Altium Designer 15原理图与PCB设计教程
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2.2 原理图编辑环境

众所周知,电路设计过程并不是一个简单的线性流程,在整个设计周期中,设计者会根据实际需要,不断地进行修改与更新,最终的PCB与原来的电路原理图在很多细节方面会不一致,这可能会导致各种严重的错误。

Altium Designer为用户提供了一个直观而灵活的原理图编辑环境,采用了以工程为中心的设计模式,可有效地管理PCB设计与原理图之间的同步变化。由于同步是双向的,设计者在开发的任何阶段都能自由地进行设计更新,系统会自动将该更新同步到工程中相应的设计文档中,充分保证了整个设计工程从输入到制造的完整性。

2.2.1 创建原理图文件

Altium Designer允许用户在计算机的任何存储空间建立和保存文件。但是,为了保证设计工作的顺利进行和便于管理,建议用户在进行电路设计之前,先选择合适的路径建立一个属于该工程的文件夹,用于专门存放和管理该工程所有的相关设计文件,养成良好的设计习惯。如果要进行一个包括PCB板的整体设计,那么,在进行电路原理图设计的时候,还应该在一个PCB工程下面进行。

【例2-1】 新建PCB工程及原理图文件。

创建一个新的PCB工程,然后再创建一个新的原理图文件添加到该项目中。

1)执行“文件”→“New”→“Projects”命令,弹出如图2-1所示的“New Project”对话框。在“Project Types”选项下选择“PCB Project”项,单击“OK”按钮,在“Projects”面板上,系统自动创建了一个默认名为“PCB_Project.PrjPcb”的工程,如图2-2所示。

图2-1 “New Project”对话框

图2-2 新建PCB工程

2)右击“PCB_Project.PrjPcb”,在弹出的快捷菜单中选择“保存工程为”命令,将其存为自己喜欢或者与设计有关的名字,如“NewPCB”。

3)继续执行右键菜单中的“给工程添加新的”→“Schematic”命令,系统在该PCB工程中添加了一个新的空白原理图文件,默认名为“Sheet1.SchDoc”,同时打开了原理图的编辑环境。

4)在“Sheet1.SchDoc”上右击,执行“保存为”命令,将其另存为自己喜欢或者与设计相关的名字,如“NewSheet.SchDoc”。

以上操作完成后,结果如图2-3所示。对于该工程所在的设计工作区,用户可以保存为自己的工作区,也可以不保存。

图2-3 添加了原理图文件

2.2.2 原理图编辑界面

在打开或者新建了一个原理图文件的同时,Altium Designer的原理图编辑器“Schematic Editor”将被启动,系统自动进入电路原理图的编辑界面中,如图2-4所示。

图2-4 原理图编辑界面

下面简单介绍一下该编辑界面中的主要组成部分。

1.主菜单栏

Altium Designer为不同类型的文件提供了不同的编辑环境,相应地,系统主菜单的内容也有所不同。在原理图编辑环境中的主菜单如图2-5所示,在设计过程中,对原理图的各种编辑操作都可以通过菜单中相应的命令来完成。

图2-5 主菜单栏

2.标准工具栏

标准工具栏为用户提供了一些常用的文件操作快捷方式,如打印、缩放、复制、粘贴等,以按钮图标的形式表示出来,如图2-6所示。如果将鼠标放置并停留在某个按钮图标上,则相应的功能就会在图标下方显示出来,便于用户操作使用。

图2-6 标准工具栏

执行“察看”→“工具条”→“原理图标准”命令,可以对该工具栏进行开关操作,便于用户创建个性化的工作环境。

3.“布线”工具栏

布线工具栏提供了一些常用的布线工具,用于放置原理图中的总线、线束、电源、地、端口、图纸符号、未用引脚标志等,同时完成连线操作,如图2-7所示。

图2-7 “布线”工具栏

执行“察看”→“工具条”→“布线”命令,同样可以打开或关闭该工具栏。

4.实用工具栏

●实用工具:在原理图中绘制所需要的标注信息图形,不代表电气联系。

●排列工具:对原理图中的元器件位置进行调整、排列。

●电源:放置各种电源端口。

●数字器件:放置一些常用的数字器件,如与门、非门、反相器等。

●仿真源:放置仿真所用的电压源、正弦波、脉冲信号源等。

●栅格:对原理图中的栅格进行切换或设置。

执行“察看”→“工具条”→“实用”命令,可以打开或关闭实用工具栏。

5.“格式化”工具栏

格式化工具栏用于对原理图中的区域颜色、字体名称、大小等进行设置,如图2-8所示。

图2-8 “格式化”工具栏

6.编辑窗口

编辑窗口就是进行电路原理图设计的工作平台。在此窗口内,用户可以新画一个原理图,也可以对现有的原理图进行编辑和修改。

7.“图纸”框

用于显示目前编辑窗口中的内容在整张原理图中的相对位置,为用户提供明确的定位,以便能方便地找到所需要的对象。随着原理图的移动,图纸框中的红色方框也随之移动,始终跟踪指示着当前编辑窗口中的内容,并且可对原理图进行放大、缩小和交互式导航。

8.面板标签

用来开启或关闭原理图编辑环境中的各种常用工作面板,如“System”(系统)面板、“Design Compiler”(逻辑综合)面板、“SCH”(原理图)面板、“Help”(帮助)面板、“Instruments”(器件)面板以及“OpenBus调色板”面板等,如图2-9所示。

图2-9 面板标签

2.2.3 原理图编辑画面管理

在电路原理图的绘制过程中,有时需要缩小整个画面以便查看整张原理图的全貌,有时则需要放大以便清晰地观察某一局部模块,有时还需要移动图纸进行多角度的观察等。此外,由于很多操作的不断重复进行,有可能残留一些图案或斑点,使画面变得模糊不清。因此,在Altium Designer系统中提供了相应的功能,使用户可以按照自己的设计需要,随时对原理图进行放大、缩小、移动或刷新等操作。

