第2章 原理图设计基础.ppt

1、第2章 原理图设计基础,内容提要：在前面的章节中，我们对Protel 99 SE系统做了一个总体且较为详细的介绍，目的是让读者对Protel 99 SE的应用环境，以及各项管理功能有个初步的了解。Protel 99 SE强大的集成开发环境使得电路设计中绝大多数的工作可以迎刃而解，从构建设计原理图开始到复杂的FPGA设计；从电路仿真到多层PCB板的设计，Protel 99 SE都提供了具体的一体化应用环境，使从前需要多个开发环境的电路设计变得简单 。 学习要点： 1.原理图绘制的一般流程 2.原理图环境设置,2.1 电路设计的概念,电路设计概念就是指实现一个电子产品从设计构思、电学设计到物理结构

2、设计的全过程。在Protel 99 SE中，设计电路板最基本的完整过程有以下几个步骤。 1电路原理图的设计 电路原理图的设计主要是利用Protel 99 SE中的原理图设计系统Advanced Schematic 99来绘制一张电路原理图。在这一步中，可以充分利用其所提供的各种原理图绘图工具、丰富的在线库、弧大的全局编辑能力以及便利的电气规则检查，来达到设计目的。 2电路信号的仿真 电路信号仿真是原理图设计的扩展，为用户提供一个完整的从设计到验证的仿真设计环境。它与Protel 99 SE原理图设计服务器协同工作，以提供一个完整的前端设计方案。 3产生网络表及其他报表 网络表是电路板自动布线的

3、灵魂，也是原理图设计与印制电路板设计的主要接口。网络表可以从电路原理图中获得，也可以从印制电路板中提取。其他报表则存放了原理图的各种信息。 4印制电路电路板的设计 印制电路板设计是电路设计的最终目标。利用Protel 99 SE的强大功能实现电路板的版面设计，完成高难度的布线以及输出报表等工作。 5信号的完整性分析 Protel 99 SE包含一个高级信号完整性仿真器，能分析PCB板和检查设计参数，测试过冲、下冲、阻抗和信号斜率，以便及时修改设计参数。概括地说，整个电路板的设计过程先是编辑电路原理图，接着用电路信号仿真进行验证调整，然后进行布板，再人工布线或根据网络表进行自动布线。前面谈到的这

4、些内容都是设计中最基本的步骤。除了这些，用户还可以用Protel 99 SE的其他服务器，如创建、编辑元件库和零件封装库等。,2.2 原理图设计的一般流程,原理图设计是电路设计的第一步，是制板、仿真等后续步骤的基础。因而，一幅原理图正确与否，直接关系到整个设计的成功与失败。另外，为方便自己和他人读图，原理图的美观、清晰和规范也是十分重要的。 Protel 99 SE的原理图设计大致可分为如图所示的9个步骤。,1新建原理图。 这时设计一幅原理图的第一个步骤。 2图纸设置。 图纸设置就是要设置图纸的大小、方向等信息。图纸设置要根据电路图的内容和标准化要求来进行。 3装载元件库。 装载元件库就是将需

5、要用到的元件库添加到系统中。 4放置元件。 从装入的元件库中选择需要的元件放置到原理图中。 5元件位置调整。 根据设计的需要，将已经放置的元件调整到合适的位置和方向，以便连线。 6连线。 根据所要设计的电气关系，用导线和网络将各个元器件连接起来。 7注解。 为了设计的美观、清晰，可以对原理图进行必要的文字注解和图片修饰，这些都对后来的PCB设置没有影响，只是为了方便自己和他人读图。 8检查修改。 设计基本完成后，应该使用Protel 99 SE提供的各种校验工具，根据各种校验规则对设计进行检查，发现错误后进行修改。 9打印输出。 设计完成后，根据需要，可选择对原理图进行打印，或者制作各种输出文

6、件。,2.3 原理图图纸设置,在原理图绘制过程中，可以根据所要设计的电路图的复杂程度，首先对图纸进行设置。虽然在进入电路原理图编辑环境时，Protel 99 SE统会自动给出默认的图纸相关参数，但是在大多数情况下，这些默认的参数不一定适合用户的要求，尤其是图纸尺寸的大小。用户可以根据设计对象的复杂程度来对图纸的大小及其他相关参数重新定义。 1设置图纸大小 执行“Design”“Options”菜单命令，或在编辑窗口内单击鼠标右键，在弹出的右键快捷菜单中选择“Document Options”菜单命令，系统将会打开一个“Document Options”属性对话框，如图所示。,2设置图纸方向 图

