层次化原理图的设计
设计层次电路原理图
绘制导线 将方块电路以及方块电路端口均放置完成后，还要用导线将这 些方块电路端口连接起来，这样才能使这些方块电路在电气 意义上连接起来。 先单击“连线工具条”中左上角的按钮，然后将光标移至工作 区中，此时鼠标指针上方就会出现一个“十”字光标。将鼠 标光标移到需要绘制导线的地方（“十”字光标随鼠标的的 移动而移动），在导线的起始点单击左键一次，然后在该点 拖动鼠标（左键一直按下），随着鼠标的拖动，工作区中就 会出现一条导线。导线绘制到终点后，单击一次鼠标右键即 可完成该条导线的绘制工作。
图4-1（b）
4.3 层次原理，结合下 图4-2所示实例，介绍绘制层次原理图的一般过程。 图4-2是一个层次原理图，整张原理图表示了 一个完整电路，包含： ◇存储器模块（Memory.sch） ◇CPU模块（CPU.sch） ◇电源模块（Power.sch） ◇CPU时钟模块（CPUClk.sch） ◇并行接口模块（PPI.sch） ◇串行接口模块（Serial.sch）
第4章 设计层次电路原理图
4.1 4.2 4.3 4.4
自上而下设计层次原理图 自下而上设计层次原理图 层次原理图的建立 层次原理图总图/功能电路原理图之间的切换
层次化电路图设计方法实际上是一种模块化的 设计方法。用户可将设计的系统划分为多个子系统， 子系统下面又可划分为若干功能模块，功能模块在 细分为若干基本模块。 设计好基本模块，定义好模块之间的链接关系， 即可完成整个设计过程。
双击绘制的 方块电路就 会弹出一个 属性设置对 话框，如图 3-5所示。 在该属性设 置对话框中 可以对方块 电路的名称、 颜色、边框 宽度、坐标、 大小等参数 进行设置。
绘制完方块电路后，还需要在该方块电路上放置方块 电路端口，才能完成一个方块电路的工作。 单击“连线工具条”上的方块电路端口制作按钮，然 后将光标移至工作区中，此时就会发现鼠标指针上 方有一个“十”字光标，如图3-7（左图）所示。
AltiumDesigner原理图与PCB设计教程之总线层次和多通道原理图设计
通过将原理图转换为PCB，可以验证原理图的正 确性和完整性。
3
原理图与PCB的双向同步更新
在Altium Designer中，可以通过双向同步功能 保持原理图与PCB设计的一致性。
原理图与PCB协同设计方法
01
使用原理图符号和PCB元件
在Altium Designer中，可以选择合适的原理图符号和PCB元件进行设
2
通过层次化设计，可以将大型项目分解为更小、 更易于管理的子项目，提高设计效率和可维护性 。
3
在Altium Designer中，可以使用层次化设计工 具创建层次化原理图，并使用层次化符号来表示 模块之间的关系。
原理图复用技术
01
原理图复用技术是一种在原理 图设计中重复使用相同电路模 块的方法。
02
特点
多通道原理图设计具有提高设计效率、方便团队协作、便于电路分析和维护等 优点。
多通道原理图设计流程
创建多通道原理图
在Altium Designer软件中创 建一个新的原理图文件，并添 加多个通道。
添加注释和标注
为电路元件添加必要的注释和 标注，以说明其功能和参数。
确定设计需求和规格
明确电路的功能需求、性能指 标和设计限制。
实例2
数字信号处理电路多通道原理图设计。该设计利用多通道原 理图，将数字信号处理算法的不同模块分别放在不同的通道 中，提高了设计的可读性和可维护性，便于多人协作设计和 后期维护。
03
原理图与PCB协同设计
原理图与PCB设计关联性
1 2
原理图是PCB设计的基础
原理图描述了电路的逻辑关系和元件连接，是 PCB布局和布线的依据。
确定总线速度
AltiumDesigner13标准教程第四章层次化原理图的设计
层次化原理图的设计内容指南 在前面，学习了一般电路原理图的基本设计方法，将整个系统的电路绘制在一张原理图纸上。
这种方法适用于规模较小、逻辑结构比较简单的系统电路设计。
