（接上期）
第三節(jié) 電原理圖設計
（1）原理圖設計工作環(huán)境設定
上一講已經(jīng)敘述了通用設計環(huán)境，對于原理圖設計，還需要對工作環(huán)境予以必要的設定。DXP 系統(tǒng)設定菜單下，優(yōu)先設定項的第二個大項是“原理圖設定”項。
圖1 所示是原理圖設定項展開的第一個項目，通用設定項。默認設定考慮了多數(shù)情況下設計人員的習慣，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，導致誤讀。一般設置在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)設計需要，在原理圖設計時可自定義諸如“模擬地”、“數(shù)字地”等；④模板，默認無。
圖1 優(yōu)先設定項——原理圖，通用設定
圖2 是“優(yōu)先設定項”中原理圖設置的第二項“圖形編輯設定”，這是針對原理圖設計過程中的圖形編輯風格和一些輔助功能的設定。下面介紹幾個常用到的設定項：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)先設定項——原理圖，圖形編輯設定
在一般設計時，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”，第三個選擇項是關閉自動搖景。搖景的速度可以拖動圖中的滑塊設定，固定平移步長也可設定；④默認未選中的一個多選框“單一 表示負”，往往用在設置網(wǎng)絡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)先設定項”中原理圖設置的第三項“編譯器操作”。該設定項主要是提供對設計文件進行編譯時處理交叉導線以及出錯信息顯示方式的操作設定。出錯信息包括三個等級：致命錯誤、錯誤和警告，在設計圖中分別用不同顏色表示，用戶也可另外設定自己慣用的，不易與其他信息混淆的顏色。
圖3 優(yōu)先設定項——原理圖，編譯器操作
圖4 是“優(yōu)先設定項”中原理圖設置的第四項“自動聚焦”。這是一個輔助手段，便于設計者在較復雜的設計圖中集中注意力于操作對象。從設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，設計者可以根據(jù)自己的需要設定。
圖4 優(yōu)先設定項——原理圖，自動聚焦
圖5 是“優(yōu)先設定項”中原理圖設置的第五項“網(wǎng)格設定”，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，設計者可以便捷選擇，也可修改數(shù)據(jù)自行設定。
圖5 優(yōu)先設定項——原理圖，網(wǎng)格設定
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，就是避免繪制導線連接元件引腳時，看似連上了，但實際上導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)值設定與捕獲網(wǎng)格相同或稍小，應用起來比較方便。對于一般設計應用，我們推薦如圖5的第二套默認組合。
圖6 是“優(yōu)先設定項”中原理圖設置的第六項“導線剪切設定”。在已連接導線的情況下需要修改連接，例如在導線中間插入元件時，導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)先設定項——原理圖，導線剪切設置
圖7 是“優(yōu)先設定項”中原理圖設置的第七項“默認單位設定”。此處所謂默認單位，是指原理圖設計過程中圖紙顯示的坐標數(shù)值，在線修改設定所使用的單位等。當使用英制單位系統(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)先設定——原理圖，默認單位
對于原理圖設計，圖紙繪制不應過于密集，所以前述網(wǎng)格設定一節(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，通常在設計時采用英制單位，設定為DxpDefaults（DXP 默認）。要注意， 如此設定以后，我們在設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)先設定項”中原理圖設置的第八項“默認圖元參數(shù)設定”。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 設計系統(tǒng)為設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?。c擊下面“編輯值”，就會出現(xiàn)如圖8 所示編輯對話窗口，關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，都是按照這里的設定參數(shù)出現(xiàn)，用戶在線修改只針對當前調(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參數(shù)。
原理圖設計的最后一項優(yōu)先設定是為了支持與其他設計軟件的文件格式相互變換，使用戶以前在其他設計軟件環(huán)境下所做的設計能夠?qū)隤rotel2004，繼續(xù)工作。Orcad 是一款功能強大的設計軟件，該公司于06 年并入了著名的Cadence 公司。
從使用角度來講，Orcad 較復雜，而且版權保護措施比較嚴格，以致使用沒有protel 那么廣泛，在普通設計用途方面Protel 更為普遍一些。
完成所有設定后，注意圖中有的項目右上角有一個星號，這是提示設定尚未保存，應點擊“確認”，即保存全部設置內(nèi)容。
下面以一個實例講述原理圖設計中的一些具體操作。這是一位高職院校學生設計的單片機通用應用平臺，可供教學實驗，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計的思想，把整個原理圖分為了兩個子圖。
（2）新建設計項目
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”，即可指定該設計項目文件保存的路徑，并且可修改名稱，例如“設計實例”。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（設計實例。PcbDoc）。新建項目完成后，設計頁面如圖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)。這樣可以使得在設計過程中圖紙可以有最大化的顯示區(qū)間，方便了應用。
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“設計實例-1.SchDoc”，出現(xiàn)如圖13 所示的設計圖紙， 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?；蛘呤髽酥羔樂旁趫D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 原理圖設計——文檔選項
圖15 快捷設定——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”中可以設置修改圖紙的各項風格或參數(shù)，如“模板”、“選項”、“網(wǎng)格”、“電氣網(wǎng)格”、“標準風格”、“自定義風格”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”，應該翻譯為“標準樣式”或“標準規(guī)格”?！白远x風格”使用戶可以自行任意設定圖紙規(guī)格，如尺寸、方向、標題欄、邊框顏色等內(nèi)容。
在“選項”區(qū)域，有幾個設置項，下面逐一解釋。
方向：可選項有兩個“Landscape”（風景畫）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，是供設計者填寫的。本項設定就是為填寫“X”預留的空間。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，避免設計者長時間觀看較亮的白色屏幕，導致眼睛不適。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，該項應選中。
【注意】：在文檔選項的各種設定中，有些是在前面“優(yōu)先選擇項”中已經(jīng)進行了設定的，在這里出現(xiàn)的意義有所不同?！皟?yōu)選項”的設定是作為DXP 系統(tǒng)工作過程中新建文件的默認設定，帶有全局性，而“文檔選項”中的設定，只針對當前打開的“這個文檔”。
（待續(xù)）
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