《印刷電路板設(shè)計與制作》課件第4章

第4章電路原理圖的后期處理4.1原理圖的全局編輯4.2工程的編譯與差錯4.3報表的生成4.4原理圖的打印習(xí)題

4.1原理圖的全局編輯

4.1.1元件的標(biāo)注繪制完原理圖后，有時候需要將原理圖中的元件進(jìn)行重新編號，即設(shè)置元件流水號，這可以通過執(zhí)行“工具”→“注解”命令來實現(xiàn)，這項工作由系統(tǒng)自動進(jìn)行。執(zhí)行此命令后，會出現(xiàn)如圖4-1所示的“注釋”對話框。在該對話框中，可以設(shè)置重新編號的方式。下面分別介紹各選項的意義。圖4-1“注釋”對話框

(1)處理順序：元件編號的上下左右順序。AltiumDesigner提供了如下四種編號順序：

①?UpThenAcross：先由下而上，再由左至右，如圖4-2(a)所示；

②?DownThenAcross：先由上而下，再由左至右，如圖4-2(b)所示；

③?AcrossThenUp：先由左至右，再由下而上，如圖4-2(c)所示；

④?AcrossThenDown：先由左至右，再由上而下，如圖4-2(d)所示。圖4-2四種排序順序

(2)匹配選項：在此主要設(shè)置復(fù)合式多模塊芯片的標(biāo)注方式。以74HC04為例，74HC04內(nèi)部含有8個非門單元的一類元件，系統(tǒng)提供了三種方式進(jìn)行標(biāo)注。

①?None：全部選用單獨封裝，如原理圖需要5個非門，則放置5個74HC04。

②?PerSheet：同一張圖紙中的芯片采用復(fù)合封裝，若工程中一張圖紙有3個非門，而另外一張圖紙有2個非門，則在這兩張圖紙中均各使用一個復(fù)合式封裝。

③?WholeProject：整個工程中都采用符合封裝，若工程中一張圖紙有3個非門，而另外一張圖紙有2個非門，則整個工程使用一個復(fù)合式封裝。

(3)元件參數(shù)：提供了屬于同一復(fù)合元件的判斷條件，如圖4-3所示。圖中，左邊的復(fù)選框用于設(shè)定判斷條件，系統(tǒng)默認(rèn)的條件是元件的“Comment”和“LibraryReference”屬性相同就可判斷為同一類元件。圖4-3“元件參數(shù)”選項

(4)原理圖頁面注釋：該選項用來設(shè)定參與元件標(biāo)注的文檔，如圖4-4所示，系統(tǒng)默認(rèn)工程中所有原理圖文檔均參與元件自動標(biāo)注，可以單擊文檔名前的復(fù)選框來選中或取消相應(yīng)的文檔。圖4-4“原理圖頁面注釋”選項

(5)提議更改列表：在該區(qū)域內(nèi)列出了元件的當(dāng)前標(biāo)號和執(zhí)行標(biāo)注命令后的新標(biāo)號，如圖4-5所示。圖4-5“提議更改列表”選項

(6)更新更改列表：單擊該按鈕后將彈出如圖4-6所示的對話框，該對話框提示將有多個元件的標(biāo)號發(fā)生變化。再次單擊“OK”按鈕會發(fā)現(xiàn)圖4-5中的“接收更改(創(chuàng)建ECO)”按鈕可以使用了，而且被提及的標(biāo)識的編號發(fā)生了變化，如圖4-7所示。圖4-6提示即將改動的數(shù)目圖4-7提議更改列表

(7)接收更改(創(chuàng)建ECO)：單擊此按鈕，彈出如圖4-8所示的對話框，先點擊“生效更改”，再點擊“執(zhí)行更改”，最后點擊“關(guān)閉”，就完成了原理圖里編號的更改。圖4-8“工程更改順序”對話框

(8)?ResetAll：系統(tǒng)將會使元件編號復(fù)位(即“字母+？”的初始狀態(tài))。同樣，執(zhí)行該命令后會彈出“Information”對話框，點擊“OK”即可。單擊“接收更改(創(chuàng)建ECO)”按鈕，彈出如圖4-8所示的對話框，先點擊“生效更改”，再點擊“執(zhí)行更改”，最后點擊“關(guān)閉”，就完成了原理圖里編號的復(fù)位。

