1、主要内容,第一节 创建原理图元件库 第二节 创建多部件元件 第三节 层次原理图设计,第 四章 原理图设计提高,第一节 创建原理图元件库,【问题描述】当AD09原理图集成元件库中没有您所需要的元器件时需要自己创建新的元件。 一、原理图库、模型和集成库简介,在AD09中，原理图元器件符号是在原理图库编辑环境中创建的(.SchLib文件)。之后原理图库中的元 器件会分别使用封装库中的封装和模型库中的模型。设计者可从各元器件库放置元件，也可以将这些元器件符号库 、封装库和模型文件编译成集成库(.IntLib文件)。在集成库中的元器件不仅具有原理图中代表元件的符号，还集 成了相应的功能模块，如Foot
2、Print封装、电路仿真模块 、信号完整性分析模块等。 集成库是通过分离的原理图库、PCB封装库等编译生成的 。在集成库中的元器件不能够被修改，如要修改元器件可以在分离的库中编辑然后再进行编译产生新的集成库即可 。,AD09的集成库文件位于软件安装路径下的 Library文件夹中，它提供了大量的元器件模型（大约 80000个符合ISO规范的元器件）。设计者可以打开一个集 成库文件，执行Extract Sources命令从集成库中提取出 库的源文件，在库的源文件中可以对元器件进行编辑。,库文件包（.LibPkg文件）是集成库文件的基础，它将生成集成库所需的那些分立的原理图库、封装库和模型文件有机
3、地结合在一起。库文件包（.LibPkg文件）编译生成集成库(.IntLib文件）,二、创建新的库文件包和原理图库设计者创建元件之前，需要创建一个新的原理图库来保存设计内容。这个新创建的原理图库可以是分立的库，与之关联的模型文件也是分立的。另一种方法是创建一个可被用来结合相关的库文件编译生成集成库的原理图库。使用该方法需要先建立一个库文件包，库文件包（.LibPkg文件）是集成库文件的基础，它将生成集成库所需的那些分立的原理图库、封装库和模型文件有机地结合在一起。,1. 新建一个集成库文件包和空白原理图库步骤 执行 File New Project Integrated Library命令，Pr
4、ojects面板将显示新建的库文件包，默认名为Integrated_Libraryl.LibPkg。 在Projects面板上右击库文件包名，在弹出菜单上单击Save Project As命令，在弹出的对话框中使用浏览功能选定适当的路径，然后输人名称New Integrated_ Library1.LibPkg，单击Save按钮。注意如果不输人后缀名的话，系统会自动添加默认名。 添加空白原理图库文件。执行File New Library Schematic Library命令，Projects面板将显示新建的原理图库文件，默认名为Schlibl.SchLib。自动进入电路图新元件的编辑界面，如
5、图所示。,原理图库新元件的编辑界面,单击FileSave As命令，将库文件保存为New Schlibl.SchLib。 单击View Workspace Panels SCH Library打开原理图库元器件编辑器（SCH Library）面板，如图所示。,元件库管理面板,2. 打开元件库管理面板,元器件（Components）区域 Components区域用于对当前元器件库中的元件进行管理。对元件进行放置、添加、删除和编辑等工作。新建的原理图元件库，其中只包含一个新的名称为Component_l的元件。Components区域上方的空白区域用于设置元器件过滤项，在其中输人需要查找的元器件起
6、始字母或者数字，在Components区域便显示相应的元器件。 Place按钮将Componens区域中所选择的元器件放置到一个处于激活状态的原理图中。如果当前工作区没有任何原理图打开，则建立一个新的原理图文件，然后将选择的元器件放置到这个新的原理图文件中。 Add按钮可以在当前库文件中添加一个新的元件。 Delete按钮可以删除当前元器件库中所选择的元件。 Edit按钮可以编辑当前元器件库中所选择的元件。单击此按钮，屏幕将弹出如图所示的元件属性设置窗口，可以对该元件的各种参数进行设置。,别名（Aliases）区域 在Components区域中所选择元件的别名。单击Add，可为Componen
