模塊三

　　電路原理圖設(shè)計(jì)

　　項(xiàng)目6原理圖設(shè)計(jì)——單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板設(shè)計(jì)

　　項(xiàng)目目標(biāo)

　　（1） 熟練設(shè)置原理圖工作環(huán)境。

　�。�2） 掌握元器件庫(kù)加載和管理方法。

　�。�3） 掌握元器件的查找、放置與編輯方法。

　�。�4） 熟悉元器件布局與布線的規(guī)則。

　�。�5） 掌握原理圖的編譯及輸出文件的方法。

　　項(xiàng)目任務(wù)

　�。�1） 設(shè)置原理圖工作環(huán)境。

　�。�2） 加載和管理元器件庫(kù)。

　�。�3） 查找、放置與編輯元器件。

　�。�4） 對(duì)元器件進(jìn)行布局與布線。

　�。�5） 對(duì)原理圖進(jìn)行編譯并修改錯(cuò)誤。

　�。�6） 輸出相關(guān)文件。

　　相關(guān)知識(shí)

　　要設(shè)計(jì)電路板，首先必須將電路板的工作原理及各元器件的作用和連接關(guān)系等用電路語(yǔ)言表達(dá)出來，這就需要繪制電路原理圖，電路原理圖直接體現(xiàn)了電子電路的結(jié)構(gòu)和工作原理。原理圖的繪制主要包括原理圖工作環(huán)境的設(shè)置，元器件庫(kù)的加載與管理，元器件查找、放置與編輯，元器件布局與布線，原理圖的編譯與文件輸出等內(nèi)容，本項(xiàng)目將詳細(xì)介紹這些內(nèi)容。

　　任務(wù)6.1原理圖工作環(huán)境設(shè)置

　　任務(wù)目標(biāo)

　　學(xué)會(huì)靈活設(shè)置原理圖工作環(huán)境。

　　任務(wù)內(nèi)容

　　原理圖工作環(huán)境設(shè)置。

　　相關(guān)知識(shí)

　　在繪制電路圖前，首先要進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)置，設(shè)置圖紙的大小、方向、標(biāo)題、網(wǎng)格參數(shù)等信息。只有圖紙參數(shù)設(shè)置得當(dāng)，繪制的電路圖才會(huì)更加美觀，設(shè)計(jì)時(shí)也才能得心應(yīng)手。原理圖編輯環(huán)境如圖3��1所示，整個(gè)界面可分為若干個(gè)工具欄和面板，下面簡(jiǎn)要介紹主要工具欄和面板的功能。

　　圖3��1原理圖編輯環(huán)境

　　標(biāo)準(zhǔn)工具欄(Schematic Standard)： 該工具欄提供新建文件、保存文件、視圖調(diào)整、元器件編輯和選擇等功能。

　　Altium Designer 14電子線路板設(shè)計(jì)項(xiàng)目教程

　　模塊三電路原理圖設(shè)計(jì)

　　布線工具欄(Wiring)： 該工具欄提供了電氣布線時(shí)常用的工具，包括放置導(dǎo)線、總線、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)、層次式原理圖設(shè)計(jì)工具以及和C語(yǔ)言的接口等快捷方式，在Place菜單中有相對(duì)應(yīng)的命令。

　　實(shí)體工具欄(Utilities)： 通過該工具欄用戶可以方便地放置常見的元器件、電源和地網(wǎng)絡(luò)以及一些非電氣圖形，并可以對(duì)元器件進(jìn)行排列等操作。該工具欄的每一個(gè)按鈕均包含了一組命令，可以單擊按鈕查看并執(zhí)行具體的命令。

　　導(dǎo)航欄(Navigation)： 該欄列出了當(dāng)前活動(dòng)文檔的路徑，單擊按鈕和按鈕可以在當(dāng)前打開的所有文檔之間進(jìn)行切換，單擊按鈕則打開Altium Designer的起始頁(yè)面。

