数字电子技术 第2章

1、 第第2章章 Protel DXP 2004原理图设原理图设计计本章要点本章要点 电路原理图设计步骤 电路原理图工作环境的设置 电路原理图设计工具的使用 简单电路原理图的绘制2.1 ProteI DXP 2004原理图设计基础原理图设计基础 2.1.1 电路原理图的设计步骤电路原理图的设计步骤 电路设计是指一个电子产品由需求分析、可行性验证、电路原理图的设计、印刷电路板的制作、安装调试一直到产品定型的全过程。在整个电路设计过程中，原理图设计主要是将电路中的器件使用特定的符号并将它们的电气连接关系在图纸上正确的表现出来。电路原理图的每个环节包括的设计工作内容如下 1）设置图纸的的环境参数 2）放

2、置元件及设置元件属性 3）布局布线 4）对电路原理图进行编辑修饰 5）建立网络表 6）编译电路原理图 7）文件保存及输出2.1.2 Protel DXP 2004电路原理图设电路原理图设计工具计工具图2-2 原理图编辑器工具栏说明表2-1 工具栏的主要功能1. “原理图标准”工具栏 （1）“原理图标准”工具栏的打开与关闭 单击“查看”“工具栏”“原理图 标准”，当“原理图 标准”前出现 标识时，表示已经打开；否则，表示关闭状态。“原理图 标准”工具栏如图2-4所示。 用快捷键方式打开。按键盘上的，在弹出的菜单中选择“原理图 标准”。 过程不清！ （2）功能1）创建任意文件 单击 按钮，会出现如

3、图2-5所示的“Files”对话框，在其中选择要创建的文件，包括PCB文件、原理图文件、VHDL文件等。 2）打开已经存在的555非稳态多谐振荡器电路原理图。 单击 按钮，会出现“Choose Document to Open”对话框，在其中选择“555 Astable Multivibrator”电路原理图文件，如图2-6所示，单击 ，就会打开“555非稳态多谐振荡器电路原理图”了，如图2-7所示。图2-6 “Choose Document to Open”对话框图2-7 555非稳态多谐振荡器电路原理图3）生产当前文件的打印预览图2-8 “555非稳态多谐振荡器电路原理图”预览图 4）浏览

4、元件库 单击 按钮，会弹出如图2-9所示的“元件库”对话框。此对话框中，可以用于元件库的加载、元件的查找、元件添加到电路原理图等功能 5）顾问式帮助 单击 按钮，会弹出如图2-10所示的“Help”对话框。在此对话框中，可以输入你查询的问题，以及从范围中查找不明白的问题，以更好的应用Protel DXP 2004。2. “配线”工具栏 （1）“配线”工具栏的打开与关闭 “配线”工具栏打开与关闭的方法与“原理图标准”工具栏的打开方式相同，“配线”工具栏如图2-11所示。（2）功能“配线”工具栏中各个按钮的功能如表2-3所示 1）放置导线 2）放置总线 3）放置总线入口 4）放置元件 图2-15

5、“放置元件”对话框 图2-16 放置三极管5）放置端口 在设计电路原理图时，两个电路之间可以通过导线连接，也可以通过放置输入输出端口进行连接。端口同样也能实现电路的电气连接，具有相同名称的输入输出端口是电气连接的。端口主要用于绘制层次原理图。单击 按钮，激活放置端口按钮，第一次单击确定端口的起始位置，第二次单击确定端口的终止位置。放置端口如图2-17所示。图2-17 放置端口3. “实用工具”工具栏 （1）“实用工具”工具栏的打开与关闭 “实用工具”工具栏打开与关闭的方法与“原理图标准”工具栏的打开方式相同，“实用工具”工具栏如图2-18所示。图2-18 “实用工具”工具栏（2）功能。 表2-

6、4 “实用工具”工具栏中按钮功能 1）实用工具按钮 单击 按钮，弹出下拉菜单，如图2-19所示。在菜单中有放置直线、多边形、文本字符串、文本框、图形等。例如，放置矩形，放置文本框，如图2-20所示。图2-19 实用工具子菜单 图2-20 矩形和文本框 2）校准工具按钮 单击 按钮，弹出下拉菜单，如图2-21所示。在菜单中可以对选中的对象进行排列图2-21 校准工具子菜单 3）电源按钮 单击 按钮，弹出电源下拉菜单，如图2-22所示。在其中可以选择所需要菜单，如放置GND端口、VCC电源端口、+12V电源端口，如图2-23所示。图2-22 电源子菜单 图2-23 GND端口、VCC端口、+12V

