Altium-Designer-16電路設(shè)計-第三章-原理圖設(shè)計基礎(chǔ)

1、第三章 原理圖設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)目標(biāo)：1、了解原理圖編輯器界面2、掌握新建和保存原理圖文件方法3、熟悉元件庫的加載方法4、掌握元件放置、位置調(diào)整、參數(shù)設(shè)置。5、掌握原理圖元件導(dǎo)線連接方法、節(jié)點放置方法。 本章要點：1、原理圖編輯器界面介紹2、原理圖文件新建和保存方法3、元件的放置方法4、元件參數(shù)修改方法5、元件導(dǎo)線連接方法教學(xué)目標(biāo)：1、了解原理圖編輯器界面2、掌握新建和保存原理圖文件方法3、熟悉元件庫的加載方法4、掌握元件放置、位置調(diào)整、參數(shù)設(shè)置。5、掌握原理圖元件導(dǎo)線連接方法、節(jié)點放置方法。第三章 原理圖設(shè)計基礎(chǔ)3.1 LM317可調(diào)穩(wěn)壓電源的原理圖簡介 LM317可調(diào)穩(wěn)壓電源，核心是LM317集

2、成穩(wěn)壓管，具有電壓輸出1.2-35V連續(xù)可調(diào)輸出，外圍電路比較簡單，只需要加接可調(diào)電阻即可組成基本電路，是常用的三端電壓可調(diào)集成穩(wěn)壓電源，電路應(yīng)用廣泛。LM317可調(diào)穩(wěn)壓電源電路原理圖，該電路由穩(wěn)壓管、二極管、三極管 、可變電阻、電容、發(fā)光二極管等元件構(gòu)成。電路圖是用電路元件符號繪制的一種表示各元器件組成及器件關(guān)系的原理布局圖，由圖3-2“LM317可調(diào)穩(wěn)壓電源電路圖”可知，電路圖上電子元件用電氣符號和導(dǎo)線連接來表示它們的對應(yīng)關(guān)系。電路圖可以通過Altium Designer等軟件的原理圖編輯器來設(shè)計和修改3.2 原理圖設(shè)計的步驟3.3.1 創(chuàng)建新原理圖文件的方法啟動軟件：通過電腦桌面快捷方式

3、或“開始”菜單運(yùn)行Altium. Designer軟件，可以進(jìn)入原理圖設(shè)計界面。圖3-2 Altium Designer 集成開發(fā)環(huán)境窗創(chuàng)建原理圖文件：選擇菜單欄中的【文件】 【新建（NEW）】 【原理圖】命令，進(jìn)入原理圖編輯器，進(jìn)行原理圖的繪制和編輯。圖3-3 新建文件圖3-4 原理圖編輯器界面3.3.2 文件保存選擇菜單欄中的【文件】【保存】命令，打開圖3-5“Savesheet1.SchDocAs”保存文件對話框，如在保存原理圖文件對話框中，也可以更改文件名和保存的路徑。 3.4 原理圖編輯器界面簡介圖3-6 Altium Designer原理圖編輯器界面利用Altium Designe

4、r 16 電路設(shè)計軟件原理圖編輯器可以方便把電路原理圖設(shè)計（繪制）出來。3.4.1菜單欄在Altium Designer 16基本菜單欄如下：圖3-7 菜單欄“文件”菜單，用于執(zhí)行文件的新建、打開、關(guān)閉、保存等操作?！熬庉嫛?菜單，用于執(zhí)行對象的選取、粘貼、復(fù)制、刪除、查找等操作“察看”菜單，用于執(zhí)行視圖的管理操作，如工作窗口的放大與縮小，各種工具、面板、狀態(tài)欄及節(jié)點的顯示與隱藏等?！肮こ獭辈藛危河糜趫?zhí)行與項目有關(guān)的各種操作，如項目文件的建立、打開、保存與關(guān)閉，工程項目的編譯及比較等。“放置”菜單，用于放置原理圖的各種組成部分?！霸O(shè)計”菜單，用于對元件庫進(jìn)行操作、生成網(wǎng)絡(luò)報表等操作?！肮ぞ摺辈?/p>