7、ts区域中所选中的元件添加一个新的别名。 单击Delete，可以删除在Aliases区域中所选择的别名。单击Edit，可以编辑Aliases区域中所选择的别名。 引脚（Pins）信息框Pins信息框显示在Component区域中所选择元件的引脚信息，包括引脚的序号、引脚名称和引脚类型等相关信息。 单击Add，可以为元件添加引脚。单击Delete，可以删除在Pins区域中所选择的引脚。 模型（Model）信息框 设计者可以在Model信息框中为Components区域中所选择元件添加PCB封装(PCB Footprint)模型、仿真模型和信号完整性分析模型等。,三、创建新的原理图元件方法之一在已
8、打开库中执行Tools New Component命令新建一个原理图元件。由于新建的库文件中通常已包含一个空的元件，一般只需要将Component_1重命名就可开始对第一个元件进行设计。 【示例】以AT89C2051单片机为例介绍新元件的创建步骤 【第一步】在SCH Library面板上的Components列表中选中Component_1选项，执行Tools Rename Component命令，弹出重命名元件对话框输入一个新的、可唯一标识该元件的名称，如AT89C2051，并单击“确定”。同时显示一张中心位置有一个巨大十字准线的空元件图纸以供编辑。,如有必要，执行EditJumpOrigi
9、n命令（快捷键J，O），将设计图纸的原点定位到设计窗口的中心位置。检查窗口左下角的状态栏，确认光标已移动到原点位置。新的元件将在原点周围上生成，此时可看到在图纸中心有一个十字准线。设计者应该在原点附近创建新的元件，因为在以后放置该元件时，系统会根据原点附近的电气热点定位该元件。 执行Tools Document Options 命令（快捷键T，D），弹出Library Editor Workspace对话框。可在“Library Editor Workspace”对话框设置单位、捕获网格(Snap)和可视网格(Visible)等参数 。,在对话框设置单位 和其他图纸属性,【第二步】定义元件主体
10、 在第4象限画矩形框（1000*1400mil）；执行PlaceRectangle命令，此时鼠标箭头变为十字光标，并带有一个矩形的形状。在图纸中移动十字光标到坐标原点（0，0），单击鼠标左键确定矩形的一个顶点，然后继续移动十字光标到另一位置(100,-140)，单击鼠标左键，确定矩形的另一个顶点，这时矩形放置完毕。十字光标仍然带有矩形的形状，可以继续绘制其他矩形。,【第三步】为元件添加引脚 单击PlacePin命令（快捷键P，P）光标处浮现引脚，带电气属性。 放置之前，按Tab键打开Pin ProPerties对话框，如图所示。如果设计者在放置引脚之前先设置好各项参数，则放置引脚时，这些参数成
11、为默认参数，连续放置引脚时，引脚的编号和引脚名称中的数字会自动增加。 在Pin Properties对话框中,Display Name文本框输人引脚的名字：P3.0(RXD)，在Designator文本框中输人唯一（不重复）的引脚编号：2，此外，如果设计者想在放置元件时，引脚名和标识符可见，则需选中Visible复选框。,引脚属性设置对话框,设置Electrical Type栏 在Electrical Type栏，从下拉列表中设置引脚的电气类型。该参数可用于在原理图设计图纸中编译项目或分析原理图文档时检查电气连接是否错误。如果是VCC或GND引脚的Electrical Type设置成Power
12、。 Electrical Type包括八项 Input 输入引脚 I/O 双向引脚 Output 输出引脚 Open Collector 集电极开路引脚 Passive 无源引脚(如电阻、电容引脚) HiZ 高阻引脚 Emitter 射击输出 Power 电源（VCC或GND）,Symbols 引脚符号设置域 Inside 元器件轮廓的内部 Inside Edge 元器件轮廓边沿的内侧 Outside Edge 元器件轮廓边沿的外侧 Outside 元器件轮廓的外部每一项里面的设置根据需要选定。 Graphical 引脚图形（形状）设置Location X Y 引脚位置坐标X、YLength
