层次原理图
第3章 层次电路原理图
R1 C2
U1 U2 R4 R5 OU T
R3
C1 VD 1 R2 VD 2
R6
图2-41 信号发生器
将子图符号移至合适的位置后，单击鼠标左键定义方块的起 点，移动鼠标，改变其大小，大小合适后，再次单击鼠标左键， 放下子图符号。 同样方法放置第二个子图符号，其File Name设置为SJB.sch， Name设置为“三角波”，放置完毕后的子图如图2-37所示。
6/26/2012 10:18 AM Saபைடு நூலகம்jiang University Xiaoyang Sun
Style为端口方向设置；Side设置 I/O端口在子图的左边（Left）或右 边（Right）；Position代表子图符 号I/O端口的上下位置，以左上角为 原点，每向下一格增加1。 3.设置图纸信息 主图和子图绘制完毕，必须添 加图纸信息。执行Design→Options， 屏幕出现图2-3所示的文档参数设置 对话框，选中Organization选项卡， 设置图纸信息，特别是Sheet栏中的No.（设置原理图的编号） 和Total（设置电路图总数）必须设置好。
6/26/2012 10:18 AM Sanjiang University Xiaoyang Sun
⑶执行Place→Add Sheet Entry，将光标移至图2-37中左 边的子图符号内部，放置子图符号的输出端口。 双击I/O端口，设置端口属性，具体为：Name：Uo1；I/O Type：Output；Side：Right；Style：Right。 同样方法放置其它端口符号。 ⑷执行菜单Place→Wire，绘制主图中所需的导线，完成主 图连接。绘制完成的主图如图2-37所示。 ⑸执行File→Save Copy As，Name设置为Function.prj， Format设置为*.prj，代表该文件是主图项目文件，保存主图。 ⑹执行Design→Create Sheet From Symbol，将光标移到 FB.sch子图符号上，单击鼠标左键，屏幕弹出是否颠倒I/O端口 的电气特性的对话框，选择“否”，系统自动生成一个新电路图， 并产生了一个I/O端口Uo1。在此电路图中完成子图1的电路绘制， 并绘制方波波形，如图2-42所示。 同样的方法完成子图2的绘制，如图2-43所示。
5.1.3 层次原理图的设计方法(2)
层次原理图的设计方法（2）
层次原理图的设计方法（2）
●层次原理图设计：
在绘制层次原路图的过程中，设计人员既可从绘制电路 系统的母原理图开始，逐级向下绘制子原理图；也可从绘制 基本的子原理图开始，逐级向上绘制相应的母原理图。因此， 层次原理图的设计方法可以分为两种：自上而下的层次原理 图设计方法、自下而上的层次原理图设计方法。
层次原理图的设计方法（2）
自下而上的层次原理图设计
子原理图1 子原理图2
子原理图1
子原理图2
子原理图1
子原理图2
方块电路符号1方块电路符号2源自……方块电路符号m
电路系统母原理图
层次原理图的设计方法（2）
采用自下而上的设计方法设计层次原理图时，其基本思 路是先建立层次原理图中的子原理图，然后再放置方块电路 符号，接下来再通过若干导线或者总线将这些方块电路符号 连接起来构成母原理图。
层次原理图的设计方法（2）
所谓自下而上的层次原理图设计方法就是指设计人员首 先定义电路系统的子功能电路模块，并且根据这些电路模块 绘制出相应的子原理图；然后由这些绘制好的子原理图来产 生方块电路符号；接下来再通过若干导线将这些方块电路符 号连接起来构成母原理图。这样通过由简单到复杂的过程逐 步完成整个电路系统的原理图设计。
层次原理图.完整版ppt资料
层次原理图 广西工业职业技术学院
Protel 99SE---黄飞 第5章 层次原理图
4．放置方块电路端口 ① 单击Wiring Tools工具栏中的 图标，或执行菜单命令 Place|Add Sheet Entry，光标变成十字形。 ② 将十字光标移到方块图上单击鼠标左键，出现一个浮动的 方块电路端口，此端口随光标的移动而移动。如图5.7所示。
第5章 层次原理图
5.2 不同层次电路文件之间的切 换 5.2.1 利用工程导航树进行切换
