(ProtelDXP2004 第七章)

1、第7章 原理图设计综合实例【本章重点】l熟悉和掌握原理图的设计方法和技巧熟悉和掌握原理图的设计方法和技巧l掌握层次原理图的设计技巧掌握层次原理图的设计技巧l掌握元器件的制作与元器件库的建立掌握元器件的制作与元器件库的建立7.1 单片机智能温度自动控制系统设计要求设计要求本例中要求设计一个单片机智能温度自动控制系统，实现对多点温度的自动控制。要求设计中采用以下芯片：单片机芯片AT89S51、串行8位A/D芯片TLC549、I2C总线存储器24C04、串行口电平转换芯片MAX232、智能温度传感器DBS1820、8位D/A转换芯片DAC0832，以及电阻、电容等元件。设计思路由设计要求知，为了实现

2、系统功能，该系统应该包含单片机控制电路、键盘及显示电路和温度测量与信号转换电路等部分。由于系统电路比较复杂，因此考虑采用层次原理图的设计方法，并采用自顶向下的设计方法进行设计。在该设计中，把系统分为3部分，分别在3个子电路原理图上完成绘制。其中，MCU电路部分包括单片机、串口通信和打印机接口电路等；ADDA部分主要包括A/D转换、D/A转换、存储器和温度测量部分；键盘显示器电路部分包含键盘和数码管显示器电路。要设计的单片机系统电路原理图的层次结构如下图所示。具体设计过程包含以下8个主要部分。 创建项目 创建图纸符号 创建库元器件 绘制子电路原理图 连接图纸符号 元器件注释 项目编译 原理图的输

3、出和生成报表创建项目创建项目 （1）【启动】选项组： 1创建一个新的PCB项目，命名为“mcusys.PrjPCB”，并保存。 2 在 项 目 中 追 加 一 个 新 的 原 理 图 文 件 ， 命 名 并 保 存 为“mcusys.SchDoc”，该原理图文件作为整个电路原理图的顶层原理图创建图纸符号创建图纸符号l1启动放置图纸符号命令，在放置状态按Tab键，弹出【图纸符号】对话框，在【属性】选项卡的【标识符】文本框中设置参数为“U_mcu”，并设置【文件名】文本框的参数，也就是子图的文件名为“mcu.SchDoc”。l2设置完毕后，单击按钮，关闭该对话框，回到放置图纸符号状态，移动光标到适

4、当位置放置第一个图纸符号。3 用同样的方法放置第2个图纸符号，设置【标识符】文本框的参数为“U_ADDA”，并设置【文件名】文本框的参数，也就是子图的文件名为“ADDA . SchDoc”。4 同样的方法放置第3个图纸符号，设置【标识符】文本框的参数为“U_LK”，并设置【文件名】文本框的参数为“LK. SchDoc”，创建好的图纸符号如下图所示。5 根据电气特性，执行菜单【放置】/【加图纸入口】命令，分别在3个图纸符号上放置图纸入口。放置了图纸入口后的图纸符号如下图所示。在创建元器件之前，首先应当知道该元器件的外形、引脚个数、封装形式等属性。DS18B20是Dallas半导体公司生产的数字化

5、温度传感器集成电路器件，该器件有两种封装类型，分别是3引脚的PR35封装和8引脚的SOSI封装，如下图所示。在本电路中，选择3引脚的PR-35封装。创建元器件1 执行菜单【文件】/【创建】/【库】/【原理图库】命令，创建一个原理图库，命名为“DS18B20.SchLib” 并保存在相同目录下。2 在原理图库编辑状态下，在工作区面板下的【SCH Library】选项卡的【元件】栏中，系统自动创建了一个名称为“COMPONENT_1”的新元器件，执行菜单【工具】/【重新命名元件】命令，弹出【Rename Component】（重新命名元器件）对话框，更改元器件的名称为“DS18B20”，如左图所示

6、。3 根据DS18B20的引脚关系，绘制元器件的外形和引脚，绘制好的元器件如右图所示。4 在原理图库编辑状态下，打开【SCH Library】选项卡，双击【元件】项目中的元器件“DS18B20”，打开【Library Component Properties】（库元器件属性）对话框，如下图所示。5 在【Library Component Properties】对话框中，设置【Default Designator】文本框为“U？”，设置【注释】文本框为“DS18B20”，设置【描述】文本框为“集成温度传感器”。6 设置完成后，单击追加按钮，打开【加新的模型】对话框，如左图所示。单击【模型类型】下

