原理圖的設(shè)計方法第1頁，共57頁。4.1

普通原理圖的設(shè)計方法原理圖說明設(shè)計過程保存原理圖第2頁，共57頁。4.1.1

原理圖說明原理圖根據(jù)構(gòu)成方式不同可以分為以下三種：

1、普通原理圖由元件符號、連接關(guān)系和標注說明構(gòu)成.，連接關(guān)系由導線構(gòu)成，適用于較為簡單的電路設(shè)計。2、總線結(jié)構(gòu)原理圖以總線表示圖上連接關(guān)系，用網(wǎng)絡(luò)標注表示電路的電氣連接關(guān)系。3、層次結(jié)構(gòu)原理圖由基本模塊、功能模塊、子項目及項目模塊按一定層次結(jié)構(gòu)構(gòu)成原理圖。第3頁，共57頁。4.1.2

設(shè)計過程１．設(shè)計前的準備工作

２．放置元件３．移動元件到合適的位置

４．對元件進行標注５．修改元件參數(shù)值

６．放置連接導線７．放置電源符號和網(wǎng)絡(luò)標注

８．放置文字和圖形符號第4頁，共57頁。１．設(shè)計前的準備工作以非正弦波振蕩電路為例說明普通原理圖的設(shè)計方法。首先根據(jù)前幾章介紹的內(nèi)容，創(chuàng)建新的設(shè)計項目和原理圖文件，要根據(jù)圖中所用的元件的型號查找并安裝其所屬的元件庫。第5頁，共57頁。２．放置元件按照前面介紹的方法，將原理圖中所有用到的元件放置于原理圖中，放置結(jié)果如下圖所示。第6頁，共57頁。３．移動元件到合適的位置參照原理圖中各元件的標注及位置，利用之前介紹

的方法，將元件和標注移動到合適的位置，結(jié)果如下圖所示。第7頁，共57頁。４．對元件進行標注然后逐一打開各個元件屬性對話框，對元件的標號和參數(shù)進行標注，結(jié)果如下圖所示。第8頁，共57頁。５．修改元件參數(shù)值當放置元件時所帶的元件初始參數(shù)不符合要求時，需要對其進行修改。例如，對右側(cè)運放標注時，參照原理圖，將元件的標號設(shè)為“U1”，并利用子元件選擇區(qū)中的“>”按鈕，將子元件號/子元件總數(shù)改為“Part2/2”，即U1元件中的第二子元件。修改后顯示元件（運放）標號為“U1B”，輸入、輸出管腳分別為5、6、7腳，如圖所示。第9頁，共57頁。６．放置連接導線參照原理圖的連接關(guān)系，按照上一章介紹的方法放置連接導線和結(jié)點。放置元件參數(shù)和連接導線后的原理圖如下圖所示。第10頁，共57頁。７．放置電源符號和網(wǎng)絡(luò)標注放置電源符號，正負電源所屬網(wǎng)絡(luò)分別設(shè)置為“＋Ｖ”和“－Ｖ”，圖形選擇“Circle（圓形）”，接地符號選擇“Bar（條形）”，所屬網(wǎng)絡(luò)為“gnd”，信號輸出圖形符號選擇“Arrow（箭頭形）”。采用接口元件P1將三角波和方波信號引出，其兩個引出端的網(wǎng)絡(luò)標注設(shè)置為“Trg”和“Squ”。P2將電源引入，其三個引出的標注設(shè)置為“＋Ｖ”、“gnd”和“－Ｖ”。放置電源和網(wǎng)絡(luò)標注后的原理圖如下圖所示。第11頁，共57頁。８．放置文字和圖形符號先放置兩個圓角矩形，再利用放置貝塞爾曲線的方法畫出三角波和矩形波的波形，最后利用放置字符串的方法輸入波形的文字標注。完成后的原理圖如圖所示。第12頁，共57頁。4.1.3

