《電路原理圖及印刷電路板設(shè)計(jì)技術(shù)》課件第7章

第7章電路原理圖元件庫(kù)編輯7.1電路圖元件庫(kù)編輯器7.2電路圖元件的設(shè)計(jì)制作

7.1電路圖元件庫(kù)編輯器

7.1.1啟動(dòng)電路圖元件庫(kù)編輯器

電路圖元件庫(kù)編輯器的主要功能是對(duì)電路圖元件庫(kù)進(jìn)行管理，包括電路圖元件的制作、庫(kù)元件的瀏覽、庫(kù)元件的編輯、庫(kù)元件的放置等。

啟動(dòng)電路圖元件庫(kù)編輯器時(shí)，一般有兩種途徑：從電路圖編輯器切換到元件庫(kù)編輯器；創(chuàng)建一個(gè)元件庫(kù)文檔并切換到元件庫(kù)編輯器。

1．從電路圖編輯器切換到元件庫(kù)編輯器

打開電路原理圖，在電路原理圖編輯環(huán)境下選擇“設(shè)計(jì)(D)/建立設(shè)計(jì)項(xiàng)目庫(kù)(M)”命令菜單，出現(xiàn)“DXPInformation”對(duì)話框，如圖7-1所示。單擊“OK”按鈕，即可切換到該電路原理圖相對(duì)應(yīng)的元件庫(kù)編輯器界面，如圖7-2所示。圖7-1“DXPInformation”?對(duì)話框圖7-2元件庫(kù)編輯器界面

2．在主頁(yè)面下創(chuàng)建一個(gè)元件庫(kù)文檔編輯器

(1)打開Protel2004，進(jìn)入主頁(yè)面，執(zhí)行菜單命令“文

件(F)/創(chuàng)建(N)/庫(kù)(L)/原理圖庫(kù)(L)”，如圖7-3所示，窗口中

將出現(xiàn)一個(gè)新建電路圖元件庫(kù)文檔圖標(biāo)，其默認(rèn)名為“Schlib1.SchLib”。圖7-3“文件(F)/創(chuàng)建(N)/庫(kù)(L)/原理圖庫(kù)(L)”菜單項(xiàng)

(2)如果要將默認(rèn)名“Schlib1.SchLib”改為其他的文

檔名，只需將鼠標(biāo)移至左上方，點(diǎn)擊“Projects”按鈕，出

現(xiàn)如圖7-4所示的圖標(biāo)。在圖7-4所示的圖標(biāo)中選擇“Schlib1.SchLib”，用鼠標(biāo)右鍵單擊，然后輸入電路圖元件庫(kù)文檔的正式名稱。如圖7-5所示將文檔名改為“1.SCHLIB”。圖7-4“Schlib1.SchLib”圖標(biāo)圖7-5“1.SCHLIB”文檔名7.1.2電路圖元件庫(kù)編輯器界面

在電路圖元件庫(kù)編輯器中，主要包括主菜單欄、主工具欄、元件庫(kù)管理器、元件設(shè)計(jì)窗口、實(shí)用工具等幾個(gè)主要部分，如圖7-2所示的元件庫(kù)編輯器界面。

1．主菜單欄

電路圖元件庫(kù)編輯器窗口中的主菜單欄如圖7-6所示。圖7-6電路圖元件庫(kù)編輯器窗口中的主菜單欄在主菜單欄上，“文件(F)”、“編輯(E)”、“查看(V)”、“項(xiàng)目管理(C)”、“視窗(W)”、“幫助(H)”等菜單中的命令及其使用，與電路圖編輯器窗口中對(duì)應(yīng)的命令基本相同，因而不

再重復(fù)敘述。而“放置(P)”菜單及其下級(jí)菜單中的命令及功能將在表7-1和表7-2中列出；“工具(T)”菜單中的命令及其功能、“報(bào)告(R)”菜單中的命令及其功能將在以后的章節(jié)中詳細(xì)介紹。