1.使用菜单或快捷键

在原理图编辑环境的“察看”菜单中,列出了对原理图进行缩放、移动的多项命令及相应的快捷键,如图2-10所示。

图2-10 “察看”菜单中的部分命令

●“适合文件”:观察并调整整张原理图的布局。执行该命令后,编辑窗口内将显示整张原理图的内容,包括图纸边框、标题栏等。

●“适合所有对象”:执行该命令后,编辑窗口内以最大比例显示出原理图上的所有对象,便于用户清晰地查看。

●“区域”:放大选中的区域。执行该命令后,光标变成十字形,单击确定一个顶点,拉开一个矩形区域后再次单击确定对角顶点,该区域将在整个编辑窗口内放大显示。

●“点周围”放大选中的区域。执行该命令后,在要放大的区域单击,以该点为中心拉开一个矩形区域,再次单击确定范围后,该区域将被放大显示。

●“被选中的对象”:放大显示选中的对象。

●按比例显示“50%、100%、200%、400%”:表示分别以实际尺寸的50%、实际尺寸的100%、实际尺寸的200%以及实际尺寸的400%来显示画面。

●“放大”:以光标为中心放大画面。

●“缩小”:以光标为中心缩小画面。

执行“放大”和“缩小”这两项命令时,最好将光标放在要观察的区域中,使要观察的区域位于视图中心。

●“上一次缩放”:返回显示上一次缩小或放大的效果。

●“摇镜头”:执行该命令后,当前原理图的左上角显示在编辑窗口的中心位置处。

●“全屏”:执行该命令后,标题栏、状态栏及面板等全部隐藏,将全屏显示编辑窗口。

2.使用标准工具栏按钮

在原理图标准工具栏中提供了3个按钮,专门用于原理图的快速缩放。

●适合所有对象:该按钮与菜单中“适合所有对象”命令功能相同。

●缩放区域:该按钮与菜单中“区域”命令功能相同。

●缩放选择对象:该按钮与菜单中“被选中的对象”命令功能相同。

3.使用鼠标滚轮

按照前面在“Mouse Wheel Configuration”选项卡中的设置,按住〈Ctrl〉键的同时,滚动鼠标滚轮,即可以放大或缩小原理图;或者,在窗口中按住鼠标滚轮并拖动,也可以进行放大或缩小。此外,按住鼠标右键并拖动,在编辑窗口内可以随意移动原理图。

2.2.4 原理图纸的设置

在进行原理图绘制之前,根据所设计工程的复杂程度,首先应对图纸进行设置。虽然在进入电路原理图编辑环境时,Altium Designer会自动给出默认的图纸相关参数,但是在大多数情况下,这些默认的参数不一定适合用户的要求,尤其是图纸尺寸的大小。设计者应根据自己的实际需求对图纸的大小及其他相关参数重新定义。

1.设置图纸大小

执行“设计”→“文档选项”命令,或在编辑窗口内右击,在弹出的快捷菜单中执行“选项”→“文档选项”或“文件参数”命令,打开“文档选项”对话框,如图2-11所示。

图2-11 “文档选项”对话框

该对话框中,有4个选项卡:“方块电路选项”“参数”“单位”和“Template”,图纸的大小在“方块电路选项”的右侧即可进行设置,有两种类型。

1)标准类型

在“文档选项”对话框中单击“标准风格”右边的按钮,在下拉列表框中可以选择已定义好的标准尺寸图纸,共有18种,具体尺寸如表2-1所示。选择后,单击对话框右下方的“从标准更新”按钮,可对当前的图纸尺寸进行更新。

表2-1 标准类型的图纸尺寸

(2)定制类型

选中“使用自定义风格”复选框,自定义功能被激活,在5个文本框中可以分别输入自定义的图纸尺寸,包括:宽度、高度、X区域计数(即X轴参考坐标分格数)、Y区域计数(即Y轴参考坐标分格数)以及边框宽度。

2.设置图纸标题栏、颜色和方向

在“方块电路选项”选项卡中,还可以设置图纸的其他参数,如方向、标题栏、颜色等,这些可以在左侧的“选项”选项组中完成,如图2-12所示。

图2-12 “选项”选项组

(1)设置图纸标题栏

图纸的标题栏是对设计图纸的附加说明,可以在此栏目中对图纸做简单的描述,包括名称、尺寸、日期、版本等,也可以作为日后图纸标准化时的信息。

Altium Designer中提供了两种预先定义好的标题栏格式:标准格式(Standard)和美国国家标准格式(ANSI)。使能“标题块”后,即可进行格式选择,若选择了标准格式,则下面的“方块电路数量空间”文本框会被激活,可以在其中输入数字,对图纸进行编号。

(2)设置图纸颜色

图纸颜色的设置包括“边界颜色”(即边框颜色)和“方块电路颜色”(即图纸底色)两项设置。单击欲设置颜色的颜色框,会弹出如图2-13所示的“选择颜色”对话框。

图2-13 “选择颜色”对话框

在“选择颜色”对话框中,可以选择3种设置颜色的方法:基本、标准和自定义。设置时,单击选定的颜色,会在“新的”栏中相应显示,确认后,单击“确定”按钮完成设置。

3)设置图纸方向

图纸方向通过“文档选项”对话框中“定位”右侧的按钮设置:可以设置为Landscape(水平方向)即横向,也可以设置为Portrait(垂直方向)即纵向。一般在绘制及显示时设为横向,在打印输出时可根据需要设为横向或纵向。

(4)其他设置

在“选项”选项组中,还有3个复选框,用于对图纸的边框显示进行设置。

●“显示零参数”:设置是否显示图纸边框中的参考坐标,使用后即显示。系统默认选中。显示方式有两种:“Default:Alpha Top to Bottom,Numeric Left to Right”(按照字母从顶部到底部,数字从左到右的顺序显示)、“ASME Y14:Alpha Bottom to Top, Numeric Right to Left”(按照字母从底部到顶部,数字从右到左的顺序显示)。

●“显示边界”:设置是否显示图纸边框,选中后即显示边框。当显示边框时,可用的绘图工作区会比较小,一般应考虑隐藏边框。

●“显示绘制模板”:设置是否显示模板上的图形、文字及专用字符串等。一般,为了显示自定义图纸的标题区块时会选中该复选框。

另外,绘图过程中,在图纸上还常常需要插入一些汉字或英文的标注,对于这些标注字体的字形、大小等,通过单击“选项”选项组的“更改系统字体”按钮,在打开的“字体”对话框中可以进行设置。

3.栅格设置

在进入原理图编辑环境后,可以看到编辑窗口的背景是网格形的,这种网格被称为栅格。原理图的绘制过程中,栅格为元器件的放置、排列以及线路的连接带来了极大的方便,使用户可以轻松地排列元器件和整齐地走线,极大地提高了设计速度和编辑效率。

