一种模块化硬件原理图自动生成方法技术

本发明专利技术公开了一种模块化硬件原理图自动生成方法，依次创建模块库、封装库、电路原理图设计界面和解析器，模块库中存放的是已有成熟稳定的电路功能模块的内部元件信息及网络表信息。封装库中存放的是各种元器件的电路板封装信息。解析是对用户设计的原理图中各模块的连接关系进行分析，并结合图中电路模块的信息，生成电路板图文件，实现硬件电路板图的自动生成；本发明专利技术通过复用已有成熟稳定的电路功能模块，实现电路的快速设计，并且提高了电路设计的可靠性和有效性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及硬件电路辅助设计技术，特别地，涉及一种模块化硬件原理图 自动生成方法。
技术介绍
随着计算机和微电子技术的进一步发展，PLC技术和嵌入式系统结合成为 了目前PLC发展的新方向，PLC应用场合多样，各个场合需要的PLC性能各 不相同，这就造成了PLC硬件结构的多样化。否则，各个应用场合应用同一硬 件，必然造成硬件成本过高的问题。而且硬件电路的设计需要需要丰富的经验 和专业知识，需要硬件电路设计人员有较高要求，并且需要较长的开发时间。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对硬件开发成本过高，开发时间过长的问题，提供一 种模块化硬件原理图自动生成方法，实现电路的快速设计，提高电路板设计的 可靠性及有效性，降低硬件开发成本。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的 一种模块化硬件原理图自动 生成方法，包括以下步骤(1) 创建模块库，实现电路功能模块信息的存储；(2) 创建封装库，实现元件封装信息的存储；(3) 创建电路原理图设计界面，实现电路功能模块的拖放及模块间连接关系的 建立；(4) 创建解析器，实现电路原理图到电路板文件的映射，并且实现了元件的预 布局°进一步地，所述步骤(1)具体如下-(A) 为电路功能模块命名，作为模块的唯一标识；(B) 实现电路功能模块原理图对应网络表文件的导入，并将文件信息中的 元件信息和网络信息解析出来；(C) 实现模块管脚的定制，包括管脚数，管脚名的设置；(D) 模块电路预布局是设置模块内部所有元件在电路板上位置，并将所有元件的位置信息记录到系统中，此信息主要用在解析器对设计中对元件预布局上；(E) 设置模块类型，根据模块的功能分为输入模块，输出模块，通信模 块，电源模块，其他模块；(F) 将电路功能模块的名字，元件信息，网络信息，管脚信息，预布局信 息，类型信息写到一个XML节点中，并存入系统的模块库XML文件中。本专利技术的有益效果是本专利技术模块化硬件原理图自动生成方法可以使得电 路板设计的开发周期縮短，并且设计出的电路板具有较高的可靠性。附图说明图1是模块化硬件原理图自动生成方法结构框图； 图2是模块化硬件原理图自动生成方法设计流程图； 图3是电路功能模块抽象过程示例图； 图4封装库的结构图； 图5元件预布局示例图； 图6解析器工作原理图。具体实施方式本专利技术的(结构参见图1，设计流程参 见图2)，包括以下步骤1.创建模块库，实现电路功能模块信息的存储(步骤1)。如图3所示，在模块库中存放的是当前应用较普遍，且较稳定的电路功能 模块。电路功能模块信息包括电路功能模块内部元件信息，网络信息，模块 管脚信息，模块电路预布局信息，模块类型。所有模块信息都存放到系统的模 块库XML文件中，便于模块信息的修改及查找。并且以如图所见封装形式呈现 给用户。该步骤具体如下1.1为电路功能模块命名，作为模块的唯一标识。1.2实现电路功能模块原理图对应网络表文件的导入，并将文件信息中的元 件信息和网络信息解析出来。1.3实现模块管脚的定制，包括管脚数，管脚名的设置。模块的管脚与芯片管脚类似，负责模块与模块间的连接。且每个管脚与模 块内部具体的某个元件管脚对应。管脚名是根据管脚的作用来设置的。1.4模块电路预布局是设置模块内部所有元件在电路板上位置，并将所有元 件的位置信息记录到系统中，此信息主要用在解析器对设计中对元件预布局上。1.5设置模块类型，根据模块的功能分为输入模块，输出模块，通信模块， 电源模块，其他模块。模块类型的设置，也是为解析器实施元件预布局提供依据，在介绍解析器 时会有具体说明。