而对于大规模的电路系统来说，由于所包含的对象数量繁多，结构关系复杂，很难在一张原理图纸上完整地绘出，即使勉强绘制出来，其错综复杂的结构也非常不利于电路的阅读分析与检测。
因此，对于大规模的复杂系统，应该采用另外一种设计方法，即电路的层次化设计。
将整体系统按照功能分解成若干个电路模块，每个电路模块能够完成一定的独立功能，具有相对的独立性，可以由不同的设计者分别绘制在不同的原理图纸上。
这样，电路结构清晰，同时也便于多人共同参与设计，可加快工作进程。
知识重点层次原理图的概念层次原理图的设计方法 层次原理图之间的切换4.1 层次原理图的设计方法层次电路原理图的设计理念是将实际的总体电路进行模块划分，划分的原则是每一个电路模块都应该有明确的功能特征和相对独立的结构，而且还要有简单、统一的接口，便于模块彼此之间的连接。
基于上述的设计理念，层次电路原理图设计的具体实现方法有两种：一种是自上而下的层次原理图设计，另一种是自下而上的层次原理图设计。
自上而下的设计思想是在绘制电路原理图之前，要求设计者对这个设计有一个整体的把握。
把整个电路设计分成多个模块，确定每个模块的设计内容，然后对每一模块进行详细地设计。
在C 语言中，这种设计方法被称为自顶向下，逐步细化。
该设计方法要求设计者在绘制原理图之前就对系统有比较深入地了解，对于电路的模块划分比较清楚。
自下而上的设计思想则是设计者先绘制原理图子图，根据原理图子图生成方块电路图，进而生成上层原理图，最后生成整个设计。
这种方法比较适用于对整个设计不是非常熟悉的用户，这也是初学者一种不错的选择方法。
4.1.1 自上而下的层次原理图设计自上而下的层次电路原理图设计就是先绘制出顶层原理图，然后将顶层原理图中的各个方块图对应的子原理图分别绘制出来。
Cadence下实现原理图层次化设计
中 图分 类 号 ： Ｐ １ Ｔ ３１
文献标识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ９ ３ ４ （０ ０３ — ８ ４ ０ １０ — ０ ４２ １ ）４ ９ ６ — ３
罗 盛 周 廷．达民 茂 ．虎 周
（ 江南 计 算 技 术 研 究 所 ， 苏 无 锡 ２４ ８ ） 江 １０ ３ ’
摘 要 ：该 文 首 先 介 绍 了在 Ｃ ｄ ｎ ｅＣ ｎ ｅ ｔ Ｌ环 境 中进行 原理 图设 计 的 一 般 方 法 ，然后 详 细的 阐述 了在 Ｃ ｄ ｎ ｅＣｏ ｃｐ ａ ｅ ｃ ｏ ｃｐ ＨＤ ａ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ＨＤＬ 环境 下进 行 原 理 图层 次 化设 计 的原 理 、 法和 步 骤 ， 方 最后 以 实 际 范例 演 示 了原理 图 层 次化 设 计 的 重要 性
Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ：Ｃａ ＨＤＬ ｓｈ ｍａｉ； ｉｒ ｒｈ ｃ ｌ Ｔｏ ｗｎ Ｂｏ ｔ ｍ ； ｃ ｅ ｔ ｈ ｅａ ｃ ｉａ； ｐ Ｄｏ ； ｔｏ Ｕｐ ｃ
电 子技 术 的发 展 日新 月 异 高 速 、 大规 模 电子 系 统 的广 泛 应 用 对 设 计 人 员 提 出 了更 高 的要 求 。原 理 图设 计 的 复杂 度 越 来 越 高 ， Ｐ Ｂ设计 的密 度 也 越 来 越 大 ，『且每 个 设计 中的 高 速信 号 也 越来 越 多 ， 何 在 保 证 设 计 的正 确 性 的 同 时 又能 缩 短 设 计 周 期 ， 低 成 Ｃ 『 ｆ Ｊ 如 降
Ｃｒ ａ ｉ ｇ ａ Ｈｉ ｒ ｒ ｈ ｃ ｌ ｓ ｎ ｉ ｄ ｎ ｅ ｅ ｔ ｅ ａ ｃ ｉａ ｎ Ｄｅ ｉ Ｃａ ｅ ｃ ｇ ｎ
层次原理图设计
• 鼠标指针变成十字形状，单击方框电路图，会弹 出“是否在生成的原理图文件中反转对应端口的 输入/输出属性”的询问对话框
5．子原理图的绘制
• 此时，可以看到生成了一个新的原理图文 件，名称为方框原理图属性设置中输入的 名称。
