OrCAD和PADS Layout电路设计与实践：电路原理图绘制

电路原理图绘制3.1电路原理图设计窗口的界面和参数设置3.2电路原理图设计窗口的基本操作3.3电路连接的基本操作3.4修改元件的编号和名称

3.5绘制无电气性能的图形3.6修改元件的技巧和重新调用修改过的元件3.7创建阶层模块电路图3.8设计电路原理图的后续处理通常情况下，电子工程师一边设计电路原理图，一边根据需要创建元件。掌握了创建元件的方法后，就可以熟悉应用OrCAD软件设计电路原理图的一些基本操作了。OrCAD软件的这些基本操作，虽然与标准的Windows操作相兼容，但是作为一个专业设计软件，也有它的特殊性。3.1电路原理图设计窗口的界面和参数设置3.1.1电路原理图设计窗口的界面在WindowsXP操作系统中，执行【开始】→【所有程序】→【OrCAD16.0】→【OrCADCaptureCIS】菜单命令，再在【CadenceProductChoices】对话框中选择“OrCADCaptureCIS”项，进入OrCADCaptureCIS系统，如图2-1所示。在OrCADCaptureCIS系统中执行【File】→【New】→【Project】菜单命令，再在【NewProject】对话框中输入项目名称、确定项目的存放路径，并在该对话框中选择“Schematic”项，这样就创建了一个新的项目。新建一个项目后，自动进入该项目的电路原理图设计窗口。图3-1电路原理图设计窗口的界面在如图2-2所示的窗口界面中，双击电路原理图设计窗口的标题栏，使电路原理图设计窗口占据整个系统窗口，如图3-1所示。在项目管理窗口中先展开某个电路原理图文件夹，然后双击其中的某张电路原理图纸图标，这样也可以进入这张电路图纸对应的电路原理图设计窗口。注意：一定要把电路原理图设计窗口和元件设计窗口区别开来。电路原理图设计窗口主要由四部分组成：菜单栏、主工具栏、绘图工具栏和工作区域。在电路原理图设计窗口为当前窗口的情况下，通过执行【View】→【Toolpalette】菜单命令，可以打开或关闭绘图工具栏；通过执行【View】→【Toolbar】菜单命令，可以打开或关闭主工具栏。如图3-1所示电路原理图设计窗口的绘图工具栏紧贴窗口右边，也可以将其移出来放置在任何地方。在后续介绍中用到这些菜单命令和工具按钮时，再详细介绍它们的功能。3.1.2设置模板的页面尺寸(pagesize)进入OrCADCaptureCIS系统后，在任何子窗口中，都可以执行【Options】→【DesignTemplate…】菜单命令，弹出如图3-2所示的【DesignTemplate】对话框。图3-2【DesignTemplate】对话框在这个对话框中设置参数后，这些参数将作用于新建的项目文件、库文件和电路图纸，但是对已经存在的项目文件、库文件和电路图纸不起作用。如图3-2所示，【PageSize】标签页主要用于设置将来生成的项目文件中电路图纸的页面尺寸。在这个标签页中描述电路图纸的大小使用了两种单位：Inches(英寸)、Millimeters(毫米)。中国人习惯使用A4、A3、A2、A1、A0这些规格，所以我们一般选用Millimeters这一选项。此外，还可以根据需要定制(Custom)纸张的大小，我们也习惯使用Millimeters为单位。在如图3-2所示的【PageSize】标签页的最下面一项【Pin-to-PinSpacing】编辑栏，规定了元件引脚之间的距离，实际上它决定了电路图纸上元件的大小。默认引脚间距是0.1英寸(Inches)，也就是2.54毫米(mm)，不要轻易修改。3.1.3电路原理图设计窗口的参数设置为了工作方便，一般将电路原理图设计窗口的栅格设置成线状形式，将电路图纸设置成A4纸的大小。如果在打开某个设计项目后，在某个电路原理图设计窗口为当前窗口的情况下，执行【Options】→【Preferences…】菜单命令，可调出如图3-3所示的【Preferences】对话框，切换到【GridDisplay】标签页。图3-3电路原理图设计窗口的栅格控制该标签页左边可以控制电路原理图设计窗口的栅格显示形式，右边可以控制元件设计窗口的栅格显示形式。●“Displayed”复选按钮：控制栅格是否显示。●【GridStyle】组合框：控制栅格是点状(Dots)形式还是线状(Lines)形式。●“Pointersnaptogrid”复选按钮：控制操作时是否锁定栅格。●【Gridspacing】组合框：控制元件引脚之间有多少个栅格，并不改变元件和电路原理图纸的大小。要改变元件引脚之间的距离，必须在【DesignTemplate】对话框的【PageSize】标签页中改变Pin-to-PinSpacing参数，进而控制新创建元件的大小。如果在打开某个设计项目后，在某个电路原理图设计窗口为当前窗口的情况下，执行【Options】→【SchematicPageProperties…】菜单命令，可以调出【SchematicPageProperties】对话框。该对话框的【PageSize】标签页的参数设置只能作用于当前电路图纸，不影响项目中其他的图纸，也不影响新建图纸。