Protel電路輔助設(shè)計(jì).ppt

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1、第 3 章,設(shè)計(jì)層次電路原理圖,第3章 設(shè)計(jì)層次電路原理圖,層次電路原理圖就是將一張復(fù)雜的電路原理圖分成數(shù)張功能電路原理圖和一張總圖。功能電路原理圖是其中的一個(gè)局部電路原理圖,如Z80單片機(jī)開發(fā)電路原理圖包括存儲(chǔ)器電路（Memory）、串行接口電路（Serial Interface）、編程外圍接口電路（Programmable Peripheral Interface）、微處理器時(shí)鐘（CPU Clock）、電源電路（Power Supply）、微處理器電路（CPU Section）等幾個(gè)功能電路原理圖），總圖就是將這幾個(gè)功能電路原理圖聯(lián)系起來(lái)的一個(gè)框圖，從層次上來(lái)說(shuō)，這幾個(gè)功能電路原理圖從屬于

2、總圖。(如圖3-1),方塊電路,方塊電路名稱,連接導(dǎo)線,方塊電路端口,圖3-1 層次原理圖與功能電路原理圖的連接示意圖,層次電路設(shè)計(jì)方法: 層次電路圖設(shè)計(jì)就是將較大的電路圖劃分為很多的功能模塊，再對(duì)每一個(gè)功能模塊進(jìn)行處理或進(jìn)一步細(xì)分的電路設(shè)計(jì)方法。 層次電路圖設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于正確地傳遞層次間的信號(hào)，在層次電路圖設(shè)計(jì)中，信號(hào)的傳遞主要靠放置方塊電路、方塊電路進(jìn)出點(diǎn)和電路輸入輸出點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 層次電路設(shè)計(jì)方法通常有自上而下和自下而上兩種方法。,3.1 自頂向下設(shè)計(jì)層次原理圖,此方法指首先產(chǎn)生方塊電路圖，再由方塊電路來(lái)產(chǎn)生具體原理圖的方法。也就是說(shuō)，我們應(yīng)首先設(shè)計(jì)出主控模塊圖（方塊電路圖），再將該圖中的

3、各個(gè)模塊具體化。 具體的設(shè)計(jì)方法如下: （以Z80單片機(jī)開發(fā)電路為例）,1、新建設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)文件 2、新建原理圖文件,3、 放置方塊電路（Sheet Symbol圖紙圖號(hào)） 方塊電路就是設(shè)計(jì)者通過(guò)組合其他元器件自己定義的一個(gè)復(fù)雜器件，這個(gè)復(fù)雜器件在圖紙上用簡(jiǎn)單的方塊圖來(lái)表示，至于這個(gè)復(fù)雜器件由哪些其他元件組成，內(nèi)部的接線又如何，可以由另外一張電路圖來(lái)詳細(xì)描述。 啟動(dòng)放置方塊電路方式有兩種： 點(diǎn)擊畫電路圖工具欄里的圖標(biāo) 。 執(zhí)行菜單命令Place放置/Sheet Symbol圖紙符號(hào)。,（1） 放置方塊電路 啟動(dòng)放置方塊電路（Sheet Symbol）命令后，光標(biāo)變成十字狀，在方塊電路

4、一角點(diǎn)擊鼠標(biāo)，再將光標(biāo)移到方塊圖的另一角，即可展開一個(gè)區(qū)域，點(diǎn)擊鼠標(biāo)，即可完成該方塊圖的放置。點(diǎn)擊右鍵，即可退出放置方塊電路狀態(tài)。 （2） 設(shè)置方塊電路編輯對(duì)話框 在放置方塊電路狀態(tài)下按Tab鍵或鼠標(biāo)左鍵雙擊方塊電路，即可打開如圖3.2所示的方塊電路屬性對(duì)話框進(jìn)行設(shè)置。該對(duì)話框中共有12個(gè)設(shè)置項(xiàng)，其中：,圖3-2 方塊電路屬性對(duì)話框,Border Width選擇項(xiàng)的功能是選擇方塊電路邊框的寬度。點(diǎn)擊“Border Width”選擇項(xiàng)右側(cè)的下拉式按鈕，打開其下拉菜單，其中共有四種邊線的寬度，即最細(xì)（Smallest）、細(xì)（Small）、中（Medium）和粗（Large）。 X-Size選項(xiàng)的

5、功能是設(shè)置方塊電路的寬度，如圖3.1所示。 Y-Size選項(xiàng)的功能是設(shè)置方塊電路的高度，如圖3.1所示。 Border Color選項(xiàng)的功能是設(shè)置方塊電路的邊框顏色。 Fill Color選項(xiàng)的功能是設(shè)置方塊電路中間填充顏色。,Name設(shè)置項(xiàng)的功能是設(shè)置方塊電路名稱，該名稱為功能電路在總圖中的名稱。 File Name設(shè)置項(xiàng)的功能是設(shè)置方塊電路所對(duì)應(yīng)的文件名稱，如圖3-3所示，此處為Power.Sch。,圖3-3 方塊電路,完成方塊電路放置后的狀態(tài)如圖3-4,4、 方塊電路的端口（Sheet Entry） 如果說(shuō)方塊電路是自己定義的一個(gè)復(fù)雜器件，那么方塊電路的端口就是這個(gè)復(fù)雜器件的輸入輸

