第3章原理圖庫元件設(shè)計(jì)

第3章原理圖庫元件設(shè)計(jì)3.1元件及元件封裝概述3.2創(chuàng)建新的元件庫3.3原理圖元件制作實(shí)例

3.1元件及元件封裝概述3.1.1元件概述

1.原理圖的組成原理圖主要由兩大部分組成：原理圖元件和元件間的連線，其他內(nèi)容都是輔助部分，如標(biāo)注文字等。原理圖元件代表實(shí)際的元器件，連線代表實(shí)際的物理導(dǎo)線。2.原理圖元件的組成原理圖元件(以后簡稱為元件)由兩大部分組成：用以標(biāo)識(shí)元件功能的標(biāo)識(shí)圖和元件引腳。

1)標(biāo)識(shí)圖標(biāo)識(shí)圖僅僅起著提示元件功能的作用，并沒有什么實(shí)質(zhì)作用。實(shí)際上，沒有標(biāo)識(shí)圖或者隨便繪制標(biāo)識(shí)圖都不會(huì)影響原理圖的正確性。圖3.1是Protel99SE提供的一個(gè)繼電器的標(biāo)識(shí)圖。

圖3.1繼電器標(biāo)識(shí)圖2)引腳

引腳是元件的核心部分。元件圖中的每一根引腳都要和實(shí)際元器件的引腳對(duì)上號(hào)，而這些引腳在元件圖中的位置是不重要的。每一根引腳都包含序號(hào)和名稱等信息。引腳序號(hào)用來區(qū)分各個(gè)引腳，引腳名稱用來提示引腳功能。圖3.2為A/D轉(zhuǎn)換器TLC549的引腳圖。引腳序號(hào)是必須有的，而且不能重復(fù)，引腳名稱根據(jù)功能需要設(shè)置。圖3.2原理圖元件的引腳示例3.1.2原理圖元件的制作過程為一個(gè)實(shí)際元件繪制原理圖庫時(shí)，為了保證正確和高效，一般建議遵循以下步驟。

1.收集必要的資料所需收集的資料主要包括元件的引腳功能。這個(gè)工作一般來說困難不太大，但是某些初學(xué)者可能會(huì)感覺不知如何下手。

2.繪制元件標(biāo)識(shí)圖如果是集成電路等引腳較多的元件，因?yàn)楣δ軓?fù)雜，不可能用標(biāo)識(shí)圖表達(dá)清楚，往往是畫個(gè)方框代表。如果是引腳較少的分立元件，一般盡量畫出能夠表達(dá)元件功能的標(biāo)識(shí)圖，這對(duì)于電路圖的閱讀會(huì)有很大幫助。3.添加引腳并編輯引腳信息在繪制好的標(biāo)識(shí)圖的合適位置添加引腳，此時(shí)的引腳信息是由Protel99SE自動(dòng)設(shè)置的，往往不正確，需要手工編輯修改為合適的內(nèi)容。引腳排列應(yīng)遵循以下規(guī)則：

(1)電源引腳放在元件上部，地線引腳放在元件下部。

(2)輸入引腳放在元件左邊，輸出引腳放在元件右邊。

(3)功能相關(guān)的引腳靠近排列，功能不相關(guān)的引腳保持一定間隙。3.2創(chuàng)建新的元件庫3.2.1創(chuàng)建一個(gè)新的元件庫制作元件和建立元件庫是使用Protel99SE的元件庫編輯器來進(jìn)行的。用戶可以創(chuàng)建一個(gè)新的元件庫作為自己使用的專用庫，把平時(shí)自己創(chuàng)建的新元件放置到這個(gè)專用庫中，供繪制原理圖時(shí)使用。執(zhí)行【File】/【New】/【SchematicLibrary】命令，就可以進(jìn)入原理圖元件庫編輯器工作界面，將其命名為“myProtel.lib”，如圖3.3所示。圖3.3元件庫編輯器繪圖工具欄IEEE工具欄主工具欄設(shè)計(jì)文件管理器窗口3.2.2元件庫編輯器元件庫編輯器與原理圖設(shè)計(jì)編輯界面相似，主要由元件庫編輯管理器、主工具欄、菜單、常用工具欄、編輯區(qū)等組成。不同的是在編輯區(qū)有一個(gè)十字坐標(biāo)軸，而不是網(wǎng)格。元件庫編輯器提供了兩個(gè)重要的工具欄，即繪制圖形工具欄和IEEE工具欄。