• 同时，也可以看到，在新的原理图文件中， 有和方框原理图上相同的端口。端口的名 称、风格、I/O类型与方框电路完全相同。
• 单击“配线工具栏”中的“放置图纸符号” 按钮。
• 移动鼠标到合适位置，确定第一个方框的 顶点，再移动鼠标，确定对角顶点
• 按同样的方法，绘制所有方框
2．设置方框电路图的属性，使之与 单张原理图有对应关系
双击方框电路图符号，设置电路图 的各种属性
• 可以进行位置、边框颜色、填 充色、尺寸等
• 标识符：方框电路图的标号， 该标号通常设置为所代表子原 理图的名称。
• 自顶向下的设计方法是指在绘制原理图之前对系 统的了解已经比较深入，对于电路的模块划分比 较清楚，可以在一开始就确定层次化设计中有多 少个模块，每个模块中包含多少个和其他模块进 行电气连接的端口。这些对应到原理图上就是需 要绘制多少张子原理图，每个子原理图中需要设 计哪些端口，还有顶层原理图的绘制内容等。这 样的方法，是从一张顶层原理图绘制开始的
流带来困难
层次原理图概述
• 采用层次化设计后，原理图将按照某种标 准划分成若干部分，分开在若干张图纸上 绘制。
• 这些图纸将由一张原理图来说明各个图纸 之间的关系，各个原理图之间通过端口或 者网络标号建立电气连接，即可以形成原 理图的层次。
层次化原理图的设计方法
• 层次化原理图的设计有两种途径：自顶向下和自 底向上
层次化原理图的设计42页PPT
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
Hale Waihona Puke 39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
层次化原理图的设计
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
层次化原理图的设计
4.1 层次化原理图的设计方法
分为两种： 1、自上而下的层次化原理图设计：对设计有 一个整体把握，将整个电路分为多个模块， 对每个模块进行详细设计。
2、自下而上的层次化原理图设计：先绘制原 理图子图，然后生成上图 设计
思路： 1、先确定将总体电路分为几个电路模块； 2、绘制层次原理图的顶层原理图； 3、绘制出每一电路模块的具体原理图（子图）。
4.2.1 顶层方块图与子图的切换
打开顶层原理图，Tools—Up/Down Hierarchy。
将整体系统按照功能分解成若干电路模块每个电路模块能够完成一定的独立功能具有相对的独立性可以由不同的设计者分别绘制在不同的原理图纸上
第4章 层次化原理图的设计
层次化原理图设计思路：将整体系统按 照功能分解成若干电路模块，每个电路模 块能够完成一定的独立功能，具有相对的 独立性，可以由不同的设计者分别绘制在 不同的原理图纸上。
步骤： 1、新建project； 2、加 .SchDoc;(顶层原理图) 3、Place—Sheet Symbol，放置方块电路图； 4、设置方块电路图属性； 5、Place—Add Sheet Entry，放置电路端口； 6、保存顶层原理图； 7、Design—Create Sheet From Symbol ，绘制子原 理图； 8、Compile—项目电路.PrjPCB，对项目进行编译；
cept+HDL原理图设计(2)
Concept HDL原理图设计（二）层次原理图的设计在本章前面章节中，主要讲述了原理图的绘制方法，这一节主要讲述层次原理图的设计方法。
由前面所讲内容可以看出，层次原理图的设计使得原理图的设计更加清晰明了，各模块功能一目了然。
下面将详细讲述层次原理图的设计方法。
一、层次化设计的特点层次化设计技术使用符号代表功能，大大地减少了冗余的信息，并且功能模块能够重复调用，加强了团队合作性。
Design Entry HDL支持两种层次化的设计方法：自上而下的设计（TOP-DOWN）和自下而上的设计方法（DOWN-TOP）。
