第8章ProteusISIS的元件制作和層次原理圖設(shè)計(jì)_2

1、第8章 Proteus ISIS的元件制作和層次原理圖設(shè)計(jì)v8.1 原理圖元件制作v8.2 元件的編輯v8.3 利用其他人制作的元件v8.4 層次原理圖設(shè)計(jì)v8.5 模塊元器件的設(shè)計(jì)v8.6 網(wǎng)絡(luò)表文件的生成8.6.1 網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)概念8.6.2 網(wǎng)絡(luò)表的生成v8.7 電氣規(guī)則檢查v8.8 元件報(bào)表 8.4 層次原理圖設(shè)計(jì)層次原理圖設(shè)計(jì)v和支持通常的多圖紙?jiān)O(shè)計(jì)過程一樣，ISIS支持層次設(shè)計(jì)。對(duì)于一個(gè)較大、較復(fù)雜的電路圖，不可能一次完成，也不可能將這個(gè)電路圖畫在一張圖紙上，更不可能由一個(gè)人單獨(dú)來(lái)完成。利用層次電路圖可以大大提高設(shè)計(jì)速度，也就是將這種復(fù)雜的電路圖根據(jù)功能劃分為幾個(gè)模塊，由不同的人員來(lái)

2、分別完成各個(gè)模塊，做到多層次并行設(shè)計(jì)。v本節(jié)將通過一個(gè)具體的例子(如圖8-39所示)來(lái)介紹層次電路圖的基本概念和繪制層次原理圖的步驟與技巧。MASTER#RSFFRSQQ123U2:A74LS00456U2:B74LS00SLAVE#RSFFRSQQ121312U3:A74LS103456U3:B74LS10JKQQ1110U1:E74LS04CLK圖8-39是一個(gè)層次電路，其中MASTER和SLAVE為子電路，子電路的具體電路圖如圖8-40所示。v圖8-39 層次電路設(shè)計(jì)例圖層次電路設(shè)計(jì)的具體步驟如下。v1. 創(chuàng)建子電路v下面首先使用子電路工具建立層次圖。v(1) 單擊工具欄中的子電路工具，

3、并在編輯窗口拖動(dòng)，拖出子電路模塊，如圖8-41所示。從對(duì)象選擇器中選擇適合的輸入、輸出端口，放置在子電路圖的左側(cè)和右側(cè)。端口用來(lái)連接子圖和主圖。一般輸入端口放在電路圖模塊的左側(cè)，而輸出端口放在右側(cè)，如圖8-42所示。 圖8-41 子電路圖模塊 圖8-42 添加子電路圖端口v(2) 直接使用端口編輯對(duì)話框編輯端口名稱，也可使用菜單命令【Tools】【Property Assignment Tool】編輯端口及子圖框的名稱。端口的名稱必須與子電路的邏輯終端名稱一致。v例如，將光標(biāo)放在端口上單擊右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇“Edit Properties”，然后輸入端口名稱即可，如圖8-43所示。本

4、電路輸入端口分別是、，輸出端口是Q、。圖8-43 編輯端口名稱的下拉菜單及參數(shù)輸入窗口v同樣，光標(biāo)放在“SUB?”上，點(diǎn)右鍵，選擇“Edit Label”，輸入子電路名稱，如圖8-44所示?；蛘哌x中整個(gè)子電路模塊，點(diǎn)右鍵，選擇“Edit Properties”，如圖8-45及圖8-46所示，子圖框的“Name”輸入“MASTER”(實(shí)體名稱)，“Circuit”設(shè)置為“#RSFF”(電路名稱)。多個(gè)子電路可以具有同樣的“Circuit”(電路名稱)，如“#RSFF”，但是在同一個(gè)圖頁(yè)，每個(gè)子電路必須有唯一的子圖框名稱Name，如“MASTER”和“SLAVE”。 圖8-44 子電路圖名稱編輯窗

5、口 圖8-45 子電路模塊對(duì) 這時(shí)，子電路圖模塊如圖8-47所示。注：需要輸入時(shí)，只需輸入“$R”即可。 圖8-46 子電路圖框的編輯對(duì)話框 圖8-47 子電路圖模塊v(3) 將光標(biāo)放置在子圖上，點(diǎn)右鍵，并選擇菜單命令“Goto Child Sheet”(默認(rèn)組合鍵為“Ctrl+C”)，這時(shí)ISIS加載一空白的子圖頁(yè)，如圖8-48所示。圖8-48 加載空白的子圖頁(yè)v(4) 編輯子電路。首先，在Proteus ISIS編輯環(huán)境中，輸入圖8-40的原理圖。然后，單擊工具箱中的按鈕，則相應(yīng)的在操作界面的對(duì)象選擇器列出所包含的項(xiàng)目，如圖8-49所示?？筛鶕?jù)需要選擇相應(yīng)對(duì)象。v需要電源時(shí)，選中對(duì)象編輯器

