电子CAD技能实训4

主讲教师：余宏生湖北理工学院技能训练4设计电路原理图要求1.熟悉绘制电路原理图的工具。2.掌握绘制电路原理图的一般步骤和方法。3.掌握设计电路原理图时元件布局的基本原则和方法。4.掌握对电路原理图进行编译、检错和修改的基本方法。在设计电路原理图，电路原理图的正确性是设计电路原理图最基本的要求。其次，设计电路原理图要力求布局合理，美观简洁，这样可以便于读图以及查找、纠正错误。本训练首先简单介绍了电路原理图的设计过程，然后通过一个简单的原理图绘制实例，学习放置元件并进行元件布局、放置导线、放置和编辑输入输出端口、放置电源与接地端口等基本操作，学习对原理图进行编译、检错和修改的基本方法。前言绘制简单电路原理图的一般步骤如下。电路原理图的设计过程（1）原理图设计环境的设置。它包括工具栏的设置、原理图元件库的装载、图纸的设置以及屏幕分辨率的设置。（2）放置元件并对元件进行布局。（3）线路连接。（4）放置和编辑电路中的其他部件，如输入输出端口、节点、电源和接地符号等。（5）电气规则检查（ERC）的设置和对电路原理图进行编译、检错和修改。（6）保存原理图文件和项目文件。下面通过+5V直流稳压电路原理图这个设计实例，介绍设计电路原理图的各种工具的使用方法、各种命令的使用方法以及各种功能设置等。电路原理图的设计实例设计原理图所需元件的标识符和属性名称（库参考）标识符值或注释描述CapC30.1FCapacitorCapC40.1FCapacitorCapPol2C2220F/16VPolarizedCapacitor(Radial)CapPol2C1220F/16VPolarizedCapacitor(Radial)VoltRegVR17805VoltageRegulatorDiode1N4001D11N40011AmpGeneralPurposeRectifierDiode1N4001D21N40011AmpGeneralPurposeRectifierDiode1N4001D31N40011AmpGeneralPurposeRectifierDiode1N4001D41N40011AmpGeneralPurposeRectifierTransCup1T112VDCTransformer(CoupledInductorModel)在附录二中列出了常用的元件及其所在元件库。建议在绘制原理图之前，首先熟悉这些常用元件。+5V直流稳压电路原理图电路原理图的实例设计过程一、原理图设计环境的设置（1）将屏幕分辨率设置为“1280×1024像素”。（2）启动Protel2004，创建设计工作区Workspace1，在工作区中创建项目文件PCB_Project1，在该项目中创建原理图文件Sheet1.SchDoc，启动原理图设计编辑器。（3）打开状态栏和命令栏，打开主工具栏、配线工具栏、实用工具栏。（4）装载原理图元件库“MiscellaneousDevices.IntLib”。（5）将图纸尺寸设置为标准图纸A4，图纸方向为横向，图纸标题块设置为“Standard”形式。图纸颜色、可见栅格、捕捉栅格和电气栅格均为默认设置。将网格设置为线状网格，光标设置为90°小光标，系统字体为默认设置。电路原理图的实例设计过程二、放置元件元件是原理图中的主要组成部分。启动放置元件命令有下述4种方法。方法一：右键单击，在弹出的快捷菜单中选择“放置元件”命令。方法二：执行菜单命令“放置→元件”。方法三：使用配线工具栏中的命令。方法四：单击元件库面板中的“Place××”按钮或在元件库面板中双击所要放置的元件电路原理图的实例设计过程三、元件布局与线路连接（1）按照上述方法逐一将原理图中的各个元件放置在图纸上，如图所示。电路原理图的实例设计过程三、元件布局与线路连接在元件放置的过程中，有以下两点值得注意。①如果在同一张原理图上有多个相同的元件，它们的序号最好是连续的。这时，应该采用放置元件的前3种方法，在连续放置元件时，元件的序号总是连续增加的。