层次原理图设计

层次原理图设计 宋晓虹

复习 • 一.复杂元件设计 • 二.标题栏的添加

层次原理图概述 • 在利用Protel进行原理图绘制时，如果原理图比较复杂，可以进行层次化原理图设计。 • 在大规模设计中，如果将原理图绘制在一张图纸上，使得： • 原理图过于臃肿、繁杂 • 原理图检查错和修改比较困难 • 其他设计者难以读懂原理图，绘设计交流带来困难

层次原理图概述 • 采用层次化设计后，原理图将按照某种标准划分成若干部分，分开在若干张图纸上绘制。 • 这些图纸将由一张原理图来说明各个图纸之间的关系，各个原理图之间通过端口或者网络标号建立电气连接，即可以形成原理图的层次。

层次化原理图的设计方法 • 层次化原理图的设计有两种途径：自顶向下和自底向上 • 自顶向下的设计方法是指在绘制原理图之前对系统的了解已经比较深入，对于电路的模块划分比较清楚，可以在一开始就确定层次化设计中有多少个模块，每个模块中包含多少个和其他模块进行电气连接的端口。这些对应到原理图上就是需要绘制多少张子原理图，每个子原理图中需要设计哪些端口，还有顶层原理图的绘制内容等。这样的方法，是从一张顶层原理图绘制开始的

层次化原理图的设计方法 • 如果设计者在绘制原理图时对系统并不是十分的熟悉，此时可以采用自底向上的设计方法。在这种设计中，设计者从绘制子原理图开始，根据子原理图生成方框电路图，进而生成上层原理图，最后生成整个设计。 • 这种方法也是一种行之有效的设计方法，在应用中被广泛的采用

总结 • 自顶向下设计方法（Top Down） • 先设计总图，然后再设计下层模块。 • 自底向上设计方法（Bottom Up） • 先设计下层模块，再设计总图。

自顶向下层次化原理图设计流程 • 在自顶向下的层次化原理图设计过程中，设计者对整个系统比较了解，对于系统中各个部分的划分也比较清楚，因此在设计一开始是知道总原理图的分布。具体设计流程如下： • （1）根据系统实际情况，确定系统中有几个模块和模块之间的端口需要 • （2）根据系统模块划分和模块之间的端口连接，绘制总原理图 • （3）根据各个模块完成的功能，绘制单张的子原理图 • （4）检查总原理图和各张子原理图之间的连接，确定正确的电气连接

以洗衣机控制电路为例

1．放置方框电路图及其属性编辑 • 单击“配线工具栏”中的“放置图纸符号”按钮。 • 移动鼠标到合适位置，确定第一个方框的顶点，再移动鼠标，确定对角顶点 • 按同样的方法，绘制所有方框

2．设置方框电路图的属性，使之与单张原理图有对应关系2．设置方框电路图的属性，使之与单张原理图有对应关系双击方框电路图符号，设置电路图的各种属性 • 可以进行位置、边框颜色、填充色、尺寸等 • 标识符：方框电路图的标号，该标号通常设置为所代表子原理图的名称。 • 文件名：方框电路图代表的文件名称，这里的文件名称需要文件扩展名 • 是否显示方框电路图中的隐藏文字 • 唯一ID：这个ID值在一个项中是惟一的，点击“重置”按钮可以重新设置该方框电路图的ID

这里的“标识符”和“文件名”是最重要的两项！！这里的“标识符”和“文件名”是最重要的两项！！

3．放置方框电路图上的端口及其属性编辑 • （需要注意，放置端口位置有严格要求——必须处于方框电路图内部边缘处。） • 单击“配线工具栏”中的“放置图纸入口”按钮。鼠标移动到方框电路图内部边缘处，单击鼠标左键，此时，鼠标指针仍为十字形状，并有一个方框电路图端口符号附加在鼠标指针上，移动鼠标，该端口将随着鼠标移动并根据鼠标指针的位置改变端口形式。 • 放置完成后单击鼠标右键或按ESC退出放置

3．放置方框电路图上的端口及其属性编辑 • 放置好的端口如图所示 • 设置端口属性以建立端口和子原理图端口之间的对应关系。 • 双击端口打开端口属性编辑对话框：填充色：填充在内部的颜色文本色：端口文本的颜色边：指端口位于方框中的位置（上、下、左、右）风格：端口的形状（共8种），表示信号的流动方向，如图所示名称：方框电路图中的端口名称（此选项的内容需要和子电路图中对应端口的名称一致。 I/O类型：表示端口的输入/输出类型。有四种：不确定、输出、输入、双向。位置：自动更改，不需要设置在这里，最重要的是“风格、名称、I/O类型”。其中“名称”选项建立了方框电路图中的端口和子原理图中的端口之间的对应关系，而风格与I/O类型会影响到子原理图端口对应属性的设置。他们一起建立起方框电路图与子原理图间端口的对应关系和电气连接。

4．添加导线或总线、网格标号等 • 给端口之间按照他们的对应关系添加导线及网络标号 • 注意： • 两个端口之间是导线连接，具有电气特性，不是绘制的直线 • 如果在子原理图中是总线端口，则在方框原理图中要用总线进行连接

5．子原理图的绘制 • 在完成总原理图的设计后，根据总原理图中的方框电路图可以生成各个子原理图文件及子原理图中的端口 • 点击“设计”菜单中的“根据符号创建图纸”命令 • 鼠标指针变成十字形状，单击方框电路图，会弹出“是否在生成的原理图文件中反转对应端口的输入/输出属性”的询问对话框

5．子原理图的绘制 • 此时，可以看到生成了一个新的原理图文件，名称为方框原理图属性设置中输入的名称。 • 同时，也可以看到，在新的原理图文件中，有和方框原理图上相同的端口。端口的名称、风格、I/O类型与方框电路完全相同。 • 生成原理图后，可以根据子原理图的功能放置元件、连接。

6、添加四个子原理图 • 复位、晶振模块

6、添加四个子原理图 • 控制模块

6、添加四个子原理图 • CPU模块

6、添加四个子原理图 • 显示模块：

作业 • 请按WORD文档提示，完成洗衣机控制电路的层次化设计，并保存在自己的U盘中

层次原理图设计

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