1、電子CADProtel DXP 2004 SP2 電路設計（第二版） 任任 富富 民民 編著編著中等職業學校教學用書（電子技術專業）中等職業學校教學用書（電子技術專業）電子教案電子教案第四章繪制單片機顯示原理圖教學目標本章主要以繪制單片機顯示原理圖為例，以達到以下學習目標：知識目標：u理解總線、總線入口、網絡標簽的作用。技能目標：u掌握總線、總線入口、網絡標簽的繪制方法。u了解元件的陣列粘貼方法。u掌握原理圖元件的打印和報表生成。4.1 單片機顯示整體電路圖如下頁圖所示，分析該原理圖可知，該電路主要由單片機U1（80C31）、驅動芯片U2（74LS245）以及數碼管組成。由于驅動芯片和數碼管之

2、間的連線比較復雜，連線達到8條之多。如果還是采用前面介紹的方法直接進行連線，勢必導致連線交叉太多，距離過長，既不便于繪制，又不便于原理圖的識圖和分析，因此必須采用網絡標簽和總線的方法進行繪制?？偩€、總線入口、網絡標簽總線、總線入口、網絡標簽圖4.1 單片機顯示原理圖總線：總線：指原理圖中數量較多，距離較長，且具有相同或相近功能的一組導線。如圖中驅動芯片和數碼管之間的連線，數量很多，達16條連線，距離也較長，如果一條一條直接連接，勢必導致原理圖導線縱橫交錯，繪制的原理圖不美觀而且容易連錯。而看圖時由于平行線較多，極易由一條導線看到另一條導線，導致識圖不便。它們都是驅動數碼管筆段的導線，電氣特性相

3、同。此時可以將該組導線組合為電纜形式（如網線一樣），用一條粗線來表示一組導線，這就是總線。如下頁圖中的R1R8和DLED1、DLED2之間的粗線就是總線。 總線入口總線入口網絡標簽網絡標簽 總線總線 總線、總線入口和網絡標簽總線入口總線入口：從總線中引出的分支端口。和電纜一樣，中間傳輸過程中是整條電纜架線，但到終端與具體的電器設備和控制元件引腳相連時卻要分導線引出，分別相連?？偩€代表的是具有相同電氣特性的一組導線，因此它不是單獨的一根普通導線，它也必須以總線入口來引出各條分導線。網絡標簽網絡標簽：導線的電氣標注。具有相同網絡標簽的導線表示電氣上是連接在一起的相同導線，只是因為從總線入口引出，或

4、由于距離過長、減少交叉等原因，沒有直接連接在一起。網絡標簽一般由字母（或字母加數字）組成，用于表示圖紙中相同的導線。電路圖中是否采用總線方式進行繪制，主要看需要相連的多條導線是否具有相同或相近的功能，如果具有就可以采用總線的方式繪制。如果連接的導線雖然距離較長，但彼此間功能不同，或者需連接的導線數量不多，此時不宜采用總線的方式，但可以采用添加網絡標簽的方法來表示需連通的導線，如圖中的P26、P27。4.2 4.2 查找放置核心元件查找放置核心元件4.2.1 4.2.1 新建原理圖文件新建原理圖文件1. 創建項目。參考項目一任務三，執行菜單命令【文件】/【創建】/【項目】/【PCB 項目】，新建

5、一個項目文件。2. 用鼠標右鍵單擊該項目，在彈出的菜單中選擇【保存項目】命令，將新建項目文件保存為“單片機數碼管顯示電路.PRJPCB”。 3. 執行菜單命令【文件】/【創建】/【原理圖】，新建一個原理圖文件。4.2.2 4.2.2 查找并放置核心元件查找并放置核心元件1. 項目中的核心元件為U1和U2，U1單片機型號為“80C31”，利用查找功能找到該元件。查找時使用通配符*，在【Name】欄輸入“*80*31*”，可以在“Dallas Microcontroller 8-Bit.IntLib”庫中找到元件“DS80C310-MCG”。2. U2型號為“74LS245”，利用查找功能找到該元

