CAD第五章1.ppt

1、西京学院工程技术系电子信息教研室电路CAD课程,第 5 章,层次式原理图,本章要点, 层次原理图的基本知识, 层次原理图的设计方法, 层次原理图的建立, 层次原理图之间的切换, 由方块电路符号生成新 原理图中的I/O端口符号, 由原理图文件生成方块电 路符号块电路符号,5.1 层次式原理图的概念,层次化原理图是我们针对大型设计采取的最佳设计方式，Protel DXP支持原理图的层次化设计。 采用层次化设计后，原理图按照某种标准划分为若干功能部分，分别绘制在多张原理图纸上，这些图纸被称为该设计系统的子图。同时，这些子图将由一张原理图来说明它们之间的联系，此原理图被称为该项设计系统的母图。各张子图

2、与母图及各张子图之间是通过输入/输出端口或网络标号建立起电气连接， 这样就形成了此设计系统的层次原理图。 因此层次电路原理图设计又被称为化整为零、聚零为整的设计方法。,层次式原理图的简介,层次式原理图构成因素,(1)构成整个原理图的单张原理图。该原理图中包含其它原理图建立电气连接的输入/输出端口和网络标号。 (2)构成单张原理图之间关系的主图。主图中包含代表单张原理图的方块电路图和对应单张原理图端口的方块电路图端口，当然，还包括建立起电气连接的导线和总线。通过主图，可以很清楚地看出整个电路系统的结构。,5.1 层次式原理图的概念,层次式原理图设计方法,(1)采用自上而下的层次设计方法 层次原理

3、图的自上而下设计方法是指由电路方块图生成电路原理图，因此在绘制层次原理图之前，首先要设计出电路方块图，该方法的设计流程如图所示。,(2)自下而上设计层次原理图 自下而上设计层次原理图是指由基本模块的原理图生成电路方块图，因此在绘制层次原理图之前，要首先设计出基本模块的原理图，设计流程如图所示。,5.2 层次式原理图设计,层次原理图的设计主要有三种设计方法，分别是采用自上而下设计、自下而上设计以及多通道的设计方法。其中，自上而下设计方法比较常用。,(3)多通道电路设计方法 多通道设计，就是指对于多个完全相同的模块，不必进行重复绘制，只需要绘制一个电路方块图和基本模块的原理图，直接设置该 模块的重

4、复应用次数即可，系统在进行项目编译时会自动创建正确 的网络表。设计流程如图所示 。 主原理图Main.SchDoc具有4个子模块均调用了原理图 A.SchDoc和B.SchDoc各一次。因此可以重复调用原理图的方法来设计。,5.2 层次式原理图设计,自上而下层次原理图的绘制步骤 1.启动原理图设计编辑器，并建立新的层次原理图的文件。 2.绘制母图 放置电路方块图。执行菜单命令（Place/Sheet Symbol）或者选择连线工具栏的 按钮 。即进入放置电路方块图，鼠标指针上出现十字形 ，同时多出一个虚线矩形 按Tab键，打开其属性编辑对话框，对其进行属性设置,如图5-7所示。,将光标移到需要

5、放置电路方块图的位置，单击鼠标左键确定电路方块图的左上角的位置，并拖动鼠标到合适的位置后再单击左键，确定方块图的大小 。 放置电路方块图进出口 。执行选择菜单命令（Place/Add Sheet Entry）或者是连线工具栏 按钮，启动放置电路方块图进出口命令。将光标移到电路方块图上任意的位置，单击鼠标左键，然后再按键对其进行属性设置，如图5-11所示。,5.2.1 采用自上而下的层次设计方法,3.从母图产生子图 利用电路方块图（Sheet Symbol）产生原理图（Sheet），执行菜单命令（Design/ Create Sheet From Symbol）。这时光标变成十字形，移动光标至电

6、路方块“Modulator”上。单击鼠标左键，系统弹出Confirm确认端口 I/O属性对话框。,图5.13 移动光标至方块电路上,关闭设置对话框，然后按左键，即可放置一个电路方块图进出口。这时，仍在电路方块图进出口状态，可以按的步骤，放置其他的进出口。将其它的电路方块图及进出的端口放置完后，用导线或总线将电路方块连接起来，母图就完成了，如图所示。,5.2.1 采用自上而下的层次设计方法,本电路中选择“No”按钮，则系统会自动生成“Modulator.SchDoc”子原理图。同时，子图中已经生成与电路方块中相对应的I/O端口，并且该端口与对应的电路方块图端口具有相同名称及输入/输出方向。,4.

