元件庫。 本例需加載“Miscellaneous Devices.ddb”元件庫和“TI Analog Timer.ddb”元件庫。放置元件。 元件布線 。放置電源符號(hào)，如圖所示 。保存原理圖。選擇“File”“Save”菜單命令或者單擊菜單欄中的保存按鈕，將設(shè)計(jì)的原理圖保存在工程文件中。2.5.6 過零調(diào)功電路設(shè)計(jì)本例要設(shè)計(jì)的是一種過零調(diào)功電路，該電路適用于各種電熱器具的調(diào)功。它是由電源電路、交流電過零檢測(cè)電路、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器/脈沖分配器及雙向可控硅等組成。其中U1A