第3讲 原理图设计

绘制共发射级放大电路原理图第3章原理图设计

第3章原理图设计主要内容原理图设计步骤元件库管理器元件操作布线电气规则检查常用元件的名称、所在库本章重点报表生成设计简单电路原理图使用总线及网络标号4原理图设计步骤新建原理图文件设置工作环境装载元器件库放置元件元器件位置调整原理图的布线（导线，总线，网络标号）原理图的电气检查是否合格存盘和报表输出是否编译和调整设置图纸大小、方向、标题栏，图纸信息等。添加在此次设计中可能用到的所有元件库。将电路中需要的各元件逐一放置到原理图纸中。根据美观和电路布局，合理调整元件位置。根据电路需要，用导线连接各管脚。对于位置较远的管脚，用网络标号对应起来。对于大量顺序固定的管脚连接，可以使用总线方法。检查、调整、修改所设计原理图。保存所设计的原理图，打印同电子版一起存档。元件库管理器利用ProtelDXP绘制电路原理图，在放置元件之前，必须先将元件所在的元件库载入系统。元件库：专用于存放元器件的文件ProtelDXP自带的元件库是集成库IntegratedLibraries，后缀为.IntLib。原理图元件库：SchLib封装库：PcbLib元件库管理器同一个元件库中可以同时包含：元件的原理图符号PCB封装SPICE仿真模型信号完整性分析模型元件库管理器ProtelDXP自带元件库分类：一级分类：生产厂家二级分类：元件的种类在绘制原理图时，只需装载所需要的二级库，这样可以减轻系统运行负担，加快运行速度。以TexasInstruments公司定时器NE555P的电气图形符号存放的库文件为例（TlLogicFlip-Flop.IntLib）加载元件库系统默认打开的集合元件库:MiscellaneousDevices.Intlib常用分立元件MiscellaneousConnectors.Intlib基本接插件符号利用ProtelDXP绘制电路原理图，在放置元件之前，必须先将元件所在的元件库载入系统。原理图中常用元件的名称

(MiscellaneousDevices.Intlib元件库)电阻:RES1-RES3,排组（respack*）电位器:RPOT电容:CAP*CAP（无极性电容）CAPPol1～3（有极性电容)电感：INDUCTOR*INDUCTORINDUCTORAdj（可变电感）原理图中常用元件的名称

(MiscellaneousDevices.Intlib元件库)二极管:(DIODE,D*)DIODE（普通二极管）DSCHOTTKY（肖特基二极管）DTUNNEL1~2（隧道二极管）DVARCTOR（变容二极管）DZENER1~3（稳压二极管）LED0~3(发光二极管）

D*MiscellaneousDevices.Intlib

元件库中常用元件名称三极管:NPN*(2N3904)和PNP*(2N3906)；场效应管:*mos,mosfet*,mesfet*,jfet*,igbt*

JFET*（N/P沟道结型场效应管）MOSFET*（N/P沟道增强型管）MESFET场效应晶体管IGBT*

绝缘栅双极型晶体管光电二极管、三极管（photo*

）MiscellaneousDevices.Intlib

元件库中常用元件名称整流桥:BRIDGE1～2运算放大器系列（op*）8位数码显示管（dpy*）电源:battery 喇叭:speaker 麦克风:mic*小灯泡:lamp* 响铃:bell 天线:antenna

保险丝:fuse* 开关系列:sw* 跳线:jumper*

继电器:relay* 晶振:xtal

变压器系列:trans*Miscellaneousconnectors.Intlib

元件库中常用元件多针插座:HEADER系列（header*），从HEADER1～30MHDR系列(MHDR*)

