（接上期）

第三節(jié) 電原理圖設(shè)計(jì)

（1）原理圖設(shè)計(jì)工作環(huán)境設(shè)定

上一講已經(jīng)敘述了通用設(shè)計(jì)環(huán)境，對(duì)于原理圖設(shè)計(jì)，還需要對(duì)工作環(huán)境予以必要的設(shè)定。DXP 系統(tǒng)設(shè)定菜單下，優(yōu)先設(shè)定項(xiàng)的第二個(gè)大項(xiàng)是“原理圖設(shè)定”項(xiàng)。

圖1 所示是原理圖設(shè)定項(xiàng)展開(kāi)的第一個(gè)項(xiàng)目，通用設(shè)定項(xiàng)。默認(rèn)設(shè)定考慮了多數(shù)情況下設(shè)計(jì)人員的習(xí)慣，可注意如下幾點(diǎn)：①默認(rèn)圖紙尺寸為A4，這是考慮到多數(shù)辦公打印機(jī)幅面是A4，便于打印保管。前面已經(jīng)講過(guò)，用戶可以根據(jù)需要進(jìn)行修改；②引腳間距，分別是指的原理圖中元件引腳所標(biāo)注的名稱和編號(hào)，在圖中距離引腳“根部”的距離，在設(shè)定默認(rèn)單位為“Dxp Defaults（DXP 默認(rèn)）”時(shí)，單位是10mil。引腳標(biāo)注距離太遠(yuǎn)則必須把圖紙畫(huà)得很大，否則容易誤會(huì)，太近容易和元件輪廓線發(fā)生沖突，導(dǎo)致誤讀。一般設(shè)置在4-6 較為適宜；③默認(rèn)的“接地”分為3 種，電源地、信號(hào)地和接大地。

根據(jù)設(shè)計(jì)需要，在原理圖設(shè)計(jì)時(shí)可自定義諸如“模擬地”、“數(shù)字地”等；④模板，默認(rèn)無(wú)。

圖1 優(yōu)先設(shè)定項(xiàng)——原理圖，通用設(shè)定

圖2 是“優(yōu)先設(shè)定項(xiàng)”中原理圖設(shè)置的第二項(xiàng)“圖形編輯設(shè)定”，這是針對(duì)原理圖設(shè)計(jì)過(guò)程中的圖形編輯風(fēng)格和一些輔助功能的設(shè)定。下面介紹幾個(gè)常用到的設(shè)定項(xiàng)：①光標(biāo)類型分四種可選，90°大十字、90°小十字、45°小十字、45°極小十字。

圖2 優(yōu)先設(shè)定項(xiàng)——原理圖，圖形編輯設(shè)定

在一般設(shè)計(jì)時(shí)，建議采用90°大十字（如圖），便于相距較遠(yuǎn)的元件對(duì)齊畫(huà)線；②取消/ 重做操作，默認(rèn)堆棧深度為50，意味著你可以從目前的操作狀態(tài)最多后退50 步，以便撤銷需要改正的操作，一般來(lái)講，這已經(jīng)足夠了；③搖景操作設(shè)定，這是在圖形被放大，圖紙邊沿已在顯示范圍以外時(shí)，如果拖動(dòng)元件或畫(huà)線至顯示范圍邊沿，則自動(dòng)“搖景”，即顯示范圍平移。有兩種工作方式可選，分別是“按固定步長(zhǎng)平移”和“自動(dòng)重新中置”，第三個(gè)選擇項(xiàng)是關(guān)閉自動(dòng)搖景。搖景的速度可以拖動(dòng)圖中的滑塊設(shè)定，固定平移步長(zhǎng)也可設(shè)定；④默認(rèn)未選中的一個(gè)多選框“單一 表示負(fù)”，往往用在設(shè)置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)和編輯庫(kù)元件時(shí)使用。例如，要輸入“ ”，選定該項(xiàng)只需要輸入“ENB”就可以了，不選定該項(xiàng)則需每個(gè)字母前面輸入，即“ENB”。但是，更適合于需要輸入類似“ 1”的情況。

圖3 是“優(yōu)先設(shè)定項(xiàng)”中原理圖設(shè)置的第三項(xiàng)“編譯器操作”。該設(shè)定項(xiàng)主要是提供對(duì)設(shè)計(jì)文件進(jìn)行編譯時(shí)處理交叉導(dǎo)線以及出錯(cuò)信息顯示方式的操作設(shè)定。出錯(cuò)信息包括三個(gè)等級(jí)：致命錯(cuò)誤、錯(cuò)誤和警告，在設(shè)計(jì)圖中分別用不同顏色表示，用戶也可另外設(shè)定自己慣用的，不易與其他信息混淆的顏色。