6、出引腳。如果方塊圖沒(méi)有端口的話，那么方塊圖便沒(méi)有任何意義。 啟動(dòng)放置方塊電路端口的命令有兩種方式： 點(diǎn)擊畫電路圖工具欄里的圖標(biāo) 。 執(zhí)行菜單命令【 Place放置Add Sheet Entry添加圖紙入口】。,(1) 放置方塊電路端口 啟動(dòng)放置方塊電路端口命令后，光標(biāo)變成十字狀，將光標(biāo)移動(dòng)到方塊電路中，點(diǎn)擊鼠標(biāo)，光標(biāo)上面出現(xiàn)一個(gè)小圓點(diǎn)，且光標(biāo)將被限制在方塊電路的左右邊界內(nèi)，確定合適的位置后點(diǎn)擊鼠標(biāo)，即可在該處放置一個(gè)方塊圖的端口，點(diǎn)擊右鍵結(jié)束放置方塊圖端口狀態(tài)。,方塊電路端口,方塊電路名稱,(2) 設(shè)置方塊電路端口屬性對(duì)話框 在放置方塊電路端口狀態(tài)下按Tab鍵或鼠標(biāo)左鍵雙擊方塊電路端口，即

7、可出現(xiàn)方塊電路端口對(duì)話框，如圖3.4所示。 其中： Name：設(shè)置方塊電路端口的名稱。 I/O Type：選擇方塊圖端口的形式，其中包括四個(gè)選擇項(xiàng)，即無(wú)方向式信號(hào)進(jìn)出點(diǎn)(Unspecified）、輸出型進(jìn)出點(diǎn)（Output）、輸入型進(jìn)出點(diǎn)（Input）和輸入輸出雙向型進(jìn)出點(diǎn)（Bidirectional）。 Style：箭頭方向包括四種，即無(wú)箭頭（None）、左箭頭（Left）、右箭頭（Right）和雙向箭頭（LeftRight）。, Side：選擇方塊圖端口是在方塊圖的左邊還是在右邊。一般在設(shè)計(jì)時(shí)，不需要設(shè)置此項(xiàng)，只需要移動(dòng)鼠標(biāo)即可。 Position：設(shè)置方塊圖端口的位置，從方塊電路上

8、邊界開始計(jì)算。 Text：設(shè)置方塊圖端口名稱的顏色。,圖3.5 方塊電路端口屬性對(duì)話框,(3)對(duì)所有的方塊電路完成端口放置后的狀態(tài)如圖3-6,圖3-6 方塊電路完成端口放置,,5、繪制導(dǎo)線,方塊電路及電路端口均放置完成后，還要用導(dǎo)線將這些方塊電路端口連接起來(lái)，使這些方塊電路在電氣意義上連接起來(lái)。 啟動(dòng)放置導(dǎo)線命令的兩種方式： 單擊連線工具條上的畫導(dǎo)線按鈕 。 執(zhí)行菜單命令【Place放置】/【W(wǎng)ire線】,即可繪制導(dǎo)線。,連接完導(dǎo)線后的方塊電路圖如圖3-7,圖3-7 連接導(dǎo)線后的方塊電路圖,,6、建立層次原理圖和功能電路原理圖 執(zhí)行菜單命令【Design設(shè)計(jì)Create Sheet Fro

9、m Symbol從符號(hào)生成圖紙】，光標(biāo)變成十字狀，將光標(biāo)移到方塊電路模塊上（注意不要指到方塊電路端口上），單擊鼠標(biāo)，屏幕將出現(xiàn)如圖3-8所示的對(duì)話框。,圖3-8 轉(zhuǎn)換輸入/輸出端口對(duì)話框,圖3-8對(duì)話框詢問(wèn)在產(chǎn)生與方塊電路相對(duì)應(yīng)的原理圖時(shí)，相對(duì)的輸入輸出端口是否將信號(hào)方向反向，若選擇No，則新產(chǎn)生的功能電路原理圖中的輸入/輸出端口將與總圖中該方塊電路中的輸入/輸出方向相同；若選擇Yes，則新產(chǎn)生的功能電路原理圖中的輸入/輸出端口將與總圖中該方塊電路中的輸入/輸出方向相反。 單擊No按鈕（或Yes按鈕）后，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)層次位于總圖下的與方塊電路名稱相同的功能電路原理圖，并在這個(gè)功能電路

10、原理圖中設(shè)置了與方塊電路端口同名的輸入/輸出端口。如圖3-9。,圖3-9 通過(guò)方塊電路端口產(chǎn)生的輸入/輸出端口,（1）處理器電路原理圖（CPU Section.sch）,（2）存儲(chǔ)器電路原理圖（Memory.sch）,（3）微處理器時(shí)鐘原理圖（CPU Clock.sch）,（4）串行接口電路原理圖（Serial Interface.sch）,,（5）電源電路原理圖（Power Supply.sch）,（6）可編輯外圍接口電路原理圖（Programmable Peripheral Interface.sch）,此方法指首先繪制功能電路原理圖，再由原理圖來(lái)產(chǎn)生方塊電路圖的方法。 具體步驟如下：（