翻开Z80 Microprocessor.ddb设 计数据库并展开设计导航树，如 图5.4所示。
单击导航树中的文件名或文件 名前面的图标，可以翻开相应的 文件。
图5.4 设计数据库文件的设计导航树
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第5章 层次原理图
Sheet Symbol属性设置对话框： l Filename：该方块图所代表的子电路
图文件名。如Memory.sch l Name：该方块图所代表的模块名称。
此模块名应与Filename中的主文件 名相对应。如Memory。设置好后， 单击Ok按钮确认，此时光标仍为 十字形。 ④ 确定方块图的位置和大小：分别在 对角位置单击左键。 ⑤ 此时仍处于放置方块图状态，可重 复以上步骤继续放置，也可单击鼠 标右键，退出放置状态。
Protel 99SE---黄飞 第5章 层次原理图
第章层次原理图
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第5章 层次原理图 5.1 层次原理图结构 5.2 不同层次电路文件之间的切换 5.2.1 利用工程导航树进行切换 5.2.2 利用导航按钮或命令 5.3 自顶向下的层次原理图设计 5.3.1 设计主电路图 5.3.2 设计子电路图 5.4 自底向上的层次原理图设计 5.4.1 建立子电路图文件
4_层次原理图设计
4.1 层次原理图简介
• 层次原理图设计：是一种模块化的设计方法。 即将较大的电路图划分为很多的功能模块，再 对每一个功能模块进行处理或进一步细分的电 路设计方法
• 电路图模块化作用：可以大大提高设计效率和 设计速度，把庞大的项目从几个层次上细分开 来，做到多层次并行设计
• 每个层次原理图设计的项目中都有一个母图， 母图对应着整个项目。整个项目被分为若干个 模块，各个模块分别被绘制在层次原理图的子 图中。
电路项目方块图
子电路方块图1
子电路方块图2
子电路 原理图1
子电路 原理图2
子电路 原理图3
子电路 原理图4
• 1
具体操作步骤： 新建工程和原理图母图
2
放置方块电路图
P->S(Symbol)
P->A(Add Sheet Entry)
3 放置方块电路端口
4
5
连线
绘制层次原理图子图 在母图中
关键指令：Design->Create Sheet From Symbol
4.5 层次原理图之间的切换
母图和子图之间的切换 菜单命令：Tools->Up/Down Hierarchy 快捷键：TH
• 层次原理图设计中信号的传递：主要靠放置方 块电路图、方块电路端口和输入输出端口 • 层次原理图设计关键：正确传递层次间的信号
• 层次原理图设计方法：
ห้องสมุดไป่ตู้上而下
自下而上
4.2 层次原理图实例
方块电路端口
方块电路图
母图：4 Port Serial Interface.SchDoc
子图1：ISA Bus and Address Decoding.SchDoc
第6章设计层次原理图
随着电路系统规模的不断扩大，自上而下的 层次原理图设计方法由于其独特的优越性，从而 在各种设计方法中脱颖而出，成为目前层次原理 图设计中经常使用的设计方法。 所谓自上而下的层次原理图设计方法就是指 设计人员将电路系统划分为不同层次的子电路模 块，并且根据系统的层次划分关系绘制出设计系 统的母原理图，然后再将母原理图中的各个方块 电路符号所对应的子原理图绘出。这样通过逐步 细化完成整个电路系统的原理图设计。
6.1 层次原理图的基本概念
在早期阶段，层次原理图设计概念的提出 但是现在，即使所设计的电路系统并不十分 复杂，设计人员也习惯于把整个电路系统按照不 同的功能模块分别绘制相应的模块电路原理图。 这样做的好处是不但可以增强原理图的可读性和 利用设计人员之间的分工合作，而且还可以使得 电路系统的层次结构更加清晰，从而便于原理图 的检查和修改。
（2）自下而上的层次原理图设计方法
子原理图1 子原理图2 子原理图1 子原理图2 方块电路符号1 子原理图1 子原理图2 方块电路符号2 …… 方块电路符号m
电路系统母原理图
6.2 建立层次原理图