7、纸方向通过“Orientation（方向）”右侧的继按钮设置，可以设置为水平方向(Landscape)即横向，也可以设置为垂直方向即纵向（Portrait），如图所示。一般在绘制及显示时设为横向，在打印输出时可根据需要设为横向或纵向。,3设置图纸标题栏 图纸标题栏（明细表）是对设计图纸的附加说明，可以在此栏目中对图纸做简单的描述，也可以作为日后图纸标准化时的信息。在Protel 99 SE中提供了两种预先定义好的标题栏格式：Standard（标准格式）和ANSI（美国国家标准格式）。选中“Title Block”复选框，即可进行格式设计，相应的图纸编号功能被激活，可以对图纸编号，如图所示。,4

8、设置显示参考边框 在“Document Options”对话框中，单击“Show References Zones”选项前的复选框可以设置是否显示参考坐标。选中该复选框表示显示参考坐标，否则不显示参考坐标。一般情况下应该选择显示参考坐标。 5设置图纸边框 在“Document Options”对话框中，单击“Show Border”选项前的复选框可以设置是否显示边框。选中该复选框表示显示边框，否则不显示边框。 6设置显示模板图形 在“Document Options”对话框中，单击“Show Template Graphics”选项前的复选框可以设置是否显示模板图形。选中该复选框表示显示模板图

9、形，否则不显示模板图形。所谓显示模板图形就是显示模板内的文字、图形、专用字符串等，例如自己定义的标志区块或者公司标志。 7设置边框颜色 在“Document Options”对话框中，单击“Border Color”选项中的颜色显示框。在弹出的颜色选择对话框中选择边框的颜色。 单击 按钮完成修改。,8设置图纸颜色 在“Document Options”对话框中，单击“Sheet Color”选项中的颜色显示框。在弹出的颜色选择对话框中选择边框的颜色,单击 按钮完成修改。,9设置图纸格点 进入原理图编辑环境后，大家可能注意到了编辑窗口的背景是网格形的，这种网格就为可视网格，是可以改变的。网格为元

10、件的放置和线路的连接带来了极大的方便，使用户可以轻松地排列元件和整齐地走线。在Protel 99 SE中提供了3种网格：Visible（可视网格）、Snap（捕获网格）和Electrical Grid（电气网格）。 在设置对话框中，有一个“Grids”和“Electrical Grid”区域用来对网格进行具体设置。,2.4 原理图工作环境设置 在原理图绘制过程中，其效率和正确性，往往与环境参数的设置有着密切的关系。参数设置得合理与否，直接影响到设计过程中软件的功能是否能充分发挥。 在Protel 99 SE电路设计软件中，原理图编辑器的工作环境设置是由原理图“Preferences”设定对话框

11、来完成的。 执行“Tools”“Preferences”菜单命令，或者在编辑窗口内单击鼠标右键，在弹出的右键快捷菜单中执行“Preferences”命令，将会打开原理图优先设定对话框。 该对话框中主要有3个标签页：“Schematic”（原理图设置）、“Graphical Editing”（图形编辑和“Default Primitives”（默认图元）。下面对这3个标签页的具体设置进行说明。,2.4.1 设置原理图环境参数 电路原理图的常规环境参数设置通过“Schematic”标签页来实现，如图所示。,2.4.2 设置图形编辑的环境参数 图形编辑的环境参数设置通过“Graphical Edit

12、ing”标签页来完成，如图2-12所示，主要用来设置与绘图有关的一些参数。,“Convert Special Strings”复选框：选中该复选框后，用户可以在原理图上使用特殊字符串，显示时会转换成实际字符串，否则将保持原样。 “Display Printer Fonts”复选框：选中该选项后，用户可以看到那些文本可以与打印出的文本一致，因为并不是所有文本都会被输出设备所支持。 “Center of Object”复选框：选中该复选框后，移动元件时，光标将自动跳到元件的参考点上（元件具有参考点时）或对象的中心处（对象不具有参考点时）。若不选中该复选框，则移动对象时光标将自动滑到元件的电气节点上

