设计层次电路原理图

第三章层次电路图的设计在设计原理图的过程中，设计人员经常会遇到电路元件很多，而打印机幅面有限的问题。

而采用层次电路设计方法后，这一问题就迎刃而解了。

所谓层次电路设计，就是把一个完整的电路系统按功能分为若干个子系统，即子功能电路模块，需要的话，把子功能电路模块再分成若干个子系统，即子功能电路模块，然后用方块电路的输入/输出端口将各子功能电路连接起来，于是就可以在较小的幅面的多张图纸上分别编辑、打印各模块电路的原理图。

在早期，层次原理图设计主要是为了解决复杂的大型电路系统的原理图设计问题。

但现在，设计人员为了增强原理图的可读性和利用设计人员之间的分工合作，即使所设计的电路系统并不十分复杂，也把整个电路系统按功能模块分别绘制出相应的模块电路原理图。

在Protel DXP设计系统中，层次原理图是由母原理图和子原理图构成的。

母原理图的功能是用来给出子原理图之间的层次连接关系，它是有方块电路符号、方块电路I/O端口符号代表着子原理图之间的端口连接关系；导线的作用是用来将代表子原理图的方快电路符号组成一个完整的电路系统原理图。

子原理图就是一个由各种电路元件符号组成的实实在在的原理图，它通常对应着设计电路系统中的一个子功能电路模块。

可以看出，通过这种组织式的母原理图和子原理图可以用来描述任何形式、任何大型复杂的电路系统。

3．1 绘制层次原理母图绘制Protel DXP层次电路原理图的母图步骤如下：（1）新建工程和原理图母图新建一个PCB工程，并在该工程下新建一个原理图文件作为层次原理图的母图，可以命名为Z80 Processor.SchDoc。

（2）放置方块电路图以绘制Serial Interface.SchDoc对应的方块电路图为例。

执行菜单命令Place→Symbol，或单击Wiring工具条中的按钮，即可启动放置方块电路图命令。

执行方块电路图命令后，出现一个方块电路图的虚影随鼠标移动，如图3-1所示。

图3-1 放置方块电路图此时，按[Tab]键，即可进入方块电路图属性设置，如图3-2所示。

实验三绘制层次电路原理图一、实验目的1．熟练掌握ProtelDXP的操作。

2．掌握层次电路原理图的绘制方法，能够绘制较复杂的层次电路。

3．进一步熟悉ERC校验和网络表的生成。

二、实验内容1．新建电路原理图，图纸大小设置为A4，参照图5所示，完成层次电路原理图主图的绘制。

图中，VSIN选用仿真库（Simulation Sources.IntLib）中的VSIN元件；各子图符号I／O端口中，子图Modulator中的端口Vcarrier和Vsingal为输入，Vmod为输出，子图Amplifier中的端口Vmod为输入，OUT为输出。

将电路原理图以文件名“AMPMOD.prj’’存盘。

图5 主图“AMPMOD．prj”执行菜单Design—Document Options—Parameters填写图样信息，在Sheet Number栏中设置图纸编号（NO）为1；在Sheet Total栏中设置图纸总数（Total）为3。

2．执行菜单命令Design—Create Sheet From Symbol，将光标移到子图符号Modulator 上，单击鼠标左键，在产生的新电路原理图上按照图6绘制第一张子图，设置图样编号为2，并保存该电路。

3·采用同样的方法，分别参照图7绘制第二张子图，设置图样编号为3。

图6 子图modulator.sch 图7 子图amplifier.sch4．对整个层次电路原理图进行ERC校验（执行菜单：Project—Compile PCB Project1.PrjPCB），若有错误，加以修改。

5．生成此层次电路的网络表，检查网络表各项内容，是否与原理图相符合。

三、思考题1．简述设计层次电路原理图的步骤。

2．设计层次电路原理图时应注意哪些问题?3．画出下图的洗衣机控制电路的层次电路图顶层图CPU电路晶震、复位电路控制电路1K显示电路。

层次原理图一、操作方法与步骤1、层次电路设计简介层次电路图设计就是将较大的电路图划分为很多的功能模块，再对每一个功能模块进行处理或进一步细分的电路设计方法。

将电路图模块化，可以大大地提高设计效率和设计速度，特别是当前计算机技术的突飞猛进，局域网在企业中的应用，使得信息交流日益密切而迅速，再庞大的项目也可以从几个层次上细分开来，做到多层次并行设计。

