Protel DXP實用教程第3章

第三章

原理圖繪制1本章主要內容原理圖的設計步驟設置電路選項載入元器件庫放置元器件調整元器件繪制電路原理圖2電路原理圖是整個電路設計的靈魂，它除了可以表達電路設計者的設計思想外，在印制電路板的設計過程中，還提供了各個元器件連線的依據。只有一張正確的原理圖才有可能生成一塊具備指定功能的PCB印制電路板。只有美觀的原理圖，才能清晰、準確地反映設計者意圖，方便日常交流。因此，學會繪制正確、美觀、清晰的原理圖是非常重要的。本章在說明繪制原理圖的一般步驟后，將以一個實例為主線，針對繪制電路原理圖常用的工具逐個作詳細的介紹，相信讀者通過本章的學習，能夠很快學會繪制一般電路原理圖，并會逐漸喜歡上ProtelDXP這個得力的設計助手。33.1原理圖的設計步驟

印制電路板設計是從繪制電路原理圖開始的，繪制電路原理圖在整個設計過程中這一步有著舉足輕重的作用。一張正確、美觀、清晰的電路原理圖不但可以準確表達電路設計者的設計思想，同時還為后面的印制電路板的設計工作打好了基礎。在ProtelDXP中，電路原理圖的設計大致分為6個步驟，如右圖所示。原理圖設計流程圖43.1原理圖的設計步驟

一、設置原理圖選項在這一步中，可以根據個人的繪圖習慣、公司單位的標準化要求以及圖紙可能的大小，設置原理圖圖紙的大小、方向、標題欄的外觀參數，另外用戶還要設置原理圖的設計信息，諸如公司名稱、設計人姓名、設計以及修改日期等項目。二、載入所需元器件庫

ProtelDXP擁有涵蓋眾多廠商、種類齊全的元件庫，但并非每一個元件庫在用戶的設計中都會用到。載入所需元件庫就是將用戶設計中需要用到的元器件庫載入當前系統(tǒng)，以便在繪圖過程中隨時查找和取用庫中的元器件。53.1原理圖的設計步驟

三、放置元器件從載入的元件庫中選定所需的各種元器件，將其逐一放置到已建立好的工作平面上，然后根據美觀清晰的設計要求，調整元件位置，并對元件的序號、封裝形式和顯示狀態(tài)等進行定義和設置，以便為下一步的布線工作打好基礎。四、原理圖布線將放置好的元器件各管腳用具有電氣意義的導線、網絡標號等連接起來，使各元件之間具有用戶所設計的電氣連接關系。五、檢查、調整和修改用戶利用ProtelDXP所提供的各種校驗工具，根據設定規(guī)則對前面所繪制的原理圖進行檢查，并做進一步的調整和修改，以保證原理圖正確無誤。63.1原理圖的設計步驟

六、補充完善用戶可以在原理圖上作一些相應的說明、標注和修飾，以提高所繪原理圖的可讀性和美觀性。73.2新建工程和原理圖在熟悉原理圖編輯器之后，下面將以下圖所示的電路原理圖為例，詳細介紹電路原理圖的基本繪制過程。為使我們在畫圖的過程中做到心中有數，先了解一下下圖所示電路的基本結構和功能。

原理圖設計實例83.2新建工程和原理圖該電路的主要功能是完成模擬信號的數據采集，它主要由單片機芯片DS87C520-MCL和A/D轉換芯片MAX118CPI以及一些插接件、電阻、電容和開關組成。DS87C520-MCL是美信（Maxim）/達拉斯（Dallas）公司生產的8位微控制器，它的指令和管腳與常用的8051完全兼容，但在性能上全面超越8051，由于采用了全新設計的處理器內核，去掉了一些沒用的時鐘和存儲周期，即使在相同主頻的情況下，其處理速度也會比傳統(tǒng)的8051快1.5～3倍，與此同時其時鐘頻率可以達到33MHz，并且內部集成16kB的EPROM和1kB的RAM、掉電復位電路、看門狗定時器等。

93.2新建工程和原理圖MAX118CPI同樣是美信（Maxim）公司的產品，它是一款單＋5V供電的8位8通道的高速A/D轉換芯片，單通道轉換時間為660ns，不需要外部時鐘，內部有采樣保持電路。出于校準的目的，其第8個轉換通道在內部直接與高的參考電壓相連。在本例中高的參考電壓就是電源電壓。好了，了解這些之后，下面就從新建工程開始，介紹這幅原理圖的繪制步驟。新建工程和原理圖文件的過程，在第2章中已經作了介紹，現在針對上述工程原理圖做一個簡要回顧。

