电路原理图范文

电路原理图范文第1篇

即从信号源（麦克风、输入式传感器等）和被控元件（电机、显示器件或者扬声器等）两头同时画起，最终将电路板上的全部元件绘制完毕。（5）可以利用网络、图书资源，找到相类似的电路原理图，然后根据实际电路板进行更改图纸，这种方法对绘图而言相对更简单些。应当说明，实际运用时很难依靠一种方法来“反绘”原理图，一般采用多种方法的综合才能快速正确的完成绘画工作。现以图一所示“楼道声光控开关”灯泡不亮故障为例进行说明，该电路板是以集成电路CD4081为核心构成的。首先画出电源电路，从网络上查找到该集成电路的资料：CD4081是一个包含4个与门的CMOS电路，其中第14引脚和第7引脚分别是5伏电源的正极与负极，反向思维可查找出电源的整流二极管与滤波电容，元件如图一所示，对应的铜箔如图二所示，画出的原理图如图三所示。其次以信号输入端开始反绘，即从驻极体话筒开始画起，当然也可以从光敏电阻画起，顺藤摸瓜，依次画电阻，电容，三极管、集成电路，再画晶闸管，细加整理后如图四所示。当您“反绘”电路板时，也不一定采用与作者一样的步骤，可以“两边挤”的方法，即画好电源后，可从话筒和晶闸管两边同时开始，一直将所有电路画完为止。根据“反绘”出的原理图分析工作原理可知：当5V供电为零时、麦克损坏时、Q1击穿时、CD4081烧坏时或Q2断路均会造成灯泡不亮故障。经检查为三极管Q2击穿，声音无法到达集成电路，从而导致灯泡不会发光，更换三极管后工作正常。

2局部“反绘”

在实际维修过程中，维修人员面对更多的是庞大而复杂的电路板，此时，没有相应的原理图维修工作变得更为困难“，反绘”原理图要画出全部电路板吗？不！绘制全部原理图是不可能的，也是完全没有必要的。维修者更多关心的是有故障部分的电路，此时只要根据故障现象、电器工作原理、电路板上元器件的外形大致判断故障部位，只需将“可疑”部位仔细“反绘”出原理图之后，再加以分析排除故障即可。绘制时可找到供电电路，而后采用如下方法：（1）以三极管为核心绘出原理图。（2）以集成电路为核心进行绘制。电路实物中，集成电路是非常“显眼”的元器件，很容易看到和辨别型号。这为画图提供了方便。（3）以电路板上“特殊元器件”为中心进行绘制，比如：电视机的高频头、高压包、行激励变压器、电源管、行管等；VCD的激光头接插件、各种电机、开关；冰箱的压缩机、温控器等等，这些特殊的元件为快速绘图提供了突破口。（4）以信号流向进行绘制。比如视频信号、伴音信号、控制信号。（5）根据局部电路板上的字符进行绘制。比如电视机电路板上标有RFAGC、V-SIZE、ACK、ABL、AGC；VCD电路板上所标注的APC、RF等字符。这些字符具有特定的意义，从而理解了该部分电路的功能，加快了绘图的步伐。由于三极管、集成电路的在电路中更为普遍以及其重要性，故单独列为两项，其实二者都可以作为“特殊元件”放在第三项中。现以一昆仑B3110型黑白电视机出现图像上下压缩故障的绘图为例。由电视原理知道：该故障发生在场扫描电路，从经验上可知场扫描电路一般是个集成电路，而且常固定在散热片上，这样从这个思路出发很快找到该电视机电路板上的μPC1031H2为场扫描集成电路，该部分电路板的底层如图五所示。图五

绘图时以集成电路μPC1031H2为中心，从其1脚开始，先画出与1脚相连的所有元件，由图五可以看出：1脚与7C9的负极、7C8的负极和7C7的一脚相接；2脚接12V电源（由于电路板太大摄图时被截掉），接下去画出与3脚相接的元件，依次画下去，如图六所示。为说明问题，图六只画了1、2、3、5、6、8脚外的元件。这样将局部电路画出来之后，分析该部分电路的工作原理，测量一些电阻值、电压点或支路电流，为维修工作提供依据。从而找到相应故障元件并加以排除。当然运用局部“反绘”时，也可以根据具体故障元件画得再少些，比如上例关于场扫描电路故障，根据工作原理可知，该故障与μPC1031H2的第四、六脚关系最大，这时其它引脚电路可以不画出。本文来自于《电子科技》杂志。电子科技杂志简介详见

3“反绘”原理图的知识储备

当然，要想快速准确的“反绘”出相应的原理图，除综合运用上述方法外，维修者本人还需具备下列基础知识：（1）知道PCB板的基本知识，比如焊盘、焊孔、顶层和底层等概念。（2）了解电路板上元器件标注符号的习惯做法。对同一功能单元电路中的元器件，往往采用同一数字作为序号开头，例如：一彩电电路板上的高压包为T602,，如果看到某个序号为VD601的二极管就知道它是行扫描电路的一个元件。（3）一块PCB板上功能相同的元器件常常集中布局，这为“反绘”原理图提供了方便。（4）要想正确绘制原理图必须识别元器件，必要时还要测量在路元器件的极性、引脚。（5）一般是先画草图，再加以整理成一个有利于读图、分析图、有规则的电路原理图。（6）整板画图方法与部分画图方法可以互相借鉴。（7）注意保护他人知识产权，画出的整体电路图不能用于商业，否则可能给自己找来不必要的麻烦。当然画电路图时，如果找到类似产品的电路图做参考，会起事半功倍的作用，另外“反绘”人员的经验也相当重要。总之，熟练掌握由电路板“反绘”原理图，是维修人员必学的一项基本技能，在电器维修工作中占据着十分重要的位置。

电路原理图范文第2篇

【关键词】电子技术 电路原理图 技校 识读教学

【中图分类号】G712 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2012）24-0178-02

一 针对技校学生学习现状，激发学识图兴趣

技校学生入学时，多数学习基础差，理论学习能力较低，缺乏学习动力，对理论知识的学习有一种抵触和畏难情绪，尤其是遇到电子技术中的电路图更是无从下手。针对这一现状和这门课的实际教学情况，在教学中可以选择一些生活中常见的电路图实例，如扩音器、直流稳压电源、助听器、简易数字钟、门铃、收音机等，通过展示这些产品和相应的电路图，告诉学生：通过学习，掌握基本电子元件和电路原理图的识读，弄清原理，这些产品都可以通过自己动手制作出来。从而激发学生的学习兴趣，使他们从开始的厌学到想学再到主动去学。

二 采用模块式教学，让学生容易接受

电子技术基础一体化教学主要有模拟电子和数字电子两大模块。在电子制作项目中学生对识读电路原理图有困难，因此，有必要提高他们在识图技巧方面的能力。可以安排一定的课时对其进行电路原理图识读技能训练。根据一体化教学课程安排的特点，本文对电路原理图识读教学分以下三部分进行探讨。

1.模拟电路原理图的识读

电子产品制作课题中元器件较多，教学中一般不要求学生进行定量计算，而是要求学生进行定性分析。从这一点看，教学上要让学生了解交流信号的传输线路，知道交流信号经过的具体元器件及受到的处理，明白经过一个单元电路后信号幅度是增大还是减小。识读电路原理图应从以下几方面来进行教学安排。

第一，分析放大器类型。单级放大器类型有三种，分别是共射极放大器、共基极放大器和共集电极放大器。共射极放大器能放大电流和电压，这种放大器应用最广泛；共集电极放大器只能放大电流不能放大电压，应用也很广泛；共基极放大器的频宽很大，通常用来做高频放大器。放大器类型的判别方法简单，以共射极放大器为例，基极是信号输入电极，集电极是信号输出电极，而共用发射极的，就是共射极放大器。

第二，分析直流电路。有源电路需要直流电压才能工作，振荡器也需要能量的补充，如放大器和变频器。由于电容器具有隔直特性，将电路图中的所有电容器看成开路；由于电感器具有通直特性，将所有电感器看成短路。直流电路的识图方向从右到左，再从上向下。

第三，分析信号传输过程。信号传输过程分析就是信号在该单元电路中如何从输入端传输到输出端，信号在这一传输过程中受到怎样的处理，是放大还是衰减。信号传输的识图方向一般是从左到右。

第四，分析元器件作用。元器件作用分析就是电路中各元器件各起什么作用，有时不必对各个元器件进行详细分析，比如掌握耦合电容的作用后，在进行元器件作用分析时只要判断出某些电容是耦合电容即可。