圖3 優(yōu)先設(shè)定項(xiàng)——原理圖，編譯器操作

圖4 是“優(yōu)先設(shè)定項(xiàng)”中原理圖設(shè)置的第四項(xiàng)“自動(dòng)聚焦”。這是一個(gè)輔助手段，便于設(shè)計(jì)者在較復(fù)雜的設(shè)計(jì)圖中集中注意力于操作對(duì)象。從設(shè)定選框中可以看到是注意力“聚焦”的手段有色彩的加濃和暗淡，局部放大等。默認(rèn)是都不選，設(shè)計(jì)者可以根據(jù)自己的需要設(shè)定。

圖4 優(yōu)先設(shè)定項(xiàng)——原理圖，自動(dòng)聚焦

圖5 是“優(yōu)先設(shè)定項(xiàng)”中原理圖設(shè)置的第五項(xiàng)“網(wǎng)格設(shè)定”，這是為了繪圖清晰、整齊、方便的輔助工具。提供了三種網(wǎng)格尺寸：可視網(wǎng)格、捕獲網(wǎng)格、電氣網(wǎng)格。針對(duì)繪圖時(shí)選用英制還是公制單位，點(diǎn)擊“邊框形式”，可以分別提供若干組網(wǎng)格尺寸組合，設(shè)計(jì)者可以便捷選擇，也可修改數(shù)據(jù)自行設(shè)定。

圖5 優(yōu)先設(shè)定項(xiàng)——原理圖，網(wǎng)格設(shè)定

這三個(gè)尺寸的意義分別是：①可視網(wǎng)格，即在圖紙上顯示出來(lái)的網(wǎng)格，作為放置元件相互對(duì)齊的參照，在采用英制單位時(shí)，一般選用100mil（2.54mm），在采用公制單位時(shí)，一般選用2.5mm 或者5mm。

可視網(wǎng)格有兩種可選樣式，線格和點(diǎn)格。顏色一般選較淺的，以便于明確地與元件輪廓線和導(dǎo)線等區(qū)分。②捕獲網(wǎng)格，實(shí)際上就是光標(biāo)移動(dòng)的最小單位。

集成電路等元件的圖形中，引腳之間的距離一般最小是100mil，這是為了便于標(biāo)注編號(hào)，使字不至于太小。如果繪制所有導(dǎo)線的距離都如此，則整個(gè)圖形顯得不夠緊湊，一張圖容納的內(nèi)容偏少。一般建議選擇50mil。③電氣網(wǎng)格是這樣一個(gè)概念，光標(biāo)接近某個(gè)元件引腳的“電氣熱點(diǎn)”即電氣連接點(diǎn)時(shí)，如果之間的距離小于“電氣網(wǎng)格”，就會(huì)自動(dòng)被“吸引”過(guò)去，自動(dòng)定位于該“電氣熱點(diǎn)”。這不僅是為了繪圖方便，還有一個(gè)重要意義，就是避免繪制導(dǎo)線連接元件引腳時(shí)，看似連上了，但實(shí)際上導(dǎo)線端點(diǎn)并沒(méi)有與元件引腳的電氣熱點(diǎn)處于同一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，于是設(shè)計(jì)軟件判定它們之間并未連接。一般來(lái)講電氣網(wǎng)格的數(shù)值設(shè)定與捕獲網(wǎng)格相同或稍小，應(yīng)用起來(lái)比較方便。對(duì)于一般設(shè)計(jì)應(yīng)用，我們推薦如圖5的第二套默認(rèn)組合。

圖6 是“優(yōu)先設(shè)定項(xiàng)”中原理圖設(shè)置的第六項(xiàng)“導(dǎo)線剪切設(shè)定”。在已連接導(dǎo)線的情況下需要修改連接，例如在導(dǎo)線中間插入元件時(shí)，導(dǎo)線剪切功能很有用處。默認(rèn)的切割長(zhǎng)度為捕獲網(wǎng)格的3 倍，剪切后留下的導(dǎo)線端點(diǎn)不在網(wǎng)格上，稍有不便，建議改為4 倍。