CPUCL K CPUCL K. sch X1 X2 CPU1 CPU1. sc h X1 X2 PSE N INT 1 Z X4 Z X3 RE SE T RE SE T . sch RE SE T Z X2 PSE N Z X2 A[0 . . 15 ] WR RE SE T AL E Z X5 Z X6 DRIVE R-C DRIVE R-C. sc h AD[0 . . 7] Z X5 AD[0 . . 7] RE SE T Z X3 Z X4 INT 1 AL E POW E R POW E R. sch WR RD AD[0 . . 7] A[0 . . 15 ] AD[0 . . 7] M E MORY1 M E MORY1 . sch
层次原理图的设计概述
选择电路面讲层次电路图的设计方法有两种，现在 就利用自上而下的方法设计一个4串行接口的 原理图。它们分别由串行接口和线驱动模块 （4 Port UART and Line Drivers.sch）和ISA总 线与地址解码（ISA Bus and Address Decoding.sch）两部分组成。 • 下图 是该原理图的层次电路图。
6
选择对话框 •
7
• 这个对话框询问在产生与电路方块图相对应的原理 图时，相对的输入输出点是否将信号方向反向，此 处应选择No。
2.自下而上的层次电路设计方法
此方法指首先画出原理图，再由原理图来产生方 块电路图的方法。和刚才的步骤相反，先绘制原理 图，再执行菜单“Desgin”下的 “Design\Create Symbol From Sheet ”。点击之后会 出现如下所示的对话框。从中选中要创建层次电路 图的方块图。（前提是要先建好子图。从总图操作 Design\Create Symbol From Sheet ）
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• 3.放置出入端口 • 点击画电路图工具栏里的图标 ,或者执行菜 单Place -> Add Sheet Entry。 • 光标变成十字状，将光标移动到方块电路中， 点击鼠标，光标上面出现一个小圆点，且光标将被 限制在方块电路的左右边界内，确定合适的位置后 点击鼠标，即可在该处放置一个方块图的进出点， 点击右键结束放置方块图进出点状态。 • 按Tab键，即可出现方块电路进出点编辑对话 框。
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图 层次电路图
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• 绘制的具体步骤： • 1.建立如下图 所示的文档，并且命名。
图3-2 文档
• 2.建立层次原理的文件（.prj)。
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层次原理图
层次原理图一、操作方法与步骤1、层次电路设计简介层次电路图设计就是将较大的电路图划分为很多的功能模块，再对每一个功能模块进行处理或进一步细分的电路设计方法。
将电路图模块化，可以大大地提高设计效率和设计速度，特别是当前计算机技术的突飞猛进，局域网在企业中的应用，使得信息交流日益密切而迅速，再庞大的项目也可以从几个层次上细分开来，做到多层次并行设计。
如下图所示是层次电路设计的演示图。
在该图中包含了两个电路方块图，每个电路方块图都对应相应的电路，注意电路演示图中电路输入输出点和方块图进出点之间的关系。
层次原理图设计电路方块图1中包含两个名为0和1的输入点和名为2和3的输出点，实际它们代表了该方块图对应的原理图与其他电路模块的信号传输点。
电路方块图2及其对应的原理图情况相同，只不过与电路方块图中的信号输入输出点方向正好相反。
从层次原理图的演示图上可以知道，电路方块图实际代表了一部分电路模块及其与其他电路模块的信号输入输出点，它使得设计更加简洁明了，更好地说明了各部分电路模块之间的关系，从而有利于复杂电路的设计和各设计人员之间的分工合作。
层次电路图设计的关键在于正确地传递层次间的信号，在层次电路图设计中，信号的传递主要靠放置方块电路、方块电路进出点和电路输入输出点来实现。
二、层次原理图的设计方法层次电路图的设计方法实际上是一种模块化的设计方法。