11、以Z80單片機(jī)開發(fā)電路為例） 1、在新建立的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)中，把Z80整張電路原理圖的全部功能電路原理圖一一作為單獨(dú)文件繪制出來(lái)，并放置好輸入/輸出端口（關(guān)鍵）。 2、在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立一個(gè)名為“Z80單片機(jī)開發(fā)電路”的新原理圖設(shè)計(jì)文件。 3、在新的原理圖設(shè)計(jì)文件處于打開的狀態(tài)下，執(zhí)行菜單命令【Design設(shè)計(jì)Create Symbol From Sheet從圖紙生成符號(hào)】，屏幕上出現(xiàn)如圖3-9所示的對(duì)話框，系統(tǒng)將列出當(dāng)前打開的所有原理圖。選擇“Memory.sch”，點(diǎn)擊“OK”按鈕。,3.2 自底向上設(shè)計(jì)層次原理圖,圖3-9 方塊圖選擇對(duì)話框,4、 選擇原理圖后，屏幕上出現(xiàn)如圖3-10所示的

12、轉(zhuǎn)換輸入/輸出端口對(duì)話框，點(diǎn)擊“No”按鈕。,圖3-10 轉(zhuǎn)換輸入/輸出端口對(duì)話框,5、 在Z80單片機(jī)開發(fā)電路中，光標(biāo)變成十字狀，且?guī)в幸粋€(gè)方塊圖，系統(tǒng)進(jìn)入放置方塊圖狀態(tài)，移動(dòng)鼠標(biāo)，在合適的位置點(diǎn)擊鼠標(biāo)即可完成此方塊圖的放置。在方塊圖中，系統(tǒng)將自動(dòng)產(chǎn)生與原理圖中輸入輸出點(diǎn)對(duì)應(yīng)的方塊電路端口，如圖3-11所示。系統(tǒng)將方塊圖自動(dòng)命名為“Memory”，在默認(rèn)情況下，系統(tǒng)將方塊圖對(duì)應(yīng)的原理圖名作為此方塊圖的名稱。當(dāng)然可以在放置方塊圖狀態(tài)下，按Tab鍵來(lái)打開方塊圖屬性對(duì)話框，修改方塊圖相關(guān)屬性。,圖3-11 Memory.sch,6、重復(fù)上述步驟，直到所有模塊的電路方塊圖都出現(xiàn)在Z80.prj電路圖

13、中。 7、在各模塊方塊圖進(jìn)出點(diǎn)之間連線，最后便可得到如圖3.42所示的方塊電路圖。 在設(shè)計(jì)層次電路圖時(shí)，是采用自上而下的方法還是采用自下而上的方法，可根據(jù)具體情況確定。,3.3 層次原理圖總圖/功能電路原理圖之間的切換,在對(duì)層次原理圖進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不同層電路文件之間的切換是非常頻繁的。為方便設(shè)計(jì)者，Protel99提供了不同層電路文件之間切換的功能。 啟動(dòng)不同層文件之間切換的方式：,菜單命令：【Tools工具】/【Up/Down Hierarchy變換層次】 工 具 欄：,1、由 Z80單片機(jī)開發(fā)電路總圖切換到CPU Section.sch功能電路原理圖。 （1）執(zhí)行層間切換命令。執(zhí)行該

14、命令后，光標(biāo)變?yōu)槭中巍? （2）實(shí)現(xiàn)切換。將十字光標(biāo)移到Z80單片機(jī)開發(fā)電路總圖中的CPU Section模塊上，單擊鼠標(biāo)左鍵，即切換到CPU Section功能電路原理圖。如圖3-12,,點(diǎn)擊該模塊或端口,圖3-12 總圖與功能電路圖之間的切換,2、由CPU Section.sch功能電路原理圖切換到Z80單片機(jī)開發(fā)電路總圖。 （1）執(zhí)行層間切換命令。執(zhí)行該命令后，光標(biāo)變?yōu)槭中巍? （2）實(shí)現(xiàn)切換。將十字光標(biāo)移到CPU Section.sch功能電路原理圖中的某一端口上，單擊鼠標(biāo)左鍵，即切換到Z80單片機(jī)開發(fā)電路總圖。如圖3-13,,單擊某一端口,圖3-13 功能電路圖與總圖之間的切換,作業(yè)1: 2.1 什么放置元件前應(yīng)先加載相應(yīng)的元件庫(kù)？ 2.2 試述導(dǎo)線（Wire）與總線（Bus）的區(qū)別。 2.3 說(shuō)明放置元件（Part）有哪幾種方法。 作業(yè)2: 3.1 層次電路設(shè)計(jì)方法有哪幾種？說(shuō)明層次電路的設(shè)計(jì)步驟。,