7、拉文本框，选择新加的类型为“Footprint”，然后单击确认按钮，关闭该对话框。7 此时，系统打开【PCB模型】对话框，如右图所示。8 单击浏览按钮，弹出【库浏览】对话框，如下图所示。9 单击查找按钮，在弹出的【元件库查找】文本框中输入查找内容为“PR35”，如图所示，然后单击查找按钮，此时系统开始在指定的路径中查找相应的封装。10从查找的结果中选择相应的封装，如下图所示。然后单击按钮，返回【PCB模型】对话框，可以看到在该对话框的【封装模型】选项的【名称】文本框内容变为“PR35”。11单击【PCB模型】对话框的按钮，返回到【库元件属性】对话框，完成元器件属性的设置；单击【库元件属性】对话

8、框的按钮，完成元器件的绘制，对元器件库进行保存。绘制子电路原理图1 执行菜单【设计】/【根据符号创建图纸】命令，移动光标到图纸符号“mcu”上，单击鼠标左键，弹出【Confirm】对话框。2 单击对话框上按钮，系统会自动为“mcu”的图纸符号自动创建一个子原理图，该原理图的名称为“mcu.SchDoc”。接下来就可以对该子原理图进行编辑，加载相应的元器件库，并放置元器件，然后根据电气属性连接线路。连接好的电路如下图所示。3 根据图纸符号ADDA并创建相应的子电路原理图文档“ADDA.SchDoc”，放置元器件并根据电气连接关系连接线路。绘制好的电路原理图如下图所示。4 用相同的方法，根据电气属

9、性和用到的元器件绘制子电路原理图“LK.SchDoc”,绘制好的子电路原理图如下图所示。5 根据电气特性连接图纸符号，连接之后的图纸符号如图7-17所示。元器件注释1 执行菜单【元件】/【注释】命令，弹出【注释】对话框，如下图所示。2 在【注释】对话框中设置好原理图元器件标注的处理顺序和需要注释的原理图，然后单击 按钮，此时系统弹出【DXP Information】（DXP 信息）对话框，该对话框列出了注释改变的属性。3 单击 按钮，予以确认并关闭该对话框，可以看到在【注释】对话框的【建议变化表】中，元器件的“建议值”一栏里，元器件自动进行了标注，确认后单击 按钮，弹出【工程变化订单（ECO）

10、】对话框，如下图所示。4单击 按钮，在【状态】项目的“检查”一栏里，列出了检查的状态是否正确？如果有错误，修改相应的错误后重新操作。如果没有错误，单击 按钮，完成元器件的自动标注。在完成元器件的标注后，可以单击 按钮，输出变化报告文件，如下图所示；如果不需要，也可以直接单击 按钮，关闭【工程变化订单（ECO）】对话框，此时系统会返回【注释】对话框，单击该对话框上的按钮 ，完成元器件的自动注释。项目编译1 执行菜单【项目管理】/【项目管理选项】命令，打开【项目管理选项】对话框，并单击【Error Reporting】选项卡和【Connection Matrix】选项卡，进行正确的设置。2 执行菜

11、单【项目管理】/【Compile PCB Project mcusys.PrjPcb】命令，编译完成后，弹出【Message】窗口，显示编译的结果，根据编译结果中的提示修改电路中不合理的地方。（小提示：对于电路中实际正确，但检测错误的地方，可以放置“忽略ERC检测指示符”。）原理图的打印输出和生成报表1 执行菜单【文件】/【打印】命令，可以对原理图进行打印输出。2 执行菜单【报告】/【Bill of Materials】命令，弹出如下图所示的【Bill of Materials For Projectmcusys.PrjPCB】工程的元器件报表（mcusys.PrjPCB）对话框。3 单击按钮，弹出【报告预览】对话框，如下图所示。在此既可以打印该报表，也可以输出报表。4 单击按钮，可以生成Excel文件格式“clock.xls”的元器件报表。5 执行菜单【设计】/【设计文档的网络表】/【Protel】命令，系统自动生成文档的网络表文件“mcusys.NET”，如左图所示。6执行菜单【报告】/【Report Project Hierarchy】命令，生成层次报表文件“mcusys.REP”，文件内容如右图