1 原理图设计流程

原理图设计是从系统设计到硬件细节设计的基础，细节设计是“系统框图-原理图-电路版图”不断设计的过程。在设计好原理图的基础上才能进入印制电路板的设计，并且原理图设计也是整个细节设计的开始。原理图制图过程在完成基本的元器件（Symbol）和对应的数据库系统的条件下，具体步骤包括：

1、检查所有需要用的元件（Symbol）单元图形是否创建，其内部包含的信息是否正确。

2、新建原理图文件：根据实际电路的复杂程度来设置图纸的大小、图纸的基本信息。

3、原理图的生成：通过系统框图细化，整理出对应的原理图设计所需的不同部分和所有完成的功能，并对此进行划分和布置。

4、放置元件：从元件库中选取需要的元件，根据位置布局的要求放置，修改元件的名称和封装，显示足够的元件信息。

5、原理图的布线：根据实际电路的需要，利用工具、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。

6、对于关键的信息需要进一步进行标注和整理。

7、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，利用软件的错误检查报告修改原理图。

8、编译和调整：在完成原理图的电气检查后，就可以开始各阶段的对应流程进行分析。通过这些分析可以得到各种关键指标，根据这些信息通常需对电路多次修改才能够完成设计。

9、存盘和报表输出：利用各种报表工具生成的报表。

2 原理图绘制要点

2.1 原理图功能分割和标号

原理图设计阶段按照每个模块中常见的电路进行初步整理，划分为电源、输入电路、输出电路、通信电路、诊断电路、单片机电路和连接器等部分。分别以从100、200、300、400、500和600进行计数，例如200定义为单片机外围电路，那么单片机命名为U200，外围的电阻电容可以命名为R200，C200。

各部分内容通过虚线框选定，然后将电源电路放置在左上方、输入电路在左下方、输出电路在右下方、通信电路在中下偏左、诊断电路在中间偏右、单片机电路在最中间、连接器在最右边，版本信息在右上方，绘图信息在右下方，注释信息在两者之间，如图？？所示。

图 原理图划分

当出现整张原理图覆盖了控制板和功率板，需要使用加粗的黑实线将几块电路板进行分割，并在每个部分进行说明。

原理图问价信息如图？？所示，包括文件名称、首次版本创建时间、最新更新时间、绘制作者、批准者、图纸编号、客户信息、项目信息、版本信息、当前页数和总页数等内容。

图 原理图文件信息

2.2 元件标号

元件标号分为字母代号和相应的数字。字母代表元件的类型；数字是同一类型不同元件的标识符，数字部分的第1位起到表征电路功能的作用。比如继电器与电阻都是R开头的，晶振和电容都是C开头的，统一的规定就可以区分不同的元件，并且保证意义的唯一性。

在原理图中，元件的信息包括元件的封装、精度和耐压值。设定这些参量的默认值，通过这些默认值覆盖大部分元件，将默认值覆盖不到的地方专门标识。这些内容的注明选在空余的角落进行明确的注释。通常设定默认的封装为0603，电阻的精度为5%，电容的精度为20%，电容的耐压值为100V。其他与默认数值不同的信息都要有明确的显示，使原理图的器件信息更为直观和完整地显示出来。

2.3 网络标号取名

网络标号取名一般可以分为两段或者三段，中间通过下划线分割，如<电路模块>_<性质>_<功能>。其中电路模块由电源（KL30和KL15等）、输入电路（I）、输出电路（O）、通信电路（KLINE、LIN或CAN）、诊断电路（D）和单片机电路（MCU）等组成；性质则由开关控制（SW）等进行描述；最后通过功能字段描述节点的功能，比如EN是使能，SENSE是反馈。当然如果有多路相同或类似电路模块和功能的网络标号，在后面加后缀数字予以区分。如果有更多节点，使用总线的方式传递信息，特别适于输入信息和数据传送的应用。

2.4 地线

地线的符号有很多个，如表？？所示，将信号地分为数字地、模拟地（射频）和晶振地3种。通过这些区分，往往可以在原理图上反映这个电子模块的基本地线策略。信号地在连接器处通过某些途径进行连接，这样既可以让信号之间的隔离降至最低，又不至于在模块内部引起不必要的地偏移。

表 地线符号

2.5 测试点

测试点需要显示出来，注意添加原点符号或者菱形符号的测试点，在原理图阶段就考虑可测试性是非常重要的。

2.6 注释

在原理图中需要对电路进行内部的注释，一般有以下的几类信号需要明确标注。

1、大电流的信号：一般电流超过1A以上的电源和功率输出信号；

2、重要的高速信号：时钟信号线和高速通信线等，特点是频率高、容错性差；

3、敏感的数字信号线：复位信号线和PWM控制信号线，容易受干扰；

4、微弱的模拟信号线：传感器的电流、电压输出信号和某些差分信号。

3 BOM的整理和规范

器件标号是一个标准化的步骤，在整个元器件和图纸数据库系统是非常重要的。在采购器件时，元件供应商都会提供供应商出厂编号（SPN），通常它包含以下的信息：

1、功能描述：按照不同的元件实现的功能有一定的细分，供应商会将元件进行归类。

2、电气特性：电阻的阻值和精度、最大工作电压、温度系数、最大散热功率等信息是器件最为基本的电气特性；集成芯片可能有着较为复杂的特性。

3、环境特性：工作温度特性和湿度敏感特性等信息。

4、机械特性：抗震动和冲击的特性。

5、AECQ/ROSH信息：是否符合AECQ的认证是器件的一个重要属性，另外环保特性是属于ROSH还是无铅（Pbfree）等信息需要注明。

6、封装和卷带信息：同一个芯片可能有不同的封装信息，表征这引脚数目、焊接类型和尺寸大小，并且附带这生产加工时的卷带信息。

4. 参考文献

本文参考自《汽车电子设计》。

编辑：Jarrett。

修改时间：2020年1月8日。