Altium Designer23原理圖及PCB設計教程 課件 第3-5章 繪制電路原理圖、電路原理圖繪制的優(yōu)化方法、PCB設計預備知識

繪制電路原理圖第三章目錄繪制電路原理圖的原則及步驟對原理圖的操作對元器件庫的操作對元器件的操作繪制電路原理圖電路原理圖繪制相關技巧目錄實例介紹編譯項目及查錯生成原理圖網(wǎng)絡表文件生成和輸出各種報表和文件繪制電路原理圖的原則及步驟繪制電路原理圖時應當注意，保證電路原理圖的電氣連接正確，信號流向清晰；應該使元器件的整體布局合理、美觀、精簡。圖3-1繪制電路原理圖的流程圖對原理圖的操作

對原理圖的操作是繪制電路原理圖的前期工作，包括創(chuàng)建原理圖文件、原理圖編輯環(huán)境的設置、原理圖紙的設置以及原理圖系統(tǒng)環(huán)境參數(shù)的設置。創(chuàng)建原理圖文件（1）運行【文件】→【新的】→【項目】命令，在【CreateProject】對話框中單擊【Create】，系統(tǒng)默認創(chuàng)建一個名為PCB_Project.PrjPcb的項目（2）在PCB_Project.PrjPcb工程名上右擊，執(zhí)行【重命名】命令，根據(jù)需求將工程重命名（3）再次右擊項目名，執(zhí)行快捷菜單中的【添加新的到工程】→【Schematic】命令，則在該項目中添加了一個新的空白原理圖文件，系統(tǒng)默認名稱為Sheet1.SchDoc。同時，打開原理圖的編輯環(huán)境。在該名稱上右擊，執(zhí)行【保存】命令，可對其進行重命名對原理圖的操作原理圖編輯環(huán)境的設置

原理圖編輯環(huán)境主要由菜單欄、標準工具欄、布線工具欄、實用工具欄、原理圖編輯區(qū)、元器件庫面板等幾大部分組成。

在繪圖前需要將這些工具欄顯示在編輯環(huán)境中。操作方法是：執(zhí)行【視圖】→【工具欄】命令，在級聯(lián)菜單中選中需要的工具欄，如【布線】、【應用工具】、【原理圖標準】（1）菜單欄：在菜單欄中可以完成所有對原理圖的編輯操作圖3-2繪制電路原理圖的流程圖對原理圖的操作原理圖編輯環(huán)境的設置

（2）標準工具欄：標準工具欄可以使用戶完成對文件的操作，如打印、復制、粘貼和查找等。如果需要關閉該工具欄，執(zhí)行【視圖】→【工具欄】→【原理圖標準】命令即可圖3-3原理圖編輯環(huán)境中的標準工具欄（3）布線工具欄：布線工具欄主要完成放置原理圖中的元器件、電源、地、端口、圖紙符號和網(wǎng)絡標簽等的操作，同時給出了元器件之間的連線和總線繪制的工具按鈕圖3-4原理圖編輯環(huán)境中的布線工具欄對原理圖的操作原理圖編輯環(huán)境的設置

（4）實用工具欄：實用工具欄包括四個實用、高效的工具箱：實用工具箱、排列工具箱、電源工具箱和柵格工具箱

實用工具箱：用于在原理圖中繪制所需要的標注信息，不代表電氣聯(lián)系。

排列工具箱：用于對原理圖中的元器件位置進行調(diào)整、排列。

電源工具箱：給出了原理圖繪制中可能用到的各種電源。

柵格工具箱：用于完成柵格的操作。圖3-5原理圖編輯環(huán)境中的實用工具欄對原理圖的操作原理圖編輯環(huán)境的設置

（5）原理圖編輯區(qū)：該編輯區(qū)是由一些柵格組成的，這些柵格可以幫助用戶對元器件進行定位。按住【Ctrl】鍵調(diào)節(jié)鼠標滑輪或者按住鼠標滑輪前后移動鼠標，即可對該區(qū)域進行放大或縮小，方便用戶的設計

（6）元器件庫面板：通過使用元器件庫面板，可以方便地完成對元器件庫的操作，如搜索和選擇元器件、加載或卸載元器件庫、瀏覽庫中的元器件信息等對原理圖的操作原理圖紙的設置

原理圖紙的設置，包括圖紙參數(shù)的設置和圖紙設計信息的設置。圖紙參數(shù)的設置：改變新建原理圖圖紙的大小、方向、標題欄、顏色和柵格大小等參數(shù)，操作步驟如下：（1）在新建的原理圖文件中，按快捷鍵【O】，執(zhí)行【文檔選項】菜單命令，打開【DocumentOptions】

