巧用電子CAD軟件繪圖工具快速繪制單片機原理圖

【摘 要】利用Protel DXP 2004軟件中元件查找、實體的移動與旋轉(zhuǎn)、元件復制、粘貼、管腳修改等繪圖工具，結(jié)合任務驅(qū)動法的教學策略，提出快速繪制單片機原理圖的步驟和方法、布局合理性、繪圖的規(guī)范性，從而使學生掌握快速繪圖的技巧。

【關(guān)鍵詞】電子CAD軟件 繪圖工具 單片機原理圖

【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】 A

【文章編號】0450-9889（2015）07B-0110-03

Protel DXP 2004是Altium公司最新一代的板級電路設(shè)計系統(tǒng)，它具備操作簡單、功能齊全、方便易學、自動化程度高等優(yōu)點，主要用于完成印制電路的設(shè)計，是電子類專業(yè)學生必須掌握的軟件。那么，對于學生來說，會使用軟件進行原理圖繪制是最基本的一步，如何快速、準確地掌握繪制原理圖技巧和方法，是電子類專業(yè)學生需要不斷思考和探究的問題。

為了更好地說明Protel DXP 2004軟件中繪圖工具的功能和使用方法，本文結(jié)合電子類專業(yè)學習的單片機原理課程中的內(nèi)容，加強學生實踐動手的能力，使得學生更清楚認識Protel DXP軟件的實際用途，營造做中學、學中做的學習氛圍，充分調(diào)動學生想學樂學的積極性和主動性。

一、認真分析原理圖，明確繪圖步驟

在繪圖前，先要認真分析單片機原理圖，明確元件放置的先后順序，并開始規(guī)劃原理圖的布局，使得原理圖布局合理美觀，具體步驟如下：

1.首先明確右圖中的元件數(shù)量及所屬元件庫；對于元件不屬于常用元件庫，可利用查找工具快速查找元件。

2.找出原理圖中的核心元件，該元件有助于其他元件位置的確定，節(jié)省了布局的時間。

3.用TAB鍵修改元件屬性后，再放置元件。如果放置元件后再修改屬性，要雙擊元件，才能修改元件屬性，同時導致元件編號不能自動增加，浪費了時間。

4.明確放置元件順序，先放單片機 DS80C310-MCG，接著驅(qū)動芯片SN74ABT2245N，然后再放置數(shù)碼管DLED1、DLED2，最后放置其他元件。要注意的是原理圖中相同元件一次性放置，不要間隔斷開放置，造成元件編號的不連貫，影響了繪圖的速度，也容易導致遺漏元件。如圖三極管Q1、Q2；電阻R9、R10等相同元件；一次把2個三極管放置完，再放2個電阻；不要放置1個三極管Q1后放置R9，因為元件編號自動增加，可以節(jié)省修改參數(shù)的時間，達到快速繪制原理圖的效果。

5.放置元件的位置要盡可能合理美觀，這樣可以減少后續(xù)元件位置的調(diào)整。元件放置結(jié)束后，必須注意調(diào)整整個原理圖的布局，布局滿意后再開始進行連線。

6.當原理圖放置電源、接地符號后，檢查原理圖是否有錯誤，確認無誤后，保存文件。

以上六個步驟具有一定的連貫性，切勿將步驟進行順序調(diào)換，老師要從一開始就培養(yǎng)學生分析電路，總結(jié)規(guī)律；樹立規(guī)范、符合標準的制圖理念，掌握繪圖的步驟，否則一旦養(yǎng)成不良繪圖習慣就很難更正。

二、巧用繪圖工具，快速繪制原理圖

1.創(chuàng)建單片機原理圖項目PrjPCB工程文件及原理圖。進入Protel DXP設(shè)計環(huán)境，選擇文件，點擊新建，創(chuàng)建項目中的PCB項目，建立一個空項目工程并保存項目鍵入單片機原理圖文件名及路徑。然后選擇文件的新建原理圖，保存原理圖，命名為單片機原理圖，新建的原理圖就在空項目工程中。進入到原理圖設(shè)計中的文檔選項設(shè)置原理圖的圖紙參數(shù)，包括原理圖的大小、圖紙明細表、工作界面的顏色等。

2.快速查找元件。當所選元件不明確在哪一個元件庫中，可采用元件管理器面板上的“查找/search”功能進行快速查找元件。英文字母用通配符“*”代替，數(shù)字保持不變，查找速度更快，如查找“單片機DS80C310-MCG和驅(qū)動芯片SN74ABT2245N”元件，分別在查找對話框中輸入“*80*310*”和“*74*2245*”即可。

3.修改元件管腳。修改管腳的作用主要是通過適當調(diào)整管腳位置，使得元件管腳分布對稱，從而有利于原理圖的連線更合理、美觀。具體操作：選中驅(qū)動芯片SN74ABT2245N，雙擊芯片進入元件屬性對話框；勾選鎖定管腳，去掉鎖定管腳的屬性，方便移動元件的管腳位置；移動管腳位置與原理圖給定元件位置一致；雙擊元件進入屬性對話框，勾選鎖定管腳后，操作結(jié)束。

