第二章设计电路原理图

1、第二章 设计电路原理图知识重点电路设计的概念原理图环境设置原理图连接工具2.1 电路设计的概念 概括地说，整个电路板的设计过程先是编辑电路原理图，接着用电路信号仿真进行验证调整，然后进行布板，再人工布线或根据网络表进行自动布线。前面谈到的这些内容都是设计中最基本的步骤。除了这些，用户还可以用Protel 99 SE的其他服务器，如创建、编辑元件库和零件封装库等。2.2 原理图图纸设置 1设置图纸大小设置图纸大小 执行“Design”“Options”菜单命令，或在编辑窗口内单击鼠标右键，在弹出的右键快捷菜单中选择“Document Options”菜单命令，系统将会打开一个“Document

2、Options”属性对话框，如图所示。2设置图纸方向图纸方向通过“Orientation（方向）”右侧的继按钮设置，可以设置为水平方向（Landscape）即横向，也可以设置为垂直方向即纵向（Portrait），如图所示。一般在绘制及显示时设为横向，在打印输出时可根据需要设为横向或纵向。3设置图纸标题栏图纸标题栏（明细表）是对设计图纸的附加说明，可以在此栏目中对图纸做简单的描述，也可以作为日后图纸标准化时的信息。在Protel 99 SE中提供了两种预先定义好的标题栏格式：Standard（标准格式）和ANSI（美国国家标准格式）。选中“Title Block”复选框，即可进行格式设计，相应的

3、图纸编号功能被激活，可以对图纸编号，如图所示。 4设置显示参考边框设置显示参考边框在“Document Options”对话框中，单击“Show References Zones”选项前的复选框可以设置是否显示参考坐标。选中该复选框表示显示参考坐标，否则不显示参考坐标。一般情况下应该选择显示参考坐标。5设置图纸边框设置图纸边框在“Document Options”对话框中，单击“Show Border”选项前的复选框可以设置是否显示边框。选中该复选框表示显示边框，否则不显示边框。6设置显示模板图形设置显示模板图形在“Document Options”对话框中，单击“Show Template

4、Graphics”选项前的复选框可以设置是否显示模板图形。选中该复选框表示显示模板图形，否则不显示模板图形。所谓显示模板图形就是显示模板内的文字、图形、专用字符串等，例如自己定义的标志区块或者公司标志。7设置边框颜色设置边框颜色在“Document Options”对话框中，单击“Border Color”选项中的颜色显示框。在弹出的颜色选择对话框中选择边框的颜色，如图所示。8设置图纸颜色在“Document Options”对话框中，单击“Sheet Color”选项中的颜色显示框。在弹出的颜色选择对话框中选择边框的颜色。9设置图纸格点在Protel 99 SE中提供了3种网格：Visibl

5、e（可视网格）、Snap（捕获网格）和Electrical Grid（电气网格）。 10设置图纸上的字体图纸字体的设置可以通过 “Document Options”对话框中的按钮进行。11自定义图纸用户除了选择标准图纸格式外，还可以自定义图纸格式。12设置文件信息对话框“Organization”：设置公司或单位名称。“Address”设置地址。“Sheet”：原理图编号。可设置本张原理图的编号和本项目电路的数量。“Document”：文件的其他信息。 2.3 原理图工作环境设置 执行“Tools”“Preferences”菜单命令，或者在编辑窗口内单击鼠标右键，在弹出的右键快捷菜单中执行“P

6、references”命令，将会打开原理图优先设定对话框。2.3.1 设置原理图环境参数电路原理图的常规环境参数设置通过“Schematic”标签页来实现，如图所示。 2.3.2 设置图形编辑的环境参数图形编辑的环境参数设置通过“Graphical Editing”标签页来完成，如图所示，主要用来设置与绘图有关的一些参数。2.3.3 电路板物理边框的设置“Default Primitives”标签页用来设定原理图编辑时常用图元的原始默认值，如图所示。这样，在执行各种操作时，如图形绘制、元器件插入等，就会以所设置的原始默认值为基准进行操作，简化了编辑过程。2.4 元件的电气连接 2.4.1 用导

7、线连接元件 单击“Place”“Wire”菜单命令，或单击工具栏中的按钮，也可以按下快捷键操作P+W，这时鼠标变成十字形状，如图所示。 2.4.2 总线的绘制单击“Place”“Bus”菜单命令，或单击工具栏中的按钮，也可以按下快捷键操作P+B，这时鼠标变成十字形状。将鼠标移动到想要放置总线的起点位置，单击鼠标确定总线的起点。然后拖动鼠标，单击确定多个固定点和终点，如图所示。总线的绘制不必与元件的管脚相连，它只是为了方便接下来对总线分支线的绘制而设定的 2.4.3 绘制总线分支线单击“Place”“Bus Entry”菜单命令，或单击工具栏中的按钮，也可以按下快捷键操作P+U，这时鼠标变成十字