對話框（2）【General】有三個選項區(qū)域，分別是【SelectionFilter】、【General】和【PageOptions】

【VisibleGrid】：柵格值是在圖紙上可以看到的柵格的大小。

【SnapGrid】：柵格值是光標每次移動時的距離大小。【SnapDistance】：捕捉距離。它表示在這么遠的距離內(nèi)，你的鼠標會被節(jié)點捕捉到并且只能固定到

這個節(jié)點。

對原理圖的操作原理圖紙的設置【DocumentFont】：單擊其后的字體可以對原理圖中所用的字體進行設置。

【SheetBorder】：選中該復選框，編輯區(qū)中會顯示圖紙邊框。該復選框后面有個黑色方塊，是用于改

變邊框顏色的，單擊它會彈出調(diào)色板，可以選取標準顏色也可以自定義。

【SheetColor】：用于設置圖紙背景顏色。（3）單擊展開【PageOptions】選項區(qū)域，其中包含【FormattingandSize】和【MarginandZones】兩個選

項區(qū)域，【FormattingandSize】用于設置圖紙的大小，有【Template】、【Standard】、【Custom】三個

選項卡?！綧arginandZones】用于設置將整個圖紙劃分為幾個區(qū)域，選中【ShowZones】復選框后，邊

框會有排列序號，系統(tǒng)默認UpperLeft（左上角）開始編號

對原理圖的操作原理圖紙的設置

圖紙信息的設置：圖紙的信息記錄了電路原理圖的信息和更新記錄，這項功能可以使用戶更系統(tǒng)、更有效地對電路圖紙進行管理。在【DocumentOptions】對話框中單擊【Parameters】選項卡，即可看到圖紙信息設置的具體內(nèi)容圖3-6圖紙信息管理界面【Address1】、【Address2】、【Address3】、【Address4】：設置設計者的通信地址?！続pplication_BuildNumber】：應用標號?！続pprovedBy】：項目負責人?！続uthor】：設置圖紙設計者姓名?！綜heckedBy】：設置圖紙檢驗者姓名?！綜ompanyName】：設置設計公司名稱?！綜urrentDate】：設置當前日期?！綜urrentTime】：設置當前時間?！綝ate】：設置日期?！綝ocumentFullPathAndName】：設置項目文件名和完整路徑。對原理圖的操作原理圖紙的設置圖3-6圖紙信息管理界面【DocumentName】：設置文件名。【DocumentNumber】：設置文件編號?！綝rawnBy】：設置圖紙繪制者姓名?！綞ngineer】：設置設計工程師?！綢magePath】：設置影像路徑?！綧odifiedDate】：設置修改日期?！綩rgnization】：設置設計機構名稱。【Revision】：設置設計圖紙版本號。【Rule】：設置設計規(guī)則。【SheetNumber】：設置電路原理圖編號。【SheetTotal】：設置整個項目中原理圖總數(shù)?！綯ime】：設置時間?！綯itle】：設置原理圖標題。對原理圖的操作原理圖系統(tǒng)環(huán)境參數(shù)的設置圖3-7【Schematic-General】界面在編輯區(qū)內(nèi)右擊，在彈出的菜單中執(zhí)行【原理圖優(yōu)先項】命令，將會打開原理圖的【優(yōu)選項】對話框。

在該對話框左側窗格中【Schematic】項下有8個子項供設計者進行設置（1）【Schematic-General】用于設置電路原理圖的環(huán)境參數(shù)?！締挝弧窟x項區(qū)域分為英制單位和毫米【在結點處斷線】復選框：用于設置在原理圖上拖動或插入元器件時，與該元器件相連接的導線一直保持直角【優(yōu)化走線和總線】復選框：用于設置在導線和總線連接時，防止各種電氣連線和非電氣連線的相互重疊對原理圖的操作原理圖系統(tǒng)環(huán)境參數(shù)的設置圖3-7【Schematic-General】界面【元件割線】復選框：它用于設置當放置一個元器件到原理圖導線上時，該導線將被分割為兩段，并且導線的兩個端點分別自動與元器件的兩個引腳相連【使能In-Place編輯】復選框：用于設置在編輯原理圖中的文本對象

【轉(zhuǎn)換十字結點】復選框：用于設置在T字形連接處增加一段導線形成四個方向的連接時，會自動產(chǎn)生兩個相鄰的三向連接點

【顯示Cross-Overs】復選框：用于設置非電氣連線的交叉點處以半圓弧顯示

【Pin方向】復選框：用于設置在原理圖文檔中顯示元器件引腳的方向?qū)υ韴D的操作原理圖系統(tǒng)環(huán)境參數(shù)的設置【圖紙入口方向】復選框：用于設置在層次原理圖的圖紙符號形狀