13、引脚长度Orientation 引脚的方向 z Color 引脚的颜色,引脚旋转与移动当引脚悬浮在光标上时，设计者可按Space以900间隔逐级增加来旋转引脚。记住，引脚只有其末端具有电气属性也称热点（Hot End），也就是在绘制原理图时，只有通过热点与其它元件的引脚连接。不具有电气属性的另一末端毗邻该引脚的名字字符。 在图纸中移动十字光标，在适当的位置单击鼠标左键，就可放置元器件的第一个引脚。此时鼠标箭头仍保持为十字光标，可以在适当位置继续放置元件引脚。 用鼠标选中要移动的引脚，把光标移到要放置引脚的位置，释放鼠标，即可实现引脚的移动。,【第四步】继续添加引脚 继续添加元件剩余引脚，确保引
14、脚名、编号、符号和电气属性是正确的。注意：引脚6（P3.2）、引脚7(P3.3)的Outside Edge (元器件轮廓边沿的外侧)处：选择“Dot”。放置了所有需要的引脚之后，单击鼠标右键，退出放置引脚的工作状态。放置完所有引脚的元件如图所示。,新建元件AT89C2051,【第四步】保存完成绘制后，单击FileSave命令保存建好的元件 【添加引脚注意事项】放置元件引脚后，若想改变或设置其属性，可双击该引脚或在SCH Library面板Pins列表中双击引脚，打开Pin Properties对话框。如果想一次多改几个引脚的属性，按住Shift键，依次选定每个引脚，再按F11键显示Inspec
15、tor面板,就可在该面板中编辑多个引脚。在字母后使用（反斜线符号）表示引脚名中该字母带有上划线，如INT0将显示为“INT0”。 若希望隐藏电源和接地引脚，可选中Hide复选框。当这些引脚被隐藏时，系统将按Connect To区的设置将它们连接到电源和接地网络。 选择View Show Hidden Pins命令，可查看隐藏引脚；不选择该命令，隐藏引脚的名称和编号。 设计者可在Component Pin Editor对话框中直接编辑若干引脚属性。在Library Component Properties对话框中，单击左下角的Edit Pins按钮打开Component Pin Editor对话
16、框如图所示。,对于多部件的元件，被选中部件的引脚在Component Pin Editor 对话框中将以白色背景方式加以突出，而其他部件的引脚为灰色。但设计者仍可以直接选中那些当前未被选中部件的引脚，单击Edit按钮打开PinProPerties对话框进行编辑。,【第五步】设置原理图器件的属性 打开原理图器件属性面板在SCH Library面板的Components列表中选择元件，单击Edit或双击元件名，打开对话框，如图所示。,原理图器件 属性面板,在Default Designator处设置为“U？”。以便在原理图设计中放置元件时，自动放置元件的标识 符。如果放置元件之前已经定义好了其标识
17、符（按 Tab键进行编辑），则标识符中的“？”将使标识符 数字在连续放置元件时自动递增，如U1，U2。 在Comment处输人注释内容，如 AT89C2051，该注释会在元件放置到原理图设计图 纸上时显示。该功能需要选中Comment区的Visible复选框。如果Comment栏是空白的话，放置时系统 使用默认的Library Reference。 在Description区输人描述字符串。如对于单片 机可输入：单片机AT89C2051，该字符会在库搜索 时会显示在Libraries面板上。 根据需要设置其他参数。,四、创建新的原理图元件方法之二【问题描述】有时设计者需要的元件在AD09提供的
18、库文件中可以找到，但他提供的元件图形不满足设计者的需要，这时可以把该元件复制到自己建的库里面，然后对该元件进行修改，以满足需要。 【示例】从其它库查找并复制数码管DPY Blue-CA,【第一步】在库文件中查找元件 打开Libraries库面板在Libraries库面板中，单击Search按钮，弹出Libraries Search对话框如图所示。,设置Filters参数选择Field选项区域。在Field处，选择Name；在 Operator处选择contains；在Value处输入数码管 的名字：*DPY* (*匹配所有的字符)。 设置Scope选项区域在Search in处：选择Compo
