5層次電路原理圖設(shè)計(jì)ppt課件

1、 第五講層次電路原理圖設(shè)計(jì)本講學(xué)習(xí)目標(biāo)u理解層次性原理圖的基本概念。u掌握方塊電路的繪制和端口的設(shè)置方法。u掌握層次性原理圖的繪制方法。 5.1 層次原理圖的基本概念 對(duì)于復(fù)雜龐大的電路系統(tǒng)，如計(jì)算機(jī)主板等，其原理圖和PCB板都是十分復(fù)雜的，不便于或不可能將其在一張圖紙中繪制完成，同時(shí)為了適用公司和企業(yè)的需要，加快設(shè)計(jì)和繪制的速度，縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，往往是以幾個(gè)人組成的群組形式分工合作進(jìn)行設(shè)計(jì)和繪制，將一個(gè)復(fù)雜的電路系統(tǒng)劃分為多個(gè)子系統(tǒng)，而一個(gè)子系統(tǒng)又可能劃分為多個(gè)模塊，這樣只要定義好各個(gè)模塊圖紙間的連接關(guān)系，然后分配給不同的部門或個(gè)人分開(kāi)設(shè)計(jì)繪制，最后組合起來(lái)即可完成整個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制

2、作。 層次原理圖的基本概念 層次性原理圖正是適用模塊化設(shè)計(jì)需要而應(yīng)運(yùn)而生的產(chǎn)物，他將一個(gè)完整復(fù)雜的設(shè)計(jì)項(xiàng)目分割為幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立但又彼此連接的圖紙，并可分開(kāi)同時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，大大加快了原理圖的設(shè)計(jì)繪制速度。 層次性原理圖的層次結(jié)構(gòu) 下圖表明了層次性原理圖圖紙之間的層次結(jié)構(gòu)。它主要由主原理圖和各子原理圖組成，主原理圖主要規(guī)定各子原理圖之間的連接關(guān)系，而子原理圖則集中體現(xiàn)各模塊內(nèi)部具體的電路結(jié)構(gòu)。1. 方塊電路 在主電路圖中為了表示各子原理圖之間的連接關(guān)系，需要有代表各子原理圖的符號(hào)圖形，這就是方塊電路，如圖 所示，一個(gè)方塊電路代表一張子原理圖，如圖中的方塊電路代表子原理圖“display.SchDoc”

3、。 方塊電路端口方塊電路名稱方塊電路代表的原理圖文件2. 方塊電路端口 為了表示各子原理圖之間的電氣連接關(guān)系，各方塊電路之間需要有相互連接的電氣端口，即方塊電路端口，如上頁(yè)圖所示，通過(guò)方塊電路端口，可以清楚的表達(dá)和實(shí)現(xiàn)各子原理圖之間的電氣連接關(guān)系。 3. 方塊電路之間的連接 方塊電路代表的是子原理圖，各子原理圖必須根據(jù)系統(tǒng)的要求相互連接，才能構(gòu)成實(shí)用的電路系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)子原理圖之間的電氣連接，用戶只需將方塊電路端口通過(guò)導(dǎo)線或總線連接起來(lái)即可。如下頁(yè)圖所示。5. 層次性原理圖的設(shè)計(jì)方法 根據(jù)原理圖的層次結(jié)構(gòu)，層次性原理圖的設(shè)計(jì)方法分為二種。 一種為從上向下設(shè)計(jì)的方法，即先繪制主原理圖中的方塊電路

4、，然后由方塊電路產(chǎn)生各自的子原理圖，然后分別繪制各子原理圖的具體電路。 另一種方法的繪制順序剛好相反，為由下往上設(shè)計(jì)的方法，即先設(shè)計(jì)好各子原理圖，然后由各子原理圖產(chǎn)生主原理圖中的方塊電路。 5.1從上而下設(shè)計(jì)層次原理圖 從上向下設(shè)計(jì)的方法，即先繪制主原理圖中的方塊電路，然后由方塊電路產(chǎn)生各自的子原理圖，然后分別繪制各子原理圖的具體電路。下面介紹具體的繪制過(guò)程。 5.2.1 創(chuàng)建工程文件和主原理圖文件 根據(jù)前面章節(jié)介紹的方法，建立工程文件“多路單片機(jī)數(shù)據(jù)采集器.PRJPCB”，并新建原理圖文件，保存為Parent.SchLib，作為主原理圖。如下圖。 采用從上向下設(shè)計(jì)層次性原理圖，各子原理圖雖然