7、为子图添加元器件 接下来用户就可以在子图中添加元器件、连接线路、设置网络标号、和设置电源及接地符号 。用户可以用同样的方法自上而下绘制“Amplifier.SchDoc” 子原理图。这样整个层次原理图也就设计完成了，“ Modulator.SchDoc”和“Amplifier.SchDoc”的子图如图5.3和图5.4所示 。,图5.14 确认是否反转输入/输出方向,5.2.1 采用自上而下的层次设计方法,如果在设计中采用自下而上的设计方法，则必须先设计子原理图，再由子原理图文件生成电路方块图，并建立母图文件。,1.绘制子原理图 在同一项目工程文件下，绘制好底层的各子原理图并画出需要与其它相连的

8、I/O端口。,2.从子原理图文件生成电路方块图 在同一项目工程文件下，再新建一个原理图文件，并命名。然后执行菜单命令Design Sheet Symbol From Sheet，系统弹出“Choose Document to place”（选择待放置文件）对话框。,自下而上层次原理图的绘制步骤,5.2.2 采用自下而上的层次设计方法,3.生成其他电路方块图 重复步骤2。在母图上生成其他电路方块图，然后用导线或者总线连接那些具 有电气连接的电路方块图，自下而上的设计过程就已经完成了。,图5.16 选择待放置文件对话框图 图5.17 新生成的方块电路,单击鼠标左键，选中要产生电路方块图的子原理图，

9、单击 按钮，弹出确认是否反转输入/输出方向的对话框。这里同样也是单击按钮，母图中电路方块图的I/O端口输入/输出方向与子图中输入/输出方向相同。此时，光标处出现一个电路方块图，选择合适的位置单击鼠标左键将其定位，电路方块图就会自动命名为“Amplifier.SchDoc”。可双击电路方块图中的进出端口，修改其属性以及进行适当的调整。,5.2.2 采用自下而上的层次设计方法,在编辑层次电路原理图时，经常需要在不同层次原理图之间进行切换。有以下几种情形：从母图的电路方块图切换到子图、从子图切换到母图的电路方块图、子图与子图之间的切换等。, 从母图的电路方块图切换到子图, 选择标准工具栏（Schem

10、atic Standard）的 按钮，或者执行菜单命令Tools/Up/Down Hierarchy 此时光标变成十字形状。将光标移至母图中需要切换的电路方块图上的某个进出口（Sheet Entry）上，单击鼠标左键，即可自动切换到其所对应的子图上。而且，此时的显示状态是以最大模式显示的。,单击母图中的电路方块图进出口 切换到子图状态,5.2.3 不同层次原理图之间的切换, 使用Projects面板来完成从母图到子图的切换 对于一个打开的层次电路项目来说，最简单的切换方法是使用Projects面板。Projects面板中列出了该项目中的所有文档，单击相应的文档图标既可以切换到该原理图。, 使用

11、Navigator面板来完成从母图到子图的切换,单击原理图工作区右下方的 命令, 在弹出的菜单中选中“Navigator”这时会弹出 Navigator面板。单击 按钮，此时光标变成十字形，将光标移至母图或子图中所需要切换电路方块图上的某个进出口上,单击鼠标左键，即可切换到其所对应的原理 图上。,5.2.3 不同层次原理图之间的切换, 由子图切换到母图,执行菜单命令Tools/Up/Down Hierarchy,或者单击工具栏中的按钮，此时光标变成十字形状。将光标移动到子图中的某个输入/输出端口（Port）上，单击鼠标左键，即可自动切换到母图上。或者也可以使用Projects面板和Naviga

12、tor面板来进行切换，方法与母图到子图的切换是一样的。, 由子图切换到子图 由子图切换到子图可以使用Projects面板或者是使Navigator面板来完成方法与母图到子图的切换是一样的。,5.2.3 不同层次原理图之间的切换,通常在层次式电路图中，母图和子图的关系是一对一的，也就是一个母图对应于一个子图，但也有多个子图对应于一个母图，这就是多通道电路。 采用自上而下的多通道设计方法的步骤如下： 1.启动原理图设计编辑器。 2.绘制母图 1）放置控制电路的电路方块图。 选择连线（Wiring）工具栏的按钮，或者执行菜单命令Place/ Sheet Symbol，放置控制电路的电路方块图。其属性

