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1、PCB设计与制作,任务2.5 游戏机电路原理图设计 电子课件,学习情境二,本任务内容,1.引导文 2.工作任务描述 3.操作演示,引导文,引导文 任务2.5 游戏机电路原理图设计,教学目的 知识能力：熟悉Altium Designer层次原理图中相关图元的属性，层次原理图的设计思路。 技能能力：分别采用自上而下和自下而上的方法设计层次原理图，掌握元件报表的操作方法。 社会能力：培养学生分析问题、解决问题的能力。培养学生的沟通能力及团队协作精神。,2.5.1 层次原理图的基本结构和组成,对于比较复杂的电路图，一张电路图纸无法完成设计，需要多张原理图。Altium Designer Summer
2、09提供了将复杂电路图分解为多张电路图的设计方法，这就是层次原理图设计方法。针对每一个具体的电路模块，可以分别绘制相应的电路原理图，这些原理图称为子原理图，而各个电路模块之间的连接关系则采用一个顶层原理图来表示。顶层原理图主要由若干个原理图符号即图纸符号组成，用来表示各个电路模块之间的系统连接关系，描述了整体电路的功能结构。这样，把整个系统电路分解成顶层原理图和若干个子原理进行设计。,引导文,引导文,一个两层结构原理图的基本结构如图2-91所示，由项层原理图和子原理图共同组成，就是所谓的层次化结构。其中，子原理图用来描述某一电路模块具体功能的普通电路原理图，只不过增加了一些输入输出端口，作为与
3、上层原理图进行电气连接的接口。普通电路原理图的绘制方法在前面已经学习过，主要由各种具体的元件、导线等构成。顶层电路图即母图的主要构成元素不再是具体的元件，而是代表予原理图的图纸符号，如图2-92所示是一个采用层次结构设计的顶层原理图。,引导文,图2-91 两层结构原理图的基本结构,引导文,图2-92 顶层原理图的基本组成,1. 顶层原理图,顶层原理图相当于整机电路图中的方框图，一个方块图相当于一个模块。图中的每一个模块都对应着一个具体的子电路图。与方框图不同的是，顶层原理图中的连接更具体。各方块图之间的每一个连接都要在主电路图中表示出来。如图2-92所示。需要注意的是，与原理图相同，方块图之间
4、的连接也要用具有电气性能的Wire导线和Bus总线。,引导文,2. 子原理图 一般地子电路图都是一些具体的电路原理图。子电路图与主电路图的连接是通过方块图中的端口实现的。如图2-93和图2-94所示。在图2-93所示的方块图中，只有一个端口CPUCLK。在图2-94中所示的子电路图中也只有一个端口，这个端口就是CPUCLK。所以方块图中的端口与子电路图中的端口是一一对应的。,引导文,图2-93 顶层原理图中的一个方块图 图2-94 图2-93所示方块图对应的子电路图,2.5.2 原理图符号的放置及属性,1. 原理图符号的放置 顶层原理图中的方块图是使用原理图符号放置的，其放置的方法是：单击菜单
5、栏中的“P1ace放置|sheet symbol原理图符号”命令，或者单击Wiring连线工具栏中的放置原理图符号按钮。 2. 原理图符号的属性 在放置状态下按Tab键，将会弹出Sheet symbol原理图符号对话框，如图2-95所示，其主要参数如下：,引导文,引导文,图2-95 Sheet symbol原理图符号对话框,3. Parameters参数选项 Sheet Symbol原理图符号对话框中，单击Parameters参数选项卡用户可以在Parameters参数选项卡中执行添加、删除和编辑原理图符号等其他有关参数的操作。单击Add添加按钮，系统将弹出图2-96所示的Parameters