【端口方向】復選框：用于設置原理圖文檔中端口的類型【未連接的從左到右】復選框：用于設置當選中【端口方向】復選框時，原理圖中未連接的端口將顯示從左到右的方向【垂直拖拽】復選框：選中該復選框后，在原理圖上拖動元器件時，與元器件相連接的導線只能保持直角【No-ERC標記】復選框：用于設置在復制、剪切設計對象到剪貼板或打印時，將包含圖紙中的忽略ERC檢查符號【參數(shù)集】復選框：用于設置在復制、剪切設計對象到剪貼板或打印時，將包含元器件的參數(shù)信息【Alpha】：用于設置子部件的后綴以字母顯示【Numericseparatedbyadot】：用于設置子部件的后綴以數(shù)字顯示并用點隔開【Numericseparatedbyacolon】：用于設置子部件的后綴以數(shù)字顯示并用冒號隔開對原理圖的操作原理圖系統(tǒng)環(huán)境參數(shù)的設置【名稱】文本框：用于設置元器件的引腳名稱與元器件符號邊界的距離【數(shù)量】文本框：用于設置元器件的引腳號與元器件符號邊界的距離【首要的】文本框：用來設置在原理圖上相鄰兩次放置同一種元器件時，元器件序號按照設置的數(shù)值自動增加

【次要的】文本框：用于設置在編輯元器件庫時，引腳號的自動增量數(shù)【圖紙類型】下拉列表框：可以設置為Name或Number【位置類型】下拉列表框：用于設置空間位置或坐標位置的形式【默認空白紙張模板及尺寸】選項區(qū)域可應用已有的模板，也可以用于設置默認的空白原理圖的尺寸對原理圖的操作原理圖系統(tǒng)環(huán)境參數(shù)的設置圖3-8【Schematic-GraphicalEditing】界面（2）【Schematic-GraphicalEditing】用于設置圖形編輯環(huán)境參數(shù)。【剪貼板參考】復選框：用于設置當用戶執(zhí)行【Edit】→【Copy】/【Cut】命令時，將會被要求選擇一個參考點【添加模板到剪切板】復選框：用于設置當執(zhí)行復制或剪切命令時，系統(tǒng)將會把當前原理圖所用的模板文件一起添加到剪切板上【DisplayNameofSpecialString】復選框：每個特殊字符串的名稱都顯示為模糊的上標【對象中心】復選框：用于設置對象進行移動或拖動時，以其參考點或?qū)ο蟮闹行臑橹行膶υ韴D的操作原理圖系統(tǒng)環(huán)境參數(shù)的設置【對象電氣熱點】復選框：用于設置對象，可以通過對象最近的電氣節(jié)點進行移動或拖動對象【自動縮放】復選框：用于設置當插入元器件時，原理圖可以自動實現(xiàn)縮放【單一'\'符號代表負信號】復選框：用于設置以'\'表示某字符為非或負，即在名稱上面加一橫線【選中存儲塊清空時確認】復選框：用于設置在清除被選的存儲器時，將出現(xiàn)確認對話框【標記手動參數(shù)】復選框：用于設置若自動定位取消，則用一個點來標識，并且這些參數(shù)被移動或旋轉(zhuǎn)【始終拖拽】復選框：用于設置使用鼠標拖動選擇的對象時，與其相連的導線也會隨之移動【'Shift'+單擊選擇】復選框：用于設置同時使用【Shift】鍵和鼠標才可以選中對象?！締螕羟宄x中狀態(tài)】復選框：用于設置單擊原理圖中的任何位置就可以取消設計對象的選中狀態(tài)【自動放置頁面符入口】復選框：用于設置系統(tǒng)自動放置圖紙入口【保護鎖定的對象】復選框：用于設置系統(tǒng)保護鎖定的對象【粘貼時重置元件位號】復選框：選中該復選框后，復制粘貼元器件時，元器件編號將還原到最初元器件庫時的編號；若不選中該復選框，將完全復制上一個元器件，包括編號對原理圖的操作原理圖系統(tǒng)環(huán)境參數(shù)的設置【頁面符入口和端口使用線束顏色】復選框：用于設定圖紙入口及端口的顏色【網(wǎng)絡顏色覆蓋】復選框：選中該復選框后，激活網(wǎng)絡顏色功能，可設置網(wǎng)絡對象的顏色【類型】下拉列表框：用于設置系統(tǒng)原理圖的移動方式【速度】滑塊：用來改變移動速度，越往右滑動越快【步進步長】文本框：用于設置每次移動的步長，數(shù)值越大移動速度越快?！疽莆徊竭M步長】文本框：用來設置按住【Shift】鍵以后的移動速度【選擇】色塊圖標：用來設置所選中對象的顏色，默認顏色為綠色【光標類型】下拉列表框：用于設置光標的類型，可以設置四種：LargeCursor90（90°大光標）、SmallCursor90（90°小光標）、SmallCursor45（45°小光標）和TinyCursor45（45°微小光標）對元器件庫的操作