1、自上而下的设计方法自上而下的设计方法就是首先在顶层图（在创建项目的时候为TOP）中，定义模块（BLOCK），然后在各个模块中进行原理图的设计。
进入到顶层原理图之后，首先规划模块BLOCK1、BLOCK2等。
选择菜单栏BLOCK/ADD或者单击模块工具栏中的按钮来完成模块的添加，在添加的时候软件会自动以BLOCK1、BLOCK2等来给模块命名，如图7_46所示。
7_461）、模块名字的更改选择菜单栏中的BLOCK/Rename命令，在弹出对话框中输入新的模块名字，比如POWER，如图7_47所示。
单击“ok”，可以看到新输入的名字将跟随鼠标一起移动，将鼠标移动到要更改名字的模块上面，点击鼠标左键，BLOCK就会自动地更改为新输入的名字，如图7_48所示。
7_477_482）、模块的移动模块的移动和元件的移动是一样的，此处不再赘述。
3）、模块大小的调整选择菜单栏中的BLOCK/Stretch命令或者选择模块工具栏中的按钮，然后左键单击模块的边沿，松开鼠标左键后，拖动鼠标即可改变模块的大小，达到合适尺寸后再次单击鼠标左键即可完成调整。
4）模块管脚的添加选择菜单栏中的BLOCK/Add Pin/Input Pin（或者Output Pin、Inout Pin）命令，也可以直接选择模块工具栏中的按钮，弹出如图7_49所示对话框，在弹出的对话框中依次添加信号名（输完网络名后，回车输入下一个网络名），如图7_50所示。
第5讲 层次原理图的绘制
第5讲层次原理图的绘制一．层次化原理图的优点层次化的设计原理图将有如下的缺点：（1）原理图过于臃肿，繁杂。
（2）原理图的检错和修改比较困难。
（3）其他设计者难以读懂原理图，给设计交流带来困难。
二．层次化原理图的设计方法1. 层次化设计的两种方法层次化原理图的设计有两种途径：自顶向下和自底向上。
2. 复杂分层的层次化原理图绘制好层次化的原理图后需要将多层的原理图平整化，即将多层的原理图结构转换为两层的原理图结构——张总原理图和若干张子原理图的结构。
在多层次原理图的平整化过程中的要求是：所有使用次数超过一次的子原理图将被复制并重新命名，对应的子原理图中的元件也需要重新的标注。
在完成多层次原理图的平整化之后，工程变成了一个双层的原理图，以后的操作将和简单分层的原理图设计相同，这里就不再赘述了。
三．自顶向下的层次化原理图设计1. 自顶向下层次化原理图设计流程自顶向下原理图设计流程如下。
（1）根据系统实际情况，确定系统中有几个模块和模块之间的端口连接。
（2）根据系统模块划分和模块之间的端口连接，绘制总原理图。
（3）根据各个模块完成的功能，绘制单张的子原理图。
（4）检查总原理图和各张子原理图之间的连接，确定正确的电气连接。
2. 自顶向下层次化原理图的绘制在自顶向下层次化原理图绘制中，单张原理图的绘制中的大部分操作在前面曾经介绍过，在本讲中没有任何的不同。
这里主要介绍总原理图的绘制，它牵涉到的操作包括方框电路图的放置和方框电路图中端口的放置。
这些操作具可以在画线和画图工具栏中找到，它们在工具栏中的按钮如下。
按钮：放置方框电路图。
按钮：放置方框电路图上的端口。
1．放置方框电路图（Sheet Symb0l）及其属性编辑层次化原理图总是显示在一个系统中，总原理图总是处于一个文件中，所以还需要为总原理图建立一个工程。
在新建原理图文件之后，可以遵循以下步骤：（1）单击“画线”工具栏中的按钮放置了所有方框电路图后，右击或者按【Esc】键即可退出放置方框电路图的状态。
第5章 绘制层次性原理图
行菜单命令“ 行菜单命令“Tools”→ “Up/Down Hierarchy”，光标变成十字 ， 形。 （3）在准备查看的方块图上单击鼠标左键，则系统立即切换到 ）在准备查看的方块图上单击鼠标左键， 该方块图对应的子电路图上。 该方块图对应的子电路图上。 （4）单击鼠标右键，退出切换状态。 ）单击鼠标右键，退出切换状态。