在【DesignTemplate】对话框的【PageSize】标签页中设置的电路图纸尺寸，只作用于新建项目和新建文件夹中的图纸或新建图纸。3.2电路原理图设计窗口的基本操作3.2.1视图的控制与其他电子线路CAD软件相比，OrCADCapture系统最成功、最科学的莫过于系统的颜色配置，所以建议用户不要轻易更改系统的颜色配置。当采用系统默认的颜色配置时，电路原理图将清晰明了，错落有致，视觉舒服。视图的控制，是指电路原理图设计窗口的放大、缩小以及刷新等操作，与元件设计窗口的控制类似。除了三个快捷键：I(放大)、O(缩小)和F5(刷新)外，还有一个很有用的按钮(Zoomtoall)，它用于显示整张电路图纸。当用户需要放大查看某一区域的电路原理图时，可以用鼠标选定这一区域的电路进行放大。具体操作如下：单击电路原理图设计窗口的主工具栏按钮(Zoomtoregion)，这时光标变成放大镜形状。用户将光标移到所要放大的区域，单击鼠标左键确定放大区域的左上角，然后向右下方移动鼠标光标，拖出一个适当大小的矩形框选定需要放大的区域，最后单击鼠标左键确定需要放大区域的右下角，如图3-4所示，这时所选中的区域就会被放大并显示在工作窗口中。将光标放在视图的某个位置，按“C”键，视图就会以光标所在的位置为中心移动，但是不改变视图缩放的比例。图3-4用户所选区域放大的工作窗口使用【Window】菜单切换窗口，效率很低。在电路原理图设计窗口为当前窗口的情况下，单击主工具栏按钮(Projectmanager)，可立即切换到项目管理窗口，这是从电路原理图设计窗口切换到项目管理窗口最快捷的方法。从项目管理窗口进入电路原理图设计窗口的方法是：在项目管理窗口双击电路图纸的图标。3.2.2【PlacePart】对话框中元件库的添加与移动在电路原理图设计窗口，执行【Place】→【Part…】菜单命令，或者按快捷键“P”，都可以调出如图3-5所示的【PlacePart】对话框。通过该对话框可以放置设计电路原理图时需要的元件。在1.3节已经讲过，设计电路原理图时需要的元件，是事先创建好并存放在库里，然后在使用时从库里面调出来的。OrCADCaptureCIS系统自带的库文件很多，用户创建的库文件也很多，建议只把当前需要的库文件添加到【PlacePart】对话框中，把不需要的元件库从该对话框中移走，这样可以提高查找元件的效率。在【PlacePart】对话框中，单击“AddLibrary…”按钮，就会调出如图3-6所示的【BrowseFile】对话框。图3-5【PlacePart】对话框图3-6【BrowseFile】对话框在【BrowseFile】对话框中，找到所需库文件的存放路径，选中这个库文件，然后单击“打开”按钮，这样就可把这个库文件添加到【PlacePart】对话框的【Libraries】列表框中。重复上述操作，可以继续添加元件库到【PlacePart】对话框中。只要在【Libraries】列表框中，选中需要移走的元件库，然后单击“RemoveLibrary”按钮，就可将该元件库从【PlacePart】对话框中移走，但是这个元件库还存在于电脑中，并没有删除，还可以进行元件的添加。在【Libraries】列表框中，有一个库文件“DesignCache”，不能移走，也不需要添加，始终存在当前列表中，它里面存放了当前设计项目中已经用到的所有元件，在这里一般不用它。3.2.3放置元件、电源符号和地符号按快捷键“P”，调出【PlacePart】对话框，这是效率最高的放置元件的方法。按快捷键“F”，调出【PlacePower】对话框；按快捷键“G”，调出【PlaceGround】对话框。在【PlacePower】对话框中既可以找到电源符号又可以找到地符号，【PlaceGround】对话框也是如此。从本质上讲，电源符号和地符号是一样的，所以这两个对话框的功能一样。系统自带的电源符号和地符号都存放在CAPSYM.OLB元件库中。放置电源符号跟放置元件不同，放置电源符号没有编号(reference)，只有名称，所以放置多个电源符号，它们都是一样的。由此可见，符号(symbol)是全局符号。所谓全局符号，就是在一个设计项目中，相同的符号(symbol)在电气上都指同一个网络(net)，而不管这个符号在哪一张电路图纸上，也不管这个符号在哪一个电路原理图文件夹中。3.2.4元件的基本操作移动元件又分为两种情况：一种是移动单个元件，另一种是移动一组元件。将光标放在待移动元件的上面，然后按住鼠标左键拖动光标，该元件也会同时被拖动，在目标位置松开鼠标左键，这样就实现了元件移动。要移动一组元件，先要选中这组元件，然后把光标放在某个被选中的元件上，光标就会从箭头形状变成四方箭头形状，此时按住左键拖动鼠标，被选中的这组元件就会同时被拖动，在目标位置松开鼠标左键，这样就实现了组元件移动。选中待旋转的元件，然后按快捷键“R”(在英文输入的情况下)，元件就会逆时钟旋转90°，这是效率最高的旋转元件的方法。有时使用旋转元件的方法无法达到需要的元件摆放方式，这时就需要用镜像翻转的方法。选中待翻转的元件，然后按快捷键“H”，元件就会做水平镜像翻转；选中待翻转的元件，然后按快捷键“V”，元件就会做垂直镜像翻转。选中某个元件后，可以按以下的组合键，做出相应的操作。