【Components】面板：提供了對所選擇的元器件的預覽，包括原理圖中的外形符號和印制電路板封裝形式，以及其他模型符號，以便在元器件放置之前就可以先看到這個元器件大致是什么樣子。另外，該面板還具有元器件的快速查找、元器件庫的加載，以及元器件的放置等多種便捷而全面的功能。

加載元器件庫：在【Components】面板中單擊【Operations】按鈕選擇【File-basedLibrariesPreferences】打開【可用的基于文件的庫】對話框在【已安裝】選項卡中單擊【安裝】按鈕在窗口中選擇確定的庫文件夾

卸載元器件庫：在【可用的基于文件的庫】對話框中選中某一不需要的元器件庫，單擊【刪除】按鈕，即可完成對該元器件庫的卸載。對元器件的操作元器件的查找

系統(tǒng)提供兩種查找方式：一種是在【基于文件的庫搜索】中進行元器件的查找；另一種是用戶只知道元器件的名稱，并不知道該元器件所在的元器件庫名稱，這時可以利用系統(tǒng)所提供的查找功能來查找元器件，并加載相應的元器件庫。

元器件的放置（1）打開【Components】面板，選中需要的元器件（2）選中需要的的模型（3）右鍵Res1，選擇【PlaceRes1】按鈕，或者直接雙擊選中的元器件Res1，相應的元器件符號就會自動出現(xiàn)在原理圖編輯區(qū)內(nèi)，并隨米字光標移動（4）到達放置位置后，單擊即可完成一次該元器件的放置對元器件的操作編輯元器件的屬性設置

（1）手動給各元器件加標注：

按鍵盤【Tab】鍵可彈出設置屬性對話框【Properties】對話框包括【General】和【Pins】兩個選項卡【General選項卡中包括【General】、【Location】、【Parameters】、【Graphical】和【PartChoices】【Pins】：在界面單擊下方的

按鈕，打開【元件管腳編輯器】對話框（2）自動給各元器件添加標注：執(zhí)行【工具】→【標注】→【原理圖標注】命令，系統(tǒng)會彈出【標注】對話框打開【標注】對話框，進行設置設置完成后，單擊【更新更改列表】按鈕單擊【接收更改】按鈕單擊【驗證變更】按鈕單擊【執(zhí)行變更】按鈕關閉【工程變更指令】對話框和【標注】對話框?qū)υ骷牟僮髡{(diào)整元器件的位置（1）單擊【標準】工具欄中的

按鈕，單擊并拖動鼠標將要調(diào)整的元器件包圍在選擇矩形框中（2）執(zhí)行【編輯】→【對齊】→【頂對齊】命令（3）在原理圖編輯區(qū)按快捷鍵【A】鍵，再執(zhí)行【對齊】→【水平分布】命令（4）單擊【標準】工具欄中的

圖標，取消元器件的選中狀態(tài)繪制電路原理圖原理圖連接工具（1）使用菜單命令【放置】命令中包含放置各種原理圖元器件的命令，也包括了對總線、總線入口、導線和網(wǎng)絡標簽等的連接工具，以及文本字符串、文本框的放置。常用到的有【通用NoERC標號】（放置忽略ERC檢查符號）和【PCB布局】（放置PCB布局標志）等。（2）使用【配線】工具欄

【放置】菜單中的各項命令分別與【配線】工具欄中的圖標按鈕一一對應，直接單擊該工具欄中的相應圖標按鈕，即可完成相應的功能操作。圖3-9【放置】→【指示】子菜單繪制電路原理圖繪制導線