8、形状。在导线与总线之间单击鼠标，即可放置一段总线分支线。同时在该命令状态下，按空格键可以调整总线分支线的方向，如图所示。 2.4.4 放置电气节点单击“Place”“Manual Junction”菜单命令，也可以按下快捷键操作P+J，这时鼠标变成十字形状，并带有一个电气节点符号。2）移动光标到需要放置电气节点的地方，单击鼠标左键即可完成放置，如图所示。此时鼠标仍处于放置电气节点的状态，重复操作即可放置其他的节点。2.4.5 放置电源符号单击“Place”“Power Port”菜单命令，或单击工具栏中的按钮，也可以按下快捷键操作P+O，这时鼠标变成十字形状，并带有一个电源符号。移动光标到需要

9、放置电源或接地的地方，单击鼠标左键即可完成放置，如图所示。此时鼠标仍处于放置电源的状态，重复操作即可放置其他的电源符号。2.4.6 放置网络标签单击“Place”“Net Label”菜单命令，或单击工具栏中的按钮，也可以按下快捷键操作P+N，这时鼠标变成十字形状，并带有一个初始标号“NetLabel1”。移动光标到需要放置网络标签的导线上，单击鼠标左键即可完成放置，如图所示。此时鼠标仍处于放置网络标签的状态，重复操作即可放置其他的网络标签。单击鼠标右键或者按下“Esc”键便可退出操作。2.4.7 放置输入/输出端口单击“Place”“Port”菜单命令，或单击工具栏中的按钮，或按下快捷键操作

10、P+R，这时鼠标变成十字形状，并带有一个输入输出端口符号。移动光标到需要放置输入输出端口的元器件引脚末端或导线上，单击鼠标左键确定端口的一端位置。然后拖动鼠标使端口的大小合适，再次单击鼠标确定端口的另一端位置，即可完成输入输出端口的一次放置，如图所示。此时鼠标仍处于放置输入输出端口的状态，重复操作即可放置其他的输入输出端口。2.4.8 放置忽略ERC测试点单击“Place”“Directives” “No ERC”菜单命令，或单击工具栏中的按钮，也可以按下快捷键操作P+I+N，这时鼠标变成十字形状，并带有一个红色的小叉（忽略ERC测试符号）。移动光标到需要放置忽略ERC测试点的位置处，单击鼠标

11、左键即可完成放置，如图所示。此时鼠标仍处于放置忽略ERC测试点的状态，重复操作即可放置其他的忽略ERC测试点。单击鼠标右键或者按下“Esc”键便可退出操作。2.4.9 放置PCB布线指示单击“Place”“Directives” “PCB Layout”菜单命令，也可以按下快捷键操作P+I+P，这时鼠标变成十字形状，并带有一个PCB布线指示符号。 移动光标到需要放置PCB布线指示的位置处，单击鼠标左键即可完成放置，如图所示。此时鼠标仍处于放置PCB布线指示的状态，重复操作即可放置其他的PCB布线指示符号。单击鼠标右键或者按下“Esc”键便可退出操作。2.5 操作实例 2.5.1 A/D转换电路

12、设计目前绝大多数的电子应用设计脱离不了使用单片机系统。下面我们使用Protel 99 SE来绘制一个如图所示的A/D转换电路组成原理图。 单击“开始”“Protel 99 SE” “Protel 99 SE”菜单命令，启动Protel 99 SE程序。 执行“Files”“New”菜单命令，在弹出的工程文件创建对话框中，选择合适的路径和文件名（如MyDesign.ddb）建立自己的Protel 99 SE工程文件， Protel 99 SE在工作区打开工程文件，并在工程文件中创建一个空的“Document”文件夹。双击该文件夹，打开文件夹。 执行“Files”“New”菜单命令，在打开的文件选

13、择对话框中选择创建“Schematic Document”文件.在编辑窗口内单击鼠标右键，在右键快捷菜单中选择“Document Options”命令，系统弹出“Document Options”对话框，进行图纸参数设置。 在项目管理窗口选择“Browse Sch”栏，在“Browse Sch”栏中选择“Libraries”管理，加载原理图设计时包含所需元件符号的原理图库文件.在元件库中选择所需的元件，在图纸上大致确定大元件的位置，做好原理图的布局，如图所示。使用“Wiring Tools”和“Drawing Tools”工具，在图纸上逐步绘制元件（Part）、电气连接（Wire）、网络标号（