子系统下面又可分为多个基本的功能模块。
而两种设计方法的本质区别是整个系统的规划和子系统的设计的先后问题。
如下图所示是两种方法的设计流程图。
自上而下设计流程图自下而上设计流程图三、 放置方块电路(重点)1、方块电路（Sheet Symbol ）是层次式电路设计不可缺少的组件。
简单地说，方块电路就是设计者通过组合其他元器件自己定义的一个复杂器件，这个复杂器件在图纸上用简单的方块图来表示，至于这个复杂器件由哪些其他元件组成，内部的接线又如何，可以由另外一张电路图来详细描述。
层次原理图课程设计
层次原理图课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握层次原理图的基本概念，包括层次结构、模块化和信号流。
2. 学生能够识别层次原理图中的不同组件，如输入层、处理层和输出层，并描述它们的功能和相互关系。
3. 学生能够运用层次原理图解释现实生活中的系统结构，例如计算机网络的分层架构。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立绘制简单的层次原理图，并正确标注各层次之间的关系。
2. 学生通过小组合作，设计并呈现一个具有层次结构的系统，展示其分析问题和解决问题的能力。
3. 学生能够运用批判性思维，分析层次原理图的优势和局限性，提出改进意见。
情感态度价值观目标：1. 学生通过层次原理图的学习，培养对结构化思维和系统化分析的兴趣，激发进一步探索科学原理的欲望。
2. 学生在团队合作中，学会尊重他人意见，培养良好的沟通能力和团队协作精神。
3. 学生能够认识到层次原理图在科技发展中的重要性，增强对科学研究的信心和责任感。
二、教学内容本节教学内容主要围绕层次原理图的基础知识展开，结合教材第三章“系统与层次原理图”的内容，具体安排如下：1. 层次原理图基本概念：介绍层次原理图的定义、特点及作用，使学生了解层次原理图在分析系统结构中的重要性。
2. 层次原理图的组成：详细讲解层次原理图中的各个组成部分，包括输入层、处理层和输出层，以及它们之间的相互关系。
3. 层次原理图的应用实例：通过分析计算机网络的分层架构等实际案例，让学生了解层次原理图在现实生活中的应用。
4. 层次原理图的绘制方法：教授如何运用所学知识，按照一定的步骤和规范绘制层次原理图。
5. 小组合作设计实践：组织学生分组，设计并呈现一个具有层次结构的系统，培养学生的实际操作能力和团队协作精神。
6. 层次原理图的优缺点分析：引导学生运用批判性思维，分析层次原理图的优势和局限性，并提出改进意见。
教学内容按照以上大纲进行安排和进度控制，保证学生在掌握基本概念的基础上，能够逐步深入地学习和运用层次原理图。
层次原理图的设计操作文档
层次原理图是AD中模块化设计思想的集中体现。
它分为母图和子图两个部分，母图表示顶层模块之间的链接关系，子图表示功能模块内部的连接关系。
注意，子图仍然可以由层次原理图构成。
这构成了层次原理图的嵌套，用以清晰阐述硬件间的链接关系。
大家打开PRO1工程，编译后，大家看编译信息。
编译通过后，生成网络表。
电路分为键盘输入、MCU控制以及LED显示三部分，链接关系非常简单。
编译操作：Project/Compile 选择第二个，对工程进行整体编译，第一个选项仅对当前原理图文档进行编译。
生成网表：Design/Netlist For Project/PCAD大家对应网表，查看链接关系。
采用层次原理图方法打开工程PRO2，里面已经添加LED、KEY和MCU三个文件，将上述电路图分别拷贝到对应的文件夹下，并对个个图纸添加链接端口，命名后，结果保存在PRO2中。
Alignment：指端口名字的位置，分别为左对齐，中间对齐，右对齐三种方式。
Properties/name：指端口的名称I/O Type：端口的类型，非未定义，输入，输出以及双向四种。
大家分别点击三张原理图中的端口属性，都看下IO I/O Type的设置。
新建原理图并命名为Hierarchy，在该原理图中生成子原理图的标号，该原理图即为层次原理的母图。
操作：工程面板中选中Hierarchy原理图文件，Design/Create Sheet Symbol From Sheet or HDL。
