《电子线路CAD实用教程 》课件第4章 层次电路原理图编辑.ppt

1、第4章 层次电路原理图编辑2024-5-24电子线路CAD实用教程基于Altium Designer平台(第七版)第4章 层次电路原理图编辑4.1 层次电路设计概念层次电路设计概念4.2 层次电路设计中不同原理图文件之间的切换层次电路设计中不同原理图文件之间的切换4.3 层次电路编辑方法层次电路编辑方法4.4 去耦电容画法去耦电容画法 所谓层次电路设计就是把一个完整的电路系统按功能分成若干子系统，即子功能电路模块，需要的话，把子功能电路模块再分成若干个更小的子电路模块，然后用方块电路的输入/输出端口将各子功能电路连接起来，于是就可以在较小幅面的多张图纸上分别编辑、打印各模块电路的原理图。第4章

2、 层次电路原理图编辑2024-5-24电子线路CAD实用教程基于Altium Designer平台(第七版)4.1 层次电路设计概念层次电路设计概念4.1.1 单层次电路单层次电路Altium Designer支持单层次和多层次两种形式的层次电路设计。在单层次电路设计中，Source Documents文件夹下含有两张或多张原理图文件(.SchDoc)，彼此地位相同、互不隶属，各原理图之间可通过I/O端口、网络标号等逻辑连接符建立电气连接关系。例如，Altium Designer Winter 09ExamplesReference Designs4 Port Serial Interface

3、目录下的4 Port Serial Interface.PRJPCB项目文件就属于单层次电路，如图4.1.1所示。第4章 层次电路原理图编辑2024-5-24电子线路CAD实用教程基于Altium Designer平台(第七版)图图4.1.1 单层次电路结构单层次电路结构 第4章 层次电路原理图编辑4.1.2 多层次电路多层次电路 在多层次电路设计中，在项目原理图（即总电路图）文件中，各子功能模块电路用“方块电路”表示，且每一模块电路有唯一的模块名和文件名与之对应，其中模块文件名指出了相应模块电路原理图文件存放位置。例如，Altium Designer Winter 09Examples Re

4、ference DesignsMulti-Channel Mixer Mixer.PrjPCB就属于多层次电路，如图4.1.2所示。图图4.1.2 多层次电路结构多层次电路结构 第4章 层次电路原理图编辑2024-5-24电子线路CAD实用教程基于Altium Designer平台(第七版)方块电路与原理图文件一一对应，且方块电路名与方块电路对应的原理图文件(.SchDoc)名必须保持一致，如图4.1.3所示。图图4.1.3 多层次电路中的方块电路与原理图文件名之间关系多层次电路中的方块电路与原理图文件名之间关系 第4章 层次电路原理图编辑2024-5-24电子线路CAD实用教程基于Altiu

5、m Designer平台(第七版)4.2 层次电路设计中不同原理图文件之间的切换层次电路设计中不同原理图文件之间的切换 在层次电路中，当需要从一张原理图切换到另一张原理图时，除了可在“项目管理器”窗口内，将鼠标移到目标原理图文件名上双击，打开相应原理图文件外，最方便、直观操作方式是借助“Tools“菜单内的“UpDown Hierarchy”命令或主工具栏的“”（层次电路切换）工具实现层次电路原理图窗口间的切换。第4章 层次电路原理图编辑2024-5-24电子线路CAD实用教程基于Altium Designer平台(第七版)4.3 层次电路编辑方法层次电路编辑方法 Altium Designe

6、r支持“自上而下”(即先创建、编辑设计项目的总电路图，然后再分别创建、编辑各模块电路图)与“自下而上”(即先创建、编辑各模块电路图，然后再创建设计项目总电路图)两种方式编辑层次电路。第4章 层次电路原理图编辑4.3.1自上而下方式建立层次电路原理图自上而下方式建立层次电路原理图 采用“自上而下”方式建立层次电路原理图的操作过程：(1)执行“File”菜单下的“New”命令，创建一个PCB项目文件(.PrjPcb)，并以hierarchyDemo.PrjPcb作为PCB项目文件名保存。(2)执行“File”菜单下的“New”命令，创建一个原理图文件，并以Mixer.SchDoc作为原理图文件名保

7、存。(3)在原理图编辑状态下，执行“Wiring Tools”(画线)工具栏（窗）内的“”（Place Sheet Symbol，即放置方块电路）工具（或执行“Place”菜单内的“Sheet Symbol”命令）后，移动光标到原理图编辑区内，即可看到一个随光标移动而移动的方框，如图4.3.1所示。图图4.3.1 方块电路方块电路第4章 层次电路原理图编辑2024-5-24电子线路CAD实用教程基于Altium Designer平台(第七版)(4)按下“Tab”键，进入如图4.3.2所示的方块电路属性设置窗。图4.3.2方块电路属性设置窗第4章 层次电路原理图编辑2024-5-24电子线路CA

8、D实用教程基于Altium Designer平台(第七版)(5)移动光标将方块电路到指定位置后，单击鼠标左键，固定方块电路的左上角；再移动光标，调整方块电路的大小，然后单击左键，固定方块电路的右下角，一个完整的方块电路就画出来了，如图4.3.3所示。图4.3.3 绘制结束后的方块电路 第4章 层次电路原理图编辑 这时仍处于方块电路放置状态，重复(3)(5)步，继续绘制项目文件原理图中其它方块电路，即可获得图4.3.4所示的结果，然后单击鼠标右键，退出命令状态。图4.3.4完成了方块电路绘制后的电路总图 第4章 层次电路原理图编辑2024-5-24电子线路CAD实用教程基于Altium Desi