(1)设置栅格数值

在“方块电路选项”选项卡中,“栅格”和“电栅格”选项组专门用于对栅格进行具体数值的设置,如图2-14所示。

图2-14 栅格数值设置

●“捕捉”:用于设置光标每次移动的距离大小。选中后,则光标移动时,以右边的设置值为基本单位。系统默认值为10个像素点,用户根据设计的要求可以输入新的数值改变光标的移动距离。若取消,则光标移动时,以1个像素点为基本单位。

●“可见的”:用来设置是否在图纸上显示栅格。使用后,图纸上栅格间的距离可以自行输入设置,系统默认值为10个像素点。若取消,在图纸上将不显示栅格。

根据系统的默认设置,“捕捉”与“可见的”两个选项数值相同,意味着光标每次移动的距离是1个栅格。

●“使能”:选中该复选框,表示启用电气栅格功能。在绘制连线时,系统会以光标所在位置为中心,以“栅格范围”中的设置值为半径,向四周搜索电气节点。如果在搜索半径内有电气节点,光标将自动移到该节点上,并在该节点上显示一个亮圆点,搜索半径的数值用户可以自行设定。不选中该复选框,就取消了系统自动寻找电气节点的功能。

该项设置非常有用,在进行画线操作或对元器件进行电气连接时,此功能可以使用户非常轻松地捕捉到起始点或元器件的引脚。注意:“栅格范围”中的数值应小于“捕捉”中的数值,否则系统将不能准确捕获到电气节点。

以上设定并非是一成不变的。设计过程中,执行“察看”→“栅格”命令,可以在弹出的菜单中,随时设置栅格是否可见(“切换可视栅格”命令)、是否启用电气栅格功能(“切换电气栅格”命令)以及重新设定“捕捉”的数值(“设置跳转栅格”命令)等,如图2-15所示。

图2-15 “栅格”命令菜单

2)设置栅格形状、颜色

栅格的形状和颜色可在“参数选择”对话框中“Schematic-Grids”标签页中进行设置。在编辑窗口内右击,在弹出的快捷菜单中执行“选项”→“栅格”命令,可进入“Schematic-Grids”标签页,如图2-16所示。

图2-16 “Schematic-Grids”标签页

“格点选项”选项组中有两项设置。

●“可视化栅格”:用于设置栅格形状,有两种选择:“Line Grid”(线状栅格)和“Dot Grid”(点状栅格)。

●“栅格颜色”:单击颜色栏,可以设置栅格的显示颜色。一般应尽量设置较浅的颜色,以免影响原理图的绘制。

此外,栅格数值的单位有英制和米制之分。单击相应的“Altium推荐设置”按钮,在弹出的菜单中可以选择不同的预设值,如图2-17所示。

图2-17 “Altium推荐设置”菜单

4.文档参数设置

Altium Designer为原理图文档提供了多个默认的文档参数,以便记录电路原理图的有关设计信息,使用户更系统、更有效地对自己设计的图纸进行管理。

在“文档选项”对话框中打开“参数”选项卡,即可看到所有文档参数的名称、值以及类型,如图2-18所示。

图2-18 “参数”选项卡

系统提供的默认文档参数有20多项,具体含义如下。

●“Address1”“Address2”“Address3”“Address4”:公司或单位地址。

●“Application_BuildNumber”:应用版本号。

●“ApprovedBy”:设计负责人。

●“Author”:图纸设计者。

●“CheckedBy”:图纸校对者。

●“CompanyName”:公司名称。

●“CurrentDate”:当前日期。

●“CurrentTime”:当前时间。

●“Date”:设置日期。

●“DocumentFullPathAndName”:文档完整保存路径及名称。

●“DocumentName”:文档名称。

●“DocumentNumber”:文档编号。

●“DrawnBy”:图纸绘制者。

●“Engineer”:设计工程师。

●“ImagePath”:影像路径。

●“ModifiedDate”:修改日期。

●“Orgnization”:设计机构名称。

●“ProjectName”:工程名称。

●“Revision”:设计图纸版本号。

●“Rule”:规则信息。

●“SheetNumber”:原理图图纸编号。

●“SheetTotal”:工程中的原理图总数。

●“Time”:设置时间。

●“Title”:原理图标题。

(1)文档参数设置

双击某项需要设置的参数,或者在选中后,单击“编辑”按钮,会打开相应的“参数属性”对话框。在该对话框中即可设置相应参数的值以及属性等,如图2-19所示。

图2-19 “参数属性”对话框

●“名称”:当前所设置的参数名称,当参数是系统提供的默认文档参数时,文本编辑栏呈灰色状态,不可更改。

●“值”:用于设置当前参数的数值。使能“锁定”功能后,该数值将不可更改。

●“属性”:用于设置参数值的类型及唯一标识ID。类型有4种:“STRING”(字符串)、“BOOLEAN”(布尔)、“INTEGER”(整数)和“FLOAT”(浮点)。单击“复位”按钮,可随机生成指定参数的唯一标识ID,是一个8位的纯字母字符串。

(2)自定义文档参数

除了默认提供的参数以外,Altium Designer还允许用户根据需要添加自定义的文档参数,并为参数指定规则和属性等。

【例2-2】 添加一个自定义文档参数。

1)在“参数”选项卡中,单击“添加”按钮,则打开了用于设置自定义参数的“参数属性”对话框,如图2-20所示。

图2-20 设置自定义参数

2)在“名称”文本框中可输入自定义参数的名称,如“College”,在“值”文本框中可输入参数的数值,同时可设置名称和数值的可见状态及锁定状态。

3)在“属性”选项组中,设置参数值的类型为“STRING”,还可为参数设置以下几项规则。

●“位置X”:设置参数值所在位置的X坐标。

●“位置Y”:设置参数值所在位置的Y坐标。

●“方位”:设置参数值的放置方向,有4个选项:“0 Degrees”“90 Degrees”“180 Degrees”“270 Degrees”。

●“依据”:设置参数值的位置。左边的列表框中提供了“Bottom”(底部)、“Center”(中心)和“Top”(顶部)3个选项;右边的列表框中提供了“Left”(左侧)、“Center”(中心)和“Right”(右侧)3个选项。

