项目2 绘制简单电路原理图.docx

项目二 简单电路原理图的绘制 知识目标¤ 掌握电路原理图工作环境的设置¤ 掌握添加、卸载软件自带元件库的方法¤ 掌握电路中常见电气对象（元器件、导线、节点、电源、地线）的放置方法¤ 掌握编辑电路中常见电气对象（元器件、导线、节点、电源、地线）属性的编辑方法 技能目标¤ 根据电路图需要添加相应电路元件库¤ 运用Protel 99 SE 的电路原理图编辑器绘制简单模拟电路原理图一、任务目标：绘制共射放大电路图2-1 共射放大电路原理图二、任务分析v在绘制电路图之前，先对图纸环境进行设置。v电路图中主要由电子元器件、导线、电源等电气对象组成。三、任务实施过程&知识链接绘制电路原理图流程如图2-2所示。任务1、新建一个数据库文件*.DDB(1)执行菜单命令【File】/【New】,将光标移动到菜单【File】/【New】处，单击或按回车键即可。执行命令后会出现如图2-3所示的【New Design database】(创建设计数据库文件)图2-2 电路原理图流程图对话框。图2-3 创建设计数据库文件对话框（2）单击 按钮选择文件的存储位置。Protel 99SE默认文件“MyDesign.ddb”,也可以根据需要在相应位置改变文件名。注意点：Protel 99SE默认文件存储的路径为【C:】/【Program】/【 Files】【/Design Explorer 99 SE】/【Examples】根目录下。对于初学者，文件的存储位置一定要按照任务要求的路径存储，否则文件保存后，不易找到该文件。（3）单击 “0k”按钮后，Protel 99SE的主窗口发生改变，如图2-4所示图2-4 设计数据库主窗口这样我们就创建了一个新的设计数据库文件，以后与该设计的相关的各种文件及信息都将包含在这个数据库中。【练一练】 进入Protel 99SE设计环境，建立“姓名+学号.ddb”数据库文件。任务2、新建一个原理图文件*.SCH在创建一个数据库文件后，我们就可以在该文件夹中创建原理图文件并启动原理图编辑器。原理图编辑器实际上是一个原理图设计系统，用户可以在该系统中进行电路原理图的设计并生成相应的网络表，为今后印制电路板的设计做好准备。启动原理图编辑器可以按照如下步骤进行。（1） 在执行菜单命令【File】/【New】后，会出现如图2-5所示的选择文件类对话框。图2-5 选择文件类对话框 知识拓展 表2-1 图标与对应文件类型图标功能图标功能建立计算机辅助制造的输出文件新建原理图文件新建文件夹新建原理图元件文件新建印制电路板设计文件新建表格处理文件新建印制电路板元件封装文件新建文字处理文件新建印制电路板打印文件新建波形处理文件 （2）双击 图标后，即可完成新的原理图的创建，如图2-6所示图2-6 创建新的原理图文件（3）双击工作窗口中的原理图文件图标 后，即可启动原理图编辑器，如图2-7所示。图2-7 原理图编辑器界面【练一练】 建立以“姓名.Sch”的原理图文件。3、原理图环境设置我们根据图2-1所示的实例对图纸提出如下要求： 图纸的尺寸为A4号。 图纸的方向为水平放置。 图纸的标题栏采用标准型。下面我们根据上述要求对即将使用的图纸进行设置。（1） 设置图纸图副 图2-8 设置图纸属性对话框1）、执行菜单命令【Design】/【Options】,出现如图2-8所示的设置或更改图纸属性对话框。 2）、设置图纸尺寸。将光标移至图2-8中的【Standard Style】（标准图纸选项），单击【Standard】编辑框的 按钮，弹出下拉列表框后，在列表中选择A4。知识拓展： Protel 99SE提供的标准图纸 公制：A0、A1、A2、A3、A4。 英制：A、B、C、D、E。 Orcad图纸：OrcadA、OrcadB、OrcadC、OrcadD、OrcadE。 其他：Letter、 Legal 、Tabloid 。 3）、设置图纸方向。对图纸方向的设定是在图2-8中【Options】完成的。