①Ctrl+C：复制元件。

②Ctrl+X：剪切元件。

③Del键或者Delete键：删除元件。注意：由于OrCAD的这些操作与Windows操作系统的相应操作兼容，所以可以方便地把OrCAD电路原理图的一部分复制后粘贴在操作系统的Word等应用程序中。反之则不行。3.3电路连接的基本操作电路连接以图形的方式描述了电路中各个元件之间的连接关系，主要包括：绘制电连线、绘制总线和总线分支、放置页连接符号、放置网络标号、放置不连接符号、放置节点等。3.3.1绘制电连线执行【Place】→【Wire】菜单命令，或者按绘图工具栏上的“Placewire”按钮，或者按快捷键“W”，都会使鼠标进入绘制电连线状态。进入绘制电连线的状态后，按“Esc”键或者执行鼠标右键命令【EndWire】，都可以使鼠标返回到选择状态。以图3-7所示的电连线为例介绍如何绘制电连线。图3-7绘制电连线的窗口操作实例：绘制电连线

(1)按快捷键“W”进入绘制电连线的状态，光标变成“十”字形，单击电容C22的正引脚，向上开始绘制电连线。

(2)向左(这是第1个拐点，不需要单击鼠标左键)继续绘制电连线，在绘制第2个拐点时需要单击鼠标左键，此后每个拐点处需要单击鼠标左键。

(3)在接近R15的引脚时，单击鼠标左键，结束这个电连线网络的绘制，但是鼠标仍然处于绘制电连线状态。

(4)按“Esc”键，使鼠标返回到选择状态。绘制任意角度的电连线的方法是：按快捷键“W”，然后按住“Shift”键，再单击元件引脚，此后绘制的电连线就可以是任意角度的了，但是松开“Shift”键后绘制电连线又是直角的。在绘制电连线的过程中，按住“Shift”键后再单击鼠标左键，也能绘制任意角度的电连线。为了电路图的标准和美观，建议读者不要绘制任意角度的电连线。3.3.2绘制总线和总线分支为了简化电路原理图，可以用一条比较粗的电连线来代表数条并行的电连线，这条比较粗的电连线就是所谓的总线。总线常常用在元件的数据总线、地址总线的连接上。执行【Place】→【Bus】菜单命令，或者按绘图工具栏上的“Placebus”按钮，或者按快捷键“B”，都能使光标进入绘制总线状态。执行【Place】→【BusEntry】菜单命令，或者按绘图工具栏上的“Placebusentry”按钮，或者按快捷键“E”，都能使光标进入绘制总线分支状态。进入绘制总线或总线分支状态后，按“Esc”键或者执行鼠标右键命令【EndWire】，可以使光标返回到选择状态。以图3-8所示的电路原理图为例介绍如何绘制总线和总线分支。图3-8绘制总线的窗口操作实例：绘制总线和总线分支

(1)按快捷键“B”进入绘制总线的状态，光标变成“十”字形，在起始位置单击鼠标左键，向右开始绘制总线。

(2)按住“Shift”键，在拐点处单击鼠标左键，绘制一小段45°的斜线，此后向下绘制总线。

(3)在终点处双击鼠标左键，结束本次总线的绘制，但是这时光标仍然处在绘制总线的状态。

(4)按“Esc”键，使光标返回到选择状态。

(5)绘制总线后，一定要绘制总线分支。绘制总线分支比较简单，在按快捷键“E”进入绘制总线分支状态后，按“R”键，可以改变总线分支的方向。总线包括很多信号，用总线表示很多信号是为了图形的简洁明了。每条总线包括的信号不尽相同，所以每条总线需要一个网络标号，放置网络标号的快捷键是“N”，网络标号的命名可以采用多种方式，下面四个例子都是合理的命名。

①ADDR[0..31]，表明这条总线有32个信号。

②DATA[16:31]，表明这条总线有16个信号。

③CONTROL[4-1]，表明这条总线有4个信号。

④A[100..190]，表明这条总线有91个信号。注意：虽然网络标号的命名可以采用多种方式，但是，同一条总线上所有的网络名一定要相同。另外，如果页连接符号、阶层端口(或阶层引脚)连接到总线上，它们的名称也就是总线的网络标号。为了电路图的美观，总线拐弯处绘制成45°斜线。同时注意，总线分支不能用“PlaceWire”工具绘制，必须用“PlaceEntry”工具绘制。3.3.3放置页连接符号页连接符号是同一个电路原理图文件夹中不同电路图纸的信号之间的连接符号。页连接符号既可以作为单个信号之间的连接符号，也可以作为总线信号之间的连接符号。如图3-8所示，页连接符号把同一个电路原理图文件夹中不同图纸的总线连接起来。页连接符号的名称应该与所连接的总线网络标号或信号线网络标号相同。执行【Place】→【OffConnector…】菜单命令，或者按绘图工具栏上的“Placeoffconnector”按钮，都能使光标进入放置页连接符号的状态。3.3.4放置网络标号除了通过绘制电连线使元件引脚之间具有电气联系外，还可以通过放置网络标号来实现元件引脚之间的电气连接。网络标号实际的意义就是一个电气节点的别名，在同一张电路图纸上，具有相同网络标号的电连线、页连接符号、阶层端口等具有电气性能的对象在电气关系上是连接在一起的。网络标号的用途是把两个或多个没有电连线连接的网络，通过命名为相同的网络标号的方法，使它们在电气性能上属于同一网络。如图3-9所示的左边是微处理器PXA255的数据引脚，它们通过右边的一个电阻网络与Flash芯片相连。这里就是采用网络标号的方法将PXA255的数据引脚与电阻网络连接起来的。图3-9放置好网络标号后的电路图以下三种操作都能使光标进入放置网络标号的状态：执行【Place】→【NetAlias…】菜单命令；按绘图工具栏上的“Placenetalias”按钮；按快捷键“N”。操作实例：放置网络标号

(1)网络标号不能直接放置在元件引脚上，所以需要给每一个引脚绘制一段电连线，如图3-9所示。注意：元件引脚的名称与网络标号在电气上没有任何联系，引脚编号唯一决定了引脚，图3-9的PXA255的引脚编号是采用字母与数字混合编号的。

