第5章 繪制層次性電路原理圖課件

第5章設(shè)計(jì)層次原理圖

第5章設(shè)計(jì)層次原理圖本章學(xué)習(xí)目標(biāo)本章主要以繪制單片機(jī)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原理圖為例，介紹層次性電路圖的繪制方法，以達(dá)到以下學(xué)習(xí)目標(biāo)：理解層次性原理圖的基本概念。掌握方塊電路的繪制和端口的設(shè)置方法。掌握層次性原理圖的繪制方法。本章學(xué)習(xí)目標(biāo)本章主要以繪制單片機(jī)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原理圖為例，5.1層次原理圖的基本概念

對(duì)于復(fù)雜龐大的電路系統(tǒng)，如大屏幕高清晰數(shù)字電視機(jī)等，其原理圖和PCB板都是十分復(fù)雜的，不便于或不可能將其在一張圖紙中繪制完成，同時(shí)為了適用公司和企業(yè)的需要，加快設(shè)計(jì)和繪制的速度，縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，往往是以幾個(gè)人組成的群組形式分工合作進(jìn)行設(shè)計(jì)和繪制，將一個(gè)復(fù)雜的電路系統(tǒng)劃分為多個(gè)子系統(tǒng)，而一個(gè)子系統(tǒng)又可能劃分為多個(gè)模塊，這樣只要定義好各個(gè)模塊圖紙間的連接關(guān)系，然后分配給不同的部門或個(gè)人分開設(shè)計(jì)繪制，最后組合起來即可完成整個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制作。5.1層次原理圖的基本概念對(duì)于復(fù)雜龐層次原理圖的基本概念

層次性原理圖正是適用模塊化設(shè)計(jì)需要而應(yīng)運(yùn)而生的產(chǎn)物，它將一個(gè)完整復(fù)雜的設(shè)計(jì)項(xiàng)目分割為幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立但又彼此連接的圖紙，并可分開同時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，大大加快了原理圖的設(shè)計(jì)繪制速度。層次原理圖的基本概念層次性原理圖正是適用模塊化設(shè)計(jì)需要而層次性原理圖的層次結(jié)構(gòu)

下圖表明了層次性原理圖圖紙之間的層次結(jié)構(gòu)。它主要由主原理圖和各子原理圖組成，主原理圖主要規(guī)定各子原理圖之間的連接關(guān)系，而子原理圖則集中體現(xiàn)各模塊內(nèi)部具體的電路結(jié)構(gòu)。層次性原理圖的層次結(jié)構(gòu)下圖表明了層次性原理圖圖紙之間的1.方塊電路

在主電路圖中為了表示各子原理圖之間的連接關(guān)系，需要有代表各子原理圖的符號(hào)圖形，這就是方塊電路，如圖所示，一個(gè)方塊電路代表一張子原理圖，如圖中的方塊電路代表子原理圖“display.SchDoc”。

方塊電路端口方塊電路名稱方塊電路代表的原理圖文件1.方塊電路在主電路圖中為了表示各子原理圖之間的2.方塊電路端口

為了表示各子原理圖之間的電氣連接關(guān)系，各方塊電路之間需要有相互連接的電氣端口，即方塊電路端口，如上頁圖所示，通過方塊電路端口，可以清楚的表達(dá)和實(shí)現(xiàn)各子原理圖之間的電氣連接關(guān)系。2.方塊電路端口為了表示各子原理圖之間的電氣連接關(guān)系3.方塊電路之間的連接

方塊電路代表的是子原理圖，各子原理圖必須根據(jù)系統(tǒng)的要求相互連接，才能構(gòu)成實(shí)用的電路系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)子原理圖之間的電氣連接，用戶只需將方塊電路端口通過導(dǎo)線或總線連接起來即可。如下頁圖所示為單片機(jī)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主原理圖中各方塊電路的組成和連接關(guān)系圖。3.方塊電路之間的連接方塊電路代表的是子原單片機(jī)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主原理圖中各方塊電路的組成和連接關(guān)系圖

單片機(jī)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主原理圖中各方塊電路的組成和連接關(guān)系圖各方塊電路的組成和連接關(guān)系

圖中方塊電路端口較多，端口組P1[0..7]送往顯示模塊子原理圖display.SchDoc作為數(shù)碼管的段顯示控制，端口組P3[0..5]送往顯示模塊子原理圖display.SchDoc作為數(shù)碼管的位顯示控制。端口組A[0..15]為地址總線，端口組D[0..7]為數(shù)據(jù)總線，端口INT1為中斷信號(hào)輸入端口，RD、WR為存儲(chǔ)器和AD轉(zhuǎn)換器的讀、寫控制線，分別送往AD轉(zhuǎn)換模塊子原理圖AD.SchLib和存儲(chǔ)器模塊子原理圖Memory.SchLib

，ALE端口為AD轉(zhuǎn)換器提供時(shí)鐘信號(hào)。各方塊電路的組成和連接關(guān)系圖中方塊電路端口較多，端口組P4.方塊電路與子原理圖的對(duì)應(yīng)關(guān)系和連接

4.方塊電路與子原理圖的對(duì)應(yīng)關(guān)系和連接5.層次性原理圖的設(shè)計(jì)方法

根據(jù)原理圖的層次結(jié)構(gòu)，層次性原理圖的設(shè)計(jì)方法分為二種。一種為從上向下設(shè)計(jì)的方法，即先繪制主原理圖中的方塊電路，然后由方塊電路產(chǎn)生各自的子原理圖，然后分別繪制各子原理圖的具體電路。另一種方法的繪制順序剛好相反，為由下往上設(shè)計(jì)的方法，即先設(shè)計(jì)好各子原理圖，然后由各子原理圖產(chǎn)生主原理圖中的方塊電路。5.層次性原理圖的設(shè)計(jì)方法根據(jù)原理圖的層次結(jié)構(gòu)，單片機(jī)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