●“颜色”“字体”:设置参数值的显示颜色和字体。

4)设置完毕后,单击“确定”按钮,返回“参数”选项卡。此时,自定义的参数“College”已出现在参数列表中,如图2-21所示。

图2-21 添加自定义参数

5)对于该自定义参数,选中后,单击“移除”按钮即可删除;单击“编辑”按钮,会打开如图2-19所示的“参数属性”对话框,与系统默认提供的参数一样,进行有关设置;单击“添加规则”按钮,则可以修改或编辑参数规则值。

2.2.5 原理图工作区参数设置

在原理图的设计过程中,其效率和正确性,往往与环境参数的设置有着密切的关系。参数设置的合理与否,将直接影响设计过程中软件的功能能否充分发挥。

对于初次接触Altium Designer的用户来说,一般采用系统的默认设置即可,随着熟悉程度的逐步加深,也可以根据自己的设计需要,进行更多设置,以获得更好的设计效果。

在Altium Designer Summer 15系统中,可应用于所有原理图文件的工作区参数是通过“参数选择”对话框中的“Schematic”模块来进行设置的。

执行“DXP”→“参数选择”命令,在打开的“参数选择”对话框中选择“Schematic”模块;或者,在编辑窗口内右击,在弹出的快捷菜单中执行“选项”→“设置原理图参数”命令,直接可进入“Schematic”模块,如图2-22所示。

图2-22 原理图“参数选择”对话框的“Schematic-General”标签页

“Schematic”模块中共有11个标签页,除了前面介绍过的“Grids”标签页,还有“General”(常规设置)、“Graphical Editing”(图形编辑)、“Mouse Wheel Configuration”(鼠标滚轮配置)、“Compiler”(编译器)、“AutoFocus”(自动聚焦)、“Library AutoZoom”(库自动缩放)、“Break Wire”(切割连线)、“Default Units”(默认单位)、“Default Primitives”(默认初始值)和“Orcad(tm)”(Orcad选项)。由于大多数是采用中文显示,因此比较容易理解,下面简单介绍常用的一些功能设置。

1.常规参数设置

常规参数设置是由“General”标签页来完成的,如图2-22所示,共有9个设置选项组。

(1)“选项”选项组

●“Optimize Wire Buses”(优化导线及总线):选中该复选框后,在进行导线和总线的连接时,系统将自动选择最优路径,并且可以避免各种电气连线和非电气连线的相互重叠。此时,下面的“元器件割线”复选框也呈现可选状态。若取消,用户可以自己进行连线路径的选择。

●“元件割线”:选中此复选框后,当放置一个元器件时,若元器件的两个引脚同时落在一根导线上,该导线将被切割成两段,两个端点自动分别与元器件的两个引脚相连。

●“使能In-Place编辑”:选中此复选框后,选择原理图中已放置的文本对象,如元器件的标识、参数等,单击或使用快捷键〈F2〉,即可以直接在原理图编辑窗口内对其进行编辑或修改,而不必打开相应的参数属性对话框。

●“Ctrl+双击打开图纸”:选中此复选框后,在绘制层次电路原理图时,按下〈Ctrl〉键,同时双击原理图中的图纸符号即可打开相应的模块原理图。

●“转换交叉点”:选中此复选框后,在两条导线的T形节点处再连接一条导线形成十字交叉时,系统将自动生成两个相邻的节点,以保证电气上的连通。若取消,则形成两条不相交的导线,如图2-23~图2-25所示。此时可通过手动放置节点将其连通。

图2-23 T形节点

图2-25 不选“转换交叉点”

图2-24 选中“转换交叉点”

●“显示Cross-Overs”:选中此复选框后,则非电气连线的交叉处会以半圆弧显示出横跨状态。

●“Pin方向”:选中此复选框后,系统会在元器件的引脚处,用三角箭头明确指示引脚的输入/输出方向,否则不显示,如图2-26和图2-27所示。

图2-26 选中“Pin方向”

图2-27 不选“Pin方向”

●“图纸入口方向”:在层次化电路图设计时,选中此复选框后,原理图中的图纸连接端口将以箭头的方式显示该端口的信号流向,避免了原理图中电路模块间信号流向错误的出现。

●“端口方向”:选中此复选框后,端口的样式会根据用户设置的端口属性显示是输出端口、输入端口或其他性质的端口。

●“未连接从左到右”:选中此复选框后,对于未连接的端口,一律显示为从左到右的方向(即Right显示风格)。

●“直角拖拽”:选中该复选框后,在原理图上拖动元器件时,与元器件相连接的导线只能保持90°的直角;若取消,则与元器件相连接的导线可以呈现任意的角度。

(2)“包含剪贴板”选项组

●“No-ERC标记”:选中此复选框后,则在复制、剪切到剪贴板或打印时,均包含图纸的忽略ERC检查符号。

●“参数集”:选中此复选框后,则使用剪贴板进行复制操作或打印时,包含元器件的参数信息。

(3)“分段放置”选项组

用来设置元器件标识序号及引脚号的自动增量数。

●“主要的”:在原理图上连续放置同一种支持自动增量的对象时,该选项用来设置对象标识序号的自动增量数,系统默认值为1。支持自动增量的对象有元器件、网络、端口等。

●“次要的”:放置对象时,该选项用来设定对象第二个参数的自动增量数,系统默认值为1。例如:创建原理图符号时,引脚标号的自动增量数。

●“移除前导零”:使用后,放置一个数字字符时,前面的0会自动去掉。

(4)“默认”选项组

用来设置默认的模板文件。

单击右边的“浏览”按钮可以选择模板文件。选择后,模板文件名称将出现在“模板”文本框中,每次创建一个新文件时,系统将自动套用该模板。也可以单击“清除”按钮清除已选择的模板文件。如果不需要模板文件,则“模板”文本框中显示“No Default Template File”。

(5)“Alpha数字后缀”选项组

用来设置某些元器件中包含多个相同子部件的标识后缀。每个子部件都具有独立的物理功能。在放置这种复合元器件时,其内部的多个子部件通常采用“元器件标识:后缀”的形式来区别。

