（中职）电子CAD第4单元 工程项目原理图高级设计教学课件（）.pptx

YCF（中职）电子CAD第4单元 工程项目原理图高级设计教学课件第四单元 工程项目原理图高级设计 通过本单元的学习，帮助设计者了解并熟知层次化原理图的概念，学会原理图层次电路端口设计设置过程及相关属性的设定，熟练掌握绘制层次电路原理图操作，并能将一个较复杂的电路原理图设计成为一个模块式的、具有层次的电路原理图。本单元综合教学目标1 掌握层次化原理图设计流程。2 熟练运用层次化设计方法绘制原理图。3 掌握层次化原理图之间的切换操作。4 重点掌握各个原理图之间通过端口或网络标号建立电气连接的方法。岗位技能综合职业素质要求第四单元 工程项目原理图高级设计教学目录项目二 项目一习题实训 单元小结第四单元 工程项目原理图高级设计（1）熟悉层次化原理图设计思路与方法。（2）能进行正负可调电源功放层次原理图的实际设计操作，掌握元器件属性编辑操作。（3）掌握电路电气控制连接相关检查方法。学习目标项目一 正负可调电源功放层次化原理图设计 较大规模原理图如何处理？问题导读当一个较繁杂电子线路原理图在一张A4 纸上绘制不下时，如何解决？多人合作绘制一个项目电子线路图时，又如何操作呢？原理图必须改用更大幅面的图纸设计。然而打印图纸时又遇到了另一问题，即打印机最大输出幅面有限。设计者检查电气连接以及修改电路比较困难。其他设计人员难以读懂原理图，给设计交流带来诸多不便。项目一 正负可调电源功放层次化原理图设计 层次电路设计就是把一个完整的电路系统按照功能分解成若干个子系统，即子功能电路模块，需要的话，把子功能电路模块再分解成若干个更小的子电路模块，然后用方块电路的输入/输出端口将 各子功能电路连接起来。图4-1-1 层次电路框图层次电路设计项目一 正负可调电源功放层次化原理图设计 问题导读知识拓展 Protel 原理图编辑器支持层次电路设计、编辑功能，可以采用自上而下或自下而上的层次电路设计方法。自顶向下逐级设计层次电路 自底向上逐级设计层次电路正负可调电源功率放大器层次电路设计项目一 正负可调电源功放层次化原理图设计 知识拓展 Protel 原理图编辑器支持层次电路设计、编辑功能，可以采用自上而下或自下而上的层次电路设计方法。自顶向下逐级设计层次电路 自底向上逐级设计层次电路正负可调电源功率放大器层次电路设计项目一 正负可调电源功放层次化原理图设计 正负可调电源功率放大器实物图知识扩展（a）正负可调电源（b）功放（分立直插元器件型）图4-1-2 正负可调电源功率放大器实物项目一 正负可调电源功放层次化原理图设计 图4-1-3 电源模块层次电路方框图知识扩展项目一 正负可调电源功放层次化原理图设计 功率放大电路知识拓展功率放大电路的输入级采用差分放大电路设计。图4-1-4 功放电路原理图项目一 正负可调电源功放层次化原理图设计 知识链接正负可调电源功率放大器1 功能说明 该功率放大电路从结构上由电源PCB 板、左声道PCB 板、右声道PCB 板三块电路板组成（左、右声道电路完全相同），电源PCB 板负责正负12V 供电。2 原理简介 功放电路由电源电路、音量调控电路、音调调控电路、滤波与前级放大电路、功率放大电路组成。项目一 正负可调电源功放层次化原理图设计 做中学 1 首先，启动Protel，新建层次电路根系统方框图，将工程项目命名为“正负电源功放.PrjPCB”。图4-1-11 各个文件建立后Projects面板 2 分别进行各个原理图的建立。例如，电源模块.SchDoc：dianyuan.SchDoc（电源部分）gongfangL.SchDoc（左声道功放）gongfangR.SchDoc（右声道功放）qianduan.SchDoc（前端控制电路）各个电路原理图命名如图4-1-11 所示。采用自顶向下的设计任务一 层次电路原理图的建立与绘制例如：前端控制电路部分设计原理图。任务一 层次电路原理图的建立与绘制任务二 原理图电气控制连接检查1 打开任务一中建立的“正负电源功放.PrjPCB”工 程项目。做中学2 在Projects 面板中双击“电源模块.SchDoc”根 系统方框图。3 单击原理图工作窗口左下方的Design Compiler|Navigator 菜单命令项，打开“Navigator”面板，此时“Navigator”面板是空白的。4 单击 按钮，此时光标变成十字形，移动鼠标到电源模块方框图上，其效果如4-1-12 所示。注意放大部分。图4-1-12 鼠标移动到电源模块方框图上 任务二 原理图电气控制连接检查做中学Mask（掩模）效果任务二 原理图电气控制连接检查做中学 5.