Altium-Designer-14原理图与PCB设计第4章-层次化原理图绘制[精]

1、第4章 层次化原理图绘制 4.1 层次化原理图设计方法 4.2 不同层次原理图之间的切换 4.1 层次化原理图设计方法4.1.1 自上而下的层次原理图设计自上而下的层次原理图设计方法的思路是：先根据各个电路模块的功能，一一绘制出子原理图，然后由子原理图建立起相对应的方块电路图，最后完成项目主原理图的绘制。下面以“单片机系统例程”电路设计为例，详细介绍自上而下的层次化原理图的具体设计过程。采用层次化原理图的设计方法，将实际的总体电路按照电路模块的划分原则划分为4个模块电路：单片机最小系统电路、LCD1602显示电路、串口通信电路和电源电路。具体的绘制步骤如下：1. 建立PCB工程和主原理图文件(

2、1) 新建一个名为单片机系统例程1.PrjPcb的PCB工程。(2) 在新建的工程下面创建主原理图文件，命名为单片机系统总电路.SchDoc，并完成图纸的相关设置。2. 绘制项目主原理图(1) 执行菜单命令Place Sheet Symbol或者用鼠标左键单击Wiring工具栏中的 按钮，此时光标自动变成十字形,并带有要放置的方块图。将光标移动到适当的位置后，单击鼠标左键，确定方块电路的左上角位置。然后拖动鼠标，移动到适当的位置后，单击鼠标左键，确定方块电路的右下角位置，重复此操作再放置3个方块图，单击鼠标右键结束放置。(2) 双击需要设置属性的电路方块图(或者在绘制状态下按Tab键)，系统将

3、弹出相应的电路方块图属性编辑对话框，如图4-1所示。 在该对话框中可以设置方块图的位置、颜色、大小、边框宽度、名称和文件名等属性。 图4-1 方块图属性对话框图4-2 方块图名称对话框 图4-3 方块图对应的文件名对话框 根据上面的方法，将一个方块图的Designator文本框设置为U_LCD1602显示电路、Filename文本框设置为LCD1602显示电路.SchDoc。另外三个方块图的Designator文本框分别设置为U_单片机最小系统电路、U_串口通信电路和U_电源电路；Filename文本框分别设置为单片机最小系统电路.SchDoc、串口通信电路.SchDoc和电源电路.SchDo

4、c。设置好相应的属性，如图4-4所示。图4-4 设置好的方块图(3) 接着放置方块电路端口，方法是执行菜单命令P1ace Add sheet Entry或者用鼠标左键单击连线工具栏Wiring中按钮，此时光标变为十字形状，然后在需要放置端口的方块图上单击鼠标左键，此时光标处就带着方块电路的端口符号，在方块图内部的边框上移动，在适当的位置单击左键即完成电路端口的放置。(4) 双击需要设置属性的电路端口(或者在绘制状态下按Tab键)，系统将弹出相应的电路端口属性编辑对话框，如图4-5所示。 图4-5 方块图属性对话框电路端口属性对话框包括的主要参数如下： Fill Color：设置电路端口内部的填

5、充颜色。 Text Color：设置电路端口标注文本的颜色。 Border Color：设置电路端口边框的颜色。 Side：有Top、Left、Bottom和Right四种选项，决定电路端口在方块图中的大致方位。 Style：设置电路端口指向。其包含Left、Right、Top、Bottom、Left&Right、Top&Bottom、None(Horizoatal)、None(Vertical)选项。 Kind：设置电路端口形状。其包含Block&Triangle、Arrow、Triangle和Arrow Tail选项。 I/O Type：电路端口的电气特性。其包含Unspecified、O

6、utput、Input、Bidirectional选项。 Border Width：设置方块图的边框粗细，有Smallest、Small、Medium和Large四种线宽可供选择。 Name：电路端口名称。其应该和层次原理图的子原理图的端口名称对应。设计者可以根据设计的规划，来设置电路端口属性，主要是电路端口名称、电路端口指向和电气特性。把所有的电路端口都放在合适的位置，并一一设置好它们的属性。如图4-6所示。图4-6 设置好电路端口的方块图(5) 利用鼠标拖拽的方式来调整方块图的形状以及端口放置的位置，调整好后将电气关系上具有相连关系的端口用导线或总线连接在一起，完成了一个层次原理图的主原理