(2)按快捷键“N”，调出如图3-10所示的【PlaceNetAlias】对话框。图3-10【PlaceNetAlias】对话框

(3)在【PlaceNetAlias】对话框的【Alias】编辑栏中输入“DD0”，作为第一个网络标号的名称，其他的设置项目不要轻易更改，使用默认设置。

(4)单击“OK”按钮，关闭【PlaceNetAlias】对话框，这时有一个矩形轮廓附着在光标上。

(5)将光标移动到要放置网络标号的电连线上，当粘在光标上的矩形框的一边与电连线重合时会显示绿色，这时单击鼠标左键，就将网络标号放置在电连线上了。放置第1个网络标号后，如果按“Esc”键，光标将退出放置网络标号的状态。在这里，不要退出放置网络标号状态，继续单击鼠标左键逐个往下放置网络标号，中间不要退出，直到放置到网络标号DD31为止。因为这里的网络标号是数字结尾的，所以连续放置时网络标号会自动递增。删除网络标号很简单，选中网络标号后，按“Delete”键，或者执行鼠标右键命令【Delete】，都可以删除网络标号。注意：所有的电连线都是放在栅格上的，所有的网络标号也是放在栅格上的，所以一定要锁定栅格。要养成使用网络标号的习惯，当两个元件的引脚相隔很远时，采用网络标号把它们连接起来，会使电路图更加简洁。3.3.5放置不连接符号电路图中的不连接符号如图3-11所示。执行【Place】→【NoConnect】菜单命令，或者按绘图工具栏上的“Placenoconnect”按钮，或者按快捷键“X”，都能使光标进入放置不连接符号的状态。图3-11不连接符号和线路节点进入放置不连接符号的状态后，按“Esc”键或者执行鼠标右键命令【EndMode】，都可以使光标返回到选择状态。在一个元件的引脚放置好不连接符号后，再放置一次不连接符号，就相当于取消了第一次放置的不连接符号。选中不连接符号后，按“Delete”键，也可以删除不连接符号。有人认为，对那些不用的元件引脚不作处理，不会影响电路图的正确性，也不会影响后续的印制电路板设计，所以就不放置不连接符号。这是一个不好的习惯。因为当最后检查整个电路图时，就会不清楚那些没作处理的引脚是自己忘记了绘制电连线，还是因为没有用到，所以若开始就把所有没有用到的引脚都放上不连接符号，这样就一目了然了。3.3.6放置线路节点电路图中的线路节点如图3-11所示。执行【Place】→【Junction】菜单命令，或者按绘图工具栏上的“Placejunction”按钮，或者按快捷键“J”，都可使鼠标进入放置线路节点的状态。进入放置线路节点的状态后，按“Esc”键或者执行鼠标右键命令【EndMode】，可以使光标返回到选择状态。在绘制电连线的过程中，每遇到一根已经存在的电连线，单击鼠标左键就会产生一个线路节点，然后继续往下绘制电连线；如果不单击鼠标左键，就不会在线路的交叉点产生节点。绘制好电连线后，如果发现在某个线路的交叉点需要放置节点，可以按快捷键“J”，然后在交叉点单击鼠标左键，这样就放置了一个线路节点。假如某个线路的交叉点有线路节点，如果再在这个交叉点放置一次线路节点，就会取消已有的线路节点，相当于删除线路节点。另外一种删除线路节点的方法是：选中线路节点，按“Delete”键。对于某一个线路节点，如果把连接到该节点的电连线删除到只剩下两根电连线，那么这个线路节点就会自动消除。3.4修改元件的编号和名称首先说明一下“PartReference”和“Reference”。“PartReference”是子元件编号，比如U1A、U1B之类；“Reference”是元件编号，比如U1、N1之类。单一元件实际上就是复合元件的特例，只不过这种复合元件只有一个子元件，所以单一元件的“PartReference”和“Reference”是相同的。同时选中几个元件后，再执行鼠标右键命令【EditProperties…】，打开属性编辑窗口，如图3-12所示，可以看到“PartReference”和“Reference”。在同一个项目文档中，不可能有两个元件的编号(Reference)完全相同，因为元件编号是元件的身份标志，唯一指定了某个元件符号对应实际电路板中的那个元件。图3-12子元件编号和元件编号如果在设计电路原理图时，对于某个实际的元件，使用复合元件的形式，那么这个复合元件的编号只有一个，也就是“Reference”只有一个，但是它的子元件编号，也就是“PartReference”却有多个，当然该元件的各个“PartReference”是不可能相同的。一般采用单一元件的形式，所以在电路原理图设计窗口我们看到子元件编号与元件编号相同，也方便地把子元件编号简称为元件编号。元件名称(Value)可以是集成电路的型号，也可以是电阻的阻值，所以把“Value”直接翻译成“名称”似乎不太准确。不过没有关系，熟练掌握OrCADCapture后，都可以理解。在图3-12中，可以修改元件编号和名称，还可以在电路原理图设计窗口直接双击编号或名称，调出编号或名称的【DisplayProperties】对话框，在该对话框中修改它们。3.5绘制无电气性能的图形

OrCADCaptureCIS提供了功能强大的绘制无电气性能的图形工具，使用这些工具不但可以在电路原理图上放置文字标注，还可以绘制直线、折线、矩形、圆、椭圆和圆弧等。在电路原理图上绘制无电气性能的图形，电路原理图设计窗口的绘图工具栏上就会有相应的按钮。这些绘制无电气性能的图形的功能，在电路原理图设计窗口和元件设计窗口是类似的。下面着重介绍如何放置文字标注，以及如何导入位图。为了读图方便，电路原理图中除了各个元件的编号和名称外，有时还需要放置一些文字标注。文字标注是图形的重要补充。执行【Place】→【Text…】菜单命，或者按绘图工具栏上的“Placetext”按钮，或者按快捷键“T”，都能调出如图3-13所示的【PlaceText】对话框。在该对话框中输入文字时，如果要换行，可以按组合键“Ctrl+Enter”，否则所有的文字将来都会在同一行显示。文字的颜色和字体，以及旋转的方向，都可以更改。单击“OK”按钮，关闭【PlaceText】对话框，就会有一矩形框粘贴在光标上，在电路电路原理图的空白处单击鼠标左键，这样就把【PlaceText】对话框中的文字放置在电路图中了。可以选中文字标注，对它进行旋转、移动、删除等操作。双击电路原理图中的文字标注，就会再次调出如图3-13所示的【PlaceText】对话框，这样就可以修改文字标注了。图3-13【PlaceText】对话框有时为了读图的方便，需要在电路原理图中放置一些起解释作用的表格或图形。有些表格或图形在元器件的参数资料文档中，所以就没有必要在OrCAD电路原理图中再绘制这些表格或图形了。可以在Windows操作系统中打开那些资料文档，采用Windows操作系统截图的功能(按组合键“Ctrl+PrintScreen”)，把需要的表格或图形保存为位图，然后在OrCAD中导入就可以了。先把有用的表格和图形保存在一个位图文件中，然后在OrCAD的电路原理图设计窗口，执行【Place】→【Picture…】菜单命令，调出【PlacePicture】对话框。通过这个对话框就可以把需要的位图放置在电路原理图中了。此时刚刚插入的图表处于选中状态，拖动图表四周的小方块，可以按比例改变图表的大小。在电路原理图的空白处单击鼠标左键，就会取消图表的选中状态。3.6修改元件的技巧和重新调用修改过的元件

