电子产品设计案例教程（微课版）-基于嘉立创EDA（专业版） 课件 第12、13章 嘉立创EDA（专业版）面板设计、复用图块

第12章嘉立创EDA面板设计任务描述

本章主要内容讲解如何使用嘉立创EDA（专业版）创建面板工程，完成面板设计和生产。本章任务以图12-1为例，进行相关知识点的介绍。通过本章的学习，设计者能进行简单亚克力面板的工艺、设计、生产等知识。完成以下知识点的介绍：面板介绍面板绘制面板下单图12-1

实物图12.1面板介绍

设计完成整体PCB后，为了使作品更加美观且实用，我们会常常加一些面板作为装饰，如：外壳面板、显示窗片、触摸面板等。在日常生活中的电子产品中最常见的面板为亚克力面板和PVC薄膜面板两种。12.2创建工程

打开嘉立创EDA（专业版）客户端，在客户端首页的快速开始栏中选择新建工程，输入面板文件名称，点击“保存”即可创建工程。

在顶部菜单栏执行“文件”→“新建”→“面板”命令，完成面板工程创建，如图12-3所示。图12-3创建面板工程12.2创建工程

创建完成后可在软件的左侧面板中找到面板的工程文件，如图12-4所示。双击打开编辑界面，如图12-5所示：图12-4面板工程12.2创建工程

创建完成后可在软件的左侧面板中找到面板的工程文件，如图12-4所示。双击打开编辑界面，如图12-5所示：图12-5面板编辑界面12.3面板编辑界面介绍

顶部菜单栏：设计途中最常用的界面，包含了整个编辑器界面的所有功能集合；

左侧面板：左侧面板是工程目录，创建完成的工程都能在左侧面板中进行管理；

底部面板：底部面板是官方提供的一些开源的面板元件，在设计时可直接调用；

右侧面板：右侧面板又称属性面板，该面板主要用于整个面板图层属性、面板元件属性、图纸属性等。右侧面板在设计中使用非常频繁，所以该区域功能会较多。图12-6面板编辑器窗口说明12.3面板编辑界面介绍

面板设计区域：面板设计区域默认是一张纵向200x300mm的设计图纸，这个也是材料的打印面积，在设计面板时不要超出这个区域，如需修改更大的图纸，可以在右侧面板-图纸中将宽x高修改，如图12-7所示。设计区域边上的四个小矩形区域是用于给生产机器作为定位使用，在设计时候也不要占用，如图12-8所示。图12-7图纸修改图12-8设计区域定位点12.4面板绘制

在设计面板前，我们需要从PCB或外壳中拿取到外形文件的数据，这样才能方便准快速设计面板。

12.4.1导出/导入DXF（1）导出DXF回到PCB界面中，从顶部菜单执行“导出”→“DXF”命令，如图12-9所示。图12-9导出DXF12.4面板绘制

在属性面板中，如图12-10所示，将属性选择上，文件名称命名为“基于51单片机数字电子时钟设计”，选择层：选择顶层丝印层与板框层，透明度设置为0。选择对象：板框和线条。选择好后点击“导出DXF”按钮，弹出导出对话框，选择路径后，按“保存”按钮，即可。图12-10导出DXF属性对话框12.4面板绘制

（2）导入DXF

在面板编辑界面中，将刚导出的DXF文件导入到面板中，导入方法：顶部菜单执行“文件”→“导入”→“DXF”命令，如图12-11所示。图12-11导入DXF12.4面板绘制

选择好文件后会弹出一个确认弹窗，如图12-12所示。无需设置任何配置，按照默认配置点击“导入”按钮即可。图12-12导入DXF对话框12.4面板绘制

点击导入后，鼠标的光标会变成一个大的十字光标，十字光标的矩形框就是DXF文件的大小预览，需要点击鼠标左键才能放置在画布上，确定好的效果如图12-13所示。图12-13导入后的DXF文件12.4.2整理面板对象

（1）绘制板框

板框的大小决定与生产出来的面板面积，在导入的DXF中已经带有板框的数据了，所以我们只需将板框转换到板框层即可，无需重新绘制，如图12-14所示。图12-14板框转换12.4.2整理面板对象

（1）绘制板框

转换后需要进行板框层锁定，避免后续设计时误操作，在右侧面板-图层-板框层，点击图层旁边的小锁即可锁定，如图12-15所示。图12-15图层12.4.2整理面板对象

（2）图形整理为了能保证PCB/3D外壳板能正确无误的放入面板，需要对面板部分区域进行开槽挖孔处理。首先需要把导入的DXF图形中多余的部分删除，保留外壳边框、按键、蜂鸣器等图形。如图12-16所示图12-16删除图形12.4.2整理面板对象