串并口类：CON系列（CON*，connector*）Libraries工作空间面板当前已经加载的元件库当前元件库元件列表元件名称元件的来源库加载元件库首先打开元件库工作空间面板对话框元器件过滤栏元器件符号元器件模型加载元件库知道元件所在的库利用工作面板Libraries按钮直接添加以电容CAP为例不知道元件所在的库（掌握查找方法）利用工作面板的搜索功能或Tools»FindComponent以SN74LS374N为例添加和删除库文件（知道元件所在库）添加：元件库—安装—安装—Philips—选中Microcontroller8-Bit.IntLib—打开删除：元件库—安装—选中—删除元器件查找（不知道元件所在库）查找—*80c51—路径中的库—查找—选中一个点击Place—出现是否加入该库对话框—是—元件库—安装自主练习元件操作放置元件编辑元件属性元件调整元件操作——放置元件利用库文件面板；利用菜单命令和部件工具；Place|Part或者布线工具栏多部件子件的放置，例SN74LS00N小发现：双击放置元件单击鼠标右键或ESC键退出元件放置状态利用库文件面板放置元件的操作过程选择待放置元件所在的库作为当前库在元件列表内找出并单击所需的元件单击place放置按钮，将NPN三极管的电气图形符号拖到原理图编辑区内。移动鼠标，将元件移到编辑室区内指定位置后，单击鼠标左键固定，然后再单击鼠标右键或ESC键退出元件放置状态，元件放置操作完成。小发现：双击放置元件利用菜单命令放置元件（A）执行命令Place—Part，依次输入元件名称，元件标号，元件注释，元件封装（B）正确输入后点击OK，按前面方法放置即可（C）一般都很难记住，所以通常都是点击LibRef后面的…..元件属性编辑在原理图上放置元件之前，首先要编辑其属性打开属性设置对话框快捷键Tab：设置属性双击已放置在文件中的设计对象；Edit>>Change。元件属性编辑在原理图上放置元件之前，首先要编辑其属性属性：LibRef:库中定义的元件名；Designator：元件标号。Comment：描述信息；Footprint：封装。元件标号，同一原理图中必须唯一元件名称显示控制元件调整选取移动旋转复制删除排列与对齐选中一个或连续多个（按下Shift键并）点击左键；或菜单:Edit>>Select；或在多个对象周围单击并拖动鼠标选中多个逐次选中不连续的多个元件Edit>>Select>>ToggleSelection

元件调整——对象选择选中状态的取消：图纸空白处单击！多个对象的选取；多个对象的标记方法（四种）直接标定；Edit/Select/InsideArea;Edit/ToggleSelection；当要选择框外的对象时；Edit/Select/OutsideArea;元件移动（拖动）单个元件鼠标拖动：先选中元件，拖动鼠标到合适位置松开菜单命令：Edit-Move-Move（Drag）,出现十字后，左键点击选取要移动的元件，移动到合适位置，最后左键点击即可。两种方法的区别：选取对象的顺序区别？移动与拖动的区别：元件上的连线是否跟着一起移动。元件移动（拖动）单个元件多个元件①鼠标拉出方框选中多个元件，②：鼠标拖动：拖动鼠标到合适位置松开菜单：EditMoveMove/DragSelection,出现十字后，点击被选元件中间空白地，再移动到合适位置即可。利用拖动功能迅速划出一组平行线；Edit/Move/Drag：元件调整——元件旋转元件的旋转鼠标左键选中元件并按住不放快捷键：空格键：逆时针旋转900；X：左右对调；Y：上下对调剪切复制粘贴阵列式粘贴：连续多次粘贴剪贴板内容的方法—PasteArray

元件调整——对象复制、粘贴复制、剪切和粘贴操作都是在其内部剪贴板上进行操作，方法同一般windows操作删除按下DELETE可删掉当前获得焦点的对象；或通过菜单命令删掉，Edit>>DELETE；CTRL+DELETE或Edit>>Clear可删除文件组。

