原理图的电气检查功能
CAD实验报告
实验一电原理图的编辑一、实验目的：1、了解Protel 99 SE的启动、绘图环境、各个功能模块、界面环境设置方法和文件管理方法。
2、掌握电路原理图的设计步骤、Portel 99 SE电路原理图设计环境，图纸设置的内容和方法。
3、掌握装载元器件库，放置、编辑和调整元器件，设置网格、电气节点和光标形状的方法，并能绘制简单的电原理图。
二、实验设备：装有protel 99 se 软件的PC机一台。
三、实验要求：1.试验前，仔细阅读教材相关内容，设计能够完成试验内容的试验步骤，写好试验预习报告。
2.试验后，完成试验报告，其中的试验步骤应是经过试验证明为正确的步骤。
四、试验内容：1.查看Protel 99 SE的运行环境，包括所用机器的硬件与软件环境。
2.学习使用Protel 99 SE的基本操作，包括进入Protel 99 SE主程序、菜单操作，工具栏操作及退出等基本操作。
3.打开安装目录\Examples\Z80 Microprocessor.ddb设计数据库，通过打开其中的各种设计文件熟悉Protel 99 SE的绘图环境，各个功能模块，界面环境，并练习Protel 99 SE的文件管理功能。
4.在自己的用户目录下，创建一个自己的设计数据库，新建一个原理图文件并打开。
（设计数据库、原理图文件的主文件名自定）5.设置自己喜爱的绘图环境，如图纸类型、尺寸、底色、光标形状、可视栅格、栅格形状、大小等等。
6.在新建的原理图文件中绘制教材图2-10所示的原理图。
五、实验步骤：1.安装并启动Protel 99 SE，单击桌面上的Protel 99 SE快捷方式打开主界面中。
然后执行“File”菜单下的“New”命令，创建一个新的文件库，后缀名为（.ddb）。
双击工作窗口内的“Documents”标签，执行“File”菜单下的“New”命令，选择“Schematic Document”单击“OK”，即创建了一个以“Sheet n.Sch”作为文件名的原理图文件。
原理图报表的生成
原理图报表的生成电路资料2009-12-25 11:28:37 阅读264 评论0 字号：大中小订阅ERC 元件表为了实现印制电路板的自动布线和满足生产工艺的需要，Protel 99 SE提供了根据电路原理图生成各种报表的功能。
一、ERC报表ERC（Electrical Rule Check）意为电气规则检查。
在电路设计中，可能会出现一些设计疏漏和错误，如电源VCC与接地GND短路、电源VCC没有与电路连接等。
利用Protel 99 SE提供的ERC功能来检测设计的电路，然后生成ERC报表，可以找出这些设计问题。
1．ERC的应用ERC的操作过程如下。
打开需检查的电路原理图文件（如YL1.Sch），再执行菜单命令“Tools→ERC”，或者在图纸上双击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“ERC”命令，于是出现图2-146所示的Setup Electrical Rule Check（ERC设置）对话框。
对话框中有两个选项卡，选中“Setup”选项卡呈现的内容如图2-146所示，各项说明见图标注；图2-146 ERC设置对话框（Setup选项卡的内容）若选择Rule Matrix选项卡，对话框呈现的内容如图如图2-147所示。
在图2-147所示的Rule Matrix选项卡中，可以定义各种引脚、输入输出端口、电路图出入口之间的连接状态是否有Error（错误）、Warning（警告）等级的电气冲突。
在图2-147中有一个正方形区域，称为电气规则矩阵。
矩阵中以彩色方块表示检查结果，绿色方块表示这种连接方式不会产生错误或警告信息（例如某一个输入引脚与另一个输出引脚相连接），黄色方块表示这种连接会产生警告信息（例如输入引脚未连接），红色方块表示这种连接方式会产生错误信息（例如两个输出引脚相连接）。
图2-147 Rule Matrix选项卡的内容这里的错误是指电路中有严重违反电路原理的连线情况，例如电源VCC与接地GND相连；而警告是指某些轻度违反电路原理的连线情况，因为系统无法确定它们是否真正有错误，所以用警告表示。
Altium Designer的使用方法
Altium Designer原理图与印制电路板（PCB）图设计教程一般来说，一个产品的电路设计的最终表现为印制电路板，为了获得印制电路板，整个电路设计过程基本分5个主要步骤：原理图的设计、生成网络表、印制电路板的设计、生成印制电路板报表并打印印制电路板、生成钻孔文件和光绘文件。