●“字母”:选中该单选按钮,子部件的后缀以字母表示,如U:A。

●“数字”:选中该单选按钮,子部件的后缀以数字表示,如U:1。

(6)“引脚余量”选项组

●“名称”:设置元器件的引脚名称字符与元器件符号的边缘之间的距离,系统默认值为5mil1mil=25.4×10-6m,后同

●“数量”:设置元器件的引脚编号字符与元器件符号的边缘之间的距离,系统默认值为8mil。

(7)“默认电源器件名”选项组

●“电源地”:设置电源地的网络标签名称,系统默认为“GND”。

●“信号地”:设置信号地的网络标签名称,系统默认为“SGND”。

●“接地”:设置大地的网络标签名称,系统默认为“EARTH”。

(8)“过滤和选择的文档范围”选项组

用来设置过滤器和执行选择功能时默认的文件范围,有两个选项。

●“Current Document”:仅在当前文档中使用。

●“Open Document”:在所有打开的文档中都可以使用。

(9)“默认空图表尺寸”选项组

用来设置默认的空白原理图的尺寸大小,可以单击按钮选择设置,并在旁边给出了相应尺寸的具体绘图区域范围,以便用户选择。

2.图形编辑参数设置

图形编辑的参数通过“Graphical Editing”标签页来设置,如图2-28所示,有5个设置选项组。

图2-28 “Graphical Editing”标签页

(1)“选项”选项组

●“剪贴板参数”:选中此复选框后,在复制或剪贴选中的对象时,系统将提示用户确定一个参考点。建议用户选中此复选框。

●“添加模板到剪切板”:选中此复选框后,用户在执行复制或剪切操作时,系统会把当前文档所使用的模板一起添加到剪贴板中,所复制的原理图将包含整个图纸。因此,当用户需要复制原理图作为Word文档的插图时,建议先取消该功能。

●“转化特殊字符”:选中此复选框后,用户可以在原理图上使用一些特殊字符串,显示时,系统会自动转换成实际内容。如:“CurrentTime”,会显示为系统当前的时间,否则将保持原样。

●“对象的中心”:选中此复选框后,移动元器件时,光标将自动跳到元器件的基准点处。

●“对象电气热点”:选中此复选框后,当用户移动或拖动某一对象时,光标自动滑动到离对象最近的电气节点(如元器件的引脚末端)处。

“对象的中心”功能优先权低于“对象电气热点”功能,因此,如果用户想使用“对象的中心”功能,应取消选中“对象电气热点”;否则,移动元器件时,光标仍然会自动滑到元器件的电气节点处。若两项功能均取消,则光标落在对象的任何位置处都可以进行移动或拖动。

●“自动缩放”:选中此复选框后,在对原理图中的某一对象进行操作时,电路原理图可以自动地实现缩放,调整出最佳的视图比例来显示所操作的对象。建议用户选中此复选框。

●“否定信号‘\’单字符“\”表示否定。使用后,字符“\”后的名称显示时带有“非”符号。例如:在某一引脚名称前加一个符号“\”,则名称上方就显示短横线,表示该引脚低电平有效。

●“双击运行检查”:选中此复选框后,在原理图上双击某个对象时,可以打开“SCH Inspector”面板,面板上列出了该对象的一切参数信息,用户可以查询,也可以修改。否则,双击后打开的是相应的属性设置对话框。

●“确定被选存储清除”:选中此复选框后,在清除选择存储器的内容时,将出现一个确认对话框。否则,不会出现确认对话框,直接清除。通过这项功能的设定可以防止由于疏忽而清除选择存储器的内容。建议用户选中此复选框。

●“掩膜手册参数”:设置是否显示参数自动定位被取消的标记点。使能该功能后,如果对象的某个参数已取消了自动定位属性,那么在该参数的旁边会出现一个点状标记,提示用户该参数不能自动定位,须手动定位,即应该与该参数所属的对象一起移动或旋转。

●“单击清除选择”:选中此复选框后,通过单击原理图编辑窗口内的任意位置就可以解除对某一对象的选中状态,不需要再使用菜单命令或单击工具栏上的取消所有选择按钮,或单击按钮来取消。建议用户选中此复选框。

●“‘Shift’+单击选择”:使能该功能后,只有在按下〈Shift〉键的同时,单击才能选中图元。此时,右边的“元素”按钮被激活。单击该按钮,会打开如图2-29所示的对话框,在该对话框中可设置哪些图元只有在按下〈Shift〉键时,单击才能选中。

图2-29 图元设置

使用这项功能会使原理图的编辑很不方便,建议用户不必选中,直接选取图元即可。

●“一直拖拉”:选中此复选框后,移动某一选中的图元时,与其相连的导线随之被拖动,保持连接关系;若取消,则移动图元时,与其相连的导线不会被拖动。

●“自动放置图纸入口”:选中此复选框后,当导线放置在图纸符号边缘时,图纸符号上将自动放置图纸入口。

●“保护锁定的对象”:选中此复选框后,试图移动已经设置了锁定属性的对象时,系统不会弹出如图2-30所示的移动确认提示框,用户将无法移动该对象。此时,若选择一组操作对象进行图形编辑,锁定的对象既不会被选中,也不会被编辑。

图2-30 移动锁定对象时的提示框

●“图纸入口和端口使用Harness颜色”:选中此复选框后,图纸入口和端口将使用系统默认的信号线束(Signal Harness)的颜色。

●“重置粘贴的元件标号”:选中此复选框后,系统将重置图纸中粘贴的元器件标号。

(2)“自动扫描选项”选项组

该选项主要用来设置系统的自动摇景功能,即当光标在原理图上移动时,系统会自动移动原理图以保证光标指向的位置进入可视区域。

●“类型”:用来设置系统自动摇景的类型,有3种选择:“Atuo Pan Off”(关闭自动摇景)、“Auto Pan Fixed Jump”(按照固定步长自动移动原理图)、“Auto Pan Recenter”(移动原理图时,以光标位置为显示中心)。系统默认为“Auto Pan Fixed Jump”。

●“速度”:通过拖动滑块设定原理图移动的速度。滑块越向右,速度越快。

●“步进步长”:设置原理图每次移动时的步长。系统默认值为30,即每次移动30个像素点。数值越大,图纸移动越快。

●“Shift步进步长”:设置在按住〈Shift〉键的情况下,原理图自动移动时的步长。一般该栏的值要大于“步长”的值,这样在按住〈Shift〉键时可以加快图纸的移动速度,系统默认值为100。

(3)“撤销/取消撤销”选项组

●“堆栈尺寸”:设置可以取消或重复操作的最深堆栈数,即次数的多少。理论上,取消或重复操作的次数可以无限多,但次数越多,所占用的系统内存就越大,会影响编辑操作的速度。一般设定为30即可。

