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《電子CAD－Protel DXP 電路設計》,,任 富 民 編 著,中等職業(yè)學校教學用書（電子技術專業(yè)）,電子教案,第2章,繪制三端穩(wěn)壓電源原理圖,,本章學習目標,本章主要講述三端穩(wěn)壓電源原理圖的繪制過程，以達到以下學習目標： 理解原理圖的一般設計流程和基本原則。 掌握原理圖圖紙的設置方法。 了解原理圖模板的制作和調用。 掌握原理圖庫的添加和移除。 掌握原理圖元件的放置、位置調整、屬性設置、刪除、復制、粘貼、選取操作方法。 掌握原理圖元件的連線方法，節(jié)點放置方法。 掌握電源和接地符號的放置方法。,2.1 原理圖的一般設計流程和基本原則,2.1.1 原理圖的一般設計流程,2.1.2 原理圖的設計的基本原則,1. 以模塊化和信號流向為原則擺放元件，使設計的原理圖便于電路功能和原理分析。 2. 同一模塊中的元件盡量靠近，不同模塊中的元件稍微遠離。 3. 不要有過多的交叉線、過遠的平行連線。充分利用總線、網(wǎng)絡標號和電路端口等電氣符號，使原理圖清晰明了。,2.2.1 新建原理圖文件,1. 創(chuàng)建工程文件。參考1.4節(jié)，執(zhí)行菜單命令【File】/【New】/【PCB Project】，新建一個工程文件。 2. 執(zhí)行菜單命令【File】/【Save Project】，將新建工程文件保存為“三端穩(wěn)壓.PRJPCB”。 3. 執(zhí)行菜單命令【File】/【New】/【Schematic】，新建一個原理圖文件。 4. 單擊工具欄中的按鈕，彈出文件保存對話框，將新建原理圖文件保存為“三端穩(wěn)壓. SchDoc”。,新建的工程文件和原理圖文件,新建的工程文件,新建的原理圖文件,2.2.2 設置圖紙,1. 設置圖紙屬性。執(zhí)行菜單命令【Design】/【Option…】,2. 設置圖紙尺寸,圖紙尺寸決定了圖紙的大小，用戶可以根據(jù)原理圖的復雜程度和元件多少確定圖紙大小。選擇圖紙屬性對話框中的【Standard styles】下拉列表框，選定一種圖紙即可。 Protel DXP提供的標準圖紙有以下幾種。 公制：A0、A1、A2、A3、A4 英制: A、B、C、D、E 其它：OrcadA、OrcadB、OrcadC、OrcadD、OrcadE、Letter、Legal、Tabloid,3. 設定圖紙方向,Protel DXP的圖紙方向有二種。選擇圖紙屬性對話框中的【Orientation】下拉列表框可以設定，默認為水平橫向。 【Landscape】:水平橫向 【Portrait】:垂直縱向,4. 設置標題欄,標題欄指圖紙右下方的表格，用來填寫文件名稱，圖紙序號、作者等信息?？梢愿鶕?jù)實際情況選擇是否需要和需要何種標題欄。 （1）設置是否顯示標題欄。 單擊【Title Block】復選框，復選框中為“√”表示選中該項，則圖紙右下方顯示標題欄。 （2）設置標題欄類型。 設置顯示標題欄后，還可在其右邊的下拉列表框中進一步選擇標題欄類型。 Protel DXP的標題欄類型有二種，默認為標準模式。 【Standard】：標準模式 【ANSI】:美國國家標準協(xié)會模式,標準模式標題欄,5. 設置圖紙柵格,圖紙柵格指為了繪圖方便，圖紙按照設定的單位劃分為許多小方格。使用柵格可以使繪制的圖紙美觀整齊，可以根據(jù)實際情況選擇柵格大小。圖紙柵格分為以下三種。 【Visible】：可視柵格。既將圖紙放大后可以看到的小方格，默認值為10個單位。 【Snap】：捕捉柵格。既畫圖時，圖件移動的基本步長，默認值為10個單位。既元件移動，或畫線時以10個單位為基本步長移動光標。,【Electrical Grid】：電氣柵格,設置電氣柵格可以在元件放置和連線時自動搜索電氣節(jié)點。