（2）图形整理鼠标框选图形，由于在之前操作的时候把板框层锁定了，这时框选的时候不会选择中板框层的。点击键盘Delete或鼠标右键选择删除，如图12-16所示。删除到只剩下图12-17中的内容即可。图12-17保留的图形12.4.2整理面板对象

（3）按键开槽选中板框内的四个圆，在右侧面板-属性图层改为挖孔层，宽和高改为6MM,并命名为按键挖槽，方便后面管理修改，如图12-18所示。图12-18按键挖槽12.4.2整理面板对象

（4）蜂鸣器接口开槽为了使蜂鸣器在整体外壳装配时还能保证声音响亮，我们需要在外壳上开几个孔，保证蜂鸣器的声音能够从外壳内透出。选中蜂鸣中间的小圆，在右侧面板属性中将小圆的图层修改为挖孔层,名称命名为蜂鸣器挖槽，如图12-19所示。图12-19蜂鸣器挖孔12.4.2整理面板对象

（4）蜂鸣器接口开槽修改完成后再次点击蜂鸣器的小圆，鼠标右键-选择复制，或使用快捷键“Ctrl+C”进行复制，如图12-20所示。然后将复制好的圆形粘贴如图12-21中所示。图12-20复制圆12.4.2整理面板对象

（4）蜂鸣器接口开槽然后将复制好的圆形粘贴如图12-21中所示。图12-21粘贴12.4.2整理面板对象

（5）添加文字打印标识在右侧面板-图层中切换到打印层，然后在顶部菜单执行“放置”→“文本”命令，如图12-22所示。图12-22放置文本12.4.2整理面板对象

（5）添加文字打印标识

在弹出的对话框的文本框内输入要标识的文字，如图12-23所示。图12-22放置文本12.4.2整理面板对象

（5）添加文字打印标识修改好对应的字体大小和颜色，这个可以根据个人自定义，可无需根据教程进行，修改完成后点击“放置”按钮，并放置到对应的按键挖槽位置，如图12-24所示。图12-24文本摆放效果12.4.2整理面板对象

（6）添加图片打印标识图片与文字的添加方式基本是一致的，唯一不同的是，图片是需要提前准备好的。嘉立创EDA面板支持.JFIF*.Pjpeg*.Jpeg*.JPG*.PNG*.WEBP*.SVG*.GIF这几种格式。依旧是在打印层，在顶部菜单执行“放置”→“图片”命令，如图12-25所示。图12-25放置图片12.4.2整理面板对象

（6）添加图片打印标识选择好图片后将尺寸修改为自己需要的大小，点击“放置”按钮，将图片放置到需要放置的位置上，点一下鼠标左键即，如图12-26所示。图12-26图片放置效果12.4.2整理面板对象

（6）添加图片打印标识嘉立创EDA面板编辑器也内置了部分的开源图标，可以从底部面板-库-面板库中放置，如图12-27所示。图12-27面板库12.4.2整理面板对象

（7）图片、文字透明度调节不同透明度的图片和文字显示效果是不一样的，透明度越高，图片和文字在灯光下更显示更亮。透明度越低，显示效果越不明显。对于有着这种需求的，可在面板编辑器中对图片和文字进行透明度调节控制。12.4.2整理面板对象打印层透明度：调节打印层透明度属性可以使表面的文字透明度降低或提高，但会有一层浅白色的遮罩，建议调整时把白底设置为100%，显示效果会更好。白底透明度：该材料位于打一层底部，用于遮光控制，如果需要文字透明等，建议将这个图层设置为100%透明，详情可以查看图12-29的图层说明。图12-29图层说明12.4.32D、3D预览制作完成后的面板可以点击2D、3D预览查看，在顶部菜单执行“视图”→“2D/3D预览”命令，如图12-30所示。图12-302D/3D预览12.5面板下单制作12.5.1一键下单在顶部菜单执行“导出”→“面板制作文件”命令，如图12-31所示。图12-31导出面板制作文件12.5面板下单制作12.5.1一键下单如果使用的是全在线版本的，可以点击“面板下单”按钮，如图12-32所示。随后会跳转到嘉立创面板下单界面面，选择性打印参数即可进行下单制作，无需导出下单文件。图12-32面板下单12.5面板下单制作12.5.2导出文件下单如使用的是嘉立创EDA（专业版客户端）半离线模式和全离线模式，则需要单独导出下单文件进行下单制作。在导出面板制作文件界面，点击“导出”按钮，如图12-33所示。即可导出面板下单文件（epanm）。图12-33导出下单文件12.5面板下单制作12.5.2导出文件下单导出后打开网站立创面板打印官网：/dos/panel/print.html?f=top跟进项目需要选择下列工艺信息：定制材料：黑色半透明亚克力；打印方式：底面；材料厚度：1MM；材料尺寸：200*300；定制数量：默认即可；3MM背胶：需要背胶；遮光强度：常规；注：改工艺信息仅适合本章使用，个人其他项目请根据个人需要填写。选择完成制作工艺信息后，点击上传文件，最后再点击下单即可完成面板的制作。本章小结

