Protel99SE電路設(shè)計實例教程6(共13章).ppt

1、2,第6章 原理圖設(shè)計進(jìn)階,內(nèi)容提示： 前面章節(jié)已經(jīng)對原理圖設(shè)計的基本操作進(jìn)行了介紹，通過這些操作已經(jīng)完全能夠設(shè)計完整的電路原理圖了。但原理圖的設(shè)計過程有時會比較復(fù)雜，這時如果僅采用基本操作，工作量會變得很大，不僅影響設(shè)計的效率，同時也難以保證電路設(shè)計的質(zhì)量。 為了方便用戶進(jìn)行原理圖的設(shè)計，Protel 99 SE在基本操作以外還提供了許多強(qiáng)大的設(shè)計功能，如簡化電路連接的總線連接方式和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號的使用、適用于對多個元件屬性同時進(jìn)行修改的全局編輯功能、為保證電路電氣連接正確而設(shè)計的ERC檢查等，這些能夠讓原本繁重的設(shè)計工作變得輕松、快捷，同時還能保證電路的高度正確性。因此除了熟練掌握原理圖設(shè)計的基

2、本操作外，學(xué)會使用并熟練運(yùn)用這些高級功能，是高效、快捷地設(shè)計高質(zhì)量的原理圖的關(guān)鍵。 本章中會對原理圖設(shè)計中高級功能的使用以及一些常見問題的處理技巧進(jìn)行詳細(xì)的介紹，希望讀者能夠熟練掌握。 學(xué)習(xí)要點： 原理圖的總線連接方式 陣列粘貼與拖動繪圖 元件全局屬性的編輯 元件的自動編號 原理圖的電氣規(guī)則檢查 生成網(wǎng)絡(luò)表等各種報表,3,6.1 繪制原理圖進(jìn)階,6.1.1 繪制總線及接口 在進(jìn)行原理圖設(shè)計時，如果元件的數(shù)目較多，并且各個元件也都有很多引腳，那么連接關(guān)系一般都比較復(fù)雜，如果對于每個引腳都用導(dǎo)線逐根連接，則原理圖中會充斥有過多的導(dǎo)線，導(dǎo)致各元件間的連接關(guān)系不明確，容易產(chǎn)生混亂，而且需要連接的導(dǎo)線很

3、多，給原理圖的繪制也帶來了不小的工作量，如圖6.1所示。,4,6.1.1 繪制總線及接口,1放置總線 在布線工具欄中，放置導(dǎo)線按鈕的旁邊有一個按鈕，對應(yīng)于菜單命令PlaceEntry，即是用來放置總線的。用鼠標(biāo)左鍵單擊該按鈕，鼠標(biāo)光標(biāo)將變成十字形，如圖6.2所示，與放置導(dǎo)線的過程相同，通過單擊鼠標(biāo)左鍵即可確定總線起點與終點，對于畫線方式以及屬性的調(diào)整也與導(dǎo)線的繪制過程相同，如圖6.3所示。,5,6.1.1 繪制總線及接口,2放置總線入口 緊挨總線放置按鈕有一個按鈕，對應(yīng)于選擇PlaceBus Entry命令，用于放置總線的入口接口來與具體的引腳相連。 用鼠標(biāo)左鍵單擊該按鈕，即可進(jìn)入總線入口放置

4、狀態(tài)，如圖6.4所示，通過單擊鼠標(biāo)左鍵放置總線入口，按鍵盤空格(Space)鍵或X、Y鍵可以調(diào)整入口朝向。放置總線入口使其一端與總線相連，另一端通過放置導(dǎo)線與對應(yīng)引腳相連，如圖6.5所示，依次對每個引腳進(jìn)行上述操作，即可完成總線連接圖形的繪制，對芯片控制輸入電路連線繪制也作相同的處理，效果如圖6.6所示。,6,6.1.2 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號的使用,在布線工具欄上的按鈕，對應(yīng)于選擇PlaceNet Label菜單命令，通過鼠標(biāo)左鍵單擊該按鈕，即可開始放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號，如圖6.8所示，此時鼠標(biāo)光標(biāo)會帶有一個網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號名稱的虛線框，光標(biāo)所指位置為網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號的參考點，通過使用鼠標(biāo)左鍵單擊引腳的末端或與引腳相連的導(dǎo)線，即

