1、第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计3.1 层次原理图的设计方法层次原理图的设计方法3.2 自下而上的层次原理图的设计自下而上的层次原理图的设计3.3 自上而下的层次原理图的设计自上而下的层次原理图的设计3.4 层次原理图的层次切换层次原理图的层次切换3.5 层次原理图设计的连通性层次原理图设计的连通性习题习题第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计3.1 层次原理图的设计方法层次原理图的设计方法1.自下而上的层次原理图设计方法自下而上的层次原理图设计方法所谓自下而上，就是由原理图(基本模块)产生电路方块图，因此用自下而上的方
2、法来设计层次原理图时，首先需要放置基本模块的原理图，其流程如图3-1所示。第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计图3-1 自下而上的层次原理图设计流程第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计2.自上而下的层次原理图设计方法自上而下的层次原理图设计方法所谓自上而下，就是由电路方块图产生原理图，因此用自上而下的方法来设计层次原理图时，首先应放置电路方块图，其流程如图3-2所示。图3-2 自上而下的层次原理图设计流程第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计3.2 自下而上的层次原理图的设计自下而上的层次原理图的设计在电子产品的开发过程中，采用不同的逻辑模块进行不同的组合，会
3、形成功能完全不同的电子产品系统。用户完全可以根据自己的设计目标，先选取或者先设计若干个不同功能的逻辑模块，之后通过灵活组合，最终形成符合设计需求的完整电子系统，这个过程可以借助于自下而上的层次设计方式来完成。第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计【例例3-1】电话遥控开关电路层次设计。(1)建立项目。执行菜单命令“文件”“新建”“Project”“PCB Project”，建立工程“电话遥控开关电路层次设计1.PrjPcb”。执行菜单命令“文件”“新建”“Schematic”，为项目新添加3张原理图纸并分别命名为“母图1.SchDoc”、“Power1.SchDoc”和“YKKG1.
4、SchDoc”。第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计(2)绘制子图。参照图3-3和图3-4完成两张原理图的绘制。图3-3 子图Power1.SchDoc第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计图3-4 子图 YKKG1.SchDoc第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计(3)由子图生成子图符号。将“母图1.SchDoc”置为当前文件。执行菜单命令“设计”“HDL文件或图纸生成图表符”，弹出“Choose Document to Place”(选择文件)对话框，如图3-5所示(当前文件不会出现在对话框中)。将光标移至文件名“YKKG1.SchDoc”上，单击选中该文
5、件(高亮状态)。第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计图3-5 “Choose Document to Place”对话框第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计 单击“OK”按钮确认，系统生成代表原理图的子图符号，如图3-6所示。图3-6 YKKG1.SchDoc 生成的子图符号第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计 在图纸上单击鼠标左键，将其放置在图纸上。采用同样的方法将“Power1.SchDoc”生成的子图符号放置在图纸上，如图3-7所示。图3-7 由原理图生成的子图符号第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计 子图符号中图纸符号和图纸入口的编辑方法
6、如前所述。需要注意的是，生成如图3-7所示的子图符号时，图纸入口的箭头都向右，需要进行编辑才能使其端口和原理图中的端口排列方式相同。最后用导线将两个子图符号连接起来，如图3-8所示，保存，完成自下而上的层次设计。第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计图3-8 完成的母图第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计3.3 自上而下的层次原理图的设计自上而下的层次原理图的设计在采用自上而下设计层次原理图时，首先建立方块电路(即母图)，再制作该方块电路相对应的原理图(即子图)文件。而在制作原理图时，其I/O端口符号必须和方块电路的I/O端口符号相对应。Altium Designer提供
7、了一条捷径，即由方块电路端口符号直接产生原理图的端口符号。第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计下面仍然以“电话遥控开关电路”的电路设计为例，简要介绍自上而下进行层次设计的操作步骤。根据前面的设计，电话遥控开关电路由两个功能模块来具体实现，每一功能模块都涉及一个子原理图，首先应完成顶层原理图的绘制。第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计1.绘制顶层原理图绘制顶层原理图(1)执行菜单命令“文件”“新建”“Project”“PCB Project”，新建工程“电话遥控开关电路层次设计1.PrjPcb”，再执行菜单命令“文件”“新建”“Schematic”，在工程中添加一个电路原
8、理图文件，将其保存为“母图1.SchDoc”，并设置好图纸参数。第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计(2)将“母图1.SchDoc”原理图置为当前文件，执行“放置”“图表符”命令或者单击“布线”工具栏中的“放置图标符”图标，光标变为十字形，并带有一个方块形状的图表符。第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计(3)单击鼠标确定方块的一个顶点，移动鼠标到适当位置，再次单击确定方块的另一个顶点，即完成了图标符的放置，如图3-9所示。图3-9 放置图标符第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计(4)双击所放置的图标符(或在放置状态下按Tab键)，打开“方块符号”对话框，如图
9、3-10所示，在该对话框中可以设置相关的属性参数。第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计图3-10 “方块符号”对话框第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计(5)在图3-10中，在“标识”文本框中输入图标符标识“U_Power1”，在“文件名”文本框中输入所代表的子原理图文件名“Power1.SchDoc”，并设置是否隐藏以及锁定等。设置后的图标符如图3-11所示。图3-11 设置后的图标符第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计(6)按照同样的操作，放置另外一个图标符，并设置好相应的属性，如图3-12所示。图3-12 放置2个图标符第第3 3章章 层次原理图的设计
