Protel 课件 第3章层次原理图设计.ppt

层次原理图设计层次原理图设计 课程描述：课程描述： 本章主要介绍原理图设计中层次化的电路设计方法。本章主要介绍原理图设计中层次化的电路设计方法。该方法是一种化整为零、聚零为整的设计方法，分为该方法是一种化整为零、聚零为整的设计方法，分为自自上而下和自下而上上而下和自下而上两种形式。要求学会方块电路的绘制、两种形式。要求学会方块电路的绘制、端口的放置以及方块电路和端口的属性设置，学会设计端口的放置以及方块电路和端口的属性设置，学会设计层次原理图。层次原理图。 理解原理图设计中层次化的电路设计方法理解原理图设计中层次化的电路设计方法 熟练掌握方块电路的绘制、方块电路端口的放置熟练掌握方块电路的绘制、方块电路端口的放置 熟练掌握方块电路和端口的属性设置熟练掌握方块电路和端口的属性设置 熟练使用自上而下的方法设计层次原理图熟练使用自上而下的方法设计层次原理图 熟练使用自下而上的方法设计层次原理图熟练使用自下而上的方法设计层次原理图 熟练掌握总图与子图的切换熟练掌握总图与子图的切换 知识点及技能点知识点及技能点3.1 层次原理图的设计方法层次原理图的设计方法 3.2 层次原理图的设计层次原理图的设计 3.3 层次原理图之间的切换层次原理图之间的切换 主要内容主要内容 层次原理图设计方法是一种层次原理图设计方法是一种模块化的模块化的设计方法。设计方法。 用户可以将要设计的庞大的电路原理图划分为若干个功用户可以将要设计的庞大的电路原理图划分为若干个功能模块，每个功能模块又可再细分为很多的基本功能模块。能模块，每个功能模块又可再细分为很多的基本功能模块。设计好基本功能模块，并定义好各模块之间的连接关系，就设计好基本功能模块，并定义好各模块之间的连接关系，就可完成整个设计过程。可完成整个设计过程。 在设计过程中，可以从系统开始，逐级向下进行设计，在设计过程中，可以从系统开始，逐级向下进行设计，也可以从最基本的模块开始，逐级向上进行设计。也可以从最基本的模块开始，逐级向上进行设计。3.1 层次原理图的设计方法层次原理图的设计方法 在进行程序设计时把一个大的程序按照功能划分为若干小的程序，在进行程序设计时把一个大的程序按照功能划分为若干小的程序，每个小的程序完成一个确定的功能，在这些小的程序之间建立必要每个小的程序完成一个确定的功能，在这些小的程序之间建立必要的联系，互相协作完成整个程序要完成的功能。的联系，互相协作完成整个程序要完成的功能。 void swap(int x,int y)main( ) int a=3,b=5; swap(a,b);printf(a=%d,b=%dn,a,b); 采用层次化设计，原理图按照某种标准划分为若干功能采用层次化设计，原理图按照某种标准划分为若干功能部分，分别绘制在多张原理图纸上，这些图纸被称为该设计部分，分别绘制在多张原理图纸上，这些图纸被称为该设计系统的系统的子图子图，同时，这些子图将由一张原理图来说明它们之，同时，这些子图将由一张原理图来说明它们之间的联系，此原理图被称为该项设计系统的间的联系，此原理图被称为该项设计系统的总图总图。 各张子图与总图及各张子图之间是通过输入各张子图与总图及各张子图之间是通过输入/ /输出端口或输出端口或网络标号建立起电气连接。网络标号建立起电气连接。总图与子图总图与子图 1自上而下的层次图设计方法自上而下的层次图设计方法(对系统有深入了解）对系统有深入了解） 自上而下设计方法，就是由电路模块图产生原理图。首先要根据系统结构将系统划分为完成不同功能的子模块，建立一张总图，用电路模块代表子模块，然后将总图中各个电路模块对应的子原理图分别绘制。3.1 层次原理图的设计方法层次原理图的设计方法2自下而上的层次图设计方法（对系统不熟悉）自下而上的层次图设计方法（对系统不熟悉） 自下而上的层次图设计方法就是由原理图产生电路模块图。在自下而上的层次图设计方法就是由原理图产生电路模块图。在设计层次原理图时，用户不清楚每个模块有哪些端口，在这种情况下，设计层次原理图时，用户不清楚每个模块有哪些端口，在这种情况下，应采用自下而上的设计方法。应采用自下而上的设计方法。原图原图子图子图1 1子图子图2 2总图总图3.2.1 自上而下设计自上而下设计 自上而下层次原理图设计的基本步骤如下： （1）新建一个原理图文件，作为总图。 （2）绘制总图。 （3）绘制子原理图。 （4）设置图纸编号。 （5）文件保存。 3.2 层次原理图的设计层次原理图的设计 下面以两级放大电路为例介绍自上而下层次原理图的设计，下面以两级放大电路为例介绍自上而下层次原理图的设计，其中第一级放大电路为子图其中第一级放大电路为子图1，第二级放大电路为子图，第二级放大电路为子图2。