第三章层次原理图设计

第三章层次原理图设计2023/9/9层次原理图设计第1页，课件共70页，创作于2023年2月教学目标⑴掌握模板文件的设计和调用方法。⑵掌握自上而下和自下而上的层次电路设计方法。第2页，课件共70页，创作于2023年2月任务导入新建一个PCB项目MyDesign.PrjPCB，首先在该项目下新建一个模板文件，文件名为Mydot.Schdot；模板文件的图纸参数为A号图纸，水平放置，工作区颜色为18号色，边框颜色为3号色；在模板文件右下角设计一个标题栏，如图3-1所示，其中边框线为小号直线，颜色为3号色；文字的字体为仿宋_GB2312，常规字形，字的大小为四号，颜色为3号色；要求模板标题栏中的待填信息用字符串表示。然后在该项目下进行层次原理图设计，母图文件名为环境采集.SchDoc，子图文件名为图3-2～图3-5所示的模块名称。第3页，课件共70页，创作于2023年2月图3-1模板文件的标题栏第4页，课件共70页，创作于2023年2月图3-2输入模块第5页，课件共70页，创作于2023年2月图3-3输出模块第6页，课件共70页，创作于2023年2月图3-4信号处理模块第7页，课件共70页，创作于2023年2月图3-5电源模块第8页，课件共70页，创作于2023年2月任务分析完成本任务，首先要完成模板文件的设计，按任务要求设置模板的图纸参数，在图纸的右下角绘制图3-1所示的标题栏，图中已有的文字直接用文本工具输入，设置好字形、字号和字的大小；在标题栏的待填信息处放置字符串，字符串的内容在文档选项对话框的“参数”标签页中设置。然后建立层次原理图，母图的文件名为“环境采集”，四个子图的文件名分别为“输入模块”、“输出模块”、“信号处理模块”和“电源模块”，每个原理图都调用这个模板。最后采用自上而下或自下而上的方法绘制层次原理图。第9页，课件共70页，创作于2023年2月3.1原理图模板的设计与调用

原理图模板的具体设计过程如下：第10页，课件共70页，创作于2023年2月创建原理图模板文件和创建原理图文件一样，可以通过菜单命令、快捷方式，文件面板或项目面板，在项目下新建一个原理图文件，但在保存时应保存为模板文件，其扩展名为“SchDot”。1.建立一个原理图文件第11页，课件共70页，创作于2023年2月

执行菜单命令【设计】→【文档选项】，打开文档选项对话框，在该对话框中按要求设置好图纸参数。由于在模板上，一般都采用自己设计的标题栏，所以应去掉文档选项对话框中的“图纸明细”复选框的选中状态。2.设置模板的图纸参数第12页，课件共70页，创作于2023年2月执行放置直线命令后，按下键盘上的Tab键，打开直线属性对话框，按要求修改直线属性，然后根据标题栏的大小和样式绘制标题栏的框线。3.绘制模板标题栏的框线第13页，课件共70页，创作于2023年2月标题栏的固定文本信息是指标题栏中内容固定不变的那部分文字信息。执行放置文本字符串命令，按下键盘上的Tab键，打开注释对话框，按要求修改文本属性，然后将文本放置在标题栏的相应位置上。4.在标题栏上放置固定文本信息第14页，课件共70页，创作于2023年2月