103.2新建工程和原理圖113.3設置原理圖選項

繪制電路原理圖時，首先要設置電路圖紙，也就是要設置電路圖紙的圖紙方向、幅面尺寸、標題欄、邊框底色和文件信息等各種參數和相關信息。一方面是為用戶準備好一個合適的工作平面，以便用戶在上面得心應手地展開自己的設計工作；另一方面可以使圖紙符合公司或單位的標準化要求，便于設計文件的管理。根據下圖所示實例對圖紙?zhí)岢鲆韵乱?。圖紙幅面為A4。圖紙的方向為水平放置。圖紙標題欄采用標準型。下面將根據上述要求對即將使用的圖紙進行設置。

123.3設置原理圖選項

原理圖設計實例133.3設置原理圖選項

3.3.1定義圖紙外觀見下頁143.3設置原理圖選項

3.3.1定義圖紙外觀153.3設置原理圖選項

3.3.2填寫圖紙設計信息在設置圖紙屬性對話框中，單擊選項卡，即可打開設置圖紙設計信息對話框，如下圖所示。

設置文件信息對話框163.3設置原理圖選項

3.3.2填寫圖紙設計信息系統(tǒng)默認的待填參數有如下項目。【Address1】、【Address2】、【Address3】、【Address4】用于設置公司或單位地址?！続pprovedBy】用于填寫批準人姓名?！続uthor】用于填寫設計人姓名?！綜heckedBy】用于填寫審校人的姓名。【CompanyName】用于填寫公司名稱?！綜urrentDate】用于填寫當前日期。【CurrentTime】用于填寫當前時間?！綝ate】用于填寫日期?！綝ocumentFullPathAndName】用于填寫文件名和完整的保存路徑?！綝ocumentName】用于填寫文件名?！綝ocumentNumber】用于填寫文件數量。173.3設置原理圖選項

3.3.2填寫圖紙設計信息系統(tǒng)默認的待填參數有如下項目。【DrawnBy】用于填寫繪圖人姓名。【Engineer】用于填寫工程師姓名?！綧odifiedDate】用于填寫修改日期?！綩rganization】用于填寫設計機構名稱?！綬evision】用于填寫版本號?！綬ule】用于填寫規(guī)則信息?！維heetNumber】用于填寫原理圖編號?！維heetTotal】用于填寫工程中原理圖總數?！綯ime】用于填寫時間。【Title】用于填寫原理圖的標題。183.3設置原理圖選項

3.3.2填寫圖紙設計信息設定的方法是先用鼠標單擊列表中需要設置的項目，然后在對話框中單擊對項目進行編輯，我們以單擊日期【Date】為例，在隨后彈出的如下圖所示的對話框中參數值【Value】欄中填寫“2002/10/8”，單擊按鈕即可完成設置。其他項目的設置方法與此類似。設置文件日期信息193.4載入元器件庫

繪制原理圖的過程就是將表示實際元器件的符號，用表示電氣連接的連線或者網絡標號連接起來。第1步要做的就是在圖紙上放置元器件符號，ProtelDXP作為專業(yè)的計算機輔助電路板設計軟件，常用元器件的原理圖符號，都可以在ProtelDXP的元器件庫中找到，用戶只須在元器件庫中調用所需元器件，而不需要用戶逐個去畫元器件符號。

ProtelDXP的元器件庫中的元器件數量是龐大的，但同時分類也是非常明確的，它的一級分類主要是以元器件廠家分類，在廠家分類下面又以元器件種類（如微控制器類、A/D轉換芯片類）進行二級分類。針對特定的設計工程，用戶可以只調用幾個需要的相應元器件廠商中的二級庫，這樣做可以減輕系統(tǒng)運行負擔，加快運行速度。也就是說，如果用戶想直接利用ProtelDXP現成的元器件庫，就應該知道想要的元器件放在ProtelDXP的元器件庫的哪個二級庫中，并將該二級庫載入到系統(tǒng)中。203.4載入元器件庫