13、的“Designator”命名为“MCU”。“Filename”更改为该子图对应的原理图文件“MCU.schdoc”。修改完毕单击确认。,5.3.1 多通道电路设计方法,2）放置控制电路的电路方块图进出口 选择连线（Wiring）工具栏上的按钮，或者执行菜单命令Place/Add Sheet Entry，放置控制电路子图进出口符号。修改进出口属性并单击确认。 方块图进出口名称“I1.8”实际表示有8个端口，可以对连接到端口的总线进行切分，给总线中的8根信号线各分配一个端口。,3）绘制指示灯电路的电路方块图 选择连线（Wiring）工具栏上的按钮，或者执行菜单命Place /Sheet Symb

14、ol，放置控制电路的电路方块图。其属性的“Designator”命名为 “Repeat(Lamp,1,8)”，“Filename”更改为该子图对应的原理图文件名“Lamp.schdoc”。修改指示灯电路子图所对应的电路方块图的属性,修改完毕单击确认。,5.3.1 多通道电路设计方法,4）放置指示灯电路的电路方块图进出口 选择连线（Wiring）工具栏上的按钮，或者执行菜单命令Place/Add Sheet Entry，放置指示灯电路的电路方块图进出口符号。这里的子图进出口名称为“Repeat(1)”，表示重复引用子原理图的时候，该端口也将被重复应用，系统会自动为各个通道的子原理图重新分配端口名

15、称标识。修改完毕单击确认。,5）连接电路方块图 放置好控制电路和指示灯电路两个方块图以后，再进行电路连接，总线从控制电路进出口延伸出来，与指示灯进出口延伸出来的导线连接起来。然后分别为这段总线和导线添加网络标号“I1.8 ”和“I”，其中总线“I1.8 ”表示该总线包含8个网络，分别是“I1” 至“I8”。,5.3.1 多通道电路设计方法,3.绘制子图 从母图产生子图。利用电路方块图（Sheet Symbol）产生原理图（Sheet），执行菜单命令Design/Create Sheet From Symbol，这时光标变成十字形，移动光标至方块电路“MCU”上，单击鼠标左键。系统弹出Confi

16、rm确认端口I/O属性对话框，本电路中选择“No”按钮。接下来在弹出的子原理图中创建一个控制电路的底层原理图。,再次执行菜单命令执行菜单命令Design/Create Sheet From Symbol，光标变成十字形，移动光标至方块电路“Lamp”上，单击鼠标左键，系统弹出Confirm确认端口I/O属性对话框，本电路中选择“No”按钮。接下来在弹出的子原理图中创建指示灯电路的底层原理图。,执行菜单命令执行菜单命令Design/Create Sheet From Symbol创建底层电路图的时候，系统为该电路创建的输出端口名称为“Repeat(1)”（与子图符号中的端口名称一致），需要将其改

17、成“I”，即要重复去掉命令“Repeat”。否则系统编译项目时会出错。,5.3.1 多通道电路设计方法,5.3.2 多通道电路切换, 使用专用命令切换通道, 使用面板工具切换通道, 使用Projects面板来完成各个层次原理图之间的切换,小结,1)层次化原理图是我们针对大型设计采取的最佳设计方式，Protel DXP支持原理图的层次化设计。 2)采用层次化设计后，原理图按照某种标准划分为若干功能部分，分别绘制在多张原理图纸上，这些图纸被称为该设计系统的子图，同时，这些子图将由一张原理图来说明它们之间的联系，此原理图被称为该项设计系统的母图。各张子图与母图及各张子图之间是通过输入/输出端口或网络

18、标号建立起电气连接，这样就形成了此设计系统的层次原理图。,3)通常层次原理图的设计主要有两种设计方法，分别是自上而下设计、自下而上设计以及多通道设计。层次原理图的自上而下设计方法是指由电路方块图生成电路原理图，因此在绘制层次原理图之前，首先要设计出电路方块图。,4)自下而上设计层次原理图是指由基本模块的原理图生成电路方块图，因此在绘制层次原理图之前，要首先设计出基本模块的原理图。,5)多通道设计，就是指对于多个完全相同的模块，不必进行重复绘制，只需要绘制一个电路方块图和底层电路，直接设置该模块的重复应用次数即可，系统在进行项目编译时会自动创建正确的网络表。,6)当同时绘制多张原理图时，需要不同层次原理图之间进行切换，Protel DXP提供两种主要的切换方法： （1）执行ToolsUp/Down Hierarchy命令。 （2）用鼠标左键单击标准工具栏中