第6章 層次原理圖設計 從事原理圖設計的技術人員都有這樣的經歷，盡管可以在一張大的原理圖中畫出所有的電路，但我們仍然需要把它拆開，分成幾張圖來畫。這一方面是因為受圖紙和打印機的限制，另一方面是為了閱圖和修改的方便。層次式電路是在工作實踐中提出的，隨著計算機技術的發展而逐漸形成一種原理圖設計方法。這種方法把一張大的原理圖分成若干模塊，每個模塊在分為若干小塊，使得結構清楚，概念清晰，便于設計、修改。本章主要內容包含4節，分別是：6.1 建立層次原理圖6.2 由方塊電路產生電路圖文件6.3 完成層次原理圖繪制6.3.1 繪制數據拴鎖器.Sch 6.3.2 繪制地址解碼.Sch 6.3.3 繪制發光二極管.Sch 6.4 網絡表生成6.1 建立層次原理圖層次是電路是在工作實踐中提出的，隨著計算機技術的發展而逐漸形成的一種原理圖設計方法。這種方法把一個大的原理圖分成若干個模塊，每個模塊在分成若干個小塊，使得結構清楚，使得結構清晰，便于設計、修改。層次電路的設計方法是一種模塊化的設計方法。將系統劃分為子系統，子系統下面可劃分為若干功能模塊。設計好基本模塊，定義好模塊之間的連接關系，即可完成整個原理圖的設計。設計時，可以采用自頂向下的方法：從系統原理圖開始，逐級向下進行。也可以采用自底向上的方法：從基本模塊開始，聚集向上進行。層次是電路的概念很像文件管理樹狀結構，在實際應用時，必須是用方塊電路劃分整個電路。本章建立層次原理圖包括3個模塊：數據栓鎖器模塊、發光二極管模塊、地址解碼器模塊。下面詳細介紹繪制層次原理圖的過程，其步驟如下：（1）選擇文件/創建/項目/PCB項目，并對新建項目文件進行保存，命名為跑馬燈控制.PrjPCB。如下圖1所示。（2）選擇文件/創建/原理圖，并對新建原理圖進行保存，命名為跑馬燈控制.SchDoc，如下圖所示。（3）單擊配線公具欄中的放置圖紙符號按鈕，執行繪制方塊圖的命令。如下圖所示。（4）執行繪制方塊圖的命令之后，光標變為十子形狀，如下圖所示移動光標位置，方塊電路會隨著光標移動而移動。在此狀態下，按下TAB鍵，出現如下圖所示的放置方塊電路屬性的圖紙符號對話框。（5）設置方塊電路屬性。將圖示對話框中的文件名文本框設置為數據栓鎖器.sch，此即模塊電路原理圖的文件名。將標識符文本框定義為LATCH，此選項代表方塊電路的名稱。設置結束后單擊確認按鈕確定。此時，方塊圖變為下圖右圖所示。（6）放置好一個方塊電路后，光標仍處于方塊電路編輯狀態。用同樣的方法可編輯其他的方塊電路。如下圖所示。（7）選擇放置端口命令，繪制電路圖中的I/O端口，如下圖所示。（8）執行上述命令后，光標變成十字形狀，如下圖所示。 移動光標位置，端口電路會隨光標的移動而移動。在此狀態下，按TAB鍵，出現如圖所示的設置端口屬性對話框。將屬性名稱修改為D0，排列修改為Center，風格修改為Right。單擊圖中的I/O類型下拉列表框的三角按鈕，其選項如圖所示。I/OType選項共有Unspecified（不指定）、Output（輸出）、Input（輸入）、Bidirectional（雙向）4種。我們將此端口設為Output。 修改后點擊確定，單擊鼠標確定I/O端口放置位置，拉動鼠標確定I/O端口長度，再次單擊鼠標左鍵后確定。依此方法，依次放置D0D7 外部I/O端口，如下圖所示。（9）選擇放置圖紙入口命令放置方塊電路的內部I/O端口。如下圖所示。