《電子線路CAD教程 》課件第3章 層次電路原理圖編輯

2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺第3章層次電路原理圖編輯

3.1層次電路設計概念3.2層次電路設計中不同文件的切換方法3.3層次電路編輯方法2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

3.1層次電路設計概念

在層次電路設計思想出現(xiàn)以前，編輯電子設備，如電視機、計算機主板等原理圖時，遇到的問題是電路元件很多，不能在特定幅面的圖紙上繪制出整個電路系統(tǒng)的原理圖，于是只好改用更大幅面的圖紙，然而打印時又遇到了另一問題，即打印機最大輸出幅面有限，如多數(shù)噴墨打印機和激光打印機的最大輸出幅面為A4。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

采用層次電路設計方法后，這一問題就迎刃而解了。所謂層次電路設計就是把一個完整的電路系統(tǒng)按功能分成若干子系統(tǒng)，即子功能電路模塊，需要的話，把子功能電路模塊再分成若干個更小的子電路模塊，然后用方塊電路的輸入/輸出端口將各子功能電路連接起來，于是就可以在較小幅面的多張圖紙上分別編輯、打印各模塊電路的原理圖。

2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

在層次電路設計中，把整個電路系統(tǒng)視為一個設計項目，并以.Prj而不是.Sch作為項目文件的擴展名。在項目原理圖（即總電路圖）中，各子功能模塊電路用“方塊電路”表示，且每一模塊電路有唯一的模塊名和文件名與之對應，其中模塊文件名指出了相應模塊電路原理圖的存放位置。在原理圖編輯窗口內(nèi)，打開某一電路系統(tǒng)設計項目文件.Prj時，也就打開了設計項目內(nèi)各模塊電路的原理圖文件。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

Protel99SE原理圖編輯器支持層次電路設計、編輯功能，可以采用“自上而下”或“自下而上”的層次電路編輯方式。在介紹層次電路編輯方法前，不妨先打開Protel99SE原理圖編輯器提供的原理圖編輯演示設計文件包4PortSerialInterface.ddb、Z80Microprocessor.ddb、LCDController.ddb或Photoplotter.ddb文件，這些個文件存放在C:\ProgramFiles\DesignExplorer99SE\Examples目錄下。

2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

在Protel99SE狀態(tài)下，執(zhí)行“File”(文件)菜單下的“Open…”命令，打開其中的一個設計文件包，如Z80Microprocessor.ddb，即可了解層次電路的組成以及文件管理、切換方法，操作過程如下：（1）單擊主工具欄內(nèi)的“打開”工具（或執(zhí)行“File”菜單下的“Open…”命令）。（2）在如圖3－1所示的“打開設計數(shù)據(jù)文件包”窗口內(nèi)，選擇并打開C:\ProgramFiles\DesignExplorer99SE\Examples目錄下的Z80Microprocessor.ddb文件，在“文件管理器“窗口內(nèi)，單擊Z80Microprocessor.ddb設計數(shù)據(jù)文件包及其子目前的小方塊，顯示設計數(shù)據(jù)文件包內(nèi)的文件目錄結構，找出并雙擊文件名為“Z80Processor.Prj”的原理圖文件，如圖3－2所示。

2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

可見Z80Processor電路系統(tǒng)由存儲器模塊（Memory.sch）、CPU時鐘電路模塊（CPUClock.SCH）、電源供電模塊（PowerSupply.sch）、串行接口電路模塊（SerialInterface.sch）、可編程外設接口模塊（ProgrammablePeripheralInterface.sch）以及CPU選擇模塊(CPUSection.sch)六個子電路模塊電路組成，其中串行接口模塊（SerialInterface.sch）下還有串行波特率發(fā)生器時鐘(SerialBaudClock.sch)模塊?？梢婍椖课募?.Prj)本質(zhì)上還是原理圖文件，只是擴展名為.Prj而已；當模塊電路原理圖內(nèi)含有更低層次的子電路時，該模塊電路原理圖文件擴展名依然為.Sch。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

圖3-1打開設計數(shù)據(jù)文件包窗口

2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖3-2層次演示電路構成模塊2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

需要注意是設計數(shù)據(jù)文件包內(nèi)，同一目錄下的原理圖文件(.Sch)，彼此之間并不關聯(lián)。為了看清Z80Processor.Prj項目文件的細節(jié)，可不斷主工具欄內(nèi)“放大”工具，適當放大Z80Processor.Prj文件編輯窗口工作區(qū)，即可看到如圖3-3所示的Z80Processor.Prj項目文件內(nèi)容。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖3-3Z80Processor.Prj設計項目文件內(nèi)容2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

