层次原理图的设讲义

1、资料收集于网络，如有侵权 请联系网站删除课题七层次原理图的设计（4课时）【重点】设计方法【教学知识点】1. 层次原理图设计的基本概念及其优点2. 如何绘制层次原理图3. 自上而下的设计方法4. 自下而上的设计方法5. 层次原理图的管理任务一自上而下的设计方法（2课时）（P164-173 页）【教学知识点】（见书中7.1至7.2）1. 层次原理图设计的基本概念及其优点2. 绘制层次原理图 【重点】设计方法1. 层次原理图设计的基本概念及其优点（1）基本概念 在开始设计之前，要明确电路需要实现的功能以及总体要求， 规划好电路 的整体框架。 根据功能要求将电路分解为多个可单独实现的子模块，规定好每个

2、模块之间的接口规范，实现设计任务的分解。 对各个子模块进行独立设计，设计结果要保证接口要求。 将各个子模块的设计整合为完整的电路，这时要充分考虑电路整体的要 求，对各子模块进行必要的修改。（2）优点 电路结构清晰。 便于对项目的管理。 利于分工合作。 能够提高效率，缩短项目设计时间。2. 绘制层次原理图如图7.2所示，下面就对其在原理图中的具体绘制方法进行介绍。（1）绘制方块图 在布线 工具 栏上 有一个按钮陸 对应于Place Sheet Symbol菜单 命令，即是用来绘制方块图的。具体操作步骤如下。用鼠标左键单击團：按钮，进入放置方块图状态，如图7.3所示。可以看 到光标变为十字形，并带

3、有一个尚未确定的方块，这是默认形状或是上次绘制的 方块图的形状。只供学习与交流 通过单击鼠标左键确定方块图的左上角点，如图7.4所示。图7.2层次原理图图7.3开始放置方框图图7.4确定左上角点图7.6方块图属性设置对话框 此时光标会跳至默认形状的右下角点位置，移动光标到合适大小的方块， 通过单击鼠标左键确定右下角点，如图 7.5所示。 此时仍处在放置方块图的状态，重复上述操作可以绘制下一个方块图， 单 击鼠标右键或按键盘Esc键退出放置状态，完成方块图的绘制。在放置方块图的过程中按键盘 Tab键或在放置完后用鼠标左键双击方块图， 可以打开如图7.6所示的属性设置对话框。图7.5确定右下角点(

4、2) 方块图接口在由方块电路图作为模块电路的上层电路中， 接口是用绘制方块图接口来实 现的。在布线工具栏上有一个按钮口 ，对应于选择 Place Add Sheet Entry 菜单命令，即是用来在方块图上放置方块图接口的， 下面对其具体的操作过程进 行介绍。 用鼠标左键单击门 按钮，进入放置方块图接口状态，如图 7.7所示， 此时光标变为十字形。 在需要放置方块图接口的方块图区域内单击鼠标左键，选定该方块图，此时光标会带有一个未确定的接口，并会自动与方块图的边界相接，如图7.8所示。图7.7放置方块图接口 选择合适的位置，通过单击鼠标左键放置方块图接口，如图7.9所示。 此时仍处于放置接口状

5、态，可以通过单击鼠标左键继续在该方块图内放置 接口，通过单击鼠标右键或按键盘上的 Esc键退出放置。在放置方块图接口之前按键盘 Tab键，或者放置后用鼠标左键双击该接口, 可以打开如图7.10所示的属性设置对话框。图7.9放置方块图接口图7.10方块图接口属性设置对话框(3) 连线在绘制好各个模块的方块图及其接口后，就可以将对应接口按照功能要求进行连接，来组成整体框架。连线过程与原理图中的连线方式相同，对于方块图接口，其在方块图边线的一端具有电气节点特性，能够进行电气捕捉，如图7.15所示。完成连线后的电路如图7.16所示Mului rUni-Urj.KNAHIJ：rHRJMiiOJKITHI