接下頁213.4載入元器件庫

223.5放置元器件

當用戶將所需用到的元器件庫載入設計系統(tǒng)后，就可以從載入的庫中取用元器件并把它們放置到圖紙上了。

下面將用不同的方法放置元件。233.5放置元器件

3.5.1利用庫文件面板放置元器件243.5放置元器件

3.5.2利用菜單命令放置元件253.5放置元器件

3.5.3元件的刪除263.5放置元器件

3.5.4元件位置的調整一、移動單個元件273.5放置元器件

3.5.4元件位置的調整二、同時移動多個圖件接下頁283.5放置元器件

3.5.4元件位置的調整二、同時移動多個圖件293.5放置元器件

3.5.4元件位置的調整三、元件選擇的取消執(zhí)行【Edit】/【Select】菜單命令，或執(zhí)行菜單命令【Edit】/【ToggleSelection】選擇元件，所選中的元件處于選中狀態(tài)后?？梢酝ㄟ^執(zhí)行【Edit】/【DeSelect】菜單中的對應命令或利用菜單命令【Edit】/【ToggleSelection】的開關特性取消單個元件的選中狀態(tài)。另外，在圖紙空白處單擊鼠標左鍵，可取消所有元器件的選中狀態(tài)。303.5放置元器件

3.5.4元件位置的調整四、元件的旋轉

為了方便布線，有時還要對元件進行旋轉。對元件進行旋轉主要利用以下快捷鍵：Space鍵（空格鍵）：每按一次，被選中的元件逆時針旋轉90°。X鍵：使元件左右對調。Y鍵：使元件上下對調。晶振旋轉后的結果313.5放置元器件

3.5.4元件位置的調整Header8翻轉后的結果五、元件的左右對調

323.5放置元器件

3.5.4元件位置的調整元件位置調整后的結果333.5放置元器件

3.5.5編輯元件屬性調整好元件位置后，還要對各個元件的屬性進行編輯。元件的屬性主要包括元件的序號、封裝形式、管腳號定義等。對于ProtelDXP自帶的元器件庫中的元器件，在認可其默認屬性的情況下，只需對元器件在原理圖中的序號進行修改和定義，下面將對元件屬性進行編輯。343.5放置元器件

3.5.5編輯元件屬性353.5放置元器件

3.5.5編輯元件屬性接下頁

363.5放置元器件

3.5.5編輯元件屬性373.6原理圖布線

將元件放置在圖紙上并設置好元件屬性后，就可以正式開始布線工作了。所謂布線，就是在放置好的各個相互獨立的元器件之間，按照設計要求建立起電氣連接關系。下面就開始進行布線工作，使元器件真正具有“生命活力”。設置元件屬性后的原理圖383.6原理圖布線3.6.1繪制電路原理圖的工具和方法

繪制電路原理圖的方法主要有以下3種。一、利用布線工具欄（Wiring）用鼠標左鍵直接單擊畫原理圖工具欄上的各個按鈕，即可選擇相應的工具進行繪制工作，這一操作實際上是選擇執(zhí)行了相應的繪圖命令。根據工具欄放置位置的不同，布線工具欄外觀有圖3-58所示（a）（b）兩種。

（a）

（b）（a）（b）393.6原理圖布線3.6.1繪制電路原理圖的工具和方法一、利用布線工具欄（Wiring）原理圖布線工具欄各個按鈕有如下功能。

（a）

（b）403.6原理圖布線3.6.1繪制電路原理圖的工具和方法二、利用菜單命令執(zhí)行【Place】菜單下的各個命令選項，如圖3-59所示。這些選項的功能與畫原理圖工具欄上按鈕的功能相互對應。例如，單擊畫導線按鈕與菜單命令【Place】/【Wire】的功能完全相同。

（a）

（b）執(zhí)行菜單命令【Place】/【Wire】413.6原理圖布線3.6.1繪制電路原理圖的工具和方法三、利用快捷鍵菜單中的每一個命令名稱下都有一個帶下劃線的字母，直接按帶下劃線的字母鍵，這種方法會使下拉菜單出現在光標處，而不是在原來的菜單命令位置，然后在彈出的菜單中再用鼠標單擊相應命令，或在鍵盤上按下相應命令的帶下劃線的字母鍵。常用命令對應的快捷鍵如右邊所示。

423.6原理圖布線3.6.2畫導線執(zhí)行畫導線命令的方法有3種。單擊畫原理圖工具欄（WringTools）中畫導線的按鈕。執(zhí)行菜單命令【Place】/【Wire】。使用畫導線的快捷鍵P/W。

接下頁433.6原理圖布線3.6.2畫導線

443.6原理圖布線3.6.3電源及接地符號（PowerPort）電源及接地符號有很多種，ProtelDXP提供了專門的電源及接地符號工具（PowerObject），如下圖所示。其中有12種不同的形狀可供用戶選擇。