如果選中該項，則在連線時會以【Grid Range】欄中的設定值為半徑，以光標中心為圓心，向四周搜索電氣節(jié)點，并自動跳動電氣節(jié)點處，以方便連線，如圖所示,電氣節(jié)點,2.3 原理圖模板的制作和調用,在Protel DXP中提供了標準模式的標題欄，但有時用戶想制作自己特色的標題欄，如設計公司加入公司的圖標等信息，Protel考證時提交考生信息等， 例: 制作Protel考證原理圖模板。,2.3.1 原理圖模板的制作,1. 新建原理圖文件，并隱藏標題欄 新建原理圖文件，執(zhí)行【Design】/【Options】菜單命令，彈出圖紙屬性對話框，取消【Title Block】復選框的選中狀態(tài)，則圖紙右下方不顯示原標題欄。,2. 繪制模板表格,選擇繪圖工具欄中的直線工具，按【Tap】按鍵設置好直線屬性，在原理圖右下方繪制模板表格。,3.添加文字,繪制好模板表格后，在模板中添加文字，選擇繪圖工具中的文字工具，按【Tap】按鍵彈出如圖所示的屬性對話框，在對話框的【Text】欄中輸入文字。,3.添加文字,有些版本的Protel DXP文字工具不支持中文，此時可以選擇繪圖工具中的文字框工具，按【Tap】按鍵彈出如圖所示的屬性對話框，取消【Show Border】復選框，不顯示邊框，取消【Draw Solid】復選框，不顯示填充。,3.添加文字,點擊【Text】后的【Change…】按鈕，彈出如圖2.12所示的對話框輸入文字?？梢渣c擊【Font】后的【Change…】按鈕，彈出字體對話框改變字體屬性。,添加其它表格文字,4. 保存模板,模板繪制好后，執(zhí)行【File】/【Save Copy As…】菜單命令，彈出如圖所示的保存文件對話框，輸入保存文件名，并在保存文件類型中選擇原理圖模板類型“Advanced Schematic Template Binary(*.dot)”，從而將模板以“考證.dot”文件名保存。,2.3.2 原理圖模板的調用,1.打開需要調用原理圖模板的原理圖文件。 2. 執(zhí)行菜單命令【Design】/【Template】/【Set Template File Name…】，彈出如下頁圖所示的打開文件對話框，選擇原保存的模板文件“考證.dot”，點擊【打開】按鈕，彈出如圖所示的選擇模板應用范圍對話框。,3. 彈出打開文件對話框，選擇原保存的模板文件“考證.dot”，點擊【打開】按鈕。,4. 選擇模板應用范圍,彈出如圖所示的模板應用范圍選擇對話框,【Just this document】: 將模板僅應用于當前原理圖。 【All schematic documents in the current project】： 將模板應用于當前工程中的所有原理圖文件。 【All open schematic documents】: 將模板應用于當前所有打開的原理圖文件。,添加了模板的原理圖文件,2.4 加載和卸載元件庫,2.4.1 原理圖元件庫介紹 繪制原理圖就是將代表實際元件的電氣符號（既原理圖元件）放置在原理圖圖紙中，并用具有電氣特性的導線或網(wǎng)絡標號將其連接起來的過程。Protel DXP為了實現(xiàn)對眾多原理圖元件的有效管理，它按照元件制造商和元件功能進行分類，將具有相同特性的原理圖元件放在同一個原理圖元件庫中，并全部放在Protel DXP安裝文件夾的Library文件夾中。,分析三端穩(wěn)壓電源所需的元件庫,經過分析，插座JP1、JP2的原理圖元件位于常用接插件雜項集成庫Miscellaneous Connectors.IntLib中，而其它的原理圖元件位于常用元件雜項集成庫Miscellaneous Devices.IntLib中，系統(tǒng)默認情況下，已經載入了以上二個常用元件庫，但是，如果要載入其它元件庫，或者使用過程中移除了該庫，則必須加載元件庫。,2.4.2 加載元件庫,1. 打開庫文件面板。在工作區(qū)右側（或右下方）單擊【Libraries】標簽，即可打開庫文件面板，如右圖所示。,原理圖元件,元件庫按鈕,2. 打開添加、移除元件庫對話框,單擊庫文件面板中的【Libraries…】元件庫按鈕，彈出如圖所示的添加、移除元件庫對話框,已添加的元件庫列表,3. 