方法1：執(zhí)行【放置】→【線】命令。

方法2：單擊【配線】工具欄中的【放置線】按鈕繪制總線

方法1：執(zhí)行【放置】→【總線】命令。

方法2：單擊【配線】工具欄中的【放置總線】按鈕繪制總線入口

方法1：執(zhí)行【放置】→【總線入口】命令。

方法2：單擊【配線】工具欄中的【放置總線入口】按鈕放置網(wǎng)絡標簽

方法1：執(zhí)行【放置】→【網(wǎng)絡標簽】命令。

方法2：單擊【配線】工具欄中的【放置網(wǎng)絡標簽】按鈕繪制電路原理圖放置輸入/輸出端口

方法1：執(zhí)行【放置】→【端口】命令。

方法2：單擊【配線】工具欄中的【放置端口】按鈕放置電源或地端口

方法1：執(zhí)行【放置】→【電源端口】命令。

方法2：單擊【配線】工具欄中的放置【VCC電源端口】按鈕放置忽略電氣規(guī)則（ERC）檢查符號

方法1：執(zhí)行【放置】→【指示】→【通用NoERC標號】命令。

方法2：單擊【配線】工具欄中的【放置通用NoERC標號】按鈕放置PCB布局標志

在原理圖編輯界面中，執(zhí)行【放置】→【指示】→【參數(shù)設置】命令，或是單擊配線工具欄中的【放置參數(shù)設置】圖標在選定位置處放置PCB布局標志或放置【GND端口】按鈕繪制電路原理圖原理圖布線注意事項

在畫原理圖連線時，應盡量做到：

（1）在元器件端點處連線

（2）元器件連線盡量一線連通，少用直接將其端點對接上的方法來實現(xiàn)電路原理圖繪制相關技巧頁面的縮放和移動

用戶可選擇以下四種方式縮放頁面：使用鍵盤、使用菜單命令、使用鼠標滑輪或使用鼠標右鍵。其中，使用鼠標滑輪和鼠標右鍵同時也可以用來進行頁面的移動。工具欄的打開與關閉

選擇【視圖】→【工具欄】菜單命令，此時系統(tǒng)將彈出級聯(lián)菜單，選擇相應的工具欄，則可打開工具欄。元器件的復制、剪切、粘貼與刪除

（1）常規(guī)復制

（2）陣列粘貼：執(zhí)行【編輯】→【智能粘貼】命令，打開【智能粘貼】對話框，選中【使能粘貼陣列】復選框?qū)嵗榻B（1）執(zhí)行【文件】→【新的】→【項目】→【Create】命令（2）執(zhí)行【添加新的到工程】→【Schematic】命令（3）放置元器件（4）放置電源符號（5）放置接地符號（6）對元器件的位置進行調(diào)整圖3-10

已設計好的電路原理圖編譯項目及查錯設置項目選項（1）選中項目中的設計文件，執(zhí)行【工程】→【工程選項】菜單命令。打開【OptionforPCBProject數(shù)字電壓表.PrjPCB】對話框

（2）在【ErrorReporting】（錯誤報告類型）選項卡中，可以設置所有可能出現(xiàn)錯誤的報告類型。報告類型分為【錯誤】、【警告】、【致命錯誤】和【不報告】四種級別（3）【ConnectionMatrix】選項卡用來顯示設置的電氣連接矩陣（4）【Comparator】選項卡用于顯示比較器（5）當設置完所有信息后，單擊【確定】按鈕，退出該對話框圖3-11

【ConnectionMatrix】選項卡編譯項目及查錯編譯項目的同時查看系統(tǒng)信息在完成設置項目選項后，執(zhí)行【工程】→【CompilePCBProject數(shù)字電壓表.PrjPCB】菜單命令，系統(tǒng)生成編譯信息報告圖3-12

