（接上期）

第三節(jié) 電原理圖設(shè)計

（1）原理圖設(shè)計工作環(huán)境設(shè)定

上一講已經(jīng)敘述了通用設(shè)計環(huán)境，對于原理圖設(shè)計，還需要對工作環(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)定項的第二個大項是“原理圖設(shè)定”項。

圖1 所示是原理圖設(shè)定項展開的第一個項目，通用設(shè)定項。默認設(shè)定考慮了多數(shù)情況下設(shè)計人員的習(xí)慣，可注意如下幾點：①默認圖紙尺寸為A4，這是考慮到多數(shù)辦公打印機幅面是A4，便于打印保管。前面已經(jīng)講過，用戶可以根據(jù)需要進行修改；②引腳間距，分別是指的原理圖中元件引腳所標注的名稱和編號，在圖中距離引腳“根部”的距離，在設(shè)定默認單位為“Dxp Defaults（DXP 默認）”時，單位是10mil。引腳標注距離太遠則必須把圖紙畫得很大，否則容易誤會，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默認的“接地”分為3 種，電源地、信號地和接大地。

根據(jù)設(shè)計需要，在原理圖設(shè)計時可自定義諸如“模擬地”、“數(shù)字地”等；④模板，默認無。

圖1 優(yōu)先設(shè)定項——原理圖，通用設(shè)定

圖2 是“優(yōu)先設(shè)定項”中原理圖設(shè)置的第二項“圖形編輯設(shè)定”，這是針對原理圖設(shè)計過程中的圖形編輯風(fēng)格和一些輔助功能的設(shè)定。下面介紹幾個常用到的設(shè)定項：①光標類型分四種可選，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——原理圖，圖形編輯設(shè)定

在一般設(shè)計時，建議采用90°大十字（如圖），便于相距較遠的元件對齊畫線；②取消/ 重做操作，默認堆棧深度為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，如果拖動元件或畫線至顯示范圍邊沿，則自動“搖景”，即顯示范圍平移。有兩種工作方式可選，分別是“按固定步長平移”和“自動重新中置”，第三個選擇項是關(guān)閉自動搖景。搖景的速度可以拖動圖中的滑塊設(shè)定，固定平移步長也可設(shè)定；④默認未選中的一個多選框“單一 表示負”，往往用在設(shè)置網(wǎng)絡(luò)標號和編輯庫元件時使用。例如，要輸入“ ”，選定該項只需要輸入“ENB”就可以了，不選定該項則需每個字母前面輸入，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”中原理圖設(shè)置的第三項“編譯器操作”。該設(shè)定項主要是提供對設(shè)計文件進行編譯時處理交叉導(dǎo)線以及出錯信息顯示方式的操作設(shè)定。出錯信息包括三個等級：致命錯誤、錯誤和警告，在設(shè)計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——原理圖，編譯器操作

圖4 是“優(yōu)先設(shè)定項”中原理圖設(shè)置的第四項“自動聚焦”。這是一個輔助手段，便于設(shè)計者在較復(fù)雜的設(shè)計圖中集中注意力于操作對象。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。默認是都不選，設(shè)計者可以根據(jù)自己的需要設(shè)定。

圖4 優(yōu)先設(shè)定項——原理圖，自動聚焦

圖5 是“優(yōu)先設(shè)定項”中原理圖設(shè)置的第五項“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。針對繪圖時選用英制還是公制單位，點擊“邊框形式”，可以分別提供若干組網(wǎng)格尺寸組合，設(shè)計者可以便捷選擇，也可修改數(shù)據(jù)自行設(shè)定。

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

這三個尺寸的意義分別是：①可視網(wǎng)格，即在圖紙上顯示出來的網(wǎng)格，作為放置元件相互對齊的參照，在采用英制單位時，一般選用100mil（2.54mm），在采用公制單位時，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，實際上就是光標移動的最小單位。