而放置单一的元件，如放置图4-1中所示的变压器（TransCup1）和稳压管（VoltReg）时，采用方法四直接放置比较简单。电路原理图的实例设计过程三、元件布局与线路连接②在放置元件前，首先确定元件所在的元件库。例如，二极管“Diode1N4001”在MiscellaneousDevices.IntLib元件库中，先在元件库面板中选择MiscellaneousDevices.IntLib，然后在列表中选择“Diode1N4001”。由于元件库中的元件往往很多，查找一个元件并不容易，此时可以在元件库下方空白处输入元件名的前几个字符，如“Dio”，列表中将只列出以“Dio”开头的所有元件名，这样就可以轻易找到并选择元件“Diode1N4001”了，如图所示。电路原理图的实例设计过程三、元件布局与线路连接（2）调整元件的位置。调整元件的位置主要包括元件的移动和旋转。①移动单个元件的方法。将光标移至要移动的元件上，按住鼠标左键不放，此时元件随着光标的移动而移动，如所示。将元件拖动到合适的位置后松开鼠标即可。电路原理图的实例设计过程三、元件布局与线路连接②移动多个元件的方法。首先直接将光标移动到要选择的图形区域的左上角，按住鼠标左键不放，并拖动到区域的右下角，如图（a）所示；松开鼠标左键，此时被选中元件的矩形区域的4个角上出现方形小色块，表明元件已被选中，如图（b）所示；然后用鼠标左键单击被选中元件中的任意一个，出现“”形光标，如图（c）所示，此时可拖动该组元件到合适的位置，然后松开鼠标左键即可。最后，单击原理图编辑区空白处取消选择。电路原理图的实例设计过程三、元件布局与线路连接③旋转元件的方法。选中要旋转的元件，按住鼠标左键不放，同时按空格键，每按一次，元件逆时针旋转90°，如图所示。电路原理图的实例设计过程三、元件布局与线路连接（3）元件的布局。根据原理图的图样，调整好各个元件的位置，如图所示。电路原理图的实例设计过程三、元件布局与线路连接进行元件布局时可以遵循以下原则：①根据电路原理图的结构和信号流的方向确定元件布局的顺序。②元件的布局必须考虑对称性。③元件的布局必须考虑电路的层次性。④电路布局要考虑线路的连接。电路原理图的实例设计过程三、元件布局与线路连接（4）线路连接。元件之间的线路连接是通过放置导线完成的。启动放置导线命令常用的方法有3种：一是单击鼠标右键弹出快捷菜单，执行“放置→导线”命令；二是单击配线工具栏内图标；三是执行菜单命令“放置→导线”。下面以放置导线连接如图所示D1和D2为例，说明放置导线的方法。电路原理图的实例设计过程三、元件布局与线路连接启动放置导线命令后，光标变成如图所示形状。首先将光标移到导线起点“D1”的阴极，如图所示。光标捕捉到元件“D1”的引脚后，单击鼠标左键，将光标移动到导线终点“D2”的阴极，再次单击鼠标左键，即可完成一条导线的绘制，如图所示。画完导线后，单击鼠标右键，结束放置导线状态。放置导线时，常见的错误是使用实用工具栏中的放置直线工具，而由放置直线工具连接在一起的元件之间是没有电气连接关系的。电路原理图的实例设计过程四、放置节点当原理图中导线交叉时，使用节点表示导线之间具有连接关系。在很多情况下，节点是在放置导线时由系统自动添加的。但是，有时需要根据原理图手动添加节点。执行菜单命令“放置→手工放置节点”。执行放置节点命令后，光标会由空心箭头变成“×”形，并且光标旁浮动着一个节点。这时，只要将光标置于欲放置节点的位置上，单击鼠标左键，即可完成放置节点。单击鼠标右键，可以结束放置节点。电路原理图的实例设计过程四、放置节点删除节点时，首先用鼠标左键单击选中节点，然后按键盘上的“Delete”键，即可删除该节点。在原理图空白处右键单击弹出快捷菜单，执行菜单命令“选项→原理图优先设定”，弹出“优先设定”对话框；其中“Schemetic_General”选项卡中的“选项”如图所示。