原理图编辑——删除阵列粘贴工具的用法演示；自动编号放置单个/一组器件；画平行线；/*复制或者剪切剪贴板上的内容*/元件调整——排列与对齐以菜单命令为例：Edit/Align左对齐右对齐顶对齐底对齐原理图编辑——对象的编号相同序号的元件被认为是同一个元件，导成PCB文件之后会出错。原理图绘制完毕统一为图上的所有元件进行编号。自动编号之前，必须为所有元件设置正确的类型号。如电阻为R?，电容为C？，其中？可以代表任意内容和长度的数字。创建元件库时，应正确设置元件缺省的Designator属性。实现：Tools/Annotate设计对象全局编辑功能进行设计对象的全局编辑打开特性对话盒，按下global按钮即可进行全局编辑。例：元件属性的全局修改将所有阻值为2K的电阻封装修改为5K练习：修改所有电阻编号为粗体，18号字。全局对象编辑将“Value”作为搜索条件，并设定为“Same”，以搜索相同阻值的元件。修改相同的属性为same单击确认以任意一个电阻作为参考，右键单击FindSimilarObjects…，打开查找相似对象对话框。单击对应属性，修改后回车单击“清除”即可以恢复编辑状态。在“Inspector”对话框内改变所需要的Value值常用键盘快捷键总结PAGEUP：以鼠标所在点为中心，放大视图；PAGEDOWN：以鼠标所在点为中心，缩小视图；HOME：居中，可以从原来光标下的图纸位置，移位到工作区中心位置显示；END：更新绘图区的图形；四个方向键：用于逐步往各个方向移动；放置元件时，按X键，水平翻转；按Y上下翻转;空格键：逆时针旋转90度。TAB：选中元件后，可以显示该元件的属性；电气连接可以将实体相互连接在一起物理连接由放置两个电气实体的热点产生的。如：连线与元件管脚接触，连线与连线接触。逻辑连接依靠图样上的网络识别符来建立的连接（网络标号、端口、图样入口、电源端口和隐含管脚）实体的网络名相同，这些实体就相连。布线——建立元件的电气连接网络间的具体电气连接形式导线直接连接。

相同的网络名称实现两个网络之间的电气连接。相同网络名称的I/O□，也认为在电气意义上是连接的，输入输出端口是层次原理图设计中不可缺少的组件。放置电源和接地符号将相同的电源和地线连接起来元器件中隐藏的电源和地引脚，系统会自动建立连接布线——建立元件的电气连接绘制原理图绘制导线单击导线，光标变成“+”字形和引脚正确接触变成红色“×”，表明合理电气接触ESC键退出布线工具栏介绍：!光标一定要放在引脚的电气节点上，此时会出现红色星形的连接标志！布线工具栏介绍：绘制导线

导线布线方式有垂直和水平两种状态画线状态时，按空格键转换按Shift+空格，画线状态在90度，45度，任意角度之间转换需要修改导线属性时，按Tab键调出导线属性设置对话框。连线注意事项导线上出现多余节点？如何避免？导线与直线的区别？后者没有电气连接的意义。从元件引脚或导线端点开始连线，不要从元件引脚或导线的中部连线元件引脚之间最好用一条完整导线连接连线与元件引脚重叠错误连线示范错误1：导线与元件引脚重叠错误2：导线与导线重叠错误3：放置多余节点错误4：导线没有可靠连接电气节点的使用

电气节点用来表示两条交叉导线电气相通的符号。放置节点就是使相互交叉的导线电气相通。在系统默认的情况下，系统在T型交叉点处，自动放置节点，但是在十字型交叉点处，不会自动放置节点，必须手工放置。两线相交，不放置电气节点不会产生电气连接电气节点自动放置的节点没有自动放置的节点网络标号建立连接背景：复杂的电路中，部分具有连接关系的元器件相距甚远，不方便用导线连接，可采用网络标号。用途：简化电路图。依据：具有相同网络标号的电气节点均认为电气上相连，这样可以使用网络标号代替实际的连线。不可用文本字符串代替。为便于放置网络标号，一般在相应的元器件引脚上绘制出一段导线。？网络标号：不易用线条连接的地方用相同标号表示相互是连接的。放置网络标号注意事项网络标号可以是任一长度的字符串，对网络标号字母相同，数字不同，如：SW0～3，连续放置，系统会自动增加数字，只要不停移动鼠标，出现红叉单击鼠标左键即可，右击退出。在放置NetLabel时，其电气节点一定要对准元件引脚端点或导线，否则不能建立电气连接关系。注意第一个网络标号命名！网络标号区分大小写！若混淆了字母大小写，后果会出现红色的连接标志？