集成電路等元件的圖形中，引腳之間的距離一般最小是100mil，這是為了便于標注編號，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)格是這樣一個概念，光標接近某個元件引腳的“電氣熱點”即電氣連接點時，如果之間的距離小于“電氣網(wǎng)格”，就會自動被“吸引”過去，自動定位于該“電氣熱點”。這不僅是為了繪圖方便，還有一個重要意義，就是避免繪制導(dǎo)線連接元件引腳時，看似連上了，但實際上導(dǎo)線端點并沒有與元件引腳的電氣熱點處于同一個坐標點，于是設(shè)計軟件判定它們之間并未連接。一般來講電氣網(wǎng)格的數(shù)值設(shè)定與捕獲網(wǎng)格相同或稍小，應(yīng)用起來比較方便。對于一般設(shè)計應(yīng)用，我們推薦如圖5的第二套默認組合。

圖6 是“優(yōu)先設(shè)定項”中原理圖設(shè)置的第六項“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，導(dǎo)線剪切功能很有用處。默認的切割長度為捕獲網(wǎng)格的3 倍，剪切后留下的導(dǎo)線端點不在網(wǎng)格上，稍有不便，建議改為4 倍。

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

圖7 是“優(yōu)先設(shè)定項”中原理圖設(shè)置的第七項“默認單位設(shè)定”。此處所謂默認單位，是指原理圖設(shè)計過程中圖紙顯示的坐標數(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，可選項有mils（密爾，千分之一英寸）、inches（英寸，約25.4mm）、DXP 默認選擇（10mil 為單位）和自動英制。當(dāng)選擇自動英制時，如mils 的數(shù)值是500mils 的整倍數(shù)，則自動將單位從mils 切換為inches。

圖7 優(yōu)先設(shè)定——原理圖，默認單位

對于原理圖設(shè)計，圖紙繪制不應(yīng)過于密集，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。因為大量的原理圖庫元件圖形是采用英制單位建立的，通常在設(shè)計時采用英制單位，設(shè)定為DxpDefaults（DXP 默認）。要注意， 如此設(shè)定以后，我們在設(shè)計過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”中原理圖設(shè)置的第八項“默認圖元參數(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，線的粗細也不同。Protel 2004 設(shè)計系統(tǒng)為設(shè)計者提供了一整套基本圖元的默認參數(shù)，用戶可以在正式開始工作前根據(jù)自己的需求予以修改，也可以全部保留默認值，工作進行中在線修改。如圖8，圖元選擇“Arc”（圓弧），點擊下面“編輯值”，就會出現(xiàn)如圖8 所示編輯對話窗口，關(guān)于繪制圓弧的所有參數(shù)都可以予以修改保存。在實際繪制圖形時，Protel 2004 還提供了更便捷的方式，即直接用鼠標拖動確定諸如半徑，起止角度等。

圖8 優(yōu)先設(shè)定——原理圖，默認圖元參數(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，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當(dāng)前調(diào)用對象，不會修改保存的參數(shù)值，如圖9 所示。

圖9 圖元——圓弧參數(shù)編輯

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

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

從使用角度來講，Orcad 較復(fù)雜，而且版權(quán)保護措施比較嚴格，以致使用沒有protel 那么廣泛，在普通設(shè)計用途方面Protel 更為普遍一些。

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

下面以一個實例講述原理圖設(shè)計中的一些具體操作。這是一位高職院校學(xué)生設(shè)計的單片機通用應(yīng)用平臺，可供教學(xué)實驗，也可經(jīng)二次開發(fā)用于各種實際場合。為了便于敘述層次化設(shè)計的思想，把整個原理圖分為了兩個子圖。