1．修改元件的技巧在调用元件库中的元件设计电路原理图时，经常会发现元件的形式不符合实际的需要，这时就需要修改元件，下面介绍两种修改元件的方法。

(1)对于一个实际的元件，可能在电路原理图的多个地方用到，并且形式都不一样。此时不需要为这个实际的元件在元件库中创建多个元件，可以采用现场修改的方法。在电路原理图设计窗口中选中待修改的元件，然后执行鼠标右键命令【EditPart】，进入元件设计窗口。在元件设计窗口，执行【View】→【Zoom】→【All】菜单命令，把元件的整体显示在窗口中，然后修改元件的形式。因为是现场修改元件，所以不能保存到元件库中，修改完毕，直接关闭元件设计窗口就可以了。现场修改元件后，关闭元件设计窗口时会弹出一个询问对话框，该对话框的4个按钮的作用是：选择按钮，那么这次的修改只作用于上面选中的元件；选择按钮，那么这次的修改作用于所有的来源相同的元件；选择按钮，那么这次修改将被放弃；选择按钮，取消关闭元件设计窗口的操作。

(2)先修改元件库中的元件，再在电路原理图设计窗口重新调用。有时候在修改元件库里的元件后再次调用该元件时会出现如图3-14所示的提示信息。该信息告诉用户，所调用的元件与设计缓存(designcache)中的元件不相同，须更新设计缓存的内容使它与元件库中的内容同步。

2．重新调用修改过的元件成功调用元件库里修改过的元件可按下面三个步骤执行：

(1)把电路原理图中所有待修改的元件(来源于元件库中的同一个元件)删除掉。

(2)回到项目管理窗口更新DesignCache中的内容：选中DesignCache文件夹，执行鼠标右键命令【CleanupCache】。

(3)将元件库中的元件修改后再调用就成功了。图3-14提示信息对话框3.7创建阶层模块电路图尽管可以在一张大的图纸上把整个电路图设计出来，但是也可以把整个电路按照功能分成几个小部分设计在几张小电路图纸上，这样结构清晰，既便于交流，也便于设计，还便于检查和修改。阶层模块电路图的设计方法可以满足电子工程师的这种要求。3.7.1OrCADCaptureCIS电路原理图的三种结构在OrCADCaptureCIS电路原理图的设计中，一般有以下三种电路图结构。

(1)单页式电路设计(OneDesign)：整个电路都设计在一张电路图纸上。

(2)拼接式电路设计(FlatDesign)：只包括一个层次的电路设计。该层次中可以包括多张电路图纸，电路图纸之间采用页连接符号等连接信号，但不包括阶层模块。

(3)阶层模块电路设计(HierarchicalDesign)：在设计比较复杂的电路和系统时通常采用的一种自顶向下或自底向上的电路设计方法。在最上一层图纸上(称之为根层次：Root)设计电路总体结构框图，即阶层模块，下一层图纸中的某几张电路图纸的电路对应着上一层图纸的某个阶层模块。下一层图纸中还可以包括阶层模块，按层次关系将阶层模块逐级细分，直到最低层次为具体电路图，不再包括阶层模块。这种电路结构称为阶层模块电路设计。拼接式电路设计中各张电路图纸处于同一层次，它们之间的信号主要是依靠页连接符号连接的；阶层模块与它所对应的电路图纸处于两个不同的层次，它们之间的信号主要是依靠阶层模块的引脚和阶层端口连接的，而阶层模块电路图中同一个层次的电路图纸之间的信号仍然依靠页连接符号连接。上述这些概念的关系示意图如图3-15所示。Page 1和Page 2属于同一个层次的电路图，Page 3和Page 4属于同一个层次的电路图。电路原理图文件夹SchematicB包含两张电路图纸Page 3和Page 4，这个电路原理图文件夹对应着Page 1中的阶层模块，它们之间的信号是依靠阶层端口X和阶层模块的引脚X连接的。Page 3和Page 4之间的信号是依靠页连接符号X连接的。在Page 4中，网络标号X和页连接符号X同名，所以它们所标识的网络是同一网络，但是Page 2中的网络X与Page 1中阶层模块的引脚X不是同一网络，因为这两张图纸之间没有名称为X的页连接符号相连。图3-15阶层模块电路图的结构关系示意图3.7.2阶层模块电路图的设计设计阶层模块电路图有自顶向下和自底向上两种设计方法，也可以把两种方法混合起来使用。

1．自顶向下设计阶层模块电路图首先建立最上一层图纸，在这一层图纸中，用阶层模块代表它下一层的子系统，然后设计每个阶层模块电路对应的子图，这样层层细化，直至完成整个电路图的设计。操作实例：自顶向下设计阶层模块电路图

