YCF（中職）電子CAD第4單元工程項(xiàng)目原理圖高級(jí)設(shè)計(jì)教學(xué)課件第四單元

工程項(xiàng)目原理圖高級(jí)設(shè)計(jì)通過(guò)本單元的學(xué)習(xí)，幫助設(shè)計(jì)者了解并熟知層次化原理圖的概念，學(xué)會(huì)原理圖層次電路端口設(shè)計(jì)設(shè)置過(guò)程及相關(guān)屬性的設(shè)定，熟練掌握繪制層次電路原理圖操作，并能將一個(gè)較復(fù)雜的電路原理圖設(shè)計(jì)成為一個(gè)模塊式的、具有層次的電路原理圖。本單元綜合教學(xué)目標(biāo)1．掌握層次化原理圖設(shè)計(jì)流程。2．熟練運(yùn)用層次化設(shè)計(jì)方法繪制原理圖。3．掌握層次化原理圖之間的切換操作。4．重點(diǎn)掌握各個(gè)原理圖之間通過(guò)端口或網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)建立電氣連接的方法。

崗位技能綜合職業(yè)素質(zhì)要求第四單元

工程項(xiàng)目原理圖高級(jí)設(shè)計(jì)教學(xué)目錄項(xiàng)目二項(xiàng)目一習(xí)題實(shí)訓(xùn)單元小結(jié)第四單元

工程項(xiàng)目原理圖高級(jí)設(shè)計(jì)（1）熟悉層次化原理圖設(shè)計(jì)思路與方法。（2）能進(jìn)行正負(fù)可調(diào)電源功放層次原理圖的實(shí)際設(shè)計(jì)操作，掌握元器件屬性編輯操作。（3）掌握電路電氣控制連接相關(guān)檢查方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)項(xiàng)目一

正負(fù)可調(diào)電源功放層次化原理圖設(shè)計(jì)

較大規(guī)模原理圖如何處理？

問(wèn)題導(dǎo)讀當(dāng)一個(gè)較繁雜電子線路原理圖在一張A4紙上繪制不下時(shí)，如何解決？多人合作繪制一個(gè)項(xiàng)目電子線路圖時(shí)，又如何操作呢？

◆原理圖必須改用更大幅面的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。然而打印圖紙時(shí)又遇到了另一問(wèn)題，即打印機(jī)最大輸出幅面有限。

◆設(shè)計(jì)者檢查電氣連接以及修改電路比較困難。

◆其他設(shè)計(jì)人員難以讀懂原理圖，給設(shè)計(jì)交流帶來(lái)諸多不便。

項(xiàng)目一

正負(fù)可調(diào)電源功放層次化原理圖設(shè)計(jì)

層次電路設(shè)計(jì)就是把一個(gè)完整的電路系統(tǒng)按照功能分解成若干個(gè)子系統(tǒng)，即子功能電路模塊，需要的話，把子功能電路模塊再分解成若干個(gè)更小的子電路模塊，然后用方塊電路的輸入/輸出端口將各子功能電路連接起來(lái)。圖4-1-1層次電路框圖層次電路設(shè)計(jì)項(xiàng)目一

正負(fù)可調(diào)電源功放層次化原理圖設(shè)計(jì)

問(wèn)題導(dǎo)讀知識(shí)拓展

Protel原理圖編輯器支持層次電路設(shè)計(jì)、編輯功能，可以采用自上而下或自下而上的層次電路設(shè)計(jì)方法。

●自頂向下逐級(jí)設(shè)計(jì)層次電路

●自底向上逐級(jí)設(shè)計(jì)層次電路正負(fù)可調(diào)電源功率放大器層次電路設(shè)計(jì)項(xiàng)目一

正負(fù)可調(diào)電源功放層次化原理圖設(shè)計(jì)

知識(shí)拓展

Protel原理圖編輯器支持層次電路設(shè)計(jì)、編輯功能，可以采用自上而下或自下而上的層次電路設(shè)計(jì)方法。

●自頂向下逐級(jí)設(shè)計(jì)層次電路

●自底向上逐級(jí)設(shè)計(jì)層次電路正負(fù)可調(diào)電源功率放大器層次電路設(shè)計(jì)項(xiàng)目一

正負(fù)可調(diào)電源功放層次化原理圖設(shè)計(jì)

正負(fù)可調(diào)電源功率放大器實(shí)物圖知識(shí)擴(kuò)展

（a）正負(fù)可調(diào)電源（b）功放（分立直插元器件型）

圖4-1-2正負(fù)可調(diào)電源功率放大器實(shí)物項(xiàng)目一

正負(fù)可調(diào)電源功放層次化原理圖設(shè)計(jì)

圖4-1-3電源模塊層次電路方框圖知識(shí)擴(kuò)展項(xiàng)目一

正負(fù)可調(diào)電源功放層次化原理圖設(shè)計(jì)