（2）新建設(shè)計項目

啟動Protel 2004，在主菜單中選擇“文件－創(chuàng)建－項目－ PCB 項目”，新建一個設(shè)計項目，見圖10 所示。也可以在主頁面左邊工作區(qū)面板“新建”欄里選擇“Blank Project（PCB）”（空白項目-印制板）。這時，Protel2004 的主頁面自動轉(zhuǎn)為顯示“項目”。新建的項目名稱默認為“PCB_Project1.PrjPCB”。鼠標右鍵單擊該項目名稱，在下拉菜單中選擇“另存項目為”，即可指定該設(shè)計項目文件保存的路徑，并且可修改名稱，例如“設(shè)計實例”。鼠標右鍵單擊該項目名稱，下拉菜單中選擇“追加新文件到項目中-Schematic（原理圖）”，見圖11，點擊后在項目面板中，項目名稱樹狀目錄的下一層“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，鼠標右鍵點擊它，出現(xiàn)會話框允許你指定保存路徑并重新對文件命名（設(shè)計實例-1.SchDoc），默認情況是與項目保存在同一路徑。右鍵再次單擊項目名稱，下拉菜單中選擇“追加新文件到項目中-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，鼠標右鍵點擊該文件名，出現(xiàn)會話框供你指定保存路徑并重新對文件命名（設(shè)計實例。PcbDoc）。新建項目完成后，設(shè)計頁面如圖12 所示。

　圖10 新創(chuàng)建PCB項目

圖11 在項目中新建原理圖文件

圖12 新建項目與設(shè)計文件

圖12 中鼠標指針指向一個工作面板顯示控制按鈕，圖中該按鈕是鼠標的形狀，表示工作區(qū)面板固定顯示。單擊它，圖標變成鍵盤的形狀，這時，工作區(qū)面板變?yōu)椤案用姘濉保綍r自動隱藏，顯示控制標簽也自動移到左側(cè)。這樣可以使得在設(shè)計過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，只要把鼠標移向需要的顯示控制標簽，工作區(qū)面板即會自動顯示。還可以用鼠標把它任意拖動到其他地方。

打開原理圖文件“設(shè)計實例-1.SchDoc”，出現(xiàn)如圖13 所示的設(shè)計圖紙， 圖框樣式是Protel2004 默認的標準樣式。

圖13 空白原理圖

（3）圖紙選項

單擊主菜單中的“設(shè)計”，在展開的下拉菜單中選擇“文檔選項”，會彈出一個“文檔選項對話框”，如圖14 所示。或者鼠標指針放在圖紙范圍內(nèi)，單擊右鍵即出現(xiàn)快捷選項菜單，如圖15，選定下一級子菜單的“文檔選項”，同樣會出現(xiàn)圖14 的對話框界面。

圖14 原理圖設(shè)計——文檔選項

圖15 快捷設(shè)定——文檔選項

該對話框有三個標簽分別控制三個顯示界面，在“圖紙選項”中可以設(shè)置修改圖紙的各項風(fēng)格或參數(shù)，如“模板”、“選項”、“網(wǎng)格”、“電氣網(wǎng)格”、“標準風(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)選項時已作介紹。這里的“標準風(fēng)格”

實際上是提供一系列標準圖紙樣式供選用，原文是“Standard style”，應(yīng)該翻譯為“標準樣式”或“標準規(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、標題欄、邊框顏色等內(nèi)容。

在“選項”區(qū)域，有幾個設(shè)置項，下面逐一解釋。

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

圖紙明細表：即我們常說的標題欄（見圖13）。

提供了“Standard”（標準）和“ANSI”（美國國家標準協(xié)會）兩種樣式，一般保留默認的前者。

圖紙編號空間：原理圖的標題欄中有一欄標注“Sheet X of Y”，意即“第X 張，共Y 張”。標題欄中本無X、Y 字樣，是供設(shè)計者填寫的。本項設(shè)定就是為填寫“X”預(yù)留的空間。一般來講一個項目的原理圖數(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小區(qū)域稱為A1。在用文字描述圖紙時，如提到某元件位于B2 區(qū)域，讀圖者就很容易找到元件。

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

邊緣色，指定圖紙邊界的顏色，默認為黑色。

圖紙顏色，指的是圖紙背景的“底色”。一般不用純白，避免設(shè)計者長時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，該項應(yīng)選中。

【注意】：在文檔選項的各種設(shè)定中，有些是在前面“優(yōu)先選擇項”中已經(jīng)進行了設(shè)定的，在這里出現(xiàn)的意義有所不同?！皟?yōu)選項”的設(shè)定是作為DXP 系統(tǒng)工作過程中新建文件的默認設(shè)定，帶有全局性，而“文檔選項”中的設(shè)定，只針對當(dāng)前打開的“這個文檔”。

（待續(xù)）