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1、第4章 基础原理图设计,内容提示：从本章开始将进行原理图设计方法的学习。原理图设计是电子线路CAD的基本功能，也是进行PCB设计的基础。Protel 99 SE提供功能强大的原理图编辑器，熟练掌握其使用方法能够让设计者轻松便捷地进行原理图设计。首先，应该掌握Protel 99 SE原理图编辑器基本的使用方法，这是进行复杂原理图设计的基础。本章中将对原理图设计的一般流程、基本操作和一些基本设计工具的使用方法进行详细的介绍，通过本章的学习，读者应该能够对原理图设计的方法有一个清晰的了解，并具备进行基本原理图设计的能力。学习要点：原理图设计的一般流程绘制原理图的基本操作对象属性的编辑绘图工具的使用对
2、原理图进行保存和输出,4.1 原理图设计的一般流程,一般说来，设计一个电路的原理图主要包括设置编辑器参数、规划布局、放置元件、布线、检查调整以及保存和输出等步骤，如图4.1所示。(1)启动原理图编辑器(2)设置图纸及工作界面参数(3)放置元件和布局(4)布线和调整(5)对原理图进行检查和修改(6)生成网络表等报表(7)保存输出,4.2 绘制基本的原理图,4.2.1 放置元件1元件的放置2查找元件和元件库操作3数字对象工具栏,4.2.2 调整元件布局,在进行布线前要对元件的放置位置进行调整，使元件的摆放有利于电路理解和后续布线操作的进行，下面就对这一过程中会用到的一些基本操作进行介绍。1绘图区域
3、的缩放显示2对象的选择和移动3对象的复制、剪切和粘贴4对象的删除5元件的排列和对齐6撤销和重复,4.2.3 编辑元件属性,选择EditChange菜单命令，鼠标光标会变成十字形，单击所要编辑的元件，如图4.24和图4.25所示，或直接用鼠标左键双击该元件，即可打开如图4.26所示的元件属性对话框。可以看到该对话框有4个选项卡，分别介绍如下。1属性(Attributes)选项卡2图形属性(Graphical Attrs)选项卡3部件域(Part Fields)选项卡4只读域(Read-Only Fields)选项卡,4.2.4 放置电源、接地,在原理图的布线工具栏(Wiring Tools)中有
4、一个按钮，对应于PlacePower Port菜单命令，是通用的电源及接地放置工具，通过鼠标左键单击即可在原理图上放置电源及接地对象，如图4.36所示。该命令只能放置一种类型的对象，需要通过修改对象属性得到所要的电源或接地。用鼠标左键双击需要修改的对象，打开如图4.37所示的属性对话框。,4.2.5 绘制导线,完成元件的放置和调整后，就需要进行布线了。在布线工具栏中有一个按钮，用来放置导线，对应于选择PlaceWire菜单命令。单击该按钮，光标会变成十字形，通过单击鼠标左键在图纸设置导线起始点，拖动鼠标到下一点，单击左键设置终点，就可以完成一条导线的放置，此时光标仍处于放置导线状态，并自动以上
5、一条导线的终点作为起点，再单击鼠标左键就可以放置连续的导线，如图4.41所示。通过单击鼠标右键或按键盘Esc键取消下一条连续导线的放置，此时光标仍未退出放置导线状态，可以重新设置起点，放置不连续的导线。如不再需要放置，则再次单击鼠标右键或按Esc键，即可退出放置导线状态。,在放置导线的过程中按键盘上的Tab键，或双击某一导线，可以打开如图4.42所示的导线属性对话框对其进行设置，各选项的含义如下。Wire Width：设置线宽，有4种选择，分别为Smallest、Small、Medium和Large。Color：设置导线颜色。Selection：设置是否被选取。用鼠标左键单击导线，可以看到被选