層次性原理圖設(shè)計(jì)方法本章將采用從上向下設(shè)計(jì)的方法繪制單片機(jī)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的層次性原理圖，該系統(tǒng)由主原理圖Parent.SchLib和五個(gè)子原理圖組成，分別為顯示模塊子原理圖display.SchDoc，CPU模塊子原理圖CPU.SchLib，AD轉(zhuǎn)換模塊子原理圖AD.SchLib，存儲(chǔ)器模塊子原理圖Memory.SchLib，以及電源模塊子原理圖Power.SchLib，原理圖之間的層次結(jié)構(gòu)如下頁圖所示。單片機(jī)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

層次性原理圖設(shè)計(jì)方法本章將采用從上向單片機(jī)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

層次性原理圖結(jié)構(gòu)

單片機(jī)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

層次性原理圖結(jié)構(gòu)§5.2從上而下設(shè)計(jì)層次原理圖

從上向下設(shè)計(jì)的方法，即先繪制主原理圖中的方塊電路，然后由方塊電路產(chǎn)生各自的子原理圖，然后分別繪制各子原理圖的具體電路。下面介紹具體的繪制過程。§5.2從上而下設(shè)計(jì)層次原理圖從上向下設(shè)計(jì)的方法，5.2.1創(chuàng)建工程文件和主原理圖文件

根據(jù)前面章節(jié)介紹的方法，建立工程文件“多路單片機(jī)數(shù)據(jù)采集器.PRJPCB”，并新建原理圖文件，保存為Parent.SchLib，作為主原理圖。如圖所示。采用從上向下設(shè)計(jì)層次性原理圖，各子原理圖雖然可以由方塊電路產(chǎn)生，但主原理圖必須由用戶新建。5.2.1創(chuàng)建工程文件和主原理圖文件根據(jù)前面章節(jié)5.2.2繪制方塊電路符號(hào)

新建主原理圖后，就可以在主原理圖中放置代表各子原理圖模塊的方塊電路，下面以繪制顯示模塊方塊電路為例講解具體方法。5.2.2繪制方塊電路符號(hào)新建主原理圖后，就可以在1.設(shè)置方塊電路屬性。

選擇原理圖工具中的繪制方塊電路按鈕，光標(biāo)變?yōu)槭中?，并帶出一個(gè)方塊電路的虛影輪廓，如圖所示。1.設(shè)置方塊電路屬性。選擇原理圖工具中的繪制方塊電方塊電路屬性

按鍵盤上的【Tap】鍵，彈出如圖所示的方塊電路屬性對(duì)話框。方塊電路屬性按鍵盤上的【Tap】鍵，彈出如圖所示的方方塊電路屬性

方塊電路屬性對(duì)話框中主要的屬性有：【Designator】：方塊電路序號(hào)，和元件序號(hào)作用相同，不能重復(fù)?！綟ilename】：文件名，即方塊電路代表的子原理圖文件名稱，最好不要采用中文命名。因?yàn)榇颂幚L制顯示模塊的方塊電路，而且是第一個(gè)方塊電路，所以在【Designator】欄輸入“FK1”，表示第一個(gè)方塊電路，在【Filename】輸入“display.SchDoc”，表示顯示模塊。方塊電路屬性方塊電路屬性對(duì)話框中主要的屬性有：2.繪制方塊電路移動(dòng)光標(biāo)到合適位置單擊鼠標(biāo)左鍵，作為方塊電路的左上角端點(diǎn)，此時(shí)移動(dòng)光標(biāo)，可帶出方塊電路，當(dāng)方塊電路大小合適時(shí)再次單擊鼠標(biāo)左鍵完成方塊電路FK1的繪制。2.繪制方塊電路移動(dòng)光標(biāo)到合適位置單擊鼠標(biāo)左鍵，作為3.繪制其它方塊電路

3.繪制其它方塊電路5.2.3放置方塊電路端口

方塊電路繪制完成后，為了建立方塊電路之間的電氣連接，必須為方塊電路添加方塊電路端口，下面以放置顯示模塊方塊電路中的端口“P1[0..7]”為例講解具體放置方法。5.2.3放置方塊電路端口方塊電路繪制完成后，為了建1.確定方塊電路端口要放置在哪個(gè)方塊電路

選擇原理圖工具中的繪制方塊電路端口按鈕，出現(xiàn)十字型光標(biāo)，將光標(biāo)移到要放置端口的方塊電路FK1中的放置位置，單擊鼠標(biāo)左鍵，在光標(biāo)下出現(xiàn)方塊電路端口的虛影輪廓，如圖所示。

