原理图的设计方法课件.ppt

第4章原理图的设计方法,4.1普通原理图的设计方法4.2总线结构原理图的设计方法4.3层次结构原理图的设计方法4.4原理图的打印输出,4.1普通原理图的设计方法,4.1.1原理图说明4.1.2设计过程4.1.3保存原理图,4.1.1原理图说明,原理图根据构成方式不同可以分为以下三种：1、普通原理图由元件符号、连接关系和标注说明构成.，连接关系由导线构成，适用于较为简单的电路设计。2、总线结构原理图以总线表示图上连接关系，用网络标注表示电路的电气连接关系。3、层次结构原理图由基本模块、功能模块、子项目及项目模块按一定层次结构构成原理图。,4.1.2设计过程,设计前的准备工作放置元件移动元件到合适的位置对元件进行标注修改元件参数值放置连接导线放置电源符号和网络标注放置文字和图形符号,设计前的准备工作,以非正弦波振荡电路为例说明普通原理图的设计方法。首先根据前几章介绍的内容，创建新的设计项目和原理图文件，要根据图中所用的元件的型号查找并安装其所属的元件库。,放置元件,按照前面介绍的方法，将原理图中所有用到的元件放置于原理图中，放置结果如下图所示。,移动元件到合适的位置,参照原理图中各元件的标注及位置，利用之前介绍的方法，将元件和标注移动到合适的位置，结果如下图所示。,对元件进行标注,然后逐一打开各个元件属性对话框，对元件的标号和参数进行标注，结果如下图所示。,修改元件参数值,当放置元件时所带的元件初始参数不符合要求时，需要对其进行修改。例如，对右侧运放标注时，参照原理图，将元件的标号设为“U1”，并利用子元件选择区中的“”按钮，将子元件号/子元件总数改为“Part2/2”，即U1元件中的第二子元件。修改后显示元件（运放）标号为“U1B”，输入、输出管脚分别为5、6、7脚，如图所示。,放置连接导线,参照原理图的连接关系，按照上一章介绍的方法放置连接导线和结点。放置元件参数和连接导线后的原理图如下图所示。,放置电源符号和网络标注,放置电源符号，正负电源所属网络分别设置为“”和“”，图形选择“Circle（圆形）”，接地符号选择“Bar（条形）”，所属网络为“gnd”，信号输出图形符号选择“Arrow（箭头形）”。采用接口元件P1将三角波和方波信号引出，其两个引出端的网络标注设置为“Trg”和“Squ”。P2将电源引入，其三个引出的标注设置为“”、“gnd”和“”。放置电源和网络标注后的原理图如下图所示。,放置文字和图形符号,先放置两个圆角矩形，再利用放置贝塞尔曲线的方法画出三角波和矩形波的波形，最后利用放置字符串的方法输入波形的文字标注。完成后的原理图如图所示。,4.1.3保存原理图,执行“FileSave”命令或者按主工具栏中的“保存”按钮将设计好的原理图保存（需要在保存文件对话框中选择保存的路径并输入文件的名称）。若对原理图进行修改后没有保存，在通过右击标签弹出的快捷菜单选择“Close（关闭）”原理图时，会出现一个询问窗口，询问是否保存修改后的文件，可以根据需要选择“Yes（是）”、“No（否）”或者“Cancel（取消）”。,4.2总线结构原理图的设计方法,4.2.1总线结构原理图简介4.2.2常用设计对象的放置及属性设置4.2.4总线结构原理图的设计过程,4.2.1总线结构原理图简介,原理图中连接关系较复杂时，采用一般连接方式，由于连线增多，会降低可读性。为使原理图容易读懂，可以采用总线结构原理图，即以总线符号表示图中多条同性质导线的连接关系，以简化电路图并增加可读性。原理图中总线没有实际电气连接性质。为了表示电路实际电气连接关系，还应采用网络标注来标注电路的连接关系，相同的网络标注表示连接在同一个电气结点上，等价于用导线将这些点相连。采用网络标注和总线结构，既可以表明电路的电气连接关系，又可以简化原理图，因此在绘制较为复杂的原理图时常采用这种方法。,4.2.2常用设计对象的放置及属性设置,总线的放置及属性设置总线进出端的放置及属性设置,总线的放置及属性设置,执行“PlaceBus”命令，或按工具栏中“画总线”按钮进入放置总线状态，光标指向起点，单击左键开始画线。移动光标可拉出总线，单击左键放置该段总线。继续移动光标继续画线（按“Space”键可以改变画线方式），在终点单击右键结束本段总线。再次单击鼠标右键即可退出画总线状态。,移动总线时按“Tab”键或双击已放置的总线，打开图414所示的总线属性设置对话框。在其中可以设置总线的宽度类型和颜色，设置完毕后按“OK”按钮关闭对话框。,总线进出端的放置及属性设置,执行“PlaceBusEntry”命令或者按工具栏中“放置总线进出端”按钮进入放置状态，光标变为十字形并带有一个总线进出端。