編譯信息提示對話框生成原理圖網(wǎng)絡表文件

在原理圖編輯環(huán)境中執(zhí)行【設計】→【工程的網(wǎng)絡表】→【Protel】菜單命令，則會在該項目中生成一個與項目同名的網(wǎng)絡表文件圖3-13網(wǎng)絡表文件該文件主要分成兩個部分。前一部分描述元件的屬性參數(shù)（元件序號、元件的封裝形式和元件的文本注釋），方括號是一個器件的標志。以“[”為起始標志，其后為元件序號、元件封裝形式和元件注釋，最后以“]”標志結束對該元件屬性的描述。后一部分描述原理圖文件中的電氣連接，標志為圓括號。以“（”為起始，首先是網(wǎng)絡號名，其后按字母順序依次列出與該網(wǎng)絡標號相連接的元件引腳號，最后以“）”結束該網(wǎng)絡連接的描述。生成和輸出各種報表和文件輸出元器件報表（1）執(zhí)行【報告】→【BillofMaterials】菜單命令。系統(tǒng)會彈出【BillofMaterialsForProject[數(shù)字電壓表.PrjPCB]（NoPCBDocumentSelected）】對話框（2）單擊表格中的標題按鈕，如【Comment】按鈕、【Description】按鈕等，可以使表格中的內(nèi)容按照一定的次序排列（3）單擊【Preview】按鈕，系統(tǒng)將下載并打開一個報表預覽Excel文件（4）單擊【Expert】按鈕，系統(tǒng)將會彈出【另存為】對話框生成和輸出各種報表和文件輸出整個項目原理圖的元器件報表如果一個設計項目由多個原理圖組成，那么整個項目所用的元器件還可以根據(jù)它們所處原理圖的不同分組顯示。執(zhí)行【報告】→【ComponentCrossReference】菜單命令圖3-14按原理圖分組輸出報表習題1．啟動AltiumDesigner，創(chuàng)建一個新的項目文件，將其保存在自己創(chuàng)建的目錄中，并為該項目文件加載一個新的原理圖文件。2．對第1題中的新建原理圖文件進行相應的屬性設置，圖紙大小為800×400（本書若無特別說明單位均為mm）、水平放置，其他參數(shù)按照系統(tǒng)默認設置即可。3．在新建原理圖文件中繪制如圖3-113所示的電路原理圖。在這個過程中，熟練對器件庫的操作、對器件放置的操作、對器件之間連接的操作。4．簡述繪制電路原理圖的相關技巧。5．項目編譯有哪些意義？6．輸出第3題電路原理圖中的相關報表。圖3-4習題3電路原理圖電路原理圖繪制的優(yōu)化方法第四章目錄使用網(wǎng)絡標號進行電路原理圖繪制的優(yōu)化使用端口進行電路原理圖繪制的優(yōu)化使用自上而下的層次電路設計方法優(yōu)化繪制使用自下而上的層次電路設計方法優(yōu)化繪制層次設計電路的特點在電路原理圖中標注元器件其他相關參數(shù)優(yōu)化繪制使用網(wǎng)絡標號進行電路原理圖繪制的優(yōu)化復制電路原理圖到新建的原理圖文件（1）執(zhí)行【文件】→【新的】→【原理圖】菜單命令，并打開新建的原理圖文件。將界面切換到前面已經(jīng)繪制好的電路原理圖（2）執(zhí)行【編輯】→【選擇】→【全部】菜單命令或按快捷鍵【CTRL+A】，選中電路原理圖（3）執(zhí)行【編輯】→【復制】菜單命令，或右擊在彈出的快捷菜單中執(zhí)行【復制】命令（4）將界面切換到新建的原理圖文件，執(zhí)行【編輯】→【粘貼】菜單命令圖4-1

打開繪制好的電路原理圖使用網(wǎng)絡標號進行電路原理圖繪制的優(yōu)化刪除部分連線由圖4-1可以看出，有的部分連線比較復雜，閱讀非常不方便，接口與接口之間的連線密集，很容易出錯。使用網(wǎng)絡標號可以簡化原理圖，使原理圖更為直觀和清晰。刪除連線的方式分為：（1）刪除一條連線：選中其中的一條連線，選擇【Delete】鍵，即可刪除連線。（2）刪除多條連線：將光標放置到待刪除的連線上，按住【Shift】鍵再單擊，可以一次選中多條待刪除的連線，選擇【Delete】鍵，即可刪除連線。圖4-1

打開繪制好的電路原理圖使用網(wǎng)絡標號進行電路原理圖繪制的優(yōu)化使用網(wǎng)絡標號優(yōu)化電路連接

（1）單擊【布線】工具欄中的【放置網(wǎng)絡標號】按鈕（2）按【Tab】鍵，此時系統(tǒng)將彈出【NetLabel】設置對話框（3）在【NetName】文本框中輸入A標號并按【Enter】鍵后，放置在單片機P0.0接口處，在另一端的數(shù)碼管的對應引腳處也放置同樣的標號（4）按照上述方式標注其他端口（5）單擊工具欄中的【保存】按鈕，保存對電路原理圖的編輯圖4-2【NetLabel】對話框使用網(wǎng)絡標號進行電路原理圖繪制的優(yōu)化使用網(wǎng)絡表查看網(wǎng)絡連接

（1）執(zhí)行【設計】→【工程的網(wǎng)絡表】→【Protel】菜單命令，系統(tǒng)會在工程文件中添加一個文本文件，其擴展名是“.NET”（2）使用窗口中的滾動條來查看電路的網(wǎng)絡連接，按【Ctrl+F】組合鍵

（3）在【Texttofind】文本框中輸入待查找的內(nèi)容

圖4-3使用網(wǎng)絡表查看連接使用端口進行電路原理圖繪制的優(yōu)化（1）執(zhí)行【文件】→【新的】→【原理圖】命令，新建原理圖（2）右擊在彈出的快捷菜單中執(zhí)行【另存為】命令，保存文件并重新命名

