绘制层次电路原理图

《电路CAD 》课程实验报告实验名称绘制层次电路原理图实验序号实验二姓名张伟杰系专业电科班级一班学号201342203 实验日期5月5日指导教师曹艳艳组名第一组成绩一、实验目的和要求1 掌握层次原理图的绘制方法。

2 理解层次原理图模块化的设计方法。

二、实验设备计算机、Altium Designer 10三、实验过程（步骤、程序等）1 新建工程项目文件1）单击菜单File/New/PCB Project，新建工程项目文件。

2）单击菜单File/Save Project保存工程文件，并命名为“洗衣机控制电路.PrjPCB”。

2 绘制上层原理图1）“在洗衣机控制电路.PrjPCB”工程文件中，单击菜单File/New/Schematic，新建原理图文件。

2）单击菜单File/Save As..，将新建的原理图文件保存为“洗衣机控制电路.SchDoc”3) 单击菜单Place/Sheet Symbol或单击“Wring”工具栏中的按钮，如图1所示，依次放置复位晶振模块，CPU模块，显示模块，控制模块四个模块电路，并修改其属性，放置后如图2所示图1 模块电路属性图2 放置四个模块电路4）单击菜单P1ace/Add sheet Entry或单击“Wring”工具栏的按钮，放置模块电路端口，并修改其属性，完成后效果如图3所示图3 放置模块电路端口5）连线。

根据各方块电路电气连接关系，用导线将端口连接起来，如图4所示图4 连线3 创建并绘制下层原理图1)在上层原理图中，单击菜单Design/Create Sheet From Symbol，此时鼠标变为十字形。

2)将十字光标移到“复位晶振模块”电路上，单击鼠标左键，系统自动创建下层原理图“复位晶振模块.SchDoc”及相对应的I/O端口。

如图5所示。

图5 自动生成的I/0端口4）绘制“复位晶振模块”电路原理图。

其用到的元件如下表1所示。

绘制完成后的效果如图6所示。

层次化原理图的设计内容指南 在前面，学习了一般电路原理图的基本设计方法，将整个系统的电路绘制在一张原理图纸上。

这种方法适用于规模较小、逻辑结构比较简单的系统电路设计。

而对于大规模的电路系统来说，由于所包含的对象数量繁多，结构关系复杂，很难在一张原理图纸上完整地绘出，即使勉强绘制出来，其错综复杂的结构也非常不利于电路的阅读分析与检测。

因此，对于大规模的复杂系统，应该采用另外一种设计方法，即电路的层次化设计。

将整体系统按照功能分解成若干个电路模块，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。

这样，电路结构清晰，同时也便于多人共同参与设计，可加快工作进程。

知识重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4.1 层次原理图的设计方法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。

基于上述的设计理念，层次电路原理图设计的具体实现方法有两种：一种是自上而下的层次原理图设计，另一种是自下而上的层次原理图设计。

自上而下的设计思想是在绘制电路原理图之前，要求设计者对这个设计有一个整体的把握。

把整个电路设计分成多个模块，确定每个模块的设计内容，然后对每一模块进行详细地设计。

在C 语言中，这种设计方法被称为自顶向下，逐步细化。

该设计方法要求设计者在绘制原理图之前就对系统有比较深入地了解，对于电路的模块划分比较清楚。

自下而上的设计思想则是设计者先绘制原理图子图，根据原理图子图生成方块电路图，进而生成上层原理图，最后生成整个设计。

这种方法比较适用于对整个设计不是非常熟悉的用户，这也是初学者一种不错的选择方法。

4.1.1 自上而下的层次原理图设计自上而下的层次电路原理图设计就是先绘制出顶层原理图，然后将顶层原理图中的各个方块图对应的子原理图分别绘制出来。

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。