3.2.1 自上而下设计自上而下设计 1. 新建项目新建项目Layer.sch并新建原理图文件并新建原理图文件Layer.Sch，作为总，作为总图。图。 2绘制层次原理图总图绘制层次原理图总图 （1）打开电路原理图）打开电路原理图Layer.Sch。 （2）单击布线工具栏）单击布线工具栏Wring中的中的 按钮，或执行菜单按钮，或执行菜单Place/Sheet Symbol命令，命令，放置方块电路。放置方块电路。 （3 3）双击放置后的方块电路或放置前按）双击放置后的方块电路或放置前按Tab键弹出属性对话键弹出属性对话框，设置方块电路属性。在框，设置方块电路属性。在FilenameFilename中输入中输入First.SchFirst.Sch，在，在DesignatorDesignator中输入中输入FirstFirst。3.2.1 自上而下设计自上而下设计（4）用同样的方法放置另一个方块电路。完成后下图所示。）用同样的方法放置另一个方块电路。完成后下图所示。 （5 5）放置方块电路端口并编辑属性。单击布线工具栏）放置方块电路端口并编辑属性。单击布线工具栏WringWring中中的的 按钮，或执行菜单按钮，或执行菜单PlacePlace/ /Add Sheet EntryAdd Sheet Entry命令。命令。（6 6）单击布线工具栏）单击布线工具栏WringWring中的中的 按钮，或执行菜单按钮，或执行菜单PlacePlace/ /PortPort命令放置电路的输入命令放置电路的输入/ /输出端口并编辑属性。输出端口并编辑属性。 3.2.1 自上而下设计自上而下设计 （7 7）绘制导线，将具有电气连接关系的电路的输入）绘制导线，将具有电气连接关系的电路的输入/ /输出输出端口、方块电路端口用导线连接起来，总图绘制完毕，如端口、方块电路端口用导线连接起来，总图绘制完毕，如下图所示。下图所示。 3.2.1 自上而下设计自上而下设计 3.3. 绘制原理图子图绘制原理图子图 （1）在总图窗口，执行）在总图窗口，执行Design/Creat Sheet From Symbol菜单命令，光标变为十字型。菜单命令，光标变为十字型。 （2）将光标移至方块电路）将光标移至方块电路First上，单击，系统弹出是上，单击，系统弹出是否转换输入否转换输入/输出方向的对话框，单击输出方向的对话框，单击No按钮，系统自动生按钮，系统自动生成一个布好成一个布好I/O端口的、与方块电路端口的、与方块电路Filename属性同名的原属性同名的原理图文件理图文件“First.Sch”。 （3）在系统自动生成的子图中按照绘制原理图的方法）在系统自动生成的子图中按照绘制原理图的方法绘制子原理图。绘制子原理图时应对端口的位置进行相应绘制子原理图。绘制子原理图时应对端口的位置进行相应调整。调整。 3.2.1 自上而下设计自上而下设计（4）再用相同的方法绘制其他方块电路的子原理图即可，）再用相同的方法绘制其他方块电路的子原理图即可，如下图所示。如下图所示。 3.2.1 自上而下设计自上而下设计 自下而上层次原理图的设计方法，就是由预先画好的子自下而上层次原理图的设计方法，就是由预先画好的子原理图来产生方块电路符号，从而产生层次原理图总图来表原理图来产生方块电路符号，从而产生层次原理图总图来表达整个系统。基本操作如下：达整个系统。基本操作如下： （1 1）在原理图编辑窗口按照原理图的方法绘制最底层的）在原理图编辑窗口按照原理图的方法绘制最底层的各个子原理图，把需要与其他子原理图相连的端口用电路各个子原理图，把需要与其他子原理图相连的端口用电路I/OI/O端口的形式表示出来。端口的形式表示出来。 （2 2）在设计工程中新建一个原理图文件，作为总图。）在设计工程中新建一个原理图文件，作为总图。3.2.2 自下而上设计自下而上设计 （3 3）执行）执行DesignDesign/ / CreatCreat Symbol From Sheet Symbol From Sheet菜单命令，弹出对话框，在该对话框中选中其中一个原理图菜单命令，弹出对话框，在该对话框中选中其中一个原理图的名称后，单击的名称后，单击OKOK按钮，这时系统将自动产生代表该原理图按钮，这时系统将自动产生代表该原理图的方块电路。的方块电路。 （4 4）将方块电路放置在层次原理图总图中。）将方块电路放置在层次原理图总图中。 （5 5）用同样的方法产生其他子原理图的方块电路，并）用同样的方法产生其他子原理图的方块电路，并将方块电路之间有电气连接关系的端口用导线连接起来，即将方块电路之间有电气连接关系的端口用导线连接起来，即可得到总图。可得到总图。