●“撤销组”:以组为单位进行撤销操作。

(4)“颜色选项”选项组

●“选择”:设置所选对象的颜色。单击相应的颜色栏,会弹出如图2-13所示的“选择颜色”对话框,用户可以自行设置。

(5)“光标”选项组

用来设置光标的显示类型。

●“指针类型”:光标的显示类型有4种:“Large Cursor 90”(长十字形光标)、“Small Cursor 90”(短十字形光标)、“Small Cursor 45”(短45°交错光标)、“Tiny Cursor 45”(小45°交错光标)。系统默认为“Small Cursor 90”。

3.鼠标滚轮配置

鼠标滚轮配置通过“Mouse Wheel Configuration”标签页完成,如图2-31所示,用于对鼠标滚轮的功能进行设置,以便实现对编辑窗口的移动或者切换。

图2-31 “Mouse Wheel Configuration”标签页

通过鼠标滚轮和不同按键的配置,可以实现4项功能。

●“Zoom Main Window”:编辑窗口变焦。系统默认设置为〈Ctrl〉+鼠标滚轮。

●“Vertical Scroll”:编辑窗口垂直滚动。系统默认设置为直接使用滚轮。

●“Horizontal Scroll”:编辑窗口水平滚动。系统默认设置为〈Shift〉+鼠标滚轮。

●“Change Channel”:通道切换,用于多通道设计。系统默认设置为〈Ctrl+Shift〉+鼠标滚轮。

4.编译器参数设置

编译器参数设置通过“Compiler”标签页来完成,如图2-32所示。

图2-32 “Compiler”标签页

(1)“错误和警告”选项组

用来设置对于编译过程中可能发现的错误,是否在原理图中用不同的颜色加以标示。错误有3种级别,由高到低为:“Fatal Error”(致命错误)、“Error”(错误)、“Warning”(警告)。对这3种错误,用户可以在相应的复选框中选择是否显示以及显示时的颜色。一般来说,错误的级别越高,相应的颜色应越深。采用系统默认的颜色即可。

(2)“自动连接”选项组

●“显示在线上”:选中该复选框后,将显示导线上的“T”字形连接处自动生成的电气节点。电气节点的大小用“尺寸”设置,有4种选择:“Smallest”(最小)、“Small”(小)、“Medium”(中等)、“Large”(大);电气节点的颜色,则通过单击“颜色”右侧的颜色框来设置。

●“显示在总线上”:选中该复选框后,显示总线上“T”字形连接处自动生成的电气节点。电气节点的大小和颜色设置同上。

(3)“手动连接状态”选项组

设置手动放置节点的尺寸和颜色以及是否显示。

(4)“编译扩展名”选项组

设置显示编译扩展名称的对象以及显示方式。显示方式有3种:“Never display superscript”(从不显示扩展名称)、“Always display superscript”(一直显示扩展名称)、“Display superscript if necessary”(仅在与源数据不同时显示)。系统默认为“Display superscript if necessary”。

5.自动聚焦设置

自动聚焦为原理图中不同状态对象(连接或未连接)的显示提供了不同的方式,或加浓,或淡化等,便于用户直观快捷地查询或修改,有关设置通过“AutoFocus”标签页来完成,如图2-33所示。

图2-33 “AutoFocus”标签页

(1)“淡化未链接的目标”选项组

对选中的对象进行某种操作时,如放置、移动、调整大小或编辑,原理图中与其没有连接关系的其他图元对象会被消隐,以突出显示选中的对象。单击“所有的打开”按钮,在进行各种操作时均使能消隐;单击“所有的关闭”按钮,在进行各种操作时均取消消隐。消隐的程度可以用右侧的“Dim水平”滑块进行调节,滑块越向右,消隐程度越强。

(2)“使连接物体变厚”选项组

对选中的对象进行某种操作时,如放置、移动或调整大小,原理图中与其有连接关系的其他图元对象会被加浓,以突出显示选中对象的连接关系。单击“所有的打开”按钮,在进行各种操作时均使能加浓显示;单击“所有的关闭”按钮,在进行各种操作时均取消加浓。加浓状态持续的时间可以用右侧的“延迟”滑块进行调节,滑块越向右,持续时间越长。

(3)“缩放连接目标”选项组

对选中的对象进行某种操作时,如放置、移动、调整大小或编辑,原理图中与其有连接关系的其他图元对象会被系统自动缩放,以突显选中对象的连接关系。

注意:若选中“编辑放置时”复选框,则旁边的“仅约束非网络对象”复选框会被激活,表示该项操作仅限于没有网络属性的对象。

单击“所有的打开”按钮,在进行各种操作时均使能自动缩放;单击“所有的关闭”按钮,在进行各种操作时均取消自动缩放。

6.打破线设置

在绘制原理图时,有时需要删除某些多余的线段。特别是在连线较长或连接在该线段上的元器件数目较多时,不希望删除整条连线,此时可使用系统提供的“打破线”命令,对各种连线进行灵活的切割或修改。与该命令有关的设置在“Break Wire”标签页中完成,如图2-34所示。

图2-34 “Break Wire”标签页

(1)“切割长度”选项组

设置每次执行“打破线”命令时,在导线上切割的线段长度,有3种选择。

●“折断片段”:选择该单选按钮后,在执行“打破线”命令时,光标所在的导线被整段切除。

●“折断多重栅格尺寸”:选择该单选按钮后,在执行“打破线”命令时,导线上每次被切除的线段长度是栅格大小的整数倍。倍数的多少,可以在右边的数字栏中选择,最大为10倍,最小为2倍。

●“固定长度”:选择该单选按钮后,在执行“打破线”命令时,导线上被切除的线段长度是固定的,用户可以在右边的数字栏中自行设置固定长度值,系统默认为10个像素点。

(2)“显示切割框”选项组

设置执行“打破线”命令时,是否显示虚线切除框。切除框是一个小方框,可以把要切除的线段包围在内,明确标示出要切除的导线范围,以便提醒用户,防止误切。有3种选择:“从不”“总是”“线上”,系统默认为“总是”。

(3)“显示”选项组

设置执行“打破线”命令时,是否显示虚线切除框的末端标记,如图2-35和图2-36所示。有3种选择:“从不”“总是”“线上”,系统默认为“总是”。

图2-35 显示末端标记

图2-36 不显示末端标记

7.图元默认值设置

“Default Primitives”标签页是用来设定原理图编辑时常用图元的原始默认值,如图2-37所示。这样,在执行各种操作时,如图形绘制、元器件放置等,就会以所设置的原始默认值为基准进行操作,简化了编辑过程。