单击【Options】选项的下拉按钮，弹出下拉列表框后，然后单击【Landscape】选项即可将图纸的方向设为水平方向。知识拓展：Protel 99SE图纸方向有两种选择：【Landscape】：图纸水平放置。【Portrait】：图纸垂直放置。3）设置图纸标题栏。单击【Title Block】选项的 按钮，在弹出的下拉列表中，Protel 99SE提供的标题栏有标准型（Standard）和美国国家标准协会（ANSI）两种，只要将移至相应的单击即可。4)设置显示标题栏（Title Block）。选中此项可以显示图纸标题栏。单击【Title Block】选项前的复选框，复选框中为“”表示选中该项。5）设置显示参考边框（Show Reference Zones）。选中此项可以显示参考边框，选择的方法同上。6）设置显示图纸边框（Show Border）。选中此项可以显示图纸边框，选择的方法同上。7）设置显示图纸模板图形（Show Template Graphics）。选中此项可以显示图纸模板图形，选择的方法同上。8）设置图纸边框的颜色（Border Color）。此项可以设置图纸边框的颜色，缺省值为黑色。单击【Border Color】右侧的选框后，出现选择颜色的对话框，用鼠标选中想要的颜色即可。9）设置工作区颜色（Sheet Color）。此项可以设置图纸工作区的颜色，缺省值为淡黄色。选中的方法同上。10）设置图纸栅格 【SnapOn】：捕捉栅格。选中后，决定了元件和导线等图形对象只能放置在栅格上。【Visible】:可视栅格。选中后，图纸上将显示实际网格的大小，它只影响图纸的视觉效果。【Electrical】:电气捕捉栅格。选中后，画图时只要连线进入电气捕捉栅格范围内，就可自动与元件管脚对齐。图2-9图纸栅格通常捕捉栅格与可视栅格设置参数相同，电气捕捉栅格的距离小于捕捉栅格的距离。经过上述各个步骤，设置好图纸，下面将进入绘制电路原理图的实质性工作阶段了。【练一练】 将已建立的“姓名.Sch”的原理图文件，设置为图纸的尺寸为A4号、 图纸的方向为水平放置、标题栏采用标准型。任务三、绘制共射放大电路图1、装载元器件库 电路原理图中有两大要素：一是元件，另一个是线路。绘制一张原理图首先要把有关元器件放置到工作平面上。在放置元器件之前，我们又必须要知道元器件所在的元件库，并把相应的元件库装到元器件管理浏览器中。装入元件库的具体步骤如下：（1） 打开元器件元件管理浏览器在工作窗口为原理图编辑器窗口的状态下，单击设计管理器顶部的 按钮即可打开元器件管理浏览器窗口。如图2-10所示。（2） 装入原理图所需的元件库单击元器件管理浏览器窗口的 按钮，出现如图2-11所示的对话框。该对话框的作用是装入所需的元件库或移去不需要的元件库。（3）单击选择所需的库文件，例如“Miscellaneous Devides.ddb”,然后单击 按钮，或双击该库文件，被选中的库文件即出现在【Selected Files】列表框中。重复上述操作即可将不同的库文件依次添加到列表中，然后单击 按钮，就可以将上述库文件装入元器件管理浏览器中。图2-11 改变当前元件库设置对话框图2-10 元器件管理浏览器（3） 若想移出某个已装入的元件库，只要在【Selected Files】列表框中选中该库文件，然后单击 按钮即可。【练一练】 装入元件库 Miscellaneous Devides.ddb； Protel Dos Schematic Libraries.ddb；Sim.ddb。2、放置元件装入元器件库后，现在我们就可以在工作平面上放置元件了，现我们以共射放大电路为例，介绍三种放置元器件的方法。1） 、用浏览管理器放置元件（1）单击“Brows Sch”标签，进入浏览管理器。（2）打开“Browse”窗口的“Libraries” 项，进入元件库管理系统。（3）用鼠标左键选中元件所属的元件库。例如，要放置的元件（电阻 “Res2”）在“Miscellaneous Devices.lib”库中，则选中此库。