19、nents，选中单选按钮Libraries on Path，并设置Path为AD09安装目录下的Library文件夹，同时确认选中了Include Subdirectories复选框。 开始查找单击Search按钮，查找的结果如图所示。,找到的数码管,【第二步】从其它库中复制元件从其它已打开的原理图库中复制元件到当前原理图库，然后根据需要对元件属性进行修改。如果该元件在集成库中，则需要先打开集成库文件。 单击File Open命令，弹出选择打开文档对话框，找到AD09的库安装文件夹，选择数码管所在集成库文件：Miscellaneous Devices.IntLib，单击“打开”按钮。,弹出Ex
20、tract Sources or Install（抽取源库文件或安装）的对话框，选择Extract Sources按钮，释放的库文件如图所示。,释放集成库或安装集成库,释放的集成库,在Projects面板打开该源库文件（Miscellaneous Devices.Schlib），鼠标双击该文件名。 在SCH Library面板Components列表中选择想复制的元件，该元件将显示在设计窗口中(如果SCH Library面板没有显示，可按窗口底部SCH按钮，弹出上拉菜单选择SCH Library)。 执行Tools Copy Components命令将弹出Destination Library
21、目标库对话框如图所示。,复制元件到目标库的库文件,选择想复制元件到目标库的库文件，如图所示，单击OK按钮，元件将被复制到目标库文档中（元件可从当前库中复制到任一个已打开的库中）。 设计者可以通过SCH Library面板一次复制一个或多个元件到目标库，按住Ctrl键单击元件名可以离散地选中多个元件或按住Shift键单击元件名可以连续地选中多个元件，保持选中状态并右击在弹出的菜单中选择Copy选项；打开目标文件库，选择SCH Library面板，右击Components列表，在弹出的菜单中选择Paste即可将选中的多个元件复制到目标库。,【第三步】修改元器件把数码管改成需要的形状 选择黄色的矩形
22、框，把他改成左上角坐标（0，0），右下角坐标（90，-70）的矩形框。 移动引脚a-g、dp到顶部，选中引脚时，按TAB键，可编辑引脚的属性，按Space键可按以900间隔逐级增加来旋转引脚，把引脚移到图所示的位置。,改动中间的8字。AD09状态显示条（底端左边位置）会显示当前网格信息，按G键可以在定义好的3种网格（10、50、100）设置中轮流切换，本例中设置网格值（Grid）为10。选中要移动的线段，按鼠标右键弹出下拉菜单选择剪切(Cut)，把它粘贴到需要的地方即可。 小数点的画法：执行PlaceEllipse命令，按TAB键，可编辑椭圆的属性如图，设置好后，按OK键，光标处悬浮椭圆轮廓，
23、首先用鼠标在需要的位置定圆心，再定X方向的半径，最后定Y方向的半径，即可画好小数点。,设置Line的属性,设置Ellipse的属性,第二节 创建多部件元件,【问题描述】 器件中包含多个独立的功能模块，此时将该器件描述成独立功能部件，比将其描述成单一模型更方便实用。例如如2输入四与门芯片74LS08,一、创建多部件元件的步骤 1. 打开New Component Name对话框在SCH Library库面板，单击Components列表处的Add按钮，弹出New Component Name对话框。 2. 创建新的元件在New Component Name对话框内，输人新元件名称：74LS08，
24、单击OK按钮。 3. 绘制第一个模块的轮廓用绘图工具，绘制出第一个模块的外形轮廓。可用Place line命令和Place Arc命令绘制出74LS08第一个模块的外形轮廓如图所示。,74LS08第一个模块的外形轮廓,4.为第一个模块添加引脚可用Place Pin命令为第一个模块添加相应的引脚，如图所示。,5. 建立元件其余模块 选择第一个绘制好的模块，执行执行EditCopy命令，然后执行ToolsNew Part命令显示空白元件页面，单击元件名左侧“”标识，将看到SCH Library面板元件部件计数被更新，包括Part A和 Part B两个部件，如图所示。,添加引脚完成74LS08第一