Altium Designer构建于一整套板级设计及实现特性上，其中包括原理图设计、印制电路板设计、混合信号电路仿真、布局前/后信号完整性分析、规则驱动PCB布局与编辑、改进型拓扑自动布线及全部计算机辅助制造（CAM）输出能力等。
Altium Designer的功能在Protel旧版本的基础上得到进一步增强，以支持FPGA及其他可编程设计及其在PCB上的集成。
下面以uA741电路为例介绍Altium Designer10软件的使用方法。
一、新建项目执行菜单File/new/Project/PCBProject，左侧项目管理窗口出现新建的项目，默认项目名为PCB_Project1.PrjPCB，点击右键在出现的菜单中选择Save Project，自定义项目名称如exp1.PrjPCB（建议学生在E盘根目录下建一个以学号命名的文件夹来管理项目）。
二、原理图设计1．新建原理图文件执行菜单File/new/Schematic，左侧的项目管理窗口看到在Source Documents 文件夹下生成了新文件sheet1.SchDoc，右键save更名为exp1.SchDoc2. 环境参数设置菜单Design/ Document Options，弹出文件选项窗口，设置光标移动基本单位snap：2mil，可见网格尺寸为10mil。
如图1图1 文件属性设置3. 绘制原理图（放置元件及连线）图2为uA741电路原理图。
图2 uA741电路原理图表1中列出了电路中使用到的元件及所属的库（Library）。
管理器，在元件库管理器中，用户可以装载新的元件库、查找元件、放置元件等。
原理图的查错_Altium Designer 原理图与PCB设计_[共5页]
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Altium Designer 原理图与PCB 设计（附微课视频）
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图4.7.4 过滤器历史记录窗口
（8）“Mask out （屏蔽）”选项框：用于设置是否将不符合匹配条件的元件屏蔽。
（9）“Apply ”按钮：用于启动过滤器查找功能。
4.8 原理图的查错、编译和修正
4.8.1 原理图的查错
利用Altium Designer 15系统的电气检测法则，可以对原理图的电气连接特性进行自动检查，检查后的错误信息将在“Messages （信息）”工作面板中列出，同时也在原理图中标注出来。
用户可以对检测规则进行设置，然后根据面板中所列出的错误信息反过来对原理图进行修改。
注意：Altium Designer 15系统的原理图的自动检测机制只是对设计者所绘制电路原理图中的连接进行检测，系统并不能够判断电路原理图的设计在原理上是否正确。
因此，如果检测后的“Messages （信息）”工作面板中无错误信息出现，这并不表示该原理图的设计完全正确。
原理图的自动检测可在“Project Options （项目选项）”中设置。
执行“工程”→“工程参数”菜单命令，系统打开“Options for PCB Project…（PCB 项目的选项）”对话框，如图
4.8.1所示。
所有与项目有关的选项都可以在此对话框中设置。
图4.8.1 “Options for PCB Project...”对话框。
电路原理图设计说明
电路原理图设计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。
本章详细介绍了如何设计电路原理图、编辑修改原理图。
通过本章的学习，掌握原理图设计的过程和技巧。
3.1 电路原理图设计流程原理图的设计流程如图 3-1 所示 . 。
图 3-1 原理图设计流程原理图具体设计步骤：（ 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 Protel DXP 来画出电路原理图。
（ 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 Protel DXP 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检查。
（ 8 ）存盘和报表输出： Protel DXP 提供了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。
