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1、电子CADProtel DXP 电路设计 任任 富富 民民 编编 著著中等职业学校教学用书中等职业学校教学用书（电子技术专业）电子技术专业）电子教案电子教案 第2章绘制三端稳压电源原理图本章学习目标本章主要讲述三端稳压电源原理图的绘制过程，以达到以下学习目标：u理解原理图的一般设计流程和基本原则。u掌握原理图图纸的设置方法。u了解原理图模板的制作和调用。u掌握原理图库的添加和移除。u掌握原理图元件的放置、位置调整、属性设置、删除、复制、粘贴、选取操作方法。u掌握原理图元件的连线方法，节点放置方法。u掌握电源和接地符号的放置方法。2.1 原理图的一般设计流程和基本原则 2.1.1 原理图的一般设
2、计流程 2.1.2 原理图的设计的基本原则 1.以模块化和信号流向为原则摆放元件，使设计的原理图便于电路功能和原理分析。2.同一模块中的元件尽量靠近，不同模块中的元件稍微远离。3.不要有过多的交叉线、过远的平行连线。充分利用总线、网络标号和电路端口等电气符号，使原理图清晰明了。2.2.1 新建原理图文件 1.创建工程文件。参考1.4节，执行菜单命令【File】/【New】/【PCB Project】，新建一个工程文件。2.执行菜单命令【File】/【Save Project】，将新建工程文件保存为“三端稳压.PRJPCB”。3.执行菜单命令【File】/【New】/【Schematic】，新建
3、一个原理图文件。4.单击工具栏中的按钮，弹出文件保存对话框，将新建原理图文件保存为“三端稳压.SchDoc”。新建的工程文件和原理图文件 新建的工程文件新建的原理图文件2.2.2 设置图纸1.设置图纸属性。执行菜单命令【Design】/【Option】2.设置图纸尺寸 图纸尺寸决定了图纸的大小，用户可以根据原理图的复杂程度和元件多少确定图纸大小。选择图纸属性对话框中的【Standard styles】下拉列表框，选定一种图纸即可。Protel DXP提供的标准图纸有以下几种。公制：A0、A1、A2、A3、A4 英制:A、B、C、D、E其它：OrcadA、OrcadB、OrcadC、OrcadD
4、、OrcadE、Letter、Legal、Tabloid 3.设定图纸方向 Protel DXP的图纸方向有二种。选择图纸属性对话框中的【Orientation】下拉列表框可以设定，默认为水平横向。【Landscape】:水平横向 【Portrait】:垂直纵向 4.设置标题栏 标题栏指图纸右下方的表格，用来填写文件名称，图纸序号、作者等信息。可以根据实际情况选择是否需要和需要何种标题栏。（1）设置是否显示标题栏。单击【Title Block】复选框，复选框中为“”表示选中该项，则图纸右下方显示标题栏。（2）设置标题栏类型。设置显示标题栏后，还可在其右边的下拉列表框中进一步选择标题栏类型。Pr
5、otel DXP的标题栏类型有二种，默认为标准模式。【Standard】：标准模式 【ANSI】:美国国家标准协会模式 标准模式标题栏 5.设置图纸栅格 图纸栅格指为了绘图方便，图纸按照设定的单位划分为许多小方格。使用栅格可以使绘制的图纸美观整齐，可以根据实际情况选择栅格大小。图纸栅格分为以下三种。【Visible】：可视栅格。既将图纸放大后可以看到的小方格，默认值为10个单位。【Snap】：捕捉栅格。既画图时，图件移动的基本步长，默认值为10个单位。既元件移动，或画线时以10个单位为基本步长移动光标。【Electrical Grid】：电气栅格 设置电气栅格可以在元件放置和连线时自动搜索电气