分别对三个原理图生成子图标号。
此时，进行编译，message弹出错误的编译信息。
原因，我们在母图中生成了子图标号，但没有链接，系统检测到不同文件中存在同名的标示符，即报错。
连接后，错误消失，上述为自下而上的设计方法，大家可以采用途中的元件课下操作下自上而下的设计方法，具体操作见第七章即可。
Altium Designer引入Signal Harnesses 来建立元件之间的连接关系并降低电路图的复杂性。
第6章 层次式原理图设计
(1)顶层原理图 顶层原理图的主要组成元素不是具体的元件，而是代表子原理图或HDL
文件的【页面符】以及表示连接关系的【添加图纸入口】，如图所示。
• 页面符：是子原理图或HDL文件在顶层原理图中的表示。相应的【页面符标识 】以及【子原理图文件名】是其属性参数，可以在编辑时加以设置。
• 图纸入口：是放置在页面符内部，用来表示连接关系的电路端口，与在子原理 图中有相同名称的输入/输出端口相对应，以建立起不同层次间的信号通道。
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（10）双击所放置的图纸入口（或在放置状态下， 按Tab键），在打开的Properties面板可以设置图纸 入口的相关属性
（11）设置完毕，关闭对话框。
（12）连续操作，放置所有的图纸入口，并进行 属性设置。调整图表符及图纸入口的位置，最后 使用导线将对应的图纸入口连接起来，完成顶层 原理图的绘制，如图所示。
按钮后，对话框关闭。在编辑窗口中生
成了一个图表符符号，随着光标的移动而移动。选择适当位置，单击鼠标左键，即可将该
图表符放置在顶层原理图中
由子原理图生成的图表符
④按照同样的操作，由另外的2个子原理图生成对应的图表符
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⑤双击所生成的图表符，打开Properties面板，在面板 中可以设置颜色、标识等Sheet Symbol属性
层次式原理图设计的基本思想是将整体系统按照功能分解成若干个逻辑互联的 模块，每一模块能够完成一定的独立功能，具有相对独立性，可以是原理图，也可 以是HDL文件，可以由不同的设计者分别完成。这样，就把一个复杂的大规模设计 分解为多个相对简单的小型设计，整体结构清晰，功能明确，同时也便于多人共同 参与开发，提高了设计的效率。
具体来说，就是首先完成底层模块的设计，比如先绘制各个子原理图等，而后 再通过顶层原理图建立起彼此之间的连接。
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自下而上设计层次原理图
先设计出下层模块的原理图，再由这些 原理图产生方块电路，进而产生上层原 理图这样层层向上组织，最后生成总图 这种方法非常有效，也是一种被广泛采 用的层次原理图设计方法。
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自下而上设计层次原理图---步骤1
1.绘制好层次原理图子图 2.在该设计数据库中建立一个新的原理图文件，
Protel99 电路设计
层次原理图的画法及各种 操作
本次教学主要目标：
理解层次原理图的作用 掌握层次原理图的画法 了解层次原理图网络表的生成方法及注意
事项
2
降低图纸复 杂度
便于阅读
提高设计效 率
电路功能分 块清晰
作用
自上而下 先总图后分图
自下而上 先分图后总图
编辑
方块电路
（图纸符号）
方块电路端 口
5
层次原理图设计
本节主要介绍对于一个较大型的设计项目，如何进行多 图纸设计。
层次化的电路原理图设计方法，主要是指将一个较大的 设计分为若干个功能模块，由不同的工程设计人员来完 成层次原理图设计也称为模块化原理图设计.
层次原理图设计中，信号的传递主要由电路方块图、电 路方块图端口和输入/输出端口来完成
I/O端口和网络标号：它们不是层次原理图所特有的 它们可以在层次原理图的连接中发挥作用。
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层次原理图设计方法
层次原理图设计方法分为自上而下和自 下而上两种设计方法.