第五，分析耦合电路。一级放大器的放大量是有限的，实用电路往往采用多级放大器，级间用耦合电路来连接。耦合电路不仅用于两级放大器之间，还用于信号源与第一级放大器之间、最后一级放大器与负载之间的耦合。耦合电路有RC耦合电路、直接耦合电路、LC耦合电路和变压器耦合电路等。

第六，分析电路故障。电路故障分析就是假设电路中元器件出现开路、短路、性能变劣后，对整个电路工作造成的不良影响，使输出信号出现故障现象，比如没有输出信号、输出信号小、信号失真、有噪声等。掌握电路工作原理后，元器件的故障分析将会变得简单。

2.数字电路原理图的识读

中职技校的数字电子技术一体化教学涉及门电路、编码器、译码器、触发器、分频器、计数器、比较器和555定时器等。电子制作中，它们一般以集成块的形式出现，一个集成块里有一个或多个完整的单元电路。数字电路的识图是电路原理图分析中的一个重点。识图方法可以从以下几个方面来分析：

第一，分析集成块特点。一般情况下集成块的内电路不需要分析，它具有规律性，在掌握了它们的共性后，可以方便地分析许多功能相同而型号不同的集成块。一个集成块在电路原理图里通常是一个方框加多个引脚，许多学生初学时觉得原理图大而繁，比起分析分立元器件的电路来更困难而不敢下手。实际上识图也好、检修也好，集成电路比分立元器件电路更为简单。

第二，分析集成块引脚类型。集成块引脚一般有以下几种类型：一是电源引脚。通常电源引脚只有两个，一个接电源的正极，用VCC来表示，一个接电源的负极，用GND来表示。大部分集成电路的电源正极引脚编号最大，电源负极引脚编号是电源正极引脚编号的一半。电源引脚接直流电源为内电路提供工作能量，电子制作中一定不能漏接。二是输入输出引脚。电路原理图中一般输入引脚在集成电路的左侧，输出引脚在集成电路的右侧。三是控制类引脚。控制类引脚的作用是控制集成电路的工作状态，影响输出信号，比如使能、清零、灭灯引脚等。此外，还有一种没用到的引脚，符号一般记为NC。

第三，分析集成电路引脚小圆圈表示的功能。电路原理图中集成电路输入端有小圆圈，输出端也有小圆圈，许多学生几个电路做下来对此更是迷惑不解，因此有必要进行分析。左侧的小圆圈表示的功能为：输入端的小圆圈表示低电平有效，高电平时无效（不起作用）；控制端的小圆圈表示低电平有效，执行控制功能，高电平时无效。右侧的小圆圈表示的功能为：互补输出时表示两个输出反相；单端输出时表示输出与输入反相；译码器中表示低电平输出有效。

第四，数字电路原理图的分析。数字电路原理图主要是信号传输过程的分析。与模拟电路原理图信号传输过程一样，要掌握信号在电路中如何从一个单元电路传输到下一个单元电路，了解经过一个单元电路后信号波形的变化。信号传输的识图方向也是从左到右。

3.复杂电路原理图的识读

电子制作中往往会遇到元器件较多的项目，给学生理解及分析造成极大的不便，通常把复杂电路原理图简化成原理方框图来表示。原理方框图是一种用方框和连线来表示电路工作原理和构成概况的电路图。讲解和分析原理方框图要让学生了解以下几个方面：

第一，原理方框图表示了电路原理图各单元电路之间的信号传输方向，包含了各单元电路之间的传输次序。

第二，根据原理方框图中所标出的电路名称可以知道信号在这一单元电路中的处理过程。

第三，方框图粗略地表达了电路的组成，通常给出复杂电路的主要单元电路名称、位置，以及各部分单元电路之间的连接关系。

参考文献

[1]胡斌.图表细说电子技术识图[M].北京：电子工业出版社，2006

[2]李萍.电子电路识图[M].北京：化学工业出版社，2011

[3]张金华.电子技术基础与技能[M].北京：高等教育出版社，2010

电路原理图范文第3篇

关键词：绘制原理图；PCB设计；方法

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）17-0251-02

一、导言

随着电子产业的不断发展，用Protel软件设计电路和PCB成为电子专业学生必备的技能之一。Protel99SE功能强大，能进行原理图绘制、电路仿真、PCB设计、PLD设计、各类报表等工作。本文将以FM收音机电路设计为例，讲述Protel 99SE在PCB设计中的应用。

1.电路原理图设计的一般步骤[1]。电路原理图设计通常有以下六个步骤，即启动Protel99SE原理图编辑器、设置图纸大小和版面、放置元器件、对放置的元器件布局布线、对布局布线进行调整、保存文档并打印输出。

2.PCB的设计步骤。印制电路板图（PCB）的设计由七个步骤构成，即绘制电路原理图、创建PCB文档、规划电路板、装元器件封装库及网络表、元器件的布局、布线、文档保存与输出。

二、印制电路板设计实例――FM收音机电路设计

1.FM收音机原理图设计。原理图设计是PCB设计的基础，原理图的正确是电路板布局布线的前提。①创建原理图设计文件，在Protel 99SE主菜单栏File菜单中选择子菜单New，在“New Design Database”对话框中设置数据库的名称“FM收音机电路设计.ddb”和保存路径，完成创建。在新建数据库中单击主菜栏File中的New…，选择“Schematic Document”图标，生成一个原理图设计文件，命名为“FM收音机.Sch”。②设置图样参数，FM收音机电路图采用A4号图纸。单击主菜单栏的Design菜单，在弹出下拉菜单中选择Option…选项，将默认的图样幅面“B”改为“A4”。③放置元器件，在Libraries选项中选择所需的元器件库，并选定元器件，双击元器件名，然后单击鼠标左键放置元器件，可以多次放置。值得注意的是，在FM收音机电路设计中，现有的库中不提供SC1088，需要自己制作该元器件。④放置连线和节点，然后在连线工具栏中单击按钮，在连线的起点处单击鼠标左键，拖动鼠标至另一元器件的引脚，再次单击鼠标左键，完成此连线的绘制。如果连线相交，则需要添加节点，单击连线工具栏中的按钮，在需要添加节点的位置单击鼠标左键，完成节点的设置[2]。⑤放置电源和接地符号，放置电源和接地符号有两种方式，即通过菜单Place＼＼Power Port，或者使用连线工具栏（Wiring Tools）中的按钮。⑥编辑元器件属性，根据电路原理图的需要，设置元器件名称、封装和参数等相关属性。完成以上步骤，原理图绘制完毕，如图1所示。⑦保存文件，绘制完毕后，执行菜单命令File＼＼Save，保存文件。

2.检查原理图电气规则。使用Protel 99 SE的电气规则，即执行菜单命令Tool/ ERC，进行电气规则检查。发现错误，根据错误信息改正。

3.创建网络表。网络表是电路原理图和PCB之间的桥梁。执行菜单命令Design/ Create Netlist，生成与原理图同名的文件，其扩展名为“.NET”。

4.印刷电路板的设计。①进入印刷电路板设计界面，执行菜单File/New命令，选择PCB Document图标，新建PCB设计文档，命名为“FM收音机.PCB”。②规划电路板，在“FM收音机.PCB”工作界面中选取KeepOut Layer，执行Track命令，绘制FM收音机电路的边框，其形状为矩形，大小为80mmΧ60mm。③设置设计规则的相关参数，执行菜单命令Design/Rules，选择Routing按钮。在Rules Classes中根据电路板设计要求设置参数[3]。“FM收音机电路”PCB板的设计要求如下：信号层为Top Layer和Bottom Layer，无电源层。顶层布线形态为“Horizontal”，底层布线形态为“Vertical”；过孔（Via）设置为穿透式过孔；元件安装方式为贴片式（SMT），可以双面布局；布线宽度（Width）设置为8～12mil，推荐宽度为10mil；过孔、布线安全间距（Clearance）采用默认设置；增加+3V、GND网络设置，将布线宽度设置为20～100mil；推荐宽度为40mil。④加载元件封装库，执行菜单命令Design/Add/Remove Library，在弹出的对话框中选取对应的元件封装库。如果有自制的封装，也要将封装所在的库添加到库中。⑤装载网络表，执行菜单Design/Load Nets…命令，选择“FM收音机.Net”文件。如果显示无错误，单击Execute按钮完成网络表的装载。⑥元器件布局，Protel 99SE支持自动布局和手动布局。执行菜单命令Tools/Auto Placement/Auto Placer 可以自动布局。FM收音机布局如图2所示。⑦自动布线，执行菜单命令Auto Routing/All，并在弹出的窗口中单击Route all 按钮，开如对PCB进行自动布线。FM收音机电路板布线图如图3所示。⑧手工调整，自动布线结束后，可能存在一些令人不满意的地方。运用手工调整，将PCB设计得更完美。⑨打印输出PCB，执行菜单命令File/Print/Preview，生成“FM收音机.PPC”。然后执行菜单命令File/print，打印出PCB图。

三、结语

随着电子产品的新发展，印制电路板的设计会日趋复杂。运用Protel设计电路在提高原理图和PCB设计效率的同时，其强大的规则设置也保证了电子产品的可靠性。

参考文献：

[1]张辉.Protel 99SE项目式教程[M].成都：西南交通大学出版社，2014.