标题栏的动态文本信息是指标题栏中内容会随原理图文件的变化而变化的那部分文字信息。动态信息往往是标题栏中的待填信息，由于这些信息是会变化的，所以一般用字符串来表示。5.在标题栏上使用动态文本信息第15页，课件共70页，创作于2023年2月点击绘图子工具栏上的工具，按下键盘上的Tab键，打开注释对话框，按要求修改文本属性，例如设置文本颜色，更改文本的字体、字形、和字号等。然后点击文本窗口右边的按钮，在弹出的下拉菜单中选择要使用的字符串，如下图所示。原理图设计系统中可用字符串及其含义见表3-1。1）在标题栏上放置字符串第16页，课件共70页，创作于2023年2月【注释】对话框第17页，课件共70页，创作于2023年2月【注释】对话框字符串含义=CurrentTime当前系统时间=CurrentDate当前系统日期=Time文档创建时间=Date文档创建日期=DocumentFullPathAndName文档名称（带完整路径）=DocumentName文档名称（不带路径）=ModifiedDate最后修改日期=ApprovedBy图纸审核人=CheckedBy图纸检验人=Author电路设计人=CompanyName公司名称=DrawnBy绘图人=Engineer工程师=Organization组织/机构/单位名称=Address1地址或其它相关信息=Address2=Address3=Address4=Title电路标题=DocumentNumber文档编号=Revision版本号=SheetNumber图纸编号=SheetTotal图纸总数=Rule规则=ImagePath映像路径表３－１原理图系统字符串及其含义

第18页，课件共70页，创作于2023年2月放置好字符串之后，有些字符串会自动调用系统的信息，而有些字符串则必须用户进行设置。设置字符串信息的过程如下：⑴执行菜单命令【设计】→【文档选项】，打开文档选项对话框。2）字符串信息的设置第19页，课件共70页，创作于2023年2月⑵切换到文档选项对话框的“参数”标签页，如下图所示。⑶用鼠标点击要设置信息的字符串右边的“数值”窗口，输入字符串的相关信息。此外，用户还可以自己定义并使用自定义的字符串。第20页，课件共70页，创作于2023年2月文档选项的参数标签页第21页，课件共70页，创作于2023年2月放置了字符串并设置好字符串信息后，执行下面操作，可以将字符串的信息显示出来。⑴执行菜单命令【工具】→【原理图优先设定…】，打开原理图优先设定对话框，如下图所示。3）显示字符串信息第22页，课件共70页，创作于2023年2月原理图优先设定对话框选中该复选项第23页，课件共70页，创作于2023年2月⑵在左边窗口选中“Schematic”下的“GraphicalEditing”，打开右边的“Schematic-GraphicalEditing”窗口，选中其中的“转换特殊字符串”复选项，如前图所示。⑶点击对话框右下角的【确认】按钮，返回原理图编辑器。标题栏中的字符串将显示出所设定的信息。第24页，课件共70页，创作于2023年2月完成模板文件的设计后，执行菜单命令【文件】→【另存为】，打开文件另存为对话框，如下图所示。在对话框的“保存在”窗口设置模板文件的保存位置；在“文件名”窗口输入模板文件的文件名，扩展名为“.SchDot”；在“保存类型窗口”选择保存类型为“AdvancedSchematicTemplate”。至此，完成了模板文件的制作。6.保存模板文件第25页，课件共70页，创作于2023年2月文件另存为对话框第26页，课件共70页，创作于2023年2月

原理图调用模板文件有两种方式：整个项目调用模板文件和单个原理图调用模板文件。7.原理图模板的调用第27页，课件共70页，创作于2023年2月⑴执行菜单命令【工具】→【原理图优先设定…】，打开原理图优先设定对话框，在左边窗口选中“Schematic”下的“General”，则打开右边的“General”窗口，如下图所示。1）项目调用模板文件第28页，课件共70页，创作于2023年2月设置原理图系统模板在此处设置原理图模板第29页，课件共70页，创作于2023年2月⑵在“General”窗口下方的“默认”选项区，点击“模板”单行窗右边的【浏览】按钮，在弹出的对话框中选择模板文件。完成模板文件选择后，点击上图中的【确认】按钮，返回原理图设计系统。此后新建的原理图将全部调用刚刚设定的模板文件。4）工作区第30页，课件共70页，创作于2023年2月