執行該命令后光標變成十字形狀。單擊鼠標左鍵，在十字光標下出現下圖所示端口。在此狀態下，按TAB鍵，出現設置圖紙入口屬性對話框，修改其中屬性名稱、風格及I/O類型，如下圖所示。（10）設置完單擊確認按鈕確定。（11）拖動鼠標將光標移動到相應的位置，單擊鼠標左鍵，確定放置，并依次放置D1D7端口，放置后如下圖所示。用同樣方法，我們得到如下圖所示。（12）將具有相連接的電氣關系的端口用導線和總線連接起來。結果如下圖所示6.2 由方塊電路產生電路圖文件如果由上而下建立層次式電路，應先建立方塊電路符號，再制作該方塊電路相應的電路圖。而制作電路圖時，其I/O端口符號必須和方塊電路上的I/O端口符號相對應。為了快速產生新圖形文件，并且產生相應的I/O端口，可以利用菜單提供的命令，由方塊電路符號直接產生原理圖文件的端口符號。下面詳細講解各菜單命令。（1）選擇設計/根據符號建立圖紙，如下左圖所示。 在方塊圖上方單擊鼠標左鍵，如上右圖所示。單擊后，出現下圖所示對話框，提示是否進行I/O端口的方向轉換，單擊No按鈕后，自動生成相應子圖。并可通過按鈕進行方塊圖與之圖之間的切換，切換后自動變為層次結構，如下右圖所示。 并可單擊數據栓鎖器.SchDoc文件，打開相應原理圖，原理圖中自動生成方塊圖內部I/O端口的外部連接形式I/O端口。如下圖所示。利用此方法，生成地址解碼.schdoc文件和發光二極管.schdoc文件。6.3 完成層次原理圖繪制6.3.1 繪制數據拴鎖器.Sch（1）首先放置元件74LS645，選擇元件庫瀏覽器，在元件庫中找到74LS645，雙擊放置該元件。如下圖所示。 （2）調整各I/O端口位置，當出現自動捕獲電氣節點后放置，調整后將74LS645定義為U0，并添加接地符號，最后，電路原理圖如下圖所示。6.3.2 繪制地址解碼.Sch本章5.2節通過方塊圖產生了子系統原理圖地址解碼.Sch，如下圖所示。 下面放置元件74LS133，選擇元件庫瀏覽器，在Filter欄中輸入74LS133，回車。選擇相應元件庫，當瀏覽框出現該元件時，雙擊放置該元件。如下圖所示。 同樣，選擇元件瀏覽器，在Filter欄中輸入74LS14，回車。選擇相應元件庫，當瀏覽框出現該元件時，雙擊放置該元件。如下圖所示 點擊配線工具欄放置接地，按下鍵盤TAB鍵，彈出屬性對話框如下左圖所示，將電氣屬性改為VCC接地，類型這里為Circle型，點擊OK按鈕確定。此時會在繪圖區出現圖示十字光標下拖動電源符號，單擊鼠標左鍵放置在繪圖區。調整各元件布局后。分別定義元件74LS133為U1，74LS14為U2，由于74LS14為六反相器定義其中放置的74LS14分別為一個零件的集成，使用一個零件。Part為分別為1、2、3、4、5，如下圖所示，對元件位置調整后，進行連線，連接后電路原理圖如下圖所示。 6.3.3 繪制發光二極管.schdoc前面我們通過方塊圖產生了子系統原理圖發光二極管.schdoc，如下圖所示。 下面放置元件LED發光二極管以及電阻RES2，選擇元件瀏覽器，在Filter欄中輸入LED，回車。選擇相應元件庫，當瀏覽框出現該元件時，雙擊放置該元件。同樣，選擇元件瀏覽器，在Filter欄中輸入RES2，回車。選擇相應元件庫，當瀏覽框出現該元件時，雙擊放置該元件。如下圖所示。 調整各元件布局，如下圖所示 選擇配線工具欄繪制總線按鈕，留出一個柵格的位置繪制總線分支，如下