4.拖動選定對象。Protel DXP 2004的軟件中有很多快捷鍵，掌握快捷鍵的操作可以提升繪圖的速度。其中編輯菜單下的移動可以實現(xiàn)移動、拖動、移動選定的對象、拖動選定對象、移動到描畫堆棧前部、旋轉(zhuǎn)選擇對象等功能。移動命令只能移動選擇的對象，已連接的管腳可能會斷開，連線不會隨著移動的對象改變，可以對單個對象或選擇的對象起作用；使用拖動選定對象與移動對象連接的走線，會隨著對象的移動而移動，只能對單個對象起作用，可以實現(xiàn)批量連線，從而達到快速繪圖的目的。

操作步驟：選中需要連線的兩個元件，使兩個元件管腳有效連接；點擊需要連線的元件，選中“編輯”命令下的“移動”，拖動選定對象操作后圖形；選中“移動”下的“拖動選定對象”，拉出合適長度的線段；確定后，右擊取消；刪除多余的連線。操作結(jié)束后，如圖3所示，該操作需要注意的是拖動選定對象后，必須將多余的線段刪除，以免造成電路圖連接錯誤。

5.巧用陣列粘貼。常用的復制粘貼對象的方法有：Ctrl+C、Ctrl+V、Ctrl+R、陣列粘貼或者用工具按鈕粘貼，陣列粘貼是能在它們各自所在的編輯區(qū)域生成類似于數(shù)學中的等差數(shù)列，并按照規(guī)定進行有序的排列，它可使元件序號自動增加，按照規(guī)定的間距有規(guī)律排列，排列方向可以水平、垂直、有角度。如單片機原理圖中的R1-R8的電阻就可以采用陣列粘貼的方法快速復制，節(jié)省單個電阻復制造成時間的浪費，當然陣列粘貼也適用于集成電路、導線、網(wǎng)絡(luò)標簽等。

操作步驟：選取一個編號為R0的元件，調(diào)整元件編號及阻值的位置，做復制操作；點擊實用工具下陣列粘貼，以及陣列粘貼下參數(shù)的含義；放置在相應的位置。

陣列粘貼放置變量的參數(shù)說明。項目數(shù)：8，代表復制元件的個數(shù)為8個；主增量：1，復制元件的編號依次遞增，若為負數(shù)復制元件編號依次遞減；復制元件的方向，水平：陣列粘貼后各項之間的水平間距，正數(shù)是水平向右排列，負數(shù)則是為水平向左排列；垂直：陣列粘貼后各項之間的垂直間距，正數(shù)為自下而上排列，負數(shù)則為自上而下排列；如果元件是按照某個角度有規(guī)律的排序，根據(jù)實際位置填寫水平和垂直的數(shù)值。

6.放置原理圖中的其他元件，注意元件位置的布局。放置單片機原理圖的核心元件后，再放置三極管Q1、Q2，電阻R9、R10，以及電源、接地，調(diào)整各元件的位置，直到布局滿意后，進行連線操作，檢查原理圖無誤后，保存單片機工程，繪制原理圖結(jié)束。

三、注重知識點的總結(jié)，培養(yǎng)學生良好的繪圖習慣

為了使得學生更好掌握單片機原理圖的繪圖技巧，采用口訣的方式歸納、總結(jié)知識要點，口訣的形式更便于學生記憶。繪圖的口訣是：如何繪圖快又好，首先合理改管腳；拖動對象加連線，多余連線要去掉；分析電路有規(guī)則，巧用陣列粘貼法；水平垂直均可用，事半功倍繪電路。

老師在傳授知識的過程中，要注重學生德育能力的培養(yǎng)。例如，陣列粘貼折射出的人生哲理：事物的運轉(zhuǎn)都遵循若干的規(guī)則，只要掌握這些規(guī)則，就可以不斷加以復制，就像我們兒時玩過的萬花筒，創(chuàng)造出繽紛多彩的人生。同樣，在繪制電路圖中，如果我們掌握一定的方法和規(guī)則就可以事半功倍的繪圖。在課堂教學中，很多老師只注重學生會繪圖，而忽略了學生分析原理圖、總結(jié)規(guī)律的培養(yǎng)，導致學生缺乏繪圖規(guī)范性。

本文最大的亮點是采用了口訣的方式歸納、總結(jié)，朗朗上口，有助于學生掌握單片機原理圖繪圖技巧，讓（下轉(zhuǎn)第120頁）（上接第111頁）學生更清楚地掌握繪圖的技巧和規(guī)律。通過學生成果展示，合理運用評價模式，評價模式可以是師生互評、生生互評、學生自評，有效地讓學生發(fā)現(xiàn)繪圖過程中存在的不足，并提出改進的措施，增強學生的自信心。同時，不僅要注重培養(yǎng)學生的專業(yè)技能，也要注重學生德育能力的培養(yǎng)，將學生職業(yè)素質(zhì)養(yǎng)成與職業(yè)技能延伸培育相結(jié)合。

【參考文獻】

[1]周澤湘.Excel在Protel DXP PCB設(shè)計中定位查錯研究與實現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2013（16）

[2]張偉，王力，趙晶.電路設(shè)計與制板：Protel DXP入門與提高[M].北京：人民郵電出版社，2003

[3]任富民.電子CAD-Protel DXP電路設(shè)計[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009

[4]王廷才，王崇文.電子線路計算機輔助設(shè)計 Protel 2004[M].北京：高等教育出版社，2006

[5]陳超.Protel DXP 元件封裝庫的研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2009（24）

【基金項目】2014年廣西中職教改中心科研立項的一級立項項目（2014-1-11）

【作者簡介】唐雯雯（1982- ），女，廣西桂林人，梧州市第二職業(yè)中等專業(yè)學校科研處副主任。

（責編 劉 影）