　　任務(wù)實(shí)施

　　1. 新建PCB項(xiàng)目及原理圖文件

　　(1) 在E盤PCB文件夾中新建一個(gè)文件夾并命名為“單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板原理圖”，用來存儲(chǔ)所創(chuàng)建的文件。

　　(2) 執(zhí)行File|New|Project命令，新建一個(gè)PCB項(xiàng)目，命名為“單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板”，如圖3��2左圖所示，單擊OK按鈕完成項(xiàng)目建設(shè)，如圖3��2右圖所示。

　　圖3��2創(chuàng)建PCB項(xiàng)目

　　(3) 執(zhí)行File|New|Schematic命令，新建一個(gè)原理圖文件，命名為“單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板”，并將該原理圖添加到“單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板”的PCB項(xiàng)目中，

　　圖3��3項(xiàng)目添加原理圖文件

　　如圖3��3所示。

　　(4) 執(zhí)行File|Save命令，保存所建項(xiàng)目及原理圖。

　　2. 原理圖工作環(huán)境設(shè)置

　　(1) 系統(tǒng)優(yōu)先設(shè)定

　　執(zhí)行DXP|Preferences命令，打開Preferences對(duì)話框，選中Schematic節(jié)點(diǎn)下的Graphical Editing選項(xiàng)，選中Convert Special String復(fù)選框，如圖3��4所示。

　　圖3��4Preferences對(duì)話框

　　(2) 圖紙參數(shù)設(shè)置

　　為了符合實(shí)際工作的需要，要對(duì)原理圖圖紙的大小、形狀、標(biāo)題欄、設(shè)計(jì)信息等內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置。雙擊圖3��3所示Projects工作面板中的“單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板.SchDoc”文件名稱，進(jìn)入原理圖工作環(huán)境，如圖3��5所示。

　　圖3��5原理圖工作環(huán)境界面

　　執(zhí)行Design|Document Options命令，彈出Document Options對(duì)話框，打開該對(duì)話框的Sheet Options選項(xiàng)卡，在Standard Style和Custom Style選項(xiàng)組中可以進(jìn)行圖紙尺寸的設(shè)置，在Options選項(xiàng)組中可以設(shè)置圖紙的邊界、顏色、標(biāo)題欄形狀等內(nèi)容，在Grids和Electrical Grid選項(xiàng)組中可以設(shè)置捕獲網(wǎng)格、可視網(wǎng)格、電氣網(wǎng)格的大小。單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板設(shè)計(jì)原理圖的圖紙參數(shù)設(shè)置如圖3��6所示，圖幅為A4，捕獲網(wǎng)格和可視網(wǎng)格均為10，電氣網(wǎng)格設(shè)為4； Parameters選項(xiàng)卡的設(shè)置如圖3��7所示，將DrawnBy參數(shù)值設(shè)為自己的姓名、Title數(shù)值為“單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板”、SheetNumber數(shù)值改為1、SheetTotal數(shù)值為1。

　　圖3��6單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板設(shè)計(jì)原理圖圖紙參數(shù)設(shè)置對(duì)話框

　　圖3��7Parameters選項(xiàng)卡設(shè)置對(duì)話框

　　3. 標(biāo)題欄內(nèi)容的顯示

　　執(zhí)行Place | Text String命令，在圖紙標(biāo)題欄的Title、Number、Sheet of、Drawn By欄依次放置4個(gè)文本字符串，并將text內(nèi)容分別改為“=Title”“=SheetNumber”“=SheetTotal”和“=DrawnBy”，系統(tǒng)自動(dòng)顯示標(biāo)題欄內(nèi)容，如圖3��8所示。

　　圖3��8標(biāo)題欄內(nèi)容顯示

　　任務(wù)6.2元器件庫(kù)加載與管理

　　任務(wù)目標(biāo)

　�。�1） 掌握元器件庫(kù)的加載方法。

　　（2） 掌握元器件庫(kù)的管理方法。

　　任務(wù)內(nèi)容

　　加載和管理元器件庫(kù)。

　　相關(guān)知識(shí)