添加元件庫,在添加、移除元件庫對話框中單擊【Add Library…】添加元件庫按鈕，彈出選擇元件庫對話框，如圖所示,提示：Protel DXP的常用元件庫默認保存在安裝盤的 :\Program Files\Altium\Library目錄下。,4. 新添加的元件庫,新添加的元件庫,選用新添加的元件庫,單擊添加、移除元件庫對話框中的【Close】關閉按鈕，回到庫文件面板中，可以看到當前元件庫下拉列表框中已經有了剛添加的元件庫“ST Memory EPROM 16-512 Kbit.IntLib”，如圖所示。,2.4.3 卸載元件庫,如果想將已經添加的元件庫卸載，可以在添加/移除元件庫對話框中，選中要卸載的元件庫名后，單擊【Remove】移除按鈕即可。 注意：卸載元件庫并不是刪除元件庫，卸載元件庫只是將該元件庫從當前已添加元件庫列表中移除，該庫仍然保存在Protel DXP的元件庫文件夾中，下次需要時仍可加載進來使用。,2.5 放置原理圖元件并設置屬性,1. 將圖紙放大并移動到適當位置 （1）圖紙顯示比例的調節(jié) 【Page Up】鍵: 每按一次，圖紙的顯示比例放大一次，可以連續(xù)操作，并可在元件的放置過程中操作。 【Page Down】鍵：每按一次，圖紙的顯示比例縮小一次，可以連續(xù)操作，并可在元件的放置過程中操作。 【End】鍵：每按一次，圖紙顯示刷新一次。 【Ctrl】+【Page Down】鍵：二個按鍵同時按下，可以顯示圖紙上的所有圖件。,（2）圖紙位置的移動,上下移動滑塊,左右移動滑塊,2. 打開庫文件面板，選擇所需的元件庫,例：放置二極管 經過前面的分析，二極管的原理圖元件位于常用元件雜項集成庫Miscellaneous Devices.IntLib中，因此在庫文件面板中選擇Miscellaneous Devices.IntLib庫,3. 找到原理圖元件,在庫文件面板中瀏覽原理圖元件，找到二極管的原理圖元件，如圖所示。 提示：為了加快尋找的速度，可以使用關鍵字過濾功能，由于二極管的原理圖元件名稱為Diode，因此可以在關鍵字過濾欄中輸入Diode或Dio*（*為通配符，可以表示任意多個字符）。既找到所有含有字符Dio的元件。,關鍵字過濾,過濾后的元件,常用元件的關鍵字,DIO:二極管 CAP：電容 RES：電阻 PNP：PNP型三極管 NPN：NPN型三極管,4. 取出原理圖元件,找到二極管元件后，雙擊鼠標左鍵或單擊庫文件面板中的【Place Diode】按鈕，將光標移到圖紙上，此時可以看到光標下已經帶出了二極管原理圖元件的虛影，如圖所示。,5. 設置原理圖元件屬性,從原理圖庫中取出的原理圖元件還沒有輸入元件編號、參數(shù)等屬性，按下鍵盤上的【Tab】鍵，將彈出元件的屬性對話框，,5. 設置原理圖元件屬性,【Desinnator】元件編號：用于圖紙中唯一代表該元件的代號。 它由字母和數(shù)字二部分組成，字母部分通常表示元件的類別，如電阻一般以R開頭、電容以C開頭、二極管以D開頭、三極管以Q開頭等。數(shù)字部分為元件依次出現(xiàn)的序號。其后的復選框【Visible】用于設置元件編號在圖紙中是否顯示出來。 【Comment】元件型號或參數(shù)：如電阻的阻值（以Ω為單位），電容的容量（以pF和uF為單位），三極管或二極管的型號等。 【Footprint】引腳封裝：該參數(shù)關系到PCB板的制作，在后面章節(jié)將會詳細介紹，這里暫時不進行設置。,6. 放置原理圖元件,將元件移動到合適位置點擊鼠標左鍵，將元件放置到圖紙中，如圖所示。 提示：點擊鼠標左鍵將元件放置到圖紙中后，此時仍處于同類型元件的放置狀態(tài)，并且元件的編號自動增加1，如圖所示，此時可以繼續(xù)移動光標點擊鼠標左鍵放置其它的二極管。,7. 放置其它原理圖元件,8. 三端穩(wěn)壓電源原理圖元件的放置,9. 帶有參數(shù)元件的屬性設置,對于電阻、電容、電感等帶有參數(shù)的元件，其原理圖屬性對話框的設置稍有不同，例如電阻的屬性對話框，由于其參數(shù)欄的【Value】項可以輸入?yún)?shù)，所以【Comment】項可以不設置，并且其后的【Visible】復選框也不選上。