25、个模块的绘制,选择Part B,执行Edit Paste命令光标处将显示元件部件轮廓，以原点（黑色十字准线为原点）为参考点，将其作为部件B放置在页面的对应位置，如果位置没对应好可以移动部件调整位置。 重复前面的过程生成模块C和模块D。 将部件B、从C、D模块的引脚编号逐个进行修改，并保存库文件。,5. 添加电源引脚 点击部件A，添加VCC（Pin14）和GND（Pin7）引脚，将其Part Number属性设置为0，Electrical Type设置为Power，Hide状态设置为hidden，Connect to分别设置为VCC和GND。 从菜单栏中执行View Show Hidden Pi
26、ns命令以显示隐藏目标，则能看到完整的元件部件如图所示，注意检查电源引脚是否在每一个部件中都有。,显示出隐藏电源引脚的模块A,6.设置元件属性在SCH Library面板Components列表中选中目标元件后，单击Edit按钮进入设置元件属性对话框，设置Default Designator为“U？”，Description为2输入四与门， 7. 添加封装并在Models列表中添加名为DIP14的封装。 8. 保存设计执行File Save命令保存该元件。 9. 检查元件并生成报表对建立一个新元件是否成功进行检查，会生成3个报表，生成报表之前需确认已经对库文件进行了保存。,二、设置元件规则检查
27、器生成检查报表元件规则检查器会检查出引脚重复定义或者丢失等错误，步骤如下所示。 执行Reports Component Rule Check命令（快捷键：R，R），显示Library Component Rule Check对话框。 设置想要检查的各项属性，单击OK按钮，将在Text Editor中生成 .err 文件，里面列出了所有违反了规则的元件。 如果需要，对原理图库进行修改，重复上述步骤。 保存原理图库。,三、生成元件报表生成包含当前元件可用信息的元件报表的步骤如下所示。 执行ReportsComponent命令 系统显示Librarynamecmp报表文件，里面包含了元件各个部分及引
28、脚细节信息。 四、生成库报表为库里面所有元件生成完整报表的步骤如下。 执行ReportsLibrary Report命令。 在弹出的Library Report Settings对话框中配置报表各设置选项，报表文件可用Microsoft Word软件或网页浏览器打开，并取决于选择的格式。该报告列出了库内所有元件的信息。,第三节 层次原理图设计,【问题描述】对于一个庞大和复杂的电子项目的设计系统，最好的设计方式是在设计时应尽量将其按功能分解成相对独立的模块进行设计，这样的设计方法会使电路描述的各个部分功能更加清晰。同时还可以将各独立部分分配给多个工程人员，让他们独立完成，这样可以大大缩短开发周期
29、，提高模块电路的复用性和加快设计速度。【AD09解决方案】 层次原理图设计方法所谓层次化设计，是指将一个复杂的设计任务分派成一系列有层次结构的、相对简单的电路设计任务。这样做还有一个好处，就是每张图纸不是很大，可以用小规格的打印机来打印图纸（如A4图纸）。,一、 AD09的层次结构,电机驱动电路原理图（图纸幅面A3）,自上而下设计方法首先对系统最上层进行模块划分，设计包含子图符号的父图（方块图），标示系统最上层模块（方块图）之间的电路连接关系，接下来分别对系统模块图中的各功能模块进行详细设计，分别细化各个功能模块的电路实现（子图）。自顶向下的设计方法适用于较复杂的电路设计。 自下而上设计方法预
30、先设计各子模块（子图），接着创建一个父图（模块或方块图），将各个子模块连接起来，成为功能更强大的上层模块，完成一个层次的设计，经过多个层次的设计后，直至满足项目要求。 【关键问题】 正确地传递各层次之间的信号。,二、自上而下设计方法,1建立一个项目文件 2建立顶层电路图（如：Main_top.SchDoc） 3. 放置方块图（Sheet Symbol）顶层电路图一般用来放置方块图，每个方块图对应一个子图。放置方块图的方法： 主菜单中选择“Place”“Sheet Symbol”命令。 单击键盘上的“Tab”键，打开 “Sheet Symbol”对话框。修改方块图的属性 在原理图上合适位置单击鼠