1.確定方塊電路端口要放置在哪個(gè)方塊電路選擇原理圖2.設(shè)置方塊電路端口屬性。

2.設(shè)置方塊電路端口屬性。2.設(shè)置方塊電路端口屬性。方塊電路端口屬性對(duì)話框中主要的屬性有：【Name】：方塊電路端口的名稱，一般由字母和數(shù)字組成。注意：（1）如果端口接的是總線，則端口名稱后接中括號(hào)和數(shù)字表示端口組，如端口組P1[0..7]表示端口P10～P17。（2）對(duì)于單片機(jī)的總線和引腳連接，端口名稱中不允許出現(xiàn)“.”等，如引腳P3.1只能命名為“P31”2.設(shè)置方塊電路端口屬性。方塊電路端口屬性對(duì)話框中主要的屬2.設(shè)置方塊電路端口屬性方塊電路端口屬性對(duì)話框中主要的屬性有：【I/OType】：端口信號(hào)輸入/輸出類型，即指定端口中信號(hào)的流向。有如下幾個(gè)選項(xiàng)：【Unspecified】不確定【Input】輸入【Output】輸出【Bidirectional】雙向【Style】：方塊電路端口的箭頭方向，一般用于指明端口中信號(hào)的流向，是端口信號(hào)輸入/輸出類型的外在表現(xiàn)形式，有如下幾種類型：【None(Horizontal)】:水平方向沒有箭頭【Left】：箭頭向左【Right】:箭頭向右【Left_Right】：左右雙向【None(Vertical)】垂直方向沒有箭頭【Top】：箭頭向上【Bottom】：箭頭向下【Top_Bottom】：上下雙向2.設(shè)置方塊電路端口屬性方塊電路端口屬性對(duì)話框中主要的屬性2.設(shè)置方塊電路端口屬性。根據(jù)實(shí)際需要，本例FK1中要添加的端口連線為總線，且連接的為單片機(jī)的P1端口，所以【Name】屬性欄設(shè)置為端口組“P1[0..7]”，表示該端口組包含P10～P17八個(gè)端口。而該端口將信號(hào)送入方塊電路中控制數(shù)碼管的各段，所以【I/OType】中設(shè)置為【Input】輸入類型，而【Style】欄設(shè)置為【Left】。2.設(shè)置方塊電路端口屬性。根據(jù)實(shí)際需要，本例FK1中5.2.4連接方塊電路端口，添加網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)

放置了方塊電路端口，只是為方塊電路之間的連接提供了通道，但還必須根據(jù)電路原理用導(dǎo)線或總線將各端口連接起來。繪制導(dǎo)線和總線的方法前面章節(jié)已有介紹，請(qǐng)參考前面章節(jié)。同時(shí)還要為各連接導(dǎo)線添加網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)。一般網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的名稱和方塊電路端口名稱取得一致。連接好導(dǎo)線并添加了網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的方塊電路端口如下頁圖所示，至此主原理圖繪制完成。5.2.4連接方塊電路端口，添加網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)放置了方塊繪制連接導(dǎo)線（或總線）并添加網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)

繪制連接導(dǎo)線（或總線）并添加網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)5.2.5產(chǎn)生并繪制顯示模塊子原理圖

完成主原理圖的繪制后，就可以由各方塊電路產(chǎn)生各自相應(yīng)的子原理圖。下面以產(chǎn)生顯示模塊子原理圖display.SchDoc為例，介紹由方塊電路產(chǎn)生子原理圖的方法。5.2.5產(chǎn)生并繪制顯示模塊子原理圖完成主原理圖的繪由方塊電路產(chǎn)生子原理圖菜單

由方塊電路產(chǎn)生子原理圖菜單是否反轉(zhuǎn)端口的輸入/輸出方向彈出如圖所示的是否反轉(zhuǎn)端口的輸入/輸出方向?qū)υ捒?，點(diǎn)擊【NO】按鈕不反轉(zhuǎn)端口的輸入/輸出方向。是否反轉(zhuǎn)端口的輸入/輸出方向彈出如圖所示的是否反轉(zhuǎn)端口產(chǎn)生新的子原理圖display.SchDoc

如圖所示，同時(shí)還自動(dòng)產(chǎn)生了與方塊電路端口屬性一致的原理圖端口。原理圖端口產(chǎn)生新的子原理圖display.SchDoc如圖所示繪制顯示模塊子原理圖display.SchDoc

繪制顯示模塊子原理圖display.SchDoc35繪制過程中注意以下幾點(diǎn)：

（1）將端口組P1[0..7]和P3[0..5]用總線引出，并連接到其它元件引腳，并分別為總線添加網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)P1[0..7]和P3[0..5]，為各總線分支也添加相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)。（2）數(shù)碼管DLEE1～DLED4采用第三章自制的原理圖元件，因此必須先將該原理圖庫“自制原理圖庫.Schlib”添加到庫文件面板。繪制過程中注意以下幾點(diǎn)：（1）將端口組P1[0..7]和P4.2.6產(chǎn)生并繪制CPU模塊子原理圖

4.2.6產(chǎn)生并繪制CPU模塊子原理圖37繪制過程中注意以下幾點(diǎn)：

（1）元件U2為CPU，型號(hào)為89C51，它屬于8051系列的單片機(jī)，原理圖符號(hào)和8031一致，可以在庫中查找到8031的原理圖符號(hào)并放置在圖紙中。（2）元件Y1為晶體振蕩器，位于MiscellaneousDevices.IntLib集成元件庫，原理圖元件名稱為“XTAL”。（3）元件S1為按鍵開關(guān)，也位于MiscellaneousDevices.IntLib集成元件庫，原理圖元件名稱為“SW-PB”。（4）連線中注意圖中端口較多，端口組P1[0..7]送往顯示模塊作為數(shù)碼管的段顯示控制，端口組P3[0..5]送往顯示模塊子原理圖display.SchDoc作為數(shù)碼管的位顯示控制。端口組A[0..15]為地址總線，端口組D[0..7]為數(shù)據(jù)總線，端口INT1為中斷信號(hào)輸入端口，RD、WR為存儲(chǔ)器和AD轉(zhuǎn)換器的讀、寫控制線，分別送往AD轉(zhuǎn)換模塊子原理圖AD.SchLib和存儲(chǔ)器模塊子原理圖Memory.SchLib，ALE端口為AD轉(zhuǎn)換器提供時(shí)鐘信號(hào)。繪制過程中注意以下幾點(diǎn)：（1）元件U2為CPU，型號(hào)為895.2.7產(chǎn)生并繪制AD轉(zhuǎn)換模塊子原理圖

5.2.7產(chǎn)生并繪制AD轉(zhuǎn)換模塊子原理圖39繪制過程中注意以下幾點(diǎn)