2．主工具欄

電路圖元件庫(kù)編輯器窗口中的主工具欄如圖7-7所示。圖7-7電路圖元件庫(kù)編輯器窗口中的主工具欄在主工具欄中，布置有電路圖元件庫(kù)編輯器中最常用的一些工具按鈕，這些按鈕的功能與電路圖編輯器窗口中對(duì)應(yīng)的按鈕相同。

工具按鈕從左至右的含義分別為：“創(chuàng)建任意文件”、“打開已存在文件”、“保存當(dāng)前文件”、“直接打印當(dāng)前文件”、“生成當(dāng)前文件的打印預(yù)覽”、“打開器件視圖頁(yè)面”、“放大”、“縮小”、“裁剪”、“復(fù)制”、“粘貼”、“橡皮圖章”、“在區(qū)域內(nèi)選擇對(duì)象”、“移動(dòng)選擇的對(duì)象”、“取消選擇全部當(dāng)前文檔”、“清除當(dāng)前過濾器”、“取消”、“重做”、“顧問式幫助”。

3．元件設(shè)計(jì)窗口

元件設(shè)計(jì)窗口相當(dāng)于一張創(chuàng)建、查看、修改庫(kù)元件的圖紙。在元件設(shè)計(jì)窗口單擊鼠標(biāo)，使之處于激活狀態(tài)，此時(shí)，單擊“放大”或“縮小”鍵，可放大或縮小圖形的顯示，以適應(yīng)設(shè)計(jì)的需要，也可以利用主菜單或右鍵快捷式菜單“查看(V)”中的相應(yīng)命令來實(shí)現(xiàn)這一要求。

4．實(shí)用工具欄中的庫(kù)元件繪圖工具欄圖7-8“實(shí)用工

具”欄進(jìn)入元件庫(kù)編輯環(huán)境之后，便會(huì)自動(dòng)彈出一個(gè)可用來繪制元件圖形樣式的“實(shí)用工具”欄，如圖7-8所示?！皩?shí)用工具”欄主要包括庫(kù)元件繪圖工具欄和IEEE符號(hào)繪圖工具欄。圖7-8“實(shí)用工具”欄利用菜單命令“查看(V)/工具欄(T)/實(shí)用工具(D)”，可以打開或者隱藏“實(shí)用工具”欄。

庫(kù)元件繪圖工具欄上各按鈕的功能與主菜單“放置(P)”或“編輯(E)”及“工具(T)”中的命令相互對(duì)應(yīng)，它們的操作功能與對(duì)應(yīng)關(guān)系，如表7-l所示。

5．“實(shí)用工具”欄中的IEEE繪圖工具欄

在“實(shí)用工具”欄中有一個(gè)“IEEE繪圖工具”欄，如圖7-9所示。圖7-9“IEEE繪圖工具”欄利用菜單命令“放置(P)/IEEE符號(hào)(S)”，也可以放置“IEEE繪圖工具”欄中的各種符號(hào)。

IEEE繪圖工具欄上各按鈕的功能，與主菜單上的“放置(P)/IEEE符號(hào)(S)”下的各命令的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表7-2所示，“放置(P)/IEEE符號(hào)(S)”菜單欄，如圖7-10所示。圖7-10“放置(P)/IEEE符號(hào)(S)”菜單欄

6．“工具(T)”菜單

“工具(T)”菜單主要用于對(duì)元件進(jìn)行復(fù)制、移動(dòng)以及各種屬性參數(shù)的添加與設(shè)置等操作，如圖7-11所示。

(1)“新元件(C)”菜單項(xiàng)：添加新的元件。

(2)“刪除元件(R)”菜單項(xiàng)：刪除元件。

(3)“刪除重復(fù)(S)”菜單項(xiàng)：刪除復(fù)制的元件。

(4)“重新命名元件(E)”菜單項(xiàng)：對(duì)元件進(jìn)行重新命名。

(5)“復(fù)制元件(Y)”菜單項(xiàng)：復(fù)制元件。

(6)“移動(dòng)元件(M)”菜單項(xiàng)：移動(dòng)元件。

(7)“創(chuàng)建元件(W)”菜單項(xiàng)：添加子元件。

(8)“刪除元件(T)”菜單項(xiàng)：刪除子元件。

(9)“模式”菜單項(xiàng)：其子菜單分別對(duì)應(yīng)圖7-12所示右邊菜單的前4個(gè)按鈕，分別對(duì)應(yīng)移到前一個(gè)作圖區(qū)、移到下一個(gè)作圖區(qū)、創(chuàng)建一個(gè)作圖區(qū)和刪除當(dāng)前的作圖區(qū)的操作。