保存原理圖執(zhí)行“File→Save”命令或者按主工具欄中的“保存”按鈕將設(shè)計好的原理圖保存（需要在保存文件對話框中選擇保存的路徑并輸入文件的名稱）。若對原理圖進行修改后沒有保存，在通過右擊標簽彈出的快捷菜單選擇“Close（關(guān)閉）”原理圖時，會出現(xiàn)一個詢問窗口，詢問是否保存修改后的文件，可以根據(jù)需要選擇“Yes（是）”、“No（否）”或者“Cancel（取消）”。第13頁，共57頁。4.2

總線結(jié)構(gòu)原理圖的設(shè)計方法總線結(jié)構(gòu)原理圖簡介常用設(shè)計對象的放置及屬性設(shè)置4.2.4總線結(jié)構(gòu)原理圖的設(shè)計過程第14頁，共57頁。4.2.1總線結(jié)構(gòu)原理圖簡介原理圖中連接關(guān)系較復雜時，采用一般連接方式，由于連線增多，會降低可讀性。為使原理圖容易讀懂，可以采用總線結(jié)構(gòu)原理圖，即以總線符號表示圖中多條同性質(zhì)導線的連接關(guān)系，以簡化電路圖并增加可讀性。原理圖中總線沒有實際電氣連接性質(zhì)。為了表示電路實際電氣連接關(guān)系，還應采用網(wǎng)絡(luò)標注來標注電路的連接關(guān)系，相同的網(wǎng)絡(luò)標注表示連接在同一個電氣結(jié)點上，等價于用導線將這些點相連。采用網(wǎng)絡(luò)標注和總線結(jié)構(gòu)，既可以表明電路的電氣連接關(guān)系，又可以簡化原理圖，因此在繪制較為復雜的原理圖時常采用這種方法。第15頁，共57頁。4.2.2

常用設(shè)計對象的放置及屬性設(shè)置１．總線的放置及屬性設(shè)置２．總線進出端的放置及屬性設(shè)置第16頁，共57頁。１．總線的放置及屬性設(shè)置第17頁，共57頁。執(zhí)行“Place→Bus”命令，或按工具欄中

“畫總線”按鈕進入放置總線狀態(tài)，光標指向起點，單擊左鍵開始畫線。移動光標可拉出總線，單擊左鍵放置該段總線。繼續(xù)移動光標繼續(xù)畫線（按“Space”鍵可以改變畫線方式），在終點單擊右鍵結(jié)束本段總線。再次單擊鼠標右鍵即可退出畫總線狀態(tài)。移動總線時按“Tab”鍵或雙擊已放置的總線，打開圖4－14所示的總線屬性設(shè)置對話框。在其中可以設(shè)置總線的寬度類型和顏色，設(shè)置完畢后按“OK”按鈕關(guān)閉對話框。第18頁，共57頁。２．總線進出端的放置及屬性設(shè)置第19頁，共57頁。執(zhí)行“Place→Bus

Entry”命令或者按工具欄中“放置總線進出端”按鈕進入放置狀態(tài)，光標變?yōu)槭中尾в幸粋€總線進出端。移動光標到合適的位置，可用“X”、“Y”和

“Space”鍵改變總線進出端的方向，單擊鼠標左鍵即可放置。重復上述步驟可以繼續(xù)放置總線進出端，單擊鼠標右鍵可退出放置狀態(tài)。移動過程中按“Tab”鍵或雙擊已放置的總線進出端，打開圖4－15所示的總線進出端屬性設(shè)置對話框。在其中

可以設(shè)置總線進出端第一點和第二點的坐標、線的寬度

和顏色。設(shè)置完畢后按“OK”按鈕關(guān)閉對話框。第20頁，共57頁。4.2.4

總線結(jié)構(gòu)原理圖的設(shè)計過程１．準備工作

２．放置主要元件３．對元件進行移動和標注４．對元件“U1”的管腳進行編輯

５．放置其他器件６．放置連接關(guān)系７．放置網(wǎng)絡(luò)標注和電源符號

８．保存原理圖第21頁，共57頁。１．準備工作以教材72頁圖4－16所示原理圖為例說明設(shè)計過程，圖中所用元件72頁表4－2所示。元件“Z0868112PSC”所在元件庫“Zilog

