自上向下设计层次电路图的方法和步骤

本节以PIC16F877单片机系统电路为例，介绍按照自上向下的设计方法，设计一个层次电路的完整过程。

本节实例中需要创建的电路的完整电路图如图6-3所示，但是采用自上向下的层次设计后，电路图则如图6-4所示，结构更加清晰。

自上向下的层次电路设计操作步骤如下。

（1）启动Altium Designer 16，在主菜单中选择“文件”→“新建”→“Project”→“PCB Project”命令，在当前工作空间中添加一个名为“PIC16F877单片机系统电路.PrjPCB”的PCB项目文件。

（2）在“PIC16F877单片机系统电路.PrjPCB”的PCB工程文件中添加一个默认名为“Sheet1.SchDoc”的原理图文件，并将其另存为“PIC_top.SchDoc”文件。

图6-3　电路原理图

图6-4　层次设计后的电路图

（3）单击工作窗口右侧的“库”标签，打开元件“库”工作面板，并点击“查找…”按钮，搜索“PIC16F877”（没有此元件的读者可以在元件库中自建此元件）。

（4）双击“Query Results”列表中名称为“PIC16F877-04I/P”的器件，单击键盘上的Tab键，将元件的编号修改为“U1”，然后将其布置在原理图中央位置。

（5）单击“线”工具栏中的添加子图符号工具按钮，或者在主菜单中选择“放置”→“图表符”命令。

（6）单击键盘上的Tab键，打开如图6-5所示的“方块符号”对话框。

图6-5　“方块符号”对话框

（7）在“方块符号”对话框的“标识”编辑框中输入“PIC_Clock”，在“文件名”编辑框内输入“PIC_Clock.schdoc”，单击“确定”按钮，结束子图符号的属性设置。

（8）在原理图上合适位置单击鼠标左键，确定子图符号的一个顶角位置，然后拖动鼠标，调整子图符号的大小，确定后再单击鼠标左键，在原理图上插入子图符号，如图6-6所示。

图6-6　插入子图符号后的原理图

（9）按照步骤（7）和（8）的方法，再在原理图上插入两个子图符号。子图符号的“标识”和“文件名”分别为“PIC_RST”“PIC_232”和“PIC_RST.schdoc”“PIC_232.schdoc”，如图6-7所示。

图6-7　插入两个子图符号后的原理图

（10）单击“线”工具栏中的添加子图入口工具按钮，或者在主菜单中选择“放置”→“放置图纸入口”命令。

（11）在“PIC_Clock”子图符号上单击鼠标左键，然后单击Tab键，打开如图6-8所示的“方块入口”对话框。

图6-8　“方块入口”对话框

（12）在“方块入口”对话框的“名称”编辑框中输入“OSC1”，作为子图入口的名称。

（13）在“I/O类型”下拉列表中选择“Output”项，将子图入口设为输出口，其他保持默认，然后单击“确定”按钮退出对话框。

（14）在“Clock”子图符号靠近PIC单片机元件的一侧单击鼠标左键，布置一个名为“OSC1”的子图输入口，如图6-9所示。

（15）单击Tab键，在打开的“方块入口”对话框的“I/O类型”下拉菜单中选择“Input”项，单击“OK”按钮。

（16）在“Clock”子图符号靠右侧单击鼠标左键，再布置一个名为“OSC2”的子图输入口，如图6-9所示，然后单击鼠标右键确定。

图6-9　布置的子图端口

（17）采用步骤（10）～（16）介绍的方法，再在“PIC_Clock”子图符号中添加一个端口，在“PIC_RST”子图符号中添加五个端口，在“PIC_232”子图符号中添加四个端口，原理图中的端口名称和类型如表6-1所示。布置完端口后的原理图如图6-10所示。(www.xing528.com)

表6-1　端口名称和类型表

图6-10　布置完端口后的原理图

（18）使用“线”工具栏中的布置电源工具和连接导线工具，布置电源，并连接各子图端口和电源，完成系统最上层的设计图，绘制的原理图如图6-11所示。

图6-11　连接好的顶层电路

（19）在主菜单中选择“设计”→“产生图纸”命令，如图6-12所示。

图6-12　“产生图纸”命令

（20）单击“PIC_Clock”子图符号，系统自动在“PIC16F877单片机系统电路.PrjPCB”工程中新建了一个名为“PIC_Clock.SchDoc”的原理图文件，置于“PIC_top.SchDoc”原理图文件下方，如图6-13所示。在原理图文件“PIC_Clock.SchDoc”中自动布置了如图6-14所示的三个端口。

图6-13　系统自动创建的名为“PIC_Clock.SchDoc”的原理图文件

图6-14　自动生成的端口

（21）在新建的原理图中绘制如图6-15所示的“PIC_Clock”子电路图。

图6-15　“PIC_Clock”子电路图

（22）单击工作区上方的“PIC_top.schdoc”文件标签，将其在工作窗口中打开。

（23）在原理图中的“PIC_232”子图符号上单击鼠标右键，在弹出的如图6-16所示的右键菜单中选择“图表符操作”→“产生图纸”命令，系统在“PIC_top.SchDoc”文件下方新建一个名为“PIC_232.SchDoc”的原理图，如图6-17所示。

图6-16　右键菜单

图6-17　系统自动新建的名为“PIC_232.SchDoc”的原理图

（24）在“PIC_232.SchDoc”原理图文件中布置如图6-18所示的“PIC_232”子图电路。

图6-18　“PIC_232”子图电路

（25）采用步骤（19）～（24）介绍的方法，在“PIC_Rst.SchDoc”原理图文件中绘置如图6-19所示的“PIC_RST”子电路图。

图6-19　“PIC_RST”子电路图

（26）在所有电路图的标题栏内填写制图信息。

（27）在主菜单中选择“文件”→“全部保存”命令，将新建的三个子图文件按照其原名保存。

至此，采用自上向下的设计方法设计的PIC单片机最小系统的过程即完成。