1.6将电路功能模块的名字，元件信息，网络信息，管脚信息，预布局信息，类型信息写到一个XML节点中，并存入系统的模块库XML文件中。2. 创建封装库，实现元件封装信息的存储(步骤2)。如图4所示，封装库中存放了基本的元器件封装信息。封装信息由焊盘， 线条，圆弧，字符，过孔，填充体信息构成。所有元器件封装信息都存放到XML 文件中。3. 创建电路原理图设计界面，实现电路功能模块的拖放及模块间连接关系 的建立(步骤3)。该步骤具体如下3.1实现设计界面上模块的管理。实现电路功能模块类对象的初始化，在图形界面上的显示，及其它基本操作。3丄1定制模块类。模块类中规定了模块在图形界面上的表现形式如图3中所示。模块主体由 一个矩形框表示，模块管脚由排布在矩形框左右两边的箭头表示。还设置了各 种鼠标键盘事件的处理函数。在模块类内部变量中设置有关模块位置，模块矩形框尺寸，模块管脚类对 象集合的变量，为模块的绘制提供参数。设置模块对象名作为模块对象的唯一 标识。设置模块名用于在XML文件中査找模块的内部元件信息，及元件的连接 信息。设置模块的状态变量，包括选中，移动，普通三种状态。模块处于选中 状态时，要刷新模块显示，在矩形四个顶点处设置縮放特征点标志模块的选中 状态，在选中状态下的模块，可进行縮放，复制，剪切等操作。模块处于移动 状态时，要不断更新模块的位置，刷新设计界面，实现模块移动的动态效果。 还定义一个画图函数负责模块对象在图形界面上的显示。管脚类中设置了变量存放管脚的名字，管脚位置，及管脚连接信息。管脚位置，是指代表管脚的箭头在矩形框上的位置。管脚连接信息是指，在原理图 设计过程中当前管脚与其它管脚的连接情况。模块类对象的工作原理是在被创建的时候，系统为模块对象设置一个模 块对象名，根据系统中记录的待创建的模块名到模块库中找到模块相关信息初 始化模块类对象的内部变量和属性值，设置默认状态值。在模块类对象创建成 功之后，将模块类对象加入模块类对象链表。3丄2模块管理包括模块类对象的创建和一些基本操作。基本操作包括模块类对象的复制，剪切，粘贴及模块对象间的连接模块 内部元件信息的修改。模块对象的复制，在系统中记录下模块对象的模块名及模块当前位置，并 存放到系统中的待粘贴模块链表中。并将鼠标当前位置记录下来。模块对象的剪切同模块对象的复制，记录下模块对象的模块名及模块当前 位置，并存放到系统中的待粘贴模块链表中，并记录鼠标当前位置。同时在图 形界面上擦除目标模块的显示。模块对象的粘贴，生成与待粘贴模块链表表项同样数量的模块对象，并根 据记录下的模块名到模块库中査找相关模块信息初始化模块对象。模块对象的 位置根据鼠标的相对位移和先前记录的模块对象位置进分析得到。模块对象间的连接与电路原理图设计中元件的连接类似，如模块A的管脚in和模块B的管脚inl连接，是指模块A管脚in对应的内部元件所在网络与 模块B的管脚inl对应的内部元件所在网络合并成一个网络，网络中的所有元 件都相互连接；模块对象间管脚的连接是记录在管脚的连接关系中的，当模块A 的管脚in和模块B的管脚inl连接时，系统会在模块A管脚in的连接关系中记 录下模块B的名字及管脚inl的名字，同时在模块B管脚inl的连接关系中记录 下模块A的名字及管脚in的名字。模块内部元件信息的修改，是指可根据需要修改模块内部元件的封装名或 类型名。3.2实现连接线的管理是对连接线类对象的管理。实现连接线类对象的初始化，在图形界面上的显示，及其它基本操作。连 接线类对象负责模块与模块间管脚连接关系的建立。 3.2.1定制连接线类。连接线类规定了连接线在图形界面上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模块化硬件原理图自动生成方法，其特征在于，包括以下步骤：　（１）创建模块库，实现电路功能模块信息的存储。　（２）创建封装库，实现元件封装信息的存储。　（３）创建电路原理图设计界面，实现电路功能模块的拖放及模块间连接关系 的建立。　（４）创建解析器，实现电路原理图到电路板文件的映射，并且实现了元件的预布局。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：严义，赵建勇，邬惠峰，李良，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]