,例：電阻R1的屬性設置,2.6 原理圖元件的布局調整,布局調整的必要性 一張好的原理圖應該布局均勻，連線清晰，模塊分明，所以在元件的放置過程中或連線過程中不可避免的要對元件的方向、位置等進行調整。,2.6.1 調整元件的方向,【空格】鍵：元件逆時鐘方向旋轉90 提示：可以連續(xù)操作,2.6.1 調整元件的方向,【X】鍵：每按一次，元件水平方向翻轉一次,2.6.1 調整元件的方向,【Y】鍵：每按一次，元件垂直方向翻轉一次,2.6.2 元件放置到圖紙后的方向和位置調整,如果元件已經放置到圖紙上，要調整元件的方向和位置，必須先將光標移到要調整元件圖形上，然后按住鼠標右鍵不放，此時元件粘附在光標下，如圖所示，此時如果移動鼠標，即可調整元件位置，如果同時按下【空格】、【X】、【Y】鍵，同樣可以調整元件的方向。,2.6.3 元件的選取,元件選取的必要性 以上介紹的是對單個元件的位置和方向進行調整，當要同時對多個元件進行調整時，必須先選取它們，然后才能對它們進行調整和編輯。,1. 多個元件的選取,當想選中多個元件時，先將鼠標移到要選取元件的左上角，按下鼠標左鍵不放，此時出現(xiàn)十字光標，然后移動鼠標，光標下方出現(xiàn)矩形虛線框，繼續(xù)移動鼠標，確保將所有要選取的元件包含在虛線框中，然后松開鼠標左鍵，此時處于虛線框中的所有元件全部處于選中裝態(tài)，如圖所示。,起點按下鼠標左鍵不放,終點松開鼠標左鍵,1. 多個元件的選取,小技巧：如果一次無法選取所有對象，可以按下【Shift】鍵，繼續(xù)增加選取對象。,起點按下鼠標左鍵不放,終點松開鼠標左鍵,2. 單個元件的選取,當只想單獨選中某個元件時，可以將光標移到該元件上，單擊鼠標左鍵即可。 注意：元件的選取實際上是為其它操作作好準備。選取元件后，就可以對其進行移動、旋轉、翻轉等調整，還可以進行刪除、復制等編輯工作。,3. 選取狀態(tài)的撤銷,當選取多個元件完成調整、編輯工作后，可以點擊圖紙的空白處，或點擊工具欄中的按鈕，取消元件的選中狀態(tài)。 注意：當多個元件處于選中狀態(tài)時，調整、編輯過程中就可以將其當成一個元件一樣來操作。 例：移動多個元件時，只需先選取多個元件，然后將光標移到處于選中狀態(tài)的任何一個元件上，按照移動單個元件的方法，按下鼠標左鍵不放，移動鼠標即可同時移動多個元件。,2.6.4 元件的刪除、復制和粘貼,1. 元件的刪除 元件的刪除有二種方法： 一種是選取元件后，然后按鍵盤的【Delete】鍵，即可將選取的元件刪除。 另一種為執(zhí)行菜單命令【Edit】/【Delete】,將十字光標對準要刪除的元件，點擊鼠標左鍵，即可將其刪除。 注意：刪除該對象后，編輯器仍處于刪除狀態(tài)，可以繼續(xù)刪除其它元件，最后單擊鼠標右鍵結束刪除狀態(tài)。,2. 元件的復制,1. 先選取要復制的元件。 2. 使其處于選中狀態(tài)，然后按下【Ctrl】+【C】鍵，光標變?yōu)槭中?，對準處于選中狀態(tài)的任意一個元件單擊鼠標左鍵，既將選取的元件復制到剪貼板中。,3. 元件的粘貼,按【Ctrl】+【V】鍵，十字光標下出現(xiàn)被復制的元件，如圖所示，將光標移到合適位置單擊鼠標左鍵，即可完成元件的粘貼。繼續(xù)按【Ctrl】+【V】鍵，可以繼續(xù)粘貼。,2.7 原理圖元件的連線,元件連線的必要性 將元件放置到圖紙后，就要用有電氣特性的導線將孤立的元件通過管腳連接起來。此時必須用到連線工具。,2.7.1 打開原理圖工具欄,如果原理圖工具欄沒有打開，可以執(zhí)行菜單命令【View】/【Toolbars】/【W(wǎng)iring】，將打開如圖所示的原理圖工具欄。,原理圖工具欄中各工具的作用,2.7.2 連接導線,例：連接元件VR1的Vout管腳和JP2的1腳之間的導線。,設置導線屬性,1.選擇原理圖工具欄中的繪制導線工具，光標變?yōu)槭中停?2. 此時可以按下鍵盤上的【Tap】鍵，彈出如圖的屬性對話框，,3. 設置屬性 【W(wǎng)ire Width】：導線寬度， Smallest（最?。?