在Protel99SE中，通過“設計文件管理器”

進行文件切換非常方便，例如，在圖3-2所示窗口中，單擊“設計文件管理器”窗口內(nèi)的“SerialInterface.sch”文件，即可迅速切換到串行接口電路模塊原理圖的編輯狀態(tài)，單擊主工具欄內(nèi)的“放大”工具，適當窗口工作區(qū)，即可看清SerialInterface.sch模塊電路原理圖的細節(jié)，如圖3-4所示。從圖3-4中我們不難發(fā)現(xiàn)，Z80Processor.Prj項目文件內(nèi)SerialInterface模塊中的“方塊電路I/O端口”與SerialInterface模塊對應的原理圖文件SerialInterface.sch的I/O端口一一對應。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖3-4SerialInterface.sch模塊原理圖2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺3.2層次電路設計中不同文件的切換方法

在層次電路中含有多張電路圖，當需要從一張原理圖切換到另一張原理圖時，在“設計文件管理器”窗口內(nèi)，將鼠標移到目標原理圖文件名上，單擊左鍵，即可迅速切換到相應原理圖文件的編輯窗口。在Protel99中，除了通過單擊“設計文件管理器”窗口內(nèi)目標文件名完成文件編輯狀態(tài)之間的切換外，有時也會通過“Tools“菜單內(nèi)的“Up/DownHierarchy”命令或主工具欄內(nèi)的“”（層次電路切換）工具實現(xiàn)層次電路原理圖窗口間的切換，操作過程如下：2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

（1）單擊主工具欄內(nèi)的“層次電路切換”工具（或執(zhí)行“Tools”菜單內(nèi)的“Up/DownHierarchy”命令）。（2）當由項目文件（.Prj）窗口切換到其中某一模塊電路窗口時，可將光標移到相應模塊電路上，單擊鼠標左鍵即可切換到相應模塊電路的窗口內(nèi)，然后再單擊右鍵退出“層次電路切換”命令狀態(tài)；而由某一模塊電路窗口切換到另一模塊電路窗口時，可將光標移到與目標模塊電路相連的I/O端口上，單擊鼠標左鍵即可迅速切換到與該I/O端口相連的上一層或下一層電路窗口內(nèi)，如果不需再切換到其他電路窗口時，可單擊鼠標右鍵退出“層次電路切換”命令狀態(tài)。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺3.3層次電路編輯方法

通過瀏覽原理圖編輯演示文件Z80Microprocessor.ddb，使我們對層次電路設計概念、文件結構等方面有了一個初步的認識，下面就具體介紹采用“自上而下”方式建立層次電路原理圖的操作過程（1）單擊“File”菜單下的“New”命令，在如圖1－6所示窗口內(nèi)，單擊“SchematicDocument”（原理圖文檔）文件圖標，在原理圖文件窗口內(nèi)，即可用原理圖編輯方法繪制項目文件方塊電路。3.3.1建立層次電路原理圖2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

（2）單擊“WiringTools”(畫線)工具欄（窗）內(nèi)的“”（SCH:PlaceSheetSymbol，即放置方塊電路）工具（或執(zhí)行“Place”菜單內(nèi)的“SheetSymbol”命令）后，移動光標到原理圖編輯區(qū)內(nèi)，即可看到一個隨光標移動而移動的方框，如圖3－5所示。

(3)按下Tab鍵，即可進入如圖3-6所示的方塊電路屬性設置窗

2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖3-5方塊電路2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖3-6方塊電路屬性設置窗2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

圖3-7繪制結束后的方塊電路2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

這時仍處于方塊電路放置狀態(tài)，重復（3）－（4）步，繼續(xù)繪制項目文件原理圖中其它方塊電路，即可獲得如圖3－8所示的結果，然后單擊鼠標右鍵，退出命令狀態(tài)。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖3-8完成了方塊電路繪制后的電路總圖2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

必要時，可重新調(diào)整方塊電路名、方塊電路文件名的位置，或重新設定其字體和大小，這些操作方法與元件序號、型號的編輯方法相同。（5）單擊“畫線”工具欄（窗）內(nèi)的“”（放置方塊電路I/O端口）工具（或執(zhí)“Place”菜單內(nèi)的“AddSheetEntry”命令），然后將光標到需要放置I/O端口的方塊內(nèi)，單擊鼠標左鍵，即可看到一個隨光標移動而移動的方塊電路I/O端口，如圖3－9所示。

（6）按下“Tab”鍵，即可進入如圖3－10所示的方塊電路I/O端口屬性設置窗口，其中：2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