6、中的“POWER”，則在預(yù)覽窗口中出現(xiàn)電源信號(hào)的圖標(biāo)，在原理圖中單擊，可在原理圖中添加電源符號(hào)，選中電源信號(hào)符號(hào)，拖到合適的位置，并將接地信號(hào)連接到電路。也可選中電源符號(hào)單擊，進(jìn)入電源編輯對(duì)話框，在“String”欄中分別輸入+15V、-15V，然后單擊“OK”按鈕，完成電源的放置。v輸入/輸出終端是必須放置的。選中對(duì)象編輯器中的“INPUT/OUTPUT”，則在預(yù)覽窗口出現(xiàn)輸入/輸出端口的圖標(biāo)，在原理圖中單擊，則可在原理圖中添加輸入/輸出端口，選中輸入/輸出端口符號(hào)，拖到合適的位置，并將輸入/輸出端口連接到電路。單擊輸入/輸出端口符號(hào)，進(jìn)入編輯對(duì)話框，在“String”欄中分別輸入輸入/輸出

7、端口名稱，然后單擊“OK”按鈕，完成端口的放置，如圖8-40所示。v注意：這里的端口名稱必須與子電路框圖中一致。v(5) 子電路編輯完后，選擇菜單命令【Design】【Goto Sheet】，這時(shí)出現(xiàn)如圖8-50所示對(duì)話框，選擇“Root sheet1”，然后單擊“OK”按鈕，即使ISIS回到主設(shè)計(jì)圖頁(yè)。v需要返回主設(shè)計(jì)頁(yè)也可以在子圖頁(yè)空白處單擊右鍵，選擇“Exit to Parent Sheet”選項(xiàng)。 圖8-49 對(duì)象選擇器中內(nèi)容 圖8-50 “Goto Sheet”對(duì)話框(6) 單擊子電路圖框，進(jìn)入子電路編輯對(duì)話框，可對(duì)子電路屬性進(jìn)行編輯。如圖8-46所示，可在“Properties”中

8、輸入以下內(nèi)容：U26=74LS00v以此定義子電路圖中所使用元件為74LS00。v(7) 單擊“OK”，完成該對(duì)子電路的編輯，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了電路的層次化。v層次電路圖8-39中另一子電路是SLAVE，其編輯方法同MASTER。v實(shí)際上，這里兩個(gè)子電路是一樣的，其電路名稱(Circuit)仍舊是“#RSFF”，子圖框名稱(Name)為“SLAVE”，所以可以采用復(fù)制的方法得到子電路SLAVE。具體操作是：先選中MASTER子模塊，然后選擇Block Copy工具進(jìn)行塊復(fù)制，如圖8-51所示，之后點(diǎn)右鍵退出，對(duì)復(fù)制的子電路模塊進(jìn)行屬性修改，其電路名稱Circuit保持為“#RSFF”不變，子圖框名稱N

9、ame改為“SLAVE”即可。圖8-51 塊的復(fù)制v如果新建子電路模塊(如實(shí)體名為“NEW”，電路名為“XX”)只有部分和前一子電路(如MASTER)內(nèi)容相同時(shí)，可以采用以下方法進(jìn)行創(chuàng)建。v(1) 單擊工具箱中“Sub-circuit”按鈕，并在編輯窗口拖動(dòng)，拖出子電路模塊。v(2) 從對(duì)象選擇器中選擇合適的輸入/輸出端口，放置在子電路模塊的左右兩側(cè)。v(3) 選中端口，直接編輯或使用“Property Assignment Tool”對(duì)話框編輯端口名稱。v(4) 選中子圖模塊編輯子圖模塊，并設(shè)置實(shí)體名(Name)為“NEW”，電路名稱(Circuit)為“XX”。v(5) 將光標(biāo)放在子圖，點(diǎn)

10、右鍵，選擇“Goto Child Sheet”菜單項(xiàng)，ISIS將加載一個(gè)新的空白子圖頁(yè)。v(6) 在空白頁(yè)中編輯電路，具體方法如下：v在子圖中單擊右鍵，選擇“Exit to Parent Sheet”菜單項(xiàng)，ISIS回到主設(shè)計(jì)圖頁(yè)；v將光標(biāo)放在子圖模塊“MASTER”上，點(diǎn)右鍵，選擇“Goto Child Sheet”，進(jìn)入“MASTER”子圖；v拖動(dòng)鼠標(biāo)，選取需要進(jìn)行復(fù)制的電路部分，單擊工具欄中復(fù)制按鈕，將圖復(fù)制到剪切板；v在子圖中單擊右鍵，選擇“Exit to Parent Sheet”菜單項(xiàng)，回到主設(shè)計(jì)頁(yè)；v將光標(biāo)放在子圖模塊“NEW”上，點(diǎn)右鍵，選取“Goto Child Sheet”