[2]吉雷.Protel 99从入门到精通[M].西安电子科技大学出版社，2000.

电路原理图范文第4篇

【关键词】教学；汽车电路；重要问题；思路

0 引言

汽车电路计算机辅助设计（Computer Aided Design，，CAD）是汽车电子控制方向的本科生需要学习的一门重要专业基础课，是学生为社会服务和继续学习深造应掌握的重要技能。课程应用较多的软件是Protel99 se（简称99se）[1]或Protel DXP（简称DXP）[2]。学习内容的先后顺序依次是电路原理图、电路原理图库元件、印刷电路板（Printed Circuit Board，PCB）和PCB库元件设计[1-3]。电子电路CAD是电子电气和计算机等专业重要课程，对于交通运输或车辆工程等非电专业学生的学习具有一定难度，而且还需将电子电路CAD与汽车电路相结合，为了使学生能够理清思路和加深理解，应用Protel99 se软件，按照内容的先后顺序，在教材内容的基础上，根据授课过程中学生的疑惑来着重分析几个重要问题，使教学达到更好的效果。

1 电路原理图的两种作用

大部分应用99se和DXP软件来进行电子电路设计的教材中，电路原理图设计均需实现电路的正确电气连接，元件必须从库中选择放置，元件属性需设置其正确的PCB元件（称为封装），便于生成完整正确的网络表，在设计PCB时将网络表的电气连接关系和封装元件导入到PCB，为自动布线或手工布线服务。

在汽车电路设计中，局部控制功能的电路均需要设计一块PCB，例如，动力系统、车身或某一个CAN节点等。对于整车电路的原理图，不可能也不需要去设计电路板，所以只需使电路阅读者能正确理解电路的连接关系，而不必要真正的电气连接；在布线时可使用导线（wire）也可使用直线（line）；元件封装并不在原理图中显示也不起作用，则元件属性中可以不考虑封装设置；而且有些元件在99se软件自带原理图库中不具备时，可以用绘图工具绘制示意图，这些均可使其达到目的且O计方便快捷。

汽车电路原理图设计有需要设计其PCB和不需要设计其PCB的两个作用，两者要求和特点有很大不同，理解了这个问题，设计者可根据需要设计不同性能的原理图，同时也加深了对整个课程的理解。

2 电气连接特性

电路原理图中有很多对象，分为有电气连接特性和无电气连接特性两类。对于具有电气连接特性的对象，其真正起电气连接作用的又有所不同。从库中放置的元件，电气连接是引脚和属性中的封装；电源、接地、电路端口和方块电路图端口等对象的电气连接是网络标号，其式样仅仅是形式而无电气连接特性；总线和总线分支虽在布线工具栏中，但必须和网络标号同时使用，因其不具备电气连接特性而依靠网络标号起实际电气连接作用，其仅仅是指引电路阅读者识别不同位置元件的引脚网络标号；导线上节点表明交叉于节点的导线具有电气连接。

只有理解了原理图对象的电气连接特性，才能掌握网络是电气连接的实质，从而设计出正确电气连接的原理图，才能使网络表作为原理图和PCB的桥梁而设计出对应于原理图的PCB。

3 原理图复合元件

原理图中复合元件是指在同一个原理图元件中包含有两个或两个以上的相同或不同子元件，形式上分为各个子元件独立形式和整体式两种，要强调的是其实质都表示同一个复合元件，但二者也有一定的区别。例如由八个子电阻组成的复合排阻元件，图1为各子元件独立形式，图2为整体式，二者形式不同，但均为同一个排阻元件。图1中的各子电阻，引脚与图2完全相同，均对应于PCB元件的同一个封装DIP-16。图1中，各子电阻的设计序号中均包含RP1，表示为同一排阻元件，A～H分别表示同一排阻中的八个子电阻。采用独立形式的好处是，当电路原理图中没有用完八个电阻时，就不必全部放置八个子电阻，节省空间。但由于排阻是一个元件，各子电阻都在同一个封装内，只要使用了其中的一个或几个子电阻，在对应的PCB中都会放置完整的封装DIP-16，只是没用到的子电阻引脚悬空。

理解了复合元件的原理和两种形式的关系，在原理图设计时才能对元件进行合理选择、正确放置和设置属性；在后续的原理图库元件设计时，才能深入理解和掌握其设计原理、方法、文件管理器使用以及新建元件菜单New Component和新建子件菜单New Part的区别。

4 原理图元件和其封装的对应关系

为PCB设计服务是电路原理图的作用之一，网络表是二者联系的桥梁，要生成正确的网络表，原理图设计时要在每个元件的属性中设置其正确的封装。原理图设计中的布线是对元件引脚实现连接，设置了元件封装，实质上就是添加了该原理图元件的PCB元件，同时也就给出了该元件在PCB中的连接关系，这由原理图元件及其封装的对应关系所决定。

以NPN型三极管为例，如图3，左边为原理图元件，在原理图设计中设置其设计序号为Q1、设计属性为NPN及封装为TO-52，则其在PCB中加载的对应封装TO-52如图3右边图形所示。从图3可知，原理图和PCB元件均包含外形、引脚和属性，起电气连接作用的均为引脚，二者引脚的数目和编号需一一对应；原理图元件外形仅是原理符号图，封装外形是元件在电路板上的正投影，封装引脚位置和外形反映了元件实际安装尺寸。原理图的网络表导入到PCB中，将导入PCB元件（封装）及其连接关系，封装包含了元件的设计序号Q1、设计属性NPN、封装外形、引脚数目及其编号以及相对位置等信息。

对原理图元件及其封装对应关系的理解，将有助于原理图元件属性的正确设置，网络表加载的错误检查和修改，也为后续的PCB库元件设计打下良好的基础，使课程大纲中的原理图、原理图库元件、PCB和PCB库元件设计等四部分内容融为一个整体，将各部分发散的内容进行了提炼。

5 PCB层和对象的关系

对层概念的理解是PCB设计的核心内容之一，PCB中各种对象均与层有着密切的关系。PCB中最基本的对象包含物理边界、电气边界、封装、焊盘、过孔、导线以及各种标注性的解释说明等，只有深入理解了各种对象和层之间的关系，才能合理放置和设置各种对象，设计出满足需要的PCB。

封装总体上分为表面粘贴式和穿透式两种，在总体上看和根据安装焊接的需要，两者均只能在顶层或底层。局部上，粘贴式封装的焊盘（即元件的引脚）只能相应地在顶层或底层，穿透式封装的焊盘在综合层。除焊盘外，封装还包含了设计序号、设计属性和外形，其分别相应地在顶层丝印层或底层丝印层。对于非封装的独立焊盘，可以根据需要设置其所在层，比如作安装孔使用时要设置在综合层，作导线连接作用时可设置在顶层、底层或综合层。过孔与层的关系类似于独立焊盘。

物理边界要选择机械层绘制一个封闭区域，作为PCB的外形和尺寸。电气边界要选择禁止布线层，绘制一个小于或等于物理边界的封闭区域，作为放置元件和布线的范围。物理边界和电气边界的设计是PCB规划的重要内容，将关乎到网络表加载的成败。自动布线或手工布线中均使用导线连接各种焊盘或过孔，可根据实际连接的需要放在顶层或底层。

各种标注性的解释说明ο螅由各自不同特点和需要分别放在不同层。尺寸标注和标题栏一般都不在实际电路板中显示，通常放在机械层。其它的如果需要在电路板中显示的标注对象，可根据需要放在顶层丝印层、底层丝印层、顶层或底层，但若放在顶层或底层将是具有电气特性的铜膜，要确保其不影响原始电路布线。例如电路板布线完成后，在某一空白处放置工作单位信息，若选在顶层丝印层或底层丝印层，将是油漆的形式打印在电路板上，字迹容易磨损；若放在顶层或底层，将是铜字，字迹不易磨损。

6 结束语

在教材内容基础上，根据学生的疑惑，分析了《汽车电路CAD》课程的几个重要问题，理清思路并将相关知识点相互贯穿，加强学习和教学效果。除了分析的几个问题，课程教学中还会遇到其它一些问题，有待于以后工作中进一步讨论和总结。

【参考文献】

[1]及力.Protel 99 SE原理图与PCB设计教程[M].北京：电子工业出版社，2011.

