层次原理图设计

第3章 层次原理图设计
第ห้องสมุดไป่ตู้章 层次原理图设计
3.1 有关层次原理图的概念
图纸符号：它代表了本图下一层的子图，每个图纸符号都与特定的 子图相对应，它相当于封装了子图中的所有电路，从而将一张原理图 简化为一个符号。 图纸入口：图纸符号的输入/输出端口。它是图纸符号所代表的下层 子图与其它电路连接的端口，其意义相当于标准元器件的引脚。 输入/输出端口：信号输入/输出的端口。它与“图纸入口”的区别 在于：“图纸入口”是指原理图中某个子图的输入/输出端口，而 “输入/输出端口”指的是当前原理图的输入/输出端口，他们处于不 同的级别。子图的输入/输出端口必须与代表它的图纸符号中的端口 相一致。 顶层原理图：由若干个图纸符号表示的电路图。 子图：图纸符号所对应的功能模块的电路图。
3.3.2. 从底层原理图切换到顶层原理图
具体操作步骤如下： (1) 在底层原理图的编辑界面中执行菜单命令“工具/改变设计层次”，或单击“原理图 标准”工具栏上的 按钮，启动改变设计层次命令。 (2) 移动光标到底层原理图中的任意一个I/O端口上单击鼠标左键，系统会自动切换到对 应的顶层原理图上。
第3章 层次原理图设计
第3章 层次原理图设计
3.2 层次原理图的设计
3.2.1 自顶向下设计层次原理图 3.2.2 自底向上设计层次原理图
第3章 层次原理图设计
3.3 层次原理图间的切换
3.3.1 从顶层原理图切换到底层原理图
具体操作步骤如下： (1) 在顶层原理图的编辑界面中执行菜单命令“工具/改变设计层次”，或单击“原理图 标准”工具栏上的 按钮，启动改变设计层次命令。 (2) 移动光标到绘图区中需要进行切换的图纸符号上单击鼠标左键，即可自动切换到对 应的底层电路图中。

《EDA技术》
层次原理图的设计方法（2）
层次原理图的设计方法（2）
●层次原理图设计：
在绘制层次原路图的过程中，设计人员既可从绘制电路 系统的母原理图开始，逐级向下绘制子原理图；也可从绘制 基本的子原理图开始，逐级向上绘制相应的母原理图。因此， 层次原理图的设计方法可以分为两种：自上而下的层次原理 图设计方法、自下而上的层次原理图设计方法。
层次原理图的设计方法（2）
自下而上的层次原理图设计
子原理图1 子原理图2
子原理图1
子原理图2
子原理图1
子原理图2
方块电路符号1方块电路符号2源自……方块电路符号m
电路系统母原理图
层次原理图的设计方法（2）
采用自下而上的设计方法设计层次原理图时，其基本思 路是先建立层次原理图中的子原理图，然后再放置方块电路 符号，接下来再通过若干导线或者总线将这些方块电路符号 连接起来构成母原理图。
层次原理图的设计方法（2）
所谓自下而上的层次原理图设计方法就是指设计人员首 先定义电路系统的子功能电路模块，并且根据这些电路模块 绘制出相应的子原理图；然后由这些绘制好的子原理图来产 生方块电路符号；接下来再通过若干导线将这些方块电路符 号连接起来构成母原理图。这样通过由简单到复杂的过程逐 步完成整个电路系统的原理图设计。

第4章 层次原理图设计
4.1 层次原理图简介
• 层次原理图设计：是一种模块化的设计方法。 即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
• 电路图模块化作用：可以大大提高设计效率和 设计速度，把庞大的项目从几个层次上细分开 来，做到多层次并行设计
• 每个层次原理图设计的项目中都有一个母图， 母图对应着整个项目。整个项目被分为若干个 模块，各个模块分别被绘制在层次原理图的子 图中。
电路项目方块图
子电路方块图1
子电路方块图2
子电路 原理图1
子电路 原理图2
子电路 原理图3
子电路 原理图4
• 1
具体操作步骤： 新建工程和原理图母图
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放置方块电路图
P->S(Symbol)
P->A(Add Sheet Entry)
3 放置方块电路端口
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连线
绘制层次原理图子图 在母图中
关键指令：Design->Create Sheet From Symbol
4.5 层次原理图之间的切换
母图和子图之间的切换 菜单命令：Tools->Up/Down Hierarchy 快捷键：TH
• 层次原理图设计中信号的传递：主要靠放置方 块电路图、方块电路端口和输入输出端口 • 层次原理图设计关键：正确传递层次间的信号
• 层次原理图设计方法：
ห้องสมุดไป่ตู้上而下
自下而上
4.2 层次原理图实例
方块电路端口
方块电路图
母图：4 Port Serial Interface.SchDoc
子图1：ISA Bus and Address Decoding.SchDoc