若想删除系统模板文件，可点击上图“默认”选项区中的按钮，即可删除已设定的系统模板文件。第31页，课件共70页，创作于2023年2月

⑴执行菜单命令【设计】→【模板】→【设定模板文件名】，弹出打开模板文件对话框，如下图所示。2）单个原理图调用原理图模板第32页，课件共70页，创作于2023年2月选择模板文件第33页，课件共70页，创作于2023年2月⑵在该对话框中选择模板文件后，点击按【打开】钮，将弹出更新模板对话框，如下图所示。在该对话框中选择更新模板的范围和动作目的。第34页，课件共70页，创作于2023年2月更新模板对话框第35页，课件共70页，创作于2023年2月⑶点击【确认】按钮，弹出“DXPmfornation”对话框，提示调用模板文件的原理图数量。如右图所示。DXPImfornation对话框第36页，课件共70页，创作于2023年2月⑷点击按钮，完成原理图模板的调用。若想删除原理图已调用的模板文件，可执行菜单命令【设计】→【模板】→【删除当前模板】，将弹出删除模板对话框，如下图所示。在该对话框中选择要删除模板的原理图范围后，点击按钮，即可删除原理图所调用的模板。第37页，课件共70页，创作于2023年2月删除模板对话框第38页，课件共70页，创作于2023年2月3.2层次原理图的基本概念1.层次原理图层次原理图的设计理念是将实际的整体电路进行模块划分，划分的原则是每一个电路模块都应该有明确的功能特征和相对独立的结构；而且还要有简单、统一的接口，便于各个电路模块之间的电气连接。第39页，课件共70页，创作于2023年2月

所以，对于一个复杂的系统电路，可作为一个整体项目来设计。根据电路的功能，将其划分为若干个电路模块，每个电路模块分别作为设计文件添加到该项目中。这样，就把一个复杂的大型电路原理图设计转变成多个简单的小型电路原理图设计。这种模块化的设计方法，使得电路层次清晰，设计简便。第40页，课件共70页，创作于2023年2月

针对每一个具体的电路模块，可分别绘制相应的电路原理图，该原理图称为“子图”；而各个模块之间的连接关系则是由一个顶层原理图来实现，这个顶层原理图称为“母图”。母图主要由若干个方块电路（又称为图纸符号）组成，用来表示各个电路模块之间的连接关系，描述整体电路的功能结构。下图是一个层次原理图的母图。第41页，课件共70页，创作于2023年2月层次原理图母图第42页，课件共70页，创作于2023年2月下图是一个典型二级层次原理图的结构，它由一个顶层原理图（母图）、一个子系统和两个子原理图组成，它们构成了第一级，子系统又由一个子系统顶层原理图和两个下一层的原理图组成，构成了第二级。ProtelDXP2004SP2的层次原理图设计功能强大，能够实现多层的层次化设计。第43页，课件共70页，创作于2023年2月二级层次原理图结构第44页，课件共70页，创作于2023年2月层次原理图的设计，实际上就是对顶层原理图和若干个子原理图分别进行设计的过程。设计过程的关键在于不同层次原理图之间信号的正确传递，这一点是通过在不同层的原理图中放置名称相同的输入/输出端口来实现的。2.层次原理图的两种设计方法第45页，课件共70页，创作于2023年2月

层次原理图的设计方法主要有两种：一种是先设计顶层原理图，再设计底层原理图，也就是自上而下的设计方法；另一种是先设计底层原理图，再设计顶层原理图，也就是自下而上的设计方法。第46页，课件共70页，创作于2023年2月

采用自上而下的层次原理图设计方法，用户首先应根据功能和结构要求，将整体电路划分为若干个功能模块，每一个功能模块用一个方块电路来表示，并把它们正确地连接起来，也就是先绘制层次原理图中的顶层原理图；然后根据顶层原理图中的方块电路，分别创建和绘制与之相对应的子原理图。3.3自上而下的层次原理图设计方法第47页，课件共70页，创作于2023年2月1）建立设计文件新建一个项目文件，并在该项目下新建一个原理图文件。

