【摘 要】讨论了一种将计算机图形处理软件Microsoft Visio 2002的强大绘图功能与Multisim 2001丰富的图形库相结合,绘制标准化电子电路图形的方法。采取这种方法绘制的电路图形不仅方便快捷,而且图形符合GB4728《电气图用图形符号》标准。
关键词:Microsoft Visio 2002,Multisim 2001,电子电路,图形绘制
1 引言
对于现代电子工程师们来说,在计算机平台上绘制电子电路图形已成为经常性的工作之一,如撰写论文、编写产品资料等等,都离不开电原理图的绘制。与文档的输入相比,电路图形的输入要复杂得多。目前,常见的电路图形绘制的方法大致有以下几种:
(1)采用专业绘图软件绘制,如AutoCAD、CorelDRAW等。专业绘图软件绘图功能强大,所绘电路图形标准美观。但由于这类绘图工具是为专业绘图人士设计的,对于一般电子工程师而言并不方便。
(2)借助EDA(Electronic Design Automation)软件携带的原理图绘制功能绘制,如PSpice、EWB和Protel等。由于这一类软件的电子器件图形符号丰富,操作方便,所以这是大多数电子设计人员最常采用的绘图方法之一,但遗憾的是,这类EDA软件所带的许多图形符号与我国现行的GB4728《电气图用图形符号》标准不一致,所绘制的图形通常不能完全符合标准化的要求。同时,其图形在被Word等办公软件调用时,通常采用抓图插入的方式,图形改动起来非常不方便。
(3)使用某些办公软件(如Word、Powerpoint等)自带的绘图工具绘制。其优点是简单易学,且图形文件容量小,改动方便。但办公软件附带的绘图工具功能有限,不易绘制较复杂的电路图形。
(4)用高级语言编写电路绘图程序。这种方法需要用户具有较强的计算机编程能力,且程序适用面较窄。
2 Visio与Multisim结合绘图的基本思想
Microsoft Visio 2002是一款优秀的商业绘图软件,它采用的是“模块化”和“可重用性”先进设计思想,通过提供许多领域的基本图形模板,让用户拖放模板中的图形形状来组建自己所需要的图表,从而大大简化了用户的绘图工作量。它的主要特色有:
(1)与Microsoft Office系列软件兼容性最佳,易学易用。
由于Microsoft Visio 2002是Microsoft Office XP系列软件的一员(但需独立购买),因而与其它的Office软件(如Word、Powerpoint等)有着较高的兼容性,表现在其工作界面与Microsoft Office系列软件相似,操作相仿,易学易用,而且插入到其它软件中的图形,具有现场编辑修改功能。
(2)含有一定数量的常用电气图形符号,图形标准,调用方便。
Microsoft Visio 2002中包含着“电子工程”类常用器件和设备的图形符号数百个,用户只需按住鼠标,从Visio图形模板中选取所需的图形符号,拖放到绘图区后稍加处理即可完成图形的绘制工作。但由于电子技术的飞速发展,电子器件的种类繁多,图形复杂多样,其基本图形符号远不能满足一般电子电路图形绘制的需要。对于新的图形形状,用户虽然可以通过修改拼接已有图形形状,或用绘图工具绘制建立新图形,但其工作量较大。幸好Microsoft Visio 2002具有允许用户调用外界图形功能,只要把图形拖入相关模板区,保存一下,就可反复调用了。
Multisim 2001是著名的EDA软件EWB的升级版,它秉承了EWB易学易用的特点,又拓宽了许多仿真设计功能,特别是新增了若干新的与实际电子器件相对应的器件仿真模型,其模型的图形符号除了国际上流行的ANSI(美国国家电气图形标准)标准外,还提供了与我国现行的GB4728电气图形标准相似的欧洲工业图形标准DIN,这为我们绘制标准型的电路图形提供了前提条件。但DIN和GB4728毕竟不是完全相同的标准,而且Multisim 2001也不是专业绘图软件,其绘制的图形与我国的图形标准仍有不少差距,且在Multisim 2001环境下不宜用GB4728标准进行修改。