5、單，用于為原理圖設(shè)計提供各種操作工具，如元件快遞定位等操作?！癝imulate（仿真器）”菜單，用于創(chuàng)建各種測試平臺。“報告”菜單，用于執(zhí)行生成原理圖各種報表的操作?！癢indow（窗口）”菜單，用于對窗口進(jìn)行各種操作。“幫助”菜單：用于打開幫助菜單。3.4.2工具欄在原理圖編輯器界面，Altium Designer提供了豐富的工具欄，其中繪制原理圖工具欄圖標(biāo)如下：圖3-8 工具欄工具功能注釋印Place Non-specific No ERC 設(shè)置忽略ERC測試點，在電路設(shè)計過程中，系統(tǒng)會進(jìn)行電氣規(guī)則檢查（ERC），對電氣錯誤之處會有個錯誤報告。但有時候，比如，數(shù)字集成塊，由多個一樣的門電路

6、集成在一起，但實際上經(jīng)常只用到其中的一部分，多余的管腳在電路圖中懸空，這就不符合原則，系統(tǒng)進(jìn)行電氣規(guī)則檢查時，系統(tǒng)會認(rèn)為懸空的引腳使用錯誤，并在引腳處放置一個錯誤的標(biāo)記。類似這種不需要出現(xiàn)錯誤報告的情況，可以通過“Place Non-specific No ERC ”設(shè)置忽略ERC測試點，讓系統(tǒng)忽略對此處的ERC測試，不再產(chǎn)生錯誤報告。3.5原理圖圖紙設(shè)置 原理圖設(shè)計是電路設(shè)計的第一步，是PCB和仿真的基礎(chǔ)，在原理圖的繪制過程中，可以根據(jù)所要設(shè)計的電路圖的復(fù)雜程度，先對圖紙進(jìn)行設(shè)置。在進(jìn)入電路圖的編輯環(huán)境時，Altium Designer 16系統(tǒng)會自動給出相關(guān)圖紙的默認(rèn)參數(shù)，但是在大多數(shù)情況

7、下，這些默認(rèn)的參數(shù)不一定適合用戶需求，我們要根據(jù)高級設(shè)計設(shè)計對象的復(fù)雜程度來對圖紙的尺寸及全體相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。通過菜單命令【設(shè)計】【文檔選項】在彈出的對話框中,可以對進(jìn)行設(shè)置。有“方塊電路選項”、“參數(shù)”、“單位”和“Template(模板)”四個選項卡。圖紙尺寸圖紙尺寸自定義圖紙網(wǎng)格點設(shè)置圖紙方向圖紙顏色【文檔選項】在彈出的對話框中,可以對進(jìn)行設(shè)置。有“方塊電路選項”、“參數(shù)”、“單位”和“Template(模板)”四個選項卡。圖3-8 “文檔選項”對話框（1）設(shè)置圖紙方向：通過“定位”下拉列表框設(shè)置，“Landscape（水平方向）”；“Portrait（垂直方向）”。（2）設(shè)置圖紙標(biāo)題

8、欄：有Standard（標(biāo)準(zhǔn)格式）和ANSI（美國國家標(biāo)準(zhǔn)格式）復(fù)選框。（3）設(shè)置圖紙邊框：勾選“顯示邊界”復(fù)選框可以設(shè)置是否顯示邊框，選中表示顯示邊框。（4）圖紙網(wǎng)格點設(shè)置：進(jìn)入原理圖編輯環(huán)境后，編輯窗口的背景是網(wǎng)格型的，這種網(wǎng)格就是可視網(wǎng)格，是可以改變的。網(wǎng)格為元件的放置和路線的連接帶來了極大的方便，使用戶可以輕松地排列元件、整齊地走線。Altium Designer 16提供了“捕獲”、“可見的”和“電柵格”3種網(wǎng)格。“捕捉”復(fù)選框：用于控制是否啟用捕獲網(wǎng)格。所謂捕獲網(wǎng)格，就是光標(biāo)每次移動的距離大小。勾選該復(fù)選框后，光標(biāo)移動時，移動距離以右側(cè)文本框的設(shè)置值為基本單位，系統(tǒng)默認(rèn)值為10個像