6、 Properties参数属性对话框。在该对话框中，可以设置追加的参数名称、数值等属性。,引导文,引导文,图2-96 Parameters Properties对话框,2.5.3 符号连接端口的放置及属性,1. 符号连接端口的放置 电路端口是原理图符号代表的子原理图之间所传输的信号在电气上的连接通道，应放置在原理图符号边缘的内侧。放置符号连接端口的方法是：单击菜单栏中的“Place放置|Add Sheet Entry添加符号连接端口”命令，或者单击Wiring连线）工具栏中的放置符号连接端口按钮。,引导文,引导文,2. 原理图符号的属性 在顶层原理图中，每一个原理图符号上的所有电路端口都应该与
7、其所代表的子原理图上的一个电路输入、输出端口相对应，包括端口名称及接口形式等。因此，需要对电路端口的属性加以设置。双击需要设置属性的电路端口或在绘制状态时按Tab键，系统将弹出相应的Sheet Entry符号连接端口对话框，如图2-97所示。,图2-97 Sheet Entry对话框,引导文,2.5.4 查看层次原理图,1从顶层电路图查看子电路图 操作方法：打开顶层电路文件。单击主工具栏上的 图标，或执行菜单命令“Tools|Up|Down Hierarchy”，光标变成十字形。在准备查看的方块图上单击鼠标左键，则系统立即切换到该顶层电路图对应的子电路图上。 2.从子原理图查看顶层电路图 操作
8、方法：打开子原理图文件。单击主工具栏上的 图标，或执行菜单命令“Tools|Up|Down Hierarchy”，光标变成十字形。在子原理图的端口上单击鼠标左键，则系统立即切换到顶层电路图，该子电路图所对应的方块图位于编辑窗口中央，且鼠标左键单击过的端口处于聚焦状态。,引导文,2.5.5 层次原理图设计方法,1.自上向下的层次原理图设计 自上向下的层次原理图设计方法是：先绘制主电路图，绘制好主电路图后，在主电路图中执行菜单命令“Design|Create Sheet From Symbol”从原理图符号创建子原理图，光标变成十字形，移动光标到将要进行创建的子原理图对应的原理图符号方框上，单击，
9、系统自动生成一个与原理图符号方框同名的新的原理图文件，而且该子电路图中包含方块电路中的所有端口，无需自己再单独放置端口，在该新生成的子电路图中绘制相应原理图即可。,引导文,2.自下向上的层次原理图设计 自上向下的层次原理图设计方法是：先绘制各子电路图，再在主电路图中产生相应的原理图符号方框。分别建立各子电路文件，绘制好各子电路图后，建立一个顶层原理图设计文件，在主原理图设计界面，执行菜单命令“Design|Create Symbol From Sheet or HDL”，从子原理图创建原理图符号，出现一个对话框，如图2-98所示，选择要创建原理图符号方框的子原理图文件，单击，系统自动生成一个与
10、子原理图同名新原理图符号方框，而且该原理图符号方框中包含方块电路中所有端口，无需自己再单独放置端口。,引导文,图2-98 自下向上的选择放置文件对话框,引导文,2.5.7 元件报表,1. 元件报表的选项设置 打开项目原理图文件，单击菜单栏中的“Reports报表|Bill of Materials元件清单”命令，系统弹出相应的元件报表对话框。在该对话框中，可以对要创建的元件报表的选项进行设置。左侧有两个列表框，,引导文,2元件报表的创建,（1）单击元件报表对话框中Menu菜单按钮，在Menu菜单菜单中单击Report报表命令，系统将弹出Report Preview报表预览对话框，如图2-99所
11、示。 （2）单击Export输出按钮，可以将该报表进行保存，默认文件名为项目文件的名字Xls，是一个Excel文件；单击Open Report打开报表按钮，可将该报表打开；单击“Print打印按钮，可将该报表打印输出。 （3）在元件报表对话框中，单击按钮，在“C：Program FilesAltium Designer Summer 09Template”目录下，选择系统自带的元件报表模板文件BOM Default TemplateXLT，如图2-100所示。 （4）单击“打开”按钮后，返回报表预览对话框。单击OK确定按钮，退出该对话框。 此外，Altium Design Summer 09还
