电路原理第3章层次电路图的设计.doc

第三章 层次电路图的设计在设计原理图的过程中，设计人员经常会遇到电路元件很多，而打印机幅面有限的问题。而采用层次电路设计方法后，这一问题就迎刃而解了。所谓层次电路设计，就是把一个完整的电路系统按功能分为若干个子系统，即子功能电路模块，需要的话，把子功能电路模块再分成若干个子系统，即子功能电路模块，然后用方块电路的输入/输出端口将各子功能电路连接起来，于是就可以在较小的幅面的多张图纸上分别编辑、打印各模块电路的原理图。在早期，层次原理图设计主要是为了解决复杂的大型电路系统的原理图设计问题。但现在，设计人员为了增强原理图的可读性和利用设计人员之间的分工合作，即使所设计的电路系统并不十分复杂，也把整个电路系统按功能模块分别绘制出相应的模块电路原理图。在Protel DXP设计系统中，层次原理图是由母原理图和子原理图构成的。母原理图的功能是用来给出子原理图之间的层次连接关系，它是有方块电路符号、方块电路I/O端口符号代表着子原理图之间的端口连接关系；导线的作用是用来将代表子原理图的方快电路符号组成一个完整的电路系统原理图。子原理图就是一个由各种电路元件符号组成的实实在在的原理图，它通常对应着设计电路系统中的一个子功能电路模块。可以看出，通过这种组织式的母原理图和子原理图可以用来描述任何形式、任何大型复杂的电路系统。31 绘制层次原理母图绘制Protel DXP层次电路原理图的母图步骤如下：（1）新建工程和原理图母图新建一个PCB工程，并在该工程下新建一个原理图文件作为层次原理图的母图，可以命名为Z80 Processor.SchDoc。（2）放置方块电路图以绘制Serial Interface.SchDoc对应的方块电路图为例。执行菜单命令PlaceSymbol，或单击Wiring工具条中的按钮，即可启动放置方块电路图命令。执行方块电路图命令后，出现一个方块电路图的虚影随鼠标移动，如图3-1所示。图3-1 放置方块电路图此时，按Tab键，即可进入方块电路图属性设置， 如图3-2所示。图3-2 Sheet Symbol对话框Sheet Symbol对话框中各项设置说明如下：u Designator：方块电路图的编号。u Filename:该方块电路图所对应的子图的文件名。u Unique Id:系统给出的编号，一般不用修改。u Border Color:设置边框的颜色。u Border Color:设置边框颜色。u Draw Solid:选中该复选框，将使用Fill Color设定的颜色填充。u Fill Color:选择填充原色。u Location:设置方块电路图的位置。u X-Size:放置方块电路图的宽度。u Y-Size:设置该方块电路图的高度。u Border Width:设置边框的宽度。这里将Designator修改为CPU Section，将Filename修改为Serial Interface.SchDoc，单击OK按钮确认。单击鼠标左键确定方块电路的放置位置，再单击鼠标左键确定另一个顶点，即可将该方块电路图放置到原理图中。(3) 放置方块电路端口方块电路图放置完成后，就可以放置方块电路端口了。执行菜单命令PlaceAdd Sheet Entry，或单击Wiring工具条中的按钮，即可启动放置方块电路端口命令。启动放置方块电路端口命令后，将鼠标箭头处出现一个十字光标。将鼠标移动到要放置的方块电路图内单击鼠标中键，这表示方块电路端口将被放置到该方块电路图内。此时，将会在方块电路图的边框上出现一个方块电路端口的标志。按Tab键，将弹出Sheet Entry对话框，如图3-3所示。图3-3 Sheet Entry对话框该对话框中各项放置说明如下：u Name:放置电路端口的名称。u Position:方块电路端口的位置。u I/O Type：输入输出类型。可以可以设置为：Unspecified(未指定)、Input(输入类型)、Output（输出类型）、Bidirectional(双向类型)。u Fill Color:填充颜色。u Text Color:文本颜色。u Side:设置方块电路端口在方块电路图中的位置，有4种选择：Top(顶部)、Bottom(底部)、Right(右侧)、Left(左侧)。u Style:设置方块电路端口的边框颜色。在这里，将Name改成D0.7，I/O Type改为Bidirectional，Style设置为Left&Right，单击OK按钮确认。 拖动鼠标，方块电路端口的标志将随鼠标移动而在边框上移动，选择一个合适的位置双击鼠标左键，即可将该方块电路端口放置到方块电路图之中.(4) 连线用同样的方法放置其他方块电路图和方块电路端口。然后将相应的方块电路端口用导线或总线连接起来， 并添加网络标号，这样层次原理图的母图就绘制完成了。结果如图3-4所示。图3-4 绘制完成的母图32 绘制层次原理图子图 层次原理图的母图绘制完成后，下面的工作就是要绘制层次原理图的子图。例如，绘制方块电路图Serial Interface所对应的层次原理图子图Serial Interface.SchDoc。在母图中，执行菜单命令DesignCreate From Symbol，则会在鼠标箭头处出现一个十字光标，将该光标移动到方块电路图Progammable Peripheral Interface上，单击鼠标右键，则选择Sheet Symbol ActionsCreate Sheet From symbol,如图3-5所示。弹出如图3-6所示的Confirm对话框，图3-5 从方块到新建原理图操作图3-6 Confirm对话框该对话框提示用户是否要将生成的输入输出端口的输入输出方向反向。选择Yes，将使生成的原理图中的输入输出端口的方向与方块电路图中的方块电路端口的方向相反，这里选择No,使生成的原理图的输入输出端口的方向将方块电路端口的方向相同。执行由方块电路图生成原理图后，系统自动在该系统下新建一个名为Serial Interface.SchDoc的原理图文件，并在原理图中放置与方块电路图中的方块电路端口相对应的输入输出端口。然后在这基础上完成其余部分，原理图子图完成后结果如图3-7所示。图3-7 原理图子图完成后的结果用同样的方法绘制其他的子图和二级子图。这样整个层次原理图就完成了。3.3 层次原理图之间的切换在比较简单的项目中，原理图文件数目较少，通过单击工作窗口中的文件名称标记，设计者即可迅速切换当前编辑的文件。但是在大系统中，原理图文件很多，而且可能有多层设计，使用Navigator面板中提供的按钮，可以方便地在层次化原理图中切换总原理图和子原理图。(1) 从总原理图切换到方框电路图对应的子原理图在总原理图中，单击按钮后鼠标将变成十字形状出现在工作窗口中，此时移动鼠标到某一个方框电路图上，单击鼠标左键，即可切换到该方框电路图对应的子原理图上。(2) 从子原理图返回到总原理图在子原理图中，单击按钮后，鼠标将变成十字形状出现在工作窗口中，此时移动鼠标到原理图的某一个端口上，单击鼠标左键，即可切换到总原理图上，且其他在该子原理图对应的方框电路图上的端口中。、执行完该操作后鼠标还处于十字形状，单击鼠标右键或按Esc键盘可以退出该操作，恢复鼠标的正常状态。本章小结在大规模的设计中，使用层次化的设计， 将使原理图层次清晰，直观明了，易于检错和修改，方便交流，因此，进行层次化设计是一个优秀的设计者必备的