(10)“轉(zhuǎn)到(G)”菜單項(xiàng)：對(duì)象的跳轉(zhuǎn)操作。

(11)“查找元件(O)”菜單項(xiàng)：查找元件。

(12)“元件屬性(I)”菜單項(xiàng)：查看元件的屬性。

(13)“參數(shù)管理(R)”菜單項(xiàng)：元件的參數(shù)管理器。

(14)“更新原理圖(U)”菜單項(xiàng)：同步更新原理圖。

(15)“文檔選項(xiàng)(D)”菜單項(xiàng)：打開文檔選項(xiàng)對(duì)話框。

(16)“原理圖優(yōu)先設(shè)定(P)”菜單項(xiàng)：進(jìn)行原理圖相關(guān)屬性的設(shè)置。圖7-11“工具(T)”菜單

圖7-12“模式”菜單項(xiàng)

7.2電路圖元件的設(shè)計(jì)制作

7.2.1電路圖元件的概念

構(gòu)成電路圖元件的3個(gè)要素是：元件圖、元件引腳和元件屬性，各部分的關(guān)系如圖7-13所示。圖7-13元件圖、元件引腳和元件屬性的關(guān)系

1．元件圖

元件圖是用來代表元件的圖形符號(hào)，它并不具備任何電氣功能，其作用僅僅是供設(shè)計(jì)者來識(shí)別元件。例如，圖7-13中的圖形僅僅是一種圖樣，當(dāng)然也可以用其他圖形(如三角形等)來代替。盡管如此，元件圖的符號(hào)還是要力求符合大多數(shù)設(shè)計(jì)人員的習(xí)慣。

2．元件引腳

任何一個(gè)元件都必須具有引腳，它是元件與其他電氣部件相互連接的部分。元件引腳具有電氣意義，它的作用是供軟件系統(tǒng)識(shí)別元件。在電路模擬仿真、PLD和PCB設(shè)計(jì)中，元件引腳發(fā)揮著重要作用。

元件引腳的編號(hào)(Number)、引腳名稱(Name)是區(qū)分和識(shí)別不同引腳的重要依據(jù)。由于元件引腳的電氣特性不同，因而它也有不同的形式(PinLength)，例如普通引腳、短引腳、反相引腳、時(shí)鐘脈沖引腳等。

為了區(qū)分引腳的信號(hào)流向，元件引腳還有輸入型、輸出型、雙向型等各種不同的電氣信號(hào)類型。

3．元件屬性

元件屬性是軟件系統(tǒng)識(shí)別元件并實(shí)現(xiàn)相互連接的重要依據(jù)，元件屬性包括可見屬性和隱藏屬性兩部分。

(1)可見屬性：元件編號(hào)、元件名稱、元件封裝都是十分重要的可見屬性，在電路圖設(shè)計(jì)、電路模擬仿真和PCB設(shè)計(jì)時(shí)，這些可見屬性都發(fā)揮著重要作用。

(2)隱藏屬性：元件封裝的名稱、16個(gè)元件文本域、8個(gè)元件庫(kù)文本域及1個(gè)描述欄等都是隱藏屬性。這些隱藏屬性的設(shè)置可以作為電路設(shè)計(jì)的輔助性工具，是否使用以及如何應(yīng)用，不同的設(shè)計(jì)者可以有各自不同的考慮。7.2.2一般電路元件的制作

我們現(xiàn)在來制作一個(gè)直流降壓模塊，因該模塊在現(xiàn)有的元件庫(kù)中沒有對(duì)應(yīng)的圖形樣本，因此需要進(jìn)行設(shè)計(jì)制作。