（4）在此元件库中找到所需的元件。如，需要放置电阻“Res2”，则用鼠标左键双击“Res2”，进入“放置元件”命令状态。（5）移动光标到工作平面上，此时光标为十字形，元件“Res2”将随着光标移动，如图2-12a所示。在工作平面上选择合适的位置，单击鼠标左键即可将该元件定位到工作平面上，如图2-12b所示。 （6）重复第5）步操作，可将多个电阻“Res2”都放置到合适位置。此时系统仍处于“放置元件”的命令状态，按下Esc键或单击鼠标右键，即可回到闲置状态，等待执行其他命令。图2-12b 元件放置后的状态图2-12a 元件放置中的状态2）、利用菜单命令放置元件（1）选择“Place”菜单，在弹出的下拉菜单中选择“Part”选项，如图2-13所示。此操作也按下P键，松开后再次按下P键。（2）执行命令后出现图2-14所示的“Place Part”对话框。（3）在“Lib Reference”框中输入打算放入工作平面的元件的样本名称，如“RES2”；在“Designator”框中输入对应的元件标号，如“R1”；在“Part Type”框中输入元件标称值，如“18K”；在“Footprint” 框中输入元件的封装，如“Axial0.3”。图2-13 放置元件的菜单命令图2-14 Place Part 对话框（4）此时光标变为十字形，且元件随着光标的移动而移动。选择合适的位置单击鼠标左键即可将元件放入工作平面。（5）在一个元件放置好后，“Place Part”对话框将再次弹出，用户可以重复3）和4）步的操作，将其他元件放置到工作平面上。（6）当所有元件都放置到工作平面上后，可以用鼠标左键单击设置元件库对话框中的“Cancel” 按钮，或按下Esc键退出放置元件的命令状态。3）、利用“Digital Objects”工具栏放置元件 Protel 99 SE提供了常用的数字器件，这些元件不需要配置元件库。如图2-15所示的“Digital Objects”工具栏。图2-15 Digital Objects工具栏 数字器件工具栏中提供了常用规格的电阻、电容，和常用型号的与非门、或非门、反相器、寄存器等数字器件。若用户需放置与数字器件工具栏中元件形状相同而参数不同的元件，可直接进行放置，然后通过属性编辑改变其参数。【练一练】将图2-1共射放大电路的元件放在工作平面上。3、元件位置的调整1）、单个元件的移动 （1）用鼠标左键单击元件，元件周围出现虚框，表明选定了该目标。（2）用鼠标左键再次点中此目标，并且按住鼠标左键不放，将其拖到合适的位置，松开鼠标左键即可完成移动工作。 图2-16 单个元器件的移动2）、多个元件同时移动除了移动单个元件外，还可以一次移动多个元件或图件（1） 选中元件。选中多个元件的方法有两种 同时选中多个元件。按住鼠标左键不放，移动鼠标在工作区内拖出一个适当的虚线框将所要选择的所有元件包含在内，然后松开左键即可选中虚线框内所有元件或图形。被选中的元件或图形周围会出现黄色的实线框。 逐个选中多个元件。执行菜单命令【Edit】/【Toggle Selection】。出现十字光标后，依次将光标移动到所要选中的元件上，单击即可逐个选中多个元件。元件选择的取消方法是：用鼠标左键单击主工具栏上的 按钮（2） 用户选中多个元件后，可用以下方法同时移动所选中的元件组。用鼠标左键点中被选中的元件组中的任意一个元件不放，待十字光标出现即可移动被选择的元件组到合适的位置。松开鼠标左键后，其位置被固定。【练一练】按图2-1共射放大电路的元件进行位置调整。 4、元件的旋转对元件的旋转主要利用以下快捷键： Space(空格键)：选中该元件。按住鼠标左键不放，同时按动空格键，每按动一次元件逆时针旋转90° X 键：使元件左右对调。 Y 键：使元件上下对调。5、元件的排列和对齐我们在把元器件进行位置调整后， Protel 99SE还提供了一系列排列和对齐命令，它们可以极大的提高我们的工作效率。下面我们以图2-17的几个元件来说明如何进行这些命令的操作。