(1)创建好设计项目，在顶层电路原理图文件夹中的某张图纸上开始设计阶层模块。

(2)进入顶层电路原理图文件夹中的某张图纸，执行【Place】→【HierarchicalBlock…】菜单命令，或者单击绘图工具栏上的“PlaceHierarchicalBlock”按钮，调出如图3-16所示的【PlaceHierarchicalBlock】对话框。在该对话框中，主要关注下面三项：

①Reference：这是阶层模块的编号。一个电路原理图文件夹可以对应多个阶层模块，这里的编号可以区别源于同一个文件夹的不同的阶层模块。注意：为了简单明了，在设计电路原理图时，一般遵循一个电路原理图文件夹只对应一个阶层模块的原则。图3-16【PlaceHierarchicalBlock】对话框

②ImplementationType：本书主要介绍电路原理图的设计，不涉及VHDL等其他硬件描述语言，所以在这一项选择“SchematicView”，表示这个阶层模块是对应着电路原理图，不是VHDL之类的硬件描述语言。

③Implementationname：指阶层模块所对应的那个电路原理图文件夹的名称。如果那个电路原理图文件夹已经存在，那么这里应该填写那个文件夹的名称；如果这个阶层模块所对应的电路原理图文件夹还没有建立，那么用户在这里应该取一个意义比较明显的名称。

(3)在【PlaceHierarchicalBlock】对话框的【Reference】编辑栏中输入“Page7,8,9,10”作为阶层模块的编号，用户还可以输入其他有意义的编号；在【ImplementationType】下拉列表中选择“SchematicView”项；在【Implementationname】编辑栏中输入“LCD”，其他各项采用默认的设置。

(4)单击“OK”按钮关闭【PlaceHierarchicalBlock】对话框，这时光标变成“十”形。

(5)在电路原理图设计窗口的适当地方按住鼠标左键向右下方拖动，拉出一个矩形框，然后松开鼠标左键，即生成了一个阶层模块。注意：至此，项目管理窗口中还没有生成电路原理图文件夹LCD。

(6)单击选择按钮，选中刚刚绘制好的阶层模块，然后执行【Place】→【HierarchicalPin…】菜单命令，或者单击绘图工具栏上的按钮，调出图3-17所示的【PlaceHierarchicalPin】对话框。注意：如果不选中阶层模块，那么相应的菜单和按钮就是灰色不可用的。图3-17【PlaceHierarchicalPin】对话框

(7)在【PlaceHierarchicalPin】对话框中，输入引脚名称，引脚类型(Type)一般选择“Passive”。如果是单一信号，引脚宽度(Width)选择“Scalar”；如果是总线信号，引脚宽度选择“Bus”。按照功能模块的划分，把这个阶层模块的引脚全部放置好，如图3-18所示。

(8)给图3-18所示的阶层模块的每个引脚绘制一段电连线(或总线)，并在电连线(或总线)上放置网络标号，这些网络标号尽量与阶层模块的引脚同名(名称也可以不相同)。

(9)阶层模块LCD的有些引脚信号可能与顶层电路原理图文件夹中的其他电路原理图相连，所以还需要给这些引脚信号放置页连接符号，如图3-19所示。图3-18放置好引脚的阶层模块图3-19完全绘制好的阶层模块

(10)选中阶层模块，阶层模块的主调颜色变成紫红色，然后执行鼠标右键命令【DescendHierarchy】，调出如图3-20所示的电路原理图纸的命名对话框。

(11)在图3-20所示的对话框中输入一个有意义的名称，也可以采用默认名称，然后单击“OK”按钮关闭这个对话框，即生成了这个阶层模块所对应的文件夹LCD，并且直接进入文件夹LCD中的电路原理图的设计窗口，如图3-21所示。在如图3-21所示的电路原理图设计窗口，已经自动放置好了阶层端口，这些阶层端口与图3-18所示阶层模块的引脚一一对应，并且同名。图3-20电路原理图的命名对话框图3-21直接引入生成的电路原理图设计窗口

(12)切换到项目管理窗口，可以看到，在项目管理窗口已经生成了阶层模块LCD所对应的电路原理图文件夹LCD。如果阶层模块LCD所对应的电路原理图很大，在一张图纸上设计不方便，还可以按如下操作在LCD文件夹中新建电路原理图纸。

①在项目管理窗口中选中文件夹LCD的图标。

②执行鼠标右键命令【NewPage】，或者执行【Design】→【NewSchematicPage…】菜单命令，调出如图3-20所示的电路原理图纸的命名对话框。

③给新建的电路原理图纸命名，然后关闭如图3-20所示的电路原理图纸的命名对话框，这样就在LCD文件夹中新建了一张电路原理图纸。

(13)在LCD文件夹中的电路原理图纸上设计阶层模块LCD对应的电路原理图。注意：从图3-21可以看出，操作第(11)步以后，阶层端口都放在一张电路原理图纸上，而有时候需要在几张电路原理图纸上设计阶层模块所对应的电路原理图，这时可以把阶层端口分别剪切到几张电路原理图纸上。