要求：从图 所示的主电路图直接切换到与ISA Bus and 要求：从图5-1-1所示的主电路图直接切换到与 所示的主电路图直接切换到与 Address Decoding方块图对应的子电路图。 方块图对应的子电路图。 方块图对应的子电路图 （1）打开如图 所示的主电路图文件。 ）打开如图5-1-1所示的主电路图文件。 所示的主电路图文件 （2）用鼠标左键单击主工具栏上的“文件切换”图标 ）用鼠标左键单击主工具栏上的“文件切换” ，或执
7
第5章 绘制层次性原理图 章
的任意位置单击鼠标左键即可退出掩模状态。 （4）在图 ）在图5-1-3的任意位置单击鼠标左键即可退出掩模状态。 的任意位置单击鼠标左键即可退出掩模状态
图5-1-3 从子电路图切换到主电路图
8
第5章 绘制层次性原理图 章 5.2 任务二：创建层次原理图 任务二：
要求：用两种方法创建图 所示的主电路图和图5-1-2所 要求：用两种方法创建图5-1-1所示的主电路图和图 所示的主电路图和图 所 示的子电路图。 示的子电路图。
第5章 绘制层次性原理图 章
顾
滨 主 编
1
第5章 绘制层次性原理图 章
背景
如果把一个比较复杂的电路画在一张图纸上，可能会出 如果把一个比较复杂的电路画在一张图纸上， 现一张图纸难以容纳全部电路的情况， 现一张图纸难以容纳全部电路的情况，而且很难清晰地把各 功能单元区分开来。原理图的层次化设计解决了这一问题， 功能单元区分开来。原理图的层次化设计解决了这一问题， 它既可以使读者更好地把握电路整体结构， 它既可以使读者更好地把握电路整体结构，又能很方便地查 看各单元电路内容。 看各单元电路内容。
6第3章 层次化电路的设计
元件库：Miscellaneous D
图练习4的子电路图（dianyuan.sch）
Sheet Symbol属性设置对话框
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。
图1 主电路图（Z80 Processor.prj）
2．子电路图 子电路图文件的扩展名是.sch。
一般地子电路图都是一些具体的电路原理图。子 电路图与主电路图的连接是通过方块图中的端口实现 的。如图2和图3所示。
图2
主电路图中的一个方块图
图3
图2所示方块图对应的子电路图
二、层次电路图设计方法
1、从系统开始，逐级向下进行细化（自顶向下法）
第3章 层次原理图的设计
层次电路图设计方法 层次化电路图设计 层次电路图之间的切换
3.1 电路的层次化设计方法
层次电路图设计方法实际上是一种模块化设
计方法。用户可以将待设计的系统划分为多个子 系统，每个子系统下面又可以化分为若干个功能 模块，每个功能模块还可以再细化为若干个基本 模块。设计好每个基本模块，定义好每个基本模 块之间连接关系，就可完成整个系统的设计过程。
Sheet Symbol属性设置对话框： Filename：该方块图所代表的子电路 图文件名。如Memory.sch 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。
第5章 层次化原理图设计
内容提要：对应电路原理图的模块化设计，Protel 99 SE中提供了层 次化原理图的设计方法，这种方法可以将一个庞大的系统电路作为一 个整体项目来设计，而根据系统功能所划分出的若干个电路模块，则 分别作为设计文件添加到该项目中。这样就把一个复杂的大型电路原 理图设计变成了多个简单的小型电路原理图设计，层次清晰，设计简 便。 层次电路原理图的设计理念是将实际的总体电路进行模块划分，划分 的原则是每一个电路模块都应该有明确的功能特征和相对独立的结构， 而且，还要有简单、统一的接口，便于模块彼此之间的连接。 学习要点： 层次原理图的概念 层次原理图的设计方法 层次原理图之间的切换 原理图中的查找与替换操作 打印报表输出