圖6 優(yōu)先設(shè)定項(xiàng)——原理圖，導(dǎo)線剪切設(shè)置

圖7 是“優(yōu)先設(shè)定項(xiàng)”中原理圖設(shè)置的第七項(xiàng)“默認(rèn)單位設(shè)定”。此處所謂默認(rèn)單位，是指原理圖設(shè)計(jì)過(guò)程中圖紙顯示的坐標(biāo)數(shù)值，在線修改設(shè)定所使用的單位等。當(dāng)使用英制單位系統(tǒng)時(shí)，可選項(xiàng)有mils（密爾，千分之一英寸）、inches（英寸，約25.4mm）、DXP 默認(rèn)選擇（10mil 為單位）和自動(dòng)英制。當(dāng)選擇自動(dòng)英制時(shí)，如mils 的數(shù)值是500mils 的整倍數(shù)，則自動(dòng)將單位從mils 切換為inches。

圖7 優(yōu)先設(shè)定——原理圖，默認(rèn)單位

對(duì)于原理圖設(shè)計(jì)，圖紙繪制不應(yīng)過(guò)于密集，所以前述網(wǎng)格設(shè)定一節(jié)基本上都是以10mil 以上為單位。因?yàn)榇罅康脑韴D庫(kù)元件圖形是采用英制單位建立的，通常在設(shè)計(jì)時(shí)采用英制單位，設(shè)定為DxpDefaults（DXP 默認(rèn)）。要注意， 如此設(shè)定以后，我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中使用到的尺寸數(shù)值，其單位是10mils，例如5 意即50mils.

圖8 是“優(yōu)先設(shè)定項(xiàng)”中原理圖設(shè)置的第八項(xiàng)“默認(rèn)圖元參數(shù)設(shè)定”。我們繪制的原理圖，是由許多基本的圖形元素組成的，這些圖形元素稱為“圖元”。在繪圖過(guò)程中，同一種圖元，例如一段圓弧，可能在不同的地方需要不同的直徑，不同的起止角度，線的粗細(xì)也不同。Protel 2004 設(shè)計(jì)系統(tǒng)為設(shè)計(jì)者提供了一整套基本圖元的默認(rèn)參數(shù)，用戶可以在正式開(kāi)始工作前根據(jù)自己的需求予以修改，也可以全部保留默認(rèn)值，工作進(jìn)行中在線修改。如圖8，圖元選擇“Arc”（圓?。?，點(diǎn)擊下面“編輯值”，就會(huì)出現(xiàn)如圖8 所示編輯對(duì)話窗口，關(guān)于繪制圓弧的所有參數(shù)都可以予以修改保存。在實(shí)際繪制圖形時(shí)，Protel 2004 還提供了更便捷的方式，即直接用鼠標(biāo)拖動(dòng)確定諸如半徑，起止角度等。

圖8 優(yōu)先設(shè)定——原理圖，默認(rèn)圖元參數(shù)

如果在這里選擇了右上角的“永久”，那么這里的設(shè)定參數(shù)值固定保存，每次調(diào)用圖元時(shí)，都是按照這里的設(shè)定參數(shù)出現(xiàn)，用戶在線修改只針對(duì)當(dāng)前調(diào)用對(duì)象，不會(huì)修改保存的參數(shù)值，如圖9 所示。

圖9 圖元——圓弧參數(shù)編輯

如果這里沒(méi)有選擇“永久”（系統(tǒng)默認(rèn)不選），那么用戶每次調(diào)用圖元所作的修改，既對(duì)當(dāng)前對(duì)象起作用，也同時(shí)修改了保存的參數(shù)，下一次調(diào)用時(shí)，按照新參數(shù)調(diào)用。在繪制原理圖時(shí)，調(diào)用某一圖元，只要在確定放置之前，按下TAB 鍵，就會(huì)出現(xiàn)這里的編輯對(duì)話框，供用戶編輯修改相關(guān)參數(shù)。

原理圖設(shè)計(jì)的最后一項(xiàng)優(yōu)先設(shè)定是為了支持與其他設(shè)計(jì)軟件的文件格式相互變換，使用戶以前在其他設(shè)計(jì)軟件環(huán)境下所做的設(shè)計(jì)能夠?qū)隤rotel2004，繼續(xù)工作。Orcad 是一款功能強(qiáng)大的設(shè)計(jì)軟件，該公司于06 年并入了著名的Cadence 公司。

從使用角度來(lái)講，Orcad 較復(fù)雜，而且版權(quán)保護(hù)措施比較嚴(yán)格，以致使用沒(méi)有protel 那么廣泛，在普通設(shè)計(jì)用途方面Protel 更為普遍一些。

完成所有設(shè)定后，注意圖中有的項(xiàng)目右上角有一個(gè)星號(hào)，這是提示設(shè)定尚未保存，應(yīng)點(diǎn)擊“確認(rèn)”，即保存全部設(shè)置內(nèi)容。

