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1、2023/9/25,层次原理图设计,3层次原理图设计,2023/9/25,层次原理图设计,教学目标,掌握模板文件的设计和调用方法。掌握自上而下和自下而上的层次电路设计方法。,2023/9/25,层次原理图设计,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
2、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。,2023/9/25,层次原理图设计,图3-1模板文件的标题栏,2023/9/25,层次原理图设计,图3-2输入模块,2023/9/25,层次原理图设计,图3-3输出模块,2023/9/25,层次原理图设计,图3-4信号处理模块,2023/9/25,层次原理图设计,图3-5电源模块,2023/9/25,层次原理图设计,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，
3、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。,2023/9/25,层次原理图设计,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：,2023/9/25,层次原理图设计,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
4、展名为“SchDot”。,1.建立一个原理图文件,2023/9/25,层次原理图设计,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,2023/9/25,层次原理图设计,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,2023/9/25,层次原理图设计,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
5、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,2023/9/25,层次原理图设计,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,2023/9/25,层次原理图设计,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
6、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,2023/9/25,层次原理图设计,【注释】对话框,2023/9/25,层次原理图设计,【注释】对话框,表原理图系统字符串及其含义,2023/9/25,层次原理图设计,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：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,2023/9/25,层次原理图设计,切换到文档选项对话框的“参数”标签页，如下图所示。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
7、信息。此外，用户还可以自己定义并使用自定义的字符串。,2023/9/25,层次原理图设计,文档选项的参数标签页,2023/9/25,层次原理图设计,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。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,2023/9/25,层次原理图设计,原理图优先设定对话框,选中该复选项,2023/9/25,层次原理图设计,在左边窗口选中“Schematic”下的“Graphical Editing”，打开右边的“Schematic-Graphical Editing”窗口，选中其中的“转
8、换特殊字符串”复选项，如前图所示。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。,2023/9/25,层次原理图设计,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“Advanced Schematic Template”。至此，完成了模板文件的制作。,6.保存模板文件,2023/9/25,层次原理图设计,文件另存为对话框,2023/9/25,层次原理图设计,原理图调
9、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,2023/9/25,层次原理图设计,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,2023/9/25,层次原理图设计,设置原理图系统模板,在此处设置原理图模板,2023/9/25,层次原理图设计,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，
10、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,2023/9/25,层次原理图设计,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。,2023/9/25,层次原理图设计,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,2023/9/25,层次原理图设计,选择模板文件,2023/9/25,层次原理图设计,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。,2023/9/25,层次原理图设计
11、,更新模板对话框,2023/9/25,层次原理图设计,点击【确认】按钮，弹出“DXP mfornation”对话框，提示调用模板文件的原理图数量。如右图所示。,DXP Imfornation对话框,2023/9/25,层次原理图设计,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。,2023/9/25,层次原理图设计,删除模板对话框,2023/9/25,层次原理图设计,3.2层次原理图的基本概念,1.层次原理图层次原理
12、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。,2023/9/25,层次原理图设计,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。,2023/9/25,层次原理图设计,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
13、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。,2023/9/25,层次原理图设计,层次原理图母图,2023/9/25,层次原理图设计,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。Protel DXP 2004 SP2的层次原理图设计功能强大，能够实现多层的层次化设计。,2023/9/25,层次原理图设
14、计,二级层次原理图结构,2023/9/25,层次原理图设计,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,2023/9/25,层次原理图设计,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。,2023/9/25,层次原理图设计,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
15、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,2023/9/25,层次原理图设计,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,2023/9/25,层次原理图设计,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,2023/9/25,层次原理图设计,在层次原理图中
16、，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,2023/9/25,层次原理图设计,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。,2023/9/25,层次原理图设计,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
17、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,2023/9/25,层次原理图设计,图纸符号对话框,2023/9/25,层次原理图设计,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,2023/9/25,层次原理图设计,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。
18、,2023/9/25,层次原理图设计,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,2023/9/25,层次原理图设计,图纸入口对话框,2023/9/25,层次原理图设计,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。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,2023/9/25,层次原理图设计,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
19、【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。,2023/9/25,层次原理图设计,重复第步，创建所有方块电路的子原理图。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。,2023/9/25,层次原理图设计,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。,
20、特别提示,2023/9/25,层次原理图设计,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,2023/9/25,层次原理图设计,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,2023/9/25,层次原理图设计,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,2023
21、/9/25,层次原理图设计,根据各个功能模块的机体功能，绘制出相应的子原理图。在子原理图上，对于和其它子原理图有连接关系的导线或元件管脚，应放置输入/输出端口。子原理图中的输入/输出端口也是子原理图和顶层原理图进行电气连接的重要通道。,3）设计子原理图,2023/9/25,层次原理图设计,绘制好各个子原理图图之后，就可以绘制顶层原理图了，过程如下：在原项目下新建一个原理图文件，设置好图纸参数或直接调用原理图模板。执行菜单命令【设计】【根据图纸建立图纸符号】，将打开选择文件放置对话框，如下图所示。,4）绘制顶层原理图,2023/9/25,层次原理图设计,选择原理图生成方块电路对话框,2023/9
22、/25,层次原理图设计,对话框列出了该项目下除了当前母图之外的它所有原理图文件，用户可以选择里面的原理图在当前母图中创建方块电路。选择好原理图后点击对话框中的按钮，或者直接双击该原理图，将弹出一个和前面一样的反转端口输入/输出特性的确认对话框，如下图所示。,2023/9/25,层次原理图设计,反转端口输入/输出特性确认框,用相同的方法，将所有子原理图都在当前原理图中生成方块电路。用导线或总线把方块电路之间的相应端口连接起来，从而完成了顶层原理图的绘制。经过上面几步，就完成自下而上的层次原理图的整个设计过程。,2023/9/25,层次原理图设计,任务实施,回到软件中介绍任务引入的层次原理图的绘制过程。,