3.2.2 自下而上设计自下而上设计 在设计较大规模的原理图时，层次原理图的张数在设计较大规模的原理图时，层次原理图的张数很多，需要在多张原理图之间进行切换。例如从总很多，需要在多张原理图之间进行切换。例如从总图中的方块电路符号切换到对应的子图，或从某一图中的方块电路符号切换到对应的子图，或从某一层原理图切换到其上层原理图。层原理图切换到其上层原理图。 3.3 层次原理图之间的切换层次原理图之间的切换 1打开导航器面板，鼠标点击相应子图。打开导航器面板，鼠标点击相应子图。 2执行菜单命令执行菜单命令Tools/Up/Down Hierarchy或或单击主工具栏单击主工具栏 按钮，鼠标变成十字型。按钮，鼠标变成十字型。 3单击总图中某个方块电路符号切换到对应的子原理单击总图中某个方块电路符号切换到对应的子原理图。图。3.3.1 从总图到子图从总图到子图 1在子原理图的窗口执行菜单命令在子原理图的窗口执行菜单命令Tools/Up/Down Hierarchy或单击主工具栏或单击主工具栏 按钮，鼠标变成按钮，鼠标变成十字型。十字型。 2用光标单击子原理图中的某一个用光标单击子原理图中的某一个I/O端口，系统会自端口，系统会自动切换到总图对应的方块电路上，且光标会停在与刚刚单击动切换到总图对应的方块电路上，且光标会停在与刚刚单击的的I/O端口相对应的方块电路端口上。端口相对应的方块电路端口上。 3单击鼠标右键可退出切换命令状态。单击鼠标右键可退出切换命令状态。 3.3.1 从子图到总图从子图到总图层次原理图设计方法与简单原理图设计方法有何不同层次原理图设计方法与简单原理图设计方法有何不同？如何用自下而上层次原理图的设计方法绘制两级放大层如何用自下而上层次原理图的设计方法绘制两级放大层 次电路？次电路？在设计层次原理图时，用户不清楚每个模块有哪些端在设计层次原理图时，用户不清楚每个模块有哪些端 口，这时用哪种设计方法合适？口，这时用哪种设计方法合适？ 讨论讨论讨论讨论本章小结本章小结 本章主要介绍了层次原理图的设计方法。层次原理图本章主要介绍了层次原理图的设计方法。层次原理图是一种化是一种化整为零、聚零为整的设计方法，对于规模较大的电路原理图，可整为零、聚零为整的设计方法，对于规模较大的电路原理图，可以把整张图分成几部分来画，特别是把整个电路按不同的功能模以把整张图分成几部分来画，特别是把整个电路按不同的功能模块分别画在几张小图上，这样做不但便于交流，而且更大的好处块分别画在几张小图上，这样做不但便于交流，而且更大的好处是可以使很复杂的电路变成相对简单的几个模块，电路结构清晰是可以使很复杂的电路变成相对简单的几个模块，电路结构清晰明了，非常便于检查和日后修改。明了，非常便于检查和日后修改。 层次原理图由总图和若干个子图构成，它们之间的连接通过层次原理图由总图和若干个子图构成，它们之间的连接通过I/OI/O端口和网络标号实现。其设计方法有两种：自上而下和自下而端口和网络标号实现。其设计方法有两种：自上而下和自下而上的设计方法。自上而下的设计方法是由电路模块图产生原理图。上的设计方法。自上而下的设计方法是由电路模块图产生原理图。自下而上设计方法是由原理图产生电路模块图。自下而上设计方法是由原理图产生电路模块图。本章小结本章小结 执行执行“Tools”菜单下的菜单下的“ERC”命令。命令。 其中各测试项目及选项含义已注明在如图所示其中各测试项目及选项含义已注明在如图所示的窗口内，而的窗口内，而“Net Identifier Scope”用于定义网用于定义网络标号的作用范围，可以选择如下选项：络标号的作用范围，可以选择如下选项：3.4电气规则检查电气规则检查图图 电气法测试规则设置窗电气法测试规则设置窗在原理图上加错误标志是否深入到层次原理图内部Active sheet:当前电路图；当前电路图；Active Project:当前整个项目；当前整个项目；Active sheet plus sub sheets:当前电路图当前电路图及其子电路图及其子电路图Net Labels and Ports Global:网络标号和端网络标号和端口在整个项目有效；口在整个项目有效；Only Ports Global：只有端口在整个项目有：只有端口在整个项目有效效Sheet Symbol/Port Connections ：层次电路：层次电路中，同名输入中，同名输入/输出端口相连输出端口相连作业作业4：分别采用自上而下和自下而上的方式画出下面信号发：分别采用自上而下和自下而上的方式画出下面信号发生器电路图的层次原理图。并进行生器电路图的层次原理图。并进行ERC检查。检查。注：注：AD741CN封装封装DIP8稳压二极管稳压二极管DIODE-ZENER封装封装DIODE0.4