12、为用户提供了推荐的元件报表，不需要进行设置即可产生。单击菜单栏中的“Reports报表|Simple BOM简单元件清单报表”命令，系统同时产生“项目文件的名字BOM”和“项目文件的名字CSV”两个文件，并加入到项目中。,引导文,引导文,图2-99 Report Preview报表预览对话框,引导文,图2-100 选择元件报表模板,2.5.8 工作任务描述,根据本任务相关内容，完成一个游戏机电路。游戏机电路是一个大型的电路系统，包括中央处理器电路、图形处理器电路、接口电路、射频调制电路、制式转换电路、电源电路、时钟电路、光电枪电路、控制盒电路、游戏卡电路10个电路模块。,2.4.10 操作过程
13、,1.新建工程及图纸 在进行本电路的设计前，首先需要建立其工作环境。 1）启动Altium Designer Summer 09。 2）在Altium Designer主界面的菜单栏中，选择“file|New|project|PCB project”命令建立一个工程文件。 3）选择“file|save As”命令将新建的工程文件保存于任务3文件夹下的子任务3.5中，并命名为“游戏机电路PrjPCB”。在“Project”面板中，项目文件名变为“游戏机电路PrjPCB”。如图2-99所示。该项目中没有任何内容，可以根据设计的需要添加各种设计文档。,操作步骤演示,操作步骤,4）选择“file|Ne
14、w|schematic”命令，在该项目文件中新建一个电路原理图文件，系统默认文件名为“sheet1.SchDoc”，选择“file|save As”命令，将新建的原理图文件保存于任务3文件夹下的子任务3.5中，并命名为“游戏机电路SchDoc”。此时，在“Project”面板中，项目文件名变为“游戏机电路SchDoc”。,操作步骤,操作步骤,2设置图纸参数和环境参数 设置图纸参数和环境参数均采用系统默认设置。 3.添加元件库 创建原理图文件后，系统已默认为该文件加载了一个集成元件库“Miscellaneous Devices.Lib”。将自行设计的“游戏机电路.SchLib”文件添加到项目中。
15、,4.自上而下设计层次原理图 （1）绘制层次原理图的顶层电路图 1）在游戏机电路SchDoc工作区，在单击wiring连线工具栏中的放置原理图符号按钮，此时光标将变为十字形状，并带有一个原理图符号标志，单击完成原理图符号的放置。双击需要设置属性的原理图符号，系统将弹出如图2-110所示的Sheet Symbol原理图符号对话框，在该对话框中进行属性设置。双击原理图符号中的文字标注，系统将弹出如图2-111所示的Sheet Symbol Designator原理图符号指示符对话框，进行文字标注。重复上述操作，完成9个原理图符号的绘制。完成属性和文字标注设置的层次原理图项层电路图如图2-112所示
16、。,操作步骤,操作步骤,图2-110 Sheet Symbol原理图符号对话框,操作步骤,图2-111 符号指示符对话框,操作步骤,2）单击Wiring连线）”工具栏中的放置原理图端口按钮，放置电路端口。双击电路端口，系统将弹出如图2-113所示的Sheet Entry原理图端口对话框，在该对话框中可以进行方向属性的设置。完成端口放置后的层次原理图顶层电路图如图2-114所示。,操作步骤,图2-112 完成属性和文字标注设置层次原理图项层电路图,操作步骤,图2-113 原理图端口对话框,操作步骤,图2-114 完成端口放置后的层次原理图项层电路图,3）单击Witjng连线工具栏中的放置导线按钮，放置导线，完成连线操作。选择 放置总线按钮用完成连线后的层次原理图顶层电路图如图2-115所示。,图2-115 层次原理图顶层电路图,操作步骤,（2）绘制层次原理图的子电路图 下面逐个绘制电路模块的原理图子图，并建立原理图顶层电路图和了图之间的关系。 1）中央处理器电路模块设计。在顶层电路图工作界面中，单击菜单栏中的“Design设计
