原创 一步一步学习Protel99SE:第二课 Protel 99 SE原理图绘制入门(二)

2010-9-25 22:01 3502 10 11 分类: PCB

2.2.16           原理图设计实例


下面以图2-34所示的两级放大电路为例,说明绘制电路原理图的方法。


 


                  


⑴新建一个原理图文件。建立一个新的项目文件AMP.ddb,新建一个原理图文件,将文件名改为AMP。


⑵设置图纸的文档参数。设置图纸大小为A4,其余默认。


⑶装入元器件库。本电路中,需要用的元件为电阻、电解电容和三极管,它们在分立元件库(Miscellaneous Device.ddb)中,载入该元件库。


⑷放置元件。在元件列表中选中RES2放置电阻,选中NPN放置三极管,选中Electro1放置电解电容。


⑸调整元件。放置好元件后,用鼠标选中元件,将其拖到合适位置,有些元件还需作旋转,调整后的原理图如图所示。


⑹连接导线。执行菜单Place→Wire放置连线,执行菜单Place→Junction放置节点,如图所示将电路图连接好。


⑺放置I/O端口。执行菜单Place→Port,依次放置输入端口IN和输出端口OUT,并连接线路。


⑻由于图中三极管的标号不符合国标要求,将其标号修改为V?。


⑼执行菜单Tools→Annotate重新标注元件,并设置标称值,完成的电路如图所示。


⑽保存电路图。


                                                             


2.3 层次电路图设计





当电路比较复杂时,用一张原理图来绘制显得比较困难,此时可以采用层次型电路来简化电路。层次型电路将一个庞大的电路原理图(称为项目)分成若干个模块,且每个模块可以再分成几个基本模块。各个基本模块可以由工作组成员分工完成,这样可以大大提高设计效率。


层次型电路的设计可采取自上而下或自下而上的设计方法。本节采用自上而下的设计方式进行介绍。


image image


层次电路图按照电路的功能区分,在其中的子图模块中



代表某个特定的功能,类似于自定义的元件。



层次电路图的结构与操作系统的文件目录结构相似,



选择设计管理器的Explorer选项卡可以观察到层次图的结构。



在一个项目中,处于最上方的为主图,一个项目只有一个主图,


 


扩展名为prj;在主图下方所有的电路均为子图,扩展名为sch。


 


图示为层次电路图Z80 Processor.prj的结构。


 


 


 


 


 


 


 


 


 






image


在层次式电路中,通常主图中是以若干个方块图组成,


它们之间的电气连接通过I/O端口和网络标号实现。


 


 


 



1.电路方块图设计



电路方块图,也称为子图符号,是层次电路中的主要组件,


它对应着一个具体的内层电路。图示为某电路的主图文件,


它由两个电路方块图组成。


 


执行菜单Place→Sheet Symbol,或单击工具栏上按钮 imageimage


在属性对话框中,设置相关参数,在File Name中填入子图的


文件名(如FB.sch),Name中填入子图符号的名称(如方波),


设置完毕后,改变其大小,大小合适后,再次单击鼠标左键,


放下子图符号。




 


 


 


 


 


 


 


 








2.放置子图符号的I/O接口


 


执行菜单Place→Add Sheet Entry,或单击工具栏上按钮 image


I/O端口被限制在子图符号的边界上。 


 


子图符号端口属性对话框,其中:


Name:端口名;


I/O Type:端口电气特性设置;


Style:端口方向设置;


Side:设置I/O端口在子图的左边(Left)或右边(Right);


Position:子图符号I/O端口的上下位置,以左上角为原点,每向下一格增加1。



3.设置图纸信息


执行Design→Options,参数设置对话框中,选中Organization选项卡,设置图纸信息。


4.由子图符号生成子图文件


执行菜单Design→Create Sheet From Symbol,在是否颠倒I/O端口的电气特性的对话框中:


若选择“是”,则生成的电路图中的I/O端口的输入输出特性将与子图符号I/O端口的输入输出特性相反;


