(电子产品案例实践)第2章绘制元件

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1 1第 2 章绘制元件第 2 章绘制元件2.1 Protel 99 SE自带元件库2.2 原理图元件库编辑器2.3 制作原理图元件小结2 2第 2 章绘制元件2.1 Protel 99 SE自带元件库1.Miscellaneous Devices.ddb元件库在绘制原理图的时候，最常用的器件库就是Miscellaneous Devices.ddb，顾名思义，该库是混杂器件库，里面有最根本的电子元件，主要包括电阻、电容、二极管、三极管、接插件、开关、逻辑门等常用元器件。Miscellaneous Devices.ddb元件库中常用元器件对照表如表2.1所示。3 3第 2 章绘制元件4 4第 2 章绘制元件5 5第 2 章绘制元件2.Protel DOS Schematic Libraries.ddb元件库Protel DOS Schematic Libraries.ddb是一个比较大的数据库，包括大量的常用集成元器件，如TTL器件、CMOS器件、比较器、存储器、线性器件等，以及一些著名公司，如Intel、NEC、Motorola等的某些元器件，各个子库文件对应元器件如表2.2所示。6 6第 2 章绘制元件7 7第 2 章绘制元件2.2 原理图元件库编辑器1.电路元件的含义在编辑电路原理图时，使用的是电路原理图的元件；而在编辑印刷电路板时，使用的是电路板的元件封装(Footprint)。电路图和电路板之间沟通的渠道是元件封装，如图2.1所示。8 8第 2 章绘制元件图2.1 电路图元件与电路板元件9 9第 2 章绘制元件2.元件库编辑器在上一章中建立了设计数据库TDA2030A.ddb，存储在E盘下。首先，我们通过设计主窗口的菜单File|Open找到E盘下的TDA2030A.ddb数据库文件并翻开，翻开的界面如图1.6所示。1010第 2 章绘制元件双击设计数据库(Documents)图标，进入该文件夹。在该文件夹中执行菜单命令File|New，或在工作窗口空白处单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择New选项，在翻开的对话框中选择，新建一个原理图元件库文件。我们需要自建的所有元件都在这个库中建立并保存，新建后的结果如图2.2所示。1111第 2 章绘制元件图2.2 新建的原理图元件库文件1212第 2 章绘制元件在图2.3所示窗口左边的树形浏览器中，出现了第二个标签“Browse SchLib；在窗口右边那么是元件编辑器的元件编辑界面。该界面是一个二维的坐标平面，中间相互垂直的线是坐标平面的坐标轴，它们的交点就是(0,0)原点，我们要用的元件就在这里绘制。该界面中同时还有两个浮动的工具栏：绘图工具栏“SchLibDrawingTools和IEEE电气符号工具栏“SchLibIEEETools，这两个工具栏中就是我们绘制元件所需要用到的工具。1313第 2 章绘制元件图2.3 元件库编辑器窗口1414第 2 章绘制元件点击树形浏览器上的标签“Browse SchLib，显示原理图元件编辑器的工具栏，如图2.4所示。工具栏中第一个Components框中显示元件名称；第二个Group框中显示元件引脚相同，但是电气含义不同的一组元件，例如74ALS04和74LS04芯片就是这样的一组元件；第三个Pins框中显示的是当前元件的所有管脚的序号和名称信息。1515第 2 章绘制元件图2.4 元件编辑器的工具栏1616第 2 章绘制元件3.绘图工具栏选择View|Toolbars|Drawing Toolbar命令，将显示或者关闭浮动的绘图工具栏。单击主工具栏上的绘图工具栏图标，也可以翻开和关闭绘图工具栏。翻开的绘图工具栏如图2.5所示。