图2-37 “Default Primitives”标签页

(1)“元件列表”选项组

用来选择进行原始默认值设置的图元类别。

●“All”:所有类别。选择该项后,在“元器件”列表框中将列出所有的图元。

●“Wiring Objects”(布线图元):使用原理图编辑器中的布线工具栏所放置的各种图元,包括总线、导线、节点、网络标签、线束、图纸符号等。选择该项后,在“元器件”列表框中将列出这些图元名称。

●“Drawing Objects”(实用图元):使用原理图编辑器中的实用工具所绘制的各种非电气对象,包括圆弧、贝塞尔曲线、椭圆、矩形、文本框等。选择该项后,在“元器件”列表框中将列出这些图元名称。

●“Sheet Symbol Objects”(图纸符号图元):在层次电路图中与子图有关的图元,包括图纸符号、图纸符号标识、图纸符号文件名等。选择该项后,在“元器件”列表框中将列出这些图元名称。

●“Harness Objects”(线束图元):与线束有关的一些图元,包括线束连接器、线束连接器类型、线束入口、信号线束等。选择该项后,在“元器件”列表框中将列出这些图元名称。

●“Library Objects”(库图元):与库元器件有关的图元,包括IEEE符号、标识符、元器件引脚等。选择该项后,在“元器件”列表框中将列出这些图元名称。

●“Other”(其他图元):上述类别中所未能包含的图元的一些参数等。

(2)“元器件”列表框

在“元素列表”中选择了图元类别后,在该列表框中将对应列出该类别中的所有具体图元,供用户选择。对其中的任一图元都可以进行属性参数设置或复位到安装时的原始状态。

在列表框的下方,可选择设置两个长度单位选择标签:“Mils”(1/1000in)和“MMs”(mm)。

选中某一图元,单击“编辑值”按钮,或直接双击该图元,会弹出相应的图元属性设置对话框。不同的图元,其属性设置对话框会有较大的差别,如图2-38所示,是“Sheet Symbol Objects”类别中的图元“Sheet Symbol Filename”属性设置——“方块符号文件名”对话框。

图2-38 “方块符号文件名”对话框

在该对话框内,可以修改或设置有关参数,如文件名、X轴位置、Y轴位置、方位、颜色等等,设置完毕单击“确定”按钮返回。

在列表框中选中一个图元,单击“复位”按钮,可以将图元的属性参数复位到安装时的初始状态。

(3)“保存为”按钮

单击该按钮,会打开文件目录浏览对话框,可以将用户当前设定的图元属性参数以文件的形式保存到合适的位置,文件保存的格式为“*.dft”,以后可以重新进行加载。

(4)“装载”按钮

单击该按钮,同样会打开文件目录浏览对话框,用户可以选择一个以前保存过的默认设置文件(“*.dft”)进行加载,把图元的当前属性参数恢复为保存该文件时的状态。

(5)“复位所有”按钮

单击该按钮,将复位所有图元的属性参数。

(6)“永久的”复选框

选中该复选框后,将永久锁定图元的属性参数。这样,在原理图编辑环境下,放置一个图元时,在按下〈Tab〉键打开的图元属性对话框中,改变的属性参数将仅影响当前的放置;当再次放置该图元时,其属性仍是锁定的参数值,与前次放置时的改变无关。若不选中该复选框,改变的属性参数则会影响到以后的所有放置。

使用Altium Designer时,用户可根据自己的使用习惯设置不同的图元属性参数。在完成设置后,可另存为一个“*.dft”文件,再次使用时直接加载此文件即可。

2.2.6 元器件库的操作

电路原理图就是各种元器件的连接图,绘制一张电路原理图首先要完成的工作就是把所需要的各种元器件放置在设置好的图纸上。Altium Designer系统中,元器件数量庞大、种类繁多,一般是按照生产商及其类别功能的不同,将其分别存放在不同的文件内,这些专门用于存放元器件的文件就称为库文件。

为了使用方便,一般应将包含所需元器件的库文件载入内存中,这个过程就是元器件库的加载。但是,内存中若载入过多的元器件库,又会占用较多的系统资源,降低应用程序的执行效率。所以,如果暂时用不到某一元器件库中的元器件,应及时将该元器件库从内存中移走,这个过程就是元器件库的卸载。

1.“库”面板

对于元器件和库文件的各种操作,Altium Designer中专门提供了一个直观灵活的“库”面板,如图2-39所示。

图2-39 “库”面板

“库”面板可以说是Altium Designer中最重要的工作面板之一,不仅原理图编辑器频繁使用,而且PCB编辑器也同样离不开它。用户应熟练掌握,并加以灵活运用。

“库”面板主要由下面几部分组成。

●当前元器件库:该文本栏中列出了当前已加载的所有库文件。单击右边的按钮,可打开下拉列表,进行选择;单击按钮,在打开的对话框中(见图2-40),有3个可选项:“元器件”“封装”和“3D模式”,根据是否选中来控制“库”面板是否显示相关信息。

图2-40 选择库中元器件样式

●搜索输入栏:用于搜索当前库中的元器件,并在元器件列表中显示出来。其中,“*”表示显示库中的所有元器件。

●元器件列表:用于列出满足搜索条件的所有元器件。

●原理图符号:该窗口用来显示当前选择的元器件在原理图中的外形符号。

●模型:该窗口用来显示当前元器件的各种模型,如3D模型、PCB封装及仿真模型等。显示封装形式时,单击按钮,在打开的菜单中,可选择设置是否显示3D模型、是否显示3D实体模型、是否显示STEP模型,如图2-41所示。

图2-41 模型显示设置

●供应商链接和供应商信息:用于显示与所选元器件有关的一些供应信息。

“库”面板提供了所选元器件的各种信息,包括原理图符号、PCB封装、3D模型及供应商等,使用户对所选用的元器件有一个大致的了解。另外,利用该面板还可以完成元器件的快速查找、元器件库的加载、元器件的放置等多种便捷而又全面的功能,在后面的原理图绘制过程中,可以逐步掌握。