移动光标到合适的位置，可用“X”、“Y”和“Space”键改变总线进出端的方向，单击鼠标左键即可放置。重复上述步骤可以继续放置总线进出端，单击鼠标右键可退出放置状态。,移动过程中按“Tab”键或双击已放置的总线进出端，打开图415所示的总线进出端属性设置对话框。在其中可以设置总线进出端第一点和第二点的坐标、线的宽度和颜色。设置完毕后按“OK”按钮关闭对话框。,4.2.4总线结构原理图的设计过程,准备工作放置主要元件对元件进行移动和标注对元件“U1”的管脚进行编辑放置其他器件放置连接关系放置网络标注和电源符号保存原理图,准备工作,以教材72页图416所示原理图为例说明设计过程，图中所用元件72页表42所示。元件“Z0868112PSC”所在元件库“ZilogMicrocontroller8-Bit.IntLib”位于“Library”文件夹中的“Zilog”文件夹中。创建设计项目和原理图文件，设置图纸参数和工作参数，安装表42中所示的集成元件库。执行“ToolsPreference”命令，打开图217所示参数设置对话框中的“Schematic”页。在“管脚标注空白”设置区中，将“Name”和“Number”两栏中的数字均改为“”，单击“OK”按钮关闭对话框。,放置主要元件,将表42列出的部分元件放置于原理图中，放置时可调整元件方向使其初步符合设计要求。放置结果如图417所示。,对元件进行移动和标注,移动元件到合适位置，对元件进行标注，输入元件标号和参数值，如图418所示。,对元件“U1”的管脚进行编辑,元件“U1”中管脚的初始位置不合适，会出现交叉的线，需要进行编辑。其方法是：双击“U1”，打开属性设置对话框（图33，见下页图）。去掉其中的“LockPins”选项（最下面左起第2个选项），,按左下角的“EditPins.”按钮，打开图34（下图）所示管脚列表。在列表中选择需要编辑的管脚（本例中先选择第11脚），按“Edit”按钮打开图35（下页图）所示管脚编辑对话框中的属性设置页。在图中的图形编辑区中改变管脚的和坐标以及管脚的方向（可以先将光标移动到需要定位的位置，观察并记录状态栏中显示的坐标值）。,完成编辑后按“OK”按钮关闭对话框。用同样的方法编辑其他需要改变位置和方向的管脚（第6、7、8、9脚），编辑完毕后的原理图如图419所示。,2019/12/15,30,可编辑,2019/12/15,31,可编辑,放置其他器件,放置其他元件，输入元件的标号和参数值，结果如图420所示。,放置连接关系,放置总线、总线进出端和连接导线。放置完毕后的原理图如图421所示。,放置网络标注和电源符号,放置网络标注和电源符号。完成后的原理图如图416所示。,保存原理图,执行“FileSave”命令或者按主工具栏中的“保存”按钮将设计好的原理图保存（需要在保存文件对话框中选择保存的路径并输入文件的名称）。,4.3层次结构原理图的设计方法,4.3.1层次结构设计方法简介4.3.2常用设计对象的放置及属性设置4.3.3由顶向下的设计方法4.3.4自底向上的设计方法4.3.5层次原理图的切换,4.3.1层次结构设计方法简介,层次结构设计实是一种模块化设计方法。设计者可以将要设计的系统划分为多个子系统，子系统又可以划分为若干个功能模块，功能模块再细分为若干个基本模块。只要设计好基本模块，定义好各模块间的连接关系，即可完成整个设计过程。这样的设计方法除了具有将复杂转化为简单，便于分工合作的优点之外，还可以将常用的基本模块做成标准化模块，根据需要可以多次调用，大大简化了设计工作。,4.3.2常用设计对象的放置及属性设置,框图的放置及属性设置框图进出端口的放置及属性设置原理图输入输出端口的放置及属性设置,框图的放置及属性设置,执行“PlaceSheetSymbol”命令或者按“放置原理图符号”按钮，光标变为十字形并带有虚线框。移动光标到合适位置，单击左键放置第一点，移动光标改变方框图大小，合适时再次单击左键完成放置，单击右键退出放置状态。移动过程中按“Tab”键，或双击放置的框图，打开属性设置对话框，对话框由两页构成，可以通过上方的标签来切换。在参数设置页可以输入参数名称、参数值和类型，并选择参数是否可见。,在属性设置页设置框图高度、宽度，参考点坐标，边框和填充区的颜色，框图标注和对应的文件名，设定是否显示隐藏文字和使用填充区颜色。注意：只有当设定使用填充区颜色时，设定的颜色才起作用。,框图进出端口的放置及属性设置,执行“PlaceAddSheetEntry”命令或者按“放置框图进出端口”按钮进入放置状态，光标变为十字形。