由此可见,这两种软件在电路图形绘制方面各有千秋,将Multisim 2001丰富的电子器件图形符号与Microsoft Visio 2002较强的图形处理功能相结合,就是一种快速有效绘制标准电子电路图形的基本思想。
3 绘图方法
3.1 方法一:在Multisim环境下绘图,Visio环境下修改
图1所示的是一个在Multisim环境下绘制的串联负反馈放大电路原理图。在Multisim环境下绘制编辑这样的图形比较方便,从元器件库中调出相关元件模型,设置好它们的参数值(如果需要的话),摆好它们的位置和方向,再拖动鼠标把它们按要求联接起来就可以了。
从图1所示的电路中可以看出,其中三极管、电容器和开关符号,文字标注(如电阻值、标识文字的下标)等都不符合GB4728图形标准,需要修改,步骤为:
(1)借助于Windows的粘贴板,把图1全部贴入Microsoft Visio 2002绘图区,并调整图形大小。
(2)贴入Microsoft Visio 2002绘图区的Multisim图形被当成线图的组合,故要进行“取消组合”的操作。接着,在图形全部选中的条件下,进行线条粗细及文字字体和大小的初步设置。
(3)逐一“剪切”掉不符合图形标准的部分图形,并从模板区中拖入相应的图形符号来替代或用绘图工具修改。
(4)逐一修改文字标注,并进行位置调整。
(5)重新“组合”图形,即完成了图形标准化处理工作,如图2所示。
可以看出,图2已基本符合GB4728图形标准,这种处理方式较全部在Microsoft Visio 2002中绘制图形要快捷得多。
3.2 方法二:提取Multisim图形符号,充实Visio模板
图3所示的某一交通控制器原理图,图中8选1数据选择器74151、数字计数器74163以及或门逻辑图形在Visio模板中没有,如采用方法一的处理方法要重新设置的内容较多,不太方便。对此,可以先在Visio中建立74151、74163及或门的图形模板,然后再编辑电路图。
以74163模板建立为例。从Multisim中调入Visio绘图区的74163图形如图4所示。在Visio绘图区的图形处理方法与方法一相似,即先取消图形组合,然后对照GB4728标准,逐一修改。但有一点不同,即为了便于该图形的输入输出端与外电路相连接,需要设计连接点。方法是:先选取“连接点工具”,再选中外连线,按住“Ctrl”键,在需要与外电路连接的端子上点击一下,产生一个紫红色的星号,即表示连接点已经生成。接着“组合”全部图形,并将组合后的图形拖入Visio某一图形模板区,如“集成电路组件”,这时,该模板区中就出现了一个74163的图形符号,同时,“集成电路组件”模板区的标题栏上出现一个红色的星号,提醒有新模型输入。双击该图形下方的“master.*”输入“74163”,再右击模板区的标题栏,在打开的下拉菜单中,选择“保存”命令,一个可供用户反复调用的74163标准的图形符号就这样创建成功了,如图5所示。
同理,可创建74151以及或门图形模板。有了这些模板,用Visio绘制图3电路图就非常方便了。不仅如此,这些已保存在Visio模板中的新图形,以后还可以在其它原理图中反复调用,甚至还可以发布到网上,以便大家共享。
顺便指出,许多EDA软件如EWB和Protel等,由于其图形是位图形式,通过Windows粘贴板粘贴进Visio后不能分解成线条结构,因此不能像Multisim图形一样进行编辑处理。
4 结束语
1984-1985年原国家标准局在参照采用国际标准IEC617《绘图用图形符号》的基础上,先后制定了GB4728.1~ GB4728.13《电气图用图形符号》,并规定自1990年1月1日起,在全国电气领域全面执行这套国家标准。时至今日,仍见不少书刊所绘电路图形不符合这一标准,原因之一是没有找到快速有效地绘制标准化电路图形的方法。本文介绍的方法,是取两个不同种类的计算机图形处理软件之所长,绘图方法较为方便快捷,且图形标准美观。