若选择“否”,则生成的电路图中的I/O端口的输入输出特性将与子图符号I/O端口的输入输出特性相同,一般选择“否”。


此时Protel99SE自动生成一张新电路图,电路图的文件名与子图符号中的文件名相同,同时在新电路图中,已自动生成对应的I/O端口。



                                                                                


5.层次电路的切换


在层次电路中,经常要在各层电路图之间相互切换,切换的方法主要有2种。


⑴利用设计管理器,鼠标左键单击所需文档,便可在右边工作区中显示该电路图。


⑵执行菜单Tools→Up/Down Hierarchy或单击主工具栏上按钮 ,将光标移至需要切换的子图符号上,单击鼠标左键,即可将上层电路切换至下一层的子图;若是从下层电路切换至上层电路,则是将光标移至下层电路的I/O端口上,单击鼠标左键进行切换。


image


自上而下层次式电路图设计的基本步骤:


新建一个原理图文件。


绘制主图。


绘制子图电路。


设置图纸编号。


文件保存。


以图2-41所示的信号发生器为例介绍层次电路的设计,其中方波形成电路为子图1,三角波形成电路为子图2。


⑴建立一个新文件。新建一个电路图文件,作为主图。


⑵放置子图符号,设置相关参数为:File Name为FB.sch,Name为“方波”。



                                  


将子图符号移至合适的位置后,改变其大小合适后,放下子图符号。


同样方法放置第二个子图符号,其File Name设置为SJB.sch,Name设置为“三角波”,子图放置完毕。放置完毕后的子图如图2-37所示。


⑶执行Place→Add Sheet Entry,放置子图符号的输出端口。设置端口属性,具体为:Name:Uo1;I/O Type:Output;Side:Right;Style:Right。


同样方法放置其它端口符号。


⑷执行菜单Place→Wire,绘制主图中所需的导线,完成主图连接。


⑸执行File→Save Copy As,Name设置为Function.prj,Format设置为*.prj,代表该文件是主图项目文件,保存主图。


⑹执行Design→Create Sheet From Symbol,将光标移到FB.sch子图符号上,颠倒I/O端口的电气特性的对话框中选择“否”,系统自动生成一个新电路图,并产生了一个I/O端口Uo1。在此电路图中完成子图1的电路绘制,并绘制方波波形。同样的方法完成子图2的绘制。


⑺执行菜单Design→Options,在弹出的对话框中选中Organization选项卡,在Sheet栏的No.中设置图纸编号,本例中依次将主图、子图1、子图2编号为1、2、3,图纸总数设置为3。



⑻执行菜单File→Save All保存所有文件。


层次式原理图的制作除了上述的自上而下的设计方式外,也可以采用自下而上的设计方式,即先设计子图,再设计主图,设计的方法基本一致。


image


电气规则检查(ERC)是按照一定的电气规则,检查电路图中是否有违反电气规则的错误。ERC检查报告以错误(Error)或警告(Warning)来提示。


进行电气规则检查后,系统会自动生成检测报告,并在电路图中有错误的地方放上红色的标记image


执行菜单Tools→ERC,电气规则检查设置对话框中各项参数的含义如下:


一定要ERC检查SCH的连线是否有问题,基本上可以消除漏连,重复编号等错误。









⑴ ERC Options区


Multiple net names on net:检测是否同一网络上存在多个网络标号。


Unconnected net labels:对存在未实际连接的网络标号,给出错误报告。


Unconnected power objects:对电路中存在未连接的电源或接地符号时,给出错误报告。如果把Power Port的Vcc改为+5V,则+5V和其它Vcc名称的管脚就被看成是两个完全不同的图件,在检查时会给出错误标记。


Duplicate sheet designator:对电路图中出现图纸编号相同的情况,给出错误报告。


Duplicate component designator:对电路中元件标号重复的情况给出错误报告。


Bus label format errors:对电路图中存在总线标号格式错误的情况给出错误报告。正确的BUS格式,如D[0..7]代表单独的网络标号D0~D7。