7、电源端口v 4）数字式设备按钮 单击 按钮，会弹出下拉菜单，如图2-24所示。其中有电阻、电容、译码器、触发器等。如放置4K7电阻、10F电容、六反相器、3线-8线译码器，如图2-25所示图2-24 数字式设备子菜单 图2-25 电阻、电容、六反相器、3线-8线译码器 5）仿真电源按钮 单击 按钮，会弹出有多种仿真电源的菜单，如图2-26所示。如放置10KHZ方波、+5V直流电源、100KHZ正弦波，如图2-27所示。图2-26 仿真电源子菜单 图2-27 方波、直流电源、正弦波 4. “导航”工具栏 “导航”工具栏打开与关闭的方法与“原理图标准”工具栏的打开方式相同，“导航”工具栏如图2-2

8、8所示。例如，要打开“555非稳态多谐振荡器电路原理图”，只要在导航工具栏中输入此电路原理图的存放地址，即打开需要的电路原理图。图2-28 导航工具栏2.1.3 设置图纸大小及版式设置图纸大小及版式 1. 设置图纸大小 （1）打开图纸设置对话框。图2-29 打开“文档选项”对话框图2-30 “文档选项”对话框 （2）图纸大小的设置 如果用户要将图纸大小更改为“A4”图纸，通过“文档选项”对话框中的“标准风格”栏来进行设置，单击下拉按钮启动该项，选中“A4”选项，单击 ，如图2-32所示。图2-32 “标准风格”对话框 2. 图纸的放大与缩小 电路设计人员在设计过程中，需要经常查看电路原理图的某

9、个局部，这就要求原理图可以任意的改变大小以适应设计人员的需求。Protel DXP 2004提供了2种方法来实现图纸的放大与缩小 （1）使用菜单来实现图纸的放大与缩小 单击“查看”，弹出如图2-34所示的菜单，通过这些菜单可以实现图纸的放大与缩小图2-34 菜单实现图纸的放大与缩小 （2）使用键盘实现图纸的放大与缩小 ：放大图纸。 ：缩小图纸。 ：上移图纸。 ：下移图纸。 ：左移图纸。 ：右移图纸。 提示：按住键盘的键，再转动鼠标中间的滑轮，可以实现图纸的放大与缩小。3. 设置图纸版式 （1）设置图纸方向（2）设置图纸标题栏图2-35 图纸“方向”对话框图2-36 Standard标准型图纸标

10、题栏 （3）设置图纸边框、颜色 在图2-30所示的“文档选项”对话框中，还有一些选项可以用来设置图纸的边框、边框颜色、图纸底色的，现介绍如下： “显示参考区”复选框：选中该复选框将在图纸上显示参考图纸边框的区域。 “显示边界”复选框：选中该复选框，将在图纸上显示参考边框。 “显示模板图形”复选框：选中该复选框，将显示图纸模板图形，这对于一些通用的设计图纸而言是简单方便的。 “边缘色”复选框：设置图纸的边框颜色。单击右边的色块可以选择不同的边框颜色，如图2-38所示的选择颜色对话框。该对话框中有三个选项卡：基本、标准、自定义。2.1.4 设置系统字体设置系统字体图2-39 “字体”对话框2.1.

11、5 设置工作环境设置工作环境 1. 设置网格形状和颜色 Protel DXP 2004中提供了两种不同形状的网格，分别是线状网格（Line Grid）（如图2-40所示）和点状网格（Dot Grid）（如图2-41所示）。图2-40 线状网格 图2-41 点状网格 设置线状网格和点状网格的步骤如下： 1）单击“工具”“原理图优先设定”。如图2-42所示。图2-42 打开“优先设定”对话框 2）弹出“优先设定”对话框，如图2-43所示。图2-43 “优先设定”对话框2. 格点设置 （1） “网格”区域设置选项区域图2-45 “单位”选项卡 （2） “电气网格”区域设置选项区域 “电气网格”选项区