(9)返回注釋：單擊該按鈕會彈出一個文件框，用于選擇現(xiàn)成的“was”或“eco”文件來給元件標(biāo)注。

4.1.2元件屬性的全局編輯

選擇“編輯”菜單的“查找相似對象”命令，光標(biāo)變成大十字，移動光標(biāo)到繪圖區(qū)待編輯的對象上單擊鼠標(biāo)左鍵，彈出如圖4-9所示的“發(fā)現(xiàn)相似目標(biāo)”對話框，在此可以設(shè)置需要進(jìn)行全局編輯的元件的屬性匹配條件，將需要修改的參數(shù)選項后面的“Any”改成“Same”。選擇好對話框下方的復(fù)選框后，單擊“確定”按鈕，則完成了操作。圖4-9“發(fā)現(xiàn)相似目標(biāo)”對話框

(1)縮放匹配：選擇該項后，所有匹配符合的元件將放大到整個繪圖區(qū)顯示。

(2)選擇匹配：選擇該項后，所有符合條件的元件都將被選中。必須選中該選項，否則匹配后不能進(jìn)行“下一步”編輯操作。

(3)清除現(xiàn)有的：在執(zhí)行匹配之前處于選中狀態(tài)的元件將清除選中狀態(tài)。

(4)創(chuàng)建表達(dá)：選擇該項后，將在原理圖過濾器(SCHFilter)面板中創(chuàng)建一個搜索條件邏輯表達(dá)式。

(5)隱藏匹配：選擇該項后，除了符合條件的元件外其他的元件都呈淺色顯示。

(6)運(yùn)行檢查器：選擇該項后，執(zhí)行完匹配將啟動檢查器面板。

(7)同樣范圍：選擇該項后，將選擇相同的范圍。

4.1.3字符串的全局編輯

相同類型的字符都可以進(jìn)行全局編輯，如隱藏、改變字體等。下面以圖4-10為例介紹將元件編號字體改為粗體的方法。圖4-10需要修改的元件編號

(1)將光標(biāo)指向圖4-10中的“1K”和“Res2”字符，右擊彈出菜單，然后選擇“查找相似對象”命令，打開“發(fā)現(xiàn)相似目標(biāo)”對話框，如圖4-11所示。

(2)在對話框中選擇字體“Font”的匹配關(guān)系為“Same”，單擊“確定”按鈕，選中所有元件的標(biāo)識符。

(3)彈出如圖4-12所示的檢查器面板。

(4)單擊“Font”右邊的選項，彈出“字體”對話框，如圖4-13所示。圖4-11“發(fā)現(xiàn)相似目標(biāo)”對話框圖4-12檢查器面板圖4-13“字體”對話框

(5)選中“字形”欄中的“斜體”，單擊“確定”按鈕。

(6)關(guān)閉檢查器面板。

(7)鼠標(biāo)左鍵在原理圖上任意地方點擊一次，退出元件的標(biāo)識符選中，則完成了標(biāo)識符的修改，如圖4-14所示。圖4-14完成標(biāo)識符的修改

4.2工程的編譯與差錯

編譯工程是用來檢查用戶的設(shè)計文件是否符合電氣規(guī)則的重要手段。AltiumDesigner在生成網(wǎng)絡(luò)表或更新PCB文件之前，需要測試用戶設(shè)計的原理圖連接的正確性，這可以通過檢驗電氣連接來實現(xiàn)。通過檢查電氣連接，可以找出原理圖中一些電氣連接方面的錯誤。檢驗了電路的電氣連接后，就可以生成網(wǎng)絡(luò)表等報表，以便于后面的PCB制作。

所謂電氣規(guī)則檢查，就是要查看電路原理圖的電氣特性是否一致，電氣參數(shù)的設(shè)置是否合理等。例如，一個輸出引腳與另一個輸出引腳連接在一起會造成信號沖突，未連接完整的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽會造成信號斷線，重復(fù)的流水號會使系統(tǒng)無法區(qū)分出不同的元件，這些都是不合理的電氣沖突現(xiàn)象。AltiumDesigner會按照用戶的設(shè)置以及問題的嚴(yán)重性分別以錯誤(Error)或警告(Warning)等信息來提醒用戶注意。