4.1 层次化原理图的设计方法
分为两种： 1、自上而下的层次化原理图设计：对设计有 一个整体把握，将整个电路分为多个模块， 对每个模块进行详细设计。
2、自下而上的层次化原理图设计：先绘制原 理图子图，然后生成上图 设计
思路： 1、先确定将总体电路分为几个电路模块； 2、绘制层次原理图的顶层原理图； 3、绘制出每一电路模块的具体原理图（子图）。
4.2.1 顶层方块图与子图的切换
打开顶层原理图，Tools—Up/Down Hierarchy。
将整体系统按照功能分解成若干电路模块每个电路模块能够完成一定的独立功能具有相对的独立性可以由不同的设计者分别绘制在不同的原理图纸上
第4章 层次化原理图的设计
层次化原理图设计思路：将整体系统按 照功能分解成若干电路模块，每个电路模 块能够完成一定的独立功能，具有相对的 独立性，可以由不同的设计者分别绘制在 不同的原理图纸上。
步骤： 1、新建project； 2、加 .SchDoc;(顶层原理图) 3、Place—Sheet Symbol，放置方块电路图； 4、设置方块电路图属性； 5、Place—Add Sheet Entry，放置电路端口； 6、保存顶层原理图； 7、Design—Create Sheet From Symbol ，绘制子原 理图； 8、Compile—项目电路.PrjPCB，对项目进行编译；

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选择电路面讲层次电路图的设计方法有两种，现在 就利用自上而下的方法设计一个4串行接口的 原理图。它们分别由串行接口和线驱动模块 （4 Port UART and Line Drivers.sch）和ISA总 线与地址解码（ISA Bus and Address Decoding.sch）两部分组成。 • 下图 是该原理图的层次电路图。
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选择对话框 •
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• 这个对话框询问在产生与电路方块图相对应的原理 图时，相对的输入输出点是否将信号方向反向，此 处应选择No。
2.自下而上的层次电路设计方法
此方法指首先画出原理图，再由原理图来产生方 块电路图的方法。和刚才的步骤相反，先绘制原理 图，再执行菜单“Desgin”下的 “Design\Create Symbol From Sheet ”。点击之后会 出现如下所示的对话框。从中选中要创建层次电路 图的方块图。（前提是要先建好子图。从总图操作 Design\Create Symbol From Sheet ）
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• 3.放置出入端口 • 点击画电路图工具栏里的图标 ,或者执行菜 单Place -> Add Sheet Entry。 • 光标变成十字状，将光标移动到方块电路中， 点击鼠标，光标上面出现一个小圆点，且光标将被 限制在方块电路的左右边界内，确定合适的位置后 点击鼠标，即可在该处放置一个方块图的进出点， 点击右键结束放置方块图进出点状态。 • 按Tab键，即可出现方块电路进出点编辑对话 框。
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图 层次电路图
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• 绘制的具体步骤： • 1.建立如下图 所示的文档，并且命名。
图3-2 文档
• 2.建立层次原理的文件（.prj)。
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6.3 由主电路产生子电路I/O端口
Design/Create Sheet From Symbol
6 From Sheet
6.5 生成层次表
Reports/ Design Hierachy
6.1 层次原理图的设计思路
6.1.2 自上而下的层次图设计方法 6.1.3 下而上的层次图设计方法
子图11
子图12
子图21
子图22
子 图1 主 图
子 图2
6.1 层次原理图的设计思路
6.1.2 自上而下的层次图设计方法 6.1.3 下而上的层次图设计方法 （1）新建子原理图并打开 （2）完成子原理图并添加端口
6.1 层次原理图的设计思路
6.1.1 层次原理图设计的目的 1、电路的设计工作需要多人来完成时； 2、当电路用一张纸画不下时； 3、当电路由几个功能块电路组成时； 6.1.2 自上而下的层次图设计方法
主 子 图1 子图11 图 子 图2 子图21 子图22
子图12
6.1 层次原理图的设计思路
（3）新建主原理图并打开 （4）调子图 Design/Create Symbol From Sheet （5）完成主原理图并存盘 File/Save All
6.2 不同层次电路之间的切换
方法一、执行菜单命 Tools/Up/Down Hierachy 方法二、使用主菜单栏的工具 用鼠标单击 执行该命令后光标变为十字状。如果是 上层切换到下层，只须移动光标到方块 电路单击左键即可进入下一层，如果是 下层切换到上层，可移动光标到某个引 脚上单击左键即可进入上一层 方法三、利用项目管理器直接切换
6.1.2 自上而下的层次图设计方法 （1）新建主原理图并打开 （2）画主原理图，功能块用子图符号代替 Place/Sheet Symbol 或单击 （3）在子图符号上画引脚 （4）生成子图 Design/Create Sheet From Symbol （5）完成子图并添加端口 （6）更新流水号 Tools/Annotate （7）全部保存 File/Save All