12、域其设有“有效”复选框和“网格范围”文本框用于设置电气节点。 如果选中“有效”复选框，在绘制导线时，系统会以“网格范围”文本框中设置的数值为半径，以游标所在位置为中心，向周围搜索电气节点，如果在搜索半径内有电气节点，游标会自动移到该节点上。如果未选中“有效”复选框 ，则不能自动搜索电气节点。2.1.6 填写图纸设计信息填写图纸设计信息图2-46 “参数”选项卡2.2 电路原理图的设计电路原理图的设计 2.2.1 新建项目和电路原理图新建项目和电路原理图 1. 新建项目图2-48 建立PCB项目菜单图2-49 创建PCB项目图2-50 保存对话框 2. 新建电路原理图 1）单击“文件”“创建”“

13、原理图”，系统将创建如图2-51所示的原理图文件，文件名是Sheet1.SchDoc。图2-51 创建原理图文件 2）单击“文件”“保存”/“另存为”，将原理图命名为Sheet1.SchDoc，如图2-52所示。图2-52 保存原理图对话框 3）在一个项目中可以有几张电路原理图。如果要创建多张原理图，可以按照“文件”“创建”“原理图”方法来进行；也可以单击“Projects”面板中的“项目”按钮或者在“Projects”面板中右击项目文件，在弹出的菜单中选择“追加新文件到项目中”，就可以向项目添加新文件了。 仔细看看！2.2.2 设置电路原理图选项设置电路原理图选项建立好电路原理图后，需要对电

14、路原理图进行 相应的设置，这就要通过电路原理图选项来进行设置。图2-53 “选项”菜单2.2.3 设置工作环境设置工作环境图2-54 “优先设定”对话框1. General选项卡选择“General”选项卡，如图2-54所示，该选项卡的各项意义如下。（1）“选项”区域说明 正交方向拖动：选中该复选框，则只允许以正交的方式拖动对象。 优化导线及总线：选中该复选框，系统将优化导线和总线。 元件剪断导线：选中该复选框，则允许元件切断导线。 放置后编辑有效：选中该复选框，则允许对嵌套的对象或插入的元器件进行编辑。 CTRL+双击打开图纸：选中该复选框，按住键并双击某文件即可打开该文件。（2）“剪贴板和

15、打印时包括”区域说明 非ERC标记：选中该复选框，则在复制或剪切到的内容，或者在打印原理图时包含图纸上的No-ERC标志。 参数组：选中该复选框，则在复制或剪切到的内容，或者在打印原理图时包含包含元件的参数信息。（3）“放置时自动增量”区域说明 主增量：表示元件第一级标号自动增量数。 次增量：表示元件第二级标号自动增量数。（4）“字母/数字后缀”区域说明由于有些元件是由多个部件构成的，因此需要此区域。 字母：选中该复选框，则元件的部件的后缀号将以字母来编号。 数字：选中该复选框，则元件的部件的后缀号将以数字来编号。（5）“引脚间距”区域说明 名称：用来设置元件引脚名到元件边界的距离。 编号：用

16、来设置元件引脚编号到元件边界的距离。（6） “默认电源元件名”区域说明设置原理图中接地线的名称， 默认电源地为GND，信号地为SGND，绝缘接地为EARTH。（7）“用于过滤和选择的文档范围”区域说明在右边的下拉列表中 有两个选项： Current Document：当前打开的文件。 Open Document：所有打开的文件。 （8）“默认空白图纸尺寸”区域说明用来选择图纸的尺寸，有A4、A3、A2、A、B、C、D等。（9）“默认”区域说明模板：用来设置默认的模板文件，单击 可以浏览选择模板文件；单击 可以清除已经选择的模板文件。如果不需要模板文件，则文本框中显示no default tem

17、plate file（无模板文件）。 2. Graphical Editing选项卡 选择“Graphical Editing”选项卡，如图2-55所示，该选项卡的各项意义如下。图2-55 “Graphical Editing”选项卡1）“选项”区域说明 剪贴板参考：选中该复选框，则在复制或剪贴操作时，自动以光标所在位置为粘贴的操作点。 加模板到剪贴板：选中该复选框，在执行复制或剪切命令时，系统将会把模板文件添加到剪贴板中，用来保证原理图编辑环境的一致性。 转换特殊字符串：将原理图中某些特殊字符串转换为其所代表的内容。 对象的中心：选中该复选框，则通过对象的中心来移动对象。 对象的电气热点：光