下面以一個(gè)實(shí)例講述原理圖設(shè)計(jì)中的一些具體操作。這是一位高職院校學(xué)生設(shè)計(jì)的單片機(jī)通用應(yīng)用平臺(tái)，可供教學(xué)實(shí)驗(yàn)，也可經(jīng)二次開(kāi)發(fā)用于各種實(shí)際場(chǎng)合。為了便于敘述層次化設(shè)計(jì)的思想，把整個(gè)原理圖分為了兩個(gè)子圖。

（2）新建設(shè)計(jì)項(xiàng)目

啟動(dòng)Protel 2004，在主菜單中選擇“文件－創(chuàng)建－項(xiàng)目－ PCB 項(xiàng)目”，新建一個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，見(jiàn)圖10 所示。也可以在主頁(yè)面左邊工作區(qū)面板“新建”欄里選擇“Blank Project（PCB）”（空白項(xiàng)目-印制板）。這時(shí)，Protel2004 的主頁(yè)面自動(dòng)轉(zhuǎn)為顯示“項(xiàng)目”。新建的項(xiàng)目名稱默認(rèn)為“PCB_Project1.PrjPCB”。鼠標(biāo)右鍵單擊該項(xiàng)目名稱，在下拉菜單中選擇“另存項(xiàng)目為”，即可指定該設(shè)計(jì)項(xiàng)目文件保存的路徑，并且可修改名稱，例如“設(shè)計(jì)實(shí)例”。鼠標(biāo)右鍵單擊該項(xiàng)目名稱，下拉菜單中選擇“追加新文件到項(xiàng)目中-Schematic（原理圖）”，見(jiàn)圖11，點(diǎn)擊后在項(xiàng)目面板中，項(xiàng)目名稱樹(shù)狀目錄的下一層“Source Documents”（源文件）下出現(xiàn)新建的原理圖空白文件“Sheet1.SchDoc”。與前面類似，鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊它，出現(xiàn)會(huì)話框允許你指定保存路徑并重新對(duì)文件命名（設(shè)計(jì)實(shí)例-1.SchDoc），默認(rèn)情況是與項(xiàng)目保存在同一路徑。右鍵再次單擊項(xiàng)目名稱，下拉菜單中選擇“追加新文件到項(xiàng)目中-PCB（印制板）”，“Source Documents”（源文件）下出現(xiàn)新建的空白印制板圖文件“PCB1.PcbDoc”。同樣，鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊該文件名，出現(xiàn)會(huì)話框供你指定保存路徑并重新對(duì)文件命名（設(shè)計(jì)實(shí)例。PcbDoc）。新建項(xiàng)目完成后，設(shè)計(jì)頁(yè)面如圖12 所示。

　圖10 新創(chuàng)建PCB項(xiàng)目

圖11 在項(xiàng)目中新建原理圖文件

圖12 新建項(xiàng)目與設(shè)計(jì)文件

圖12 中鼠標(biāo)指針指向一個(gè)工作面板顯示控制按鈕，圖中該按鈕是鼠標(biāo)的形狀，表示工作區(qū)面板固定顯示。單擊它，圖標(biāo)變成鍵盤(pán)的形狀，這時(shí)，工作區(qū)面板變?yōu)椤案?dòng)面板”，平時(shí)自動(dòng)隱藏，顯示控制標(biāo)簽也自動(dòng)移到左側(cè)。這樣可以使得在設(shè)計(jì)過(guò)程中圖紙可以有最大化的顯示區(qū)間，方便了應(yīng)用。

需要顯示工作面板時(shí)，只要把鼠標(biāo)移向需要的顯示控制標(biāo)簽，工作區(qū)面板即會(huì)自動(dòng)顯示。還可以用鼠標(biāo)把它任意拖動(dòng)到其他地方。

打開(kāi)原理圖文件“設(shè)計(jì)實(shí)例-1.SchDoc”，出現(xiàn)如圖13 所示的設(shè)計(jì)圖紙， 圖框樣式是Protel2004 默認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)樣式。

圖13 空白原理圖

（3）圖紙選項(xiàng)

單擊主菜單中的“設(shè)計(jì)”，在展開(kāi)的下拉菜單中選擇“文檔選項(xiàng)”，會(huì)彈出一個(gè)“文檔選項(xiàng)對(duì)話框”，如圖14 所示?；蛘呤髽?biāo)指針?lè)旁趫D紙范圍內(nèi)，單擊右鍵即出現(xiàn)快捷選項(xiàng)菜單，如圖15，選定下一級(jí)子菜單的“文檔選項(xiàng)”，同樣會(huì)出現(xiàn)圖14 的對(duì)話框界面。