14、Net Label）、电源和接地端子（PowerPort）等原理图元素。最终可以得到一个完整电路原理图。保存原理图。 选择“File”“Save”菜单命令或者单击菜单栏中的保存按钮，将设计的原理图保存在工程文件中。2.5.2 音乐闪光灯电路设计本实例将设计一个音乐闪光灯，它采用干电池供电，可驱动发光管闪烁发光，同时扬声器还可以播放芯片中存储的电子音乐。 单击“开始”“Protel 99 SE” “Protel 99 SE”菜单命令，或者双击桌面上的快捷方式图标，启动Protel 99 SE程序。 执行“Files”“New”菜单命令，在弹出的工程文件创建对话框中，选择合适的路径和文件名（如My

15、Design.ddb）建立自己的Protel 99 SE工程文件。 Protel 99 SE在工作区打开工程文件，并在工程文件中创建一个空的“Document”文件夹，双击该文件夹，打开文件夹,如下图所示。 执行“Files”“New”菜单命令，在打开的文件选择对话框中选择创建“Schematic Document”文件，双击该文件，即可进入原理图的编辑环境。加载元件库 在项目管理窗口选择“Browse Sch”栏，在“Browse Sch”栏中选择“Libraries”管理，单击“Browse”按钮，用来加载原理图设计时包含所需元件符号的原理图库文件 。放置元件元件布局 元件布线 编辑元件属

16、性 放置电源符号和接地符号。保存原理图。 选择“File”“Save”菜单命令或者单击菜单栏中的保存按钮，将设计的原理图保存在工程文件中。 音频信号通过麦克风之后传送给运算放大器，运算放大器再将音频信号放大后控制NE555P的振荡频率在一定的范围内变化。通过改变R3、R4和C2的参数，就可以控制输出频率的变化范围。2.5.3 声控变频器电路设计1）建立工作环境。启动Protel 99 SE程序。 建立自己的Protel 99 SE工程文件。 将新建的原理图文件名修改为为“变频声控器.Sch”。双击该文件，即可进入原理图的编辑环境。如图所示。 在编辑窗口内单击鼠标右键，在右键快捷菜单中选择“Do

17、cument Options”命令，系统弹出如图所示的“Document Options”对话框，进行图纸参数设置。 绘制标题栏 在右下角绘制出一个标题栏的边框，选择 “View”“Visible Grid”菜单命令，取消图纸 上的栅格 ，单击绘图工具栏中的按钮，添 加标题栏中其他的内容，为标题栏中的每一项 “赋值”。完成标题栏的制作 如图所示。 选择“File”“Save Copy As”菜单命令，打开“Save a copy of 音频控制器.SchDoc As”对话框，在该对话框中的“保存类型”下拉列表中选择“Advanced Schematic Template ascii(*.dot

18、)”项，可以将其定义为模版，以方便以后的引用。选择“Design”“Template”“Set Template File Name”菜单命令，使用模版。加载元件库。 原理图绘制。 编辑元件属性。 放置电源符号和接地符号。如图所示。 保存原理图。 选择“File”“Save”菜单命令或者单击菜单栏中的保存按钮，将设计的原理图保存在工程文件中。 2.5.4 开关电源电路设计本实例主要介绍原理图设计中经常遇到的一些知识点。包括查找元件及其对应元件库的载入和卸载、基本元件的编辑和原理图的布局和布线。建立工作环境 启动Protel 99 SE程序 建立自己的Protel 99 SE工程文件 加载元件库

19、 本例需加载“Miscellaneous Devices.ddb”元件库和“TI Logic Latch”元件库。查找元件。 选择执行“Tools”“Find Component”菜单命令，在文本框输入元件名“NE555N”，单击按钮，系统将在设置的搜索范围内查找元件。原理图设计。 放置元件 ，元件属性设置及元件布局 ，连接线路，连接好的电路原理图如图所示。 保存原理图。选择“File”“Save”菜单命令或者单击菜单栏中的保存按钮，将设计的原理图保存在工程文件中。2.5.5 实用门铃电路设计本例设计的是一种能发出“叮咚”声的门铃电路，它是由一块SE555D时基电路集成块和外围元件组成的。 建

20、立工作环境 启动Protel 99 SE程序 建立自己的Protel 99 SE工程文件 ，将其改为“实用门铃电路.Sch”。双击该文件，即可进入原理图的编辑环境。加载元件库。 本例需加载“Miscellaneous Devices.ddb”元件库和“TI Analog Timer.ddb”元件库。放置元件。 元件布线 。放置电源符号，如图所示 。保存原理图。选择“File”“Save”菜单命令或者单击菜单栏中的保存按钮，将设计的原理图保存在工程文件中。2.5.6 过零调功电路设计本例要设计的是一种过零调功电路，该电路适用于各种电热器具的调功。它是由电源电路、交流电过零检测电路、十进制计数器/脉冲分配器及双向可控硅等组成。其中U1A