[2]鲁捷，焦振宇，孟凡文.Protel DXP电路设计基础教程[M].北京：清华大学出版社，2010.

电路原理图范文第5篇

关键词：板级设计；EDA工具；硬件连接检查；Perl语言

中图分类号： TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)33-1496-02

Discussion of Hardware Connectivity validation method in Board Level Design

JIANG Yuan-jun, WU Xiu-long

(School of Electronic Science and Technology, Anhui University, Hefei 230039,China)

Abstract: Based on the developing trend of board design's high-speed and complication, it is no surprise that how to shorten the time-to-market of products is an import metric for every design company. After fixing on the architecture of system and finishing the design entry, engineers can use EDA tools to do ERC check in order to reduce design errors. But EDA tools are short of the function in hardware connectivity check. In this article, we will discuss the feasibility and superiority of using a new method to go on with the hardware connectivity check, which is based on Perl (Practical Extraction and Report Language).

Key words:board level design; EDA tool; hardware connectivity validation; Perl

1 引言

目前的电子设计大多数是集成系统级设计，整个项目中既包含硬件整机设计又包含软件开发。这种技术特点向电子工程师提出了新的挑战。

首先，如何在设计早期将系统软硬件功能划分得比较合理，形成有效的功能结构框架，以避免冗余循环过程；

其次，如何在短时间内设计出高性能高可靠的PCB板。因为软件的开发很大程度上依赖硬件的实现，只有保证整机设计一次通过，才会更有效的缩短设计周期。

众所周知，电子技术的发展日新月异，而这种变化的根源，主要因素来自芯片技术的进步，半导体工艺日趋物理极限，超大规模电路成为芯片发展主流[1]。而这种工艺和规模的变化又带来了许多新的电子设计瓶颈，板级设计也受到很大的冲击，最明显的一个变化是芯片封装的种类极大丰富，功能集成度、复杂度明显增高；另外，芯片工作频率提高，使得系统工作频率的提高成为可能。而这些变化必然给板级设计带来许多问题和挑战。首先，由于高密度引脚及引脚尺寸日趋物理极限，导致低的布通率；其次，由于系统时钟频率的提高，引起的时序及信号完整性问题；第三，工程师希望使用功能更完备的EDA工具来完成复杂的高性能的设计[2]。

据此，我们不难看出，板级设计有以下三种趋势：

1) 高速时钟频率及快速边沿的设计成为主流[3]；

2) 产品小型化及高性能必须面对在同一块板上由于混合信号设计技术（即数字、模拟及射频混合设计）所带来的分布效应；

3) 设计难度的提高，导致传统的设计流程及设计方法很难胜任当前的技术。

基于板级设计的发展趋势，目前有许多厂商从事电子设计自动化(EDA)工具的开发工作，如 Cadence, Synopsis, Mentor Graphics等EDA工具供应商。EDA所涉及的领域非常广泛，包括网络、通信、计算机、航天航空等。产品则涉及系统板级设计、系统数字/中频模拟/数模混合/射频仿真设计、系统IC/ASIC/FPGA的设计/仿真/验证，软硬件协同设计等。任何一家EDA供应商均很难提供满足各类用户的不同设计需求的最强的设计流程。

2 板级电路的硬件连接验证方法

2.1 电路原理图设计流程

我们知道原理图设计是电路设计的基础，只有在设计好原理图的基础上才可以进行印刷电路板的设计和电路仿真等。电路原理图设计流程如图1所示。

原理图具体设计步骤如下[4]：

1) 新建原理图文件。在进人 SCH 设计系统之前，首先要构思好原理图，即必须知道所设计的项目需要哪些电路来完成，然后用相应的设计输入工具来画出电路原理图。

图1 电路原理图设计流程图

2) 设置工作环境。根据实际电路的复杂程度来设置图纸的大小。在电路设计的整个过程中，图纸的大小都可以不断地调整，设置合适的图纸大小是完成原理图设计的第一步。

3) 放置元件。从元件库中选取元件，布置到图纸的合适位置，并对元件的名称、封装进行定义和设定，根据元件之间的走线等联系对元件在工作平面上的位置进行调整和修改使得原理图美观而且易懂。

4) 原理图的布线。根据实际电路的需要，利用 SCH 提供的各种工具、指令进行布线，将工作平面上的器件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一幅完整的电路原理图。

5) 建立网络表。完成上面的步骤以后，可以看到一张完整的电路原理图了，但是要完成电路板的设计，就需要生成一个网络表文件。网络表是电路板和电路原理图之间的重要纽带。

6) 原理图的电气检查。当完成原理图布线后，需要设置项目选项来编译当前项目，利用工具提供的错误检查报告修改原理图。

7) 编译和调整。如果原理图已通过电气规范检查，那么原理图的设计就完成了。这是对于一般电路设计而言，尤其是较大的项目，通常需要对电路的多次修改才能够通过电气规范检查。

8) 存盘和报表输出：电路图输入工具一般会提供利用各种报表工具生成的报表（如网络表、元件清单等），同时可以对设计好的原理图和各种报表进行存盘和输出打印，为印刷板电路的设计做好准备。

2.2 硬件连接验证方法的目的和验证范围

在2.1中描述的原理图设计流程中，电气规范检查是完成原理图设计的必要条件[5]。对于一个庞大复杂的系统板级设计来说，由于设计工具在硬件连接性方面的检查功能不完善，或者由于设计人员在设计中的忽视，硬件连接方面的一些错误在通过电气规范检查并报表输出后的板级设计中时有出现。在这里所说的硬件连接方面的错误主要是指：原理图中器件symbol中的芯片引脚名称与该芯片说明书中命名的引脚名称不同；没有连接的引脚；输入/输出脚的冲突；电路设计中是否按照每个芯片说明书中规定的供电电压为该芯片供电；电路设计中是否存在芯片的某一个引脚存在重复的上拉、下拉电阻或者同时存在一个上拉电阻和一个下拉电阻的矛盾情况。其中输入/输出脚的冲突包括两个方面：一是驱动芯片和接收芯片的连接引脚的信号方向是否存在同为输入或者同为输入的相悖情况，二是驱动芯片输出脚的输出高低电平和接收芯片输入脚的高低电平是否存在过驱动或者不足驱动的情况。

为了进一步分析进行硬件连接验证的必要性，以下按照连接性错误的类型逐一阐述：

1) 电路设计中是否存在未连接的节点：进行节点连接验证通常是为了确认器件的引脚是否存在没有正确连接的情况，或者是否存在孤立节点即电路设计中是否存在某器件的一个节点没有连接到其他任何器件的情况。通常情况下，电路设计人员会对电路设计中一些故意悬空的芯片引脚标注上“NC”，这种情况则不属于未连接的节点。在分析中，我们认为未连接的节点既可以是器件的一个引脚未连接，也可以是完全没有连到其他器件；对于电容，电阻和电感这样的器件，我们也需要去确定它们的两个引脚在设计中是否都被使用。

2) 电路设计中的是否存在芯片说明书中明确指出未连接时需要进行特殊处理的输入脚：进行输入脚测试的目的和进行节点测试的目的很相似。电路图中的浮空的输入脚必须被给予特别的关注，因为由于它们处于逻辑“1”和逻辑“0”的不确定性可能会给器件带来不稳定的工作状态，或者引入了电子噪声从而影响该器件的其他功能。

3) 电路设计中的是否存在错接的电源脚或者地脚：进行电源和地脚的连接验证的目的是为了确保电路设计中的每一个器件的电源和地脚都接入到正确的电源网络上。此处的“正确”包含两个方面的含义，其一是指电源脚接到电源节点，且地脚接地；其二是指电源脚所接的电压值处在该芯片说明书要求的工作电压范围之内。此外，输入脚和输出脚是否存在重复的上拉或下拉电阻，以及是否存在冲突的上/下拉电阻这两个问题也必须予以关注。

4) 电路设计中的是否存在相悖的引脚方向：

图2 纠错流程图

我们进行此部分验证所遵循的评价标准如下：

a. 所有接收器件的输入脚都至少被一个驱动器件的输出脚驱动；

b.电路设计中的任意一个特定的节点只允许连接一个输出脚；

c.输出脚不能直接和电源/地脚连接。

5)电路设计中的是否存在数字驱动脚和数字接收脚的DC特性不匹配：我们进行此部分验证是为了检查驱动脚和输出脚的高/低电平是否匹配，防止芯片存在过驱动或者不足驱动的情况出现。