5．放置各子原理图中的输入输出端口。 子原理图中的输入输出端口是子原理图与顶层原理图之间进行电气连 接的重要通道，应该根据具体设计要求加以放置。 6．在项目“USB采集系统”中新建一个原理图文件“Mother1.Sch”， 以便进行顶层原理图的绘制。 7．打开原理图文件“Mother1.Sch”，执行“Design”→“Create Symbol Symbol From Sheet”菜单命令，系统弹出如图5-17所示的 选择文件放置对话框。 8．单击 按钮后，鼠标变成十字形状，并带有一个方块电路图的虚 影。选择适当的位置，单击鼠标左键即可将该方块电路图放置在顶层 原理图中，如图5-19所示。 该方块电路图的标识符为“U-Cpu”，边缘已经放置了4个电路端口，方 向与相应的子原理图中输入输出端口一致。
其中，子原理图就是用来描述某一电路模块具体功能的普通电路原理 图，只不过增加了一些输入输出端口，作为与上层进行电气连接的通 道口。普通电路原理图的绘制方法在前面已经学习过，主要由各种具 体的元器件、导线等构成。 顶层电路图即母图的主要构成元素却不再是具体的元器件，而是代表 子原理图的图纸符号，是一个电路设计实例采用层次结构设计时的顶 层原理图。 该顶层原理图主要由4个图纸符号组成，每一个图纸符号都代表一个 相应的子原理图文件，共有4个子原理图。在图纸符号的内部给出了 一个或多个表示连接关系的电路端口，对于这些端口，在子原理图中 都有相同名称的输入输出端口与之相对应，以便建立起不同层次间的 信号通道。 图纸符号之间也是借助于电路端口，可以使用导线或总线完成连接。 而且，同一个项目的所有电路原理图（包括顶层原理图和子原理图） 中，相同名称的输入输出端口和电路端口之间，在电气意义上都是相 互连接的。
层次原理图设计(二)
步骤一：绘制子原理图
复 位、 晶 振 模 块 CPU 模块
控制模块
显示模块
步骤二：绘制总原理图
新建原理图文件,然后按以下步骤进行操作
2.弹出“选择文件放置”对话框，其中列出当前所 有的原理图文件，选择其中一个，点击“确定”按 钮
1.选择[设计]菜单中的 [根据图纸建立图纸符号]
3.弹出“是否翻转端口”询问框，根据需要选择。 这里选择“no”
最后，单击鼠标左键，恢复正常显示
总
结
通过学习，介绍了protel DXP中层次化原理图设计的流 程和相关操作。在设计过程中，需要通过方框电路图及其端 口来实现，不同的层次化设计方法程程不同。需要注意的是：
• 注意层次化设计中的模块划分，要尽量合理， 和外界的通信端口要适宜 • 设计中采用自顶向下和自底向上结合的设计方 式，可以缩短设计周期 • 尽量采取系统自动生成的方法来生成方框电路 图和子原理图文件，保证总原理图和子原理图 之间正确的对应关系。
• 最后一步，放置总原理图上其他元件，并连接导 线
层次化原理图之间的切换
• 在比较简单的项目中，原理图文件数目比较 少，通过单击工作窗口中的文件名称标记， 可以迅速地切换当前编辑的文件 • 如果在大系统中，原理图文件比较多，可以 使用“原理图标准”工具栏中的“改变设计 层次”工具进行总原理图与子原理图之间的 切换
层次原理图设计(二)
宋晓虹
复
习
层次原理图设计(一)——自顶向下法设计 1.放置方框电路图 2.设置方框电路图的属性，使之与单张原理图 有对应关系 3.放置方框电路图上的端口及其属性编辑 4.添加导线或总线、网格标号等 5.子原理图创建及绘制
自底向上层次化设计流程
• 在自底向上层次化原理图设计中，设计者 对整个系统的连接可能不太熟悉，而对于 系统的几个模块比较熟悉。因此可以先绘 制子原理图，再生成总原理图。
2.实验二 QuartusII原理图输入法层次化设计
fadd instab cs co实验二 QuartusII 原理图输入法层次化设计一、实验目的1. 掌握原理图文件的设计方法2. 掌握调用模块设计原理图文件的方法3. 掌握原理图文件层次化设计的方法 二、 实验器材 计算机与QuartusII 工具软件三、实验原理1、按照原理图设计法的步骤操作，根据图1设计一个一位全加器，编译仿真通过后，把fadd.bdf 文件生成fadd.bsf 符号文件，以备在项目二中调用该符号。