功率放大電路知識(shí)拓展功率放大電路的輸入級(jí)采用差分放大電路設(shè)計(jì)。

圖4-1-4功放電路原理圖項(xiàng)目一

正負(fù)可調(diào)電源功放層次化原理圖設(shè)計(jì)

知識(shí)鏈接正負(fù)可調(diào)電源功率放大器1．功能說(shuō)明該功率放大電路從結(jié)構(gòu)上由電源PCB板、左聲道PCB板、右聲道PCB板三塊電路板組成（左、右聲道電路完全相同），電源PCB板負(fù)責(zé)正負(fù)12V供電。

2．原理簡(jiǎn)介功放電路由電源電路、音量調(diào)控電路、音調(diào)調(diào)控電路、濾波與前級(jí)放大電路、功率放大電路組成。項(xiàng)目一

正負(fù)可調(diào)電源功放層次化原理圖設(shè)計(jì)

做中學(xué)1．首先，啟動(dòng)Protel，新建層次電路根系統(tǒng)方框圖，將工程項(xiàng)目命名為“正負(fù)電源功放.PrjPCB”。圖4-1-11各個(gè)文件建立后Projects面板2．分別進(jìn)行各個(gè)原理圖的建立。例如，電源模塊.SchDoc：dianyuan.SchDoc（電源部分）gongfangL.SchDoc（左聲道功放）gongfangR.SchDoc（右聲道功放）qianduan.SchDoc（前端控制電路）各個(gè)電路原理圖命名如圖4-1-11所示。

采用自頂向下的設(shè)計(jì)任務(wù)一層次電路原理圖的建立與繪制例如：前端控制電路部分設(shè)計(jì)原理圖。任務(wù)一層次電路原理圖的建立與繪制任務(wù)二

原理圖電氣控制連接檢查1．打開任務(wù)一中建立的“正負(fù)電源功放.PrjPCB”工程項(xiàng)目。做中學(xué)2．在Projects面板中雙擊“電源模塊.SchDoc”根

系統(tǒng)方框圖。3．單擊原理圖工作窗口左下方的DesignCompiler|Navigator菜單命令項(xiàng)，打開“Navigator”面板，此時(shí)“Navigator”面板是空白的。

4．單擊按鈕，此時(shí)光標(biāo)變成十字形，移動(dòng)鼠標(biāo)到電源模塊方框圖上，其效果如4-1-12所示。注意放大部分。

圖4-1-12鼠標(biāo)移動(dòng)到電源模塊方框圖上

任務(wù)二

原理圖電氣控制連接檢查做中學(xué)Mask（掩模）效果任務(wù)二

原理圖電氣控制連接檢查做中學(xué)

5.單擊鼠標(biāo)左鍵將電氣連接的子圖dianyuan.SchDoc（電源部分）原理圖打開，此時(shí)再單擊鼠標(biāo)右鍵，結(jié)束當(dāng)前交互式的導(dǎo)航，還要再單擊鼠標(biāo)左鍵一次，進(jìn)入正常顯示狀態(tài)，如教材圖4-1-9所示。前后操作對(duì)比電氣連接正確。6.接下來(lái)繼續(xù)檢查前端控制電路部分輸出與左/右聲道功放電路電氣連接是否符合方框圖設(shè)計(jì)。單擊“Navigator”面板中的“qianduan.SchDoc原理圖”，如教材圖4-1-13所示。圖4-1-14NetC15_2展開效果圖任務(wù)二

原理圖電氣控制連接檢查做中學(xué)7．單擊圖4-1-14所示的“Net/Bus”面板區(qū)域下的網(wǎng)絡(luò)表前面的，展開網(wǎng)絡(luò)列表，如圖4-1-14所示。任務(wù)二

原理圖電氣控制連接檢查做中學(xué)圖4-1-15前端電路輸出端口P1顯示效果8．單擊下面的Ports（端口）前面的，將端口展開。單擊P1端口，前端電路輸出端口P1顯示效果如圖4-1-15所示。

單擊P1端口及顯示效果圖任務(wù)二

原理圖電氣控制連接檢查做中學(xué)9．單擊第一個(gè)P2端口,如圖4-1-16，gongfangR.SchDoc（功放右聲道）文件突出顯示。

圖4-1-16功放右聲道文件突出顯示單擊第一個(gè)P2Input（輸入）端口任務(wù)二

原理圖電氣控制連接檢查做中學(xué)10．單擊第二個(gè)P2端口,如圖4-1-17，gongfangL.SchDoc（功放左聲道）文件突出顯示。圖4-1-17功放左聲道文件突出顯示單擊第二個(gè)P2Input（輸入）端口（1）學(xué)會(huì)運(yùn)用層次化電路原理圖設(shè)計(jì)方法，利用“Repeat”句進(jìn)行多通道電路設(shè)計(jì)。（2）能獨(dú)立完成典型電路“四路搶答器”多通道電路原理圖的設(shè)計(jì)。學(xué)習(xí)目標(biāo)項(xiàng)目二

