Altium Designer 14电子线路板设计项目教程_彭远芳,张静,黄晓峰_9787302441595

本书以典型应用为主，通过项目案例详细介绍Altium Designer 14在集成元器件库设计、原理图绘制、PCB设计等方面的操作方法和技巧。

　　模块三

　　电路原理图设计

　　项目6原理图设计——单片机实验板设计

　　项目目标

　　（1）熟练设置原理图工作环境。

　　（2）掌握元器件库加载和管理方法。

　　（3）掌握元器件的查找、放置与编辑方法。

　　（4）熟悉元器件布局与布线的规则。

　　（5）掌握原理图的编译及输出文件的方法。

　　项目任务

　　（1）设置原理图工作环境。

　　（2）加载和管理元器件库。

　　（3）查找、放置与编辑元器件。

　　（4）对元器件进行布局与布线。

　　（5）对原理图进行编译并修改错误。

　　（6）输出相关文件。

　　相关知识

　　要设计电路板，首先必须将电路板的工作原理及各元器件的作用和连接关系等用电路语言表达出来，这就需要绘制电路原理图，电路原理图直接体现了电子电路的结构和工作原理。原理图的绘制主要包括原理图工作环境的设置，元器件库的加载与管理，元器件查找、放置与编辑，元器件布局与布线，原理图的编译与文件输出等内容，本项目将详细介绍这些内容。

　　任务6.1原理图工作环境设置

　　任务目标

　　学会灵活设置原理图工作环境。

　　任务内容

　　原理图工作环境设置。

　　相关知识

　　在绘制电路图前，首先要进行图纸设置，设置图纸的大小、方向、标题、网格参数等信息。只有图纸参数设置得当，绘制的电路图才会更加美观，设计时也才能得心应手。原理图编辑环境如图31所示，整个界面可分为若干个工具栏和面板，下面简要介绍主要工具栏和面板的功能。

　　图31原理图编辑环境

　　标准工具栏(Schematic Standard)：该工具栏提供新建文件、保存文件、视图调整、元器件编辑和选择等功能。

　　Altium Designer 14电子线路板设计项目教程

　　模块三电路原理图设计

　　布线工具栏(Wiring)：该工具栏提供了电气布线时常用的工具，包括放置导线、总线、网络标号、层次式原理图设计工具以及和C语言的接口等快捷方式，在Place菜单中有相对应的命令。

　　实体工具栏(Utilities)：通过该工具栏用户可以方便地放置常见的元器件、电源和地网络以及一些非电气图形，并可以对元器件进行排列等操作。该工具栏的每一个按钮均包含了一组命令，可以单击按钮查看并执行具体的命令。

　　导航栏(Navigation)：该栏列出了当前活动文档的路径，单击按钮和按钮可以在当前打开的所有文档之间进行切换，单击按钮则打开Altium Designer的起始页面。

　　任务实施

　　1. 新建PCB项目及原理图文件

　　(1) 在E盘PCB文件夹中新建一个文件夹并命名为“单片机实验板原理图”，用来存储所创建的文件。

　　(2) 执行File|New|Project命令，新建一个PCB项目，命名为“单片机实验板”，如图32左图所示，单击OK按钮完成项目建设，如图32右图所示。

　　图32创建PCB项目

　　(3) 执行File|New|Schematic命令，新建一个原理图文件，命名为“单片机实验板”，并将该原理图添加到“单片机实验板”的PCB项目中，

　　图33项目添加原理图文件

　　如图33所示。

　　(4) 执行File|Save命令，保存所建项目及原理图。

　　2. 原理图工作环境设置

　　(1) 系统优先设定

　　执行DXP|Preferences命令，打开Preferences对话框，选中Schematic节点下的Graphical Editing选项，选中Convert Special String复选框，如图34所示。

　　图34Preferences对话框

　　(2) 图纸参数设置

　　为了符合实际工作的需要，要对原理图图纸的大小、形状、标题栏、设计信息等内容进行设置。双击图33所示Projects工作面板中的“单片机实验板.SchDoc”文件名称，进入原理图工作环境，如图35所示。

　　图35原理图工作环境界面

　　执行Design|Document Options命令，弹出Document Options对话框，打开该对话框的Sheet Options选项卡，在Standard Style和Custom Style选项组中可以进行图纸尺寸的设置，在Options选项组中可以设置图纸的边界、颜色、标题栏形状等内容，在Grids和Electrical Grid选项组中可以设置捕获网格、可视网格、电气网格的大小。单片机实验板设计原理图的图纸参数设置如图36所示，图幅为A4，捕获网格和可视网格均为10，电气网格设为4； Parameters选项卡的设置如图37所示，将DrawnBy参数值设为自己的姓名、Title数值为“单片机实验板”、SheetNumber数值改为1、SheetTotal数值为1。

　　图36单片机实验板设计原理图图纸参数设置对话框

　　图37Parameters选项卡设置对话框

　　3. 标题栏内容的显示

　　执行Place | Text String命令，在图纸标题栏的Title、Number、Sheet of、Drawn By栏依次放置4个文本字符串，并将text内容分别改为“=Title”“=SheetNumber”“=SheetTotal”和“=DrawnBy”，系统自动显示标题栏内容，如图38所示。

　　图38标题栏内容显示

　　任务6.2元器件库加载与管理

　　任务目标

　　（1）掌握元器件库的加载方法。

　　（2）掌握元器件库的管理方法。

　　任务内容

　　加载和管理元器件库。

　　相关知识

　　Altium Designer 14.3的元器件库非常庞大，但是分类明确，采用两级分类的方法来对元器件进行管理，调用相应的元器件时只需找到相应公司的相应元器件种类就可方便地找到所需的元器件。

