任务一原理图设计基础_电子工艺与EDA-QQ阅读男生科幻网

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任务一　原理图设计基础

知识目标

①Altium Designer13入门；

②掌握Altium Designer13原理图设计流程；

③理解原理图绘制方法；

④掌握原理图编辑方法。

技能目标

①熟悉主菜单、工具栏的使用方法；

②熟练掌握放置元件、导线、电源/地和输入/输出端口的方法；

③会用Altium Designer13绘制电路原理图。

任务概述

印制电路板的主要优点是大大减少布线和装配的差错，提高了自动化水平和生产劳动率。印制电路板广泛应用于计算器、通用电脑、通信电子设备、军用武器系统，那么印制电路板是怎么样设计出来的？本章通过绘制电路原理图的任务，学习印制电路板的设计基础。

任务描述

绘制一张原理图，为印制线路板的设计提供元器件布置、连线依据。

任务分析

启动Altium Designer13 创建工程文件、添加原理图文件，利用原理图编辑窗口绘制电路原理图。

知识准备

PCB（Printed Circuit Board），中文名称为印制电路板，又称印刷电路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的提供者。印制电路由元件符号和布线组成，与电路原理图一一对应。Altium Designer13 提供了电路原理图的绘制方法。

一、Altium Designer13的安装

步骤如下：

步骤1　安装Altium Designer13：下载安装包并解压，双击打开Altium Designer13文件夹。即可运行AltiumInstaller.exe文件进行安装。

步骤2　点“NEXT”，选择中文，勾选同意协议。

步骤3　点“NEXT”，选安装 PCB Design。

步骤4　选安装目录，一路点“NEXT”，进行安装，安装结束选择不启动。

步骤5　破解软件：打开 Licenses 文件夹，复制授权文件Altium 2013 SN-1300001到安装目录Altium\AD 下。

步骤6　汉化：启动Altium Designer13，点左上角DXP按钮，依次选择Preferences—System—General，在最下面选择Use localized resources，点击OK后，重新启动软件就变成汉语了。

二、Altium Designer13文件结构

PCB设计过程：建立一个工程文件来管理所有设计中生成的文件。

PCB设计工程项目文件（*.PrjPCB）负责管理以下文件：原理图文件（.SchDoc）、元器件库文件（.SchLib）、网络报表文件（.NET）、PCB设计文件（.PcbDoc）、PCB封装库文件（.PcbLib）、报表文件（.REP）、CAM报表文件（.Cam）。

工程文件的作用：建立与单个文件之间的链接关系，方便电路设计的组织和管理。

原理图文件（.SchDoc）的作用：通过原理图编辑窗口绘制原理图。

三、Altium Designer13的原理图和PCB设计系统

电路设计软件Altium Designer13主要包含4个组成部分：原理图设计系统、PCB设计系统、电路仿真系统、可编程程序设计系统。

Schematic DXP：电路原理图绘制部分，提供超强的电路绘制功能。设计者不但可以绘制电路原理图，还可以绘制一般的图案，并插入图片，对原理图进行注释。原理图设计中的元件由元件符号库支持，对于没有符号库的元件，设计者可以自己绘制元件符号。

PCB DXP：印制电路板设计部分，提供超强的PCB设计功能。Altium Designer13有完善的布局和布线功能， PCB需要由元件封装库支持，对于没有封装库的元件，设计者可以自己绘制元件封装。

SIM DXP：电路仿真部分。在电路图和印制板设计完成后，需要对电路设计进行仿真，以便检查电路设计是否合理，是否存在干扰。

PLD DXP：可编程逻辑设计部分。由用户根据实际需要自行设计构造的具有逻辑功能的数字集成电路，包括可编程逻辑器件和可编程逻辑阵列。

四、Altium Designer13的工作窗口

Altium Designer13启动以后的环境窗口，设有主菜单、工具栏；左边为“File”面板（文件工作面板），中间是主工作面板，右边是“库”面板，下面是状态栏。