擬定此元件的名稱為“DC-DC”，元件編號(hào)為“U?”，該元件的圖形擬定為大矩形內(nèi)含小矩形，小矩形內(nèi)印有元件標(biāo)記。元件的引腳屬性如表7-3所示。這個(gè)電路圖元件的制作過程如下所述。

1．元件庫(kù)編輯器的啟動(dòng)與設(shè)置

(1)啟動(dòng)元件庫(kù)編輯器：打開Protel2004設(shè)計(jì)軟件，選擇“文件(F)/創(chuàng)建(N)/庫(kù)(L)/原理圖庫(kù)(L)”菜單，進(jìn)入元件庫(kù)編輯器。元件庫(kù)編輯器的工作窗口被劃分為4個(gè)象限，中心點(diǎn)坐標(biāo)為(0，0)。

(2)給新元件命名：執(zhí)行菜單命令“工具(T)/重新命名元件(E)”可彈出如圖7-14所示的“RenameComponent”對(duì)話框。在這個(gè)對(duì)話框的文本欄中，輸入待創(chuàng)建元件的名稱“DC-DC”，單擊“確認(rèn)”按鈕，返回元件庫(kù)編輯器窗口。

(3)改變窗口顯示比例：用鼠標(biāo)單擊繪圖區(qū)使之激活，使用PgUp或PgDn鍵將編輯區(qū)的顯示比例調(diào)整到合適的大小，以方便繪圖。圖7-14“RenameComponent”對(duì)話框

2．元件圖的繪制方法

(1)執(zhí)行菜單命令“放置(P)/矩形(R)”；或者單擊“實(shí)用工具”欄中的按鈕，此時(shí)鼠標(biāo)指針變?yōu)槭中喂ぷ鞴鈽?biāo)，上面懸浮一個(gè)矩形。

(2)按下Tab鍵，彈出“矩形”屬性對(duì)話框。在該對(duì)話框中，設(shè)置“邊緣寬”為“Small”；“邊緣色”為“黑色”；“填充色”為“黃色”；選中“畫實(shí)心”；最后單擊對(duì)話框中的“確認(rèn)”按鈕。

(3)將光標(biāo)指向中心點(diǎn)坐標(biāo)(0，0)，單擊鼠標(biāo)左鍵以指定矩形的第一個(gè)點(diǎn)；再移動(dòng)到(120，160)，單擊鼠標(biāo)左鍵，完成一個(gè)矩形的繪制。這個(gè)矩形將作為新元件的外框，如圖7-15所示。

(4)參照第(2)、(3)步所述的方法，在矩形內(nèi)再繪制一個(gè)小矩形，其定位坐標(biāo)分別為(20，140)和(100，120)，如圖

7-16所示。在此小矩形內(nèi)，打算添加元件的文字標(biāo)簽。圖7-15繪制的大矩形圖7-16繪制的小矩形

(5)單擊鼠標(biāo)右鍵或按Esc鍵，終止繪制矩形操作。

(6)選擇“放置(P)/文本字符串(T)”菜單命令；或者單擊“實(shí)用工具”欄中的按鈕，按下Tab鍵，在其“注釋”屬性對(duì)話框的“文本”欄中輸入“DC-DC”；單擊“字體”欄后的“變更”按鈕，并在隨后彈出的字體對(duì)話框中選擇字體為“TimesNewRoman”，字型為“常規(guī)”，字號(hào)為“18”，單擊“確定”按鈕后

返回。

(7)在文本字符串“注釋”屬性對(duì)話框中，單擊“確認(rèn)”按鈕。移動(dòng)光標(biāo)，將文本字符“DC-DC”放入小矩形框內(nèi)，如圖7-17所示。

(8)單擊鼠標(biāo)右鍵或按Esc鍵，完成元件圖的繪制。

圖7-17添加的文字標(biāo)簽

3．元件引腳的繪制方法

(1)執(zhí)行菜單命令“放置(P)/引腳(P)”；或單擊“實(shí)用工具”欄中的按鈕，進(jìn)入元件引腳放置狀態(tài)，此時(shí)鼠標(biāo)指針變?yōu)槭中喂ぷ鞴鈽?biāo)。