6、件。查找時使用通配符*，在【Name】欄輸入“*74*245*”，可以在“FSC Interface Line Transceiver.IntLib”庫中找到元件“74AC245MTC”。對于一些并列相連的多條導線，為了加快電路的繪制速度，可以利用元件的拖動功能自動產生導線，因為元件在拖動過程中相連的導線不會斷裂。小技巧：小技巧：利用元件的拖動自動產生導線。放置元件時將引腳相連1. 在放置U2時，與U1要相連的引腳連接，如圖所示。拖動元件自動產生導線2. 執行菜單命令【編輯】/【移動】/【拖動】，出現十字光標，對準要拖動的元件U2，點擊一次鼠標左鍵，即可拖動元件U2，如圖所示，自動在原來連接的

7、引腳間產生導線。4.3 4.3 粘貼隊列粘貼隊列4.3.1粘貼隊列基本概念粘貼隊列基本概念對于電路中數量較多且擺放有序的同類型元件，可以采用粘貼隊列的方式快速放置元件。如本實例中的R1R8，都屬于電阻，數量較多，排列整齊有序，就可以利用粘貼隊列功能放置。4.3.2 4.3.2 放置基準元件放置基準元件利用粘貼隊列功能前，必須要先放置一個基準元件，后面粘貼隊列時以此為原型。先在原理圖中放置一個電阻R0，如下頁（a）圖所示，其元件屬性欄如下頁(b)圖所示，將電阻標識符設為R0，主要是為后面粘貼隊列時電阻標識符從1開始，并隱藏標識符、注釋、參數，使其在圖紙上不顯示出來。因為電阻排列非常緊密，如果標識

8、符、注釋、參數全部顯示出來，將使圖紙非常擁擠，反而不便于識圖。(a) 電阻R0(b)電阻R0的屬性設置放置基準電阻R0誤區糾正：誤區糾正：電阻R0的標識符、參數只是沒有顯示而已，并不是沒有或可隨便設置，不要將其設置為空，否則在制作PCB板時將出錯。電阻R0放置好后，復制該電阻，以便后面粘貼隊列時以此為基準。4.3.3 粘貼隊列操作方法粘貼隊列操作方法1. 設置粘貼隊列參數放置好基準電阻后，執行菜單命令【編輯】/【粘貼隊列】，彈出如圖所示的陣列粘貼對話框。陣列粘貼對話框各參數含義如下：【項目數】：粘貼元件的個數，如本例為8個。【主增量】：元件標識符增加的步距，如本例中設為1，則粘貼的電阻標識符為

9、R1逐步增加到R8，如果設為2，則電阻標識符由R2、R4、R6逐步增加?！敬卧隽俊浚阂话阍O置為0?！舅健浚核椒较蚺帕胁骄啵幢徽迟N元件在水平方向按此步距依次排列。本例電阻要求在水平方向對齊，所以該項設為0?！敬怪薄浚捍怪狈较蚺帕胁骄啵幢徽迟N元件在垂直方向按此步距依次排列。本例電阻要求在垂直方向相隔10個單位，且向下排列，所以該項設為-10。2. 點擊放置設置好后，點擊【確認】按鈕，將光標對準放置位置點擊一下鼠標左鍵，即可在指定位置垂直放置8個電阻，如圖所示。粘貼隊列產生的八個電阻3. 檢查放置結果。檢查電阻R1R8的標識符和參數。雙擊電阻彈出屬性對話框，檢查電阻的標識符和參數是否符合要求

10、。 4. 添加文字說明。由于電阻R1R8標識符和參數都隱藏了，為了方便工程人員讀圖，對電阻R1R8添加文字說明，選擇實用工具中的文字工具按【Tab】鍵彈出屬性對話框,完成后的效果文字工具屬性對話框 添加文字說明提示：提示：粘貼隊列可以快速放置較多相同的元件，但對于初學者而言，操作較麻煩，如果暫時不會，可以采用原來的方法逐個放置。4.4 4.4 繪制并放置自制元件繪制并放置自制元件4.4.1 4.4.1 繪制數碼管繪制數碼管參考項目三任務二，自制圖紙中的數碼管原理圖元件。提示：提示：或者將原自制數碼管原理圖元件的庫文件添加到本項目中。具體方法為：選中本項目“單片機數碼管顯示電路.PRJPCB”，