自上而下是指由子图符号来产生原理图； 自下而上是指由原理图来产生子图符号。
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自上而下的设计方法
步骤： 1.建立设计数据库文件 。 2.执行菜单命令【File】【New】 ，在弹出的
I/O端口
层次原理图
每个方块电路 图名称应不同
主要组成部件 网络标号
注意事项
网络标号作 用范围
端口方向、 形状
3
端口名称 对应
4
层次原理图作用
一个较大型的设计项目中，很难用一张图纸把 所有的电路全部画在上面。为了较好的表达各 部之间的联系，可以用层次原理图进行设计。 – 电路各模块功能表达清晰 – 可以为相同功能模块设计多个电路 – 不同模块可以由几人同时完成，提高效率 – 原理分析与故障分析方便
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修改方块电路修改属性
子电路文 件名
子电路模 块名称
11
从方块电路图生成原理图
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层次原理图子图的设计（由方 块电路符号产生新原理图）
1. 执行菜单命令【Design】【Create Sheet from symbol】 这时光标变为十字光标，将其 移至方块电路上
单击，弹出转换端口输入/输出方向的对话框， 当单击对话框中的YES按钮时，新产生的原理 图中的I/O端口的输入/输出方向将与该方块电 路的相应端口相反，即输出变为输入，输入变 为输出。当单击NO按钮时，新产生的原理图 中I/O端口的输入/输出方向将与该方块电路的 相应端口相同。 3.单击NO按钮。
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自下而上设计层次原理图---步骤2
5.将光标移至适当位置，单击鼠标左键，就可 将方块电路放置在原理图上，双击修改。
6.用同样的方法产生另一个方块电路，然后将 方块电路之间有电器连接关系的端口用导线或 总线连接起来，就产生了所要的总图。
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网络表
网络表是原理图的精髓，是原理图和PCB相连接的 桥梁。离开了网络表，决不可能有自动布线。毫不夸张 地说，现代的PCB设计离开了网络表根本没法进行。 网络表是指电路原理图中元件管脚等电气点相互连 接的关系列表。它的主要用途有两点：一.为PCB制版 提供元件信息和线路连接关系，同时为仿真提供必要的 信息。二.可以与由PCB图生成的网络表进行比较，以 核对查错。
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有关层次原理图的一些概念
方块电路：它代表了本图下一层的子图，每个方块 电路都与特定的子图相对应，它相当于封装了子图 中的所有电路，从而将一张原理图简化为一个符号 方块电路。是层次原理图所特有的。
方块电路端口：它是方块电路所代表的下层子图与 其他电路连接的端口。通常情况下，方块电路端口 与和它同名的下层子图的I/O端口相连。
网络表包含两部分信息：元件信息和连线信息。这 也是网络的两大内容：节点和连接关系。所以，这个表 叫做网络表
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层次电路中网络表生成方法
对一些选项进 行设置.
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生成原理图网络表的方法
Design\netlist 网络表的格式 生成网络表的范围
整个项目/本图 项目中网络标号的使用规则与范围
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层次原理图网络表的生成方法 及注意事项
生成方法与其它原理图方法相同 注意事项：
范围(scope)：整个项目 网络标号适用范围：全局有效
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降低图纸复 杂度
便于阅读
提高设计效 率
电路功能分 块清晰
作用
自上而下 先总图后分图
自下而上 先分图后总图
编辑
方块电路
（图纸符号）
方块电路端 口
I/O端口
双击它使之处于打开状态
3.执行菜单命令【Design】【Create symbol from Sheet】.此时弹出对话框，将光标移至文件名 “非门.sch”处，单击鼠标使之处于高亮度状态， 然后单击OK按钮确认。这时PROTEL99SE将 自动产生代表该原理图的方块电路。
4.在弹出的对话框中单击NO按钮继续，此时按 要求产生的方块电路符号将出现在光标上。
层次原理图
每个方块电路 图名称应不同
主要组成部件 网络标号
注意事项Βιβλιοθήκη 网络标号作 用范围端口方向、 形状
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端口名称 对应
练习题7：51单片机最小系统电路
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图纸模块名称：RAM 图纸文件名：RAM.sch
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对话框中单击 "Schematic Document " 图标， 选中原理图编辑器图标，单击好或双击该图标 即可完成新的原理图文件的创建。 3.打开原理图工具栏。 4.单击画原理图工具栏中的方块电路按钮 5.放置方块电路（双击鼠标） 6.双击方块电路修改属性。
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先画方块电路 再画子电路