圖3.3是元件庫編輯器的編輯界面，整個(gè)編輯器可以分為以下幾個(gè)部分：

(1)主菜單。編輯器的主菜單主要是給設(shè)計(jì)人員提供編輯、繪圖命令，以便于創(chuàng)建一個(gè)新元件。

(2)元件編輯區(qū)(ComponentsEditorPanel)。元件編輯區(qū)主要用于創(chuàng)建一個(gè)新元件，將元件放置到工作平面上，用于更新元件庫，添加或刪除元件庫中的元件等各項(xiàng)操作。

(3)主工具欄(MainToolbars)。主工具欄為用戶提供了各種圖標(biāo)操作方式，可以讓用戶方便、快捷地執(zhí)行命令和各項(xiàng)功能，如打印、存盤等操作。

(4)繪圖工具欄(PlacementTools)。元件庫編輯器提供的繪圖工具同以往所接觸到的繪圖工具是一樣的，它的作用類似于菜單命令“Place”，即在工作平面上放置各種圖元，如線段、圓弧等。(5)元件庫編輯管理器。元件庫編輯管理器主要用于對(duì)元件庫進(jìn)行管理，如圖3.4所示。圖3.4元件庫編輯管理器3.2.3繪圖工具的使用與第2章介紹的原理圖繪制一樣，制作元件也可以用繪圖工具來進(jìn)行。常用的繪圖工具包括一般繪圖工具和IEEE工具。

1.一般繪圖工具欄圖3.5為元件庫編輯器中的繪圖工具欄，通過【Place】菜單命令也可以找到繪圖工具欄上各個(gè)按鈕所對(duì)應(yīng)的選項(xiàng)。繪圖工具欄的打開與關(guān)閉可以通過執(zhí)行菜單命令【View】/【Toolbars】/【DrawingToolbar】來實(shí)現(xiàn)。圖3.5繪圖工具欄表3.1繪圖工具欄的按鈕及其功能2.?IEEE工具欄圖3.6為元件庫編輯器中的IEEE工具欄，IEEE工具欄上的命令也對(duì)應(yīng)【Place】菜單上【IEEESymbols】子菜單的各命令。IEEE工具欄的打開與關(guān)閉可以通過執(zhí)行菜單命令【View】/【Toolbars】/【IEEEToolbar】來實(shí)現(xiàn)。圖3.6IEEE工具欄表3.2IEEE工具欄的按鈕及其功能3.3原理圖元件制作實(shí)例3.3.1制作模擬元件

1.制作穩(wěn)壓二極管制作穩(wěn)壓二極管的操作步驟如下：

(1)在項(xiàng)目管理器面板中雙擊“myProtel.lib”文件，準(zhǔn)備添加元件。(2)執(zhí)行菜單命令【Tools】/【NewComponent】，彈出如圖3.7所示的對(duì)話框。輸入新元件名稱“DZENER”，然后單擊按鈕，這時(shí)庫里面會(huì)出現(xiàn)一個(gè)名為“DZENER”的空元件，如圖3.8所示。

圖3.7設(shè)置元件名

圖3.8庫中顯示空元件名

(3)用鼠標(biāo)單擊繪圖工具欄中的按鈕，開始繪制線條，這時(shí)候鼠標(biāo)變成十字形。在靠近基準(zhǔn)位置的地方繪制出穩(wěn)壓二極管的外形，如圖3.9所示(圖中十字線為基準(zhǔn)位置)。在繪制線條的過程中，如果發(fā)現(xiàn)不能繪制斜線，可以在畫線的同時(shí)(不釋放鼠標(biāo))按一下或者多下空格鍵切換畫線模式。圖3.9穩(wěn)壓二極管的外形(4)修改線寬。用鼠標(biāo)雙擊剛繪制好的外形連線，彈出線條的屬性對(duì)話框，如圖3.10所示。

(5)在繪圖工具欄中用鼠標(biāo)單擊按鈕，為穩(wěn)壓管添加引腳。穩(wěn)壓二極管有兩根引腳，剛添加的引腳如圖3.11所示。圖3.10線條的屬性對(duì)話框圖3.11添加引腳(6)編輯引腳屬性。雙擊某一引腳，彈出如圖6.20所示的修改引腳屬性對(duì)話框。對(duì)話框中“Number”表示引腳標(biāo)號(hào)，“Name”表示引腳名稱。位置坐標(biāo)“X/Y-

