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1、第6章 层次原理图设计 从事原理图设计的技术人员都有这样的经历，尽管可以在一张大的原理图中画出所有的电路，但我们仍然需要把它拆开，分成几张图来画。这一方面是因为受图纸和打印机的限制，另一方面是为了阅图和修改的方便。层次式电路是在工作实践中提出的，随着计算机技术的发展而逐渐形成一种原理图设计方法。这种方法把一张大的原理图分成若干模块，每个模块在分为若干小块，使得结构清楚，概念清晰，便于设计、修改。本章主要内容包含4节，分别是：6.1 建立层次原理图6.2 由方块电路产生电路图文件6.3 完成层次原理图绘制6.3.1 绘制数据拴锁器.Sch 6.3.2 绘制地址解码.Sch 6.3.3 绘制发光二
2、极管.Sch 6.4 网络表生成6.1 建立层次原理图层次是电路是在工作实践中提出的，随着计算机技术的发展而逐渐形成的一种原理图设计方法。这种方法把一个大的原理图分成若干个模块，每个模块在分成若干个小块，使得结构清楚，使得结构清晰，便于设计、修改。层次电路的设计方法是一种模块化的设计方法。将系统划分为子系统，子系统下面可划分为若干功能模块。设计好基本模块，定义好模块之间的连接关系，即可完成整个原理图的设计。设计时，可以采用自顶向下的方法：从系统原理图开始，逐级向下进行。也可以采用自底向上的方法：从基本模块开始，聚集向上进行。层次是电路的概念很像文件管理树状结构，在实际应用时，必须是用方块电路划
3、分整个电路。本章建立层次原理图包括3个模块：数据栓锁器模块、发光二极管模块、地址解码器模块。下面详细介绍绘制层次原理图的过程，其步骤如下：（1）选择文件/创建/项目/PCB项目，并对新建项目文件进行保存，命名为跑马灯控制.PrjPCB。如下图1所示。（2）选择文件/创建/原理图，并对新建原理图进行保存，命名为跑马灯控制.SchDoc，如下图所示。（3）单击配线公具栏中的放置图纸符号按钮，执行绘制方块图的命令。如下图所示。（4）执行绘制方块图的命令之后，光标变为十子形状，如下图所示移动光标位置，方块电路会随着光标移动而移动。在此状态下，按下TAB键，出现如下图所示的放置方块电路属性的图纸符号对话
4、框。（5）设置方块电路属性。将图示对话框中的文件名文本框设置为数据栓锁器.sch，此即模块电路原理图的文件名。将标识符文本框定义为LATCH，此选项代表方块电路的名称。设置结束后单击确认按钮确定。此时，方块图变为下图右图所示。（6）放置好一个方块电路后，光标仍处于方块电路编辑状态。用同样的方法可编辑其他的方块电路。如下图所示。（7）选择放置端口命令，绘制电路图中的I/O端口，如下图所示。（8）执行上述命令后，光标变成十字形状，如下图所示。移动光标位置，端口电路会随光标的移动而移动。在此状态下，按TAB键，出现如图所示的设置端口属性对话框。将属性名称修改为D0，排列修改为Center，风格修改为
5、Right。单击图中的I/O类型下拉列表框的三角按钮，其选项如图所示。I/OType选项共有Unspecified（不指定）、Output（输出）、Input（输入）、Bidirectional（双向）4种。我们将此端口设为Output。修改后点击确定，单击鼠标确定I/O端口放置位置，拉动鼠标确定I/O端口长度，再次单击鼠标左键后确定。依此方法，依次放置D0D7 外部I/O端口，如下图所示。（9）选择放置图纸入口命令放置方块电路的内部I/O端口。如下图所示。执行该命令后光标变成十字形状。单击鼠标左键，在十字光标下出现下图所示端口。在此状态下，按TAB键，出现设置图纸入口属性对话框，修改其中属性
6、名称、风格及I/O类型，如下图所示。（10）设置完单击确认按钮确定。（11）拖动鼠标将光标移动到相应的位置，单击鼠标左键，确定放置，并依次放置D1D7端口，放置后如下图所示。用同样方法，我们得到如下图所示。（12）将具有相连接的电气关系的端口用导线和总线连接起来。结果如下图所示6.2 由方块电路产生电路图文件如果由上而下建立层次式电路，应先建立方块电路符号，再制作该方块电路相应的电路图。而制作电路图时，其I/O端口符号必须和方块电路上的I/O端口符号相对应。为了快速产生新图形文件，并且产生相应的I/O端口，可以利用菜单提供的命令，由方块电路符号直接产生原理图文件的端口符号。下面详细讲解各菜单命
7、令。（1）选择设计/根据符号建立图纸，如下左图所示。在方块图上方单击鼠标左键，如上右图所示。单击后，出现下图所示对话框，提示是否进行I/O端口的方向转换，单击No按钮后，自动生成相应子图。并可通过按钮进行方块图与之图之间的切换，切换后自动变为层次结构，如下右图所示。并可单击数据栓锁器.SchDoc文件，打开相应原理图，原理图中自动生成方块图内部I/O端口的外部连接形式I/O端口。如下图所示。利用此方法，生成地址解码.schdoc文件和发光二极管.schdoc文件。6.3 完成层次原理图绘制6.3.1 绘制数据拴锁器.Sch（1）首先放置元件74LS645，选择元件库浏览器，在元件库中找到74L
8、S645，双击放置该元件。如下图所示。 （2）调整各I/O端口位置，当出现自动捕获电气节点后放置，调整后将74LS645定义为U0，并添加接地符号，最后，电路原理图如下图所示。6.3.2 绘制地址解码.Sch本章5.2节通过方块图产生了子系统原理图地址解码.Sch，如下图所示。下面放置元件74LS133，选择元件库浏览器，在Filter栏中输入74LS133，回车。选择相应元件库，当浏览框出现该元件时，双击放置该元件。如下图所示。 同样，选择元件浏览器，在Filter栏中输入74LS14，回车。选择相应元件库，当浏览框出现该元件时，双击放置该元件。如下图所示 点击配线工具栏放置接地，按下键盘T
9、AB键，弹出属性对话框如下左图所示，将电气属性改为VCC接地，类型这里为Circle型，点击OK按钮确定。此时会在绘图区出现图示十字光标下拖动电源符号，单击鼠标左键放置在绘图区。调整各元件布局后。分别定义元件74LS133为U1，74LS14为U2，由于74LS14为六反相器定义其中放置的74LS14分别为一个零件的集成，使用一个零件。Part为分别为1、2、3、4、5，如下图所示，对元件位置调整后，进行连线，连接后电路原理图如下图所示。6.3.3 绘制发光二极管.schdoc前面我们通过方块图产生了子系统原理图发光二极管.schdoc，如下图所示。下面放置元件LED发光二极管以及电阻RES2
10、，选择元件浏览器，在Filter栏中输入LED，回车。选择相应元件库，当浏览框出现该元件时，双击放置该元件。同样，选择元件浏览器，在Filter栏中输入RES2，回车。选择相应元件库，当浏览框出现该元件时，双击放置该元件。如下图所示。 调整各元件布局，如下图所示 选择配线工具栏绘制总线按钮，留出一个栅格的位置绘制总线分支，如下图所示添加电源，放置总线、总线分支及网络标号绘制后电路原理图如下图所示。完成后，项目结构图如下图所示。6.4 网络表生成在原理图编辑器工具栏上选择设计/设计项目的网络表/Protel，如下图所示。会自动生成整个项目文件的网络表文件。并放置在文件夹Generated中。以供今后进行设计PCB板时使用。