1717第 2 章绘制元件图2.5 绘图工具栏1818第 2 章绘制元件4.IEEE电气符号工具栏Protel 99 SE系统提供的IEEE电气符号工具栏如图2.6所示。选择View|Toolbars|IEEE Toolbar命令，将显示或者关闭IEEE电气符号工具栏。单击主工具栏上的IEEE工具栏图标，也可以翻开和关闭IEEE电气符号工具栏。1919第 2 章绘制元件图2.6 IEEE电气符号工具栏2020第 2 章绘制元件5.快捷键操作Page Up键：放大元件编辑界面。Page Down键：缩小元件编辑界面。空格键：按住鼠标左键，按空格键可以90旋转当前鼠标选中的内容。X键：按住鼠标左键，按X键可以水平旋转当前鼠标选中的内容。Y键：按住鼠标左键，按Y键可以垂直旋转当前鼠标选中的内容。Tab键：按住鼠标左键，按Tab键可以设置当前鼠标选中内容的属性。2121第 2 章绘制元件Ctrl+X键：按住鼠标左键拖动，可选中多个元件，按Ctrl+X键，光标变成十字形时点击鼠标左键可以剪切选中的内容。Ctrl+C键：按住鼠标左键拖动，可选中多个元件，按Ctrl+C键，光标变成十字形时点击鼠标左键可以复制选中的内容。Ctrl+V键：按住鼠标左键拖动，可选中多个元件，按Ctrl+V键，光标变成十字形时点击鼠标左键可以粘贴选中的内容。Shift+Delete键：按住鼠标左键拖动，可选中多个元件，按Shift+Delete键，光标变成十字形时点击鼠标左键可以删除选中的内容。2222第 2 章绘制元件2.3 制作原理图元件1.绘制TDA2030A功放芯片TDA2030A功放芯片是5脚的直插式元件，它的外形和管脚数据如图2.7所示。2323第 2 章绘制元件图2.7 TDA2030A功放芯片的外形和管脚数据2424第 2 章绘制元件1)绘制芯片元件(1)在原理图元件库编辑器工作界面上，选择Tools|New Component命令，或者点击绘图工具栏“SchLibDrawingTools的新增元件工具，设置新建的元件名称为TDA2030_1。(2)单击绘图工具栏“SchLibDrawingTools的画矩形工具，在坐标原点放置一个矩形，即元件的外框。因为要绘制的元件TDA2030A共有5个引脚，一侧3个，另一侧2个，因此适当调整矩形的长宽，使其大约占6个栅格左右，使之显示美观大方，如图2.8所示。2525第 2 章绘制元件图2.8 绘制元件的矩形外框2626第 2 章绘制元件(3)单击绘图工具栏“SchLibDrawingTools的画引脚工具，系统进入放置芯片引脚状态，此时光标变成十字架状，且跟随着一条黑色带电气节点指示的短线，这就是未放置的芯片引脚，如图2.9所示。2727第 2 章绘制元件图2.9 芯片引脚2828第 2 章绘制元件(4)此时，如果按键盘上的空格键，可以旋转该引脚；如果按键盘上的Tab键，可以翻开该引脚的属性设计窗口，如图2.10所示。2929第 2 章绘制元件图2.10 引脚属性设置窗口3030第 2 章绘制元件引脚属性设置窗口中可以设置以下参数。Name：设置引脚名称。Number：设置引脚序号。Dot：在引脚上添加表示反相的圆圈标志。Clk：在引脚上添加表示时钟的三角标志。Electrical：设置引脚电气特性，共有八种电气特性选项。Hidden：设置隐藏当前管脚。Show Name：设置显示引脚名称。Show Number：设置显示引脚序号。Pin：设置引脚长度。默认单位为mil，长度为30 mil。3131第 2 章绘制元件(5)将短线移动到芯片外框的各点处，单击鼠标左键，即放置了一个引脚。需要注意的是，引脚在未放置前，引脚的前端有一个小黑点，那是引脚上的电气节点指示，表示芯片的引脚与外界导线发生电气连接，所以电气节点指示标志一定要放置在芯片引脚的外端，放置后的引脚如图2.11所示。3232第 2 章绘制元件图2.11 放置后的引脚 3333第 2 章绘制元件(6)按照上述方法，依次放置其他四个引脚并更改引脚名称。