Location”、旋轉(zhuǎn)角度“Orientation”、顏色“Color”和隱藏“Hidden”等引腳屬性。圖3.12修改引腳屬性對(duì)話框(7)在繪圖工具欄中用鼠標(biāo)單擊按鈕，根據(jù)光標(biāo)提示依次選中穩(wěn)壓管三角形的三個(gè)端點(diǎn)，如圖3.14所示。單擊鼠標(biāo)右鍵后，完成放置填充區(qū)工作。然后雙擊剛放置的填充區(qū)，在彈出如圖3.15所示的對(duì)話框中選擇適當(dāng)?shù)念伾?。圖3.13引腳修改之后的穩(wěn)壓二極管圖3.14選擇填充范圍圖3.15填充區(qū)顏色設(shè)置至此，穩(wěn)壓二極管的原理圖元件已經(jīng)制作完畢，如圖3.16所示。圖3.16制作完成后的穩(wěn)壓二極管2.制作變壓器元件制作變壓器元件的操作步驟如下：

(1)同制作穩(wěn)壓二極管一樣，執(zhí)行菜單命令【Tools】/【NewComponent】，新建一個(gè)名稱為“TRANS7”的元件。

(2)繪制線圈中的半圓。用鼠標(biāo)單擊繪圖工具欄中的按鈕，用鼠標(biāo)左鍵依次選擇弧的圓心、X方向半徑、Y方向半徑、圓弧起點(diǎn)和圓弧終點(diǎn)(沿順時(shí)針方向)。

(3)制作出變壓器的標(biāo)識(shí)圖，如圖3.17所示。

(4)添加引腳。在標(biāo)識(shí)圖的適當(dāng)位置添加引腳，并隱藏引腳名稱，如圖3.18所示。圖3.17變壓器的標(biāo)識(shí)圖

圖3.18添加引腳(5)添加同名端。變壓器的同名端需要添加一個(gè)小圓點(diǎn)，IEEE符號(hào)工具箱中用鼠標(biāo)單擊(Dot)按鈕，開始放置小圓圈，然后雙擊小圓圈，在屬性對(duì)話框里將小圓圈的尺寸設(shè)置為“4”、線寬設(shè)置為“Medium”，顏色設(shè)置為黑色。至此，變壓器原理圖元件制作完成，如圖3.20所示。

圖3.20變壓器元件圖3.3.2制作集成電路集成電路的制作與模擬分立器件不同，集成電路引腳比較多，需要對(duì)每個(gè)引腳的功能進(jìn)行名稱表達(dá)，而且引腳位置可以不固定，可根據(jù)原理圖連線的需要隨意放置。下面以高速D/A轉(zhuǎn)換器TLC7528為例，介紹集成電路的制作過程。

(1)新建一個(gè)名為“TLC7528”的元件。

(2)繪制出如圖3.21所示的元件標(biāo)識(shí)圖。用鼠標(biāo)單擊繪圖工具欄中的按鈕，放置一個(gè)代表集成電路標(biāo)識(shí)圖的方框。圖3.21集成電路標(biāo)識(shí)圖圖3.22添加引腳(3)為TLC7528添加引腳，如圖3.22所示。TLC7528有20根引腳，要正確設(shè)置每根引腳的功能名稱和序號(hào)，千萬不能出錯(cuò)，否則將來畫的原理圖和PCB都是錯(cuò)的，會(huì)造成不必要的損失。雙擊某根引腳，彈出對(duì)話框，在對(duì)話框中可進(jìn)行引腳屬性設(shè)置。引腳屬性設(shè)置時(shí)注意以下技巧：①在設(shè)置引腳名稱時(shí)，只要在字母后面加“\”，系統(tǒng)在名稱上面就自動(dòng)添加橫線。如果要在多個(gè)字母上面加橫線，需要在其中每個(gè)字母后面加“\”，如圖3.23所示。圖3.23引腳名稱上加橫線②在設(shè)置引腳名稱時(shí)，只要在【pin】屬性對(duì)話框中將【Dot】前面的復(fù)選框選上，就會(huì)在引腳根部加上小圓圈，如圖3.24所示。在電路中，加小圓圈一般表示低電平有效。圖3.24引腳上加圓圈③在設(shè)置引腳名稱時(shí)，只要在【Pin】對(duì)話框中將【clk】前面的復(fù)選框選上，就會(huì)在引腳根部加上時(shí)鐘標(biāo)記，如圖3.25所示。圖3.25引腳上加時(shí)鐘標(biāo)記④在放置許多電氣屬性基本相同的引腳(如D0～D7)時(shí)，可使用陣列粘貼(按鈕)功能。使用它可以一次繪制出多個(gè)電氣屬性相同的引腳。

(4)移動(dòng)引腳至集成電路標(biāo)識(shí)圖上。習(xí)慣上把數(shù)據(jù)總線“D0～D7”按順序排列在一起。

(5)調(diào)整標(biāo)識(shí)圖中的方框大小。至此，集成電路TLC7528制作完畢，如圖3.26所示。圖3.26TLC7528集成電路3.3.3制作電氣圖形符號(hào)電氣圖形符號(hào)與分立元件和集成電路