单击鼠标左键将电气连接的子图dianyuan.SchDoc（电源部分）原理图打开，此时再单击鼠标右键，结束当前交互式的导航，还要再单击鼠标左键一次，进入正常显示状态，如教材图4-1-9 所示。前后操作对比电气连接正确。6.接下来继续检查前端控制电路部分输出与左/右声道功放电路电气连接是否符合方框图设计。单击“Navigator”面板中的“qianduan.SchDoc 原理图”，如教材图4-1-13 所示。图4-1-14 NetC15_2 展开效果图任务二 原理图电气控制连接检查做中学 7 单击图4-1-14 所示的“Net/Bus”面板区域 下的 网络表前面的，展开网络列表，如图4-1-14 所示。任务二 原理图电气控制连接检查做中学图4-1-15 前端电路输出端口P1显示效果 8 单击下面的Ports（端口）前面的，将端口展开。单击P1 端口，前端电路输出端口P1显示效果如图4-1-15 所示。单击P1 端口及显示效果图任务二 原理图电气控制连接检查做中学 9 单击第一个P2 端口,如图4-1-16，gongfangR.SchDoc（功放右声道）文件突出显示。图4-1-16功放右声道文件突出显示单击第一个P2 Input（输入）端口任务二 原理图电气控制连接检查做中学 10 单击第二个P2 端口,如图4-1-17，gongfangL.SchDoc（功放左声道）文件突出显示。图4-1-17功放左声道文件突出显示单击第二个P2 Input（输入）端口（1）学会运用层次化电路原理图设计方法，利用“Repeat”句进行多通道电路设计。（2）能独立完成典型电路“四路抢答器”多通道电路原理图的设计。学习目标项目二 典型电路多通道电路设计多通道设计是什么？问题导读在进行原理图设计中，如果相同功能电路一个个都画出来再一个个连线会很麻烦。像这样完全类似的功能电路，有时候要重复设计很多次，有没有一种设计方法，解决重复设计的问题呢？答案：有。这时，可以利用Protel 多通道设计方法，在设计原理图时只设计一个子图，在顶层原理图中调用这个子图，然后根据多通道设计的方法设置子图的输入/输出接口即可。项目二 典型电路多通道电路设计基于单片机应用的循环LED彩灯设计知识拓展图4-2-1 循环LED彩灯设计部分原理图这里有8 个LED循环彩灯项目二 典型电路多通道电路设计知识链接没有进行多通道电路设计的原理图图4-2-2 如图4-2-2 是某公司推广的40 路电动车快速充电站充电端口控制电路原理图，它没有应用多通道电路设计。项目二 典型电路多通道电路设计任务一 四路抢答器多通道设计做中学2 单击File|New|schematic，系统自动将默认新建原理图文件Sheet1.SchDoc 文件名加入到四人抢答器设计.PrjPCB 工程项目中。单击File|Save 命令，保存文件名为：“四人抢答器设计.SchDoc”。1 单击File|New|Project|PCB Project 命令，建立PCB 工程项目文件，单击File|Save Project，文件命名为“四人抢答器设计.PrjPCB”。如教材图4-2-3 所示。做中学 3 单击Wiring 绘图工具中的 放置方框电路图按钮，按下Tab 键，出现如 图4-2-4 所示的放置方框电路图属性编辑对话框，将该对话框的“Designator”栏默认名改为“74LS112-LED”，在“Filename”栏输 入文件名“74LS112-LED.SchDoc”，单击OK按钮。图4-2-4任务一 四路抢答器多通道设计图4-2-5 四人抢答器设计父图设计结果做中学 4 同步骤2 和3，在74LS112.SchDoc 方框图右边建立4LED.SchDoc 方框子图，符号名为“Repeat（4LED,1,4）”、子图名为“4LED.SchDoc”，编辑四人抢答器设计父图设计，操作结果如4-2-5 所示。任务一 四路抢答器多通道设计 5单击绘图工具栏上的方框图端口按钮，进行放置连接端口即即四路LED灯的操作，并通过总线与导线彼此连接，操作方法同项目一任务一中所述，绘制好四人抢答器设计父图电路图，如图4-2-6 所示。图4-2-6做中学任务一 四路抢答器多通道设计 6.接下来绘制74LS112.SchDoc 和4LED.SchDoc 两个子原理图，操作方法同项目一中任务一中所述。其原理图编辑结果如图4-2-7、图4-2-8 所示。任务一 四路抢答器多通道设计图4-2-7 子图74LS112.SchDoc原理图 图4-2-8 子图4LED.SchDoc原理图7.