电路的层次化处理

1、整理课件,1,第5章 电路的层次化处理,5.1 层次电路设计概念 5.2 层次电路设计中不同文件的切换方法 5.3 层次电路编辑方法,整理课件,2,5.1 层次电路设计概念,在层次电路设计方案出现以前，编辑电子设备，如电视机、计算机主板等原理图时，遇到的问题是电路元件很多，不能在特定幅面的图纸上绘制出整个电路系统的原理图，就只好改用更大幅面的图纸。然而打印时又遇到了另一问题，即打印机最大输出幅面有限，如多数喷墨打印机和激光打印机的最大输出幅面为A4。,整理课件,3,层次电路设计就是把一个完整的电路系统按功能分成若干子系统，即子功能电路模块，需要的话，把子功能电路模块再分成若干个更小的子电路模块

2、，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，于是就可以在较小幅面的多张图纸上分别编辑、打印各模块电路的原理图。,整理课件,4,下面以 Protel 99 SE 提供的范例Z80 Microprocessor.ddb中的层次原理图为例，介绍层次原理图的结构。 Z80 Microprocessor.ddb的存放路径是：Program FilesDesign Explorer 99 SEExamples,整理课件,5,图5.1 打开设计数据文件包窗口,整理课件,6,Z80 Processor.prj电路系统: 存储器模块.sch CPU时钟电路模块.sch 电源供电模块.sch 串行接口

3、电路模块.sch 可编程外设接口模块.sch CPU选择模块.sch,图5.2 Z80 Processor.prj层次演示电路构成模块,整理课件,7,1.主电路图 主电路图文件的扩展名是.prj。,图5.3 主电路图（Z80 Processor.prj）,整理课件,8,2.子电路图 子电路图文件的扩展名是.sch。,图5.4 主电路图中的一个方块图,图5.5 图5.4所示方块图对应的子电路图,整理课件,9,5.2 层次电路设计中不同文件的切换方法,在层次电路中含有多张电路图，当需要从一张原理图切换到另一张原理图时，在“设计文件管理器”窗口内，将鼠标移到目标原理图文件名上，单击左键，即可迅速切换

4、到相应原理图文件的编辑窗口。,图5.6 设计数据库文件的设计导航树,整理课件,10,在Protel99se中，除了通过单击“设计文件管理器”窗口内目标文件名完成文件编辑状态之间的切换外，有时也会通过“Tools“菜单内的“Up/Down Hierarchy”命令或主工具栏内的“ ”（层次电路切换）工具实现层次电路原理图窗口间的切换，操作过程如下：,整理课件,11,(1) 单击主工具栏内的“层次电路切换”工具（或执行“Tools”菜单下的“Up/Down Hierarchy”命令）。 (2)如果是上层切换到下层，只须移动光标到下层的方块电路上，单击鼠标左键即可切换到相应模块电路的窗口内。如果是下

5、层切换到上层，就需要移动光标到下层方块电路的某个端口上，单击鼠标左键即可切换到上一层。最后再单击右键，退出“层次电路切换”命令状态。,整理课件,12,5.3 层次原理图编辑方法,通过浏览原理图编辑演示文件Z80 Microprocessor.ddb，使我们对层次电路设计概念、文件结构等方面有了一个初步的认识，下面就具体介绍采用“自上而下”和“自下而上”方式建立层次电路原理图的操作过程：,整理课件,13,5.3.1 设计主电路图 1. 打开一个设计数据库文件 2. 建立项目文件 执行菜单命令File|New，系统弹出New Document对话框。 选择Document Fold（文件夹）图标，

6、单击Ok按钮。将该文件夹的名字改为Z80。,图5.7 设计数据库文件的设计导航树,整理课件,14,3. 建立主电路图 打开Z80文件夹 执行菜单命令File|New，系统弹出New Document对话框。 选择Schematic Document图标，单击Ok按钮。 将该文件的名字改为Z80.prj。如图6.5所示。,图5.8 建立文件夹和主电路图文件,整理课件,15,4. 绘制方块电路图 层次电路图设计的关键在于正确地传递层次间的信号，在层次电路图设计中，信号的传递主要靠放置方块电路、方块电路进出点和电路输入输出点来实现。,整理课件,16,（1）放置方块电路（Sheet Symbol） 方

7、块电路就是设计者通过组合其他元器件自己定义的一个复杂器件，这个复杂器件在图纸上用简单的方块图来表示，至于这个复杂器件由哪些其他元件组成，内部的接线又如何，可以由另外一张电路图来详细描述。 启动放置方块电路方式有两种： 点击布线工具栏里的图标 。 执行菜单命令Place/Sheet Symbol。,整理课件,17,启动放置方块电路（Sheet Symbol）命令后，光标变成十字状，在方块电路一角点击鼠标，再将光标移到方块图的另一角，即可展开一个区域，点击鼠标，即可完成该方块图的放置。点击右键，即可退出放置方块电路状态。,图5.9 方块电路,整理课件,18,图5.10 方块电路属性设置窗,在放置方