Floating input pins:对电路中存在输入管脚悬空的情况给出错误报告。


Suppress warning:进行ERC检测时将跳过所有的警告型错误。


⑵ Options区


Create report file:进行ERC检测后,将给出检测报告*.ERC。


Add error marks:进行ERC检测后,将在电路图上有错的地方放上红色错误标记image


Descend into sheet parts:设定检查范围是否深入到元件内部电路。


⑶ Sheets to Netlist下拉列表框:选择检查的范围,Active Sheets(当前电路图)、Active Project(当前项目文件)、Active Sheet Plus Sub Sheets(当前的电路图与子图)。


⑷Net Identifier Scope下拉列表框。用来设置进行ERC检测时,各图件的作用范围。


Net Labels and Ports Global代表网络标号和电路I/O端口在整个项目文件中的所有电路图中都有效;


Only Ports Global代表只有I/O端口在整个项目文件中有效;


Sheet Symbol/Port Connections代表在子图符号I/O口与下一层的电路I/O端口同名时,二者在电气上相通。


单击Rule Matrix选项卡进入检查电气规则矩阵设置,一般选择默认。


图中出现两个相同的元件标号R1,进行电气规则检查,电路图中在重复的标号R1上放置错误标记,提示出错,同时自动产生并打开一个检测报告。




图中有4个错误报告,前3个错误是由于该层次图未设置图纸编号,第4个错误是由于重复的标号,坐标(249,244)的R1与坐标(199,304)的R1。


按照程序给出的错误情况修改电路图,上图中将U1输出端的电阻标号改为R4,然后再次进行ERC检测,错误消失。


image


网络表文件(*.Net)是一张电路图中全部元件和电气连接关系的列表,它包含电路中的元件信息和连线信息,是电路板自动布线的灵魂。


1.生成网络表


在生成网络表前,必须对原理图中所有的元件设置好元件标号(Designator)和封装形式(Footprint)。


执行菜单Design→CreateNetlist,网络表对话框中的具体内容如下:


⑴ Output Format下拉列表框:设置网络表格式,一般选取Protel。







⑵ Net Identifier Scope下拉列表框:设置网络标号、子图符号I/O口、电路I/O端口的作用范围。


u Net Labels and Ports Global代表网络标号和电路I/O端口在整个项目文件中的所有电路图中都有效;


u Only Ports Global代表只有I/O端口在整个项目文件中有效;


u Sheet Symbol/Port Connections代表在子图符号I/O口与下一层的电路I/O端口同名时,二者在电气上相通。


⑶ Sheets to Netlist下拉列表框:选择产生网络表的范围,Active Sheets(当前电路)、Active Project(当前项目文件)、Active Sheet Plus Sub Sheets(当前电路图与子图)。


 


                           imageimage


⑷ Append Sheet Numbers To Local Net Name复选框:在生成网络表时,将电路图的编号附在每个网络名称上,以识别该网络的位置。


⑸Descend into sheet parts复选框:在生成网络表时,系统将元件的内电路作为电路的一部分,一起转化为网络表。


⑹Include Un-Named Single Pin Nets复选框:在生成网络表时,将电路图中没有名称的管脚,也一起转换到网络表中。



2.网络表的格式


执行菜单Design→Create Netlist,设置参数后,单击OK按钮,程序便自动生成并打开网络表文件。


Protel格式的网络表是一种文本式文档,由两个部分组成:


第一部分为元件描述段,以“[”和“]”将每个元件单独归纳为一项,每项包括元件名称、标称值和封装形式;