U5為反相器4069，U4為二輸入與門74LS08，它們都是數(shù)字集成電路，可以利用查找元件的方法找到，但數(shù)字電路的原理圖元件和放置方法比較特殊。AD轉(zhuǎn)換器ADC0809可以用查找的方法找到，可能不同公司提供的原理圖元件管腳的排列方式不同，不一定強(qiáng)求完全和原圖完全相同。繪制過程中注意以下幾點(diǎn)U5為反相器4069，U4為二5.2.8產(chǎn)生和繪制存儲(chǔ)器模塊子原理圖

5.2.8產(chǎn)生和繪制存儲(chǔ)器模塊子原理圖繪制過程中注意

繪制過程中注意RAM存儲(chǔ)器U7（26256）在原理圖庫中查找不到，但可以找到ROM存儲(chǔ)器M27256-25F1，M27256與26256唯一的不同在于第1管腳的名稱，ROM存儲(chǔ)器M27256第1管腳為編程管腳“VPP”，而RAM存儲(chǔ)器26256第1管腳為寫管腳“”,所以可以采取前面所講的在原理圖直接修改管腳的方法修改。繪制過程中注意繪制過程中注意RAM存儲(chǔ)器U7（26253.2.9產(chǎn)生繪制電源模塊子原理圖

3.2.9產(chǎn)生繪制電源模塊子原理圖5.3從下而上設(shè)計(jì)層次原理圖

本節(jié)將介紹采用從下而上的方法繪制單片機(jī)電機(jī)控制系統(tǒng)原理圖，該系統(tǒng)由主原理圖“電機(jī)控制主電路.SchLib”和三個(gè)子原理圖組成，分別為CPU模塊子原理圖“電機(jī)控制CPU.SchLib”，直流電機(jī)控制模塊子原理圖“直流電機(jī)控制.SchLib”，步進(jìn)電機(jī)控制模塊子原理圖“步進(jìn)電機(jī)控制.SchLib”5.3從下而上設(shè)計(jì)層次原理圖本節(jié)將介紹采用從下而上單片機(jī)電機(jī)控制系統(tǒng)層次原理圖結(jié)構(gòu)圖

單片機(jī)電機(jī)控制系統(tǒng)層次原理圖結(jié)構(gòu)圖從下而上繪制層次原理圖的步驟

采用從下而上的方法繪制層次原理圖的步驟：先分別繪制各子原理圖，然后由各子原理圖產(chǎn)生主原理圖中的方塊電路，最后完成方塊電路之間的連線。下面以繪制單片機(jī)電機(jī)控制系統(tǒng)層次原理圖為例，介紹從下而上繪制層次原理圖的具體步驟。從下而上繪制層次原理圖的步驟采用從下而上的方法繪制層次5.3.1繪制CPU模塊子原理圖

新建一個(gè)工程文件，并保存為“層次電路電機(jī)控制.PRJPCB”，在其下面新建并繪制CPU模塊子原理圖“電機(jī)控制CPU.SchLib”，5.3.1繪制CPU模塊子原理圖新建一個(gè)工程文件，電機(jī)控制CPU.SchLib

電機(jī)控制CPU.SchLib放置原理圖電路端口

使用原理圖工具中的原理圖電路端口工具繪制，注意和方塊電路端口工具相區(qū)別，它的屬性對(duì)話框如圖所示，其參數(shù)含義和設(shè)置方法卻和方塊電路端口基本相同放置原理圖電路端口使用原理圖工具中的原理圖電路端口工5.3.2繪制直流電機(jī)控制模塊子原理圖5.3.2繪制直流電機(jī)控制模塊子原理圖3.3.3繪制步進(jìn)電機(jī)控制模塊子原理圖

3.3.3繪制步進(jìn)電機(jī)控制模塊子原理圖5.3.4新建主原理圖，并產(chǎn)生各子原理圖的方塊符號(hào)

執(zhí)行【Design】/【CreateSymbolFormSheet】從子原理圖產(chǎn)生原理圖符號(hào)菜單命令，彈出如圖所示的選擇子原理圖對(duì)話框，選擇要產(chǎn)生原理圖符號(hào)的子原理圖，如圖中選擇“電機(jī)控制CPU.SchLib”，點(diǎn)擊【OK】按鈕。5.3.4新建主原理圖，并產(chǎn)生各子原理圖的方塊符號(hào)產(chǎn)生的電機(jī)控制CPU模塊原理圖符號(hào)

彈出右圖所示的是否反轉(zhuǎn)端口的輸入/輸出方向?qū)υ捒?，點(diǎn)擊【NO】按鈕不反轉(zhuǎn)端口的輸入/輸出方向，從而產(chǎn)生了電機(jī)控制CPU模塊的原理圖符號(hào)，并放置到主原理圖的合適位置，如圖所示。產(chǎn)生的電機(jī)控制CPU模塊原理圖符號(hào)彈出右圖所示的是否產(chǎn)生直流電機(jī)控制模塊

步進(jìn)電機(jī)控制模塊的原理圖符號(hào)

產(chǎn)生直流電機(jī)控制模塊

步進(jìn)電機(jī)控制模塊的原理圖符號(hào)2.完成方塊電路符號(hào)之間的連接

2.完成方塊電路符號(hào)之間的連接5.3.5利用導(dǎo)航欄實(shí)現(xiàn)層次性原理圖之間的轉(zhuǎn)換

層次性原理圖之間的轉(zhuǎn)換是指從主原理圖切換到某方塊電路對(duì)應(yīng)的子原理圖上，或者從某一子原理圖回到其主原理圖對(duì)應(yīng)的方塊電路圖中，此時(shí)可以利用ProtelDXP提供的導(dǎo)航欄實(shí)現(xiàn)。5.3.5利用導(dǎo)航欄實(shí)現(xiàn)層次性原理圖之間的轉(zhuǎn)換層次打開導(dǎo)航欄