6、节点。如果选中该项，则在连线时会以【Grid Range】栏中的设定值为半径，以光标中心为圆心，向四周搜索电气节点，并自动跳动电气节点处，以方便连线，如图所示 电气节点2.3 原理图模板的制作和调用 在Protel DXP中提供了标准模式的标题栏，但有时用户想制作自己特色的标题栏，如设计公司加入公司的图标等信息，Protel考证时提交考生信息等，例:制作Protel考证原理图模板。2.3.1 原理图模板的制作1.新建原理图文件，并隐藏标题栏 新建原理图文件，执行【Design】/【Options】菜单命令，弹出图纸属性对话框，取消【Title Block】复选框的选中状态，则图纸右下方不显示原
7、标题栏。2.绘制模板表格 选择绘图工具栏中的直线工具，按【Tap】按键设置好直线属性，在原理图右下方绘制模板表格。3.添加文字 绘制好模板表格后，在模板中添加文字，选择绘图工具中的文字工具，按【Tap】按键弹出如图所示的属性对话框，在对话框的【Text】栏中输入文字。3.添加文字 有些版本的Protel DXP文字工具不支持中文，此时可以选择绘图工具中的文字框工具，按【Tap】按键弹出如图所示的属性对话框，取消【Show Border】复选框，不显示边框，取消【Draw Solid】复选框，不显示填充。3.添加文字 点击【Text】后的【Change】按钮，弹出如图2.12所示的对话框输入文字
8、。可以点击【Font】后的【Change】按钮，弹出字体对话框改变字体属性。添加其它表格文字 4.保存模板 模板绘制好后，执行【File】/【Save Copy As】菜单命令，弹出如图所示的保存文件对话框，输入保存文件名，并在保存文件类型中选择原理图模板类型“Advanced Schematic Template Binary(*.dot)”，从而将模板以“考证.dot”文件名保存。2.3.2 原理图模板的调用 1.打开需要调用原理图模板的原理图文件。2.执行菜单命令【Design】/【Template】/【Set Template File Name】，弹出如下页图所示的打开文件对话框，选
9、择原保存的模板文件“考证.dot”，点击【打开】按钮，弹出如图所示的选择模板应用范围对话框。3.弹出打开文件对话框，选择原保存的模板文件“考证.dot”，点击【打开】按钮。4.选择模板应用范围 弹出如图所示的模板应用范围选择对话框【Just this document】:将模板仅应用于当前原理图。【All schematic documents in the current project】：将模板应用于当前工程中的所有原理图文件。【All open schematic documents】:将模板应用于当前所有打开的原理图文件。添加了模板的原理图文件 2.4 加载和卸载元件库 2.4.1 原
10、理图元件库介绍 绘制原理图就是将代表实际元件的电气符号（既原理图元件）放置在原理图图纸中，并用具有电气特性的导线或网络标号将其连接起来的过程。Protel DXP为了实现对众多原理图元件的有效管理，它按照元件制造商和元件功能进行分类，将具有相同特性的原理图元件放在同一个原理图元件库中，并全部放在Protel DXP安装文件夹的Library文件夹中。分析三端稳压电源所需的元件库 经过分析，插座JP1、JP2的原理图元件位于常用接插件杂项集成库Miscellaneous Connectors.IntLib中，而其它的原理图元件位于常用元件杂项集成库Miscellaneous Devices.In
11、tLib中，系统默认情况下，已经载入了以上二个常用元件库，但是，如果要载入其它元件库，或者使用过程中移除了该库，则必须加载元件库。2.4.2 加载元件库 1.打开库文件面板。在工作区右侧（或右下方）单击【Libraries】标签，即可打开库文件面板，如右图所示。原理图元件元件库按钮2.打开添加、移除元件库对话框 单击库文件面板中的【Libraries】元件库按钮，弹出如图所示的添加、移除元件库对话框已添加的元件库列表3.添加元件库 在添加、移除元件库对话框中单击【Add Library】添加元件库按钮，弹出选择元件库对话框，如图所示提示：Protel DXP的常用元件库默认保存在安装盘的:Pr