圖3-9方塊電路I/O端口2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

圖3-10方塊電路I/O端口屬性設置窗2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖3-11方塊電路I/O端口形狀2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

（7）將光標移到方塊內(nèi)適當位置后，單擊左鍵，固定方塊電路I/O端口，如圖3-12所示。這時仍處于放置方塊電路I/O端口狀態(tài)，重復（6）－（7）步，繼續(xù)放置其它方塊電路I/O端口，即可獲得如圖3－13所示的結果，然后單擊鼠標右鍵，退出命令狀態(tài)。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖3-12放置一個方塊電路I/O端口2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖3-13放置多個方塊電路I/O端口2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

（8）連線。分別使用導線將不同方塊中，端口名稱相同的方塊電路I/O端口連接在一起；使用總線將不同方塊中，端口名稱相同且為總線形式的方塊電路I/O端口連接在一起，就獲得了一個設計項目的電路總圖，如圖3－2所示。在輸入方塊電路I/O端口名稱時，必須正確使用總線標號，否則無法在兩個方塊電路之間正確的電氣連接關系。連線時，也只能使用“畫線”工具欄內(nèi)的導線、總線，不能使用“畫圖”工具欄內(nèi)的“直線”或“曲線”等其它畫圖工具。（9）項目電路圖編輯結束后，單擊主工具欄內(nèi)“存盤”工具或執(zhí)行“File”菜單下的“Save”命令保存。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

(10)如果文件擴展名不是Prj時，可在“設計文件管理器”窗口內(nèi)，將鼠標移到剛編輯的項目原理圖文件名上，單擊右鍵，指向并單擊其中的“Close”（關閉）命令；再單擊右鍵，指向并單擊其中的“Rename”（改名）命令，將文件擴展名改為為.Prj（項目文件）即可。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺3.3.2編輯模塊電路

（1）先建立項目設計文件(.Prj)。（2）在項目設計文件窗口內(nèi)，單擊“Design”菜單下的“CreateSheetFormSymbol”命令。

(3)將光標移到相應方塊電路上，如圖3-13中的CPUSection模塊，單擊鼠標左鍵，即刻彈出如圖3-14所示的“端口電氣特性”選擇框，如果單擊選擇框內(nèi)的“是(Y)”按鈕，則生成的模塊電路原理圖中的“I/O端口”電氣特性與“方塊電路I/O端口”電氣特性相反，即輸出變?yōu)檩斎?，而輸入變?yōu)檩敵觥?/p>

2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖3-14模塊電路I/O端口電氣特性選擇2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖3-15自動生成的模塊原理圖文件

2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

3.3.3自下而上編輯層次電路

Protel99SE也支持“自下而上”方式建立、編輯層次電路。所謂“自下而上”方式，就是先繪制各模塊電路原理圖文件（采用自下而上設計方式時，同一模塊電路原理圖中不要使用“I/O端口”表示元件引腳之間的連接關系，即“I/O端口”只用于表示不同模塊電路之間信號的連接關系），并創(chuàng)建一個新的空白的原理圖文件，然后執(zhí)行“Design”菜單下的“CreateSymbolFormSheet”（從原理圖生成方塊電路）命令，即可將特定模塊電路原理圖文件中的“I/O端口”轉化為“方塊電路I/O端口”并放置在自動生成的方塊電路內(nèi)。從模塊電路原理圖中生成方塊電路的操作過程如下：。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

（1）在設計數(shù)據(jù)文件包內(nèi)的特定文件夾，如“Document”內(nèi)，分別建立、編輯各自模塊電路原理圖文件，如圖3-16所示。（2）執(zhí)行“File”菜單下的“New…”命令，在圖1-6所示窗口內(nèi)，選擇“SchematicDocument”（原理圖文檔），在同一文件夾內(nèi)創(chuàng)建一個空白的項目文件（即空白的原理圖文件），如圖3-17所示。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖3-16已編輯好的各模塊電路原理圖2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖3-17創(chuàng)建的項目文件（空白）2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

（3）在“設計文件管理器”窗口內(nèi)，單擊新生成的項目文件名CPUProcessor.Prj，切換到項目文件原理圖編輯狀態(tài)；將鼠標移到項目文件編輯窗口內(nèi)，單擊左鍵。（4）空白的項目文件編輯窗口內(nèi)，單擊“Design”菜單下的“CreateSymbolFormSheet”命令，在如圖3-18所示的模塊電路原理圖文件列表窗內(nèi)，找出并單擊待轉換的模塊電路原理圖文件名，如“MEMORY.SCH”。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖3-18找出并單擊待轉換的模塊電路原