Microcontroller

8-Bit.IntLib”位于“Library文件夾中的“Zilog”文件夾中。創(chuàng)建設(shè)計項目和原理圖文件，設(shè)置圖紙參數(shù)和工作參數(shù)，安裝表4－2中所示的集成元件庫。執(zhí)行“Tools→

Preference”命令，打開圖2－17所示參數(shù)設(shè)置對話框中的

“Schematic”頁。在“管腳標注空白”設(shè)置區(qū)中，將“Name”和“Number”兩欄中的數(shù)字均改為“１”，單擊“OK”按鈕關(guān)閉對話框。第22頁，共57頁。２．放置主要元件將表4－2列出的部分元件放置于原理圖中，放置時可調(diào)整元件方向使其初步符合設(shè)計要求。放置結(jié)果如圖

4－17所示。第23頁，共57頁。３．對元件進行移動和標注移動元件

到合適位置，

對元件進行標

注，輸入元件

標號和參數(shù)值，如圖4－18所示。第24頁，共57頁。４．對元件“U1”的管腳進行編輯第25頁，共57頁。元件“U1”中管腳的初始位置不合適，會出現(xiàn)交叉的線，需要進行編輯。其方法是：雙擊“U1”，打開屬性設(shè)置對話框（圖3－3，見下頁圖）。去掉其中的“Lock

Pins”選項（最下面左起第2個選項），第26頁，共57頁。按左下角的“Edit

Pins...”按鈕，打開圖3－4（下圖）所示管腳列表。在列表中選擇需要編輯的管腳（本例中先選擇第11腳），按“Edit…”按鈕打開圖3－5（下頁圖）所示管腳編輯對話框中的屬性設(shè)置頁。在圖中的圖形編輯區(qū)中改變管腳的Ｘ和Ｙ坐標以及管腳的方向（可以先將光標移動到需要定位的位置，觀察并記錄狀態(tài)欄中顯示的坐標值）。第27頁，共57頁。第28頁，共57頁。完成編輯后按“OK”按鈕關(guān)閉對話框。用同樣的方法編輯其他需要改變位置和方向的管腳（第6、7、8、9腳），編輯完畢后的原理圖如圖4－19所示。第29頁，共57頁。５．放置其他器件放置其他元件，輸入元件的標號和參數(shù)值，結(jié)果如圖4—20所示。第30頁，共57頁。６．放置連接關(guān)系放置總線、總線進出端和連接導線。放置完畢后的原理圖如圖4－21所示。第31頁，共57頁。７．放置網(wǎng)絡(luò)標注和電源符號放置網(wǎng)絡(luò)標注和電源符號。完成后的原理圖如圖4－16所示。第32頁，共57頁。８．保存原理圖執(zhí)行“File→Save”命令或者按主工具欄中的“保存”按鈕將設(shè)計好的原理圖保存（需要在保存文件對話框中選擇保存的路徑并輸入文件的名稱）。第33頁，共57頁。4.3

層次結(jié)構(gòu)原理圖的設(shè)計方法層次結(jié)構(gòu)設(shè)計方法簡介常用設(shè)計對象的放置及屬性設(shè)置由頂向下的設(shè)計方法自底向上的設(shè)計方法層次原理圖的切換第34頁，共57頁。4.3.1層次結(jié)構(gòu)設(shè)計方法簡介層次結(jié)構(gòu)設(shè)計實是一種模塊化設(shè)計方法。設(shè)計者可以將要設(shè)計的系統(tǒng)劃分為多個子系統(tǒng)，子系統(tǒng)又可以劃分為若干個功能模塊，功能模塊再細分為若干個基本模塊。只要設(shè)計好基本模塊，定義好各模塊間的連接關(guān)系，即可完成整個設(shè)計過程。這樣的設(shè)計方法除了具有將復雜轉(zhuǎn)化為簡單，便于分工合作的優(yōu)點之外，還可以將常用的基本模塊做成標準化模塊，根據(jù)需要可以多次調(diào)用，大大簡化了設(shè)計工作。第35頁，共57頁。4.3.2常用設(shè)計對象的放置及屬性設(shè)置１．框圖的放置及屬性設(shè)置２．框圖進出端口的放置及屬性設(shè)置３．原理圖輸入輸出端口的放置及屬性設(shè)置第36頁，共57頁。１．框圖的放置及屬性設(shè)置第37頁，共57頁。執(zhí)行“Place→Sheet