2．自底向上设计阶层模块电路原理图在设计阶层模块电路原理图时，常常碰到这样的情况，就是在每一个模块设计出之前，并不清楚每个模块到底有哪些端口，这时如果还要用自顶向下的方法设计就显得力不从心，因为没有办法设计出一张详尽的总图。注：在自底向上的设计方法中，先设计出阶层模块所对应的电路原理图，再由这些电路原理图产生阶层模块，详细操作步骤参见《OrCAD电路原理图设计入门与提高》(魏雄等编著，西安电子科技大学出版社，2009年7月出版发行)。3.7.3阶层模块与它对应的电路原理图之间的切换在进行较大规模的电路原理图设计时，所需的阶层模块是非常多的，有些阶层模块对应的电路原理图纸也是非常多的。从阶层模块所在的电路原理图纸切换到该阶层模块所对应的电路原理图文件夹中的图纸的方法是：在电路原理图设计窗口选中阶层模块(这时阶层模块的主体颜色呈紫红色)，再执行【View】→【DescendHierarchy】菜单命令或者执行鼠标右键命令【DescendHierarchy】，就可直接进入这个阶层模块所对应的电路原理图纸。从阶层模块所对应的电路原理图文件夹中的图纸，切换到该阶层模块所在的电路原理图纸的方法是：鼠标光标处于选择状态，并且在没有任何对象被选中的情况下，执行【View】→【AscendHierarchy】菜单命令，或者执行鼠标右键命令【AscendHierarchy】，就可直接进入这个阶层模块所在的电路原理图纸。3.7.4阶层模块与它对应的电路原理图之间的自动更新在阶层模块和它所对应的电路原理图都设计好后，有时发现电路原理图需要修改，这时一定要保证阶层模块的引脚和它所对应的电路原理图的阶层端口是一一对应的。如果全部采用手工的方式添加阶层引脚或阶层端口，就很容易出错。阶层模块与它对应的电路原理图之间的自动更新有如下两种方法。

(1)在阶层模块和它所对应的电路原理图都已经设计好的情况下，如果又增加了阶层模块的引脚，这时选中阶层模块，执行【View】→【SynchronizeDown】菜单命令，或者执行鼠标右键命令【SynchronizeDown】，就进入到这个阶层模块所对应的电路图纸。在电路原理图设计窗口，会发现系统已经自动添加好了阶层端口，这些阶层端口正好与添加的阶层引脚一一对应。

(2)在阶层模块和它所对应的电路原理图都已经设计好的情况下，如果又在电路原理图中添加了阶层端口，可以先执行鼠标右键命令【AscendHierarchy】，直接就进入到这个阶层模块所在的电路原理图纸，再把阶层模块的方框拉大一些，给将要新增的阶层引脚留出空间，然后选中阶层模块，执行鼠标右键命令【SynchronizeUp】，系统就会自动给阶层模块添加引脚，这些引脚正好与刚才添加的阶层端口一一对应。3.8设计电路原理图的后续处理在设计好电路原理图后，为了后续印制电路板设计的需要，也为了交流、读图和管理等工作的方便，还必须对整个电路图进行规范化，并生成一些清单。3.8.1元件的重新编号元件编号(reference)和子元件编号(partreference)是用来区别不同个体的元件的，所以电路图中的元件编号和子元件编号必须是唯一的，但是在设计完电路图后，很难保证它们不重复。如果一个一个地查询，对于一个比较大的工程项目来说，简直不可能完成。在项目管理窗口中选中设计文件图标，然后执行【Tools】→【Annotate…】菜单命令，弹出如图3-22所示的【Annotate】对话框，利用该对话框的【Packaging】标签页统一完成对元件的重新编号。这种方法效率高，准确无误，真正体现了计算机在电子电路设计中的自动化处理功能。下面介绍该对话框的【Packaging】标签页中各项的含义。

1．Scope(重新编号的范围)在这个组合框中，有下面两项决定了重新编号的范围。

(1) Updateentiredesign：对整个设计项目的所有元件重新进行编号。

(2) Updateselection：对在项目管理窗口中选中的电路图纸中的所有元件重新进行编号。图3-22【Annotate】对话框

2．Action(操作)这个组合框有5个选项，用于确定执行什么操作。

(1) Incrementalreferenceupdate(以递增的方式给元件重新编号)：只对电路图中没有确定编号的元件(即元件编号中带有问号“?”的元件)进行编号，并且是在现有元件编号的基础上递增编号。

(2) Unconditionalreferenceupdate(无条件更新编号)：不管电路图中的元件是否有确定的编号，若选中本选项，则对电路图中的所有元件重新进行编号。如果用户修改了放置元件时缺省编号的字母前缀，则系统会按用户修改的形式进行编号。例如，电阻元件的编号一般都用系统缺省的前缀R，如果用户将电路中所有负载电阻的前缀修改为RL，那么OrCADCapture系统将对电路中所有以R为前缀的电阻以R1、R2、R3…重新进行编号，也对所有负载电阻以RL1、RL2、RL3…重新进行编号。

(3) Resetpartreferencesto“?”(元件编号的复位)：将电路中所有元件编号中的数字部分均改为问号“?”，元件编号中的关键字母以及在关键字母后面的附加字母保持不变。附加字母一般都是复合元件的子元件编号。

(4) AddIntersheetReferences(添加页连接符号和阶层端口的页码)：对于拼接式(Flat)电路图和阶层模块电路图，不同电路图纸之间的信号是通过页连接符号(OffConnector)、阶层端口(HierarchicalPort)连接的。若选中该选项，则在电路图中的页连接符号、阶层端口旁边标注与其连接的电路图纸的页码。

(5) DeleteIntersheetReferences：删除位于页连接符号和阶层端口附近的电路图纸的页码。

3．Mode(模式)该项一般采用默认设置，也就是选中“UpdateInstances(Preferred)”。

4．PhysicalPackaging(实物封装)在对电路原理图进行后续处理时，有时需要将某几个元件组合在一起。典型的情况是，一个电路中用到同一种集成电路的多个子元件，这样就必须告诉OrCADCaptureCIS系统要将哪些子元件组合在一起构成一个集成电路。如果在【Combinedpropertystrings】编辑栏添加一项或多项元件的属性，OrCADCaptureCIS系统就会根据这些属性来组合元件。一般情况下，不需要更改这个编辑栏中的默认设置。

5．Resetreferencenumberstobeginat1ineachpage(在每一张电路图纸上从1开始给元件编号)如果选中该项，那么在给整个设计项目中的元件重新编号时，每一张电路图纸上的元件都是从1开始编号。一般情况下，不要选中该项。如果选中了该项，那么整个设计项目中就有很多元件的编号是相同的，显然没有什么意义。