如下图所示是层次电路设计的演示图。

在该图中包含了两个电路方块图，每个电路方块图都对应相应的电路，注意电路演示图中电路输入输出点和方块图进出点之间的关系。

层次原理图设计电路方块图1中包含两个名为0和1的输入点和名为2和3的输出点，实际它们代表了该方块图对应的原理图与其他电路模块的信号传输点。

电路方块图2及其对应的原理图情况相同，只不过与电路方块图中的信号输入输出点方向正好相反。

从层次原理图的演示图上可以知道，电路方块图实际代表了一部分电路模块及其与其他电路模块的信号输入输出点，它使得设计更加简洁明了，更好地说明了各部分电路模块之间的关系，从而有利于复杂电路的设计和各设计人员之间的分工合作。

层次电路图设计的关键在于正确地传递层次间的信号，在层次电路图设计中，信号的传递主要靠放置方块电路、方块电路进出点和电路输入输出点来实现。

二、层次原理图的设计方法层次电路图的设计方法实际上是一种模块化的设计方法。

子系统下面又可分为多个基本的功能模块。

而两种设计方法的本质区别是整个系统的规划和子系统的设计的先后问题。

如下图所示是两种方法的设计流程图。

自上而下设计流程图自下而上设计流程图三、 放置方块电路(重点)1、方块电路（Sheet Symbol ）是层次式电路设计不可缺少的组件。

简单地说，方块电路就是设计者通过组合其他元器件自己定义的一个复杂器件，这个复杂器件在图纸上用简单的方块图来表示，至于这个复杂器件由哪些其他元件组成，内部的接线又如何，可以由另外一张电路图来详细描述。

实验4 层次原理图设计实验4 层次原理图设计实验四层次电路图设计1．熟练掌握SCH 99的操作。

2．掌握层次式电路图的绘制方法，能够绘制较复杂的层次式电路。

3．进一步熟悉ERC 校验和网络表的生成。

4．绘制子电路原理图。

二实验内容及步骤（一）实验内容1．打开Z80 Microprocessor.ddb设计数据库文件，练习在方块图电路和子电路图之间的切换。

2．利用自顶向下的设计方法设计，绘制如图1所示的主电路图，和该主电路图下面的三个子电路图dianyuan.sch 如图2、3、4所示。

Ne tLabel6Ne tLabel5Ne tLabel4C LOC KMIDDLE SIN 图1 主电路图图2 子电路图（二）实验步骤 1．新建项目设计文件①新建项目设计文件；②编辑顶层文件的各电路方块图；③按各方块电路的连接关系放置各自的I/O端口；（注意：若是相互连接的I/O端口给定相同的名字，否则，必须给定不同的名字）④给每个电路方块文件命名；（注意：文件名后缀必须是.sch ，方块文件不必给定路径）⑤在各方块的端口间放置导线和总线，相互连接后保存顶层文件。

2．自上而下编辑下层电路原理图①在项目设计文件窗口内，单击菜单命令【Design 】｜【Creat Sheet From Symbcl 】；②将十字光标移到要编辑的方块电路上单击，将相继弹出端口特性转换选择框和下层电路原理图窗口；（注意：在弹出的端口特性转换选择框中，必须选“NO ”，否则，所生成的下层电路原理图中所有I/O端口的输入输出属性会同项目文件（上层方块图）中的方向相反）③在生成的下层电路原理图文件窗口内，绘制下层的电路原理图。

3．自下而上设计电路原理图如果未有项目文件（.prj ），则：①首先绘制并保存下层电路原理图；②新建空白原理图文档：【File 】｜【new 】｜【schematic Documet】，并保存为.prj 文件；③在“设计文件管理器”中，单击新生成的项目文件.prj 。