11、，打開“NEW”子圖；v單擊工具欄中粘貼按鈕，則可將剪切板上的圖粘貼至子圖“NEW”中，粘貼后的子電路中元器件的標(biāo)識(shí)需要重新進(jìn)行排布，否則和“MASTER”中的元件標(biāo)識(shí)發(fā)生重復(fù)，具體方法如下：v選擇【Tools】【Global Annotator】菜單項(xiàng)，如圖8-52所示，打開全局標(biāo)注器對(duì)話框，如圖8-53所示。其中，“Scope“為標(biāo)注范圍，系統(tǒng)提供了兩種標(biāo)注范圍，即“Whole Design”(整個(gè)設(shè)計(jì))和“Current Sheet”(當(dāng)前電路)；“Mode”為標(biāo)注模式，系統(tǒng)提供了兩種模式，即“Total”(綜合式)和“Incremental”(增量式)。這里可以選擇“Whole Des

12、ign”和“Total”，然后單擊“OK”，系統(tǒng)自動(dòng)完成標(biāo)注子電路。v接著完成“New”中除復(fù)制部分以外的電路；v編輯完“New”中全部電路之后，在“NEW”子圖中單擊右鍵，選擇“Exit to Parent Sheet”，回到主設(shè)計(jì)頁(yè)；v(7) 單擊子電路模塊，進(jìn)入子電路編輯對(duì)話框，可在“Properties”中添加子電路屬性，然后單擊“OK”按鈕，完成對(duì)此子電路的編輯工作。v2. 將創(chuàng)建好的子電路放到主電路中合適的位置v按照?qǐng)D8-39連接電路，完成層次電路的設(shè)計(jì) 圖8-52 選擇ToolsGlobal Annotator 圖8-53 全局標(biāo)注器對(duì)話框8.5 模塊元器件的設(shè)計(jì)模塊元器件的設(shè)計(jì)

13、在電路原理圖的設(shè)計(jì)過程中，為簡(jiǎn)化電路的設(shè)計(jì)，增強(qiáng)電路的層次性，常常用到模塊元器件。模塊元器件是一個(gè)特殊的元件，能夠定義為通過電路圖表示的模塊，能夠任意設(shè)定層次，由相對(duì)較復(fù)雜的電路組成。下面我們也通過一個(gè)實(shí)例來(lái)介紹其創(chuàng)建的方法，具體步驟如下。v(1) 新建ISIS設(shè)計(jì)文檔。v(2) 單擊工具欄中的“2D graphics box”按鈕，則在對(duì)象選擇器中列出各種不同種類標(biāo)注，選擇“COMPONENT”選項(xiàng)，并在編輯窗口拖動(dòng)，畫出元器件外形。v(3) 單擊“Device pin”按鈕，在此模式下，對(duì)象選擇器出現(xiàn)各種引腳。選擇“DEFAULT”項(xiàng)，并在編輯窗口單擊，將引腳放置到電路圖中適當(dāng)?shù)奈恢?，如圖

14、8-54所示。v(4) 光標(biāo)放在引腳上單擊右鍵，選中“Edit Properties”(“Ctrl+E”)，打開引腳屬性對(duì)話框，如圖8-55所示，其包括以下可設(shè)置內(nèi)容： 圖8-54 新建元器件模型 圖8-55 引腳屬性對(duì)話框vPin Name 引腳名稱。vDefault Pin Number 默認(rèn)引腳編號(hào)。vDraw body 是否顯示引腳。vDraw name 是否顯示引腳名稱。vRotate Pin Name 是否旋轉(zhuǎn)引腳名稱。vDraw number 是否顯示引腳編號(hào)。vRotate Pin Number 是否旋轉(zhuǎn)引腳編號(hào)。vElectrical Type 引腳電氣類型。v這里，系統(tǒng)提供

15、了8種引腳類型，分別為PS- Passive(無(wú)源器件引腳)、IP-Input(模擬或數(shù)字元器件的輸入引腳)、OP-Output(模擬或數(shù)字元器件的輸出引腳)、IO-Bidirection(微處理器或RAM數(shù)據(jù)線引腳)、TS-Tristate(ROM的輸出引腳)、PU-Pull Up(發(fā)射極/源極的開路輸出)、PD-Pull Down(集電極/漏極的開路輸出)和PP-Power Pin(電源/地引腳)。本電路中三個(gè)引腳可設(shè)置為如表8-1所示的類型。設(shè)置完成后，單擊“OK”按鈕，完成引腳設(shè)置。v(5) 光標(biāo)放在圖塊上，單擊右鍵，選中“Edit Properties”(“Ctrl+E”)打開屬性對(duì)