18、标在移动时是否自动滑动到原理图的电气连接点，并以放大的黑点显示。 自动缩放：设置自动缩放比例功能是否生效。 单一表示负：设置在定义引脚名或网络名时，用“”表示低电平信号时的方式；否则每个字母后必须跟一个“”。选中后，则一个名称后只需要用一个“”。 双击运行检查器：选中复选框，则在原理图上双击一个对象时，打开检查器面板。 单击清除选择对象：选中复选框，则在绘制电路图时，可以通过在空白处单击鼠标来取消选择。（2）“自动摇景选项”区域说明 风格：设置移动原理图的类型。auto pan off：禁止自动滚屏方式。auto pan fixed jump：固定间距的自动移动。auto pan recent

19、er：自动以光标位置为中心移屏。 速度：拖动右边的滑块，可以用来设置移动原理图的速度。 步长：设置固定步长。 shift步长：设置加速移动时的固定步长。（3）“取消/重做”区域说明栈尺寸：用于设置撤销与恢复操作深度，数值越大可恢复的操作越多，同时占用的内存越大。（4）“颜色选项”区域说明设置编辑过程中被选中对象所呈现的特殊色彩及可见栅格的颜色。（5）“光标类型”区域说明光标类型下拉 列表中，这里有4种类型可供选择：large cursor90, small cursor 90, small cursor 45, tiny cursor 45。如图2-56所示。 这三个属于“风格” 列表！a）

20、large cursor90 b） small cursor 90图2-56 光标类型c） small cursor 45 d） tiny cursor 453. Default Units选项卡图2-57 “Default Units”选项卡4. Default Primitives选项卡图2-58 “Default Primitives”选项卡5. Orcad（tm）选项卡图2-60 “Orcad（tm）”选项卡 （1）“复制封装From/To”区域说明.（2） “Orcad端口”区域说明 用来设置Orcad文件与Protel DXP的接口形式。图2-61 “复制封装From/To”区域2

21、.2.4 加载元件库加载元件库 （1）打开追加/删除元件库对话框 完成该步骤有两种方式： 单击“设计”“追加/删除元件库”，如图2-62所示，将弹出如图2-63所示的“可用元件库”对话框。图2-62 打开“可用元件库”对话框图2-63 “可用元件库”对话框 单击“设计”“浏览元件库”，将弹出如图2-64所示的“元件库”面板，或者直接单击原理图标准工具栏的“浏览元件库”的图标，也可以打开如图2-64所示的“元件库”面板，然后在面板的左上角单击 ，将会弹出如图2-63所示的对话框。图2-64 “元件库”对话框 （2）加载元件库图2-65 “打开”库文件对话框 （3）删除已添加的的元件库 要删除已经

22、添加的元件库，只要在图2-63所示的“可用元件库”对话框中选中该元件库，在单击 即可。 提示：Protel DXP 2004中含有非常丰富的元件库文件，在使用中，没有必要都加载，这样会占用过多的系统资源，降低执行速度。2.2.5 在原理图上放置元件在原理图上放置元件 1. 通过菜单放置元件 （1）单击“放置”“元件”，将弹出“放置元件”对话框，如图2-67所示。图2-67 “放置元件”对话框 （2）如果知道所用元件在元件库中的标识，可以直接在“库参考”栏中填入，单击 即可。图2-68 “浏览元件库”对话框 （3）将光标移到原理图工作区，可以看到十字光标和元件，如图2-69所示，移动到适当的位置

23、，单击就把该元件放到了原理图中了；右击或者按键就退出放置元件。图2-69 放置元件 2. 通过“元件库”面板放置元件 （1）打开如图2-64所示的“元件库”面板。 （2）选择元件所在的元件库。 （3）在库文件的元件列表中选择所需的元件，如图2-70所示。 （4）把光标移动到原理图工作区，放置元件就可以了。3. 编辑元件属性图2-71 “元件属性”对话框 1）“属性”区域的说明 标识符：元件序号。元件右侧的“可视”复选框默认状态为选中，此时输入的元件标识将会在原理图中显示；否则标识不显示。 注释：元件的相关信息。如果元件右侧的“可视”复选框为选中状态，则元件注释将显示在原理图中；否则不显示。 库