注意，在放置引脚的过程中，引脚序号会自动递增。放置引脚后，双击引脚，仍然可以翻开引脚的设计属性窗口，可以修改引脚的各个属性。所有引脚放置完毕，属性设置正确后，元件就绘制完成了。绘制完成的元件，按主工具栏中的保存，或File|Save菜单保存，绘制完成的元件如图2.12所示。3434第 2 章绘制元件图2.12 绘制完成的元件 3535第 2 章绘制元件2)绘制运放元件(1)在原理图元件库编辑器工作界面上，选择Tools|New Component命令，或者点击绘图工具栏“SchLibDrawingTools的新增元件工具，设置新建的元件名称为TDA2030_2。(2)单击绘图工具栏“SchLibDrawingTools的放置直线工具，在坐标原点附近绘制一个三角形，表示运放的外框。适当调整三角形的长宽，使其大约占4个栅格左右，使之显示美观大方，如图2.13所示。3636第 2 章绘制元件图2.13 绘制元件的三角形外框3737第 2 章绘制元件(3)原理图元件编辑器的默认栅格值是10个单位。当我们需要绘制小于10个单位的内容时，需要重新设置原理图元件编辑器的属性。执行菜单命令Options|Document Options，出现如图2.14所示的栅格属性设置窗口。窗口中的复选框Snap和Visible分别表示在元件编辑界面上可以操作的栅格和可显示的栅格，在Snap栏中设置1表示操作的栅格大小为1个单位，在Visible栏中设置10表示可视的栅格为10个单位。3838第 2 章绘制元件图2.14 栅格属性设置窗口 3939第 2 章绘制元件修改栅格大小后，仍然使用放置直线工具，绘制元件的外框，绘制后结果如图2.15所示。4040第 2 章绘制元件图2.15 绘制完成的元件外框 4141第 2 章绘制元件(4)在菜单Options|Document Options中将Snap的值和Visible的值恢复为10个单位，以方便后面的引脚放置。引脚的放置与前面绘制芯片元件时的引脚放置方法相同，设置引脚的名称Name和序号Number属性后，可以得到如图2.16所示结果。4242第 2 章绘制元件图2.16 绘制元件引脚(1脚：+IN，2脚：-IN，3脚：VSS，4脚：OUT，5脚：VCC)4343第 2 章绘制元件(5)为了使绘制的元件美观漂亮，我们设置引脚的Show Name、Show Number属性，隐藏引脚的名称和引脚的序号；设置引脚的Pin属性为20，即引脚长20个单位。所有引脚放置完毕、属性设置正确后，元件就绘制完成了。绘制完成的元件，按主工具栏中的保存，或File|Save菜单保存，绘制完成的元件如图2.17所示。4444第 2 章绘制元件图2.17 绘制完成的元件4545第 2 章绘制元件2.绘制双路可调电阻双路可调电阻是两个受同一旋钮控制的可调电阻，实物如图2.18所示。4646第 2 章绘制元件图2.18 双路可调电阻4747第 2 章绘制元件(1)在设计数据库“TDA2030A.ddb翻开的情况下，调用菜单File|Open，翻开Protel 99 SE自带的Miscellaneous Devices.lib数据库，如图2.19所示。4848第 2 章绘制元件图2.19 Miscellaneous Devices.lib数据库4949第 2 章绘制元件(2)点中Miscellaneous Devices.lib文件，切换到Browse SchLib选项卡。在Components复合框中，选中POT1元件。POT1元件就是Protel 99 SE提供的可调电阻，如图2.20所示。5050第 2 章绘制元件图2.20 POT1元件5151第 2 章绘制元件(3)按住鼠标左键，沿着POT1元件拖出一个虚线框。框住整个元件后放开鼠标左键，整个元件将变成黄色，表示选中。