　　单击弹出式面板栏中的Libraries标签打开如图39所示的Libraries元器件库弹出式面板。如果弹出式面板栏没有Libraries标签，可在绘图区底部的面板控制PCB封装预览栏中打开System菜单，选中其中的Libraries即可显示该面板。

　　图39Libraries元器件库弹出式面板

　　单击“当前元器件库”的下拉列表框可以看到系统已经装入好几个元器件库，其中Miscellaneous Devices.IntLib通用元器件库和Miscellaneous Connectors.IntLib通用插件库是原理图绘制时用得最多的两个库。选中“元器件列表栏”中的某个元器件，在下面就会出现该元器件的原理图符号预览，同时还会出现该元器件的其他可用模型，如仿真分析、信号完整性和PCB封装；选中Footprint选项，该元器件的PCB封装就会以3D的形式显示在预览框中，这时还可以用光标拖动旋转封装，以便全方位地查看封装。

　　通常为了节省系统资源，针对特定的原理图设计，只需加载少数几个常用的元器件库文件就能满足需求，但是有时在现有的库中找不到自己所需的文件，这时就需要自己另外加载元器件库文件。

　　单击Libraries面板中的Libraries按钮，弹出如图310所示的Available Libraries当前可用元器件库对话框。在Installed选项卡中列出了当前所安装的元器件库，在此可以对元器件库进行管理操作，包括元器件库的装载、卸载、激活以及顺序的调整。

　　图310Available Libraries当前可用元器件库对话框

　　图310中列出了元器件库名称、是否激活、所在路径以及元器件库类型等信息。Move Up与Move Down按钮，顾名思义，就是在选中相应的元器件库后可将元器件库的顺序上移或者下移，单击Install按钮可安装元器件库，单击Remove按钮则可移除选定的元器件库。

　　任务实施

　　双击图33中创建的“单片机实验板.SchDoc”原理图，弹出原理图界面，如图311所示。

　　图311原理图界面

　　单击Libraries面板中的Libraries按钮，弹出如图312所示的Available Libraries当前可用元器件库对话框。

　　图312Available Libraries当前可用元器件库对话框

　　单击Install按钮，选中Install from file选项，选择C:＼Documents and Settings＼All Users＼Documents＼Altium＼AD14＼Library＼Miscellaneous Devices.IntLib，单击Install按钮，完成集成库Miscellaneous Devices.IntLib的加载。

　　按照上面的方法，加载Miscellaneous Connectors.IntLib、MCU.IntLib(自制集成库)、TI Logic Latch.IntLib、TI Interface Line Transceiver.IntLib、TI Logic Gate 2.IntLib、TI Logic Decoder Demux.IntLib 6个集成库，加载元器件库的界面如图313所示。在图313所示界面中，选中某个元器件库，单击Remove按钮，可以将该元器件库从已经安装的可用元器件库列表中卸载。及时卸载不用的元器件库可以提高计算机的工作效率。至此，完成了“单片机实验板.PrjPcb”项目元器件库的加载和管理工作。

　　图313元器件库加载界面

　　Altium Designer 14.3之后，系统只加载了Miscellaneous Devices.IntLib和Miscellaneous Connectors.IntLib两个集成元器件库，其他需要的集成元器件库需要到官网下载后才能加载。

　　任务6.3元器件查找、放置与编辑

　　任务目标

　　（1）掌握元器件的查找方法。

　　（2）掌握元器件的放置方法。

　　（3）掌握元器件的编辑方法。

　　任务内容

　　查找、放置和编辑相关元器件。

　　相关知识

　　Altium Designer 14.3提供的元器件库十分丰富，有时候即使知道了芯片所在的元器件库并且加载到系统中了，也很难在众多的元器件中找到所需的芯片，在这种情况下可以使用元器件筛选的功能。元器件筛选的功能主要应用于知道元器件的名称并且已经载入该元器件所在的库，但是由于元器件太多不便于逐个查找。可能在大多数情况下，设计者并不知道使用的芯片的生产公司和分类，或者系统元器件库中根本就没有该元器件的原理图模型，设计者可以寻找不同公司生产的类似元器件来代替，这时就需要在系统元器件库中搜寻所需的元器件。

　　绘制电路原理图首先要找到绘制电路所需的所有元器件，然后放置元器件。元器件的放置可以通过在Libraries面板中载入相应元器件库，选中需要的元器件，单击右上角的Place按钮，就可以在绘图区放置该元器件了。其实元器件的放置并不止这一种方法，还可以执行Place菜单的Part命令或是直接单击工具栏中的Place Part按钮来选取所需的元器件，图314所示为放置元器件对话框。

　　图314放置元器件对话框

　　对话框的Physical Component下拉列表框中列出了最后一次放置的元器件，单击下三角按钮还可以看到最近几次放置的元器件，单击History按钮则可以看到最近放置元器件的详细信息。元器件对话框下面还列出了最后一次放置元器件的详细属性信息，这里不再赘述。

　　单击放置元器件对话框中的Choose按钮，弹出Browse Libraries元器件库浏览对话框，如图315所示。

　　图315Browse Libraries(浏览元器件库)对话框

　　该对话框与Libraries元器件库弹出式面板比较相似，凡是在Libraries元器件库弹出式面板里面能实现的功能在该对话框中都能实现。不仅元器件库浏览对话框里的项目与Libraries元器件库弹出式面板一样，它们的功能也一模一样。单击对话框中的按钮，弹出Available Libraries(当前可用元器件库)对话框，在此可以加载或卸载元器件库。

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