11、右鍵彈出浮動菜單，選擇【追加已有的文件到項目中】，在彈出的打開文件對話框中選中項目三中已經建立的“自制原理圖庫.Schlib”。4.4.2 放置自制元件放置自制元件 有二種方法可以將已經制作好的原理圖元件放置到圖紙上：1. 通過庫編輯面板放置如圖所示，點擊【放置】按鈕，編輯器自動轉到原理圖圖紙，并在光標處帶出自制的數碼管原理圖元件，如下頁圖所示，點擊鼠標即可放置到圖紙上。通過庫編輯面板放置自制元件放置數碼管元件2. 通過元件庫放置自制好數碼管原理圖元件并保存后，此時在元件庫中就有了自己制作的元件庫，如圖所示，可以像使用DXP自帶元件庫一樣，雙擊數碼管元件可以將其從庫中取出并放置到圖紙中。元件庫

12、中自制的元件4.4.3 更新自制元件更新自制元件當自制元件已經放置到圖紙中，但后來發現元件繪制錯誤，在對原來繪制的元件進行修改后，必須更新原理圖中已經放置的元件。下面以將數碼管的小數點由實心改為空心為例，講解具體操作步驟。1. 打開自制的原理圖庫文件，如圖所示。打開自制的原理圖庫文件2. 對數碼管進行修改雙擊小數點圓心，由于該處有二個對象，一個是數碼管矩形框（Rectangle），一個是小數點橢圓（Ellipse），因此出現多對象選擇對話框，如圖所示，選擇【Ellipse】 多對象選擇對話框 橢圓參數對話框彈出橢圓參數對話框，如圖所示，為了將小數點由實心改為空心，將【畫實心】前復選框不選中，同

13、時將【邊緣寬】欄改為【Medium】中等小數點修改為空心點擊【確定】按鈕后，數碼管小數點變為空心，如圖所示。3. 保存修改結果 4. 更新原理圖執行菜單命令【工具】/【更新原理圖】，出現如圖所示的更新原理圖對話框，提示圖紙中將有2個元件被更新，點擊【OK】按鈕，即可將圖紙中的數碼管全部進行更新。更新原理圖對話框4.5 4.5 添加網絡標簽和繪制總線添加網絡標簽和繪制總線4.5.1 添加網絡標簽添加網絡標簽網絡標簽用來表示圖紙中本該相連的導線，相同網絡標簽的不同導線表示電氣上是連接在一起的，如下頁圖所示。下面以添加圖中網絡標簽P26、P27為例，講解具體的操作方法。由于網絡標簽表示導線連接在一起

14、，因此其具有電氣特性，必須使用配線工具中的網絡標簽工具 同時注意網絡標簽必須添加在其代表的導線上。紅色細波浪紅色細波浪線線圖4.18 相同網絡標簽表示導線連接在一起 提示提示：細心的讀者可能會發現上頁圖中單片機80C31元件右邊有紅色的細波浪線，表示該元件屬性設置有錯誤，如沒有元件標識符或與其它元件標識符重復。 1. 繪制要添加網絡標簽的導線由于網絡標簽一定要添加在導線上，因此在添加前，必須先繪制一段導線，如下頁圖所示。不要將網絡標簽直接添加在元件引腳或導線附近的空白區域，否則網絡標簽和導線之間沒有建立起電氣聯系。2. 設置網絡標簽選擇配線工具中的網絡標簽工具， 按下鍵盤上的【Tab】鍵，彈出

15、網絡標簽屬性對話框，如圖4.20所示，在【網絡】欄輸入“P26”，可以點擊【字體】欄的【變更】按鈕。改變文字的字體和大小,點擊【確認】按鈕完成設置。3. 放置網絡標簽此時光標變為十字型，并且帶出網絡標簽“P26”，將光標移動到要添加網絡標簽的導線上，此時導線上出現黑色小十字型電氣節點，如圖所示，單擊鼠標左鍵即可放置該網絡標簽。添加網絡標簽添加完網絡標簽“P26”后，其標識符自帶更新為P27，可以繼續放置。 4. 添加另一端導線的網絡標簽 依據相同的方法，添加另一端導線的網絡標簽，完成后的效果如圖所示。添加完成的“P26”網絡標簽誤區糾正誤區糾正：有很多初學者經常誤用文字工具來添加網絡標簽。導致