5、可以由方塊電路產(chǎn)生，但主原理圖必須由用戶新建。 5.2.2 繪制方塊電路符號(hào) 新建主原理圖后，就可以在主原理圖中放置代表各子原理圖模塊的方塊電路，下面以繪制顯示模塊方塊電路為例講解具體方法。 1. 設(shè)置方塊電路屬性。 選擇原理圖工具中的繪制方塊電路按鈕 ，光標(biāo)變?yōu)槭中?，并帶出一個(gè)方塊電路的虛影輪廓，如下圖。方塊電路屬性 按鍵盤上的【Tap】鍵，彈出如圖所示的方塊電路屬性對(duì)話框。 方塊電路屬性 方塊電路屬性對(duì)話框中主要的屬性有： 【Designator】：方塊電路序號(hào)，和元件序號(hào)作用相同，不能重復(fù)。 【Filename】：文件名，即方塊電路代表的子原理圖文件名稱，最好不要采用中文命名。 因?yàn)榇?/p>

6、處繪制顯示模塊的方塊電路，而且是第一個(gè)方塊電路，所以在【Designator】欄輸入“FK1”，表示第一個(gè)方塊電路，在【Filename】輸入“display.SchDoc”，表示顯示模塊。 2. 繪制方塊電路 移動(dòng)光標(biāo)到合適位置單擊鼠標(biāo)左鍵，作為方塊電路的左上角端點(diǎn)，此時(shí)移動(dòng)光標(biāo)，可帶出方塊電路，當(dāng)方塊電路大小合適時(shí)再次單擊鼠標(biāo)左鍵完成方塊電路FK1的繪制。 3. 繪制其它方塊電路 5.2.3 放置方塊電路端口 方塊電路繪制完成后，為了建立方塊電路之間的電氣連接，必須為方塊電路添加方塊電路端口，下面以放置顯示模塊方塊電路中的端口“P10.7”為例講解具體放置方法。 1. 確定方塊電路端口要放

7、置在哪個(gè)方塊電路 選擇原理圖工具中的繪制方塊電路端口按鈕 ，出現(xiàn)十字型光標(biāo)，將光標(biāo)移到要放置端口的方塊電路FK1中的放置位置，單擊鼠標(biāo)左鍵，在光標(biāo)下出現(xiàn)方塊電路端口的虛影輪廓，如下圖。 2. 設(shè)置方塊電路端口屬性。 2. 設(shè)置方塊電路端口屬性。 方塊電路端口屬性對(duì)話框中主要的屬性有： 【Name】：方塊電路端口的名稱，一般由字母和數(shù)字組成。注意： （1如果端口接的是總線，則端口名稱后接中括號(hào)和數(shù)字表示端口組，如端口組P10.7表示端口P10P17。 （2對(duì)于單片機(jī)的總線和引腳連接，端口名稱中不允許出現(xiàn)“.”等，如引腳P3.1只能命名為“P31”2. 設(shè)置方塊電路端口屬性方塊電路端口屬性對(duì)話框中

8、主要的屬性有：【I/O Type】：端口信號(hào)輸入/輸出類型，即指定端口中信號(hào)的流向。有如下幾個(gè)選項(xiàng)： 【Unspecified】不確定 【Input】輸入 【Output】輸出 【Bidirectional】雙向【Style】：方塊電路端口的箭頭方向，一般用于指明端口中信號(hào)的流向，是端口信號(hào)輸入/輸出類型的外在表現(xiàn)形式，有如下幾種類型： 【None(Horizontal)】:水平方向沒(méi)有箭頭 【Left】：箭頭向左 【Right】: 箭頭向右 【Left_ Right】：左右雙向 【None(Vertical)】垂直方向沒(méi)有箭頭 【Top】：箭頭向上 【Bottom】：箭頭向下 【Top_ B