6、UVEIE1LI_ nmramwqp L_; Duni j 二 naini-h FHM：EI IHi jwi CvaiMlH i*Ji二 n 二EEI AT * K T t 3二 num 百 f FHS二 PliniEUHXTC*1 tAb图7.15在模块之间进行连线图7.16完成连线后的电路图（4）I/O 端口在布线工具栏上有一个戸“按钮，对应于选择Place - Port命令，即是用 来在下层原理图中放置I/O端口。下面以Motor Controller.sch 文件中的原理 图为例，具体介绍其操作的步骤。 打开 Motor Controller.sch文件。 用鼠标左键单击按钮，进入I/

7、O端口放置状态。 单击鼠标左键确定I/O端口的一端，如图7.17所示。p4PSVv&0门VII -iNyi-iiX%vcc1rI-RSLAIr4ai图7.17放置I/O端口图7.18绘制完成的I/O端口 移动鼠标使I/O端口大小合适，单击鼠标左键确定另一端。 重复上述操作绘制下一个I/O端口，通过单击鼠标右键或按键盘 Esc键退 出绘制状态。绘制好的I/O端口如图7.18所示。在放置过程中按键盘Tab键或放置后双击该I/O端口，可以打开如图7.19所示的属性设置对话框。图7.19 I/O端口属性对话框【作业】绘制层次原理图的步骤【答案】绘制层次原理图的步骤: 绘制方块图 方块图接口 连线 I/

8、O端口任务二层次原理图的设计方法1（2课时）（P174-187 页）【教学知识点】（见书中7.3）1. 自上而下的设计思路2. 自上而下的设计步骤【重点】设计的思路1. 设计思路图7.21系统的功能划分自上而下设计方法的设计流程如图 7.20所示。绘制.丨：展味理图，确迳餐个功能F 樓块的辻按丸痰段览檢口规范图7.20自上而下的设计流程血上以电路理级向下*曲下居电 踏.设讣下嵐电踏姑柚2. 绘制顶层电路原理图规划系统电路，将电路按照功能划分模块，如图7.21所示。3. 绘制下层电路原理图设计好顶层原理图后就可以进行子功能模块的具体实现了， 此时可以在文件 夹管理界面中直接创建与方块图中名称一致

9、的原理图文件， 然后进行设计，也可 以直接从顶层原理图中生成下层模块文件。选择 Design Create Sheet from Symbol 菜单命令，如图 7.29 所示。此时光标变为十字形，在需要创建文件的模块的方块图区域单击鼠标左键， 此时会弹出对话框，提示用户是否反转接口输入输出类型，用鼠标左键单击Yes按钮，即可生成以方块图中设置的名称为文件名的原理图文件。在生成的原理图文件中自动绘制了与顶层原理图中相对应I/O端口（见图7.32这里进行该模块的具体电路设计，最后将需要与其他模块进行交互的输入 输出量接到这些I/O端口上，即可实现与其他模块对应接口的电气连接。Qesignlools

10、PLDUp-date PCBa a Browse Libraiy,. Add/Remove Library, flake Project Library Upd日tie Paris In CachelerrclateGreat c也亡tli吕t*Great e hee1 From SymbolOpt i arts. +图7.29执行创建模块文件命令图7.32生成的原理图文件中的I/O端口Create Snfcol From Sheet【作业】 自上而下设计思路【答案】自上而下设计思路如下图所示任务三 层次原理图的设计方法2（2课时）（P174-187 页）【教学知识点】（见书中7.3）1. 自

11、下而上的计思路2. 自下而上的设计步骤【重点】设计的思路1. 设计思路设计流程如图7.38图7.38自下而上的设计流程2. 电路原理图的设计仍以上一节中的Step Motor Driver为例，比如现在已经绘制好了各个模块 的电路原理图，上层电路的设计可以采用如下步骤进行。(1) 创建上层原理图文件，将其扩展名改为.prj ，表示这是一个项目文档，这里以“ Stepper Motor Driver.prj” 命名。(2) 打开该文件。(3) 选择 Design f Create Symbol From Sheet 菜单命令，如图 7.39 此时 会弹出对话框，选择一个模块原理图文件，这里选择第