5、可將該網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號與該引腳關(guān)聯(lián)起來。 按Tab鍵，可以打開如圖6.9所示的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號屬性設(shè)置頁面，在Net一欄中可以修改網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號的名稱，也可以用鼠標(biāo)左鍵單擊向下的箭頭打開下拉列表選擇已有的網(wǎng)絡(luò)，如圖6.10所示。,7,6.1.2 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號的使用,與具有相同名稱的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號相關(guān)聯(lián)的引腳或?qū)Ь€在電氣上是連接在一起的，因此將名稱相同的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號放置到總線兩端對應(yīng)引腳的入口處，即可賦予總線連接方式的電氣連接特性，如圖6.11所示。 有相同名稱的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號標(biāo)識的導(dǎo)線或引腳在電氣上都是相連的，并不局限于總線連接方式，因此在連線復(fù)雜或連線比較困難的地方都可以使用，從而簡化電路連接。如圖6.12和圖6.13所示。,8,6

6、.1.3 使用I/O接口連接,用鼠標(biāo)左鍵單擊布線工具欄中的按鈕或執(zhí)行PlacePort菜單命令，即可進(jìn)行I/O端口放置，如圖6.14所示。通過單擊鼠標(biāo)左鍵確定I/O端口起始點，拖動鼠標(biāo)到合適位置再用左鍵單擊一次即可放置指定長度的I/O端口，放置過程中按Tab鍵或放置后雙擊端口，就可以打開如圖6.15所示的I/O端口屬性對話框。,9,6.1.3 使用I/O接口連接,完成設(shè)置，并在相對應(yīng)的另一連接引腳處放置具有相同名稱的I/O端口，如圖6.18和圖6.19所示。,10,6.1.4 利用陣列粘貼與拖動繪制陣列元件,在繪制原理圖過程中有時會遇到需要放置多個相同元件并且元件排列很整齊的情況，例如需要繪制

7、如圖6.20所示的電路圖，在這種情況下，如果逐個進(jìn)行放置會顯得較為繁瑣，此時可以通過陣列粘貼來繪制元件，同時使用拖動功能繪制平行導(dǎo)線，實現(xiàn)起來既快捷又方便。 1單個對象的陣列粘貼 2通過拖動被選對象(Drag Selection)繪制導(dǎo)線 3通過拖動(Drag)繪制導(dǎo)線 4組合陣列粘貼,11,6.1.5 元件全局屬性的編輯,下面將通過一個實例具體介紹對元器件的屬性進(jìn)行全局編輯的過程。 1修改電阻元件的封裝 如圖6.34所示，在繪制電路的過程中可以先不對元件屬性進(jìn)行細(xì)致的設(shè)置而先將各元件的連接關(guān)系確定。然后利用元件屬性的全局編輯功能對各類元件的封裝、型號等信息進(jìn)行統(tǒng)一修改。 2設(shè)置文字的顯示效果

8、 除了對元件屬性進(jìn)行修改以外，對原理圖中的其他元素也可以使用全局編輯功能修改其屬性，下面以修改文字的顯示效果為例詳細(xì)地進(jìn)行介紹，電路仍采用圖6.34中的設(shè)計。,12,6.1.6 設(shè)置PCB布線指示,用鼠標(biāo)左鍵單擊按鈕，或執(zhí)行相應(yīng)的菜單命令，即可進(jìn)入PCB布線指示放置狀態(tài)，如圖6.45所示，單擊鼠標(biāo)左鍵進(jìn)行放置。放置前按鍵盤上的Tab鍵或放置后用鼠標(biāo)左鍵雙擊布線指示可以打開如圖6.46所示的屬性設(shè)置對話框。,13,6.1.6 設(shè)置PCB布線指示,在屬性對話框中通過鼠標(biāo)左鍵單擊右下方的Global按鈕，將打開PCB布線指示的全局編輯對話框，如圖6.47所示，其設(shè)置方法可參照6.1.5節(jié)的內(nèi)容。,1