(2)按Tab鍵，彈出如圖7-18所示的“引腳屬性”對(duì)話框。圖7-18“引腳屬性”對(duì)話框

(3)參照表7-3，先繪制第1個(gè)引腳：在“顯示名稱”欄內(nèi)輸入“IN”；在“標(biāo)識(shí)符”欄內(nèi)輸入“1”，表示是第1個(gè)引腳；在“電氣類型”欄內(nèi)選擇“Input”，表示第1個(gè)引腳為輸入型引腳；在“長(zhǎng)度”欄內(nèi)輸入“30”，表示第1個(gè)引腳的長(zhǎng)度為30?mil；然后將“顯示名稱”和“標(biāo)識(shí)符”后面的“可視”項(xiàng)都選中，表示在元件圖中，第1個(gè)引腳的名稱和編號(hào)都要顯示出來，最后按下“確認(rèn)”按鈕。

(4)將光標(biāo)移動(dòng)到圖紙上，按空格鍵，使之處于水平位置，并放置在矩形的左上角處。

(5)參照第(2)、(3)步，按照表7-3給出的資料，依次放置其他引腳，如圖7-19所示。

(6)按Esc鍵或者單擊鼠標(biāo)右鍵，完成元件引腳的繪制。圖7-19放置的所有引腳

4．設(shè)置元件描述信息

(1)執(zhí)行菜單命令“工具(T)/元件屬性(I)”，彈出如圖7-20所示的“LibraryComponentProperties”對(duì)話框。圖7-20“LibraryComponentProperties”對(duì)話框

(2)在該對(duì)話框的“DefaultDesignator”欄中輸入“U?”，表示此元件默認(rèn)的元件編號(hào)是以U開頭后面跟數(shù)值；可在“注釋”欄中輸入“DC-DC”；在“庫(kù)參考”欄中輸入“DC-DC”；在“ModelsforDC-DC”區(qū)域欄中點(diǎn)擊“追加(D)”按鈕，彈出如圖7-21所示的“加新的模型”對(duì)話框。在“模型類型”中選擇“Footprint”項(xiàng)，單擊“確認(rèn)”按鈕后出現(xiàn)如圖7-22所示“PCB模型”對(duì)話框。在“封裝模型”區(qū)域欄中單擊“瀏覽(B)”按鈕，彈出如圖7-23所示的“庫(kù)瀏覽”對(duì)話框。圖7-21“加新的模型”對(duì)話框圖7-22“PCB模型”對(duì)話框圖7-23“庫(kù)瀏覽”對(duì)話框在“庫(kù)(L)”欄中，打開隱藏式列表，選擇所需要的庫(kù)名，并在元件列表欄中選擇“S-DIP-B8”元件，單擊“確認(rèn)”按鈕，返回到“PCB模型”對(duì)話框。在“選擇的封裝”區(qū)域欄中可以看到選擇封裝的圖形樣式，如圖7-24所示。圖7-24選擇封裝的圖形樣式

(3)單擊“確認(rèn)”按鈕，返回到“LibraryComponentProperties”對(duì)話框。然后單擊“確認(rèn)”按鈕，完成元件的屬性設(shè)置。

(4)執(zhí)行“文件(F)/保存(S)”命令，將此元件的制作結(jié)果加以保存。到此為止，我們已經(jīng)創(chuàng)建了一個(gè)名稱為“DC-DC”的新元件。

5．元件在原理圖中的放置

打開任意一張或新建一張?jiān)韴D，執(zhí)行菜單命令“放置(P)/元件(P)”，出現(xiàn)“放置元件”對(duì)話框。在“庫(kù)參考(L)”一欄中輸入“DC-DC”，按“確認(rèn)”按鈕，即可將元件“DC-DC”放置到原理圖中，如圖7-25所示。圖7-25原理圖中的“DC-DC”元件