9、素點，用戶可根據(jù)設(shè)計的要求輸入新的數(shù)值來改變光標(biāo)每次移動的最小間隔距離。 “可見的”復(fù)選框：用于控制是否啟用可視網(wǎng)格，即在圖紙上可以看到的網(wǎng)格。勾選該復(fù)選框后，可以對圖紙上網(wǎng)格間的距離進(jìn)行設(shè)置，系統(tǒng)默認(rèn)值為10個像素點。若不勾選該復(fù)選框，則表示在圖紙上將不顯示網(wǎng)格?！半姈鸥瘛崩镉小笆鼓堋睆?fù)選框：若勾選了該復(fù)選框，則在繪制連線時，系統(tǒng)會以光標(biāo)所在位置為中心，以“柵格范圍”文本框中的設(shè)置值為半徑，向四周搜索電氣節(jié)點。若在搜索半徑內(nèi)有電氣節(jié)點，則光標(biāo)將自動移到該節(jié)點上并在該節(jié)點上顯示一個圓亮點，搜索半徑的數(shù)值可以自行設(shè)定。若不勾選該復(fù)選框，則取消系統(tǒng)自動尋找電氣節(jié)點的功能。繪制電路原理圖，需要在圖紙

10、上放置需要的元器件符號， Altium Designer把常用的元件符號分類放在元件庫中，繪圖時只需在元件庫中找到所需的的元器件符號，并放置到圖紙的適當(dāng)位置即可。繪制原理圖放置元件前需要先加載對應(yīng)的元件庫。通過菜單命令：【設(shè)計】 【添加/移除庫】圖3-9 加載元件庫菜單3.6 加載元件庫元件庫放在文件夾Library里找到Altium Designer安裝目錄 ，找到文件夾library，圖 3-10 元件庫Library常用的元件庫和接插件庫加載庫導(dǎo)引路徑元件庫路徑就是軟件自帶的元件庫，有數(shù)量龐大的元件，按元器件廠家和按元器件種類分類成一級、二級庫，常用的元件在（Miscellaneous

11、Devices.IntLib），常用的接插件在（Miscellaneous Connectors.IntLib），這兩個文件庫通常是要加載的。其它元件也要加載對應(yīng)的元件庫才能夠放置出對應(yīng)的元件。圖3-11 加載元件庫繪制原理圖時，需要調(diào)出元件，常用的基本元件在Miscellaneous Devices.IntLib元件包中，常用的接插件在（Miscellaneous Connectors.IntLib）中，在元件庫面板通過瀏覽元件名稱、元件符合和封裝，對于不常用的元件是分類放在元件庫中，可以通過查找等方式調(diào)出元件。3.7認(rèn)識常用的原理圖元件電阻：常用的電阻、可調(diào)電阻、排阻、電位器如下：圖3-1

12、2 常用電阻元件2.電容：無極性電容、電解電容、可變電容符合如下：圖3-13 常用電容元件3.二極管圖3-14 常用二極管元件4.三極管：NPN、PNP和復(fù)合管。如圖圖3-15 常用三極管元件5.開關(guān)圖3-16 常用開關(guān)6.變壓器圖3-17 常用變壓器3.8元件的放置和參數(shù)修改原理圖中有兩個基本要素：元件符號和元件管腳之間的連線。繪制原理圖就是把元件符號放置在原理圖紙上，并用電氣導(dǎo)線建立正確的連接。元件的放置，需要知道元件的名稱，并且要加載元件所在的庫。如果不知道這些信息，必須借助Altium Designer元件搜索功能，在龐大的元件庫中進(jìn)行定位。常用的元件可以在庫面板瀏覽。還有電感、場效應(yīng)