9、4,6.2 元件的自動編號,在繪制原理圖的過程中，如果沒有對元件的序號進(jìn)行設(shè)置，系統(tǒng)將采用默認(rèn)設(shè)置為元件添加序號，通常在元件編號中會帶有“?”號，如電阻為“R?”，電容為“C?”。若元件沒有默認(rèn)序號，則會使用前面一元件的序號作為當(dāng)前元件的序號。在前面的章節(jié)中介紹了如何逐一對元件的序號進(jìn)行修改，對于比較簡單的原理圖來說是可以采用的，但當(dāng)電路比較復(fù)雜，元件數(shù)目很多時，逐個修改元件的編號就顯得過于繁瑣，而且可能會出現(xiàn)某些元件的序號重復(fù)，或某類元件的序號不連續(xù)等問題。針對這一點，Protel 99 SE為用戶提供了元件的自動編號功能，使用這一功能可以在放置完全部的元件后統(tǒng)一對元件進(jìn)行編號，從而節(jié)省了繪

10、圖時間，又可以使元件的序號完整正確。下面就對這一功能進(jìn)行介紹。,15,6.2.1 對元件進(jìn)行自動編號,以圖6.48所示的電阻陣列的自動編號為例，選擇ToolsAnnotate菜單命令，如圖6.49所示，即可對原理圖中的元件進(jìn)行自動編號，此時會打開如圖6.50所示的自動編號設(shè)置對話框。 通過對該對話框的選項進(jìn)行設(shè)置，可以實現(xiàn)多種形式的自動編號。各選項的具體含義如下。 1Options選項卡 (1)Annotate Options選項組 (2)Group Parts Together If Match By選項組 (3)Re-annotate Method選項組 2Advanced Options

11、選項卡,16,6.2.2 熟練使用自動編號,例如需要對如圖6.63所示的電路模塊中的元件編號進(jìn)行修改，希望使電阻、電容元件的編號以功能元件U4為基準(zhǔn)進(jìn)行編號，即將其編號修改為“R4*”、“C4*”的形式，這樣當(dāng)看到編號以“4”開頭的元件時即能夠很快地知道它是在U4周圍的元件，從而極大地方便了對元件的管理。具體操作方法如下。 (1)通過框選或其他選取方式選取圖6.63中的元件。 (2)用鼠標(biāo)左鍵雙擊一個電容元件，打開其屬性對話框。 (3)單擊右下角的Global按鈕，打開全局編輯對話框。,17,6.2.2 熟練使用自動編號,(4)在Attributes To Match By(匹配屬性)選項組的

12、Lib Ref文本框中輸入“CAP”，同時將Selection選項選為Same，表示對所有選中的Lib Ref為CAP的電容元件進(jìn)行修改，然后在Copy Attributes(復(fù)制屬性)選項組中將Designator改為“C40?”，表示電容元件的編號都以“40”開頭，后面的數(shù)字通過自動編號功能進(jìn)行設(shè)置。設(shè)置后的全局編輯對話框如圖6.64所示。 (5)單擊OK按鈕，彈出如圖6.65所示的確認(rèn)對話框，單擊Yes按鈕確認(rèn)進(jìn)行修改。 (6)對電阻元件也可以做類似的調(diào)整，調(diào)整后的電路如圖6.66所示。,18,6.2.2 熟練使用自動編號,(7)然后執(zhí)行自動編號命令，在彈出的對話框中對Options選項