6、中的导线的节点变为了灰色，此时再用鼠标左键单击某一节点，或按住不放，可以拖动节点对导线进行修改，如图4.43所示，再次单击左键或释放左键完成修改。其他操作如选取、复制、粘贴等与元件的操作方法相同，这里就不再详细叙述。完成连线后的原理图效果如图4.46所示。,4.2.6 放置电路节点,单击放置电路节点按钮，光标会变为十字形，选择需要添加电路节点的地方，单击鼠标左键，即可在所选位置放置电路节点，见图4.47。通过单击鼠标右键或按键盘Esc键退出放置电路节点状态。双击节点处，由于在同一位置有多个对象存在，系统会弹出一个对象列表，列出了所单击位置存在的对象名称及其坐标，供用户选择目标对象，如图4.48
7、所示。,4.2.6 放置电路节点,选择刚刚放置的电路节点(Junction(250,730)，即可打开如图4.49所示的节点属性对话框。各选项含义如下。X-Location：设置电路节点的X坐标值。Y-Location：设置电路节点的Y坐标值。Size：选择节点大小，有4种选择，分别是Smallest、Small、Medium和Large。Color：设置节点颜色。Selection：设置节点是否被选取。Locked：设置节点是否处于锁定状态。选中该选项后，当移动与节点相连的导线或对象时节点会留在原处不动，若取消选择，则进行移动操作后由于该位置不再形成有效的节点状态，因而原节点会消失。如果没有
8、设置自动添加节点(Auto-Junction)选项(参见第3章)，则在放置导线时系统不会自动添加电路节点，那么所有节点都需要由设计者自己添加。完成放置电路节点操作后的原理图结果如图4.50所示。,4.3 使用绘图工具修饰,为了使设计的原理图更容易理解，设计者往往需要在原理图中添加一些注释性的文字或图形，对电路实现的功能做一些说明，这也便于日后设计者再来阅读或修改电路。或者出于美观的考虑，也可以对原理图做一些修饰。Protel 99 SE提供了丰富的绘图工具，可以帮助用户很容易地实现上述目的。,4.3.1 绘图工具栏,通过选择ViewToolbarsDrawing Tools命令，可以打开绘图工
9、具栏，如图4.51所示。,4.3.2 绘制直线,绘制直线的方法与放置导线的操作类似，单击按钮或执行PlaceDrawing ToolsLine命令，即可进入绘制直线状态，此时光标变为十字形，通过单击鼠标左键确定起点，再次单击鼠标左键完成一段直线的绘制，此时可以继续指定下一点绘制连续的直线，通过单击鼠标右键或按键盘Esc键完成一条直线的绘制，再次单击鼠标右键或按Esc键退出直线绘制状态。如图4.52所示。,4.3.2 绘制直线,在绘制直线过程中按Tab键，或完成绘制后双击直线，会打开如图4.53所示的属性对话框。各选项含义如下。Line Width：设置线宽，有4种选择，分别为Smallest、
10、Small、Medium和Large。Line Style：设置线型，有3种选择，分别为实线(Solid)、虚线(Dashed)和点线(Dotted)。Color：设置直线颜色。Selection：设置是否被选取。其中线宽仅在线型为实线时有效。如图4.54所示是选择线宽为Large、线型为Solid时的效果。,4.3.3 绘制多边形,多边形的绘制是通过依次定义多边形的各个角点来实现的。单击按钮或执行PlaceDrawing ToolsPolygons命令，即可进入绘制多边形状态，此时光标变为十字形，通过单击鼠标左键依次在原理图上定义多边形的角点，单击鼠标右键结束定义，完成多边形的绘制。图4.5