Symbol”命令或者按

“放置原理圖符號”按鈕，光標變?yōu)槭中尾в刑摼€框。移動光標到合適位置，單擊左鍵放置第一點，移動光標改變方框圖大小，合適時再次單擊左鍵完成放置，單擊右鍵退出放置狀態(tài)。移動過程中按“Tab”鍵，或雙擊放置的框圖，打開屬性設(shè)置對話框，對話框由兩頁構(gòu)成，可以通過上方的標簽來切換。在參數(shù)設(shè)置頁可以輸入?yún)?shù)名稱、參數(shù)值和類型，并選擇參數(shù)是否可見。在屬性設(shè)置頁設(shè)置框圖高度、寬度，參考點坐標，邊框和填充區(qū)的顏色，框圖標注和對應的文件名，設(shè)定是否顯示隱藏文字和使用填充區(qū)顏色。注意：只有當設(shè)定使用填充區(qū)顏色時，設(shè)定的顏色才起作用。第38頁，共57頁。２．框圖進出端口的放置及屬性設(shè)置第39頁，共57頁。執(zhí)行“Place→Add

Sheet

Entry”命令或者按

“放置框圖進出端口”按鈕進入放置狀態(tài)，光標變?yōu)槭中?。移動光標點取需放置進出端口的框圖，此時光標只能在該框圖范圍內(nèi)移動，并帶有一個小的端口圖標。移動光標到合適的位置，單擊左鍵放置。單擊右鍵退出放置狀態(tài)。移動過程中按“Tab”鍵或雙擊已放置的框圖進出端口，打開屬性設(shè)置對話框。在圖形區(qū)設(shè)置進出端口的邊框、填充區(qū)和文字的顏

色，端口和類型。在屬性區(qū)設(shè)置進出端口的名稱、位置和

I/O類型。按“OK”按鈕關(guān)閉對話框。第40頁，共57頁。３．原理圖輸入輸出端口的放置及屬性設(shè)置第41頁，共57頁。執(zhí)行“Place→Port”命令或按.“放置原理圖輸入輸出端口”按鈕進入放置狀態(tài)，光標變?yōu)槭中尾в幸粋€端口。移動光標到合適位置單擊左鍵固定端口位置，再次單擊左鍵完成放置。單擊右鍵退出放置狀態(tài)。放置過程中按“Tab”鍵或雙擊已放置的端口可以打開原理圖輸入輸出端口屬性設(shè)置對話框，該對話框由兩頁構(gòu)成，可以通過其上方的標簽來切換。在參數(shù)設(shè)置頁中，可以輸入?yún)?shù)名稱、參數(shù)值在屬性設(shè)置頁圖形區(qū)設(shè)置端口字符、填充區(qū)和邊框的顏色，端口長度，參考點坐標，對齊方式，在屬性區(qū)設(shè)置端口名稱和I/O類型，按“OK”按鈕關(guān)閉對話框。第42頁，共57頁。4.3.3由頂向下的設(shè)計方法由頂向下的設(shè)計方法是先設(shè)計系統(tǒng)框圖（即根層框圖），然后進入子系統(tǒng)框圖，設(shè)計下層電路的框圖或原理圖，并利用程序自動產(chǎn)生與上層電路相聯(lián)系的輸入輸出端口，依次類推，直到設(shè)計完最下層的基本模塊電路圖。這里以四位串行進位全加器為例，說明設(shè)計方法。１．設(shè)計根層框圖２．由框圖生成子系統(tǒng)框圖３．由子系統(tǒng)框圖生成基本模塊原理圖

４．保存設(shè)計文件第43頁，共57頁。１．設(shè)計根層框圖創(chuàng)建設(shè)計項目和原理圖，設(shè)置原理圖參數(shù)。放置框圖、進出端口、原理圖輸入輸出端口和連線，完成圖4－26所示根層框圖。圖中F0