主菜单包括DXP、文件、视图、工程、窗口、帮助。

“DXP” 菜单包括一些用户“配置”命令。

“文件” 菜单主要用于文件的创新、打开和保存。

“视图” 菜单主要用于工具栏、工作区面板、命令行及状态栏的显示和隐藏。

“工程” 菜单主要用于工程文件的管理，包括工程文件的编译、添加、删除、差异显示和版本控制。

“窗口” 菜单用于对窗口进行纵向排列、横向排列、打开、隐藏及关闭操作。

“帮助” 菜单用于打开各种帮助信息。

五、工具栏

工具栏的5个按钮，分别用于新建文件、打开已存在的文件、打开设备视图页面、打开PCB发布视图和打开工作区控制面板。

六、原理图设计流程

电路原理图主要由元器件符号、电气连接线及功能注解等基本元素组成，设计者通过对这些基本元素的组合和连接来表达设计意图。原理图设计流程如图1-1所示。

图1-1　Altium Designer13电路原理图的设计流程

七、原理图编辑器简介

创建原理图后自动进入原理图编辑器，如图1-2所示。

图1-2　原理图编辑器

1.主菜单

主菜单如图1-3所示。

图1-3　主菜单

主菜单功能描述如表1-1所示。

表1-1　主菜单功能描述

2.工具栏

工具栏包括原理图标准工具栏、布线工具栏、绘图工具栏。

（1）原理图标准工具栏

原理图标准工具栏如图1-4所示。原理图标准工具栏的功能如表1-2所示。

图1-4　原理图标准工具栏

表1-2　原理图标准工具栏的功能

（2）布线工具栏

布线工具栏如图1-5所示。布线工具栏的功能如表1-3所示。

图1-5　布线工具栏

表1-3　布线工具栏的功能

（3）绘图工具栏

绘图工具栏如图1-6所示。绘图工具栏包括实用工具栏、排列工具栏、电源工具栏、数字元件工具栏、仿真工具栏和栅格工具栏。

图1-6　绘图工具栏

①实用工具栏：实用工具栏的功能如表1-4所示。

表1-4　实用工具栏的功能

②排列工具栏：排列工具栏的功能如表1-5所示。

表1-5　排列工具栏的功能

③电源工具栏：电源工具栏的功能如表1-6所示。

表1-6　电源工具栏的功能

④数字元件工具栏：数字元件工具栏的功能如表1-7所示。

表1-7　数字元件工具栏的功能

⑤仿真工具栏：仿真工具栏的功能如表1-8所示。

表1-8　仿真源工具栏的功能

⑥栅格工具栏：栅格工具栏的功能如表1-9所示。

表1-9　栅格工具栏的功能

3.浏览元件库

浏览元件库如图1-7所示。

图1-7　浏览元件库

浏览元件库功能：加载元件库，选择和使用元件库，过滤器查找元件库中的元件，选择元件名称、符号、封装，放置元件，查找库中没有的元件。

4.原理图图纸的设置

设置原理图图纸的方法：在原理图编辑窗口单击鼠标右键→选项→图纸→“文档选项”进入“图纸参数设置”对话框，如图1-8所示。

图1-8　“图纸参数设置”对话框

（1）图纸大小的设置

公制尺寸：A0、A1、A2、A3、A4。

英制尺寸：A、B、C、D、E。

（2）图纸方向的设置

Landscape：图纸水平放置。

Portrait：图纸垂直放置。

（3）原理图网格的设置

可视网格：是在图纸上显示的网格单位。

捕获网格：最小的移动单位，用于元件和导线的精确定位。

电气网格：用于设置热点捕获。在放置导线和元件时，系统将以鼠标为中心在其周围的圆形区域内自动寻找电气节点，如果存在节点，则鼠标将自动移动到电气节点上并显示为一个红色的叉，这个节点称为热点。

（4）图纸尺度单位设置

英制：千分之一英寸（Miles）、百分之一英寸（默认）、英寸（Inches）。

公制：毫米（Millimeters）、厘米（Centimeters）、米（Meters）。

5.元件自动编号

菜单栏→工具栏→工具→注解→“自动编号元件”对话框，如图1-9所示。

图1-9　“自动编号元件”对话框

在“处理顺序”处选择编号的顺序。 ../images/image20.jpeg 为开关电源。SchDoc为需要注释的原理图。

右侧是“提议更改列表”。表中“当前的”是当前的元件编号，“被提及的”是新的编号。单击“Reset All（全部重新编号）”按钮，点击“信息对话框（如图1-10所示）”的“OK”，原元件编号将被清除。单击“更新更改列表”按钮，重新编号。单击“接收更改（创建ECO）”按钮，弹出“工程更改顺序”对话框（如图1-11所示）。点击“工程更改顺序”会话框中的“生效更改”和“执行更改”按钮，验证更改。点击“报告更改”按钮可以“报告预览”。

图1-10　“信息”对话框

图1-11　“工程更改顺序”对话框

元件编号顺序有四种：如图1-12所示， Across Then Down （先从左至右，再自上而下）；如图1-13所示，Across Then Up（先从左至右，再自下而上）；如图1-14所示，Up Then Across（先自下而上，再从左至右）；如图1-15所示，Down Then Across （先自上而下，再从左至右）。