6) 电路设计中的是否存在命名不一致性的情况：我们进行此部分验证的目的是检查电路设计中引脚的功能和节点命名是否存在不一致性。不一致性通常会发生在FPGA和连接性器件上，因为这些器件的引脚功能在电路设计中没有明确提及。同时，差分信号的极性连接正确性也可以在此部分检查。

2.3 硬件连接验证方法的实现

为了完成2.2中列举的板级设计的硬件连接验证，我们需要按照以下三个步骤：

1) 首先比对原理图中所有器件的供电电压、引脚信号方向、数字脚的高低电平等一系列参数是否与对应的芯片说明书的参数一致，如图2所示：

2) 其次检查原理图中所有芯片的连接，特别是没有使用的引脚的特殊处理、Open-Drain的引脚、电源的去耦电容等是否满足其对应的芯片说明书中的特定要求。

3) 最后检查原理图中所有存在连接关系的芯片中互相连接的引脚的输入输出方向是否正确，即不存在两个输入或者输出脚对接的情况；检查设计中存在互相连接的驱动与被驱动关系的芯片之间对接的数字脚的高低电平是否匹配，即不存在过驱动或者不足驱动的情况。

为完成上面提到的硬件连接验证的三个步骤，我们需要精确地比对电路原理图中的器件参数和芯片说明书中的对应参数的数值或者范围是否一致。在日趋复杂的板级设计中要准确无误地完成参数的比对工作，单单凭借设计师的经验或者肉眼观察是很难做到的，这就要求我们必须借助有效的辅助工具进行参数处理，排除电路原理图和芯片说明书参数已经匹配的连接，缩小检查的范围，最终凭借设计经验和芯片说明书的规范来锁定设计中确实存在的硬件连接错误，整个流程如图2所示。

3 结论

本文介绍了一种新的基于Perl语言[4]的数据库处理工具进行系统板级设计中的硬件连接性验证的方法，运用此方法，我们可以在系统设计的早期阶段发现系统内潜在的芯片功能性或者参数匹配方面的错误，将硬件设计的错误降到最低，便于大大提升设计一次成功率，降低设计成本，缩短产品进入市场的周期。

参考文献：

[1] 王卫平.电子工艺基础：第2版.2003年09月.北京：电子工业出版社.

[2] 集成系统PCB板设计的新技术.[2003-11-25].上海泰齐科技网.

[3] 周润景，袁伟亭编著.Cadence 高速电路板设计与仿真（第2版）.2007年09月.北京：电子工业出版社.

[4] 李刚，王艳林，孙江宏等编著.Protel DXP电路设计标准教程.2005年06月.北京：清华大学出版社.

[5] 零点工作室编著.精通Protel DXP2004电路设计.2006年9月.北京：电子工业出版社.

电路原理图范文第6篇

以“直流稳压电源”为载体，对运用Protel 99SE进行设计电路的方法进行了详细而深入的讲解。

关键词：直流稳压电源；Protel 99SE；设计电路的方法

中图分类号：

TB

文献标识码：A

文章编号：16723198（2015）11018002

0概述

Protel 99SE是电子设计自动化软件之一。它是电子设计工程技术人员设计和制作PCB常用的软件，能进行电路原理图绘制、电子元器件库和封装库制作、PCB设计等工作，功能完善。本文结合“直流稳压电源”电路讲述PCB设计的过程与方法。从电路原理图到PCB大致分为三个步骤，即绘制电路原理图、生成网络表、设计PCB。

1“直流稳压电源”原理图绘制

打开Protel 99SE软件，创建一个名为“直流稳压电源”的设计数据库文件。在“直流稳压电源.ddb”中，新建一个电路原理图文件，命名为“直流稳压电路.Sch”，打开该文件，设置图纸大小、规格等参数。

放置“直流稳压电源”电路需要的元器件，如果在现有的元器件库中没有找到相应的元器件，则需要载入新的元器件库。值得注意的是，如果软件自带的原理图元器件库中无法找到原理图所需要的元器件，则需要重新建一个新的元器件库文件，自己设计元器件。其元器件列表如图1所示。

将放置好的元器件按原理图的要求用导线、I/O端口、网络标号等连接起来，完成原理图的绘制。

绘制好的“直流稳压电源.Sch”如图2所示。

2电气规则检查与生成网络表

电气规则检查（Electrical Rule Check）是Protel 99SE提供的对电路进行电气规则检查，对电路规则、电路连接、网络标号等方面进行检测，确保电路的合理。电气规则检查可检查原理图中是否有电气特性不一致的情况。如果出现不合理的电气冲突现象，Protel 99SE会按照设计者的设置以及问题的严重性分别以错误（Error）或警告（Warning）等信息来提示设计者注意。其操作方法是执行菜单命令Tools＼ERC打开如图3所示的“Setup Electrical Rule Check”对话框。

该对话框包括Setup和Rule Matrix两个选项卡，它们主要用于设置电气规则的选项、范围和参数，然后执行检查。

网络表（Netlist）是各类报表中较为重要的一个，是电路原理图与PCB间的桥梁，是自动布线的基础。网络表的内容从主要为原理图中元件的数据（元件编号、元件类型或封装信息）以及元件之间网络连接的数据。执行菜单命令Design＼Create Netlist，弹出“Netlist Creation”对话框，如图4所示。

网络定义结束

网络定义以“（”开始，以“）”结束，将其内容包含在内。定义网络首先要定义该网络的各个端口。

3PCB设计

首先，新建一个PCB文件，确定电路板的边界、板层、布局、布线等要求。然后定义电路板的形状和大小。

然后加载网络表、按设计要求布局、布线。完成布线后，对元器件和走线做一些调整，为了方便调试和维修，对相应的线路进行敷铜。敷铜通常指以大面积的铜箔去填充布线后留下的空白区，可以铺GND的铜箔，也可以铺VCC的铜箔。包地则通常指用两根地线（TRAC）包住一撮有特殊要求的信号线，防止它被别人干扰或干扰别人。PCB图如图5所示。

敷铜是以大面积的铜箔去填充布线后留下的空白区，对于短路或容易烧毁的元器件，可以铺GND的铜箔，也可以铺VCC的铜箔（但这样一旦短路容易烧毁器件，最好接地，除非不得已用来加大电源。

4结语

Protel 99SE是电子类专业尤其是硬件设计工作者进行电路设计与制作的必备技能，需要长期的实践。

参考文献

[1]张辉.Protel 99SE项目式教程[M].成都：西南交通大学出版社，2014，（9）.

电路原理图范文第7篇

关键词：Protel；电路设计；印制电路板；布线

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）17-0275-02

设计一个完整的电路板必须经过原理图设计和PCB电路板设计两个阶段，前者在原理图编辑器中完成，后者在PCB编辑器中完成。需要说明的是：

1.在原理图编辑器中原理图库提供大量的原理图符号用于满足设计电路的需要，但是由于现在的元器件更新换代速度太快，原理图库中并不包含所有元器件的原理图符号。若原理图库中没有设计电路所需的原理图符号，则需要设计者在原理图库编辑器中自己手动绘制原理图符号。

2.在原理图绘制完成后，需要将元器件封装，将网络表载入到PCB编辑器中进行电路板设计。但在导入网络表之前，一定要确保元器件封装库中含有原理图中的所有元器件的封装。若是没有则将导致加载网络表失败。这时需要在元器件封装库编辑器中手动绘制元器件的封装。

因此，整个印制电路板的设计是由4个常用编辑器完成的：原理图编辑器、原理图库编辑器、PCB编辑器和元器件封装库编辑器。它们之间的关系是：

这4个编辑器的关系看似简单，但是需要注意很多细小的问题。学生往往就是因为没有将这些细小的问题处理好，才导致无法顺利完成PCB电路板的绘制。现将教学中学生常见的小困惑及其解决方法总结如下：

理论1：初学Protel 99 SE 为了最大限度地保护用户的设计文件，Protel 99 SE提供了自动创建备份文件的功能，即在软件窗口左上角按钮下，选择并打开“Preferences”对话框中“Create Backup Files”选项，即可设置自动创建备份文件功能。选中该功能后，每次执行保存操作后，备份文件都会保存在设计文件的相同位置，以前缀“Backup of”和“Previous Backup of”来区别。这个自动创建备份文件功能软件默认选定。