执行放置直线命令后，按下键盘上的Tab 键，打开直线属性对话框，按要求修改直线属 性，然后根据标题栏的大小和样式绘制标题栏 的框线。
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层次原理图设计
4.在标题栏上放置固定文本信息
标题栏的固定文本信息是指标题栏中内容固 定不变的那部分文字信息。执行放置文本字符串 命令，按下键盘上的Tab键，打开注释对话框， 按要求修改文本属性，然后将文本放置在标题栏 的相应位置上。
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层次原理图设计
5.在标题栏上使用动态文本信息
标题栏的动态文本信息是指标题栏中内容会 随原理图文件的变化而变化的那部分文字信息。 动态信息往往是标题栏中的待填信息，由于这些 信息是会变化的，所以一般用字符串来表示。
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层次原理图设计
1）在标题栏上放置字符串
点击绘图子工具栏上的 工具，按下键盘上的Tab 键，打开注释对话框，按要求修改文本属性，例如设置 文本颜色，更改文本的字体、字形、和字号等。然后点 击文本窗口右边的 按钮，在弹出的下拉菜单中选择要 使用的字符串，如下图所示。原理图设计系统中可用字 符串及其含义见表3-1。
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层次原理图设计
二级层次原理图结构
图 理 原 子 图 图 理 理 原 原 层 子 顶 图 理 原 子 顶图 统理 系原 子层 图 理 统 原 系 子 子
2.层次原理图的两种设计方法
层次原理图的设计，实际上就是对顶层原理 图和若干个子原理图分别进行设计的过程。设计 过程的关键在于不同层次原理图之间信号的正确 传递，这一点是通过在不同层的原理图中放置名 称相同的输入/输出端口来实现的。
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4.1.1 自顶向下的设计方式
步骤1：放置图纸符号，并修改属性项。
步骤2：在图纸符号内，放置加图纸入口， 并修改属性项。
步骤3：连接对应的加图纸入口，注意导线 和总线的不同。
步骤4：执行根据符号创建图纸命令。
步骤5：根据需要决定是否对I/O进行取反。
步骤5：根据图纸符号创建的空白图纸。
步骤6：在空白图纸上作图。
步骤同4、5
步骤同6
4.1.2 自底向上的设计方式
步骤1：先完成底层图纸的设计。
步骤1：先完成底层图纸的设计。
步骤2：执行根据图纸创建图纸符号命令。
步骤3：选择图纸来源。
步骤4：决定是否对I/O口取反。
步骤5：放置图形符号。
步骤6：进行图纸符号的连线。
4.1.3 层次图的切换
执行改变设计层次命令，实.2 多通道原理图设计
4.1 层次原理图设计
层次电路图的设计概念是一种模块化的设计 方法。通过模块电路的设计对任务进行细分，并 根据定义的各个模块之间的关系完成整个电路的 设计方案。
层次原理图的设计方法有两种，自顶向下的 设计方法和自底向上的设计方法。
步骤1：设计好重复使用的子图。
步骤2：根据子图生成图纸符号。
步骤1：在图纸符号属性项的标识符子项中输入 REPEAT(PD,1,8)。其中REPEAT代表产生重复的图 纸符号，PD代表图纸标识符，1代表图纸符号的开 始引用序号，8代表图纸符号的终止引用序号。
设置后的图纸符号
步骤2：修改加图纸入口属性项，在名称前加REPEAT
4.2 多通道原理图设计
Protel DXP支持真正的多通道设计。即，对于 多个完全相同的模块，不必进行重复设计，只要绘 制一个图纸符号和底层电路，直接设置该模块的重 复引用次数即可，系统在进行项目编译时会自动创 建正确的网络表。