12、ogram FilesAltiumLibrary目录下。4.新添加的元件库新添加的元件库选用新添加的元件库 单击添加、移除元件库对话框中的【Close】关闭按钮，回到库文件面板中，可以看到当前元件库下拉列表框中已经有了刚添加的元件库“ST Memory EPROM 16-512 Kbit.IntLib”，如图所示。2.4.3 卸载元件库 如果想将已经添加的元件库卸载，可以在添加/移除元件库对话框中，选中要卸载的元件库名后，单击【Remove】移除按钮即可。注意：卸载元件库并不是删除元件库，卸载元件库只是将该元件库从当前已添加元件库列表中移除，该库仍然保存在Protel DXP的元件库文件夹中，
13、下次需要时仍可加载进来使用。2.5 放置原理图元件并设置属性 1.将图纸放大并移动到适当位置（1）图纸显示比例的调节【Page Up】键:每按一次，图纸的显示比例放大一次，可以连续操作，并可在元件的放置过程中操作。【Page Down】键：每按一次，图纸的显示比例缩小一次，可以连续操作，并可在元件的放置过程中操作。【End】键：每按一次，图纸显示刷新一次。【Ctrl】+【Page Down】键：二个按键同时按下，可以显示图纸上的所有图件。（2）图纸位置的移动 上下移动滑块左右移动滑块2.打开库文件面板，选择所需的元件库 例：放置二极管 经过前面的分析，二极管的原理图元件位于常用元件杂项集成库M
14、iscellaneous Devices.IntLib中，因此在库文件面板中选择Miscellaneous Devices.IntLib库 3.找到原理图元件 在库文件面板中浏览原理图元件，找到二极管的原理图元件，如图所示。提示：为了加快寻找的速度，可以使用关键字过滤功能，由于二极管的原理图元件名称为Diode，因此可以在关键字过滤栏中输入Diode或Dio*（*为通配符，可以表示任意多个字符）。既找到所有含有字符Dio的元件。关键字过滤过滤后的元件常用元件的关键字 DIO:二极管 CAP：电容 RES：电阻 PNP：PNP型三极管NPN：NPN型三极管 4.取出原理图元件 找到二极管元件后，
15、双击鼠标左键或单击库文件面板中的【Place Diode】按钮，将光标移到图纸上，此时可以看到光标下已经带出了二极管原理图元件的虚影，如图所示。5.设置原理图元件属性 从原理图库中取出的原理图元件还没有输入元件编号、参数等属性，按下键盘上的【Tab】键，将弹出元件的属性对话框，5.设置原理图元件属性 【Desinnator】元件编号：用于图纸中唯一代表该元件的代号。它由字母和数字二部分组成，字母部分通常表示元件的类别，如电阻一般以R开头、电容以C开头、二极管以D开头、三极管以Q开头等。数字部分为元件依次出现的序号。其后的复选框【Visible】用于设置元件编号在图纸中是否显示出来。【Comme
16、nt】元件型号或参数：如电阻的阻值（以为单位），电容的容量（以pF和uF为单位），三极管或二极管的型号等。【Footprint】引脚封装：该参数关系到PCB板的制作，在后面章节将会详细介绍，这里暂时不进行设置。6.放置原理图元件 将元件移动到合适位置点击鼠标左键，将元件放置到图纸中，如图所示。提示：点击鼠标左键将元件放置到图纸中后，此时仍处于同类型元件的放置状态，并且元件的编号自动增加1，如图所示，此时可以继续移动光标点击鼠标左键放置其它的二极管。7.放置其它原理图元件 元件类型和编号 名称 元件库 电源插座JP1、JP2 Header 2H Miscellaneous Connectors.