電源及接地符號工具（PowerObjects）453.6原理圖布線3.6.3電源及接地符號（PowerPort）

463.6原理圖布線3.6.4設置網絡標號（NetLabel）除了通過畫導線來定義元件之間具有電氣聯系外，設計者還可以通過設置網絡標號來實現元件之間的電氣連接。在一些復雜的電路圖中，直接使用畫導線方式，會使圖紙顯得雜亂無章，而使用網絡標號則可以使整張圖紙變得清晰易讀。所謂網絡標號，其實就是一個電氣節(jié)點，具有相同網絡標號的電源及接地符號、元件引腳、導線等在電氣關系上是連接在一起的。網絡標號主要用于層次式電路或多重式電路中各個模塊電路之間的連接，即定義網絡標號的用途是將兩個以上沒有相互連接的網絡，通過命名為同一網絡標號的方法使它們在電氣意義上屬于同一網絡。無論是單張式、層次式或是多重式電路，都可以利用網絡標號定義某些網絡，使它們具有電氣連接的關系。這在利用網絡表進行印制電路板自動布線時是非常重要的。

473.6原理圖布線3.6.4設置網絡標號（NetLabel）

接下頁483.6原理圖布線3.6.4設置網絡標號（NetLabel）

493.6原理圖布線3.6.5畫總線當為數條并行導線設置了網絡標號后，相同網絡標號的導線之間已經具備了實際的電氣連接關系，但是為了便于讀圖，引導讀圖者看清不同元器件間的電氣連接關系，可以繪制總線。所謂總線，就是代表數條并行導線的一條線?？偩€常常用在元件的數據總線或地址總線的連接上，其本身并沒有任何電氣連接意義，電氣連接關系還是要靠網絡標號來定義。利用總線和網絡標號進行元器件之間的電氣連接不僅可以減少圖中的導線、簡化原理圖，而且清晰直觀，可謂一舉兩得。使用總線代替一組導線時，通常需要與總線分支線相配合。

503.6原理圖布線3.6.5畫總線執(zhí)行畫總線的命令。完成該步操作有以下幾種方法。單擊布線工具欄（Wiring）中的按鈕。使用快捷鍵P/B。執(zhí)行菜單命令【Place】/【Bus】。

513.6原理圖布線3.6.5畫總線

523.6原理圖布線3.6.6繪制總線分支線（BusEntry）用戶在繪制好總線后，還要對導線與總線進行連接。總線與導線相連必須使用總線分支線。下面介紹如何畫總線分支線的方法，并將已經畫好的總線與單片機DS87C520-MCL及A/D轉換芯片MAX118CPI上的導線連接起來。執(zhí)行畫總線分支線命令。完成該步操作的方法有如下幾種。單擊畫原理圖工具欄（Wiring）中的按鈕。利用快捷鍵P/U。執(zhí)行菜單命令【Place】/【BusEntry】。

533.6原理圖布線3.6.6繪制總線分支線（BusEntry）

543.6原理圖布線3.6.7制作電路的輸入/輸出端口前面已經介紹了兩種將一個電路與另一個電路連接起來的基本方法。一種是用實際的導線進行連接，另一種是通過設置網絡標號（NetLabel）的方法，使具有相同網絡標號的電路在電氣關系上是相連的。下面將介紹另外一種連接方法，即通過制作輸入/輸出端口的方法，使某些電路具有相同的輸入/輸出端口名稱。具有相同輸入/輸出端口名稱的電路將被視為屬于同一網絡，即在電氣關系上認為它們是連接在一起的。制作電路的輸入/輸出端口常用于繪制層次電路原理圖中。電路的輸入/輸出端口常稱為電路的I/O端口。

553.6原理圖布線3.6.7制作電路的輸入/輸出端口執(zhí)行制作電路的I/O端口的命令。完成該步操作的方法有如下幾種。單擊布線工具欄中的按鈕。利用快捷鍵P/R。執(zhí)行菜單命令【Place】/【Port】。

563.6原理圖布線3.6.7制作電路的輸入/輸出端口

573.6原理圖布線3.6.7制作電路的輸入/輸出端口

583.6原理圖布線3.6.8放置線路節(jié)點（Junction）當兩條導線在原理圖中相交叉時，這兩條導線在電氣上是否相連，是靠交叉點處有無線路節(jié)點來決定的。如果在交叉點有電路節(jié)點，則認為兩條導線在電氣上是相連的，否則認為它們在電氣上是不相連的。放置電路節(jié)點就是為了使相互交叉的導線具有電氣上的連接關系。執(zhí)行放置電路節(jié)點的命令。完成該步操作的方法有以下幾種。單擊布線工具欄上的