4.2.1編譯設(shè)置選項

工程編譯設(shè)置主要包括：錯誤報告(ErrorReporting)、連接矩陣(ConnectionMatrix)、比較器(Comparator)和生成工程變化訂單(ECOGeneration)等，這些設(shè)置都是在“OptionsforPCBProjectMydesign.PrjPcb”對話框中完成的。

在PCB工程中，選擇“工程”→“工程參數(shù)”命令，即可打開“OptionsforPCBProjectMydesign.PrjPcb”對話框，如圖4-15所示。圖4-15“OptionsforPCBProjectMydesign.PrjPcb”對話框

1.?ErrorReporting(錯誤報告)選項卡

“OptionsforPCBProjectMydesign.PrjPcb”對話框中的“ErrorReporting”(錯誤報告)選項卡用于報告原理圖設(shè)計的錯誤，主要涉及下面幾個方面：

(1)?ViolationsAssociatedwithBuses(總線錯誤檢查報告)：與總線有關(guān)的違規(guī)類型，如總線標(biāo)號超出范圍，總線定義不合法，總線寬度不匹配等。

(2)?ViolationsAssociatedwithCodeSymbols(代碼符號錯誤檢查報告)：與代碼符號有關(guān)的違規(guī)類型，如代碼符號中重復(fù)入口名稱，代碼符號無導(dǎo)出功能等。

(3)?ViolationsAssociatedwithComponents(組件錯誤檢查報告)：與元件有關(guān)的違規(guī)類型，如元件引腳重復(fù)使用，元件模型參數(shù)錯誤，圖紙入口重復(fù)等。

(4)?ViolationsAssociatedwithConfigurationConstraints(配置約束錯誤檢查報告)：與配置約束有關(guān)的違規(guī)類型，如配置中找不到約束邊界，配置中約束連接失敗等。

(5)?ViolationsAssociatedwithDocuments(文檔錯誤檢查報告)：與文件相關(guān)的違規(guī)類型，主要涉及層次設(shè)計，如圖標(biāo)符標(biāo)識重復(fù)，無子原理圖與圖標(biāo)符對應(yīng)，端口沒有連接到圖標(biāo)符，圖紙入口沒有連接到子原理圖等。

(6)?ViolationsAssociatedwithHarnesses(線束錯誤檢查報告)：與線束有關(guān)的違規(guī)類型，如線束定義沖突，線束類型未知等。

(7)?ViolationsAssociatedwithNets(網(wǎng)絡(luò)錯誤檢查報告)：與網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的違規(guī)類型，如網(wǎng)絡(luò)名稱重復(fù)，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號懸空，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)沒有賦值等。

(8)?ViolationsAssociatedwithOthers(其他錯誤檢查報告)：與其他對象有關(guān)的違規(guī)類型，如對象超出圖紙邊界，對象偏離柵格等。

(9)?ViolationsAssociatedwithParmeters(參數(shù)錯誤檢查報告)：與參數(shù)有關(guān)的違規(guī)類型，如同一參數(shù)具有不同的類型，同一參數(shù)具有不同的數(shù)值等。

對于每一項具體的違規(guī)，相應(yīng)地有4種錯誤報告格式：不報告、警告、錯誤、致命錯誤。對每一種錯誤都設(shè)置相應(yīng)的報告類型，例如選中“Busindicesoutofrange”，單擊其后的“致命錯誤”按鈕，會彈出錯誤報告類型的下拉列表。一般采用默認(rèn)設(shè)置，不需要對錯誤報告類型進(jìn)行修改。

2.?ConnectionMatrix(連接矩陣)選項卡

在“OptionsforPCBProjectMydesign.PrjPcb”對話框中單擊“ConnectionMatrix”選項卡，如圖4-16所示。圖4-16“ConnectionMatrix”選項卡

連接矩陣選項卡顯示的是錯誤類型的嚴(yán)格性。這將在設(shè)計中進(jìn)行電氣連接檢查，并產(chǎn)生錯誤報告，如引腳間的連接、元件和圖紙輸入。連接矩陣給出了原理圖中不同類型的連接點以及是否被允許的圖表描述。