～F3是用框圖表示的四個相同的一位全加器，

A0

～A3

，B0

～B3是兩個

四位二進制加數(shù)輸入端口，

Ci是進位輸入端口，S0

～S3是四位和的輸出端口，

Co是進位輸出端口。第44頁，共57頁。２．由框圖生成子系統(tǒng)（全加器）框圖執(zhí)行“Design→Create

Sheet

From

Symbol”命令，將光標指向需要創(chuàng)建電路圖的框圖（全加器），單擊左鍵打開圖示對話框，要求確認新建電路圖中與框圖對應的輸入輸出端口的方向是否反轉(zhuǎn)。由于本例子系統(tǒng)電路圖中的信號傳輸方向與表示該子系統(tǒng)的框圖中相同，不需反轉(zhuǎn)，選擇“No”。這時自動產(chǎn)生一張名為“全加器”的原理圖，圖中已放置了與外界連接的輸入輸出端口，如圖所示。第45頁，共57頁。在上圖基礎(chǔ)上，通過編輯端口屬性，放置框圖、框圖進出端口、邏輯門和連接導線等操作畫出如圖示一位全加器框圖。圖中H0和H1是用框圖表示的兩個相同的半加器電路，使用的門電路位于“Texas

Instruments”文件夾中的“TI

Logic

Gate

2.IntLib”集成元件庫中。第46頁，共57頁。３．由子系統(tǒng)框圖生成基本模塊.原理圖第47頁，共57頁。再次執(zhí)行“Design→Create

Sheet

FromSymbol”命令，將光標指向需要創(chuàng)建原理圖的框圖（半加器），單擊鼠標左鍵，屏幕上又會出

現(xiàn)要求確認新建原理圖中與框圖對應的輸入輸

出端口的方向是否反轉(zhuǎn)的對話框。由于不需反

轉(zhuǎn)，選擇“No”。自動產(chǎn)生名為“半加器”的原理圖，圖中已放置了與外界連接的輸入輸出端口。利用放置元件、導線等功能畫出如圖示的基本模塊（半加器）原理圖。圖中使用的門有“74LS00（四２輸入與非門）”、“74LS04（六反相器）”和“74LS32（四２輸入或門）”，均位于“Texas

Instruments”文件夾中的

“TILogic

Gate

2.IntLib”集成元件庫中。第48頁，共57頁。4.3.4

自底向上的設(shè)計方法和由頂向下的設(shè)計方法相反，自底向上的設(shè)計方法是先設(shè)計最下層的基本模塊原理圖，然后將其轉(zhuǎn)換為框圖，在此基礎(chǔ)上設(shè)計上層框圖，依次類

推，直到設(shè)計完成系統(tǒng)框圖后結(jié)束設(shè)計。這里仍然以四位串行進位加法器為例，介紹自底向上的設(shè)計方法。１．設(shè)計底層原理圖

２．設(shè)計上一層原理圖

３．設(shè)計頂層原理圖

４．保存設(shè)計文件第49頁，共57頁。１．設(shè)計底層原理圖創(chuàng)建新設(shè)計項目，命名為“Four

Adder”保存；

在項目中創(chuàng)建新的原理圖，命名為“Half

Adder”保存。完成圖示的基本模塊－半加器原理圖。第50頁，共57頁。２．設(shè)計上一層原理圖創(chuàng)建新的原理圖（可命名為“Full

Adder”）；執(zhí)行“Design→Create

Symbol

From

Sheet”命令，打開圖示下層原理圖及路徑選擇對話框，選擇前面創(chuàng)建的“Half

Adder.SCHDOC”后按“OK”按鈕，屏幕上出現(xiàn)要求確認框圖進出端口與對應原理圖輸入輸出端口的方向是否反轉(zhuǎn)的對話框，選“No”。第51頁，共57頁。此時出現(xiàn)左上圖所示的由原理圖創(chuàng)建的框圖。利用前面介紹的方法通