再按键盘上的Ctrl+C键，此时屏幕上的光标变成十字形状，表示进入复制状态，鼠标左键点击选中的元件，就复制了选中的元件，如图2.21所示。5252第 2 章绘制元件图2.21 选中POT1元件5353第 2 章绘制元件(4)切换到树形浏览器Explorer窗口，再次点击“TDA2030A.ddb设计数据库中的自建元件库“Schlib1.Lib。选择Tools|New Component命令，或者点击绘图工具栏“SchLibDrawingTools的新增元件工具，新建元件“2POT。按Ctrl+V键，将已经复制的可调电阻元件粘贴在“2POT的原理图元件编辑界面上。因为我们要制作双路可调电阻，因此再重复按一次Ctrl+V键，再粘贴一个可调电阻元件，结果如图2.22所示。5454第 2 章绘制元件图2.22 制作双路可调电阻5555第 2 章绘制元件(5)选择菜单Edit|Deselect|All命令，或者点击主工具栏中的取消选中命令，可以取消元件的选中状态，如图2.23所示。5656第 2 章绘制元件图2.23 取消元件选中状态 5757第 2 章绘制元件(6)这里的两个可调电阻同在一个“2POT元件编辑器下，表示它们组合成一个元件，因此需要修改原有的元件引脚属性，特别是元件的引脚序号。因为双路可调电阻总共有2列，每列3个管脚，而且每列中间管脚是中间抽头，因此，我们将引脚属性设置为如图2.24所示的状态。5858第 2 章绘制元件图2.24 修改设置元件引脚属性 5959第 2 章绘制元件(7)最后隐藏元件引脚的名称属性和序号属性，使之更美观。绘制完成的元件，按主工具栏中的保存，或File|Save菜单保存。6060第 2 章绘制元件3.绘制散热器散热器这类元件可以不用绘制原理图元件和封装，直接在印刷电路板上留出安装孔的位置即可。不过，如果绘制了散热器的原理图元件和封装，就可以在对印刷电路板进行元件布局和布电气线的时候，直接注意到散热器的安装，更有利于印刷电路板的绘制，因此这里我们也对散热器进行原理图元件的绘制。散热器的实物图如图2.25所示。6161第 2 章绘制元件图2.25 散热器的实物图6262第 2 章绘制元件由于散热器没有管脚，它与印刷电路板是通过对准孔，用螺丝连接在一起的。因此如果要绘制散热器的原理图元件，只需知道散热器上螺丝固定孔的个数就可以了。一般我们用Protel 99 SE自带的CON元件来代替就可以了，表示直插元件的引脚个数，在这里就是散热器的螺丝固定孔的个数。绘制的过程请读者自行完成，结果可参照比照图2.26所示。6363第 2 章绘制元件图2.26 散热器原理图元件6464第 2 章绘制元件小结1.Protel 99 SE有自带的元件库，常用的是Miscellaneous Devices.ddb和Protel DOS Schematic Libraries.ddb两个库。假设需要自建元件，那么新建Schematic Libraries文件，在原理图元件编辑器中新建元件。2绘制TDA2030A元件的第一种方法，即绘制芯片的方法，主要用于各类芯片的绘制，大多数用于数字电路元件的绘制。6565第 2 章绘制元件3绘制TDA2030A元件的第二种方法，即绘制运放的方法，主要用于各类模拟元件的绘制。4绘制双路可调电阻的方法，即是在原有的类似原理图元件的根底上，复制并修正为自建的原理图元件。5元件的外观并不具有电气含义，仅仅是一种直观的符号，因此由绘制直线、绘制曲线、绘制矩形等图形工具完成。这些工具绘制的图形都是不具有电气含义的示意图形。6666第 2 章绘制元件6元件的引脚具有电气含义，必须由绘制引脚工具完成。有时引脚的名称和序号被隐藏了，也就是没有显示，但并不是没有填写引脚的名称和序号属性。引脚的名称是识别引脚的标识号，可以没有；但是引脚的序号是元件引脚与封装管脚之间唯一的联系，必须要正确填写。

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