电源/地端口（powerport）符号同名电源端口在整个设计项目中是相连。通过网络标号来区分电源和接地的。外形相同但不同名的电源端口不相连。各项含义介绍如下：Net：网络标号，缺省时为VCC或GND。Style：选择电源/地线的形状。绘制总线结构原理图

图2-3-5总线结构原理图总线、总线分支的使用总线：一组具有相关性的信号线（如数据总线和地址总线）作用：增强原理图的可读性，使整个电路看起来更加美观和直白，而它本身却没有电气特性。图2-3-6多条并行导线连接？通过总线连接的元件引脚电气上并不相连，必须由总线接出的各个单一导线上的网络名称来完成电气意义上的连接。网络标号配合总线、总线分支工具的使用I/O端口具有相同名称的I/O端口在电气上被认为相连，可用于表示同一电路图内或层次原理图中各分电路图任何两个元件引脚之间的电气连接关系。具有方向性，指明了引脚信号的流向，含义比NetLabel更明确。端口名称名称的对齐方式输入输出端口的类型，一般与信号方向一致**箭头方向,如果要求方向向左,必须先用导线连接好后,再修改方向才能改变方向放置说明性图形和文字

放置多边形

放置文本框

放置直线

放置文本

放置椭圆

放置贝塞尔曲线

放置圆边矩形

设定粘贴队列

放置椭圆弧

放置矩形

放置饼图

放置图形

实用工具栏放置贝塞尔曲线后的效果原理图电气规则检查（ERC）电气规则检查—ElectricalRuleCheck电气规则:连线、元器件端口都具有实际的电气意义，使用时必须遵守一定的规则。ERC：按照指定的物理、逻辑特性进行检测，找出人为的疏漏和错误检查整个电路中那些不应该出现的短路、断路、多个输出引脚短路、输入引脚未连接等错误。电气规则设置？如何保证原理图的正确？操作：项目管理—CompilePCBProject对工程进行分析和检查，然后根据用户设置给出错误信息。用户可以方便地找到错误所在并加以修改。系统给出网络信息，帮助用户定位某个网络或某个元件。编译后，系统的自动检错结果将显示在Messages面板中System-Messages原理图电气规则检查（ERC）如何保证原理图的正确？原理图电气规则检查（ERC）

ERC结果类型：NoReportwarning是警告性错误，提醒操作者注意。“error”

Fatalerror如何保证原理图的正确？须认真分析，根据出错原因对原理图进行相应的修改。人为设置错误示范1：元件标号重复将C2改成C1示范2：元件无标号将其中的一个C1改成C?示范3：电源符号没连接好任意在电路以外的原理图上添加一电源符号电气规则检查示范Navigator面板显示编译原理图文件的各种信息项目文档区元件列表区网络名称区引脚列表区网络报表的生成报表文件的生成元件清单交叉参考元件报表的生成报表文件的生成报表文件的生成——NETLIST：原理图的最终目的是制作印刷电路板，在protel99之前的版本中网络表文件是原理图编辑器SCH与印刷板编辑器PCB之间的连接纽带。使用网络表文件可以用来指导PCB自动布线以及电路的模拟仿真。报表文件的生成——NETLIST：网络表文件是文本文件，它记录了原理图中元件类型、序号、封装形式以及各种元器件之间的连接关系等信息。组成：两大部分第1部分是元件列表，用方括号括起来，每一个[]表示一个元件的信息；第2部分是网络列表，用圆括号括起来，每一个()表示在电气上连接在一起的引脚。第1部分：元件网络表由6行组成，其内容不能颠倒。[ 开始一个元件定义C1 元件的标识符POLAR0.8 元件的封装名CapPol2

元件的注释 元件的附加说明

] 结束一个元件定义第2部分：网络列表(

开始一个网络定义NetC1_1网络的名称：Net+第1个引脚名称C1-1 连接到此网络的元件及元件引脚序号C3-2 连接到此网络的元件及元件引脚序号D1-3 连接到此网络的元件及元件引脚序号VR1-1 连接到此网络的元件及元件引脚序号) 结束一个网络定义