如果導(dǎo)航欄沒有打開，可以執(zhí)行菜單命令【View】視圖/【W(wǎng)orkspacePanels】工作區(qū)面板/【Navigator】導(dǎo)航欄，打開如圖所示的導(dǎo)航欄打開導(dǎo)航欄如果導(dǎo)航欄沒有打開，可以執(zhí)行菜單命令【V2.編譯層次性原理圖

在圖中點(diǎn)擊【Compile】編譯按鈕，對(duì)層次性原理圖進(jìn)行編譯，這也是編譯原理圖的另一種方法。2.編譯層次性原理圖在圖中點(diǎn)擊【Compile】編譯3.實(shí)現(xiàn)層次性原理圖之間的轉(zhuǎn)換

層次性原理圖經(jīng)過編譯后，將在導(dǎo)航欄中顯示出層次性電路的層次結(jié)構(gòu)，主原理圖位于最上層，其下部是并列的四個(gè)子原理圖，可以分別點(diǎn)擊各原理圖名稱實(shí)現(xiàn)原理圖之間的切換。3.實(shí)現(xiàn)層次性原理圖之間的轉(zhuǎn)換層次性原理圖經(jīng)過編（1）從主原理圖的方塊電路轉(zhuǎn)換到子原理圖

點(diǎn)擊【Hierarchy】按鈕，光標(biāo)變?yōu)槭中?，在主原理圖中單擊子原理圖相應(yīng)的方塊電路，即可打開方塊電路對(duì)應(yīng)的子原理圖。（1）從主原理圖的方塊電路轉(zhuǎn)換到子原理圖點(diǎn)擊【Hi（2）從子原理圖轉(zhuǎn)換到主原理圖點(diǎn)擊【Hierarchy】按鈕，光標(biāo)變?yōu)槭中?，單擊子原理圖中的某一個(gè)原理圖電路端口，編輯器將自動(dòng)切換到主原理圖中，且光標(biāo)停留在子原理圖電路端口對(duì)應(yīng)的方塊電路端口上。（2）從子原理圖轉(zhuǎn)換到主原理圖點(diǎn)擊【Hierarchy本章小結(jié)本章主要以繪制單片機(jī)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原理圖為例，重點(diǎn)介紹了層次性電路圖的基本概念和二種繪制方法。第一種為從上而下繪制法，即先繪制好主原理圖的方塊電路，然后再由方塊電路產(chǎn)生并繪制各子原理圖；另一種為從下而上繪制法，即先繪制好各子原理圖，再由各子原理圖產(chǎn)生主原理圖中的方塊電路。另外介紹了層次性原理圖之間的轉(zhuǎn)換方法。本章小結(jié)本章主要以繪制單片機(jī)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原理圖為例，重第5章設(shè)計(jì)層次原理圖

第5章設(shè)計(jì)層次原理圖本章學(xué)習(xí)目標(biāo)本章主要以繪制單片機(jī)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原理圖為例，介紹層次性電路圖的繪制方法，以達(dá)到以下學(xué)習(xí)目標(biāo)：理解層次性原理圖的基本概念。掌握方塊電路的繪制和端口的設(shè)置方法。掌握層次性原理圖的繪制方法。本章學(xué)習(xí)目標(biāo)本章主要以繪制單片機(jī)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原理圖為例，5.1層次原理圖的基本概念

對(duì)于復(fù)雜龐大的電路系統(tǒng)，如大屏幕高清晰數(shù)字電視機(jī)等，其原理圖和PCB板都是十分復(fù)雜的，不便于或不可能將其在一張圖紙中繪制完成，同時(shí)為了適用公司和企業(yè)的需要，加快設(shè)計(jì)和繪制的速度，縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，往往是以幾個(gè)人組成的群組形式分工合作進(jìn)行設(shè)計(jì)和繪制，將一個(gè)復(fù)雜的電路系統(tǒng)劃分為多個(gè)子系統(tǒng)，而一個(gè)子系統(tǒng)又可能劃分為多個(gè)模塊，這樣只要定義好各個(gè)模塊圖紙間的連接關(guān)系，然后分配給不同的部門或個(gè)人分開設(shè)計(jì)繪制，最后組合起來即可完成整個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制作。5.1層次原理圖的基本概念對(duì)于復(fù)雜龐層次原理圖的基本概念

層次性原理圖正是適用模塊化設(shè)計(jì)需要而應(yīng)運(yùn)而生的產(chǎn)物，它將一個(gè)完整復(fù)雜的設(shè)計(jì)項(xiàng)目分割為幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立但又彼此連接的圖紙，并可分開同時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，大大加快了原理圖的設(shè)計(jì)繪制速度。層次原理圖的基本概念層次性原理圖正是適用模塊化設(shè)計(jì)需要而層次性原理圖的層次結(jié)構(gòu)

下圖表明了層次性原理圖圖紙之間的層次結(jié)構(gòu)。它主要由主原理圖和各子原理圖組成，主原理圖主要規(guī)定各子原理圖之間的連接關(guān)系，而子原理圖則集中體現(xiàn)各模塊內(nèi)部具體的電路結(jié)構(gòu)。層次性原理圖的層次結(jié)構(gòu)下圖表明了層次性原理圖圖紙之間的1.方塊電路

在主電路圖中為了表示各子原理圖之間的連接關(guān)系，需要有代表各子原理圖的符號(hào)圖形，這就是方塊電路，如圖所示，一個(gè)方塊電路代表一張子原理圖，如圖中的方塊電路代表子原理圖“display.SchDoc”。