6．AnnotateasperPMpageordering(按照项目管理窗口中的电路图纸的顺序给元件重新编号)该项是一个单选按钮。如果选中该项，那么OrCADCaptureCIS系统将按照项目管理窗口的电路图纸和电路原理图文件夹的顺序给元件重新编号。如果有多个电路原理图文件夹，并且每个电路原理图文件夹有多张电路图纸，那么根文件夹的电路图纸中的元件最先重新编号。在同一个文件夹中，电路图纸是按字母顺序排列的。在选中该项的同时，下文中第8项“Donotchangethepagenumber”也处于可选状态，如果选中第8项，那么就不会改变电路图纸的页码；否则，先给电路图纸重新编号，再给元件重新编号。

7．Annotateasperpageorderinginthetitleblocks(按照每张电路图纸的标题栏中的页码顺序给元件重新编号)该项是一个单选按钮。如果每张电路图纸的页码都没有错误，选中该项，那么OrCADCaptureCIS系统将按照每张电路图纸的标题栏中的页码顺序给元件重新编号，第8项“Donotchangethepagenumber”处于灰色不可选状态。

8．Donotchangethepagenumber(不要改变电路图纸的编号)这是一个复选按钮。如果选中该项，在给元件重新编号时就不会改变每张电路图纸的标题栏中的页码，该项专门配合上面第6项使用。

9．Includenon-primitiveparts(对一些非基本元件也要重新编号)如果选中该项，Annotate操作也对阶层模块这些非基本的元件重新编号。一般不选中该项。3.8.2在页连接符号和阶层端口旁边标注页码在整个设计项目的页连接符号和阶层端口旁边标注页码，这些页码表明了页连接符号和阶层端口连接到了哪些电路图纸，信号的来龙去脉一目了然，对于阅读电路图是非常有帮助的。在电路原理图中的页连接符号和阶层端口旁边标注页码时，一定要保证电路图纸的页码唯一并没有其他错误，所以在这之前，最好让OrCADCaptureCIS系统给元件重新编号时也给电路图纸的页码重新编号。操作实例：在页连接符号和阶层端口旁边标注页码

(1)给电路图纸上的所有元件重新编号时，在【Annotate】对话框中不要选中“Donotchangethepagenumber”一项。

(2)给元件重新编号后，再次回到项目管理窗口，选中设计项目的图标，执行【Tools】→【Annotate…】菜单命令，调出【Annotate】对话框。

(3)切换到该对话框的【Packaging】标签页，选中“AddIntersheetReferences”选项。

(4)单击“确定”按钮关闭【Annotate】对话框，调出如图3-23所示的【IntersheetReferences】对话框。图3-23【IntersheetReferences】对话框

(5)在【IntersheetReferences】对话框中，做如下设置：

①在【Prefix】编辑栏中输入“Page[”作为页码标注的前缀；

②在【Suffix】编辑栏中输入“]”作为页码标注的后缀；

③在【XOffset】编辑栏中输入“30”作为页码标注与页连接符号(和阶层端口)的偏置距离；

④选择标准的页码标注的格式，比如：“1,2,3,4,5”。

⑤因为本书中，对设计的电路原理图并不进行严格的电气检查，所以选中端口类型匹配矩阵(PortTypeMatchMatrix)中所有的复选按钮，其他选项均保持默认设置。

(6)单击“OK”按钮，关闭【IntersheetReferences】对话框。

(7)在OrCADCaptureCIS系统自动标注完成后，打开电路图，就会看到页连接符号和阶层端口旁边放置了页码。3.8.3材料清单的生成材料清单(billofmaterials)主要用于整理一张电路图纸或一个设计项目中的所有元件，包括这些元件的数量、型号、参数值、生产厂家、价格和PCB封装等内容。材料清单给设计工程师和企业管理带来了极大的方便，也是计算机技术在电子线路设计中的典型应用。生成材料清单有两种方法：一种是调用【BillofMaterials】对话框；另一种是调用【StandardBillofMaterials】对话框。

调用【StandardBillofMaterials】对话框在项目管理窗口中，选中某张电路图纸或设计项目的图标，然后执行【Tools】→【BillofMaterials…】菜单命令，调出如图3-24所示的【BillofMaterials】对话框。在该对话框中需要设置五组参数。

1．设置统计范围(scope)如果选中“Processentiredesign”项，那么系统将统计整个电路设计中的元件信息；如果选中“Processselection”项，那么系统将只统计所选的一张或几张电路图纸中的元件信息。

2．设置统计模式(mode)一般选择系统默认设置即可。图3-24【BillofMaterials】对话框

3．定义每一行的条目(lineitemdefinition)该组参数指定材料清单的基本格式和内容。一般包括以下几方面的内容。

(1)【Header】编辑栏，用于指定材料清单标题行的内容。为了便于对准，标题行中的每一项后面加一个Tab符号“\t”，表示在该位置插入一个制表符Tab。在图3-24中，该编辑栏中的设置为“Item\tQuantity\tReference\tPart”，这是系统的默认设置，表示材料清单包括四列，每列名称分别为Item、Quantity、Reference和Part，相互之间用Tab制表符隔开。

(2)【Combinedpropertystring】编辑栏，这里列出了将元件的哪些属性组合在一起。该编辑栏指定了材料清单中每一列对应元件的哪一项属性，以及各项参数的前后顺序。图3-24中该编辑栏的设置为“{Item}\t{Quantity}\t{Reference}\t{Value}”，表示每一行分别输出项目编号({Item})、电路中该元件值的元件个数({Quantity})、这些元件在电路中的编号({Reference})以及这种元件的参数值({Value})。为