学生困惑1：某些学生不能在一个项目文件夹中的众多文件中区分用户设计文件和自动备份文件。提交作业时常常会把自动备份文件（可能是不包含最终设计结果的设计文件）当成用户设计文件交给老师。

教师解惑1：有两种方法解决：其一，区别自动备份文件前缀；其二：在“Preferences”对话框中取消对“Create Backup Files”选项的选择，这种方法可以使项目文件夹简洁，但会导致未保存文件在突发状态下丢失。

理论2：打开原理图设计文件，单击Browse sch按钮，将浏览器管理窗口切换到原理图编辑器管理窗口，该窗口Browse选项区域的下拉菜单中包括“Libraries”和“Primitives”两个选项。

学生困惑2：学生对于“Browse Libraries”比较熟悉，知道可以通过该选项直接浏览、查找该库文件下的所有元器件。但是对“Primitives”选项容易忽略其功能，特别是对于常画简单电路的学生。

教师解惑2：“Primitives”选项，即图件选项，包括图件分类列表栏和图件列表栏两部分。其中在图件分类列表栏中包括“Parts”（元器件）、“Net Labels”（网络标号）和“Wires”（导线）等图件。在含有较多元器件或较复杂原理图中使用它们较方便。例如，点击“Parts”，在其下面的元件框中浏览一遍，可检查出是否有相同元件标号，双击该元件，可在原理图中迅速找到它们的位置，即快捷又方便。

理论3：原理图编辑器工具栏“Toolbars”中有7个工具栏，其中“Wiring Tools”布线工具栏和“Drawing Tools”画图工具栏较常用，它们的区别是“Wiring Tools”中的选项具有电气连接属性，而“Drawing Tools”中的选项不具有电气连接属性。

学生困惑3：某些学生会把“Drawing Tools”工具栏中的“PlaceLine”（直线）当成“Wiring Tools”工具栏中的“Wire”（导线）来使用。它们的外观一样，但在电气规则检查之后，导线地方会报错。

教师解惑3：“Wire”（导线）具有电气连接属性，而“PlaceLine”（直线）没有电气连接属性，元件之间若是使用“PlaceLine”（直线）没有任何连接关系，在其生成的网络表中，也没有网络连接关系。

理论4：在设计电路板时，电路板的类型选择主要从电路板的可靠性、工艺性和经济性等方面进行综合考虑。而从设计角度考虑，影响印制电路板可靠性的首要因素是所选择印制电路板的类型，即印制电路板是单面板、双面板还是多层板。

学生困惑4：学生想得到可靠性高的电路板，不知道该选择单面板还是双面板。

教师解惑4：各类型印制电路板的可靠性由高到低的顺序是单面板―双面板―多层板，并且多层板的可靠性会随着层数的增加而降低。若元器件数量不多，可选用单面板；元器件数目较多可选择双面板，若实验条件允许，也可选择多层板。这只是常规选择，不是定式。

理论5：焊盘属性里面的“Advanced”中的“Solder Mask”（阻焊层）下有两个选项：“Tenting”和“Override”。

学生困惑5：学生对“Tenting”和“Override”的区别模糊。

教师解惑5：“Tenting”表示无阻焊层，直接在焊盘上过漆（阻焊层：焊盘外成绯红色的圆环，它可以防止在给PCB添加防护层的时候不会将焊盘覆盖住）；“Override”表示有阻焊层，焊盘不会有过漆。

理论6：为了方便对电路板性能进行检测，可在相应位置处添加测试点。

学生困惑6：如何设置测试点呢？

教师解惑6：在需要对电路测试的地方放入焊盘，并将焊盘的孔径大小设置为0（Hole Size=0）。测试点可以是通孔的，也可以是盲孔的。若是通孔的话，可以直接测试；若是盲孔的话，有Top、Bottom层区分。

理论7：电路板布线是指采用具有电气特性的导线将具有相同网络连接的焊盘、过孔等导电图件连接到一起的过程。

学生困惑7：那么多元器件怎么布线啊？

教师解惑7：在画板布线之前，可以通过任务管理窗口中的“Nets”，找到相应的网络标号并查看该网络标号的走线情况，将所有的网络标号的连接关系在大脑中有个大致印象，才好规划板进行布线。

结论

随着电子技术行业的快速发展，电路设计越来越复杂，设计者掌握一门EDA设计软件是十分必要的，而Protel 99 SE以其强大的功能、实用的操作界面等优良性能被业界广泛认可。本文中的内容对于初学者而言仅仅是沧海一粟，初学者可利用Protel 99 SE软件多设计一些电路板，在实践中查缺补漏效果更好。

参考文献：

[1]赵景波，向华.Protel 99 SE基础教程[M].北京：人民邮电出版社，2009.

[2]赵建领，等.Protel 99 SE设计宝典（第2版）[M].北京：电子工业出版社，2013.

[3]古良玲，李双，陈新岗.初学 Protel 99 SE的常见问题及应对技巧[J].实验室研究与探索，2011，（30）：245-247， 264.

[4]李云阳.基于项目教学法的Protel99se教学[J].农业科技与装备，2010，（08）.

[5]朱向军.课堂有效教学之我见――基于“Protel99SE”的教学反思[J].职业技术，2010，（04）.

[6]刘振宇，王海昌.Protel99软件在更新实验设备中的应用研究[J].山西农业大学学报（自然科学版）， 2002，（01）.

[7]王志秦，闫晓东，姜丽飞.针对电子工程实践的Protel99se教学研究[J].中国现代教育装备，2008，（02）.

电路原理图范文第8篇

本文按照实际的设计流程顺序，来谈一谈如何使用Protel 99SE软件准确、高效地设计出电路原理图和设计印刷电路板的一些技巧。

电路原理图的设计

在电路原理图的设计过程中主要应注意以下方面：

1.设置图纸

在设计开始之前首先要选择好图纸的大小，否则在打印时，若需将图纸由大号改为小号，而电路原理图不会跟着缩小，就存在部分原理图超出图纸范围打印不出来，从而返工的问题。通常的设计顺序为从左到右，从上到下。

2.放置元件

(1)利用元件库浏览器放置元件，对于元件库内未包括的元件要自己创建。创建的元件其引脚没有必要和实物一致，可将功能相近或相同的引脚放到一起，以方便布线。

(2)自创建元件时，还要注意，一定要在工作区的中央（0，0）处 (即“十”字形的中心) 绘制库元件，否则可能会出现在原理图中放置（place）制作的元件时，鼠标指针总是与要放置的元件相隔很远的现象。

(3) 在画原理图时，有时一不小心，使元件（或导线）掉到了图纸外面，却怎么也清除不了。这是由于Protel在原理图编辑状态下，不能同时用鼠标选中工作面内外的元件。要清除图纸外的元件，可点击 【Edit】/【Select】/【Outside Area】，然后框选整张图纸，再点击【Edit】/【Cut】即可。

元件放置好后，最好及时设置好其属性（Attributes），若找不到其相应的封装形式，也要及时为其创建适当的封装形式。

3.原理图布线

(1)根据设计目标进行布线。布线应该用原理图工具栏上的（Wiring Tools）工具，不要误用了（Drawing Tools）工具。（Wiring Tools）工具包含有电气特性，而（Drawing Tools）工具不具备电气特性，会导致原理图出错。

(2) 利用网络标号（Net Label）。网络标号表示一个电气连接点，具有相同网络标号的电气接线表明是连接在一起的。虽然网络标号主要用于层次式电路或多重式电路中各模块电路之间的连接，但若在同一张普通的原理图中也使用网络标号，则可通过命名相同的网络标号使它们在电气上属于同一网络（即连接在一起），从而不用电气接线就实现了各引脚之间的互连，使原理图简洁明了，不易出错，不但简化了设计，还提高了设计速度。

编辑和调整是保证原理图设计成功很重要的一步。

（1）当电路较复杂、或是元器件的数目较多时，用手动编号的方法不仅慢，而且容易出现重号或跳号。重号的错误会在PCB编辑器中载入网络表时表现出来，跳号也会导致管理不便，所以Protel提供了很好的元件自动编号功能，应该好好地利用，即【Tools】/【Annotate...】。

（2）在原理图画好后，许多细节之处可能存在疏漏，所以必须进行其属性（Attributes），特别是封装形式(package)的遗漏检查，否则不能生成有效的网络表。 Protel提供了表格编辑器用来快速检查元件的属性遗漏，即执行菜单命令【Edit】/【Export to spread...】，选择好所需的复选框后，生成电子表格。通过电子表格可直接看出各元件的属性设置情况，并可在表格内直接进行属性的修改，然后用【File】/【Update】更新电路原理图文件即可。