方塊電路端口方塊電路名稱方塊電路代表的原理圖文件1.方塊電路在主電路圖中為了表示各子原理圖之間的2.方塊電路端口

為了表示各子原理圖之間的電氣連接關(guān)系，各方塊電路之間需要有相互連接的電氣端口，即方塊電路端口，如上頁圖所示，通過方塊電路端口，可以清楚的表達(dá)和實(shí)現(xiàn)各子原理圖之間的電氣連接關(guān)系。2.方塊電路端口為了表示各子原理圖之間的電氣連接關(guān)系3.方塊電路之間的連接

方塊電路代表的是子原理圖，各子原理圖必須根據(jù)系統(tǒng)的要求相互連接，才能構(gòu)成實(shí)用的電路系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)子原理圖之間的電氣連接，用戶只需將方塊電路端口通過導(dǎo)線或總線連接起來即可。如下頁圖所示為單片機(jī)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主原理圖中各方塊電路的組成和連接關(guān)系圖。3.方塊電路之間的連接方塊電路代表的是子原單片機(jī)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主原理圖中各方塊電路的組成和連接關(guān)系圖

單片機(jī)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主原理圖中各方塊電路的組成和連接關(guān)系圖各方塊電路的組成和連接關(guān)系

圖中方塊電路端口較多，端口組P1[0..7]送往顯示模塊子原理圖display.SchDoc作為數(shù)碼管的段顯示控制，端口組P3[0..5]送往顯示模塊子原理圖display.SchDoc作為數(shù)碼管的位顯示控制。端口組A[0..15]為地址總線，端口組D[0..7]為數(shù)據(jù)總線，端口INT1為中斷信號(hào)輸入端口，RD、WR為存儲(chǔ)器和AD轉(zhuǎn)換器的讀、寫控制線，分別送往AD轉(zhuǎn)換模塊子原理圖AD.SchLib和存儲(chǔ)器模塊子原理圖Memory.SchLib

，ALE端口為AD轉(zhuǎn)換器提供時(shí)鐘信號(hào)。各方塊電路的組成和連接關(guān)系圖中方塊電路端口較多，端口組P4.方塊電路與子原理圖的對(duì)應(yīng)關(guān)系和連接

4.方塊電路與子原理圖的對(duì)應(yīng)關(guān)系和連接5.層次性原理圖的設(shè)計(jì)方法

根據(jù)原理圖的層次結(jié)構(gòu)，層次性原理圖的設(shè)計(jì)方法分為二種。一種為從上向下設(shè)計(jì)的方法，即先繪制主原理圖中的方塊電路，然后由方塊電路產(chǎn)生各自的子原理圖，然后分別繪制各子原理圖的具體電路。另一種方法的繪制順序剛好相反，為由下往上設(shè)計(jì)的方法，即先設(shè)計(jì)好各子原理圖，然后由各子原理圖產(chǎn)生主原理圖中的方塊電路。5.層次性原理圖的設(shè)計(jì)方法根據(jù)原理圖的層次結(jié)構(gòu)，單片機(jī)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

層次性原理圖設(shè)計(jì)方法本章將采用從上向下設(shè)計(jì)的方法繪制單片機(jī)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的層次性原理圖，該系統(tǒng)由主原理圖Parent.SchLib和五個(gè)子原理圖組成，分別為顯示模塊子原理圖display.SchDoc，CPU模塊子原理圖CPU.SchLib，AD轉(zhuǎn)換模塊子原理圖AD.SchLib，存儲(chǔ)器模塊子原理圖Memory.SchLib，以及電源模塊子原理圖Power.SchLib，原理圖之間的層次結(jié)構(gòu)如下頁圖所示。單片機(jī)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

層次性原理圖設(shè)計(jì)方法本章將采用從上向單片機(jī)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

層次性原理圖結(jié)構(gòu)

單片機(jī)多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

層次性原理圖結(jié)構(gòu)§5.2從上而下設(shè)計(jì)層次原理圖

從上向下設(shè)計(jì)的方法，即先繪制主原理圖中的方塊電路，然后由方塊電路產(chǎn)生各自的子原理圖，然后分別繪制各子原理圖的具體電路。下面介紹具體的繪制過程?！?.2從上而下設(shè)計(jì)層次原理圖從上向下設(shè)計(jì)的方法，5.2.1創(chuàng)建工程文件和主原理圖文件

根據(jù)前面章節(jié)介紹的方法，建立工程文件“多路單片機(jī)數(shù)據(jù)采集器.PRJPCB”，并新建原理圖文件，保存為Parent.SchLib，作為主原理圖。如圖所示。采用從上向下設(shè)計(jì)層次性原理圖，各子原理圖雖然可以由方塊電路產(chǎn)生，但主原理圖必須由用戶新建。5.2.1創(chuàng)建工程文件和主原理圖文件根據(jù)前面章節(jié)5.2.2繪制方塊電路符號(hào)

新建主原理圖后，就可以在主原理圖中放置代表各子原理圖模塊的方塊電路，下面以繪制顯示模塊方塊電路為例講解具體方法。5.2.2繪制方塊電路符號(hào)新建主原理圖后，就可以在1.設(shè)置方塊電路屬性。

選擇原理圖工具中的繪制方塊電路按鈕，光標(biāo)變?yōu)槭中?，并帶出一個(gè)方塊電路的虛影輪廓，如圖所示。1.設(shè)置方塊電路屬性。選擇原理圖工具中的繪制方塊電方塊電路屬性