、Small（?。edium（中）、Large（大）幾種選項，默認為Small。 【Color】顏色框，在彈出的屬性對話框中設置不同的顏色，設置好后，單擊【OK】按鈕完成設置。,2.連接第一個管腳,移動光標接近VR1的Vout管腳，這時由于圖紙中設置了自動搜索電氣節(jié)點的功能，光標自動跳到VR1的Vout管腳的電氣節(jié)點上，并出現(xiàn)小的十字型黑點，表示接觸良好，如圖所示。,,3.帶出導線,此時單擊鼠標左鍵，移動鼠標即可帶出一段導線。,,4.導線拐角,移動鼠標到要拐角的地方再點擊鼠標左鍵，繼續(xù)移動鼠標繪制導線。,,5.完成導線繪制,光標接近JP2的1腳，同樣由于自動搜索電氣節(jié)點的功能，光標會自動跳動JP2的1腳電氣節(jié)點上，此時再單擊鼠標左鍵，將導線連到該管腳，由于導線繪制已經完成，單擊鼠標右鍵結束當前導線的繪制，如圖所示。,,2.7.3 放置節(jié)點,原理圖中的節(jié)點表示相交的導線是連接在一起，如圖所示,(a) 沒有節(jié)點，表示二導線沒連接,(b）有節(jié)點，表示二導線連接,完成連線的三端穩(wěn)壓電源原理圖,總結：,在導線的繪制過程中，為了連線的方便，可以進一步調整元件的位置、方向，以及元件標號和參數(shù)的位置。 建議：導線繪制最好采取分模塊、單元電路的方式從左到右、從上到下依次進行，以免漏掉某些導線。,2.8 放置電源和接地符號,2.8.1 通過電源及接地符號欄放置 1. 打開電源及接地符號欄 如果電源及接地符號欄沒有打開，可以執(zhí)行菜單命令【View】/【Toolbars】/【Power Object】，將打開如圖的電源及接地符號欄。其中前二行為電源符號，最后一行為接地符號。,,放置接地符號,利用電源及接地符號欄一次只能放置一個電源或接地符號。選取其中的一個符號后（如本例中選擇接地符號），移動鼠標即可看到光標下帶出一個接地符號，如圖所示，將其移動合適位置，單擊鼠標左鍵即可將接地符號放置到圖紙中。,,2.8.2 通過原理圖工具欄放置,在原理圖工具欄中單擊電源和接地符號按鈕，按下鍵盤上的【Tap】鍵，將彈出如圖 所示的電源和接地符號屬性對話框。,,設置電源和接地符號屬性,【Net】網(wǎng)絡屬性：網(wǎng)絡屬性一般由字母和數(shù)字組成，是指電路中的電氣連接關系，具有相同網(wǎng)絡屬性的導線在電氣上是連接在一起的。 【Style】外形風格：設置電源和接地符號的形狀，有以下七種： 【Circle】圓形: 【Arrow】箭形: 【Bar】T形: 【W(wǎng)ave】波浪形: 【Power Ground】電源地: 【Signal Ground】信號地: 【Earth Ground】接大地:,,,,,,,,上機實訓：繪制單管放大電路原理圖,繪制如圖所示的單管放大電路原理圖。,2. 任務分析,該圖元件并不復雜，讀者不太熟悉的元件可能是揚聲器LS1，它的原理圖元件名稱為“Speaker”。該圖中所有元件均位于“Miscellaneous Devices.IntLib”庫中。,3. 操作步驟和提示,（1）新建工程文件，并保存為“單管放大.PRJPCB”。 （2）新建原理圖文件，并保存為“單管放大.SCHDOC”。 （3）設置圖紙參數(shù)。將圖紙設為A號，顯示標準標題欄，可視柵格為10，捕捉柵格設為20，電氣柵格設為7。 （4）先移除元件庫Miscellaneous Devices.IntLib，再將其添加到庫文件面板中。 （5）放置元件R1，并設置R1的屬性。 （6）將捕捉柵格設為10，再放置元件R2，觀察元件的移到步距，理解捕捉柵格的含義。 （7）依次放置其它元件，并進行位置調整。 （8）進行原理圖元件連線。 （9）放置電源和接地符號。,本章小結,本章以繪制三端穩(wěn)壓電源原理圖為例，講解了原理圖的一般繪制流程和技巧，重點介紹了原理圖圖紙的設置，原理圖元件庫的添加，元件的放置，屬性設置，元件位置調整和編輯，以及原理圖元件之間的連線方法，最后講解了怎樣添加電源和接點符號。在實例講解的過程中，為了考證的需要，還講解了原理圖模板的制作和調用方法。,