16、原理圖表面看上去和原圖一致，但由于文字工具屬于實用工具，不具有電氣特性，使導線沒有連接在一起，導致后面的PCB板制作錯誤。4.5.2 4.5.2 繪制總線繪制總線單純的網絡標簽雖然可以表示圖紙中相連的導線，但是由于連接位置的隨意性，給工程人員分析圖紙，查找相同的網絡標簽帶來一定困難。如果需連接的一組導線雖然距離較長，數量較多，但具有相同的電氣特性，此時采用總線的方式可以增加識圖的方便直觀性，因為此時同一組的網絡標簽全部位于該總線上，縮小了查看的范圍?？偩€代表的是具有相同電氣特性的一組導線，因此它不是單獨的一根普通導線，它以總線入口引出各條分導線，而以網絡標簽來標識和區分各分導線，具有相同網絡標

17、簽的分導線是同一根導線，如下頁圖所示，因此，總線和總線入口、網絡標簽密不可分，下面介紹總線的繪制方法。總線入口總線入口總線總線網絡標號網絡標號總線、總線入口和網絡標簽1. 繪制分導線因為要添加網絡標簽標識各分導線，在添加各網絡標簽前，最好先繪制好各分導線，如圖所示。繪制各分導線2. 放置總線入口總線中各分導線的引出必須使用專用的總線入口工具繪制，不能將分導線直接連接于總線上。選擇配線工具中的繪制總線入口工具 將彈出十字光標，并帶出總線入口，如下頁圖所示，將光標靠近分導線，同時可以按鍵盤上的【空格】鍵調節總線入口的方向。當和分導線的端點接觸并出現十字型電氣節點時，表示連接正常，單擊鼠標左鍵即可放

18、置一個總線入口。放置總線入口放置完一個總線入口后，仍處于總線入口的放置狀態，可以繼續放置，放置好后單擊鼠標右鍵結束放置狀態。 3. 添加網絡標簽選擇配線工具中的工具，為各分導線添加網絡標簽，如圖所示。 為各分導線添加網絡標簽4. 繪制總線在完成了以上步驟后，接下來就可繪制總線了，選擇配線工具中的繪制總線工具出現十字光標，靠近總線入口，出現電氣節點，表示接觸良好，單擊鼠標左鍵即可繪制總線，總線的繪制方法和導線基本相同，如圖所示。繪制總線提示：提示：總線繪制過程中，在拐角處可以按【Shift】+【空格】鍵轉換拐角類型。5. 根據相同的方法，將總線的其余部分繪制完成。4.6 4.6 生成元件報表清單

19、生成元件報表清單對于比較復雜的設計項目而言，元件數量較多，種類繁雜，即使同類型的元件，封裝可能也不相同，如果憑人工統計，很難將項目中用到的所有元件統計正確，為了更好的安裝、購買元件，利用DXP提供的報表功能可以輕松地生成元件報表清單。下面以本項目原理圖元件報表清單為例，講解元件報表清單的生產方法。1. 打開元器件列表對話框。打開原理圖文件，執行菜單命令【報告】/【Bill of Materials】,彈出如下頁圖所示的元器件列表對話框。 默認情況下，元件列表將項目中的所有元件的【Discription】元件描述、【Designator】元件標識符、【Footprint】封裝名稱、【LibRef

20、】原理圖元件名稱、【Quantity】元件數量幾項按順序列出，如圖4.28所示。 元器件列表對話框2. 更改要顯示的列信息在左邊的【其它列】欄可以通過每項后面的復選框來更改報表中要顯示的項目。如為了便于元件購買，可以添加【Comment】元件型號、【Value】元件參數項目。 添加【Comment】和【Value】項3. 生成元件報表清單單擊元器件列表對話框中的【報告】按鈕，可以生成如下頁圖所示的元件報表清單。元件報表清單在元件報表清單中點擊【打印】按鈕，就可以打印出元件報表清單。點擊【輸出】按鈕可以彈出導出元件報表清單對話框，如圖所示，可以在【保存類型】中選定保存文件的類型，常用的如（*.x