8、块电路状态下，鼠标左键双击方块电路或按Tab键，即可打开如图所示的方块电路编辑对话框进行设置。该对话框中共有12个设置项，其中：,Filename：该方块图所代表的子电路图文件名。 Name：该方块图所代表的模块名称。,整理课件,19,图5.11 绘制结束后的方块电路,整理课件,20,图5.12 完成了方块电路绘制后的电路总图,整理课件,21,（2）放置方块电路端口（Sheet Entry） 如果说方块电路是自己定义的一个复杂器件，那么方块电路的进出点就是这个复杂器件的输入输出引脚。如果方块图没有进出点的话，那么方块图便没有任何意义。 启动放置方块电路进出点的命令有两种方式： 点击布线工具栏里

9、的图标 。 执行菜单命令“PlaceAdd Sheet Entry”。,整理课件,22,启动进出点命令后，光标变成十字状，将光标移动到方块电路中，点击鼠标，光标上面出现一个小圆点，且光标将被限制在方块电路的左右边界内，确定合适的位置后点击鼠标，即可在该处放置一个方块图的进出点，点击右键结束放置方块图进出点状态。 注：此端口必须在方块图上放置。,图5.13绘制方块电路端口,整理课件,23,图5.14 方块电路进出点编辑对话框,设置方块图进出点的名称,I/O Type：选择方块图进出点的电气类型： 无方向式信号进出点（Unspecified） 输出型进出点（Output） 输入型进出点（Input

10、） 输入输出双向型进出点（Bidirectional）。,Style:端口外形 无箭头 左箭头 右箭头 双向箭头,整理课件,24,图5.15 放置好端口的方块电路,整理课件,25,图5.16 放置多个方块电路I/O端口,整理课件,26,6. 连接各方块电路 （1）移动方块电路 在方块电路上按住鼠标左键并拖动，可改变方块电路的位置。或在方块电路上单击鼠标左键，则在方块电路四周出现控制点。用鼠标左键拖动其中的控制点可改变方块电路的大小。 （2）在所有的方块电路及端口都放置好以后，用导线（wire）或总线（Bus）进行连接。,整理课件,27,5.3.2 设计子电路图 子电路图是根据主电路图中的方块电

11、路，利用有关命令自动建立的，不能用建立新文件的方法建立。 下面以生成Memory.sch子电路图为例。 操作步骤： 1、在主电路图中执行菜单命令Design/Create Sheet From Symbol，光标变成十字形。,整理课件,28,2、将十字光标移到名为Memory的方块电路上，单击鼠标左键，系统弹出Confirm对话框，如图5.17所示，要求用户确认端口的输入/输出方向。,图5.17Confirm对话框,整理课件,29,3、按下No按钮后，系统自动生成名为Memory.sch的子电路图，且自动切换到Memory.sch子电路图，如图5.18所示。,图5.18 自动生成的Memory

12、.sch子电路图,整理课件,30,5.3.3 自底向上的层次原理图设计 自底向上的层次原理图的设计思路是：先绘制各子电路图，再产生对应的方块电路图。 1 .建立子电路图文件 操作步骤： 建立一个文件夹，并改名为Z80。 在Z80文件夹下面，建立一个新的原理图文件。将系统默认的文件名Sheet1.sch改为Memory.sch。 绘制子电路图。,整理课件,31,电路的输入输出点（Port） 一个网络与另外一个网络的连接可以通过实际导线连接，也可以通过放置网络名称使两个网络具有相互连接的电气意义。放置输入输出点，同样可实现两个网络的连接，相同名称的输入输出点，可以认为在电气意义上是连接的。输入输出

13、点也是层次图设计不可缺少的组件。 启动放置输入输出点的命令有两种方法： 点击布线工具栏里的图标 。 执行菜单命令“PlacePort”。,整理课件,32,1 放置输入输出点 在启动输入输出点命令后，光标变成十字状，并且在它上面出现一个输入输出点图，在合适的位置，光标上会出现一个圆点， 即表示此处有电气连接点。点击鼠标即可定位输入输出点的两端，完成一个输入输出点的放置,（a）确定左端点 （b）确定右端点 （c）放置完成,图5.19 输入输出点的放置步骤,整理课件,33,2根据子电路图产生方块电路图 操作步骤： 在Z80文件夹下，新建一个原理图文件，并将文件名改为Z80.prj。 打开Z80.prj文件。 执行菜单命令Design/Create Symbol From Sheet，即可将特定模块电路原理图文件中的“I/O端口”转化为“方块电路I/O端口”并放置在自动生成的方块电路内。 系统弹出Choose Document to Place对话框，如图5.20所示。在对话框中列出了当前目录中所有原理图文件名。,整理课