本章主要介绍了如何使用嘉立创EDA绘制进行面板绘制，从面板介绍、工程创建、导出/导入DXF、绘制板框、添加打印文字及一键下单制作等内容，读者经过该章内容的学习，能制作满意的面板。习题P277习题12再见！第13章复用图块任务描述

常规原理图设计是将整个原理图绘制在一张原理图纸上，这种设计方法对小规模，简单的电路图的较为适合。当设计大规模，复杂的电路图时，整个原理图绘制在一张图纸上，就会使图纸尺寸变得很大，内容紧凑，可读性差，不利于电路的分析。嘉立创EDA（专业版）支持复用图块（层次原理图设计）功能，此时可以采用复用图块（层次原理图设计）来简化电路，使电路的各个功能部分更加清晰，增强电路图的可读性。51单片机开发板电路的复用图块（层次原理图设计）51单片机开发板电路的PCB设计13.1复用图块介绍复用图块分为顶层图块符号和底层复用工程两个部分，顶层图块符号，类型流程图，而底层复用工程是实际的模块电路图。即一个顶层图块符号对应一个底层复用工程。顶层图块符号页不能放置元器件，需通过放置引脚来与底层原理图相连接；底层原理图通过网络端口生成顶层图块符号的引脚。底层网络端口与顶层图块符号引脚相对应，且必须同名，在电气上是相互连接的。13.1复用图块介绍

复用图块设计方法可以分为两种：自顶向下和自底向上设计方法。自顶向下的设计方法是先设计顶层图块符号，再根据顶层图块符号生成底层原理图端口。自底向上的设计方法是先在底层原理图中设计电路以及规划端口，再生成一个顶层图块符号。13.2新建复用图块

在顶部菜单栏执行“文件”→“新建”→“复用图块”命令，弹出“新建复用图块”窗口，填写复用图块的名称，管理分类，描述等信息，点击“保存”按钮，完成创建,如图13-3所示。图13-3新建复用图块信息13.2新建复用图块单击“保存”按钮后，系统会自动生成一个复用工程，底层原理图与顶层图块符号相互关联，如图13-4所示。在复用工程的原理图页上进行底层原理图绘制，使用顶层图块进行复用。图13-4复用工程与图块符号13.351单片机开发板的复用图块（层次原理图设计）从功能上可以将51单片机开发板电路板分为单片机模块、混合电路模块、计时器模块、接口模块、数码管显示模块和USB转串口模块6部分。下面使用复用图块来设计实现51单片机开发板电路图的绘制。图13-551单片机开发板电路原理图（图纸尺寸A3）13.351单片机开发板的复用图块（层次原理图设计）通过51单片机开发板为实例，如图13-5所示，介绍使用嘉立创（专业版）进行复用图块设计的方法。虽然电路不是特别复杂，不使用复用图块设计也可以完成PCB板的设计，但还是以它为例，来介绍复用图块设计的方法。图13-551单片机开发板电路原理图（图纸尺寸A3）13.3.1自顶向下的复用图块设计

（1）新建工程在顶部菜单栏执行“文件”→“新建”→“工程”命令，弹出“新建工程”窗口，填写工程名称等信息，点击“保存”按钮，完成创建，工程列表详情如图13-8所示。图13-8工程列表13.3.1自顶向下的复用图块设计

（1）新建工程在51单片机开发板工程下原理图页使用复用图块设计，类似系统框图的形式进行绘制。将Schematic1命名修改为系统框图，P1图页修改为SCH_BlockDiagram，PCB1修改为51单片机开发板，如图13-9所示。图13-9修改工程列表信息13.3.1自顶向下的复用图块设计