13、。 “Objects Electrical Hot Spot”复选框：选中该复选框后，当用户移动或拖动某一对象时，光标自动滑动到离对象最近的电气节点（如元件的引脚末端）处。建议用户选中。 如果想实现选中“Center of Object”复选框后的功能，应取消选择“Objects Electrical Hot Spot”复选框，否则，移动元件时，光标仍然会自动滑到元件的电气节点处。 “Auto Zoom”复选框：选中该复选框后，则在插入元器件时，电路原理图可以自动地实现缩放，调整出最佳的视图比例。建议用户选中。 “Single Negation”复选框：一般在电路设计中，我们习惯在管脚的说明文

14、字顶部加一条横线表示该管脚低电平有效，在网络标签上也采用此种标识方法。Protel 99 SE允许用户使用“”为文字顶部加一条横线，例如，RESET低有效，可以采用“RESET”的方式为该字符串顶部加一条横线。选中该复选框后，只要在网络标签名称的第一个字符前加一个“”时，该网络标签名将全部被加上横线。,2“Autopan Options”选项组 该操作框各操作项用来自动移动参数，即绘制原理图时，常常要平移图形，通过该操作框可设置移动形式和速度。 “Style”下拉列表：用来设置系统自动摇景的模式，有3种选择：“Atuo Pan Off”（关闭自动摇景）、“Auto Pan Fixed Jump

15、”（按照固定步长自动移动原理图）、“Auto Pan Recenter”（移动原理图时，以光标位置作为显示中心）可以供用户选择。系统默认为“Auto Pan Fixed Jump”。 “Speed”滑块：通过拖动滑块，可以设定原理图移动的速度。滑块越向右，速度越快。 3“Cursor/Grid Options”选项组图2-13 颜色设置对话框 “Cursor”下拉列表：光标的类型有4种选择：“Large Cursor 90”（长十字形光标）、“Small Cursor 90”（短十字形光标）、“Small Cursor 45”（短45o交错光标）、“Tiny Cursor 45”（小45o交错

16、光标）。系统默认为“Small Cursor 90”。 “Visible”下拉列表：该选择框用来设置栅格类型，包括点栅格和线栅格两种。 4“Color Options”选项 用来设置所选中对象的颜色，默认为黄色。单击“Selections”选项中的颜色显示框。在弹出的颜色选择对话框中选择边框的颜色，如图2-13所示。“Grid Color”设置项用来设置栅格线的颜色，默认颜色为213号颜色 。,5“Undo/Redo”选项组“Stack Size”文本框：用来设置可以取消或重复操作的最深堆栈数，即次数的多少。理论上，取消或重复操作的次数可以无限多，但次数越多，所占用的系统内存就越大，会影响编辑

17、操作的速度。系统默认值为50，一般设定为30即可。如果选择了“Ignore Selections”复选框，则会忽略选择对象的操作。,图2-13 颜色设置对话框,2.4.3 电路板物理边框的设置 “Default Primitives”标签页用来设定原理图编辑时常用图元的原始默认值，如图2-14所示。这样，在执行各种操作时，如图形绘制、元器件插入等，就会以所设置的原始默认值为基准进行操作，简化了编辑过程。,图2-14 “Preferences”对话框“Default Primitives”标签页,1“Primitive Type”下拉列表 用来选择进行原始默认值设置的图元类别。 “All”：表示

18、所有类别。选择该项后，在下面的“Primitive”列表框中将列出所有的图元。 “Wiring”：表示使用原理图编辑器中的配线工具栏所绘制的各种图元，包括:总线、导线、节点、网络标签、图纸符号等。选择该项后，在下面的“Primitive”列表框中将列出这些图元名称。 “Drawing”：表示使用原理图编辑器中的实用工具所绘制的各种非电气对象，包括:圆弧、贝塞尔曲线、椭圆、矩形、文本框等。选择该项后，在下面的“Primitive”列表框中将列出这些图元名称。 “Sheet Symbol Fields”：表示在层次电路图中与子图有关的图元，包括:图纸符号、图纸符号标识、图纸符号文件名等。选择该项后，在下面的“Primitive”列表框中将列出这些图元名称。 “Library：表示与库元件有关的图元，包括IEEE符号、元件引脚等。选择该项后，在下面的“Primitive”列表框中将列出这些图元名称。 “Other”：表示上述类别中所未能包含的可放置图元。,2“Primitive”列表框 在上面的“Primitive Type”下拉列表中选择了图元类别后，在该列表框中将对应列出