　　Altium Designer 14.3的元器件庫(kù)非常龐大，但是分類明確，采用兩級(jí)分類的方法來對(duì)元器件進(jìn)行管理，調(diào)用相應(yīng)的元器件時(shí)只需找到相應(yīng)公司的相應(yīng)元器件種類就可方便地找到所需的元器件。

　　單擊彈出式面板欄中的Libraries標(biāo)簽打開如圖3��9所示的Libraries元器件庫(kù)彈出式面板。如果彈出式面板欄沒有Libraries標(biāo)簽，可在繪圖區(qū)底部的面板控制PCB封裝預(yù)覽欄中打開System菜單，選中其中的Libraries即可顯示該面板。

　　圖3��9Libraries元器件庫(kù)彈出式面板

　　單擊“當(dāng)前元器件庫(kù)”的下拉列表框可以看到系統(tǒng)已經(jīng)裝入好幾個(gè)元器件庫(kù)，其中Miscellaneous Devices.IntLib通用元器件庫(kù)和Miscellaneous Connectors.IntLib通用插件庫(kù)是原理圖繪制時(shí)用得最多的兩個(gè)庫(kù)。選中“元器件列表欄”中的某個(gè)元器件，在下面就會(huì)出現(xiàn)該元器件的原理圖符號(hào)預(yù)覽，同時(shí)還會(huì)出現(xiàn)該元器件的其他可用模型，如仿真分析、信號(hào)完整性和PCB封裝； 選中Footprint選項(xiàng)，該元器件的PCB封裝就會(huì)以3D的形式顯示在預(yù)覽框中，這時(shí)還可以用光標(biāo)拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)封裝，以便全方位地查看封裝。

　　通常為了節(jié)省系統(tǒng)資源，針對(duì)特定的原理圖設(shè)計(jì)，只需加載少數(shù)幾個(gè)常用的元器件庫(kù)文件就能滿足需求，但是有時(shí)在現(xiàn)有的庫(kù)中找不到自己所需的文件，這時(shí)就需要自己另外加載元器件庫(kù)文件。

　　單擊Libraries面板中的Libraries按鈕，彈出如圖3��10所示的Available Libraries當(dāng)前可用元器件庫(kù)對(duì)話框。在Installed選項(xiàng)卡中列出了當(dāng)前所安裝的元器件庫(kù)，在此可以對(duì)元器件庫(kù)進(jìn)行管理操作，包括元器件庫(kù)的裝載、卸載、激活以及順序的調(diào)整。

　　圖3��10Available Libraries當(dāng)前可用元器件庫(kù)對(duì)話框

　　圖3��10中列出了元器件庫(kù)名稱、是否激活、所在路徑以及元器件庫(kù)類型等信息。Move Up與Move Down按鈕，顧名思義，就是在選中相應(yīng)的元器件庫(kù)后可將元器件庫(kù)的順序上移或者下移，單擊Install按鈕可安裝元器件庫(kù)，單擊Remove按鈕則可移除選定的元器件庫(kù)。

　　任務(wù)實(shí)施

　　雙擊圖3��3中創(chuàng)建的“單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板.SchDoc”原理圖，彈出原理圖界面，如圖3��11所示。

　　圖3��11原理圖界面

　　單擊Libraries面板中的Libraries按鈕，彈出如圖3��12所示的Available Libraries當(dāng)前可用元器件庫(kù)對(duì)話框。

　　圖3��12Available Libraries當(dāng)前可用元器件庫(kù)對(duì)話框

　　單擊Install按鈕，選中Install from file選項(xiàng)，選擇C:＼Documents and Settings＼All Users＼Documents＼Altium＼AD14＼Library＼Miscellaneous Devices.IntLib，單擊Install按鈕，完成集成庫(kù)Miscellaneous Devices.IntLib的加載。