移动光标点取需放置进出端口的框图，此时光标只能在该框图范围内移动，并带有一个小的端口图标。移动光标到合适的位置，单击左键放置。单击右键退出放置状态。移动过程中按“Tab”键或双击已放置的框图进出端口，打开属性设置对话框。,在图形区设置进出端口的边框、填充区和文字的颜色，端口和类型。在属性区设置进出端口的名称、位置和I/O类型。按“OK”按钮关闭对话框。,原理图输入输出端口的放置及属性设置,执行“PlacePort”命令或按.“放置原理图输入输出端口”按钮进入放置状态，光标变为十字形并带有一个端口。移动光标到合适位置单击左键固定端口位置，再次单击左键完成放置。单击右键退出放置状态。放置过程中按“Tab”键或双击已放置的端口可以打开原理图输入输出端口属性设置对话框，该对话框由两页构成，可以通过其上方的标签来切换。在参数设置页中，可以输入参数名称、参数值和类型，并选择参数是否可见。,在属性设置页图形区设置端口字符、填充区和边框的颜色，端口长度，参考点坐标，对齐方式，在属性区设置端口名称和I/O类型，按“OK”按钮关闭对话框。,4.3.3由顶向下的设计方法,由顶向下的设计方法是先设计系统框图（即根层框图），然后进入子系统框图，设计下层电路的框图或原理图，并利用程序自动产生与上层电路相联系的输入输出端口，依次类推，直到设计完最下层的基本模块电路图。这里以四位串行进位全加器为例，说明设计方法。设计根层框图由框图生成子系统框图由子系统框图生成基本模块原理图保存设计文件,设计根层框图,创建设计项目和原理图，设置原理图参数。放置框图、进出端口、原理图输入输出端口和连线，完成图426所示根层框图。图中F0F3是用框图表示的四个相同的一位全加器，A0A3，B0B3是两个四位二进制加数输入端口，Ci是进位输入端口，S0S3是四位和的输出端口，Co是进位输出端口。,由框图生成子系统（全加器）框图,执行“DesignCreateSheetFromSymbol”命令，将光标指向需要创建电路图的框图（全加器），单击左键打开图示对话框，要求确认新建电路图中与框图对应的输入输出端口的方向是否反转。由于本例子系统电路图中的信号传输方向与表示该子系统的框图中相同，不需反转，选择“No”。这时自动产生一张名为“全加器”的原理图，图中已放置了与外界连接的输入输出端口，如图所示。,在上图基础上，通过编辑端口属性，放置框图、框图进出端口、逻辑门和连接导线等操作画出如图示一位全加器框图。图中H0和H1是用框图表示的两个相同的半加器电路，使用的门电路位于“TexasInstruments”文件夹中的“TILogicGate2.IntLib”集成元件库中。,由子系统框图生成基本模块.原理图,再次执行“DesignCreateSheetFromSymbol”命令，将光标指向需要创建原理图的框图（半加器），单击鼠标左键，屏幕上又会出现要求确认新建原理图中与框图对应的输入输出端口的方向是否反转的对话框。由于不需反转，选择“No”。自动产生名为“半加器”的原理图，图中已放置了与外界连接的输入输出端口。,利用放置元件、导线等功能画出如图示的基本模块（半加器）原理图。图中使用的门有“74LS00（四输入与非门）”、“74LS04（六反相器）”和“74LS32（四输入或门）”，均位于“TexasInstruments”文件夹中的“TILogicGate2.IntLib”集成元件库中。,4.3.4自底向上的设计方法,和由顶向下的设计方法相反，自底向上的设计方法是先设计最下层的基本模块原理图，然后将其转换为框图，在此基础上设计上层框图，依次类推，直到设计完成系统框图后结束设计。这里仍然以四位串行进位加法器为例，介绍自底向上的设计方法。设计底层原理图设计上一层原理图设计顶层原理图保存设计文件,设计底层原理图,创建新设计项目，命名为“FourAdder”保存；在项目中创建新的原理图，命名为“HalfAdder”保存。完成图示的基本模块半加器原理图。,设计上一层原理图,创建新的原理图（可命名为“FullAdder”）；执行“DesignCreateSymbolFromSheet”命令，打开图示下层原理图及路径选择对话框，选择前面创建的“HalfAdder.SCHDOC”后按“OK”按钮，屏幕上出现要求确认框图进出端口与对应原理图输入输出端口的方向是否反转的对话框，选“No”。,此时出现左上图所示的由原理图创建的框图。利用前面介绍的方法通过添加框图、端口和连接线完成左下图所示的全加器框图，命名为“FullAdder”保存。,设计顶层原理图,创建一张新的原理图，命名为“FourAdder”保存。执行“DesignCre