31、标左键，确定方块图符号的一个顶角位置，然后拖动鼠标，调整方块图符号的大小，确定后再单击鼠标左键，在原理图上插入方块图符号。,Sheet Symbol 属性修改对话框,放置两个方块图符号后的上层原理图,布置完端口后的上层原理图,5. 方块图之间的连线把方块图看成是一个器件，连线方法与画原理图一致。,连接好线的上层方块图,6. 由方块图生成电路原理子图 执行Design Create Sheet From Sheet Symbol 命令。 单击“隔离部分”方块图符号，系统自动在“层次原理图设计.PrjPCB”项目中新建一个名为“隔离部分.SchDoc”的原理图文件，并置于顶层原理图文件下层，并在原
32、理图文件“隔离部分.SchDoc ”中自动布置了对应的端口，端口中的名字与方块图中的一致。,加入子图后的 文件结构图,隔离部分原理图中自动生成的端口,驱动部分原理图中自动生成的端口,7. 绘制各子图的原理图,隔离部分原理图.SchDoc,驱动部分原理图.SchDoc,8. 保存设计文件 执行 File Save All命令，将新建的3个原理图文件和按照其原名保存。 【注意】在用层次原理图方法绘制电路原理图中，系统总图中每个模块的方块图中都给出了一个或多个表示连接关系的电路端口，这些端口在下一层电路原理图中也有相对应的同名端口，它们表示信号的传输方向也一致。AD09使用这种表示连接关系的方式构建
33、了层次原理图的总体结构，层次原理图可以进行多层嵌套。,9、层次原理图的切换 上层（方块图）下层（子原理图）的切换在工具栏按层次切换工具按钮“ ”或执行Tools Up/Down Hierarchy光标变成“十”字形，选中某一方块图，单击鼠标左键即可进入下一层原理图。 下层（子原理图）上层（方块图）的切换在工具栏按层次切换工具按钮“ ”或执行Tools Up/Down Hierarchy光标变成“十”字形，将光标移动到子电路图中的某一个连接端口并单击鼠标左键即可回到上层方块图。 注意：一定要用鼠标左键单击原理图中的连接端口，否则回不到上一层图。,三、自下而上设计方法 1.完成各个子电路图并放置相
34、互连接的端口例如：完成sub3.schdoc、sub4.schdoc、sub5.schdoc、Sub6.SchDoc子电路的设计。,sub3.schdoc,Sub4.SchDoc,sub5.schdoc,Sub6.SchDoc,2. 自下而上产生上层方块图 创建顶层电路图文档 方法：执行File New Schematic 命令创建顶层文档“Main_top.SchDoc”。 打开顶层电路图文档 方法单击“Projects”工作面板中“Main_top.SchDoc”文件的名称，在工作区打开该文件。注意：一定要打开该文件。 创建方块图并放置在顶层电路图文档 方法：执行Design Creat
35、Sheet Symbol From Sheet or HDL命令，打开 “Choose Document to Place”对话框，选择相应的子电路图产生对应的方块图，点击OK。选择合适的位置放置方块图。,Choose Document to Place对话框,Sub3对应的 方块图符号,创建其余的方块图并放置在顶层电路图文档重复前面的步骤，放置sub4、sub5、Sub6 子电路的方块图。,放置好的 上层方块图,3. 顶层图连线把方块图看成是一个器件，连线方法与画原理图一致。,绘 制 完 成 的 上 层 方 块 图,4. 检查方块图输入/输出端口之间是否匹配方法：执行Design Synch
36、ronize Sheet Entries and Ports命令，如果方块图入口与端口之间匹配，则显示：,显示方块图入口与端口之间匹配,5. 保存项目中的所有文件 方法：执行File Save All命令，保存所有设计。,【练习一】创建原理图元件之一 【要求】 创建自己的库文件包和原理图库 创建AT89C2051单片机元件，如图所示,【练习二】创建原理图元件之二 【要求】 从其它库文件中拷贝数码管DPY Blue-CA器件，粘贴到自己创建的原理图器件库中。 修改数码管DPY Blue-CA器件，使之变为如图所示器件，并更名为MY_LED。,【练习三】自上而下和自下而上层次设计 【要求】 电机驱动电路原理图如图所示。 把该电路改成层次设计。 子图1、子图2、子图6采用自上而下层次设计。 子图3、子图4、子图5 ，采用自下而上层次设计。 完成顶层电路的设计和连线。,