（3）最后还要对电路进行电气法则测试：【Tools】/【ERC】。它可以检测出用户设计过程中的疏漏之处和电气连接错误，如未连接的电源实体、悬空的输入引脚、输出引脚连接在电源上等，但不要把它当成电气功能检查。执行测试后，可以得到各种可能存在的错误报告，并且会在电路原理图中有错误之处打上记号，以便设计者进行修改。

5.把原理图复制到Word中的方法

电路原理图画好后，常常仅需要把原理图复制到Word中去，而不是连同图纸一起。其实只要点击【Tools】/【Preference …】， 选择【Graphical Editing】标签，把【Add Template To Clip】复选框前的“√”去掉，【Ok】确定后，再复制任何原理图时，都不会连同图纸一起过去。

印刷电路板的设计

在印刷电路板的设计过程中主要应注意以下方面：

1. 规划电路板

这里推荐使用“创建向导”创建PCB文件的方法来规划电路板。即通过执行命令【File】/【New…】，在弹出的【New Document】对话框中单击【Wizards】标签，图1所示为规划电路板时的“创建向导”对话框，双击对话框中的向导图标【Print Circuit Board Wizard】进入文件创建向导，可以规划电路板的各种尺寸、轮廓、工作层面、标题栏信息、过孔和布线参数等。只要实践一下就可以体会到，使用向导比用常规的创建方法要有效、快捷得多。在实现电路板的功能和满足可靠性的前提下，电路板的面积可尽量小。

2. 载入网络表与元件

这里采用网络表文件载入的方法来载入网络表与元件。不过，载入网络表文件时常常会出现一些错误，特别当电路比较复杂时。一般出现以下一些问题：

（1）元件遗漏的出错问题。产生元件遗漏的出错可能是印刷板（PCB）编辑器中没有添加所需封装元件的元件库；或是在电路原理图中，元件没有指定封装形式；或是在已有的PCB元件库中，找不到所需的封装。

对于未添加所需元件库的，只需执行【Design】/【Add/Remove Library…】添加即可；对于原理图中未指定其封装形式的，可采用如前所述的在电子表格中修改的方法，或是回到原理图编辑器中进行修改，这两种方法比较保险，不过都需重新生成和载入网络表；对于在PCB元件库中找不到元件封装的情况，只有回到PCB元件库编辑器中，去创建一个用户定制的新元件，然后回到电路原理图中，为遗漏封装的元件添加新建的封装形式。

（2）引脚遗漏的出错问题。之所以产生元件引脚遗漏，是因为原理图元件与指定的封装二者之间的引脚编号存在差异，最典型的例子要属二极管了。其原理图库元件的引脚编号为A、K，而其PCB库元件的引脚编号为1、2，如图2所示。常采用的解决办法是修改原理图库元件或PCB库元件，保证它们相应的引脚或焊盘的编号一致，并重新生成网络表。

3.布局元件

元件布局的方法有自动布局与手工布局两种。如果将二者结合起来使用，将是一个很不错的布局策略。即将一些有着特殊要求的元件先进行手工布局，并执行【Edit】/【Change】命令，把出现的十字形鼠标指针指向所要锁定的元件单击后，在弹出的对话框中选中【Lock】项锁定其位置，然后对剩下的可灵活布局的元件，进行自动布局。这样，既可以充分利用Protel强大的自动布局优势，实现相对高效的元件布局，又可以满足电路中的某些特殊布局要求。自动布局好后，通常还应手动修改。元件布局前，若进行一些必要的预拉线调整，则效果会更好。

4.调整元件的标注

调整元件的标注主要是为了印刷电路板版面的美观和条理性。

5.印刷电路板的布线

（1）电路板的布线通常也是采用自动布线和手工调整相结合的方法。对于交流供电导线、直流电源线和地线等需要事先布置的一些走线，可预先进行手工布置。布好后，要执行菜单命令【Auto Route】/【Setup…】，选中设置项【Lock All Pre-route】，对预布线结果进行“锁定”保护，否则后续自动布线会挑开已预布好的这些线的。然后才能对剩余的可灵活布线部分进行自动布线。而自动布线成功与否的关键所在是自动布线参数设置的正确与否。这些参数主要包括安全间距、导线拐角模式、布线工作层面、布线宽度、拓扑结构和优先级别等等。最后对自动布线后的结果还需再次进行手工调整。

导线间距的大小主要取决于电路信号、击穿电压、绝缘电阻和分布电容等。通常高频信号线的最小间隔应大于8mil；一般电路应大于4mil，而最大间距不限。布线时应避免90度的折线，以减少高频噪声发射。另外电源线和地线要尽量粗，除可减小压降外，更重要的是降低耦合噪声。像数据线、地址线，一般是采用有规律的平行走线方式一起布置。

此外，对于闲置的引脚可以采取接电源或是接地的方法，避免干扰。原则上，每个集成电路芯片都应安置一个0.01mF的陶瓷电容器，即可消除大部分的干扰。

（2）另外，protel中还有两个特殊的布线技巧，即泪滴焊盘和覆铜。

先执行【Edit】/【Select】/【Net】选定所要“补泪滴”的网络，执行【Tools】/【Teardrops】/【Add】，就可在印制板上焊盘与铜箔走线之间，用线连接成泪滴状。通过“补泪滴”，可加强导线和焊盘（或过孔）之间的连接，从而有效减少因应力集中而导致导线和焊盘（或过孔）的连接处出现断裂。

电路原理图范文第9篇

【关键词】Altium Designer，使用方法，电路设计

对电子专业学生而言，在学习电子技术相关知识的同时，还必须学会利用电路设计软件绘制电路原理网和印制电路板PCB图。Altium Designer是Altium公司开发的高端设计软件，它拥有强大的电子设计功能，深受电子类各专业设计人员和广大电子爱好者的青睐。如何在有限的教学时间内，让学生熟练地掌握Altium Designer制图软件，将绘制的原理图转换为印刷电路板的方法，完成印刷电路板的布局和布线，并应用到具体的电子电路设计中去，是老师要重点探讨的问题。根据我多年来的教学经验，总结快速掌握Altium Designer软件的学习方法和技巧。

1、创建PCB项目工程文件。启动Altium Designer软件，执行菜单命令[File]/[New]/[Project]/[PCB Project]，完成新建项目工程，同时保存项目文件。

2、创建原理图文件

（1）在新建的项目工程文件（*.PrjPCB）中添加SCH文件（*.SchDoc），执行菜单命令[File]/[New]/[Schematic]，此时项目面板中“ PrjPCB”项目下面出现“Sheet1.SchDoc”文件名，这是系统以默认名称创建的原理图文件，执行菜单命令文件[File]/[Save]，在弹出的保存文件对话框中输入文件名，单击保存按钮。

（2）放置元器件并修改元件属性。打开元器件所在元件库，然后根据原理图要求，找到并放置元器件。同时双击放置图纸上的元器件，打开元件的属性对话框，对元件属性进行修改，主要包括Designator、Value和Footprint。

Altium Designer中提供很多库文件，其中系统默认打开两个常用的集合元件库，即常用的分立元器件库Miscellaneous Devices.IntLib和常用的接插件库Miscellaneous Connectors.IntLib 。

对于某些特殊元器件， Altium Designer提供的库文件里没有此元件，需要自己绘制。执行菜单命令[File]/[New]/[Library]/[Schematic Library]，在Schematic Library界面，进行绘制原理图元件，绘制完成后，将文件保存在项目工程中，再放置该元件。

（3）原理图连线。执行菜单命令中[Place]/[Wire]或单击布线工具栏的放置导线按钮，光标变为大十字光标。光标移到元件的引脚端时，光标中心的“×”号变为一个红“米”字形符号，表示导线的端点与元件引脚的电气点可以正确连接，单击左键，导线的起点与元件的引脚相连接，同时确定了导线的起点，移动光标时在光标和导线之间会有一条线出现这就是所要放置的导线。

3、编译原理图。编译项目是Altium Designer进行设计过程中的重要步骤，主要包括项目检查、各种数据生成等内容。执行菜单命令[Project]/[Compile PCBProject Document.PrjPcb]，对所建项目进行编译，同时弹出信息面板（Messages），在信息面板中就会显示原理图的错误所在，如信息面板是空白，则说明原理图没有错误，符合你设置的检查规则。