导线相交时，是否自动显示节点或者是否具有电气连接关系，与“优先设定”对话框中的选项有密切关系。电路原理图的实例设计过程四、放置节点“Schemetic_Compile”选项卡中的“自动交叉”和“手工交叉连接状态”选项如图所示。建议采用默认设置。电路原理图的实例设计过程四、放置节点采用上述默认设置后，放置导线时，节点的显示状态可能出现如图（a）至图（e）所示几种情况。图（a）所示为导线“T”形相交时，系统自动在交叉处放置节点图（b）所示为两根导线横跨时，两根导线的交叉点不会放置节点，也没有电气连接关系；图（c）所示为手动放置节点后的效果；图（d）所示为元件的引脚一端与“T”形交叉点重合时的情形绘图时需要两根导线横跨而且必须具有电气连接关系，可以采取图（e）所示方法电路原理图的实例设计过程五、放置和编辑输入输出端口一个电子系统往往是由多块线路板组成的，线路板通过各种不同的电缆线连接而形成一个具有完整功能的整体。在设计电路图时，线路板之间的电气连接关系可以通过放置输入输出端口来实现。执行放置输入输出端口的命令有两种方式，一是单击连线工具栏中的图标；二是执行菜单命令“放置→端口”。执行放置输入输出端口的命令有两种方式，一是单击连线工具栏中的图标；二是执行菜单命令“放置→端口”。电路原理图的实例设计过程放置输入输出端口的步骤如下。五、放置和编辑输入输出端口（1）执行菜单命令“放置→端口”或单击连线工具栏中的图标，光标变成“”形状，并且在它上边出现一个输入输出端口的图标，如图（a）所示。（2）选定端口的位置，单击鼠标左键，移动鼠标将端口调整到合适的大小，如图（b）所示.（3）单击鼠标左键，即可完成一个端口的放置，如图（c）所示。（4）如果想继续放置另一个端口，可重复步骤（2）、（3）；如果想退出放置输入输出端口状态，单击鼠标右键即可，如图（d）所示.电路原理图的实例设计过程五、放置和编辑输入输出端口用鼠标左键双击端口弹出端口属性对话框，如图所示。采用上述方法，参考样图，在原理图中相应位置放置输入输出端口，然后对输入输出端口进行编辑。端口“HOT”和“COM”的“I/O类型”电气特性设置为“Input”，端口“+5V”和“GND”的“I/O类型”设置为“Output”。根据端口属性对话框中选项，对原理图中输入输出端口的属性进行设置。端口长度、端口边线颜色和端口文字颜色采用默认设置；端口“风格”设置为“Right”，端口名称在端口中的“排列”位置设置为“Center”，电路原理图的实例设计过程六、放置电源与接地端口一是单击配线工具栏中的图标二是执行菜单命令“放置→电源端口”；三是单击实用工具栏图标右侧的下拉按钮，在如图所示的菜单中选择不同类型的电源与接地端口。启动放置电源与接地端口的命令有3种方式电路原理图的实例设计过程六、放置电源与接地端口放置电源与接地端口的步骤如下。（1）启动放置电源与接地端口的命令。（2）将光标移动到合适的位置，单击鼠标左键即可完成放置电源与接地端口。（3）单击鼠标右键，结束放置电源与接地端口。电路原理图的实例设计过程六、放置电源与接地端口采用方式一和方式二执行放置电源与接地符号的命令时，可能放置的端口与原理图所要求的不相符，此时，可以双击端口，弹出电源端口属性对话框，在对话框中进行设置。电路原理图的实例设计过程七、编辑元件通过设置元件属性对话框，可以对元件属性进行修改。在原理图中的元件上双击鼠标左键，弹出元件属性对话框，设置元件“属性”选项，如图所示。在原理图初步绘制完成后，还有个别元件的属性必须进行修改，如图所示。按照原理图的要求，分别修改以上两个元件的属性。将变压器的“标识符”修改为“T1”，注释修改为“12VDC”，稳压器的“标识符”修改为“VR1”，注释修改为“7805”。电路原理图的实例设计过程八、修改字体大小原理图初步完成后，如果觉得原理图中元件的“标识符”、“注释”或“值”的字体偏小，与元件的大小和原理图整体的大小不匹配，可以进行设置。修改字体大小可按照下述步骤完成。电路原理图的实例