12、一个Motor Con troller.sch 文件，用鼠标左键单击 0K按钮。(4) 这时会弹出如图7.41反转接口输入输出类型的确认窗口，用鼠标左键 单击Yes按钮。Desi 酣Tools Simulate PLD fBrowse Library,.Add/Reirove LibrEEry. Make Project Library Ipdate Parts In CachelenplateCreate Hetlist. KCreate Sheet From SyirbalChreaieFrom Sheet kOptions P.图7.41反转接口输入输出类型确认对话框图7.39执行创建方

13、块图命令(5)原理图中就会出现如图7.42所示的放置方块图的状态,通过单击鼠标左键确认放置，就可以将由模块原理图文件生成的方块图放置到上层原理图中 了，在这里可以根据需要调整方块图的大小以及其中接口的位置等属性。资料收集于网络，如有侵权请联系网站删除 重复以上步骤35的操作，将所有用到的模块都生成方块图，放置到上 层原理图中来，即可得到如图 7.44所示的原理图。（7）根据电路功能将各个模块的对应接口相连，即可完成整个原理图的绘制 此时需要对整体原理图进行电气规则检查，并对各部分的原理图进行必要的修-J Drrzign Bipjqrrr |D: Prn!grfl.niiPrriJ 99SKKK

14、nrnp I r；sFh_ .S E-lle- E.dlr 工lew l&;e 应锻賁 工曲血 留jmlhr亡 PU& fiepDffifl gLndow ijtLpRiErtapkHei.Ddb W fitapiwr feiBtar lihr.p HulBrC-inb 41111 WEJ& QpEB M泸护匕口为十匕田 V * HE It ft ?Retc-c BLn fqblinf Electrenji：* Ll lain il亡ctrcbiu M -J Bn-:IF-l.3inc Bard4 _l Picrtier Ctmti-oLlipr * _l fibre CancrtLlH1_l

15、laiae CeSvtt田tnr Pri 理pcb：l締皿DvLvfcr.阿常瓯町t史匸於0 忙卩BOIrT lol-sc CantTuLLEr- Sth Stwiirr fctnr Pimr 5 IffHarLicrit&L trlve- Ssh flt ZfcPtiiftl &5ve. Sdi 備n-liD-fACB. Sci U PhDtahead Li Pwer11 ITl LliItxur如wwLqm?ftrcject .MzaiHBerrt X150Y：?a图7.42放置由文件生成的方块图图7.44层次电路图的结构【作业】自下而上设计流程。【答案】自下而上设计流程如右图所示。（大体

16、规划系统电路J绘制各个基本子模块的电路原理图，并引出接口由堪木子模块开始逐级通过下层模块生成上层电路框架，这里需要进行下层模块的组装连接并引出向上的接口压成最顶层电路完成电路整体渝 J 的建立，形成完整的电路任务四管理层次电路图（2课时）(P188-190 页)【教学知识点】(见书中7.4)1. 层次电路图的结构2. 不同层次电路图之间的切换【重点】层次电路图之间的切换1. 层次电路图的结构由图7.44可以看出，层次电路图在文档管理器中也是分层次显示的，最顶 层原理图显示为根文件，其左边有一个“ +”号，用鼠标左键单击即可察看属于 该原理图的下层原理图文件，在这里可以很清楚地看到整个电路设计的

17、结构，同 时也可以进行不同电路图之间的切换。2. 不同层次电路图之间的切换在主工具栏上有一个按钮，对应于选择 Tools Up/Down Hierarchy菜单命 令,即是用于在不同层次电路图之间进行切换的。用鼠标左键单击该按钮，即进入选择切换状态，此时光标变为十字形，如图7.45所示，在需要进行切换的方块图上单击鼠标左键，即可进入到该方块图所对应的文档中，如图7.46所示。$Na-kiTD3F?EII二: CXjLBUCjnras KEPfE” THAEIL -MnrEiiC3fle： EXMWE37 DKWEmYTYYYYB图7.45选择需要进行切换的方块图(P188-190 页)【教学知识点】(见书中 7.4 )1. 层次电路图的结构2. 不同层次电路图之间的切换【重点】 层次电路图之间的切换1. 层次电路图的结构由图 7.44 可以看出，层次电路图在文档管理器中也是分层次显示的，最顶 层原理图显示为根文件