13、管、繼電器、電機(jī)、光電耦合器、光電接收管、橋堆、揚(yáng)聲器、天線、數(shù)碼管等元件和接插件可以通過庫瀏覽來查找。在調(diào)出放置元件前要先加載元件所在的庫，常用的元件和插件加載方法見圖3.6 加載元件庫。3.8.1 加載元件庫放器件圖標(biāo)元件名稱單擊【選擇】按鍵3.8.2 放置元件放置元件有多種方式：方式一：單擊工具欄的圖標(biāo)，或者執(zhí)行菜單命令【放置】【器件】，在彈出的對話框，輸入元件在元件庫中的名稱，按“確定”按鈕，即在原理圖編輯器就出現(xiàn)（放置）了該元件。對不知道元件在庫名稱的元件，點擊【選擇】按鈕在彈出的對話框中瀏覽選擇所需要的元件。圖3-18 放置元件菜單命令和對話框元件清單當(dāng)前元件庫名稱 圖3-19“選

14、擇”元件對話框元件庫選擇元件在庫里的名稱稱擇擇元件放置按鈕關(guān)鍵字過濾點擊庫標(biāo)簽放置元件Place鍵瀏覽庫里元件方式二：點擊右邊的標(biāo)簽“庫”，打開庫元件面板，在庫中找到需要的元件，拖到編輯區(qū)或者按元件放置按鈕“Place”放置到原理圖編輯區(qū)。元件符號圖3-20點擊庫標(biāo)簽彈出的元件選擇對話框按“查找”按鈕按“查找”按鈕出現(xiàn)的查找元件對話框方式三：搜索元件對不常用的元件和不知道在哪個元件庫的元件，需要通過Altium Designer提供的元件搜索功能，在眾多的元件庫中定位（查找）元件。單擊菜單命令【工具】【發(fā)現(xiàn)器件】，或在原理圖編輯器右邊的標(biāo)簽中單擊 “庫”在庫面板中單擊“查找”按鈕，出現(xiàn)圖3-2

15、1搜索庫對話框輸入搜索元件的關(guān)鍵詞，可以帶*來進(jìn)行模糊查找 點擊文件夾按鈕，用于設(shè)置搜索路徑Simple（簡單）和Advanced（高級）查詢界面切換圖3-22 搜索庫對話框1、“范圍”下拉列表框，用于選擇查找類型，有Component（元件）、Footprint（封裝）、3D models(3D模型)和Database Component（數(shù)據(jù)庫元件）4種類型。2、“可用庫” 單選按鈕，系統(tǒng)在已經(jīng)加載的庫中查找。3、“庫文件路徑” 單選按鈕 對已經(jīng)設(shè)好的“路徑”中的庫元件進(jìn)行搜索，通常，在不知道元件屬于哪個庫情況下，要選擇本項。4. “精確搜索” 系統(tǒng)在上次查找的結(jié)果中進(jìn)行查找。5. “路徑

16、” 用于設(shè)置查找元件的路徑，只有在點選“庫文件路徑”才有效。6. “文件面具” 用于設(shè)定查找元件的文件匹配符號， “*”表示匹配任何字符串。 參數(shù)說明：元件類型和代碼原理圖庫中名稱元件庫電源接插P1 P2Header 2Miscellaneous Connectors.IntLib二極管D1-D5DiodeMiscellaneous Devices.IntLib無極性電容C2、C3、C5Cap電解電容C1、C4Cap Pol2電阻R1、R2Res2發(fā)光二極管D6Led0三端穩(wěn)壓管LM317U1Query Results表一 三端穩(wěn)壓管LM317元件清單圖3-23 LM317可調(diào)穩(wěn)壓電源元件放置