10、层次原理图的设计(7)执行“放置”“添加图纸入口”命令或者单击“布线”工具栏中的“放置图纸入口”图标，光标变为十字形，并带有一个图纸入口的虚影。第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计(8)移动光标到图标符的内部，图纸入口清晰出现，沿着图标符内部的边框，随光标的移动而移动。在适当的位置单击鼠标左键即完成放置。连续操作，可放置多个图纸入口，如图3-13所示。图3-13 放置图纸入口第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计(9)双击所放置的图纸入口(或在放置状态下按Tab键)，打开如图3-14所示的“方块入口”对话框，在该对话框中可以设置图纸入口的相关属性。(10)设置完毕，单击“
11、确定”按钮，关闭对话框。第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计图3-14 “方块入口”对话框第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计(11)进行连续操作，放置所有的图纸入口，并进行属性设置。调整图表符及图纸入口的位置，最后使用导线将对应的图纸入口连接起来，完成顶层原理图的绘制，如图3-15所示。图3-15 顶层原理图第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计2.产生图纸并绘制子原理图产生图纸并绘制子原理图(1)执行“设计”“产生图纸”命令，光标变为十字形，移动光标到某一图标符内部，如图3-16所示。图3-16 十字光标移动到图标符内第第3 3章章 层次原理图的设计层次原
12、理图的设计(2)单击鼠标左键，系统自动生成一个新的原理图文件，名称为“Power1.SchDoc”，与相应图标符所代表的子原理图文件名一致，同时在该原理图中放置了与图纸入口相对应的输入、输出端口，如图3-17所示。图3-17 生成子原理图第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计(3)放置各种所需的元件并进行设置、连接，完成子原理图“Power1.SchDoc”的绘制，如图3-3所示。(4)由另外一个图标符生成对应的子原理图“YKKG1.SchDoc”，绘图完成后，如图3-4所示。一般来说，自上而下和自下而上的层次设计方法都是切实可行的，用户可以根据自己的习惯和具体的设计需求选择使用。第
13、第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计3.4 层次原理图的层次切换层次原理图的层次切换层次原理图结构清晰明了，比简单的多电路原理图设计更容易从整体上把握系统的功能。在进行多图纸设计时，如果涉及的层次较多，则结构会变得较为复杂。为了便于用户在复杂的层次之间方便地进行切换，Altium Designer系统提供了专用的切换命令，可实现多张原理图的同步查看和编辑。第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计下面仍然以“电话遥控开关电路”的电路设计为例，使用层次切换的命令来完成层次之间切换的具体操作。(1)打开工程“电话遥控开关电路层次设计1.PrjPcb”。(2)在顶层原理图“母图1.S
14、chDoc”中执行“工具”“上/下层切换”命令，或者单击“原理图标准”工具栏中的按钮，光标变为十字形。(3)移动光标到某一个图标符上，单击鼠标左键，对应的子原理图被打开并显示在编辑窗口中，此时光标仍为十字形，处于切换状态中，如图3-18所示。第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计图3-18 切换到子原理图第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计(4)若移动光标到某一端口如“+5V”上，单击鼠标左键，则返回顶层原理图“母图1.SchDoc”，具有相同名称的图纸入口被高亮显示，其余对象处于掩膜状态，如图3-19所示。图3-19 切换回顶层原理图第第3 3章章 层次原理图的设计层次
15、原理图的设计3.5 层次原理图设计的连通性层次原理图设计的连通性在单个原理图中，两点之间的电气连接可以直接使用导线，也可以通过设置相同的网络标号来完成，而在多图纸设计中，则涉及了不同图纸之间的信号连通性。这种连通性包括横向连接和纵向连接两个方面：对于位于同一层次上的子原理图来说，它们之间的信号连通就是一种横向连接，而不同层次之间的信号连通则是纵向连接。不同的连通性可以采用不同的网络标识符来实现，常用到的网络标识符有如下几种。第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计1.网络标号网络标号网络标号一般仅用于单个原理图内部的网络连接。在进行多图纸设计时，在整个工程中完全没有端口和图纸入口的情况
16、下，Altium Designer系统自动将网络标号提升为全局的网络标号，在匹配的情况下可进行全局连接，而不再仅限于单个图纸。第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计2.端口端口端口主要用于多个图纸之间的交互连接。在进行多图纸设计时，既可用于纵向连接，也可用于横向连接。纵向连接时，只能连接子图纸和上层图纸之间的信号，并且需和图纸入口匹配使用；而当设计中只有端口，没有图纸入口时，系统会自动将端口提升为全局端口，从而忽略多层次的结构，把工程中的所有匹配端口都连接在一起，形成横向连接。第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计3.图纸入口图纸入口图纸入口只能位于图标符内，且只能纵向连接
17、到图标符所调用的下层文件的端口处。4.电源端口电源端口不管工程的结构如何，电源端口总是会全局连接到工程中的所有匹配对象处。第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计5.离图连接离图连接若在某一图标符的“文件名”文本框中输入多个子原理图文件的名称，并用分号隔开，则能通过单个图标符实现对多个子原理图的调用，这些子原理图之间的网络连接可通过离图连接来实现。第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计习习 题题绘制层次原理图。(1)顶层电路图如图3-20所示。第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计图3-20 顶层电路图第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计(2)子电路图。电源电路如图3-21所示。振荡电路如图3-22所示。分频电路如图3-23所示。第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计图3-21 电源电路第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计图3-22 振荡电路第第3 3章章 层次原理图的设计层次原理图的设计图3-23 分频电路