13、卡作如圖6.67所示的設(shè)置，在這里可不對Advanced Options選項卡進(jìn)行設(shè)置。 (8)單擊OK按鈕，進(jìn)行自動編號，結(jié)果如圖6.68所示。 以上介紹的是在已進(jìn)行過編號的電路原理圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改的方法，此外在設(shè)計時還可以直接通過自動編號功能實現(xiàn)上述的分組編號。,19,6.2.2 熟練使用自動編號,例如需要在如圖6.69所示的電路中實現(xiàn)分組編號，則可以采用如下的操作步驟。 (1)執(zhí)行自動編號命令，在Options選項卡中的Annotate Options下拉列表中選擇Reset Designators，如圖6.70所示，單擊OK按鈕重置元件的編號。 (2)選擇EditSelectionO

14、utside Area命令或直接在英文輸入法狀態(tài)下按鍵盤S鍵，彈出Selection菜單后選擇Outside Area命令或按O鍵執(zhí)行，框住需要進(jìn)行編號的電路模塊，此時該模塊以外的電路和元件都會被選取，如圖6.71所示。,20,6.2.2 熟練使用自動編號,(3)再次選擇自動編號命令，對Options選項卡進(jìn)行如圖6.72所示的設(shè)置，注意選中Ignore selected parts選項。 (4)打開Advanced Options選項卡，選中當(dāng)前文件前面的復(fù)選框，并將編號范圍修改為401499，如圖6.73所示。,21,6.2.2 熟練使用自動編號,(5)單擊OK按鈕進(jìn)行自動編號，結(jié)果如圖6

15、.74所示。 (6)對圖中的一些元件的編號進(jìn)行手工修改，如將功能元件的編號改為U4等，即可得到與圖6.68相同的編號效果。 通過類似的操作對其他模塊也分別進(jìn)行編號，即可實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的分組編號。,22,6.3 原理圖的電氣檢查,電氣規(guī)則檢查(Electrical Rule Check，ERC)，用來檢查電路原理圖中電氣連接的完整性。電氣規(guī)則檢查可以按照用戶指定的邏輯特性進(jìn)行，可以輸出相關(guān)的物理邏輯沖突報告，例如懸空的管腳、沒有連接的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號以及沒有連接的電源等。在生成測試報告的同時，程序還會將ERC結(jié)果以符合的形式直接標(biāo)注在電路原理圖上。對設(shè)計一個復(fù)雜的電路原理圖來說，電氣規(guī)則檢查代替了手工檢

16、查的繁重勞動，有著手工檢查無法達(dá)到的精確性以及快速性，是設(shè)計原理圖的好幫手。,23,6.3.1 設(shè)置ERC規(guī)則,通過選擇ToolsERC菜單命令，或使用快捷鍵T打開工具快捷菜單，如圖6.75所示，然后選擇ERC命令或按鍵盤E，即可打開如圖6.76所示的ERC規(guī)則設(shè)置對話框?？梢钥吹紼RC規(guī)則設(shè)置對話框中有Setup(設(shè)置)和Rule Matrix(規(guī)則矩陣)兩個選項卡，下面分別對其進(jìn)行敘述。 1Setup選項卡 (1)ERC Options選項組 (2)Options選項組 (3)Net Identifier Scope選項組 2Rule Matrix選項卡 (1)Legend(圖例) (2)

17、規(guī)則矩陣,24,6.3.2 運(yùn)行ERC,如要對圖6.80所示的電路圖進(jìn)行電氣規(guī)則檢查，具體操作步驟如下。 (1)選擇ToolsERC菜單命令，打開ERC設(shè)置對話框。 (2)對Setup選項卡進(jìn)行設(shè)置，如圖6.81所示，選擇生成ERC報表，并在原理圖上顯示錯誤標(biāo)識，選擇電氣檢查范圍(Sheets to Netlist)為當(dāng)前原理圖(Active sheet)，網(wǎng)絡(luò)識別范圍(Net Identifier Scope)為連接端口(Sheet Symbol/Port Connections)。,25,6.3.2 運(yùn)行ERC,(3)打開Rule Matrix選項卡，設(shè)置其為默認(rèn)參數(shù)，如圖6.82所示。