2、 按图2设计一个四位二进制加法器，设计原理图前，需将1中的fadd.bdf 和fadd.bsf 文件复制到此项目目录下 四、实验步骤（一）设计一位全加器1. 在D 盘下新建文件夹：D:\fadd2. 新建项目fadd ：1）打开QuartusII2）File →New Project Wizard …… 3）选择项目文件夹路径：D:\fadd 4）输入项目名和文件名：fadd 5）点击“Next ”，直到最后。
3. 建立原理图文件fadd ：1）File →New2）选择第二项：Block Diagram/Schematic File 4. 画电路图（见图1）1）选择器件：GND 、vcc 、74151、input 、output 。
2）连线：节点线。
3）修改输入输出名称。
输入：a 、b 、c 。
输出：s 、co 。
5. 保存设计图形文件。
Save ：路径（D:\fadd ） 6. 点击图标，对文件进行编译。
如有错误，重复第4、5步。
7. 执行File →Create/Update →Create Symbol Files for Current File 命令，生成符号文件hadd.bsf 。
（二）设计四位二进制加法器1、在D盘下新建文件夹：D:\add42、将项目（一）中的fadd.bdf和fadd.bsf文件复制到此项目目录下3、新建项目add4：a)打开QuartusIIb)File→New Project Wizard ……c)选择项目文件夹路径：D:\add4d)输入项目名和文件名：add4e)点击“Next”，直到最后。
层次原理图设计的流程步骤
层次原理图设计的流程步骤下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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确定输入和输出信号的类型和数量。
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•知识重点
–层次原理图的概念 –层次原理图的设计方法 –层次原理图之间的切换
3.1 层次电路原理图的基本概念
• 层次电路原理图的设计理念是将实际的总体电路进行模块划分，划分 的原则是每一个电路模块都应该有明确的功能特征和相对独立的结构， 而且，还要有简单、统一的接口，便于模块彼此之间的连接。
3.2 层次原理图的基本结构和组成
• 如图所示是一个二级层次原理图的基本结构图，由顶层原理图和子 原理图共同组成，是一种模块化结构。
3.3 层次原理图的设计方法
• 根据上面所讲的层次原理图的模块化结构，我们知道，层 次电路原理图的设计实际上就是对顶层原理图和若干子原 理图分别进行设计的过程。设计过程的关键在于不同层次 间的信号如何正确地传递，这一点主要就是通过在顶层原 理图中放置图纸符号、电路端口，而在各个子原理图中放 置相同名称的输入输出端口来实现的。 • 基于上述的设计理念，层次电路原理图设计的具体实现方 法有两种：一种是自上而下的层次原理图设计，另一种是 自下而上的层次原理图设计。
• 8）单击 按钮后，鼠标变成十字形状，并带有一个方块电路图 的虚影。选择适当的位置，单击鼠标左键即可将该方块电路图放置在 顶层原理图中。 • 9）按照同样的操作方法，分别建立3个方块电路图“U-Sensor1”、 “U-Sensor2”和“U-Sensor3”， • 10）设置方块电路图和电路端口的属性。 • 11）用导线或总线将方块电路图通过电路端口连接起来，并放置接地 符号，完成顶层原理图的绘制，结果和前面的完全一致。
3.5 层次设计表
– 自上而下生成层次设计表的主要步骤如下。 • 1）编译整个项目。在上面我们已经对项目“USB采集系统”进行了 编译。 • 2）执行菜单命令“Reports”→“Report Project Hierarchy”（项目层次 报告），则会生成有关该项目的层次设计表。 • 在生成的设计表中，使用缩进格式明确地列出了本项目中的各个原理 图之间的层次关系，原理图文件名越靠左，说明该文件在层次电路图 中的层次越高。