【精品课件】原理图电气规则检查及报表
“Only Ports Global”: 使得只有I/O端口可以在整个 项目中被承认。
“Sheet Symbol/Port Connections”:此选项设置使得 电气连接只发生在方块电路端口和对应的下层电路的I/O 端口。
执行电气规则检查后，系统会在电路原理图的错误处放置红色的符号， 以提示设计者注意，如下图所示。
8.2 生成报表文件
8.2.1 生成元件材料表 元件材料表主要用于整理一个电路或者一个项目文件中所有的元 件，它主要包括元件的名称、标号、封装等内容。 1）选择“File”菜单，然后在弹出的下拉菜单中选择“Open”选 项，打开需要生成元件材料表的原理图文件。如果此原理图文件已 经打开，则此步操作可以省略。 2）选择“Reports”菜单，然后在弹出的下拉菜单中选择“Bill of Material”选项，如下图所示。此操作也可用下面的操作代替： 按下R键，松开后按下B键。
3） 出现生成元件材料表文件的向导 “ Bom Wizard”对话框，如左下图 所示。确定元件材料表文件的来源后，用鼠标左键单击“Next”按钮，进入下 一步操作。
8.1.3 进行电气规则检查 设置电气规则完成后，用鼠标左键单击“OK”按钮，退出对话框， 并使系统进入文本编辑器并生成相应的错误结果的报告（存为 *.ERC文件）。如下图所示。
报告中逐条列出了电路原理图的电学错误。每条错误报告的 第一行以“＃”开头，显示了电学错误的内容；第二行后显示与 错误相关联的元件管脚号和该错误在原理图上的具体位置。
2．“Rule Matrix(电气法则测试矩阵)”标签页 用鼠标左键单击“Setup Electrical Rule Check”对话框的“Rule Matrix”标签，即可进入“Rule Matrix”标签页，如下图所示。
原理图的电气检查功能
一．Tool工具\ERC电气规则检查 二．右键\ERC电气规则检查 三．快捷键 T E
进行原理图电气规则检查的方 法
多名网络Multiple net names on… （一个网络存在两个不同的 名称）
• 如下图所示
•#1 Error Multiple Net Identifiers : Sheet1.Sch D2 At (505,375) And Sheet1.Sch D3 At (530,375)
绿色：不报告错误 黄色：警告 红色：错误
引脚类型
01 输入管脚
02
输入/输 出管脚
03 输出管脚
04
集电极开 路管脚
05
无源元件 管脚
06 三态管脚
07
发射极开 路管脚
08 电源管脚
09 输入端口
输出端口 双向端口 无方向端口 输入型图纸符号端口 输出型图纸符号端口 双向图纸符号端口 无方向图纸符号端口 无连接
原理图图号重叠Duplicate sheet number(指在层次 电路图中）
在层次电路中，每张图纸的 图号应该是不同的，并且需 要手工修改。
Design设计/Option选项
原理图元件序号重叠 Duplicate sheet number
元件序号重复，如果生 成网络表，就会少一些 元件，就会造成元件找 不到的情况。
原理图中的 ERC (电气法则检查)工具能帮助设计者 更快地查出和改正错误.
在完成原理图的绘制后，要对原理图进行检查，防止 由于自己的疏忽，造成原理图中存在的一些错误，使 后面的工作无法正常进行。检查的方法通常是设计者 自己通过观察或是采用电气规则检查。电气规则检测 的速度比较快，可以输出相关的物理逻辑冲突报告。
原理图电气检查
原理图电气检查
原理图电气检查流程：
1. 确认电源及接地情况：检查总线电压和接地是否符合设计要求，确保电源正常且接地可靠。
2. 检查电源供电线路：逐一检查主电源线路、设备直接供电线路、稳压电源线路等，确保供电线路连接正确、绝缘良好。
3. 检查信号线路连接：检查各信号线路的连接是否正确、固定可靠，无短路、断路等问题。
4. 检查开关设备及保护装置：检查开关设备的选择、设置是否正确，保护装置的参数是否符合要求。
5. 检查电气设备的接地：检查各电气设备的接地是否按照要求进行，接地电阻是否符合标准。
6. 检查电气设备的绝缘：使用绝缘电阻测试仪对各电气设备进行绝缘测试，确保设备的绝缘性能良好。
7. 检查电气设备的接线盒及接线柱：检查接线盒和接线柱的连接是否良好、紧固可靠，无松动现象。
8. 检查电气设备的传感器及执行器：对传感器和执行器进行检查，确保连接正确、工作正常。