9、gner平台(第七版)(6)单击“画线”工具栏（窗）内的“”（放置方块电路I/O端口）工具（或执行“Place”菜单内的“Add Sheet Entry”命令），然后将光标到需要放置I/O端口的方块内，单击鼠标左键，即可看到一个随光标移动而移动的方块电路I/O端口，如图4.3.5所示。图图4.3.5方块电路方块电路I/O端口端口(7)按下“Tab”键，进入图4.3.6所示的方块电路I/O端口属性设置窗口。图4.3.6 方块电路I/O端口属性设置窗 第4章 层次电路原理图编辑(8)将光标移到方块内适当位置后，单击左键，固定方块电路I/O端口，如图4.3.8所示。图4.3.8放置了一个方块电路I/

10、O端口 这时仍处于放置方块电路I/O端口状态，重复(6)(8)步，继续放置其它方块电路I/O端口，即可获得图4.3.9所示的结果，然后单击鼠标右键，退出命令状态。图图4.3.9 定义了全部方块电路定义了全部方块电路I/O端口端口 第4章 层次电路原理图编辑(9)连线。分别使用导线将不同方块中端口名称相同的方块电路I/O端口连接在一起；使用总线将不同方块中端口名称相同且为总线形式的方块电路I/O端口连接在一起，就获得了一个设计项目的电路总图，如图4.3.10所示。图4.3.10 完成了连线后的方块电路(10)项目电路图编辑结束后，单击主工具栏内“存盘”工具或执行“File”菜单下的“Save”命

11、令保存。2024-5-24电子线路CAD实用教程基于Altium Designer平台(第七版)第4章 层次电路原理图编辑2024-5-24电子线路CAD实用教程基于Altium Designer平台(第七版)4.3.2编辑模块电路编辑模块电路 为了保证各模块电路中I/O端口与相应项目文件方块中的“方块电路I/O端口”一一对应，最好使用“Design”菜单下的“Create Sheet Form Symbol”（从方块电路产生原理图）命令创建各模块电路的原理图文件，这样不仅省去了在模块电路原理图中重新输入“I/O端口”的操作，也保证了模块电路中的“I/O端口”与项目文件中“方块电路I/O端口”

12、一一对应，这就是所谓的“自上而下”的层次电路设计方法。第4章 层次电路原理图编辑2024-5-24电子线路CAD实用教程基于Altium Designer平台(第七版)4.3.3 自下而上编辑层次电路自下而上编辑层次电路 Altium Designer支持“自下而上”方式创建层次电路。所谓“自下而上”方式，就是先创建、编辑各模块电路的原理图文件（采用自下而上设计方式时，同一模块原理图中不允许使用“I/O端口”(Port)表示元件引脚之间的电气连接关系，即“I/O端口”只用于表示不同模块电路之间信号的连接关系）。在拟放置方块电路的原理图文件中执行“Design”菜单下的“Create Symbo

13、l Form Sheet or HDL”（从原理图生成方块电路）命令，即可将特定模块电路原理图文件中的“I/O端口”转化为“方块电路I/O端口”并放置在自动生成的方块电路内。第4章 层次电路原理图编辑4.3.4 层次电路编译与层次电路编译与PCB设计设计 完成了层次电路原理图编辑后，可执行“Project”菜单下的“Compile PCB Project 设计项目文件.PrjPCB”命令，对设计项目原理图文件进行编译，检查并纠正可能存在的错误。常见错误主要有总线及I/O端口网络标号格式不正确，方块电路I/O端口(Sheet Entry)、模块电路中的I/O端口(Port)电气类型不匹配，多模块

14、方块电路I/O端口电气类型冲突。例如，当电路图中某一方块电路对应多套电路时，对应方块电路的I/O端口以及与之相连的其他方块电路I/O端口的电气类型均可能需要定义为“Unspecified”(未定义)，否则编译时可能会因多个输出端“线与”，导致错误，如图4.3.16所示。图图4.3.16 方块电路方块电路I/O端口类型定义错误端口类型定义错误 原理图编译通过后，就可以在设计项目中创建新的PCB文件(.PcbDoc)，放置边框并保存后，就可以执行“Design”菜单下的“Update PCB Document xxxx.PcbDoc”命令，Altium Designer会自动把设计项目内Source Documents文件夹所有原理图文件中的元件封装信息及电气连接关系装入指定的PCB文件。第4章 层次电路原理图编辑2024-5-24电子线路CAD实用教程基于Altium Designer平台(第七版)4.4 去耦电容画法去耦电容画法 IC芯片去耦电容一端接芯片的电源引脚VCC，另一端接GND(公共电位参考点)。去耦电容画法对自动布局影响很大，一般说来去耦电容可单独放在一个子电路或电源电路中，并按图4.4.1所示形式绘制，在PCB布局时，随机分配到相应IC电源引脚旁。图图4.4.1 IC芯片去耦电容表示法芯片去耦电容表示法