18、(4)單擊OK按鈕，運(yùn)行ERC。 由于選中Create report file選項，系統(tǒng)運(yùn)行完ERC后會自動生成一個ERC報表文件，以.ERC為擴(kuò)展名，如圖6.83所示。在報表文件中注明了原來圖的名稱、電氣檢查時間以及檢查結(jié)果的詳細(xì)信息。,26,6.3.3 設(shè)置忽略ERC測試點,在布線工具欄上有一個圖標(biāo)，對應(yīng)于選擇PlaceDirectivesNo ERC命令，即是用來放置忽略ERC測試點的。具體操作過程如下。 (1)用鼠標(biāo)左鍵單擊圖標(biāo)，或執(zhí)行相應(yīng)的菜單命令。 (2)此時光標(biāo)變?yōu)槭中?，通過單擊鼠標(biāo)左鍵在相應(yīng)引腳末端放置忽略ERC測試點，注意使其捕捉到引腳，此時光標(biāo)會成為一個黑點，如圖6.85

19、所示。 (3)單擊鼠標(biāo)右鍵退出放置狀態(tài)或按鍵盤上的Esc鍵。 在放置過程中按鍵盤Tab鍵或在放置后用鼠標(biāo)左鍵雙擊忽略ERC測試點標(biāo)志，可以打開如圖6.86所示的屬性對話框進(jìn)行設(shè)置。,27,6.4 生成報表文件,在繪制原理圖的過程中，除了要完成對原理圖的繪制外，產(chǎn)生各種報表也是十分重要的。為了方便PCB的設(shè)計，往往要生成電路的網(wǎng)絡(luò)表文件；為了便于進(jìn)行元件的采購和預(yù)算，可以生成元件清單報表文件；此外為了對電路結(jié)構(gòu)有更好的了解，同時方便驗證電路設(shè)計的正確性，還可以生成元件交叉參考表、層次表等。因此生成各種報表文件對于編輯原理圖十分重要。,28,6.4.1 生成網(wǎng)絡(luò)表,通過選擇DesignCreate

20、 Netlist菜單命令，或使用快捷鍵D打開設(shè)計快捷菜單后選擇Create Netlist命令(或按鍵盤N鍵執(zhí)行)，如圖6.88所示，即可打開創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表文件設(shè)置對話框，如圖6.89所示。對話框的具體內(nèi)容如下。 1Preferences選項卡 2Trace Options選項卡,29,6.4.1 生成網(wǎng)絡(luò)表,下面以如圖6.93所示的電路為例介紹一下生成網(wǎng)絡(luò)表的具體過程。 操作步驟如下。 (1)選擇DesignCreate Netlist菜單命令，或使用快捷鍵D，在打開快捷菜單后選擇Create Netlist命令或按鍵盤N鍵，打開設(shè)置對話框。 (2)對Preferences選項卡作如圖6.94所

21、示的設(shè)置，選擇輸出格式為Protel，網(wǎng)絡(luò)識別范圍為Sheet Symbol/Port Connections，生成網(wǎng)絡(luò)表的范圍為當(dāng)前項目。 (3)對Trace Options選項卡不做修改，即不生成Trace文件。 (4)單擊OK按鈕，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)表生成。 生成的網(wǎng)絡(luò)表文件以.NET作為擴(kuò)展名，結(jié)果如圖6.95所示。,30,6.4.2 網(wǎng)絡(luò)表文件格式,網(wǎng)絡(luò)表文件由兩種格式的單元構(gòu)成。 一種是包含在方括號“”和“”中的，這部分內(nèi)容記錄了原理圖中每個元件的基本信息，包括元件的編號、封裝形式、元件類型或大小等內(nèi)容，每一對方括號包含了一個元件的信息，其數(shù)目與元件個數(shù)相等。 另一種是包含在圓括號“(”和“