(1)如果橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)交叉點為紅色，則當(dāng)橫坐標(biāo)代表的引腳和縱坐標(biāo)代表的引腳相連接時，將出現(xiàn)FatalError信息。

(2)如果橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)交叉點為橙色，則當(dāng)橫坐標(biāo)代表的引腳和縱坐標(biāo)代表的引腳相連接時，將出現(xiàn)Error信息。

(3)如果橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)交叉點為黃色，則當(dāng)橫坐標(biāo)代表的引腳和縱坐標(biāo)代表的引腳相連接時，將出現(xiàn)Warning信息。

(4)如果橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)交叉點為綠色，則當(dāng)橫坐標(biāo)代表的引腳和縱坐標(biāo)代表的引腳相連接時，將不出現(xiàn)錯誤或警告信息。

如果想修改連接矩陣的錯誤檢查報告類型，比如想改變PassivePin(電阻、電容和連接器)和Unconnected的錯誤檢查，可以采取下述步驟：

(1)在縱坐標(biāo)找到“PassivePin”，在橫坐標(biāo)找到“Unconnected”，系統(tǒng)默認(rèn)為綠色，表示當(dāng)項目被編譯時，在原理圖上發(fā)現(xiàn)未連接的“PassivePin”不會顯示錯誤信息。

(2)單擊相交處的方塊，直到變成黃色，這樣當(dāng)編譯項目時和發(fā)現(xiàn)未連接的“PassivePin”時就給出警告信息。

(3)單擊“設(shè)置成安裝缺省”按鈕，可以恢復(fù)到系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置。

3.?Comparator(比較器)選項卡

在“OptionsforPCBProjectMydesign.PrjPcb”對話框中單擊“Comparator”選項卡，如圖4-17所示。圖4-17?“Comparator”選項卡

4.?ECOGeneration(電氣更改命令)選項卡

在“OptionsforPCBProjectMydesign.PrjPcb”對話框中單擊“ECOGeneration”選項卡，如圖4-18所示。圖4-18?“ECOGeneration”選項卡

通過在比較器中找到原理圖的不同，當(dāng)執(zhí)行電氣更改命令后，“ECOGeneration”選項卡將顯示更改類型詳細(xì)說明。該選項卡主要用于原理圖更新時顯示更新的內(nèi)容與以前檔的不同。該選項卡中更改的類型描述具體包括如下：

(1)?ModificationsAssociatedwithComponents：與元件有關(guān)的更改。

(2)?ModificationsAssociatedwithNets：與網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的更改。

(3)?ModificationsAssociatedwithParameters：與參數(shù)有關(guān)的更改。

。

4.2.2編譯工程與查看系統(tǒng)信息

在上述各項設(shè)置完成后，用戶就可以對自己的工程進(jìn)行具體編譯了，以檢查并修改各種電氣錯誤。

下面以例題來說明工程編譯的具體步驟。

【例4-1】編譯工程，電路原理圖如圖4-19所示。圖4-19原理圖

為了讓讀者更清楚地了解編譯的重要作用，在編譯之前，特意在原理圖里增加了一個接地符號。

(1)執(zhí)行“工程”→“CompilePCBProjectMydesign.PrjPcb”命令，則系統(tǒng)開始對工程進(jìn)行編譯。

(2)編譯完成，點擊“System”→“Messages”面板。該面板上列出了工程編譯的具體結(jié)果及相應(yīng)的錯誤等級，如圖4-20所示。

(3)根據(jù)出錯信息提示，刪除多余的接地符號，并再次進(jìn)行編譯，點擊“System”→“Messages”面板，如圖4-21所示，顯示無錯誤信息。圖4-20出錯信息圖4-21無出錯信息

4.2.3設(shè)置編譯屏蔽

在對文件或工程進(jìn)行編譯時，有些內(nèi)容是暫時不希望被編譯的，如尚未完成的一些電路設(shè)計等，編譯時肯定會產(chǎn)生出錯信息。此時，可通過放置編譯屏蔽來實現(xiàn)這一目的。