按鍵盤上的【Tap】鍵，彈出如圖所示的方塊電路屬性對(duì)話框。方塊電路屬性按鍵盤上的【Tap】鍵，彈出如圖所示的方方塊電路屬性

方塊電路屬性對(duì)話框中主要的屬性有：【Designator】：方塊電路序號(hào)，和元件序號(hào)作用相同，不能重復(fù)?！綟ilename】：文件名，即方塊電路代表的子原理圖文件名稱，最好不要采用中文命名。因?yàn)榇颂幚L制顯示模塊的方塊電路，而且是第一個(gè)方塊電路，所以在【Designator】欄輸入“FK1”，表示第一個(gè)方塊電路，在【Filename】輸入“display.SchDoc”，表示顯示模塊。方塊電路屬性方塊電路屬性對(duì)話框中主要的屬性有：2.繪制方塊電路移動(dòng)光標(biāo)到合適位置單擊鼠標(biāo)左鍵，作為方塊電路的左上角端點(diǎn)，此時(shí)移動(dòng)光標(biāo)，可帶出方塊電路，當(dāng)方塊電路大小合適時(shí)再次單擊鼠標(biāo)左鍵完成方塊電路FK1的繪制。2.繪制方塊電路移動(dòng)光標(biāo)到合適位置單擊鼠標(biāo)左鍵，作為3.繪制其它方塊電路

3.繪制其它方塊電路5.2.3放置方塊電路端口

方塊電路繪制完成后，為了建立方塊電路之間的電氣連接，必須為方塊電路添加方塊電路端口，下面以放置顯示模塊方塊電路中的端口“P1[0..7]”為例講解具體放置方法。5.2.3放置方塊電路端口方塊電路繪制完成后，為了建1.確定方塊電路端口要放置在哪個(gè)方塊電路

選擇原理圖工具中的繪制方塊電路端口按鈕，出現(xiàn)十字型光標(biāo)，將光標(biāo)移到要放置端口的方塊電路FK1中的放置位置，單擊鼠標(biāo)左鍵，在光標(biāo)下出現(xiàn)方塊電路端口的虛影輪廓，如圖所示。

1.確定方塊電路端口要放置在哪個(gè)方塊電路選擇原理圖2.設(shè)置方塊電路端口屬性。

2.設(shè)置方塊電路端口屬性。2.設(shè)置方塊電路端口屬性。方塊電路端口屬性對(duì)話框中主要的屬性有：【Name】：方塊電路端口的名稱，一般由字母和數(shù)字組成。注意：（1）如果端口接的是總線，則端口名稱后接中括號(hào)和數(shù)字表示端口組，如端口組P1[0..7]表示端口P10～P17。（2）對(duì)于單片機(jī)的總線和引腳連接，端口名稱中不允許出現(xiàn)“.”等，如引腳P3.1只能命名為“P31”2.設(shè)置方塊電路端口屬性。方塊電路端口屬性對(duì)話框中主要的屬2.設(shè)置方塊電路端口屬性方塊電路端口屬性對(duì)話框中主要的屬性有：【I/OType】：端口信號(hào)輸入/輸出類型，即指定端口中信號(hào)的流向。有如下幾個(gè)選項(xiàng)：【Unspecified】不確定【Input】輸入【Output】輸出【Bidirectional】雙向【Style】：方塊電路端口的箭頭方向，一般用于指明端口中信號(hào)的流向，是端口信號(hào)輸入/輸出類型的外在表現(xiàn)形式，有如下幾種類型：【None(Horizontal)】:水平方向沒有箭頭【Left】：箭頭向左【Right】:箭頭向右【Left_Right】：左右雙向【None(Vertical)】垂直方向沒有箭頭【Top】：箭頭向上【Bottom】：箭頭向下【Top_Bottom】：上下雙向2.設(shè)置方塊電路端口屬性方塊電路端口屬性對(duì)話框中主要的屬性2.設(shè)置方塊電路端口屬性。根據(jù)實(shí)際需要，本例FK1中要添加的端口連線為總線，且連接的為單片機(jī)的P1端口，所以【Name】屬性欄設(shè)置為端口組“P1[0..7]”，表示該端口組包含P10～P17八個(gè)端口。而該端口將信號(hào)送入方塊電路中控制數(shù)碼管的各段，所以【I/OType】中設(shè)置為【Input】輸入類型，而【Style】欄設(shè)置為【Left】。2.設(shè)置方塊電路端口屬性。根據(jù)實(shí)際需要，本例FK1中5.2.4連接方塊電路端口，添加網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)

放置了方塊電路端口，只是為方塊電路之間的連接提供了通道，但還必須根據(jù)電路原理用導(dǎo)線或總線將各端口連接起來。繪制導(dǎo)線和總線的方法前面章節(jié)已有介紹，請(qǐng)參考前面章節(jié)。同時(shí)還要為各連接導(dǎo)線添加網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)。一般網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的名稱和方塊電路端口名稱取得一致。連接好導(dǎo)線并添加了網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的方塊電路端口如下頁圖所示，至此主原理圖繪制完成。5.2.4連接方塊電路端口，添加網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)放置了方塊繪制連接導(dǎo)線（或總線）并添加網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)

繪制連接導(dǎo)線（或總線）并添加網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)5.2.5產(chǎn)生并繪制顯示模塊子原理圖

完成主原理圖的繪制后，就可以由各方塊電路產(chǎn)生各自相應(yīng)的子原理圖。下面以產(chǎn)生顯示模塊子原理圖display.SchDoc為例，介紹由方塊電路產(chǎn)生子原理圖的方法。5.2.5產(chǎn)生并繪制顯示模塊子原理圖完成主原理圖的繪由方塊電路產(chǎn)生子原理圖菜單

由方塊電路產(chǎn)生子原理圖菜單是否反轉(zhuǎn)端口的輸入/輸出方向彈出如圖所示的是否反轉(zhuǎn)端口的輸入/輸出方向?qū)υ捒?，點(diǎn)擊【NO】按鈕不反轉(zhuǎn)端口的輸入/輸出方向。是否反轉(zhuǎn)端口的輸入/輸出方向彈出如圖所示的是否反轉(zhuǎn)端口產(chǎn)生新的子原理圖display.SchDoc