11、5是通过依次点击1、2、3、4和5位置绘制的多边形。,在绘制多边形的过程中按Tab键或完成绘制后双击多边形，打开如图4.56所示的属性对话框，各选项含义如下。Border Width：选择多边形边框线宽，有Smallest、Small、Medium和Large四种选择。Border Color：设置边框颜色。Fill Color：设置填充颜色。Draw Solid：设置是否进行填充，当取消选择时仅绘制边框，如图4.57所示。Selection：设置是否被选取。,4.3.3 绘制多边形,4.3.4 绘制圆弧和椭圆弧线,1绘制椭圆弧线椭圆弧线的绘制是通过依次定义中心点、X轴径、Y轴径、起始角度和结
12、束角度来实现的。单击按钮或选择PlaceDrawing ToolsElliptical Arcs命令，即可进入绘制椭圆弧线状态，此时光标变为十字形，通过单击鼠标左键，在原理图上依次定义椭圆弧线的中心点、X轴径、Y轴径、起始角度和结束角度后即完成了一个椭圆弧线的绘制，此时系统会把前一椭圆弧线的形状参数作为后续绘制的默认值，因此若需要绘制相同的椭圆弧线，只需要选择另一位置，连续单击鼠标左键完成设置即可，如图4.58所示。单击鼠标右键取消绘制操作。,4.3.4 绘制圆弧和椭圆弧线,2绘制圆弧线在椭圆弧线的绘制中将X轴径与Y轴径设置为相同参数即可绘制圆弧线。此外在PlaceDrawing Tools菜
13、单下，Protel 99 SE还提供专门的命令Arcs用于绘制圆弧线。与绘制椭圆弧线需要设置两个轴径相比，绘制圆弧线只需要设置半径即可，其他操作与绘制椭圆弧线相同，如图4.61所示。其修改也较椭圆弧线减少了一个参数，如图4.62和图4.63所示。,4.3.5 绘制Bezier曲线,Bezier曲线的绘制是通过定义一系列控制点来实现的。单击按钮，或选择PlaceDrawing ToolsLine命令，即可进入绘制Bezier曲线状态，此时光标变为十字形，通过单击鼠标左键依次在图纸上确定1、2、3和4位置，如图4.64所示，单击鼠标右键结束绘制，即可绘出Bezier曲线，单击点选后可以通过拖曳控制
14、点修改曲线形状，如图4.65所示。,4.3.6 放置单行文本,单击按钮或执行PlaceAnnotation菜单命令，即可进入添加单行文本状态，此时光标变为十字形，通过单击鼠标左键在图纸上放置文本，单击鼠标右键取消放置，如图4.69所示。在放置前按Tab键，或完成放置后双击文本，会打开如图4.70所示的属性对话框。有关文本修改等操作方法可参考4.2.3节的内容。,4.3.7 放置文本框,对于电路的详细的说明往往需要较大篇幅的文字，此时可以通过在图纸上放置文本框来实现。单击按钮或选择PlaceText Frame菜单命令，即可进入放置文本框状态，此时光标变为十字形，通过单击鼠标左键分别确定文本框的
15、两个角点进行放置，单击鼠标右键退出文本框放置状态，如图4.71所示。,4.3.8 绘制矩形,Protel 99 SE提供了两种矩形，直角矩形(Rectangle)和圆角矩形(Round Rectangle)，区别在于圆角矩形的边角不是直角而是由弧线构成的。两者在绘图工具栏上的图标分别为和，对应于选择PlaceDrawing ToolsRectangle命令和PlaceDrawing ToolsRound Rectangle命令。矩形的绘制方法类似于文本框的放置，单击工具栏按钮或执行绘图命令，再进入绘图状态后通过单击鼠标左键确定两个角点即可完成图形的绘制，如图4.76和图4.77所示。,4.3.