9、ottom】：上下雙向 2. 設(shè)置方塊電路端口屬性。 根據(jù)實(shí)際需要，本例FK1中要添加的端口連線為總線，且連接的為單片機(jī)的P1端口，所以【Name】屬性欄設(shè)置為端口組“P10.7”，表示該端口組包含P10P17八個(gè)端口。而該端口將信號(hào)送入方塊電路中控制數(shù)碼管的各段，所以【I/O Type】中設(shè)置為【Input】輸入類型，而【Style】欄設(shè)置為【Left】。 5.2.4 連接方塊電路端口，添加網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào) 放置了方塊電路端口，只是為方塊電路之間的連接提供了通道，但還必須根據(jù)電路原理用導(dǎo)線或總線將各端口連接起來(lái)。繪制導(dǎo)線和總線的方法前面章節(jié)已有介紹，請(qǐng)參考前面章節(jié)。 同時(shí)還要為各連接導(dǎo)線添加網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)

10、。一般網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的名稱和方塊電路端口名稱取得一致。連接好導(dǎo)線并添加了網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的方塊電路端口如下頁(yè)圖所示，至此主原理圖繪制完成。 繪制連接導(dǎo)線或總線并添加網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào) 5.2.5 產(chǎn)生并繪制顯示模塊子原理圖 完成主原理圖的繪制后，就可以由各方塊電路產(chǎn)生各自相應(yīng)的子原理圖。下面以產(chǎn)生顯示模塊子原理圖display.SchDoc為例，介紹由方塊電路產(chǎn)生子原理圖的方法。 由方塊電路產(chǎn)生子原理圖菜單 是否反轉(zhuǎn)端口的輸入/輸出方向 彈出如圖所示的是否反轉(zhuǎn)端口的輸入/輸出方向?qū)υ捒?，點(diǎn)擊【NO】按鈕不反轉(zhuǎn)端口的輸入/輸出方向。 產(chǎn)生新的子原理圖display.SchDoc 如下圖，同時(shí)還自動(dòng)產(chǎn)生了與方塊電路端口屬

11、性一致的原理圖端口。 原理圖端口5.3 從下而上設(shè)計(jì)層次原理圖 繪制數(shù)碼搶答器層次性原理圖 1. 任務(wù)任務(wù) 利用從上而下繪制層次性原理圖的方法利用從上而下繪制層次性原理圖的方法繪制數(shù)碼搶答器原理圖，其整體電路圖繪制數(shù)碼搶答器原理圖，其整體電路圖如圖所示，要求按照?qǐng)D中虛線框所示分如圖所示，要求按照?qǐng)D中虛線框所示分模塊繪制成層次原理圖。模塊繪制成層次原理圖。 2. 任務(wù)分析 要將整體電路分模塊繪制為層次原理圖，必須仔細(xì)分析電路組成，確定劃分模塊范圍圖中已經(jīng)標(biāo)出和模塊之間的連接端口。 數(shù)碼搶答器方塊電路圖 分析 整體原理圖主要由編碼、鎖存、顯示、響鈴四個(gè)模塊組成，其編碼部分主要將搶答開(kāi)關(guān)K1K8編碼

12、為D3D1，以及形成鎖存脈沖LOCK。而鎖存電路主要將D3D1鎖存下來(lái)后送往顯示和響鈴模塊，因此編碼和鎖存模塊之間主要有四個(gè)連接端口，編碼信號(hào)D3D1以及鎖存信號(hào)LOCK。而鎖存和顯示模塊之間由于采用總線連接，所以只有一個(gè)復(fù)合連接端口A1.3，鎖存和響鈴模塊之間通過(guò)響鈴觸發(fā)信號(hào)XL連接，所以數(shù)碼搶答器各模塊的劃分以及各方塊電路之間的連接關(guān)系如上圖所示。 3. 操作步驟和提示 （1新建工程文件，并保存為“搶答器層次電路.PRJPCB”（2新建原理圖文件，并保存為“搶答器主原理圖.SchDoc”。（3繪制方塊電路并連線。產(chǎn)生并繪制編碼模塊電路圖“編碼.SCHDOC （5產(chǎn)生并繪制鎖存模塊原理圖“鎖存.SCHDOC” D14Q12Q13D25Q27Q26D312Q310Q311D413Q415Q414CLK9CLR174LS175U4103C1K91KR15VCCA1A2A312374LS08U7AVCCD1D2D3LOCKA1.3A1.3D1D2D3LOC