第5章 层次化原理图设计
内容提要：对应电路原理图的模块化设计，Protel 99 SE中提供了层 次化原理图的设计方法，这种方法可以将一个庞大的系统电路作为一 个整体项目来设计，而根据系统功能所划分出的若干个电路模块，则 分别作为设计文件添加到该项目中。这样就把一个复杂的大型电路原 理图设计变成了多个简单的小型电路原理图设计，层次清晰，设计简 便。 层次电路原理图的设计理念是将实际的总体电路进行模块划分，划分 的原则是每一个电路模块都应该有明确的功能特征和相对独立的结构， 而且，还要有简单、统一的接口，便于模块彼此之间的连接。 学习要点： 层次原理图的概念 层次原理图的设计方法 层次原理图之间的切换 原理图中的查找与替换操作 打印报表输出
5．放置各子原理图中的输入输出端口。 子原理图中的输入输出端口是子原理图与顶层原理图之间进行电气连 接的重要通道，应该根据具体设计要求加以放置。 6．在项目“USB采集系统”中新建一个原理图文件“Mother1.Sch”， 以便进行顶层原理图的绘制。 7．打开原理图文件“Mother1.Sch”，执行“Design”→“Create Symbol Symbol From Sheet”菜单命令，系统弹出如图5-17所示的 选择文件放置对话框。 8．单击 按钮后，鼠标变成十字形状，并带有一个方块电路图的虚 影。选择适当的位置，单击鼠标左键即可将该方块电路图放置在顶层 原理图中，如图5-19所示。 该方块电路图的标识符为“U-Cpu”，边缘已经放置了4个电路端口，方 向与相应的子原理图中输入输出端口一致。
其中，子原理图就是用来描述某一电路模块具体功能的普通电路原理 图，只不过增加了一些输入输出端口，作为与上层进行电气连接的通 道口。普通电路原理图的绘制方法在前面已经学习过，主要由各种具 体的元器件、导线等构成。 顶层电路图即母图的主要构成元素却不再是具体的元器件，而是代表 子原理图的图纸符号，是一个电路设计实例采用层次结构设计时的顶 层原理图。 该顶层原理图主要由4个图纸符号组成，每一个图纸符号都代表一个 相应的子原理图文件，共有4个子原理图。在图纸符号的内部给出了 一个或多个表示连接关系的电路端口，对于这些端口，在子原理图中 都有相同名称的输入输出端口与之相对应，以便建立起不同层次间的 信号通道。 图纸符号之间也是借助于电路端口，可以使用导线或总线完成连接。 而且，同一个项目的所有电路原理图（包括顶层原理图和子原理图） 中，相同名称的输入输出端口和电路端口之间，在电气意义上都是相 互连接的。

6.3.1 自顶向下设计方法
3）编辑子图符号属性 同修改元器件的属性一样，用户可以用不同的方法 来修改子图符号的属性。 ① 双击绿色的子图符号，将直接打开子图符号属性 设置对话框，如图6-6所示。这里可以对子图符号的 标识符、文件名、位置坐标、填充颜色、边界线颜 色等参数进行设置，但一般来说我们只需要设置子 图符号的标识符和文件名，其他参数无须修改。这 里我们将第一个子图符号的标识符（Designator） 和文件名（Filename）均设置为“电源电路”。
图6-4 建立空白的父图文件
图6-5 放置子图符号
6.3.1 自顶向下设计方法
2）放置子图符号 在绘图工具栏中单击子图符号按钮“ ”，或 者执行“Place→Sheet Symbol”菜单命令，此时光 标将变成“十”字形态，并带有虚线形式的方块符 号。移动鼠标到合适位置，单击左键确定子图符号 左上角坐标位置，然后移动光标确定方块的大小后， 单击左键确定方块右下角坐标位置，这样一个子图 符号就放置完毕了，如图6-5所示。此时系统仍处于 放置子图符号状态，用户可以继续放置其他子图符 号，如不需要继续放置则单击右键退出本状态。
6.2 层次原理图设计方法
6.2 层设计，需按照某种标准划 分为若干个功能部件，分别绘制在多张原理图纸上， 这些图纸通常被称为子图。这些子图将由一张原理 图来说明它们之间的联系，这张原理图称为父图。 各张子图和父图之间，以及子图之间是通过输入输 出端口或者网络标号建立起电气连接的，这样就形 成了此电路系统的层次原理图。
图6-8 直接修 改子图符号标 识符
6.3.1 自顶向下设计方法
重复步骤2）和3），绘制出另外三个电路子图符号， 并分别输入对应的文件标识符和文件名，如图6-9所 示，从左到右分别是电源电路、计数与显示电路、 脉冲形成电路和声控主电路。当然用户也可以一次 性放置完所有子图符号后，再分别进行修改。 需要注意的是，子图符号同样是一个原理图的对象， 用户同样可以对其执行复制、剪切、粘贴和删除等 操作，也可以选中子图符号后，调整和修改其大小、 形状和位置。