如圖所示，同時(shí)還自動(dòng)產(chǎn)生了與方塊電路端口屬性一致的原理圖端口。原理圖端口產(chǎn)生新的子原理圖display.SchDoc如圖所示繪制顯示模塊子原理圖display.SchDoc

繪制顯示模塊子原理圖display.SchDoc97繪制過程中注意以下幾點(diǎn)：

（1）將端口組P1[0..7]和P3[0..5]用總線引出，并連接到其它元件引腳，并分別為總線添加網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)P1[0..7]和P3[0..5]，為各總線分支也添加相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)。（2）數(shù)碼管DLEE1～DLED4采用第三章自制的原理圖元件，因此必須先將該原理圖庫“自制原理圖庫.Schlib”添加到庫文件面板。繪制過程中注意以下幾點(diǎn)：（1）將端口組P1[0..7]和P4.2.6產(chǎn)生并繪制CPU模塊子原理圖

4.2.6產(chǎn)生并繪制CPU模塊子原理圖99繪制過程中注意以下幾點(diǎn)：

（1）元件U2為CPU，型號(hào)為89C51，它屬于8051系列的單片機(jī)，原理圖符號(hào)和8031一致，可以在庫中查找到8031的原理圖符號(hào)并放置在圖紙中。（2）元件Y1為晶體振蕩器，位于MiscellaneousDevices.IntLib集成元件庫，原理圖元件名稱為“XTAL”。（3）元件S1為按鍵開關(guān)，也位于MiscellaneousDevices.IntLib集成元件庫，原理圖元件名稱為“SW-PB”。（4）連線中注意圖中端口較多，端口組P1[0..7]送往顯示模塊作為數(shù)碼管的段顯示控制，端口組P3[0..5]送往顯示模塊子原理圖display.SchDoc作為數(shù)碼管的位顯示控制。端口組A[0..15]為地址總線，端口組D[0..7]為數(shù)據(jù)總線，端口INT1為中斷信號(hào)輸入端口，RD、WR為存儲(chǔ)器和AD轉(zhuǎn)換器的讀、寫控制線，分別送往AD轉(zhuǎn)換模塊子原理圖AD.SchLib和存儲(chǔ)器模塊子原理圖Memory.SchLib，ALE端口為AD轉(zhuǎn)換器提供時(shí)鐘信號(hào)。繪制過程中注意以下幾點(diǎn)：（1）元件U2為CPU，型號(hào)為895.2.7產(chǎn)生并繪制AD轉(zhuǎn)換模塊子原理圖

5.2.7產(chǎn)生并繪制AD轉(zhuǎn)換模塊子原理圖101繪制過程中注意以下幾點(diǎn)

U5為反相器4069，U4為二輸入與門74LS08，它們都是數(shù)字集成電路，可以利用查找元件的方法找到，但數(shù)字電路的原理圖元件和放置方法比較特殊。AD轉(zhuǎn)換器ADC0809可以用查找的方法找到，可能不同公司提供的原理圖元件管腳的排列方式不同，不一定強(qiáng)求完全和原圖完全相同。繪制過程中注意以下幾點(diǎn)U5為反相器4069，U4為二5.2.8產(chǎn)生和繪制存儲(chǔ)器模塊子原理圖

5.2.8產(chǎn)生和繪制存儲(chǔ)器模塊子原理圖繪制過程中注意

繪制過程中注意RAM存儲(chǔ)器U7（26256）在原理圖庫中查找不到，但可以找到ROM存儲(chǔ)器M27256-25F1，M27256與26256唯一的不同在于第1管腳的名稱，ROM存儲(chǔ)器M27256第1管腳為編程管腳“VPP”，而RAM存儲(chǔ)器26256第1管腳為寫管腳“”,所以可以采取前面所講的在原理圖直接修改管腳的方法修改。繪制過程中注意繪制過程中注意RAM存儲(chǔ)器U7（26253.2.9產(chǎn)生繪制電源模塊子原理圖

3.2.9產(chǎn)生繪制電源模塊子原理圖5.3從下而上設(shè)計(jì)層次原理圖

本節(jié)將介紹采用從下而上的方法繪制單片機(jī)電機(jī)控制系統(tǒng)原理圖，該系統(tǒng)由主原理圖“電機(jī)控制主電路.SchLib”和三個(gè)子原理圖組成，分別為CPU模塊子原理圖“電機(jī)控制CPU.SchLib”，直流電機(jī)控制模塊子原理圖“直流電機(jī)控制.SchLib”，步進(jìn)電機(jī)控制模塊子原理圖“步進(jìn)電機(jī)控制.SchLib”5.3從下而上設(shè)計(jì)層次原理圖本節(jié)將介紹采用從下而上單片機(jī)電機(jī)控制系統(tǒng)層次原理圖結(jié)構(gòu)圖

單片機(jī)電機(jī)控制系統(tǒng)層次原理圖結(jié)構(gòu)圖從下而上繪制層次原理圖的步驟

采用從下而上的方法繪制層次原理圖的步驟：先分別繪制各子原理圖，然后由各子原理圖產(chǎn)生主原理圖中的方塊電路，最后完成方塊電路之間的連線。下面以繪制單片機(jī)電機(jī)控制系統(tǒng)層次原理圖為例，介紹從下而上繪制層次原理圖的具體步驟。從下而上繪制層次原理圖的步驟采用從下而上的方法繪制層次5.3.1繪制CPU模塊子原理圖

新建一個(gè)工程文件，并保存為“層次電路電機(jī)控制.PRJ