17、IntLib 保险管F1 Fuse 2 Miscellaneous Devices.IntLib 整流二极管D1D4 Diode 电感L1 Inductor 电解电容C1、C4 Cap Pol1 无极性电容C2、C3 Cap 三端稳压块VR1 Volt Reg 电阻R1 Res2 发光二极管DS1 LED0 8.三端稳压电源原理图元件的放置 9.带有参数元件的属性设置 对于电阻、电容、电感等带有参数的元件，其原理图属性对话框的设置稍有不同，例如电阻的属性对话框，由于其参数栏的【Value】项可以输入参数，所以【Comment】项可以不设置，并且其后的【Visible】复选框也不选上。例：电阻R
18、1的属性设置 2.6 原理图元件的布局调整 布局调整的必要性 一张好的原理图应该布局均匀，连线清晰，模块分明，所以在元件的放置过程中或连线过程中不可避免的要对元件的方向、位置等进行调整。2.6.1 调整元件的方向【空格】键：元件逆时钟方向旋转90提示：可以连续操作2.6.1 调整元件的方向【X】键：每按一次，元件水平方向翻转一次2.6.1 调整元件的方向【Y】键：每按一次，元件垂直方向翻转一次2.6.2 元件放置到图纸后的方向和位置调整 如果元件已经放置到图纸上，要调整元件的方向和位置，必须先将光标移到要调整元件图形上，然后按住鼠标右键不放，此时元件粘附在光标下，如图所示，此时如果移动鼠标，即
19、可调整元件位置，如果同时按下【空格】、【X】、【Y】键，同样可以调整元件的方向。2.6.3 元件的选取 元件选取的必要性 以上介绍的是对单个元件的位置和方向进行调整，当要同时对多个元件进行调整时，必须先选取它们，然后才能对它们进行调整和编辑。1.多个元件的选取 当想选中多个元件时，先将鼠标移到要选取元件的左上角，按下鼠标左键不放，此时出现十字光标，然后移动鼠标，光标下方出现矩形虚线框，继续移动鼠标，确保将所有要选取的元件包含在虚线框中，然后松开鼠标左键，此时处于虚线框中的所有元件全部处于选中装态，如图所示。起点按下鼠标左键不放终点松开鼠标左键 1.多个元件的选取 小技巧：如果一次无法选取所有对
20、象，可以按下【Shift】键，继续增加选取对象。起点按下鼠标左键不放终点松开鼠标左键 2.单个元件的选取 当只想单独选中某个元件时，可以将光标移到该元件上，单击鼠标左键即可。注意：元件的选取实际上是为其它操作作好准备。选取元件后，就可以对其进行移动、旋转、翻转等调整，还可以进行删除、复制等编辑工作。3.选取状态的撤销 当选取多个元件完成调整、编辑工作后，可以点击图纸的空白处，或点击工具栏中的按钮，取消元件的选中状态。注意：当多个元件处于选中状态时，调整、编辑过程中就可以将其当成一个元件一样来操作。例：移动多个元件时，只需先选取多个元件，然后将光标移到处于选中状态的任何一个元件上，按照移动单个元
21、件的方法，按下鼠标左键不放，移动鼠标即可同时移动多个元件。2.6.4 元件的删除、复制和粘贴 1.元件的删除 元件的删除有二种方法：一种是选取元件后，然后按键盘的【Delete】键，即可将选取的元件删除。另一种为执行菜单命令【Edit】/【Delete】,将十字光标对准要删除的元件，点击鼠标左键，即可将其删除。注意：删除该对象后，编辑器仍处于删除状态，可以继续删除其它元件，最后单击鼠标右键结束删除状态。2.元件的复制 1.先选取要复制的元件。2.使其处于选中状态，然后按下【Ctrl】+【C】键，光标变为十字型，对准处于选中状态的任意一个元件单击鼠标左键，既将选取的元件复制到剪贴板中。3.元件的
22、粘贴 按【Ctrl】+【V】键，十字光标下出现被复制的元件，如图所示，将光标移到合适位置单击鼠标左键，即可完成元件的粘贴。继续按【Ctrl】+【V】键，可以继续粘贴。2.7 原理图元件的连线 元件连线的必要性 将元件放置到图纸后，就要用有电气特性的导线将孤立的元件通过管脚连接起来。此时必须用到连线工具。2.7.1 打开原理图工具栏 如果原理图工具栏没有打开，可以执行菜单命令【View】/【Toolbars】/【Wiring】，将打开如图所示的原理图工具栏。原理图工具栏中各工具的作用 工具符号 作用 工具符号作用绘制导线 绘制方块电路绘制总线 放置方块电路的端口 总线分支 放置图纸的端口 网络标