典型電路多通道電路設(shè)計(jì)多通道設(shè)計(jì)是什么？問(wèn)題導(dǎo)讀在進(jìn)行原理圖設(shè)計(jì)中，如果相同功能電路一個(gè)個(gè)都畫出來(lái)再一個(gè)個(gè)連線會(huì)很麻煩。像這樣完全類似的功能電路，有時(shí)候要重復(fù)設(shè)計(jì)很多次，有沒(méi)有一種設(shè)計(jì)方法，解決重復(fù)設(shè)計(jì)的問(wèn)題呢？答案：有。這時(shí)，可以利用Protel多通道設(shè)計(jì)方法，在設(shè)計(jì)原理圖時(shí)只設(shè)計(jì)一個(gè)子圖，在頂層原理圖中調(diào)用這個(gè)子圖，然后根據(jù)多通道設(shè)計(jì)的方法設(shè)置子圖的輸入/輸出接口即可。項(xiàng)目二

典型電路多通道電路設(shè)計(jì)基于單片機(jī)應(yīng)用的循環(huán)LED彩燈設(shè)計(jì)知識(shí)拓展圖4-2-1循環(huán)LED彩燈設(shè)計(jì)部分原理圖這里有8個(gè)LED循環(huán)彩燈項(xiàng)目二

典型電路多通道電路設(shè)計(jì)知識(shí)鏈接沒(méi)有進(jìn)行多通道電路設(shè)計(jì)的原理圖圖4-2-2如圖4-2-2是某公司推廣的40路電動(dòng)車快速充電站充電端口控制電路原理圖，它沒(méi)有應(yīng)用多通道電路設(shè)計(jì)。項(xiàng)目二

典型電路多通道電路設(shè)計(jì)任務(wù)一

四路搶答器多通道設(shè)計(jì)做中學(xué)2．單擊File|New|schematic，系統(tǒng)自動(dòng)將默認(rèn)新建原理圖文件Sheet1.SchDoc文件名加入到四人搶答器設(shè)計(jì).PrjPCB工程項(xiàng)目中。單擊File|Save命令，保存文件名為：“四人搶答器設(shè)計(jì).SchDoc”。1．單擊File|New|Project|PCBProject命令，建立PCB工程項(xiàng)目文件，單擊File|SaveProject，文件命名為“四人搶答器設(shè)計(jì).PrjPCB”。如教材圖4-2-3所示。做中學(xué)3．單擊Wiring繪圖工具中的放置方框電路圖按鈕，按下Tab鍵，出現(xiàn)如圖4-2-4所示的放置方框電路圖屬性編輯對(duì)話框，將該對(duì)話框的“Designator”欄默認(rèn)名改為“74LS112-LED”，在“Filename”欄輸入文件名“74LS112-LED.SchDoc”，單擊OK按鈕。

圖4-2-4任務(wù)一

四路搶答器多通道設(shè)計(jì)圖4-2-5四人搶答器設(shè)計(jì)父圖設(shè)計(jì)結(jié)果做中學(xué)4．同步驟2和3，在74LS112.SchDoc方框圖右邊建立4LED.SchDoc方框子圖，符號(hào)名為“Repeat（4LED,1,4）”、子圖名為“4LED.SchDoc”，編輯四人搶答器設(shè)計(jì)父圖設(shè)計(jì)，操作結(jié)果如4-2-5所示。任務(wù)一

四路搶答器多通道設(shè)計(jì)5．單擊繪圖工具欄上的方框圖端口按鈕，進(jìn)行放置連接端口即即四路LED燈的操作，并通過(guò)總線與導(dǎo)線彼此連接，操作方法同項(xiàng)目一任務(wù)一中所述，繪制好四人搶答器設(shè)計(jì)父圖電路圖，如圖4-2-6所示。圖4-2-6做中學(xué)任務(wù)一

四路搶答器多通道設(shè)計(jì)

6.接下來(lái)繪制74LS112.SchDoc和4LED.SchDoc兩個(gè)子原理圖，操作方法同項(xiàng)目一中任務(wù)一中所述。其原理圖編輯結(jié)果如圖4-2-7、圖4-2-8所示。