6．關(guān)于元件制作后的存放

元件制作完成后，必須存放在一個(gè)固定的文件夾中，

具體操作如下：執(zhí)行菜單命令“文件(F)/保存(S)(或另存為(A))”，彈出如圖7-26所示的對(duì)話框。圖7-26元件的保存對(duì)話框7.2.3圖紙?jiān)脑O(shè)計(jì)制作

圖紙?jiān)菍哟问诫娐方Y(jié)構(gòu)中的一種形式，它的實(shí)質(zhì)是把一個(gè)虛擬的元件與一張真實(shí)的電路圖相關(guān)聯(lián)。有了圖紙?jiān)?，設(shè)計(jì)者可以在電路圖設(shè)計(jì)方案中用一個(gè)元件來代替一張電路圖。這樣做的好處是能夠更加清楚地表達(dá)設(shè)計(jì)思想，但是要了解該元件內(nèi)部的實(shí)際電路，就必須深入到一張具體的電路圖中。設(shè)計(jì)制作圖紙?jiān)囊c(diǎn)是：首先繪制一張電路原理圖，其次創(chuàng)建一個(gè)元件，并且將它們通過電路端口與元件引腳聯(lián)系起來。下面我們通過一個(gè)具體的圖紙?jiān)睦L制來說明圖紙?jiān)脑O(shè)計(jì)制作過程。

圖7-27是一個(gè)文檔名為“IFAmp.Sch”的電路原理圖，現(xiàn)擬創(chuàng)建一個(gè)名為“IFA”的圖紙?jiān)泶磉@張電路圖。圖7-27“IFAmp.Sch”電路原理圖圖紙?jiān)耐庥^確定為三角形，類似于一般集成電路放大器的外型。圖紙?jiān)鱾€(gè)引腳的編號(hào)、名稱、信號(hào)類型、引腳形式等屬性，如表7-4所示。具體制作過程如下所述。

1．進(jìn)入庫(kù)元件編輯狀態(tài)并給新元件命名

(1)打開Protel2004并進(jìn)入元件庫(kù)編輯狀態(tài)，執(zhí)行“工具(T)/新元件(C)”菜單命令，便可彈出如圖7-14所示的對(duì)話框。

(2)在該對(duì)話框中，將默認(rèn)元件名“Component-1”修改為正式元件名，即在該對(duì)話框的文本欄中，輸入新元件的名稱“IFA”，單擊“確認(rèn)”按鈕。

2．繪制元件圖

(1)執(zhí)行菜單命令“放置(P)/多邊形(Y)”，或者單擊“實(shí)用工具”欄上的按鈕，此時(shí)鼠標(biāo)指針變?yōu)槭中喂ぷ鞴鈽?biāo)。

(2)按Tab鍵，彈出“多邊形”屬性對(duì)話框。在此對(duì)話框中設(shè)置“邊緣寬”為“Small”；“邊緣色”為“藍(lán)色”；“填充色”為“黃色”，并選中“畫實(shí)心”。最后，單擊“確認(rèn)”按鈕。

(3)將光標(biāo)指向中心點(diǎn)坐標(biāo)(0，0)，單擊鼠標(biāo)左鍵以指定三角形的一個(gè)頂點(diǎn)；再移動(dòng)到(0，100)，單擊鼠標(biāo)左鍵以指定三角形的第二個(gè)頂點(diǎn)；再移動(dòng)到(100，50)，單擊鼠標(biāo)左鍵以指定三角形的第三個(gè)頂點(diǎn)；按Esc鍵或單擊鼠標(biāo)右鍵，完成一個(gè)三角形元件外形的繪制，如圖7-28所示。

(4)按Esc鍵或單擊鼠標(biāo)右鍵，完成元件圖形的繪制。圖7-28三角形元件外形的繪制

3．繪制引腳

(1)執(zhí)行菜單命令“放置(P)/引腳(P)”，或者單擊“實(shí)用工具”欄上的按鈕，進(jìn)入放置元件引腳狀態(tài)。

(2)按Tab鍵，彈出如圖7-18所示的“引腳屬性”對(duì)話框。

(3)參照表7-4，首先繪