2.直接加载元器件库

Altium Designer中,有两个系统已默认加载的集成元器件库:“Miscellaneous Devices.IntLib”(常用分立元器件库)和“Miscellaneous Connectors.IntLib”(常用接插件库),包含了常用的各种元器件和接插件,如电阻、电容、单排接头、双排接头等。设计过程中,如果还需要其他的元器件库,用户可随时进行选择加载,同时卸载不需要的元器件库,以减少PC的内存开销。如果用户已经知道选用元器件所在的元器件库名称,就可以直接对元器件库进行加载。

【例2-3】 直接加载元器件库。

1)执行“设计”→“添加/移除库”命令,或在“库”面板上单击“Libraries”按钮,则系统弹出如图2-42所示的“可用库”对话框。

图2-42 “可用库”对话框

对话框中有3个选项卡,“工程”中列出的是用户为当前工程自行创建的元器件库,“Installed”中列出的则是系统当前可用的元器件库。

2)在“工程”选项卡中单击“添加库”按钮,或者在“Installed”选项卡中单击“安装”按钮,系统弹出如图2-43所示的“打开”对话框。

图2-43 “打开”对话框

3)在对话框中选择确定的库文件夹,打开后选择相应的元器件库。例如,选择“Altera”库文件夹中的元器件库“Altera Cyclone III.IntLib”,单击“打开”按钮后,该元器件库就出现在了“可用库”对话框的“Installed”选项卡中,完成了加载,如图2-44所示。

图2-44 元器件库已加载

4)重复操作可以把所需要的元器件库一一进行加载,使之成为系统中当前可用的元器件库。加载完毕后,单击“关闭”按钮关闭对话框。这时所有加载的元器件库都将出现在“库”面板中,用户可以选择使用。

5)在“可用库”对话框中选中某一不需要的元器件库,单击“删除”按钮,即可将该元器件库卸载。

3.查找元器件并加载元器件库

如果用户只知道所需元器件的名称,并不知道该元器件在哪个元器件库中,此时可以利用系统所提供的快速查询功能,来查找元器件并加载相应的元器件库。

执行“工具”→“发现器件”命令,或者在“库”面板上单击“查找”按钮,系统将弹出如图2-45所示的“搜索库”对话框。

图2-45 “搜索库”对话框(Simple)

在“搜索库”对话框中,通过设置查找的条件、范围及路径,可以快速找到所需的元器件。该对话框主要包括如下几部分内容。

(1)“过滤器”选项组

该选项组用于设置需要查找的元器件应满足的条件,最多可以设置10个,单击“添加行”,可以增加;单击“删除行”,可以删除。

●“域”:该列表框中列出了查找的范围。

●“运算符”:该列表框中列出了“equals”

“contains”“starts with”和“ends with”4种运算符,可选择设置。

●“值”:该列表框用于输入需要查找元器件的型号名称。

(2)“范围”选项组

该选项组用于设置查找的范围。

●“搜索”:单击按钮,有4种类型:“Components”(元器件)、“Footprints”(PCB封装)、“3D Models”(3D模型)、“Database Components”(数据库元器件)。

●“可用库”:选中该单选按钮,系统会在已经加载的元器件库中查找。

●“库文件路径”:选中该单选按钮,系统将在指定的路径中进行查找。

●“精确搜索”:该单选按钮仅在有查找结果时才被激活。选中后,只在查找结果中进一步搜索,相当于网页搜索中的“在结果中查找”。

(3)“路径”选项组

用来设置查找元器件的路径,只有在选中“库文件路径”单选框时才有效。

●“路径”:单击右侧的按钮,系统会弹出“浏览文件夹”对话框,供用户选择设置搜索路径。若选中下面的“包括子目录”复选框,则包含在指定目录中的子目录也会被搜索。

●“文件面具”:用来设定查找元器件的文件匹配域,“*”表示匹配任何字符串。

(4)“Advanced”

如果需要进行更高级的搜索,则单击“Advanced”链接,“搜索库”对话框将变为如图2-46所示的形式。在空白的文本框中,可以输入表示查找条件的过滤语句表达式,有助于系统更快捷、更准确地查找。该对话框中,还增加了如下几个功能按钮。

图2-46 “搜索库”对话框(Advanced)

●“助手”:单击该按钮,即进入系统提供的“Query Helper”(帮助器)对话框,该对话框可以帮助用户建立起相关的过滤语句表达式。关于“Query Helper”对话框的使用,在后面再详细介绍。

●“历史”:单击该按钮,即打开“Expression Manager”对话框的“History”选项卡,如图2-47所示。里面存放了所有的搜索记录,供用户查询、参考。

图2-47 “Expression Manager”对话框

●“偏好的”:单击该按钮,即打开“Expression Manager”对话框的“Favorites”选项卡,用户可以将中意的过滤语句表达式保存在这里,便于下次查找时直接使用。

【例2-4】 查找元器件并加载相应的元器件库。

1)打开“库”面板,单击“查找”按钮,系统弹出“搜索库”对话框。

2)在“域”列表框的第一行选择“Name”,在“运算符”列表框中选择“contains”,在“值”列表框中输入元器件的全部名称或部分名称,如“EP3C120F780C7”。设置“搜索”类型为“Components”,选中“库文件路径”单选按钮,此时,“路径”文本框内显示系统所提供的默认路径:“C:\Users\Public\Documents\Altium\AD15\Library\”,如图2-48所示。

图2-48 元器件查找设置

3)单击“查找”按钮后,系统开始查找。

在查找过程中,“库”面板上的“Libraries”按钮处于不可使用状态,如果需要停止查找,单击“Stop”按钮即可。

4)查找结束后的“库”面板如图2-49所示。可以看到,符合搜索条件的元器件只有1个,其原理图符号、封装形式等显示在面板上,用户可以详细查看。

图2-49 查找结果显示

5)单击“库”面板右上方的“Place EP3C120F780C7”按钮,则系统会弹出如图2-50所示的提示框,以提示用户:要放置的元器件所在的元器件库为“Altera Cyclone III.IntLib”,并不在系统当前可用的元器件库中,询问是否将该元器件库进行加载。

图2-50 加载元器件库提示框

单击“是”按钮,则元器件库被加载;单击“否”按钮,则只使用该元器件而不加载其所在的元器件库。

6)单击“是”按钮,则元器件库“Altera Cyclone III.IntLib”被加载。此时,单击“库”面板上的“Libraries”按钮,弹出“可用库”对话框,此时,“Altera Cyclone III.IntLib”已成为可用元器件库,如图2-51所示。

图2-51 元器件库已加载