（3）將需要優(yōu)化的電路原理圖復制到此文件中，并刪除需要優(yōu)化的連線

（4）單擊【布線】工具欄中的【放置端口】按鈕（5）按【Tab】鍵，此時系統(tǒng)將彈出【Port】對話框（6）在【Name】文本框中輸入I/O端口名，根據(jù)實際電路圖設置【I/OType】和【Alignment】（7）按照上述方式在其他引腳線上放置I/O端口（8）單擊工具欄中的【保存】按鈕，保存對電路原理圖的編輯圖4-4【Port】對話框使用自上而下的層次電路設計方法優(yōu)化繪制繪制自上而下的層次原理圖的主電路圖

（1）新創(chuàng)建的電路原理圖（2）單擊【布線】工具欄中的【放置頁面符】按鈕

（3）按【Tab】鍵，此時系統(tǒng)將彈出【SheetSymbol】對話框，在該對話框中可對子電路塊名稱、大小、顏色等參數(shù)進行設置。

（4）單擊并拖動鼠標，到合適大小再次單擊，完成圖表符的放置，（5）接下來編輯圖表符的端口

（6）單擊【布線】工具欄中的【放置圖紙入口】按鈕

（7）按【Tab】鍵，系統(tǒng)將彈出【SheetEntry】對話框（8）定義端口【Name】為VCC，定義【I/OType】為【Input】圖4-5自上而下電路設計流程圖使用自上而下的層次電路設計方法優(yōu)化繪制繪制自上而下的層次原理圖的主電路圖

（9）按照上述方法在子電路塊中放置其他端口（10）按照上述方法編輯其他子電路塊

（11）連接子電路塊圖4-6連接子電路塊使用自上而下的層次電路設計方法優(yōu)化繪制在子電路塊中輸入電路原理圖

（1）執(zhí)行【設計】→【從頁面符創(chuàng)建圖紙】菜單命令

（2）采用復制的方法輸入電路原理圖，并連接I/O端口，與普通電路原理圖一樣，可以使用網(wǎng)絡標簽

（3）按照上述方法將另兩塊子電路塊輸入電路原理圖，并連接端口（4）雙擊主電路圖的各個模塊，將【FileName】改為對應子電路圖名稱（5）右擊數(shù)字電壓表.PrjPCB文件選項，執(zhí)行【ValidatePCBProject】命令，其效果是將前面的三個子電路圖放在主電路圖下（6）執(zhí)行【工具】→【上/下層次】菜單命令，此時光標變?yōu)椤笆弊中?，單擊電路中的端口即可實現(xiàn)上層到下層或下層到上層的切換。使用自下而上的層次電路設計方法優(yōu)化繪制使用自下而上設計方法，即先子模塊后主模塊，先底層后頂層，先部分后整體。

創(chuàng)建子模塊電路

（1）打開電路原理圖，執(zhí)行【文件】→【另存為】菜單命令。

（2）修改文件名為U1New.SchDoc，然后單擊【保存】按鈕確認

（3）按照上述方式創(chuàng)建U2New.SchDoc與U3New.SchDoc文件從子電路原理圖生成子電路模塊（1）執(zhí)行【文件】→【新的】→【原理圖】菜單命令（2）在新建原理圖編輯環(huán)境中，執(zhí)行【設計】→【CreateSheetSymbolFromSheet】菜單命令，系統(tǒng)將彈出【ChooseDocumenttoPlace】對話框（3）選中U1New.SchDoc文件后，單擊【OK】按鈕，此時光標下出現(xiàn)子電路模塊圖4-7自下而上設計流程圖使用自下而上的層次電路設計方法優(yōu)化繪制從子電路原理圖生成子電路模塊（4）按照上述方法生成U2New.SchDoc及U3New.SchDoc子電路模塊，并對其進行調(diào)整（5）連接相應端口（6）右擊工程名執(zhí)行【ValidatePCBProject】命令，即完成采用自下而上的方法設計的層次電路（7）執(zhí)行【設計】→【工程的網(wǎng)絡表】→【Protel】菜單命令，可查看相應的網(wǎng)絡連接圖4-8連接子電路模塊層次設計電路的特點（1）將一個復雜的電路設計分為幾個部分，分配給不同的技術人員同時進行設計，這樣可縮短設計周期。（2）按功能將電路設計分成幾個部分，使具有不同特長的設計人員負責不同部分的設計，降低了設計難度。（3）復雜電路圖需要很大的頁面圖紙繪制，而采用的打印輸出設備不支持打印過大的電路圖。（4）目前自上而下的設計策略已成為電路和系統(tǒng)設計的主流。這種設計策略與層次電路結構相一致。因此相對復雜的電路和系統(tǒng)設計，目前大多采用此方法。在電路原理圖中標注元器件其他相關參數(shù)優(yōu)化繪制在實例電路中包含電阻元件，當電阻體內(nèi)有電流流過時要發(fā)熱，溫度太高容易燒毀，為了使電路正常工作，在選用電阻時用戶需要考慮選擇何種功率的電阻；電路中還用到電容，電容的耐壓值的合理選取是保證電路正常工作的重要參數(shù)；此外，電路中還用到二極管，二極管的最大反向工作電壓值的選取是關系電路正常工作的重要參數(shù)，如果反向電壓選取不當可能會造成二極管被擊穿。因此，在電路原理圖中標注元器件參數(shù)便于閱讀。在電路原理圖中標注元器件其他相關參數(shù)優(yōu)化繪制（1）雙擊電路原理圖中的電阻R10，此時系統(tǒng)將彈出【Properties】對話框，在【Parameters】選項卡中【Value】文本框中編輯電阻R10的功率為0.25W（2）編輯完成后，退出設置（3）按照上述方法標注電路中其他元器件的參數(shù)，可增加電路的可讀性圖4-9編輯后的電阻R10習題1．優(yōu)化原理圖繪制有哪些方法？2．寫出自上而下的層次電路設計和自下而上的層次電路設計的流程圖，并說說這兩種方法之間的差別。3．層次電路設計的優(yōu)點有哪些？PCB設計預備知識第五章目錄印制電路板的構成及其基本功能PCB制造工藝流程PCB中的名稱定義PCB板層AltiumDesigner中的分層設置目錄元器件封裝技術電路板的形狀及尺寸定義印制電路板設計的一般原則電路板測試PCB是Printed