24、参考：元件在元件库中的型号，单击 按钮可以打开“浏览元件库”面板，从中选择元件库。 库：元件所在的元件库名称。 描述：对元件的描述。 唯一ID：元件的唯一编号，系统随机设置，不需更改。 类型：选择元件的类型，从下拉列表中选取。 （2）“子设计项目链接”区域 说明 该区域中 可以输入一个连接到当前原理图元件的子设计项目文件。子设计项目可以是一个可编程的逻辑元件，或者是一张子原理图。 （3）“图形”区域说明 位置X和Y：元件在原理图中的X坐标和Y坐标。 方向：元件的旋转角度。“被镜像的”复选框，选中则变为对称方向的，即水平对调或者垂直对调。 模式：在该下拉列表框中可以选择元件的替代视图。如果该元件

25、具有替代视图，则会显示该下拉列表框有效。 显示图纸上全部引脚（即使是隐藏）：是否显示元件的隐藏引脚，包括隐藏的。 局部颜色：元件颜色设置。 锁定引脚：选中该复选框，可以锁定元件的引脚，此时引脚无法单独移动，否则引脚可以单独移动。 是否显示元件的隐藏引脚，包括隐藏的。（4）“Parameters for”列表栏说明该列表栏包括一些与元件特性相关的参数，用户可以添加新的参数和规则。如果选中了某个参数的复选框，则会在图形上显示该参数的值。有如下几项： LatestRevisionDate：最近的修订时间。 LatestRevisionNote：最近的修订版本。 Published：元件的发布日期。

26、Publisher：元件的发行组织。 （5）“Models for”列表说明“Models for”列表显示了元件的封装类型、仿真模型，用户也可以添加新的模型。对于不同的元件会显示不同的模型，有的元件可能不存在仿真模型，但是一般都有元件的PCB封装形式，这是制作印刷电路板必须有的。提示：元件的序号和元件型号除了可以在图2-71中修改外，还可以直接双击原理图上的元件的序号和型号，进行直接修改。 2.2.6 元件布局调整元件布局调整 1. 元件的选取 鼠标直接选取 工具栏选取图2-72 选中元件 菜单选取图2-73 选择菜单2. 元件的删除 删除元件有两种方法： 选中欲删除的元件，直接按键盘上的键

27、，即可删除元件。 用菜单栏删除，选中欲删除的元件，单击“编辑”“删除”，就完成删除了 3. 元件的移动 移动元件有两种方法： （1）用鼠标直接拖动：首先用鼠标单击选中想要移动的元件，然后按住鼠标左键不动，光标变为十字形，拖动元件到合适的位置，松开鼠标左键，即完成元件的移动 （2）菜单移动：单击“编辑”“移动”选项，如图2-74所示，选择相关子菜单选项即可，相关选项说明如下。图2-74 移动子菜单4. 元件的旋转 当需要旋转某个元件时，首先用鼠标选中该元件，然后右击元件，在弹出的快捷菜单中单击“属性”，弹出“元件属性”对话框，在方向下拉菜单中设定旋转的角度。如图2-75所示。 图2-75 “图形

28、”对话框2.2.7 放置电气节点和连接线路放置电气节点和连接线路 1. 以连接电容C1两脚与MAX232AEJE第1、3脚的为例绘制导线 1）激活绘制导线命令。完成此步骤有两种方法。 单击“配线”工具栏中的 按钮。 单击“放置”“导线”。 2）画导线。激活绘制导线命令后，光标变成了十字形。把十字形光标放在C1的引脚上，把光标移动到合适的位置时，一个红色的星形连接标志出现在光游标处，这表明光标在一个电气连接点上，如图2-76所示。 不通！ 按钮一律用专用抓图软件抓，插入正文后，缩小到如文字大小，然后下降3磅！ 3）单击一下，移动鼠标会看到一根导线从这一电气连接点处沿鼠标的方向移动。如果需要转折，