原理图设计案例

目标：通过此案例，掌握使用ProtelDXP绘制电路原理图的方法。任务：使用ProtelDXP绘制下面如下图所示的CPU时钟电路。

新建文件夹。先为新建项目在D盘建立专用文件夹，名为“CPU时钟电路”，便于日后管理。新建项目，保存。新建原理图文件。CPU时钟电路.SchDoc”为文件名设置图纸参数。设置图纸大小为A4。载入元件库。非门U9属于一级库“TexasIntruments”中的二级库“TILogicGate2.IntLib”。放置元件，电源与接地符号及I/O端口。调整元件位置，编辑元件属性。连接导线。保存电路原理图。附：电气连接注意事项理解具有电气意义的设计对象与绘图对象连线的问题电源和地隐藏引脚网络标号电气连接理解具有电气意义的设计对象与绘图对象外观很相似，其实完全不同，尤其是在网络表编译期间是完全不一样的。电气设计对象会出现在网络表中，而绘图对象不会出现在网络表中。讨论：

总线和一般导线区别？

网络标号与标注文字区别？

电气连接连线的一些问题当电气设计对象的端点(热点)接触在一起时，即视为已连接。线与线：端点以任意角度接触即视为已连接，但端点交叉时不视为已连接；线与电路输入/输出点(port)：接触即视为已连接；线与电路方块图进/出端点(sheetentry)：同上；线与管脚：同上；电气连接连线的一些问题线与网络标号：网络标号只有与线的端点放在同一位置时(水平或垂直)方视为两者有关联；线与总线：线接触到总线时，不视为连接，须在总线和线接触的两端用网络标号连接；管脚与管脚：接触视为已连接，交叉不视为连接；管脚与对象：接触即视为已连接。电气连接电源/接地：所有的电源和地都连在一起（缺省），如要将他们分开，则要用不同的网络号来区分。隐藏的管脚：类似于电源/接地，所有隐藏的管脚不与外部相连。电气连接

网络与网络标签号彼此连接在一起的一组元件引脚称为网络（net）。例如，一个网络包括Q1的基极、R1的一个引脚和C1的一个引脚。可以通过添加网络标签（netlabels）来标识网络。原理图编辑技巧单个器件的平移、旋转、删除、属性修改；同时编辑多个对象：平移、旋转、删除、重新排列与对齐；利用拖动功能迅速划出一组平行线；阵列粘贴工具的用法演示。自动编号功能全局对象编辑功能作业及练习

1．填空题（1）原理图就是元件的连接图，其本质内容有两个：

和

。（2）连线工具栏（Wring）主要用于放置原理图器件和连线等符号，是原理图绘制过程中最重要的工具栏。执行菜单命令

可以打开或关闭该工具栏。（3）捕获栅格是移动光标和放置原理图元素的

。（4）光标的显示类型有

、

、

三种。（5）ProtelDXP自带元件库中的元件数量庞大，但分类很明确。一级分类主要是以元件的

分类，在

分类下面又以元件的

进行二级分类。

（6）旋转元件时，用鼠标

键点住要旋转的元件不放，按

键，每按一次，元件逆时针旋转

；按

键可以进行水平方向翻转，按

键可以进行垂直方向翻转。

（7）使用总线代替一组导线，需要与

和

相配合。（8）网络标号和标注文字不同，前者具有

功能，后者只是

。

2．判断题

（1）如果选择菜单命令［Edit］/［Move］/［Move］，在移动元件的同时会将与元件连接的导线一起移动。

（

）（2）元件一旦放置后，就不能再对其属性进行编辑。（）（3）在原理图中，节点是表示两交叉导线电气上相通的符号，如果两交叉导线没有节点，系统会认为两导线在电气上不相通。

（）

（4）要在原理图中放置一些说明文字、信号波形等，而不影响电路的电气结构，就必须使用画图工具（Drawing）。（）

3、选择题

（1）ProtelDXP中1mil等于多少厘米？（

）。

A.0.001cmB.2.54cmC.1cmD.0.00254cm

（2）在画电路原理图时，编辑元件属性中，哪一项为元件序号（

）。