1.绘制顶层原理图第48页，课件共70页，创作于2023年2月执行菜单命令【设计】→【文档选项】，打开文档选项对话框，在该对话框中设置图纸参数。如果已设计好原理图模板文件，也可直接调用模板文件。2）设置原理图的图纸参数第49页，课件共70页，创作于2023年2月在层次原理图中，方块电路代表着一个子原理图。执行下面操作之一，进入放置方块电路的命令状态。点击配线工具栏上的工具；使用快捷键P+S；执行菜单命令：【放置】→【图纸符号】。3）放置方块电路第50页，课件共70页，创作于2023年2月进入放置方块电路的命令状态后，光标变成了“十”字形，同时在十字光标处出现一个填充色为绿色的方块电路的虚影，移动十字光标到合适的位置，点击鼠标左键确定方块电路的左上顶点；继续移动十字光标，在方块电路的大小合适时，再次点击鼠标左键，确定方块电路的右下角顶点。就可放下了一个方块电路。第51页，课件共70页，创作于2023年2月双击方块电路，或者在放下方块电路之前按下键盘上的Tab键，将打开图纸符号对话框，如下图所示，在该对话框中设置好属性。4）编辑方块电路属性第52页，课件共70页，创作于2023年2月图纸符号对话框第53页，课件共70页，创作于2023年2月方块电路端口是方块电路之间进行连接的通道，它放置在方块电路边缘的内侧。执行下面操作之一，进入放置方块电路端口的命令状态。点击配线工具栏上的工具；使用快捷键P+A；执行菜单命令：【放置】→【加图纸入口】。5）放置方块电路端口第54页，课件共70页，创作于2023年2月进入放置方块电路端口的命令状态后，光标变成了“十”字形，移动十字光标到方块电路的内部点击，此时出现了一个方块电路端口的虚影，移动十字光标到合适位置点击鼠标，即可放下一个方块电路端口。第55页，课件共70页，创作于2023年2月双击方块电路端口，或者在放下方块电路端口之前按下键盘上的Tab键，将打开图纸入口对话框，如下图所示，在该对话框中设置好属性。6）编辑方块电路端口属性第56页，课件共70页，创作于2023年2月图纸入口对话框第57页，课件共70页，创作于2023年2月⑴打开顶层原理图，执行菜单命令【设计】→【根据符号创建图纸】，此时，光标变成“十”字形。⑵移动十字光标，在某一个方块电路上单击鼠标左键，会弹出一个确认对话框，如下图所示。2.绘制下层子原理图第58页，课件共70页，创作于2023年2月反转端口输入/输出特性确认框该确认框询问即将建立的子原理图中是否反转端口的输入/输出特性。若点击【Yes】按钮，则在建立的子原理图中，端口的输入/输出特性会与相应的方块电路端口的输入/输出特性相反；反之，如果点击【No】按钮，则在建立的子原理图中，端口的输入/输出特性会与相应的方块电路端口的输入/输出特性相同。第59页，课件共70页，创作于2023年2月⑶重复第⑵步，创建所有方块电路的子原理图。⑷使用绘制普通原理图的方法，绘制各个子原理图。完成全部子原理图的绘制后，也就完成了整个层次电路的设计。第60页，课件共70页，创作于2023年2月为了保证子原理图之间端口的I/O特性不产生混乱，在由方块电路建立子原理图时，应全部选择反转端口I/O特性，或者全部选择不反转I/O特性，不要一部分反转而另一部分不反转。特别提示第61页，课件共70页，创作于2023年2月采用自下而上的层次原理图设计方法，用户首先要将整体电路划分为若干个功能模块，依次绘出各个功能模块所对应的子原理图；然后根据子原理图在顶层原理图上建立起对应的方块电路，最后用导线或总线对方块电路进行连接。3.4自下而上的层次原理图设计方法第62页，课件共70页，创作于2023年2月

新建一个项目文件，并在该项目下新建各个功能模块的子原理图文件。1）建立设计文件第63页，课件共70页，创作于2023年2月

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