16、8 绘制矩形,在绘图过程中按Tab键或完成绘制后双击矩形，可分别打开如图4.78和图4.79所示的矩形属性对话框。对于其含义及设置方法可参考文本框以及弧线的绘制方法。,4.3.9 绘制圆与椭圆,圆实际上是X轴径与Y轴径相等的特殊椭圆，因此两者绘制方法是一样的。单击按钮或选择PlaceDrawing ToolsEllipses命令，即可进入绘制椭圆状态，其操作方法与绘制椭圆弧线类似，而绘制椭圆不需要指定弧线起始角度和结束角度，如图4.80所示。对于椭圆的形状调整和参数修改读者也可以参考椭圆弧线以及多边形等图形的绘制方法进行，如图4.81和图4.82所示。将X轴径与Y轴径设置为相同值即可绘制圆，具
17、体方法就不再详述。,4.3.10 绘制饼图,除了圆与椭圆，Protel 99 SE还提供饼图的绘制工具。单击按钮或选择PlaceDrawing ToolsPie Charts命令，即可进入绘制饼图状态。饼图的绘制与圆弧的绘制相似，实际上，饼图就是圆弧的两端同圆心相连后的具有填充属性的图形，如图4.83所示。其属性对话框如图4.84所示，具体修改方法可参考圆弧以及多边形的绘制方法。,4.3.11 插入图片,在原理图中还可插入图片内容，单击按钮或选择PlaceDrawing ToolsGraphics命令，即可打开如图4.85所示的选择图片文件对话框，在这里选择要插入到原理图中的图片，单击【打开】
18、按钮，此时系统会要求确定显示图片的区域，通过单击鼠标左键确定显示区域的两个角点，即可完成图片文件的插入，如图4.86所示。通过单击鼠标右键取消插入操作。在插入过程中按Tab键或完成图片插入后双击图片对象，可以打开如图4.87所示的图片属性对话框。,4.4 原理图的保存和输出,4.4.1 保存文件完成原理图的设计后要进行保存，实际上，应该养成随时对设计工作进行保存的习惯，同时最好经常进行备份，以免发生意外导致设计内容的丢失。文件的保存可以通过主工具栏上的按钮来实现，也可以通过FileSave命令来实现。通过FileSave Copy As等操作可以对文件进行备份，在文件管理器中也可以直接对文件进
19、行复制存储备份。此外，系统也会自动对文件进行备份，具体设置参见2.2节。,4.4.2 打印输出,设计好的原理图可以打印输出，便于设计人员参考。执行FileSetup Printer菜单命令，可以打开如图4.88所示的原理图打印机设置界面。各选项说明如下。Select Printer：选择打印机，可以从该选项的下拉列表中选择机器中安装的打印机。Batch Type：选择输出的目标文件。Color Mode：选择打印色彩模式，当打印机具有彩色打印功能时可以选择彩色打印模式(Color)，一般选择单色模式(Monochrome)，这时原理图中的色彩会转化为黑白两种颜色，打印出来的图纸比较稳定，易于长
20、期保存。Margins：设置页边距，包括左(Left)、右(Right)、上(Top)和下(Bottom)四个边的空白边框宽度，默认为1in(英寸)。Scale：设置缩放比例，以便获得良好的打印效果。Preview：预览区，可以预览打印效果，单击Refresh刷新。Include on Printout：选择是否打印选项中的内容，包括错误标记(Error Markers)、PCB布线指示(PCB Directives)和不显示ERC标记(No ERC Marker)。Vector Font Options：矢量字体选项，包括设置字符间距(Inter-Character Spacing)和字符宽
21、度比例(Character Width Scale)。,4.5 本 章 小 结,本章中介绍了原理图设计的一般流程，对绘制原理图的基本操作、元件属性的编辑、基本设计工具和绘图工具的使用以及输出原理图的方法等内容进行了细致的讲解。这些内容是进行原理图设计的基础，希望读者能够熟练地掌握。在学习的过程中，读者应该注意掌握一些常用的快捷键，熟练使用这些完成基本操作的快捷键能够给原理图设计带来极大的便利。另外本章中的一些操作涉及到了某些编辑器环境参数的设置，在这些地方都给出了参考位置，读者可以找到相关章节复习这些参数的含义以及设置方法，从而增加对设计环境的熟悉程度，这些对熟练进行电路设计都是十分有利的。,