图2-17 排列前的元器件图2-18 Align菜单 元件左对齐（1） 单击鼠标左键，然后拉开虚框以包含4个元件，该4个元器件为黄色实框，即为选中状态。（2） 执行命令【Edit】/【Align】/【Align Left】,如图2-18所示。该命令使所取的元器件左对齐。 元件右对齐（1） 选取元件。（2） 执行命令【Edit】/【Align】/【Align Right】。该命令使所取的元件右对齐。 元件水平中心线对齐（1）选取元件。（2）执行命令【Edit】/【Align】/【Center Horizontal】。该命令使所取的元件元件水平中心线对齐。 元件水平平铺（1）选取元件。（2）执行命令【Edit】/【Align】/【Distribute Horizontal】。该命令使所取的元件水平平铺。4个元件水平方向间距相等。 元件顶端对齐（1）选取元件。（2）执行命令【Edit】/【Align】/【Align Top】。该命令使所取的元件顶端对齐。 元件底端对齐（1）选取元件。（2）执行命令【Edit】/【Align】/【Align Bottom】。该命令使所取的元件底端对齐。 元件按垂直中心线对齐（1）选取元件。（2）执行命令【Edit】/【Align】/【Center Vertical】。该命令使所取的元件按垂直中心线对齐。对齐后4个元件的中心线处于同一条直线上。 元件垂直均布（1）选取元件。（3） 执行命令【Edit】/【Align】/【Distribute Vertical】。该命令使所取的元件垂直均布。【练一练】按图2-17执行排列和对齐命令，并观察执行命令后的效果。5、编辑元件属性调整好元件的位置后，下面对元件的属性进行编辑。元件的属性主要包括元件的序号、封装形式、管脚定义等。1）、编辑元件属性这里以编辑三极管Q1 2N2222A的属性为例。（1）用鼠标双击三极管Q1，或用鼠标单击需要编辑属性的元件，按住鼠标左键不放，同时按下Tab键，会弹出如图2-19所示的对话框。（2）根据要求，在对话框中设置元件的属性：【Lib Ref】:元件库中的型号（不允许修改）。【Footprint】：元件封装形式，输入“TO-92A”。【Designator】:元件序号，输入“Q1”。【Part】：元件型号，输入“2N2222A”。图2-19 元件属性编辑对话框【Sheet】图纸号，暂时不填。【Part】：功能块序号，此项属性用于含有多个相同功能块的元件，例如门电路，对于其他元件无效。设置结束后，单击“OK”键确认即可。对于元件序号和型号的设置还可以直接对相应标准进行修改，这里以元件电阻为例进行设置，操作步骤如下： 1）将光标移动到电阻的标注“R?”上，然后双击该标注，出现如图2-20所示的对话框。 2）在“Properties”页面的“Text”选项中，输入修改后的内容，然后用鼠标左键单击“OK”按钮确认。同样也可以对元件的其它文字标注进行修改。如图2-21所示属性修改前后电阻“RES2”的型号的变化。在对话框里，用户还可以修改2-21 元件属性修改前后的变化2-20 修改“Text ”选项的内容在对话框里，用户还可以修改元件型号标示的位置、方向、颜色等。【练一练】通过上述方法，设置其他元件的属性。这里将各个元件的序号、型号、封装形式设置如下： 电源接口：J、CON3、SIP3； 电阻1：R1、18K、AXIAL0.3；电阻2：R2、3.3K、AXIAL0.3； 电阻3：R3、680、AXIAL0.3；电阻4：R4、220、AXIAL0.3； 电阻5：R5、10K、AXIAL0.3；电解电容1：C1、1uF、RB.2/.4； 电解电容2：C2、10uF、RB.2/.4；电解电容3：C3、1uF、RB.2/.4； 三极管：Q1、2N2222A、TO-92A；6、放置电源与接地元器件现在我们只剩下电源和接地还没有放置，Protel 99 SE提供了专门的电源及接地符合工具（Power Objects）,如图2-22所示，其中有12种不同的形状可供我们选择。