22、)”中的，這部分內(nèi)容則描述了原理圖中各個元件的連接關(guān)系，每一對圓括號中包含了彼此之間相連的各個電氣節(jié)點的名稱，并會根據(jù)元件引腳的信息自動賦予這一組電氣節(jié)點一個名稱，作為一個電氣網(wǎng)絡(luò)。所有與該網(wǎng)絡(luò)具有電氣連接關(guān)系的電氣節(jié)點都會包含在該網(wǎng)絡(luò)中，不會多也不會少。,31,6.4.2 網(wǎng)絡(luò)表文件格式,兩者的格式如下： 元件描述開始標(biāo)志 C101元件編號 RB.3/.6元件封裝形式 1000u元件其他信息 元件描述結(jié)束標(biāo)志 (網(wǎng)絡(luò)描述開始標(biāo)志 VCC網(wǎng)絡(luò)名稱 C103-1與該網(wǎng)絡(luò)具有電氣連接關(guān)系的元件引腳信息，前面為元件編號，后面為網(wǎng)絡(luò)相連 C104-1 的引腳序號，如C103-1表示元件C103的1腳與

23、該網(wǎng)絡(luò)相連 Q101-1 R102-2 U1-3 )網(wǎng)絡(luò)描述結(jié)束標(biāo)志,32,6.4.3 生成元件表,下面仍以圖6.93所示的電路為例介紹一下具體的操作過程。 (1)選擇ReportBill of Material菜單命令，啟動元件清單生成向?qū)?，如圖6.96所示。這里會提示用戶選擇生成元件清單的范圍是整個項目(Project)還是當(dāng)前原理圖(Sheet)，這里選擇當(dāng)前頁。 (2)用鼠標(biāo)左鍵單擊Next按鈕，進(jìn)入如圖6.97所示的界面。在這個界面中選擇要生成的元件清單中所包含的內(nèi)容，可以看到該界面中有3個選項組。,33,6.4.3 生成元件表,(3)用鼠標(biāo)左鍵單擊Next按鈕，進(jìn)入如圖6.98所示

24、的界面。在這里可以輸入要生成的元件清單的表頭信息，可以看到有Part Type(元件類型)、Designator(元件編號)、Footprint(元件封裝信息)和Description(元件描述)四個文本框，默認(rèn)為相對應(yīng)的標(biāo)簽內(nèi)容，這里可不做修改。 (4)用鼠標(biāo)左鍵單擊Next按鈕，進(jìn)入如圖6.99所示的界面。,34,6.4.3 生成元件表,(5)用鼠標(biāo)左鍵單擊Next按鈕，進(jìn)入如圖6.100所示的界面。至此即完成了對元件清單生成向?qū)У脑O(shè)置。在設(shè)置過程中如果需要修改前面的設(shè)置，則可以通過鼠標(biāo)左鍵單擊Back按鈕回到相應(yīng)的界面進(jìn)行重新設(shè)置，如果要放棄生成元件清單文件，則可以通過鼠標(biāo)左鍵單擊Cancel按鈕取消向?qū)гO(shè)置。 (6)確認(rèn)參數(shù)設(shè)置后用鼠標(biāo)左鍵單擊Finish按鈕完成，進(jìn)行元件清單文件的生成。,35,6.4.4 生成元件屬性清單,下面仍以圖6.93所示的電路為例介紹其具體的操作過程。 (1)選擇EditExport to Spread菜單命令，打開如圖6.103所示的導(dǎo)出編輯對象屬性清單向?qū)Ы缑妗?(2)用鼠標(biāo)左鍵單擊Next按鈕，進(jìn)入如圖6.104所示