第2章 层次原理图设计目录第2章 层次原理图设计 2.1 层次原理图方法及步骤 2.2 层次原理图设计实例 2.3 报表文件 2.3.1 电气规则检查及错误报表72 2.3.2 网络表75 2.3.3 元件引脚表、元件表、元件交叉参考表及层次电路关系表77 2.3.4 原理图输出81 2.4 本章小结 2.5 习题2.1 层次原理图设计方法和步骤在层次电路设计方案出现以前，编辑电子设备，如电视机、计算机主板等原理 图时，遇到的问题是电路元件很多，不能在特定幅面的图纸上绘制出整个电路系统 的原理图，只好改用更大幅面的图纸。然而打印图纸时又遇到了另一问题，即打印 机最大输出幅面有限。 采用层次电路原理图设计方法后，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解成若干子系统，即子功能电路模块，需要的话， 把子功能电路模块再分解成若干个更小的子电路模块，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，于是就可以在较小幅面的多张图纸上分别编辑、 打印各模块电路的原理图。层次电路的构成如图2. 1. 1所示。第2章 层次原理图设计在层次电路设计中，把整个电路系统视为一个设计项目，并以. prj而不是. sch作为项目文件的扩展名。在项目原理图(即总电路图)中，各子功能模块电路用 方块电路表示，且每一模块电路有唯一的模块名和文件名与之对应，其中模块文 件名指出了相应模块电路原理图的存放位置。在原理图编辑窗口内，打开某一电 路系统设计项目文件. prj时，也就打开了设计项目内各模块电路的原理图文件。 Protel 99 SE原理图编辑器支持层次电路设计、编辑功能，可以采用自上而下或 自下而上的层次电路设计方法。自上而下逐级设计层次电路：先建立方块电路图，再由方块电路图产生下层 原理图。自下而上逐级设计层次电路：先建立下层原理图，再由下层原理图产生方块 电路图。 第2章 层次原理图设计2.1 层次原理图设计方法和步骤2.2 层次原理图设计实例下面以Protel 99 SE自带实例Z80 Microprocessor. Ddb为例，具体介绍建立 层次电路原理图的操作过程。该文件位置在Protel 99 SE的安装目录的Examples 中。 1. 采用自上而下方式建立层次电路原理图首先新建名称为Z80 Microprocessor. Ddb的设计数据库，并打开。 (1) 执行菜单命令FileNew，在打开的“新建文件”对话框中，双击Schematic Document图标，再将创建的文件名字改为Z80 Processor. prj。 (2) 在原理图文件窗口内，可用原理图编辑方法绘制项目文件方块电路。 执行菜单命令DesignOptions，在打开的“文档设置”对话框中选择Sheet Options选项卡，设置Standard Style为A，单击OK按钮后退出。 单击画图工具栏中的放置方块电路按钮，或执行菜单命令PlaceSheet Options，在图中适当的位置单击，确定方块电路左上角，移动光标，拉出一个 方块电路，在方块电路大小合适时，单击确定方块电路右下角。此时系统仍处于 放置方块电路状态，可以继续放置其他方块电路，如图2. 2. 1所示，放置完毕， 右击，退出放置状态。 若将要放置的方块电路与前一个大小一样，只需在放置方块电路状态双击即可。第2章 层次原理图设计1. 采用自上而下方式建立层次电路原理图(3) 编辑方块电路。在放置方块电路过程中，或双击要编辑的方块电路符号， 打开(Sheet Symbol)“方块电路属性设置”对话框，Sheet Symbol对话框的操作介 绍如下。 X-Location、Y-Location：设置方块电路左上角坐标。 X-Size、Y-Size：设置方块电路X、Y方向大小尺寸。 Border Width：设置方块电路边框宽度。 Border Color：设置方块电路边框颜色。 Fill Color：设置方块电路填充颜色。 Selection复选框：确定方块电路是否选中。 Draw Solid复选框：确定方块电路是否填充。 Show Hidden复选框：确定是否显示方块电路图名称和所代表的原理图名称。 Filename：设置方块电路所代表的原理图文件名。 Name：设置方块电路名称。 在Sheet Symbol对话框中，设置Filename为CPU Clock. sch，设置Name为CPU Clock，单击OK按钮后，如图2. 2. 1所示的左上角方块电路变为如图2. 2. 3所示 。同理编辑其他方块电路。第2章 层次原理图设计 2.2 层次原理图设计实例 1. 采用自上而下方式建立层次电路原理图第2章 层次原理图设计 2.2 层次原理图设计实例图2.2.1 放 置方块电路 图2.2.2 Sheet Symbol对话框 图2.2.3 设置 名称后的方块 电路 该图有6个方 块电路 (4) 放置方块电路I/O端口。单击画图工具栏中的放置方块电路I/O端口按钮， 或执行菜单命令PlaceAdd Sheet Entry，将光标移动到CPU Clock方块电路内 部右侧单击，出现一个带小圆点的方块电路I/O端口。按Tab键，或双击已放置的 方块电路I/O端口，打开“方块电路I/O端口属性设置”对话框，如图2. 2. 4所示。 “方块电路I/O端口属性设置”对话框的操作介绍如下。 Name：设置方块电路I/O端口名称。 I/O Type：设置方块电路I/O端口类型，表示端口的电气特性。 Side：决定方块电路I/O端口放置在方块电路哪一侧。 Style：设置方块电路I/O端口类型。 Position：设置方块电路I/O端口在电路图中的位置。 Border Color：设置边框颜色。 Fill Color：设置填充颜色。 Text Color：设置方块电路I/O端口名称的颜色。 