29、在转折处单击，每转折一次都需要单击一次。 4）移动鼠标到MAX232AEJE第1脚，当移动到LM2576第1脚时，光标又变成红色的米形连接标志，单击完成 连接。 5）这时光标仍然是十字形，表明仍是处于画线模式，可以继续画完所有的连接线。绘制结果如图2-77所示。 ？v图2-77 绘制导线实例6）设置导线属性。在电路原理图上双击需要设置属性的导线，将弹出如图2-78所示的“导线”属性对话框，在此对话框中设置导线的颜色、宽度相关属性图2-78 “导线”属性对话框2. 放置网络标签 1）激活放置网络标签命令。有两种方法。 单击“配线”工具栏中的 按钮。 单击“放置”“网路标签”。 2）放置网络标签。

30、激活放置网络标签命令后，光标变为十字形并带有Netlabel。把指针移到MAX232AEJE第4脚处，光标又变成红色的米形标志，单击即可放置网络标签，如图2-79所示。图2-79 放置网络标签3）这时光标仍然是十字形，表明仍是处于放置网络标签模式，可以继续放置。4）全部放置完成后，右击退出。5）设置网络标签属性。双击网络标签，打开“网络标签”对话框，在“网络”后的对话框填入C2+。如图2-80所示。在其中还可以修改网络标签的名称、颜色、位置、方向参数。如图2-81所示。图2-80 网络标签放置实例图2-81 “网络标签”属性对话框 3. 放置节点 Protel DXP 2004默认在T型节点处

31、自动设置节点，但在有些情况下，却需要手动放置节点，像十字交叉的情况，系统就不会自动放置节点。 下面就在电路原理图中放置节点。 1）激活放置节点命令。单击“放置”“手工放置节点”。 2）放置节点。激活放置节点命令后，光标变为十字形并带有节点符号，把指针移到十字交叉处，单击即可放置 节点。如图2-82所示 ？ 图2-82 节点的放置 3）这时光标仍然是十字形，表明仍是处于放置节点模式，可以继续放置。 4）全部放置完成后，右击退出。 5）设置节点属性。双击节点，打开“节点”对话框，在其中可以修改节点的各项参数。如图2-83所示。 2.2.8 放置电源和接地元件放置电源和接地元件 在一张电路原理图上，

32、电源和接地符号是必不可少的。Protel DXP 2004提供了各种电源和接地符号，如图2-84所示。图2-84 各种电源和接地符号 1）激活放置电源和接地符号命令。有种3方法。 单击“配线”工具栏上的 按钮。 单击“放置”电源端口”。 单击“实用工具”栏上的 按钮。 （2）放置电源和接地符号。激活放置电源和接地符号命令后，光标变为十字形，并带有电源或者接地符号，把光标移动到需要的位置，单击即可，如图2-85所示图2-85 放置电源和接地符号（3）设置电源和接地符号属性。在电路原理图上双击电源和接地符号，即打开属性对话框。如图2-86所示。在其中可以设置各种参数。图2-86 “电源端口”对话框

33、2.3 实例讲解实例讲解基于基于LM2576的单片的单片机系统供电电源电路的电路原理图机系统供电电源电路的电路原理图设计设计 前面已经介绍了Protel DXP 2004电路原理图设计的基本知识，本节将以基于LM2576的单片机系统供电电源电路的电路原理图（如图2- 87所示）为例，用实例详细介绍设计电路原理图的方法。 ？图2-87 单片机系统供电电源电路原理图 1. 新建项目 1）单击“文件”“创建”“项目”“PCB项目”，将建立一个项目文件，系统将弹出项目管理面板。 2）单击“文件”“保存项目”，或者用鼠标右击项目管理面板中刚生成的项目，将弹出如图2-88所示的保存窗口，在窗口中进行必要的设置，单击“保存”按钮即可。图2-88 保存对话框 2. 新建电路原理图 1）单击“文件”“创建”“原理图”，系统将创建如图2-51所示的原理图文件，文件名是Sheet1.SchDoc。 2）单击“文件”“保存”/“另存为”，将原理图命名为单片机系统供电电源.SchDoc，如图2-89所示。图2-89 保存原理图文件 3. 加载元件库 1）单击“