【例4-2】放置編譯屏蔽。

對一個尚未完成的電路，如圖4-22所示，放置編譯屏蔽，使其不被編譯，避免產(chǎn)生不必要的出錯信息。

(1)對如圖4-22所示的電路圖，點擊“System”→“Messages”面板，則“Messages”面板上會顯示全部的出錯信息，如圖4-23所示。

(2)執(zhí)行“放置”→“指示”→“編譯屏蔽”命令，光標(biāo)變?yōu)槭中巍?/p>

(3)移動光標(biāo)到需要放置的位置處，單擊鼠標(biāo)左鍵，確定屏蔽框的起點。移動光標(biāo)，將需要屏蔽的對象包圍在屏蔽框內(nèi)，再次單擊鼠標(biāo)左鍵后，確定終點，如圖4-24所示。

(4)屏蔽形成，如圖4-25所示。圖4-22未完成的電路圖4-23出錯信息圖4-24放置編譯屏蔽圖4-25屏蔽形成

(5)雙擊所放置的屏蔽框，打開“編輯Mask”對話框，可設(shè)置屏蔽的有關(guān)屬性，如圖4-26所示。其中，如選中“崩潰并失敗”復(fù)選框，則關(guān)閉了屏蔽指令。圖4-26“編輯Mask”窗口

(6)對放置了編譯屏蔽的電路圖重新進(jìn)行編輯，“Messages”面板上不再顯示出錯信息，如圖4-27所示。圖4-27放置編譯屏蔽后的編譯結(jié)果

4.3報?表?的?生?成

4.3.1網(wǎng)絡(luò)表所謂網(wǎng)絡(luò)，指的是彼此連接在一起的一組元件引腳。一個電路實際上是由若干網(wǎng)絡(luò)組成的，而網(wǎng)絡(luò)表就是對電路或者電路原理圖的一個完整描述。描述的內(nèi)容包括兩個方面：一是所有元件的信息，包括元件標(biāo)識、元件引腳和PCB封裝形式等；二是網(wǎng)絡(luò)的連接信息，包括網(wǎng)絡(luò)名稱、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點等。

在Schematic所產(chǎn)生的各種報表中，以網(wǎng)絡(luò)表(Netlist)最為重要。繪制原理圖的最主要目的就是由設(shè)計電路轉(zhuǎn)換出一個有效的網(wǎng)絡(luò)表，以供其他后續(xù)處理程序(如PCB設(shè)計或仿真程序)使用。由于AltiumDesigner系統(tǒng)具有高度集成性，因此可以在不離開繪圖頁編輯程序的情況下直接執(zhí)行命令，生成當(dāng)前原理圖或整個項目的網(wǎng)絡(luò)表。

在由原理圖生成網(wǎng)絡(luò)表時，使用的是邏輯的連通性原則，而非物理的連通性。也就是說，只要是通過網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽所連接的網(wǎng)絡(luò)就被視為有效的連接，并不需要真正地由連線(Wire)將網(wǎng)絡(luò)各端點實際連接在一起。

網(wǎng)絡(luò)表有很多種格式，通常為ASCII碼文本文件。網(wǎng)絡(luò)表的內(nèi)容主要為原理圖中各元件的數(shù)據(jù)(流水號、元件類型與封裝信息)以及元件之間網(wǎng)絡(luò)連接的數(shù)據(jù)。AltiumDesigner中大部分網(wǎng)絡(luò)表格式都是將這兩種數(shù)據(jù)分為不同的部分，分別記錄在網(wǎng)絡(luò)表中。

由于網(wǎng)絡(luò)表是純文本文件，因此用戶可以利用一般的文本編輯程序自行創(chuàng)建或是修改已存在的網(wǎng)絡(luò)表。當(dāng)用手工方式編輯網(wǎng)絡(luò)表時，在保存文件時必須以純文本格式來保存。

【例4-3】以圖4-28所示的原理圖為例，生成工程網(wǎng)絡(luò)表。圖4-28電路原理圖

(1)繪制如圖4-28所示的電路原理圖。

(2)執(zhí)行“設(shè)計”→“工程的網(wǎng)絡(luò)表”命令，則系統(tǒng)彈出工程網(wǎng)絡(luò)表的格式選擇菜單，如圖4-29所示。圖4-29工程網(wǎng)絡(luò)表的格式選擇菜單