任務(wù)一

四路搶答器多通道設(shè)計(jì)圖4-2-7子圖74LS112.SchDoc原理圖圖4-2-8子圖4LED.SchDoc原理圖7.最后，單擊“File”→“SaveAll”菜單命令項(xiàng)，將所有文件保存。（1）掌握層次化原理圖自頂向下設(shè)計(jì)方法。（2）熟練掌握方框電路及端口操作與其對(duì)話框?qū)傩栽O(shè)置。（3）熟悉層次化原理圖切換方法及檢查操作。（4）學(xué)會(huì)利用Repeat語(yǔ)句進(jìn)行多通道電路設(shè)計(jì)與網(wǎng)絡(luò)表核對(duì)檢查。一、填空題1．把一個(gè)完整的電路系統(tǒng)按功能分解成若干子系統(tǒng)，即子功能電路模塊，這是Protel具有的____________設(shè)計(jì)。2．單擊Place菜單下的____________菜單命令項(xiàng)，即進(jìn)入放置電路方框圖狀態(tài)。3．采用多通道電路設(shè)計(jì)使用的重復(fù)引用命令是_______。

二、選擇題1．單擊Design｜NetListforProject|Protel，Projects面板中默認(rèn)出現(xiàn)的文件擴(kuò)展名為___。（）

A.SchLiB.PrjC.NETD.REP2．利用____菜單下“Up/DownHierarchy菜單命令完成層次電路原理圖的精確切換。（）

A.DesignB.ProjectC.PlaceD.Tools3．單擊____菜單下ReportProjectHierarchy（工程項(xiàng)目生成報(bào)告）菜單命令項(xiàng)，在Projects面板中會(huì)出現(xiàn)一個(gè)Generated（生成報(bào)告）的文件夾。（）

A.DesignB.ReportC.PlaceD.Project三、判斷題1．在層次電路設(shè)計(jì)中，必須建立一個(gè)設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目。（）2．在總原理圖中除了放置方框電路圖和方框電路圖端口外，其它的所有對(duì)象，如元器件符號(hào)、電源符號(hào)等都不可以放置。（）3．單擊原理圖工作窗口左下方的DesignCompiler|Navigator菜單命令項(xiàng)，就可以打開“Navigator”面板。（）4．采用多通道電路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一是注意設(shè)置不相同子圖的重復(fù)引用次數(shù)。（）

四、簡(jiǎn)答題

1．簡(jiǎn)述利用“Repeat”命令建立四路搶答器多通道電路設(shè)計(jì)的主要步驟有哪些？五、實(shí)訓(xùn)操作實(shí)訓(xùn)一芯片NE5532、STC90C58RD+元件庫(kù)設(shè)計(jì)五、實(shí)訓(xùn)操作1．建立元件NE5532庫(kù)，其封裝和內(nèi)部結(jié)構(gòu)分別如圖4-1（a）、（b）所示。

（a）NE5532芯片封裝（b）內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖4-1NE5532封裝和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

實(shí)訓(xùn)一芯片NE5532、AT89S52元件庫(kù)設(shè)計(jì)

圖4-2STC90C58RD+元件庫(kù)2．建立單片機(jī)芯片STC90C58RD+元件庫(kù)，

如圖4-2所示。

實(shí)訓(xùn)二模擬兩路循環(huán)彩色信號(hào)燈設(shè)計(jì)1．實(shí)訓(xùn)任務(wù)（1）要求能夠進(jìn)行一般電路原理圖及庫(kù)的元器件的熟練操作。（2）對(duì)NE555芯片應(yīng)用電路設(shè)計(jì)。（3）進(jìn)一步熟悉74LS系列芯片型號(hào)的應(yīng)用。2．任務(wù)目標(biāo)

（1）學(xué)會(huì)元器件庫(kù)的正確查找與使用。（2）重點(diǎn)掌握NE555芯片及74LS系列芯片電路的連接與參數(shù)設(shè)計(jì)。（3）進(jìn)行層次化的電路設(shè)計(jì)。（2）通過(guò)分析交通信號(hào)燈電路，將其電路分解，設(shè)計(jì)成層次電路。

3．繪制電路原理圖（1）先按一張普通電路原理圖設(shè)計(jì)，如下圖所示。實(shí)訓(xùn)三繪制基于單片機(jī)STC90C58快充器層次原理圖

1．實(shí)訓(xùn)任務(wù)（1）單片機(jī)STC90C58芯片應(yīng)用電路部分原理圖。（2）電子元器件位置布局及層次電路原理圖設(shè)計(jì)。（3）生成層次網(wǎng)絡(luò)報(bào)表。2．任務(wù)目標(biāo)（1）理解并重點(diǎn)掌握方框圖、芯片端口、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)等應(yīng)用設(shè)計(jì)。（2）掌握層次電路設(shè)計(jì)的操作過(guò)程。（3）掌握層次電路原理圖檢查、切換等操作方法。（4）培養(yǎng)獨(dú)立思考、聯(lián)想對(duì)比，實(shí)際操控的能力。3．繪制基于單片機(jī)STC90C58快充器