17、3.8.3、原理圖元件參數(shù)設(shè)置標(biāo)識符：元件的代碼元件封裝元件參數(shù)（大?。┰O(shè)置元件在庫的名稱詞元件值（大?。┑脑O(shè)置元件注釋從元件庫取出的原理圖元件可以按鍵盤上的【Tab】鍵進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，對元件放好的元件也可以雙擊鼠標(biāo)左鍵進(jìn)行參數(shù)設(shè)置或參數(shù)修改。圖3-24 元件參數(shù)設(shè)置對話框3.9.1 元件方向調(diào)整剛從元件庫中放置到原理圖編輯區(qū)（圖紙）的元件，它的方向默認(rèn)是水平的，也可以利用鍵盤上的按鍵進(jìn)行方向改變。空格?。好堪匆淮?，元件逆時針方向旋轉(zhuǎn)90度，如圖所示圖3-25元件方向改變3.9 原理圖元件的布局調(diào)整鼠標(biāo)左鍵+X鍵 元器件左右翻轉(zhuǎn)鼠標(biāo)左鍵+Y鍵 元器件上下翻轉(zhuǎn)（以X軸為對稱軸翻轉(zhuǎn)）3.9.2元件的

18、選取起點按下鼠標(biāo)不放終點松開鼠標(biāo)左鍵（1）單個元件的選取把鼠標(biāo)移到待選擇的元件上，單擊鼠標(biāo)左鍵即可（2）多個元件的選取按住鼠標(biāo)不放，出現(xiàn)米字型光標(biāo)，然后移到鼠標(biāo)，光標(biāo)下方出現(xiàn)矩形虛線框，用虛線框框住待選取的元件圖3-26 元件的選取對多個元件的選取，也可以按住【shift】鍵不放，單擊鼠標(biāo)左鍵一個一個點擊需要選擇的元件。（3）選取狀態(tài)的撤銷單擊圖紙的空白處，可以取消元件的選中狀態(tài)。3.9.3 元件的復(fù)制、粘貼、刪除元件選中狀態(tài)，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的對話框選擇拷貝，或者，元件選中狀態(tài)，按下【Ctrl+C】復(fù)制，然后按【Ctrl+V】進(jìn)行粘貼3.10原理圖元件的連線3.10.1 布線工具欄放置在

19、編輯器上的原理圖元件，還要用導(dǎo)線把各管腳按原理圖的邏輯關(guān)系連接好，導(dǎo)線可以用工具欄上的【放置線】工具來連接。布線工具欄一般已經(jīng)是編輯器上顯示，如果沒有顯示。在菜單【查看】【Toolbars】【布線】可以調(diào)出如下工具欄圖 3-27 工具欄網(wǎng)絡(luò)總線地線電源放置線（導(dǎo)線）圖 3-28 工具欄功能說明3.10.2 連接導(dǎo)線如圖3-30所示，連接四個橋式整流二極管為例，第一步：鼠標(biāo)點擊工具欄中【放置線】工具，鼠標(biāo)光標(biāo)變成米字型，此時可以按下鍵盤上的【Tab】出現(xiàn)導(dǎo)線粗細(xì)和顏色設(shè)置對話框。沒有特殊要求，可以用默認(rèn)的，不需要修改。 圖 3-29導(dǎo)線參數(shù)對話框米字光標(biāo)第二步：十字光標(biāo)移動到元件管腳上，光標(biāo)變?yōu)槊鬃中螤?，點擊待連接的元件管腳，元件就連好了導(dǎo)線，光標(biāo)如果還是十字型，表示還在導(dǎo)線繪制狀態(tài)，可以點擊需要連接的管腳。如果光標(biāo)沒有十字型復(fù)上述過程。連接導(dǎo)線需要拐角轉(zhuǎn)彎的地方，點擊一下鼠標(biāo)就可以轉(zhuǎn)彎。圖3-30元件連接導(dǎo)線節(jié)點第三步 放置節(jié)點