(3)單擊該菜單中的“Protel”，則系統(tǒng)自動生成了網(wǎng)絡(luò)表文件“circuit.NET”(原理圖名稱是circuit.SchDoc)，并存放在當(dāng)前工程下的“Generated”→“NetlistFiles”文件夾中，如圖4-30所示。圖4-30網(wǎng)絡(luò)表文檔

(4)雙擊打開該工程網(wǎng)絡(luò)表文件“circuit.NET”，如圖4-31所示。圖4-31生成網(wǎng)絡(luò)表

4.3.2元器件報表

元器件報表主要用于整理一個電路或一個項目文件中的所有元件。它主要包括元件的名稱、標(biāo)注、封裝等內(nèi)容。下面以圖4-28所示的原理圖為例，講述產(chǎn)生原理圖元件列表的基本步驟。

(1)打開原理圖文件，執(zhí)行“報告”→“BillofMaterials”命令。

(2)執(zhí)行該命令后，系統(tǒng)會彈出如圖4-32所示的項目的BOM(BillofMaterials，材料表)窗口，在此窗口可以看到原理圖的元件列表。圖4-32項目的BOM窗口

(3)可以在“ExportOptions”操作框的“文件格式”列表中選擇輸出文本類型，包括Excel格式(.xls)、CSV格式、PDF格式、文本文件格式(.txt)、網(wǎng)頁格式以及XML文件格式。

如果選擇Excel格式，系統(tǒng)會打開Excel應(yīng)用程序，并生成以.xls為擴(kuò)展名的元件報表文件，不過此時需要選中“打開導(dǎo)出的”復(fù)選框。如果選擇“添加到工程”復(fù)選框，則生成的文件會添加到項目中。另外還可以在“Excel選項”操作區(qū)選擇模板文件。

如果選中菜單中的“強(qiáng)制列查看”，則圖4-33所示BOM窗口的所有列會被強(qiáng)制在視圖中顯示。如果選擇“從數(shù)據(jù)庫包含參數(shù)”，則會包括來自數(shù)據(jù)庫中的參數(shù)，但是該項目必須有數(shù)據(jù)庫文件，否則就不能操作。如果選擇“從PCB包含參數(shù)”，則會包括來自當(dāng)前項目的PCB文件的參數(shù)，但是該項目必須有已經(jīng)存在的PCB文件，否則就不能操作。

當(dāng)然，也可以從菜單中選擇快捷命令來操作，包括Export(導(dǎo)出)命令(相當(dāng)于上面的Export按鈕)和Report(生成報告)命令。

(4)單擊“輸出”按鈕，系統(tǒng)會彈出一個提示生成輸出文件的對話框，此時命名需要輸出的文件名，然后單擊“OK”按鈕即可生成所選擇文件格式的BOM文件。圖4-33所示即為生成的.xls格式的BOM文件。

(5)輸出了BOM文件后，就可以單擊“確定”按鈕結(jié)束操作。圖4-33元件列表的.xls格式文件

4.3.3元件交叉參考表

元件交叉參考表(ComponentCrossReference)可為多張原理圖中的每個元件列出其元件類型、流水號和隸屬的繪圖頁文件名稱。這是一個ASCII碼文件，擴(kuò)展名為.xrf。建立交叉參考表的步驟如下：

(1)執(zhí)行“Reports”→“ComponentCrossReference”命令。

(2)執(zhí)行該命令后，系統(tǒng)會彈出如圖4-34所示的項目的元件交叉參考表窗口，在此窗口可以看到原理圖的元件交叉參考表。

(3)單擊“OK”按鈕，生成了預(yù)覽元件交叉參考表報告。

圖4-34中的各項操作與生成并BOM窗口的操作類似，讀者可以用層次原理圖中的例題進(jìn)行操作。圖4-34項目的元件交叉參考表窗口

4.3.4層次設(shè)計報表

層次設(shè)計報表(ProjectHierarchy)可以顯示項目文件中的原理圖層次關(guān)系，這樣有助于直觀了解項目的