23、号 放置节点 电源或接地符号 设置忽略电气法则测试 放置元件 设置PCB布线规则 2.7.2 连接导线 例：连接元件VR1的Vout管脚和JP2的1脚之间的导线。设置导线属性 1.选择原理图工具栏中的绘制导线工具，光标变为十字型，2.此时可以按下键盘上的【Tap】键，弹出如图的属性对话框，3.设置属性【Wire Width】：导线宽度，Smallest（最小）、Small（小）、Medium（中）、Large（大）几种选项，默认为Small。【Color】颜色框，在弹出的属性对话框中设置不同的颜色，设置好后，单击【OK】按钮完成设置。2.连接第一个管脚 移动光标接近VR1的Vout管脚，这时由
24、于图纸中设置了自动搜索电气节点的功能，光标自动跳到VR1的Vout管脚的电气节点上，并出现小的十字型黑点，表示接触良好，如图所示。3.带出导线 此时单击鼠标左键，移动鼠标即可带出一段导线。4.导线拐角 移动鼠标到要拐角的地方再点击鼠标左键，继续移动鼠标绘制导线。5.完成导线绘制 光标接近JP2的1脚，同样由于自动搜索电气节点的功能，光标会自动跳动JP2的1脚电气节点上，此时再单击鼠标左键，将导线连到该管脚，由于导线绘制已经完成，单击鼠标右键结束当前导线的绘制，如图所示。2.7.3 放置节点 原理图中的节点表示相交的导线是连接在一起，如图所示(a)没有节点，表示二导线没连接 (b）有节点，表示二
25、导线连接完成连线的三端稳压电源原理图 总结：在导线的绘制过程中，为了连线的方便，可以进一步调整元件的位置、方向，以及元件标号和参数的位置。建议：导线绘制最好采取分模块、单元电路的方式从左到右、从上到下依次进行，以免漏掉某些导线。2.8 放置电源和接地符号 2.8.1 通过电源及接地符号栏放置 1.打开电源及接地符号栏如果电源及接地符号栏没有打开，可以执行菜单命令【View】/【Toolbars】/【Power Object】，将打开如图的电源及接地符号栏。其中前二行为电源符号，最后一行为接地符号。放置接地符号 利用电源及接地符号栏一次只能放置一个电源或接地符号。选取其中的一个符号后（如本例中选
26、择接地符号），移动鼠标即可看到光标下带出一个接地符号，如图所示，将其移动合适位置，单击鼠标左键即可将接地符号放置到图纸中。2.8.2 通过原理图工具栏放置 在原理图工具栏中单击电源和接地符号按钮，按下键盘上的【Tap】键，将弹出如图 所示的电源和接地符号属性对话框。设置电源和接地符号属性【Net】网络属性：网络属性一般由字母和数字组成，是指电路中的电气连接关系，具有相同网络属性的导线在电气上是连接在一起的。【Style】外形风格：设置电源和接地符号的形状，有以下七种：【Circle】圆形:【Arrow】箭形:【Bar】T形:【Wave】波浪形:【Power Ground】电源地:【Signal
27、 Ground】信号地:【Earth Ground】接大地:上机实训：绘制单管放大电路原理图 绘制如图所示的单管放大电路原理图。2.任务分析 该图元件并不复杂，读者不太熟悉的元件可能是扬声器LS1，它的原理图元件名称为“Speaker”。该图中所有元件均位于“Miscellaneous Devices.IntLib”库中。3.操作步骤和提示（1）新建工程文件，并保存为“单管放大.PRJPCB”。（2）新建原理图文件，并保存为“单管放大.SCHDOC”。（3）设置图纸参数。将图纸设为A号，显示标准标题栏，可视栅格为10，捕捉栅格设为20，电气栅格设为7。（4）先移除元件库Miscellaneous Devices.IntLib，再将其添加到库文件面板中。（5）放置元件R1，并设置R1的属性。（6）将捕捉栅格设为10，再放置元件R2，观察元件的移到步距，理解捕捉栅格的含义。（7）依次放置其它元件，并进行位置调整。（8）进行原理图元件连线。（9）放置电源和接地符号。本章小结 本章以绘制三端稳压电源原理图为例，讲解了原理图的一般绘制流程和技巧，重点介绍了原理图图纸的设置，原理图元件库的添加，元件的放置，属性设置，元件位置调整和编辑，以及原理图元件之间的连线方法，最后讲解了怎样添加电源和接点符号。在实例讲解的过程中，为了考证的需要，还讲解了原理图模板的制作和调用方法。