Selection复选框：确定是否选中方块电路I/O端口。 将方块电路I/O端口名称设置为CPUCLK，单击OK按钮。在方块电路的合适 位置，单击放置端口，如图2. 2. 5所示。同理放置其他方块电路I/O端口。放置完 方块电路I/O端口后的方块电路，如图2. 2. 6所示。第2章 层次原理图设计 2.2 层次原理图设计实例1. 采用自上而下方式建立层次电路原理图第2章 层次原理图设计 2.2 层次原理图设计实例图2.2.4 “方块 电路I/O端口属 性设置”对话框 图2.2.5 放置 方块电路I/O端 口 图2.2.6 放置 方块电路I/O端 口完毕 (5) 绘制方块电路之间的连线。方块电路及端口放置完毕，可以改变它们的位置。而后 使用画图工具栏中的画导线、画总线按钮，将不同方块电路中端口名称相同的方块电路I/O 端口连接在一起，就获得了一个设计项目的电路总图，如图2. 2. 7所示。 (6) 项目电路总图编辑结束后，单击主工具栏上的存盘按钮或执行菜单命令FileSave保存 该文件。 (7) 如果文件扩展名不是. prj时，将文件扩展名改为为. prj。可在设计文件管理器窗格内， 将光标移到刚编辑的项目原理图文件名标签上，右击，在弹出快捷菜单中，将光标指向并 单击其中的Close(关闭)命令，再右击项目名称，在弹出的快捷菜单中，将光标指向并单击 其中的Rename(改名)命令，改名即可。 (8) 在项目设计文件窗口内，执行菜单命令DesignCreate Sheet From Symbol(从图纸符 号建立原理图)，光标变为十字形状，将光标移到相应的方块电路上，如图2. 2. 7所示的 CPU Section 模块，单击，即可弹出如图2. 2. 8所示的“I/O端口电气特性选择”对话框，如 果单击对话框内的Yes按钮(一般选择No，表示方块电路端口方向不变)，则生成的模块电 路原理图中的I/O 端口电气特性与方块电路I/O 端口电气特性相反，即输出变为输入，而输 入变为输出。单击No按钮，系统自动产生并打开名为CPU Section.Sch的原理图，其中有 与方块电路I/O端口对应的I/O端口，如图2. 2. 9所示。 (9) 同理分别创建其他5个方块电路图相对应的电气原理图，在产生原理图后，用画原理图 的方法分别画各模块原理图，从而完成自上而下的层次电路原理图的设置工作。画完CPU Section. Sch原理图后如图2. 2. 10所示，其他模块的原理图类似。 (10) 最后保存并关闭文件。第2章 层次原理图设计 2.2 层次原理图设计实例第2章 层次原理图设计 2.2 层次原理图设计实例图2.2.7 连线 后的项目电路 总图 图2.2.8 “I/O端 口电气特性选 择”对话框 1. 采用自上而下方式建立层次电路原理图采取自下而上方式，就是先绘制各模块电路原理图文件，并创建一个新的空 白的原理图文件，然后执行菜单命令DesignCreate Symbol From Sheet(从原 理图建立图纸符号)，即可将指定模块电路原理图文件中的I/O 端口转化为方块电 路I/O 端口，并放置在自动生成的方块电路内。从模块电路原理图中生成方块电 路的操作过程如下所述。在设计数据文件包内的指定文件夹内，用画原理图的方法，分别建立、编辑 各自方块电路的原理图文件，原理图文件目录如图2. 2. 11所示。 执行菜单命令FileNew，在同一文件夹内创建一个空白的项目文件，命名为 Z80 Processor. prj，如图2. 2. 12所示。 在设计文件管理器窗格内，单击新生成的项目文件名CPU Processor. prj，切换 到项目文件原理图编辑状态。 在空白的项目文件编辑窗口内，执行菜单命令DesignCreate Symbol From Sheet，在弹出如图2. 2. 13所示的“选择原理图”对话框，在列表框中找出并单击 待转换的模块电路原理图文件名，如CPU Section. Sch。第2章 层次原理图设计 2.2 层次原理图设计实例2. 自下而上编辑层次电路原理图 第2章 层次原理图设计 2.2 层次原理图设计实例2. 自下而上编辑层次电路原理图 图2.2.9 由方 块电路创建的 电气原理图图2.2.10 CPU Section 模块原理图单击OK按钮，关闭如图2. 2. 12所示的对话框，即可弹出如图2. 2. 8所示的 “I/O端口电气特性选择”对话框，并根据需要单击Yes或No按钮(一般选择No，使 转换后的方块电路I/O端口(Sheet Entry)的电气特性与模块电路原理图内I/O端口 (Port)电气特性一致)。单击No按钮后，在项目文件编辑窗口内出现了一个随光标 移动而移动的方块电路(必要时可按下Tab键，修改方块电路的属性)，将光标移 到适当位置后，单击固定，即可获得包含了方块电路I/O端口的方块电路，如图2. 2. 14所示。同理产生其他原理图对应的方块电路。必要时，可调整方块电路位置 以及方块电路内I/O端口位置，然后再使用导线、总线将各方块电路I/O端口连接 在一起，即可获得项目电路总图，如图2. 2. 7所示。3. 层次图纸的切换 单击主工具栏中的切换层次按钮，或执行菜单命令ToolsUp/Down Hierarchy ，光标变为十字形状，移动光标到层次总电路图中某个方块电路上，单击，可切 换到方块电路所对应的原理图中。将十字光标移动到端口上(I/O端口、方块电路 I/O端口)，单击，即可切换到对应的端口上。可以右击，退出层次切换状态。第2章 层次原理图设计 2.2 层次原理图设计实例2. 自下而上编辑层次电路原理图 (1) ERC Options选项区域 Multiple net names on net复选框：确定是否检查网络名重复错误。 Unconnected net labels复选框：确定是否检查网络标号未连接错误。 Unconnected power