圖14 原理圖設(shè)計(jì)——文檔選項(xiàng)

圖15 快捷設(shè)定——文檔選項(xiàng)

該對(duì)話框有三個(gè)標(biāo)簽分別控制三個(gè)顯示界面，在“圖紙選項(xiàng)”中可以設(shè)置修改圖紙的各項(xiàng)風(fēng)格或參數(shù)，如“模板”、“選項(xiàng)”、“網(wǎng)格”、“電氣網(wǎng)格”、“標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)格”、“自定義風(fēng)格”以及修改系統(tǒng)字體。其中，模板、網(wǎng)格、電氣網(wǎng)格、修改系統(tǒng)字體在前面介紹原理圖優(yōu)選項(xiàng)時(shí)已作介紹。這里的“標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)格”

實(shí)際上是提供一系列標(biāo)準(zhǔn)圖紙樣式供選用，原文是“Standard style”，應(yīng)該翻譯為“標(biāo)準(zhǔn)樣式”或“標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格”?！白远x風(fēng)格”使用戶可以自行任意設(shè)定圖紙規(guī)格，如尺寸、方向、標(biāo)題欄、邊框顏色等內(nèi)容。

在“選項(xiàng)”區(qū)域，有幾個(gè)設(shè)置項(xiàng)，下面逐一解釋。

方向：可選項(xiàng)有兩個(gè)“Landscape”（風(fēng)景畫(huà)）意即圖紙橫置，“Portrait”（肖像畫(huà)）意即圖紙縱置，一般選前者。

圖紙明細(xì)表：即我們常說(shuō)的標(biāo)題欄（見(jiàn)圖13）。

提供了“Standard”（標(biāo)準(zhǔn)）和“ANSI”（美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)）兩種樣式，一般保留默認(rèn)的前者。

圖紙編號(hào)空間：原理圖的標(biāo)題欄中有一欄標(biāo)注“Sheet X of Y”，意即“第X 張，共Y 張”。標(biāo)題欄中本無(wú)X、Y 字樣，是供設(shè)計(jì)者填寫(xiě)的。本項(xiàng)設(shè)定就是為填寫(xiě)“X”預(yù)留的空間。一般來(lái)講一個(gè)項(xiàng)目的原理圖數(shù)量在10 以內(nèi)，所以留下一位數(shù)的空間即可，如默認(rèn)的4，若數(shù)量范圍等于或大于10，可直接修改為8-10，就可以填下兩位數(shù)。

邊界、參考區(qū)的定義見(jiàn)圖13。邊界即圖紙最外的一道矩形框，規(guī)定了圖紙的最大范圍；參考區(qū)是在邊界內(nèi)四周的條狀區(qū)域，分別把圖紙按水平和垂直方向均分為幾個(gè)等分，命名為1、2、3、4 和A、B、C、D，這樣圖紙就被分劃成若干小區(qū)域，例如最左上方的一個(gè)小區(qū)域稱為A1。在用文字描述圖紙時(shí)，如提到某元件位于B2 區(qū)域，讀圖者就很容易找到元件。

對(duì)話框界面中兩個(gè)復(fù)選框分別定義圖紙邊界和參考區(qū)是否顯示，一般保持默認(rèn)狀態(tài)，予以選定。

邊緣色，指定圖紙邊界的顏色，默認(rèn)為黑色。

圖紙顏色，指的是圖紙背景的“底色”。一般不用純白，避免設(shè)計(jì)者長(zhǎng)時(shí)間觀看較亮的白色屏幕，導(dǎo)致眼睛不適。通常選用很淡的底色，不影響圖紙的顯示，也比較柔和。

顯示模板圖形，在調(diào)用了圖紙模板圖形時(shí)，該項(xiàng)應(yīng)選中。

【注意】：在文檔選項(xiàng)的各種設(shè)定中，有些是在前面“優(yōu)先選擇項(xiàng)”中已經(jīng)進(jìn)行了設(shè)定的，在這里出現(xiàn)的意義有所不同。“優(yōu)選項(xiàng)”的設(shè)定是作為DXP 系統(tǒng)工作過(guò)程中新建文件的默認(rèn)設(shè)定，帶有全局性，而“文檔選項(xiàng)”中的設(shè)定，只針對(duì)當(dāng)前打開(kāi)的“這個(gè)文檔”。

（待續(xù)）