（2）工程绘制在SCH_BlockDiagram图页里面，绘制单片机模块、混合电路模块、计时器模块、接口电路模块、数码管显示模块和USB转串口模块6部分的复用图块。在顶部菜单执行“放置”→“复用图块”命令，绘制一个方块图，单击鼠标左键会弹出“新建复用图块”窗口，在此窗口中填写复用图块的名称描述等信息，点击“保存”按钮，完成复用图块的新建与放置，如图13-12所示。图13-12单片机模块复用图块13.3.1自顶向下的复用图块设计这种方法创建的复用图块只存在当前工程库中，而上文点击文件创建的复用图块存在于个人库中，在不同的工程需要复用时，可在底部菜单栏里选择放置即可,如图13-13所示。图13-13使用底部菜单栏放置复用图块13.3.1自顶向下的复用图块设计选中单片机模块，右键点击展开，会自动跳转到单片机模块的底层原理图页面中，在此图页绘制实际的单片机模块电路。点击编辑图块符号，会自动跳转到顶层图块符号编辑页中，在此页面中可以修改图块的形状样式，与元器件的符号编辑页相似，不能放置元器件，只能放置引脚，如图13-14所示。图13-14复用图块右键信息菜单栏13.3.1自顶向下的复用图块设计单片机模块底层原理图页，如图13-15所示，顶层图块符号编辑页，如图13-16所示。图13-15单片机模块底层原理图页图13-16单片机模块顶层图块符号编辑页13.3.1自顶向下的复用图块设计1）自顶向下的复用图块设计这里用户使用自顶向下的复用图块设计方法来绘制USB转串口模块，根据图13-551单片机开发板原理图所示，可以发现CH340C与单片机的P30/P31引脚相连接，所以在图块符号中放置P30/P31引脚和VCC/GND引脚，放置USBtoTTL字符注释,如图13-17所示。图13-17USB转串口模块顶层图块符号绘制13.3.1自顶向下的复用图块设计1）自顶向下的复用图块设计完成顶层图块符号绘制保存后，在顶部菜单执行“设计”→“生成/更新图块原理图”命令，如图13-18所示，或点击顶部工具栏的“生成/更新图块原理图”操作生成底层原理图端口，如图13-19所示。图13-18通过顶部菜单栏操作图块符号生成更新底层原理图端口13.3.1自顶向下的复用图块设计1）自顶向下的复用图块设计完成顶层图块符号绘制保存后，在顶部菜单执行“设计”→“生成/更新图块原理图”命令，如图13-18所示，或点击顶部工具栏的“生成/更新图块原理图”操作生成底层原理图端口，如图13-19所示。图13-19通过顶部工具栏操作图块符号生成更新底层原理图端口13.3.1自顶向下的复用图块设计点击“生成/更新图块原理图”后会自动跳转到底层原理图页中，并弹出提示“检测到原理图的网络端口和复用图块的引脚不同步，是否更新网络端口？”点击是即可同步生成与图块符号的引脚一致的网络端口，如图13-20所示。底层网络端口生成，如图13-21所示。图13-21底层网络端口生成图13-20底层原理图网络端口和顶层图块符号引脚是否同步弹窗13.3.1自顶向下的复用图块设计同理，可以绘制计时器模块复用图块，NE555的OUT引脚通过使用短路帽与2.54mm排针短接后与单片机的P35引脚相连接。3.3V与接口电路相连接，所以在图块符号中放置P35/3V3/VCC/GND引脚，放置Timer字符注释，如图13-22所示。图13-22计时器模块顶层图块符号绘制13.3.1自顶向下的复用图块设计根据51单片机开发板原理图做参考，将TYPE-C，TYPE-B，电源自锁开关，电源指示灯和CH340C部分绘制到USB转串口模块底层原理图中，完成USB转串口模块复用图块的绘制，如图13-23所示。图13-23USB转串口模块底层原理图13.3.1自顶向下的复用图块设计将NE555与LM1117-3.3部分绘制到计时器电路模块底层原理图中，完成计时器模块复用图块的绘制，如图13-24所示。图13-24计时器模块底层原理图13.3.2自底向上的复用图块设计