7、图，如图4-7所示。注意其中对LCD1602端口之间利用信号束来连接，因为设计者在设计规划中把LCD1602端口设计成了一个信号束。图4-7 绘制好的主原理图3. 绘制模块电路原理图(1) 根据主原理图中的方块图，把与之对应的模块电路原理图分别绘制出来，这一过程就是使用方块图来建立模块电路原理图。执行菜单命令Design Create Sheet From Symbol，此时光标变成十字形。移动鼠标到方块图U_单片机最小系统电路内部，单击鼠标左键，系统将自动生成一个新的原理图文件，名称为单片机最小系统电路.SchDoc，与方块图属性的FileNme里的设置一致，如图4-8所示。设计者可以看到，

8、在该原理图上已经自动放置好了电路端口。图4-8 由方块图建立的模块原理图(2) 采用普通电路原理图的绘制方法，完成单片机最小系统电路的绘制，如图4-9所示。具体参考3.7节的内容。(3) 重复上面两个步骤，分别完成剩余3个模块电路原理图的绘制。4个原理图的具体绘制参考3.7节的内容介绍。4. 保存工程文件和原理图文件保存工程文件和原理图文件，完成自上而下的层次化原理图设计。图4-9 单片机最小系统电路4.1.2 自下而上的层次原理图设计自下而上的层次原理图设计方法的思路是：先根据各个电路模块的功能，一一绘制出子原理图，然后由子原理图建立起相对应的方块电路图，最后完成项目主原理图的绘制。还是以“

9、单片机系统例程”电路设计为例，详细介绍自下而上的层次化原理图的具体设计过程。具体的绘制步骤如下：1. 绘制模块电路原理图打开在第三章中创建的单片机系统例程PCB工程，完成4个电路模块的原理图绘制。2. 绘制项目主原理图(1) 在单片机系统例程PCB工程中，建立一个层次原理图文件，命名为单片机系统例程总电路的原理图文件。(2) 打开原理图文件单片机系统例程总电路，执行菜单命令Design Create Sheet Symbol From Sheet or HDL，系统将弹出如图4-10所示的Choose Document to Place(选择文件放置)对话框。在该对话框中列出了同一个工程中除掉

10、当前原理图外的所有原理图文件，设计者可以选择其中的任何一个原理图来建立方块电路图。图4-10 Choose Document to Place对话框(3) 选择电源电路.SchDoc文件，单击OK按钮，系统即关闭了Choose Document to Place对话框，此时光标变成十字形且出现一个浮动的方块电路图形，随光标移动而移动。(4) 在合适的位置单击鼠标左键，即放置好电源电路.SchDoc所对应的方块电路。在该方块图中已经包含了电源电路.SchDoc中所有的I/O端口，无须自己再进行放置，如图4-11所示。图4-11 电源电路.SchDoc对应的方块图(5) 重复上述的步骤，放置所有的

11、模块电路原理图对应的方块电路。放置好4个电路方块图，并用鼠标拖拽的方式调整方块图的形状以及端口放置的位置，调整后如图4-12所示。(6) 设置方块电路图和电路端口的属性。(7) 利用电气连接工具来连接各方块电路图，完成主电路原理图的绘制，如图4-7所示。3. 保存工程文件和原理图文件保存工程文件和原理图文件，完成自下而上的层次化原理图设计。图4-12 放置好4个电路方块图4.2 不同层次原理图之间的切换1. 利用工程导航树进行切换打开之前创建的层次原理图工程，如图4-13所示。其中单片机系统例程总电路.SchDoc是主原理图文件，在前面的“-”图标表示该文件已经被展开。在主原理图文件下面就是模块原理图文件。单击工程导航树中文件名或者文件名前面的图标，可以很方便地打开相应的文件。图4-13 工程文件的导航树2. 利用切换命令1) 从方块图查看模块原理图操作步骤：(1) 打开方块图文件(主原理图)。(2) 执行菜单命令Tools Up/Down Hierarchy，或者单击主工具栏上的图标，光标变成十字形。(3) 在