第二部分为电路的网络连接描述段,以“(”和“)”把电气上相连的元件管脚归纳为一项,并定义一个网络名。


[ 【元件描述开始符号】


R1 【元件标号(Designator)】


AXIAL0.4 【元件封装(Footprint)】


10k 【元件型号或标称值(Part Type)】


【三空行对元件作进一步说明,可用可不用】


] 【元件描述结束符号】


……


( 【一个网络的开始符号】


NET_V1-1 【网络名称】


R1-1 【网络连接点:R1的1脚】


V1-1 【网络连接点:V1的1脚】


) 【一个网络结束符号】


……

image



一般电路图绘制完毕,需要打印输出原理图文件,并且还要产生一份元器件清单,以便于采购或装配。


2.5.1 生成元件清单


执行菜单Reports→Bill of Material,可以产生元件清单,它给出电路图中所用元件的数量、名称、规格等。


对话框提示选择项目文件(Project)或图纸(Sheet),根据需要选择;产生的清单格式选择Protel Format格式(产生文件*.BOM),或选择Client Spreadsheet格式(产生文件为电子表格形式,*.XLS),其它的对话框均按默认设置,直接单击Next按钮进行下一步操作;结束操作,系统产生两种类型的元件清单。


图2-48和图2-49所示为稳压电源的元件清单。




image


执行菜单File→Setup Printer或单击工具栏上按钮 ,进入原理图打印设置。


原理图打印设置对话框中各项说明:


Select Printer下拉列表框:用于选择打印机。


Properties按钮:设置打印参数。对话框中,“大小”下拉列表框用于设置纸张的大小,“来源”下拉列表框用于设置纸张的来源,“方向”区用于设置打印的方向。


Batch Type下拉列表框:设置打印文档范围,有当前文档和所有文档两个选择。



Color下拉列表框:设置打印时的颜色,有Color(彩色方式)和Monochrome(黑白打印)两种。


Margins区:用于设置图纸与纸张边沿的距离,单位为英寸。


Scale区:用于设置打印的比例,选中Scale Fit Page复选框,系统将根据纸张的大小和方向自动计算打印比例的大小。





Preview区:用于观察电路在图纸中的位置,单击Refresh按钮可以重新显示改变设置后的预览效果。


设置好各项参数,单击Print按钮打印输出原理图。如果直接执行菜单File→ Print,系统将直接打印输出原理图,而不进行打印设置。



image


本章主要讲述原理图绘制软件的功能及应用。


? 在绘制原理图前一般要先设置文档参数和工作系统参数。


? 绘制原理图一般包括参数设置、放置元件、元件连线、编辑调整和打印输出等步骤。电路的绘制即可以使用菜单命令,也可以使用画图工具栏。


? 原理图绘制中,总线必须和网络标号配合使用,总线不是实际的连线,只是一种示意线,网络标号则能体现连接信息,具有相同网络标号的连线在电气性能上是相连的。


?在复杂的电路中,可以采用层次式电路图来简化电路,层次图电路由主图和若干个子图构成,它们之间的连接通过I/O端口和网络标号实现。


? 电路绘制完毕,通过ERC检查可以了解电路中有无错误。


? 绘制完毕的电路图可以生成网络表和元件清单,前者包含着元件的封装信息和连线信息,是联系印制板设计的纽带;后者主要包含元件的标号、标称值和数量等信息。


? 原理图绘制完毕可以通过打印机或绘图仪输出电路图。


image


掌握:


? 绘制原理图前文档参数和工作系统参数的设置;绘制原理图过程中设计图纸参数、绘图栅格的设置;绘制原理图工具的使用;元件、电源和接地符号、电路I/O端口的放置;元件的布局和线路连接;总线和网络标号的使用;元件属性的编辑;原理图的编辑调整;原理图的打印输出。


?网络表生成;原理图的打印输出。


了解:


?原理图中文字符号的放置;电路波形的绘制。


?层次电路图设计;电气规则的检查;元件清单的生成。





 

文章评论1条评论)

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用户323298 2010-9-25 22:35

真好,难得教材,适合我这初学者。谢谢楼主。

用户700718 2008-2-18 14:23

非常好

还有一些呢?

用户4088 2007-9-28 15:04

好东西,谢谢!

请教一下300V 7/0.125 AWG1571是什么意思 ?谢谢

用户15267 2007-3-27 11:55

IT IS VERY GOOD

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