使用自底向上的复用图块设计方法来演示绘制接口电路模块，根据图13-551单片机开发板原理图所示，可以发现接口电路模块里有多组并行的导线，引入总线来进行绘制，减少连线的数量和复杂度。总线可以表示为一组并行的导线，是信号线集合，总线命名必须符合NET[x:y]规范才能使用。13.3.2自底向上的复用图块设计可以在顶部菜单栏上执行“放置”→“总线”命令，或在顶部工具栏点击“总线”图标进行绘制放置总线，导线与总线连接端出现一个BusEntry（总线入口符号）时，代表成功连接上总线，成为总线分支，通过总线拉出的导线的顺序是按照总线命名的名称来排序放置的，拉出导线名称超过y时会重新从x开始排序，如图13-28所示。图13-28总线内容介绍13.3.2自底向上的复用图块设计通过总线连接出的网络端口命名必须与总线命名保持一致，如图13-29所示。用户将单片机外接排针接口，3V3/VCC/GND排针接口，LCD1602和LCD12232液晶显示模块接口绘制到接口电路复用图块的底层原理图中。将P00~P07、P10~P17、P20~P27、P30~P37引脚通过总线的形式用网络端口引出，3V3/VCC/GND也使用端口引出，如图13-30所示。图13-29网络端口与总线命名需保持一致图13-30引脚通过总线的形式用网络端口引出13.3.2自底向上的复用图块设计完成接口电路模块底层原理图的绘制，如图13-31所示。在顶部菜单执行“设计”→“生成/更新图块符号”命令，如图13-32所示。图13-31接口电路模块底层原理图图13-32通过顶部菜单栏操作底层原理图生成更新图块符号引脚13.3.2自底向上的复用图块设计在顶部工具栏点击“生成/更新图块符号”图标，如图13-33所示，对应生成顶层图块符号引脚，放置Interface字符注释，如图13-34所示。图13-33工具栏操作底层原理图生成更新图块符号引脚图13-34接口电路模块顶层图块符号绘制13.3.2自底向上的复用图块设计同理，可以绘制数码管显示模块和混合电路模块的复用图块，数码管显示模块底层原理图将P00~P07和P20~P23引脚通过P0[0:7]和P2[0:3]总线形式用网络端口引出，VCC也使用端口引出，完成数码管显示模块底层原理图的绘制，如图13-35所示。对应生成顶层图块符号引脚，放置DigitalDisplay字符注释，如图13-36所示。图13-35数码管显示模块底层原理图图13-36数码管显示电路模块顶层图块符号绘制13.3.2自底向上的复用图块设计混合电路模块底层原理图将P32~P37引脚通过P3[2:7]总线形式用网络端口引出，P10/VCC/GND也使用端口引出，完成混合电路模块底层原理图的绘制，如图13-37所示。对应生成顶层图块符号引脚，放置HybridCircuit字符注释，如图13-38所示。图13-37混合电路模块底层原理图图13-38混合电路模块顶层图块符号绘制13.3.2自底向上的复用图块设计

完成了外围模块设计后，到了单片机模块复用图块的设计，根据图13-551单片机开发板原理图所示，用户将STC89C52主控芯片、复位电路、晶振电路等部分绘制在单片机模块复用电路的底层原理图中，将P00~P07、P10~P17、P20~P27、P30~P37、P20~P23、P32~P37引脚通过P0[0:7]、P1[0:7]、P2[0:7]、P3[0:7]、P2[0:3]、P3[2:7]总线形式用网络端口引出，P10/P30/P31/P35和VCC/GND也使用端口引出，完成单片机模块底层原理图的绘制，如图13-39所示。对应生成顶层图块符号引脚，放置MCU字符注释，如图13-40所示。图13-39单片机模块底层原理图图13-40单片机模块顶层图块符号绘制13.3.2自底向上的复用图块设计这里，用户使用自顶向下的复用图块设计方法完成USB转串口模块和计时器模块的绘制，使用自底向上的复用图块设计方法完成接口电路模块、数码管显示电路模块、混合电路模块和单片机模块的绘制。13.4系统框图

完成各个模块电路的设计后，到了顶层原理图的绘制，放置各个模块电路复用图块，进行连线绘制，复用图块的总线引脚需采用总线进行连接，如图13-41所示。图13-41系统框图13.551单片机开发板的PCB设计在这个工程中用户不需要使用到复用图块的PCB功能，所以完成了51单片机开发板的整体原理图设计后，可以将没用的复用工程PCB删除掉，简洁工程列表如图13-42所示。图13-42简洁工程列表13.551单片机开发板的PCB设计完成工程原理图绘制后，在顶部菜单执行“设计”→“更新/转换原理图到PCB”命令，会自动跳转到工程PCB界面并弹出“确认导入信息”窗口，如图13-44所示，点击“应用修改”按钮，完成将原理图信息转入PCB的工作，如图13-45所示。图13-45元器件PCB导入图图13-44PCB“确认导入信息”弹窗13.551单片机开发板的PCB设计绘制一个100×100mm大小的矩形板框，可按Tab键切换输入框的值，回车（Enter）确定，生成板框。板四周为直角容易扎伤人，这里点中板框，在右侧属性面板中为板框添加5mm半径的圆角，如图13-47所示。图13-47为板框添加圆角13.551单片机开发板的PCB设计绘制完板框后，开始进行器件的布局，这里四个M3大小的安装定位孔摆放在板边四周，USB放置在板左下侧边缘，电源开关紧挨USB