　　按照上面的方法，加載Miscellaneous Connectors.IntLib、MCU.IntLib(自制集成庫(kù))、TI Logic Latch.IntLib、TI Interface Line Transceiver.IntLib、TI Logic Gate 2.IntLib、TI Logic Decoder Demux.IntLib 6個(gè)集成庫(kù)，加載元器件庫(kù)的界面如圖3��13所示。在圖3��13所示界面中，選中某個(gè)元器件庫(kù)，單擊Remove按鈕，可以將該元器件庫(kù)從已經(jīng)安裝的可用元器件庫(kù)列表中卸載。及時(shí)卸載不用的元器件庫(kù)可以提高計(jì)算機(jī)的工作效率。至此，完成了“單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板.PrjPcb”項(xiàng)目元器件庫(kù)的加載和管理工作。

　　圖3��13元器件庫(kù)加載界面

　　Altium Designer 14.3之后，系統(tǒng)只加載了Miscellaneous Devices.IntLib和Miscellaneous Connectors.IntLib兩個(gè)集成元器件庫(kù)，其他需要的集成元器件庫(kù)需要到官網(wǎng)下載后才能加載。

　　任務(wù)6.3元器件查找、放置與編輯

　　任務(wù)目標(biāo)

　　（1） 掌握元器件的查找方法。

　�。�2） 掌握元器件的放置方法。

　�。�3） 掌握元器件的編輯方法。

　　任務(wù)內(nèi)容

　　查找、放置和編輯相關(guān)元器件。

　　相關(guān)知識(shí)

　　Altium Designer 14.3提供的元器件庫(kù)十分豐富，有時(shí)候即使知道了芯片所在的元器件庫(kù)并且加載到系統(tǒng)中了，也很難在眾多的元器件中找到所需的芯片，在這種情況下可以使用元器件篩選的功能。元器件篩選的功能主要應(yīng)用于知道元器件的名稱并且已經(jīng)載入該元器件所在的庫(kù)，但是由于元器件太多不便于逐個(gè)查找�？赡茉诖蠖鄶�(shù)情況下，設(shè)計(jì)者并不知道使用的芯片的生產(chǎn)公司和分類，或者系統(tǒng)元器件庫(kù)中根本就沒有該元器件的原理圖模型，設(shè)計(jì)者可以尋找不同公司生產(chǎn)的類似元器件來代替，這時(shí)就需要在系統(tǒng)元器件庫(kù)中搜尋所需的元器件。

　　繪制電路原理圖首先要找到繪制電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過在Libraries面板中載入相應(yīng)元器件庫(kù)，選中需要的元器件，單擊右上角的Place按鈕，就可以在繪圖區(qū)放置該元器件了。其實(shí)元器件的放置并不止這一種方法，還可以執(zhí)行Place菜單的Part命令或是直接單擊工具欄中的Place Part按鈕來選取所需的元器件，圖3��14所示為放置元器件對(duì)話框。

　　圖3��14放置元器件對(duì)話框

　　對(duì)話框的Physical Component下拉列表框中列出了最后一次放置的元器件，單擊下三角按鈕還可以看到最近幾次放置的元器件，單擊History按鈕則可以看到最近放置元器件的詳細(xì)信息。元器件對(duì)話框下面還列出了最后一次放置元器件的詳細(xì)屬性信息，這里不再贅述。

　　單擊放置元器件對(duì)話框中的Choose按鈕，彈出Browse Libraries元器件庫(kù)瀏覽對(duì)話框，如圖3��15所示。

　　圖3��15Browse Libraries(瀏覽元器件庫(kù))對(duì)話框

　　該對(duì)話框與Libraries元器件庫(kù)彈出式面板比較相似，凡是在Libraries元器件庫(kù)彈出式面板里面能實(shí)現(xiàn)的功能在該對(duì)話框中都能實(shí)現(xiàn)。不僅元器件庫(kù)瀏覽對(duì)話框里的項(xiàng)目與Libraries元器件庫(kù)彈出式面板一樣，它們的功能也一模一樣。單擊對(duì)話框中的按鈕，彈出Available Libraries(當(dāng)前可用元器件庫(kù))對(duì)話框，在此可以加載或卸載元器件庫(kù)。

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