9. 检查保护回路：检查各保护回路的连接是否正确、是否被旁路等，确保保护回路可靠。
10. 检查控制回路：检查控制回路的连接及控制逻辑是否正确，确保控制信号能够正确传递。
11. 检查仪表及显示装置：检查仪表及显示装置的连接、显示
是否准确，仪表是否校准。
12. 检查地线及接地网：检查地线和接地网的连接是否良好，
接地电阻是否符合标准。
13. 检查电气设备的标志及安装：检查电气设备是否有正确的标志、标牌，安装是否牢固、正确。
需要注意的是，在文中不能有标题相同的文字，可使用段落分割来区分不同的检查内容。
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原理图图号重叠Duplicate sheet number(指在层次电路图中）
在层次电路中，每 张图纸的图号应该 是不同的，并且需 要手工修改。 Design设计/Option 选项
原理图元件序号重叠 Duplicate sheet number
元件序号重复， 如果生成网络表， 就会少一些元件， 就会造成元件找 不到的情况。
电气规则检查处理范围
设置电气规则检查的范围（当前电路图、 当前项目所有电路图、当前电路图和它的 子电路图） 在选择检查子电路图时，应在 前打钩
Байду номын сангаас
电气规则检查网络标号有效范围
网络标号和端口全局有效 只有端口是全局有效 图纸符号只和它内部的电路端口相接
电气规则检查规则矩阵
水平检查项目与垂 直检查项目连接在 一起时，将按设定 的颜色进行规则检 查
报告的生成 报告的内容（包含警告，不包含警告） 报告的作用域（本图、本项目，此时需 注意层次图的端口与网络标号作用范围） 自已编辑的元件的引脚属性是否正确 （如全为Passive,则电气规则检查不报告 错误）
练习4 由555构成锯齿波发生器
电气规则检查参数设置
Error Reporting (错误报告)设置选项卡
设置检查错误的种类：网络标号重名、网络 标号没有联接、原理图图号重复、元件序号 重复总线名称格式错误等P47 设置检查的范围、网络标号的作用域等
Rule Matrix (规则矩阵)选项卡
用于设置各种管脚之间的关系，根据交点处 的颜色进行错误检查。
没有连接的网络Unconnected net lable（有网络名而无实际连接的 网络）
只有一个网络标 号
#1 Warning Unconnected Net Label On Net D2 Sheet1.Sch D2
电源网络没接Unconnected Power or(电路中电源网络没有连接）
进行原理图电气规则检查的方法
1、Tool工具\ERC电气规则检查 2、右键\ERC电气规则检查 3、快捷键 T E
多名网络Multiple net names on… （一个网络存在两个不同的名称）
如下图所示
#1 Error Multiple Net Identifiers : Sheet1.Sch D2 At (505,375) And Sheet1.Sch D3 At (530,375)
总线名称格式错误
总线名称格式
D[0..7] A[0..15] 等
D[0..7]
输入引脚悬空
在一些电路中，输 入引脚必须接一个 确定的电平，漏接 有可能造成电路功 能错误或不稳定。 如，在CMOS电路 中输入引脚是不允 许悬空的。
电气规则检查出错处理方法
生成错误报告(*.ERC) 添加错误标记到原理图
绿色：不报告错误 黄色：警告 红色：错误
引脚类型
输入管脚 输入/输出管脚 输出管脚 集电极开路管脚 无源元件管脚 三态管脚 发射极开路管脚 电源管脚 输入端口
输出端口 双向端口 无方向端口 输入型图纸符号端口 输出型图纸符号端口 双向图纸符号端口 无方向图纸符号端口 无连接
电气规则检的注意事项
Protel99 电路设计
原理图的电气检查功能
本次教学主要目标：
掌握进行原理图电气规则检查的方法 了解原理图电气规则检查各项的意义 了解原理图电气规则检的基本规则和 注意事项 掌握常见电气规则错误的改正方法
原理图电气规则检查的意义
原理图中的 ERC (电气法则检查)工具能帮助设 计者更快地查出和改正错误. 在完成原理图的绘制后，要对原理图进行检查， 防止由于自己的疏忽，造成原理图中存在的一 些错误，使后面的工作无法正常进行。检查的 方法通常是设计者自己通过观察或是采用电气 规则检查。电气规则检测的速度比较快，可以 输出相关的物理逻辑冲突报告。