4、PCB文件的创建。在新建的项目工程文件中添加PCB文件，执行菜单命令[File]/[New]/[Pcb]，此时项目面板中“ .PrjPCB” 项目下面出现“Pcb1.PcbDoc”文件名，单击保存按钮，保存PCB文件。执行菜单命令[Design]/[“Import Changes From * .PrjPCB]，把项目工程中的SCH导入PCB文件中。在导人SCH过程中，出现错误较多的就是，元件封装没有发现，出现这种错误的一般原因有：

（1）元件封装库没有导人新建的PCB文件中，要求在导人SCH前把对应的元件封装库导入PCB文件中。

（2）自己绘制的封装库，新建的元件封装名字和原理图里元件属性里的封装名字不对应导致错误。自己绘制的封装，其封装命名，要和原理图里元件属性里的封装名相同，否则要进行修改。

5、规划电路板。在软件界面下层的选择中，选中禁止布线层Keep Out Layer，用画线命令画矩形框，来确定电路板的电气边界。

6、元件布局。SCH正确导人后，对于元器件布局要合理放置，既要注意美观性，同时也要符合电路设计的要求。

7、电路板布线。在PCB设计中，布线操作之前，一般要进行布线规则设置。

（1）布线规则设置。执行菜单命令Design/Rule，根据对电路板的实际的要求设置布线规则。首先设置布线层数，是单面板还是双面板，是底层、顶层或双面走线；再指定印刷导线的线宽，通常接地线和电源线要宽一些，信号线宽要窄一些，并尽量把电源线、地线和其他信号线的走线一致，以增强抗干扰能力。

（2）手工或自动布线。对于简单的电路，可以直接利用交互式布线工具，在指定的层绘制印刷导线；对于较复杂的电路，可以先进行自动布线，再采用手工布线，进行局部修改和优化，而且要反复修改，以达到布线的美观性和合理性。

8、制作印刷电路板，完成产品设计。将设计的PCB图，打印、转印、腐蚀、打孔，制作出印刷电路板，并安装焊接元件，调试，最后制作出真实的产品。

Altium Designer设计出的印刷电路板图，其效率高、可靠性好，但要设计出高质量的电路板，应对电路原理的设计、元器件的选择、空间电磁波的干扰、导线的宽度和走向等诸多问题综合考虑。

参考文献：

[1]胡仁喜.Altium Designer实用Altium Designer 10电路设计标准实例教程[M].北京：机械工业出版社，2012.

电路原理图范文第10篇

【关键词】电气控制线路；电气原理图；查线读图法；逻辑代数法

1、引言

电气控制是指拖动系统的控制，常用的电气控制方式主要是指继电—接触器控制方式，电气控制线路是由各种接触器、继电器、按钮、行程开关等电器元件组成的控制电路，复杂的电气控制线路由基本控制电路（环节）组合而成。电动机常用的控制电路有起—停控制、正反转控制、降压起动控制、高速控制和制动控制等基本控制环节。

电气控制线路是用导线将电动机、电器和仪表等元件按一定控制要求连接而成的。为了表达电气控制线路的结构、原理和设计意图，便于分析电气线路工作原理，安装、调试和使用维护电气设备，必须参照国家标准，采用统一的图形和文字符号以及技术规范绘制电气控制系统图。我国当前推行的国家标准是《电气常用图形符号》、《电气制图》、《电气技术中的文字符号制定通则》。这些标准是国家标准局参照国际电工委员会（IEC）颁布的有关文件，制定的我国电气设备有关国家标准。

在电气控制系统中，用以描述工作原理以及安装施工的工艺图纸文件主要包括电气原理图、电气安装位置图、电气安装接线图、电气安装互连图等图纸。

2、电气线路图

表示控制线路连接关系和原理的主要图纸有电气原理图和电气安装接线图，由于它们的用途不同，绘制原则也有所区别，这里重点介绍电气控制原理图。

为了便于阅读和分析线路，电气控制原理图按照简单易懂的原则，根据控制线路的工作原理来绘制，图中包括所有电器元件的导电部分、接线端子和导线。原理图中电器元件各部分电气符号不考虑元件实际所在位置，而是按照电气工作原理的要求连接。

为使电路结构合理、层次分明，电气原理图一般分为主电路和辅助电路两部分。辅助电路又分为控制电路和照明、指示电路。主电路是指强电流通过的电路部分，主要由电动机及连接器件组成。辅助电路通过的电流很小，控制电路主要由继电器和接触器线圈、主令电器、控制触点及控制变压器等电器元件组成，实现基本逻辑控制；照明及信号指示电路主要用于线路工作状态的指示和工作照明。电气控制原理图的绘制应遵循以下原则：

（1）主电路用粗实线绘制在图面的左侧或上方，辅助电路用细实线绘制在图面的右侧或下方，为了便于计算机图文处理，主电路和控制电路可以分页设置。

（2）电气元件的电气符号按功能布置、按动作顺序排列，布置顺序为从左到右，从上到下。原理图不考虑元件的实际安装位置。

（3）所有电器的动作部分均以自然状态（常态）绘出，所谓常态是指各种电器没有通电和没有外力作用时的工作状态。

（4）同一电器的各部分（如线圈、触点）分散在图中，为了表示是同一器件，要在电器的各部分使用一符号来标明。同一类器件在文字符号后加注数字编号或下标来区别，如KA1、KA2等。

（5）电动机和电器要采用国家标准规定的图形和文字符号绘制，电路图和图形符号一般垂直布置，也可以逆时针转动90°水平布置，文字符号通常标注在触点的侧面和线圈的下方，导线的交点处画实心圆点。

（6）为了清楚地在电气原理图中表示器件所在位置，常用坐标图表示法，按照器件电气符号所在位置将电气原理图分成列和行。通常用数字1，2，3…表示器件符号所在的列数，用字母A，B，C…表示器件符号所在的行数（通常行数可以省略）。

一般来讲，原理图要求按照结构简单、层次分明、便于分析等规则进行绘制，各电器元件的使用合理、系统动作可靠、节省连接导线，为施工、使用、维护提供方便。

3、电气控制原理图的阅读和分析方法

分析电气线路工作原理常用的方法有查线读图法和逻辑代数法。

1）查线读图法

查线读图法以分析各个执行元件、控制元件和附加元件的作用、功能为基础，根据生产机械的生产工艺过程，分析被控对象的动作情况和电气线路的控制原理。

（1）了解生产工艺与执行电器的关系

在分析电气线路前，充分了解机械设备的动作及工艺加工过程，明确各个动作之间的要求，以及机械动作与执行电器间的关系，为分析线路提供线索、奠定基础。

（2）分析主电路

线路的分析一般从电动机主电路入手，根据主电路控制元件的触点、电阻和其他检测、保护器件，大致判定电动机的控制和保护功能。

（3）控制电路的分析方法

根据主电路控制元件主触点和其他电器的文字符号，在控制电路中找出相应控制环节，以及环节间的相互关系。对控制电路由上往下、由左往右阅读，然后，设想按动某操作按钮，查对线路，观察哪些元件受控动作，并逐一查看动作元件的触点又如何控制其他元件动作，进而驱动的被控对象如何动作，跟踪机械动作，当信号检测元件状态变化时，再查对线路观察执行元件的动作变化。读图过程中要注意器件间相互联系和制约的关系，直至将线路看懂为止。

电气控制线路通常由一些基本控制环节组成，对于较复杂电路，通常根据控制功能，将控制电路分解成与主电路对应的几个基本环节，一个一个环节地去分析，然后把各个环节串起来，采用这种化整为零的分析方法，就不难看懂较复杂电路的全图了。

查线读图法具有直观性强、容易掌握等优点，因而得到广泛的应用，但在分析复杂线路原理时叙述较冗长，容易出错。

2）逻辑代数法

逻辑代数法是通过电路逻辑表达式的运算分析控制电路的工作原理，任何一条电气控制线路的支路都可以用逻辑表达式来描述。逻辑代数法的优点是逻辑关系简洁明了，有助于计算机辅助分析。主要缺点是复杂电路逻辑关系表达式很繁琐，并且电路分析不如查线读图法直观。

4、结束语

综上所述，随着工业和科技的发展，对电力拖动控制系统的要求不断提高，单纯的电器控制已远不能满足生产的要求，于是现代控制系统中采用了许多新的控制器件，如可编程控制器、微电脑控制器、光电传感元件、固态继电器、MOS、KP等大功率器件。电气控制线路绘制方法的方法随着现代电气控制系统的发展也会不断的改进。

参考文献

[1]郭艳萍.电气控制与PLC应用[M].人民邮电出版社，2010.02

[2]胡汉文，丁如春.电气控制与PLC应用[M].人民邮电出版社，2009.07

[3]孙平.电气控制与PLC[M].高等教育出版社，2006.12