21、ls）和（*.pdf）等。 導出元件報表清單4.7 4.7 打印原理圖文件打印原理圖文件1. 打印預覽當原理圖文件設計完成后， DXP可以方便的將原理圖打印出來。執行菜單命令【文件】/【打印預覽】將彈出打印預覽對話框，可以預覽和設置原理圖的打印效果，如下頁圖所示。原理圖打印預覽對話框2. 設置紙張在圖紙中心單擊鼠標右鍵，將彈出如圖4.33所示的浮動菜單，主要子菜單項的含義如下?！緩椭啤浚簭椭茍D紙?！据敵鰣D元文件】：即以圖片形式導出原理圖。 【打印】：打印原理圖?！敬蛴≡O定】：設置打印機。設置紙張 【頁面設置】:執行該菜單命令，將彈出如圖所示設置紙張對話框，可以在【尺寸】欄中設置紙張的大小，在其

22、下方選擇圖紙的方向，在【刻度模式】比例模式欄最好采用默認項【Fit Document On Page】，將自動調整原理圖比例使其適合于紙張大小，否則，用戶還需在其下方設置比例大小。還可在【彩色組】設置框中選擇原理圖的輸出模式。3. 設置打印機和打印點擊【打印】按鈕可以彈出如圖所示的打印設置對話框，可以進一步設置打印參數，設置好后點擊【確認】按鈕開始打印。 設置打印參數上機實訓：繪制上機實訓：繪制U U盤原理圖盤原理圖1. 1. 上機任務上機任務U盤的整體電路圖如下頁圖所示，分析該原理圖可知，該電路主要由U盤控制器U2（IC1114）和存儲器U3（三星K9F0BDUDB）組成，而電壓轉換器U1完

23、成將電腦提供的VUSB電壓轉換為VCC電壓。Vi n1GND2C o n t3NDI S4Vo u t5AT 1 2 0 1U11 0 u FC 1 20 . 1 u FC 1 34 . 7 u FC 1 40 . 0 1 u FC 1 5VUS BVC C1324US B C ONNJ 1VC CVUS B0R 11 . 5 KR 20R 2 6S D A2 4R 32 4R 43 3 p FC 1 63 3 p FC 1 7V C C F1V S S2R S T3V C C F4V S S F5T M 16T M 27P B 48X _ IN T R Q9P C 01 0P B 51 1P

24、 3 11 2P 3 21 3X_ A01 4X_ A11 5P C 11 6X_ R DN1 7X_ WR N1 8P 4 61 9P 1 42 0P 4 72 1P 3 02 2P A_ WE2 3P C 22 4P C 32 5P B 62 6V D D2 7P 3 72 8P B 72 9P 3 53 0P 4 53 1V D D3 2V S S3 3P C 43 4P 3 63 5P C 53 6DP L US3 7DMI NUS3 8VDDP3 9VS S P4 0F I L T E R4 1VS S P4 2VDDP4 3P C 64 4XT AL 14 5XT AL 24 6X

25、_ C S 04 7P C 74 8I C 1 1 1 4U28 2 0 p FC 1 8VC CS M D 6121 2 MY11 0 p FC 1 91 0 p FC 2 01 . 2 MR 6S M D 78 . 2 KR 1 21 KR 1 81 KR 1 91 KR 1 11 0 u FC 2 1VC CVC CS M D 0S M -R ES C L12L E D1T M5S M D 1S M D 2P 1 1S DAS M- AL ES M- E N1S M- R DYS M D 3S M -W RV C CT M 4S M -W PP 3 5S M -C L RV C CG N DS M D 4T M 3S M D 51 KR 2 1VC CVC C1 KR 2 0VC CK9 F 0 B DUDBNC1NC2NC3NC4NC5S E6R / B7R E8C E9NC1 0NC1 1VC C1 2VS S1 3NC1 4NC1 5C L E1 6AL E1 7WE1 8WP1 9NC2 0NC2 1NC2 2NC2 3NC2 4NC2 5NC2 6NC2 7NC2 8I / O02 9I / O13 0I / O23 1I / O33 2NC3 3NC3 4NC3 5VS S3 6VC