16、話框，如圖8-56所示，在此可設(shè)置圖塊的線性、填充色等，也可采用默認(rèn)設(shè)置，直接選擇“Cancel”即可。圖8-56 圖塊屬性編輯對(duì)話框v(6) 單擊工具箱中的“2D graphics text”按鈕，則在對(duì)象選擇器中列出各種不同標(biāo)注，選擇“COMPONENT”選項(xiàng)，并在圖塊中單擊，進(jìn)入“Edit 2D Graphics Text”對(duì)話框，如圖8-57所示。在“String”中輸入“VCO”，并根據(jù)要求設(shè)置字體格式和位置等，然后單擊“OK”確認(rèn)退出。v(7) 單擊工具箱中的“2D graphics text”按鈕，選擇“PIN”選項(xiàng)，同上，編輯引腳文本，得到的模塊如圖8-58所示。圖8-57 E

17、dit 2D Graphics Text對(duì)話框圖8-58 編輯后的模塊 v(8) 拖動(dòng)鼠標(biāo)選中模塊，打開【Library 】【Make Device】菜單項(xiàng)，出現(xiàn)“Make Device”對(duì)話框，如圖8-59所示。在“Device Name”中輸入“VCO”，在“Reference Prefix”中輸入“U”，在“External Module”中輸入“VCO”，然后單擊“Next”。 圖8-59 Make Device對(duì)話框v(9) 一直單擊“Next”，直至進(jìn)入如圖8-60所示的對(duì)話框。v(10) 單擊第一個(gè)“New”按鈕，打開一個(gè)新建目錄對(duì)話框，如圖8-61所示，輸入“USE”，作為新建

18、目錄的名稱，然后單擊“OK”完成。這時(shí)，在拾取元件窗口內(nèi)(“Device Category”列表框中)即出現(xiàn)“USE”。 圖8-60 Make Device對(duì)話框 圖8-61 新建目錄對(duì)話框v至此完成該模塊元器件的創(chuàng)建， 但此模塊元器件的內(nèi)容還是空的，下面繼續(xù)介紹怎樣建立它的層次結(jié)構(gòu)。v(1) 單擊工具箱中的“Component”按鈕。v(2) 選擇【Library 】【Pick Device/Symbol】菜單項(xiàng)，打開拾取元件對(duì)話框，或者直接單擊對(duì)象選擇器上方的“P”按鈕。v(3) 在關(guān)鍵字區(qū)域輸入“VCO”，則會(huì)列出相應(yīng)元件。選擇“VCO”，單擊“OK”按鈕，即可將“VCO”添加到設(shè)計(jì)文檔

19、。v(4) 在對(duì)象選擇器中選擇“VCO”，并在編輯區(qū)單擊鼠標(biāo)，則可把“VCO”元件放置于設(shè)計(jì)文檔。v(5) 光標(biāo)放在元件上，單擊右鍵，從彈出的快捷菜單中選擇“Edit Properties”，進(jìn)入元器件編輯對(duì)話框，如圖8-62所示。在“Component Reference”文本框中輸入“VCO1”，“Component Value”文本框中輸入“VCO”，并選中“Attach hierarchy module”復(fù)選框，確保元器件參考號(hào)和元器件值適合電路實(shí)體名和電路名。v(6) 設(shè)置完成后，單擊“OK”按鈕，結(jié)束編輯。v(7) 將光標(biāo)放在模塊元件上，單擊右鍵，選擇“Goto Child She

20、et”，ISIS將會(huì)加載一個(gè)空白頁(yè)。圖8-62 元件編輯對(duì)話框 (8) 在此空白頁(yè)中編輯如圖8-63所示電路，電路元器件列表見表8-2所示，添加電路的基本步驟如下。VS1VALUE=/G12.0*3.141592+-C11FAVS1VALUE=2.5*(1+SIN(V(A,B)*)R11C210pFAD1ADCVTL=2VHL=3VTH=4VHH=3D1DIODED2DIODEOP圖8-63 模塊元件內(nèi)部電路v首先放置輸入/輸出端。單擊工具箱中的“Inter-sheet Terminal”按鈕，在對(duì)象選擇器中列出所包含項(xiàng)目，分別選中“INPUT”和“OUTPUT”，則在預(yù)覽窗口出現(xiàn)輸入/輸出端口的圖標(biāo)，在原理圖中單擊，即可在圖中添加兩個(gè)輸入端口和一個(gè)輸出端口，拖動(dòng)并放置到合適的位置。選中輸入/輸出端口符號(hào)