3.3.1 自上而下的层次原理图设计
• 我们采用层次电路的设计方法，将实际的总体电路按照电路模块的划 分原则划分为4个电路模块：CPU模块和三路传感器模块Sensor1、 Sensor2、Sensor3。首先绘制出层次原理图中的顶层原理图，然后 再分别绘制出每一电路模块的具体原理图。
• 自上而下绘制层次原理图的具体步骤。 • 1）启动Protel 99 SE程序。建立自己的Protel 99 SE工程文件，可 进入原理图的编辑环境，如图所示。
3.3.2 自下而上的层次原理图设计
• 所谓自下而上的层次电路设计方法，就是先根据各个电路模块的功能， 一一绘制出子原理图，然后由子原理图建立起来相对应的方块电路图， 最后完成顶层原理图的绘制。
• 自下而上绘制层次原理图的具体步骤如下。 • 1）启动Protel 99 SE。 • 2）新建项目文件。 • 3）新建原理图文件作为子原理图 。 • 4）绘制各个子原理图。 • 5）放置各子原理图中的输入输出端口。 子原理图中的输入输出端口是子原理图与顶层原理图之间进行电气连接 的重要通道，应该根据具体设计要求加以放置。 如图所示。
• 2）执行“Place”→“Sheet Symbol”菜单命令，或者单击工具栏中的按 钮，鼠标将变为十字形状，并带有一个方块电路图标志。 • 3）设置方块电路图的属性。 • 4）执行“Place”→“Add Sheet Entry”菜单命令，或者单击工具栏中 的按钮，鼠标将变为十字形状。 • 5）设置电路端口的属性。 • 6）使用导线或总线把每一个方块电路图上的相应电路端口连接起来， 并放置好接地符号，完成顶层原理图的绘制，如图所示。
• 7）执行“Design”→“Creat Sheet From Symbol”菜单命令，这时鼠标 将变为十字形状。移动鼠标到方块电路图“U-Cpu”内部，单击鼠标左 键，此时，系统将弹出一个如图所示的“Confirm”提示框提示是否转 换输入输出端口。系统自动生成一个新的原理图文件，名称为 “Cpu.Sch”，与相应的方块电路图所代表的子原理图文件名一致，使 用同样的方法，建立与其相对应的另外3个子原理图。
子原理图“Sensor1.Sch”
图 子原理图“Sensor2.Sch”
图 子原理图 “Sensor3.Sch”
• 6）在项目“USB采集系统”中新建一个原理图文件“Mother1.Sch”， 以便进行顶层原理图的绘制。 • 7）打开原理图文件“Mother1.Sch”，执行“Design”→“Create Symbol Symbol From Sheet”菜单命令，系统弹出如图所示的选择文 件放置对话框。
3.4 层次原理图之间的切换
• 切换的方法有： • 执行菜单命令“Tools”→“Up/Down Hierarchy”，如图所示。 • 用鼠标左键单击主工具栏的按钮执行该命令后，光标变成了十字形状。 如果是上层切换到下层，只需移动光标到下层的方块电路上，单击鼠 标左键，即可进入下一层。如果是下层切换到上层，只需移动光标到 下层的方块电路的某个端口上，单击鼠标左键，即可进入上一层。
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放置电路端口 连线 设计子原理图 加载元件库 放置元件 元件布线如图所示
3.6.2 存储器接口电路层次原理图设计
3.6 实例练习
• 通过前面章节的学习，用户对Protel 99SE层次原理图设计方法应该 有一个整体的认识。在章节的最后，我们用实例来详细介绍一下两种 层次原理图的设计步骤。
3.6.1 声控变频器电路层次原理图设计
• 启动Protel 99 SE程序。 • 执行“Files”→“New”菜单命令，建立自己的Protel 99 SE工程文件。 将其改为“声控变频器.Sch”。双击该文件，即可进入原理图的编辑 环境。 • 放置方块图，设置属性如图所示。