图2-23 设置电源属性对话框图2-22 电源及接地符号放置电源及接地符号具体操作步骤如下：（1）放置电源图2-22 电源及接地符号单击电源及接地符号工具栏中的按钮，按住鼠标左键不放，同时按下Tab键。如图2-23所示 。 在该对话框对电源的属性设置，其中各个选项的具体功能如下： Net(网络名称)：设定该符号所属的网络。 Style(形状)：设定符号的外形。这里在下拉列表选择【Power Ground】外形。按图2-1所示，这里我们选择“Circle”。 X-Location、Y-Location (符号位置坐标)：确定符号插入点的位置坐标。该项可以不必输入。电源的插入点可以直接用鼠标进行拖动来确定或改变位置。 Orientation（方向）：该项可以在下拉列表中选择。 Selection（选中状态）：设置符号的选中状态。缺省状态为不选中，这里使用缺省状态。 设置完电源属性后，单击“OK”按钮确认，即可完成放置电源的工作。（2）放置接地符号单击电源及接地符号工具栏中的 按钮，按住鼠标左键不放，同时按下Tab键。如图2-23所示 。 在该对话框对电源的属性设置。需要提醒的是在“Net(网络名称)”项中，应输入“GND”，此处字母的大小写有不同的含义。对于电源及接地符号，除了选择形状，网络名称必须对应，以免电源符号与接地符号发生错误。否则很有可能造成严重的后果，这一点需注意。任务5、连接线路将元件放置在图纸的适当位置，设置好元件属性后，下一步就是开始布线工作了，将各个原本独立的元件按照设计要求连起来，使之它们有一定的电气联系。&知识链接：绘制原理图的工具1、利用“Wiring tools”工具栏，如图2-24所示 ，各个按钮的功能参见表2-3。表2-1 各个按钮功能表图2-24 Wiring tools”工具栏“Wiring Tools”工具栏的打开与关闭可以单击主工具栏中的 按钮来进行切换。 电路中元件引脚之间用导线连接，可以按下面的操作步骤进行。（1）用鼠标左键单击“Wiring Tools”工具栏中的 按钮。（）此时光标变成了十字状，系统进入“画导线”命令状态，将光标移到一个元件引脚，单击鼠标左键，确定导线的起点。如图2-25所示。（3）移动光标拖动导线线头，在转折点处单击鼠标左键确定，每次转折都需要单击鼠标左键。当到达导线的末端时，再次单击鼠标的左键确定导线的终点。此时已确定起始点和终止点的导线变成暗蓝色。（4）单击鼠标右键，或按Esc键，从这条导线的绘制过程中退出。当一条导线的绘制完成后，整条导线的颜色变为蓝色。（）画完一条导线后，系统仍然处于“画导线”命令状态。将光标移动到新的位置后，重复上面2）4）步操作，可以继续绘制其他导线。（）绘制导线工作完成后，可单击鼠标右键或按Esc键，退出“画导线”命令状态。 图2-25 导线的连接过程7）如果对某条导线的样式不满意，如导线宽度、颜色等，用户可以用鼠标单击该导线，此时将出现“Wire”对话框，如图2-26所示。图2-26 “Wire”对话框任务6、保持并打印原理图我们在画原理图的过程中要注意对文件进行保存，以免因电脑出现故障或死机造成文件的丢失。保存文件执行菜单命令【File】/【Save】即可，或直接点击工具栏中的存盘图标。原理图绘制结束后，往往要通过打印机或绘图仪输出，以供设计者参考、存档。用打印机输出首先要对打印机进行设置，包括打印机的类型、纸张大小、原理图纸的设定等内容。其基本步骤如下：（1）执行【File】/【Setup Printer】菜单命令，系统将弹出如图2-24所示的对话框。图2-24 Setup Printer 对话框（2）设置各项参数。在这个对话框中需要设置打印机的类型，选择目标文件类型，设置颜色等。（3）用鼠标单击图2-24中的按钮Properties，会出现图2-25所示的对话框，可以进行打印机分辨率、纸张大小、纸张方向的设置。图2-25 设置其它属性（4）执行【File】/【Print】菜单命令，系统就会按照您的设置进行打印。