最后，单击“File”“Save All”菜单命令项，将所有文件保存。（1）掌握层次化原理图自顶向下设计方法。（2）熟练掌握方框电路及端口操作与其对话框属性设置。（3）熟悉层次化原理图切换方法及检查操作。（4）学会利用Repeat 语句进行多通道电路设计与网络表核对检查。一、填空题 1把一个完整的电路系统按功能分解成若干子系统，即子功能电路模块，这是Protel 具有的_设计。2单击Place菜单下的_菜单命令项，即进入放置电路方框图状态。3采用多通道电路设计使用的重复引用命令是_。二、选择题 1单击DesignNetList for Project|Protel，Projects面板中默认出现的文件扩展名为_。（）A.SchLi B.Prj C.NET D.REP 2利用_菜单下“Up/Down Hierarchy菜单命令完成层次电路原理图的精确切换。（）A.Design B.Project C.Place D.Tools 3单击_菜单下 Report Project Hierarchy（工程项目生成报告）菜单命令项，在Projects面板中会出现一个Generated（生成报告）的文件夹。（）A.Design B.Report C.Place D.Project三、判断题 1在层次电路设计中，必须建立一个设计工程项目。（）2在总原理图中除了放置方框电路图和方框电路图端口外，其它的所有对象，如元器件符号、电源符号等都不可以放置。（）3单击原理图工作窗口左下方的Design Compiler|Navigator菜单命令项，就可以打开“Navigator”面板。（）4采用多通道电路设计的关键之一是注意设置不相同子图的重复引用次数。（）四、简答题 1简述利用“Repeat”命令建立四路抢答器多通道电路设计的主要步骤有哪些？五、实训操作 实训一 芯片NE5532、STC90C58RD+元件库设计五、实训操作 1建立元件NE5532库，其封装和内部结构分别如图4-1（a）、（b）所示。（a）NE5532芯片封装（b）内部结构 图4-1 NE5532封装和内部结构图 实训一 芯片NE5532、AT89S52 元件库设计 图4-2 STC90C58RD+元件库2建立单片机芯片STC90C58RD+元件库，如图4-2所示。实训二 模拟两路循环彩色信号灯设计 1实训任务（1）要求能够进行一般电路原理图及库的元器件的熟练操作。（2）对NE555芯片应用电路设计。（3）进一步熟悉74LS系列芯片型号的应用。2任务目标（1）学会元器件库的正确查找与使用。（2）重点掌握NE555芯片及74LS系列芯片电路的连接与参数设计。（3）进行层次化的电路设计。（2）通过分析交通信号灯电路，将其电路分解，设计成层次电路。3绘制电路原理图（1）先按一张普通电路原理图设计，如下图所示。实训三 绘制基于单片机STC 90C58 快充器层次原理图 1实训任务（1）单片机STC 90C58芯片应用电路部分原理图。（2）电子元器件位置布局及层次电路原理图设计。（3）生成层次网络报表。2任务目标（1）理解并重点掌握方框图、芯片端口、网络标号 等应用设计。（2）掌握层次电路设计的操作过程。（3）掌握层次电路原理图检查、切换等操作方法。（4）培养独立思考、联想对比，实际操控的能力。3绘制基于单片机STC 90C58快充器参考电路层次原理图（参考教材）。（1）系统主控电路原理图。（2）40路快充控制端Replay.SchDoc原理图。（3）SuperFlash主板.SchDoc 电路原理图（一部分）。实训四 绘图员职业资格认证模拟考试（电路原理图设计部分）操作内容与要求：（1）创建设计项目文件和原理图文件，项目文件命名为2014.PRJPCB，原理图文件命名为2014A.SCHDOC。（2分）（2）原理图采用A4图纸，并将绘图者姓名和“印刷电路板原理图”放入标题栏中相应位置。（2分）（3）自制原理图元件，其文件名为2014B.SCHLIB，snap=10，元件为3个引脚，元件命名为78Ls12，如图4-6所示。（4分）图4-6 元件78Ls12（4）设计符合要求的电路原理图，如图4-7所示。(10分)（绘图前必须添加库文件：ST Operational Amplifier.IntLib）图4-7 原理图（5）创建网络表文件。（1分）（6）创建材料清单，放入考生文件夹中。（1分）（7）各元件采用如下封装：电容及电阻：AXIAL-0.3 Header 2：HDR1X2H LM148D：DIP-14 78Ls12：09pcbB（自制）其他元件采用系统默认封装。绘图员职业资格（电路原理图设计部分)模拟考试评价表