Circuit

Board的英文縮寫，稱之為印制電路板。通常把在絕緣材料上，按預定設計，制成印制線路、印制元器件或兩者組合而成的導電圖形稱為印制電路。而在絕緣基材上提供元器件之間電氣連接的導電圖形，稱為印制線路。這樣就把印制電路或印制線路的成品板稱為印制線路板，亦稱為印制板或印制電路板。印制電路的基板是由絕緣隔熱且不易彎曲的材質(zhì)制作而成。在表面可以看到的細小線路是銅箔，原本銅箔是覆蓋在整個板子上的，而在制造過程中部分被蝕刻處理掉，留下來的部分就變成網(wǎng)狀的細小線路了，這些線路被稱作導線或稱布線，用來提供PCB上零件的電路連接。印制電路板幾乎應用于各種電子設備中，如電子玩具、手機、計算機等，只要有集成電路等電子元器件，為了它們之間的電氣互連，都會使用印制電路板。概述印制電路板的構成及其基本功能印制電路板的構成一塊完整的印制電路板主要由以下幾部分構成。絕緣基材：一般由酚醛紙基、環(huán)氧紙基或環(huán)氧玻璃布制成。阻焊銅箔面：銅箔面為電路板的主體，它由裸露的焊盤和被綠油覆蓋的銅箔電路組成，焊盤用于焊接電子元器件。層：用于保護銅箔電路，由耐高溫的阻焊劑制成。字符層：用于標注元器件的編號和符號，便于印制電路板加工時的電路識別?？祝河糜诨寮庸?、元器件安裝、產(chǎn)品裝配以及不同層面的銅箔電路之間的連接。印制電路板的構成及其基本功能一塊完整的印制電路板如圖5-1所示。圖5-1一塊完整的印制電路板PCB上有綠色或棕色是阻焊漆的顏色。這層是絕緣的防護層，可以保護銅線，也可以防止零件被焊到不正確的地方。在阻焊層上另外會印制上一層絲網(wǎng)印制面。通常在這上面會印上文字與符號（大多是白色的），以標示出各零件在板子上的位置。絲網(wǎng)印制面也被稱作圖標面。印制電路板的構成及其基本功能印制電路板的功能提供機械支撐實現(xiàn)電氣連接或電絕緣其他功能

PCB制造工藝流程PCB制作工藝流程菲林底版：菲林底版是印制電路板生產(chǎn)的前導工序。菲林底版在印制板生產(chǎn)中的用途包括：圖形轉(zhuǎn)移中的感光掩膜圖形，包括線路圖形和光致阻焊圖形；網(wǎng)印工藝中的絲網(wǎng)模板的制作，包括阻焊圖形和字符；機加工（鉆孔和外形銑）數(shù)控機床編程依據(jù)及鉆孔參考?；宀牧希焊层~箔層壓板（CopperCladLaminates，CCL）簡稱覆銅箔板或覆銅板，是制造印制電路板（PCB）的基板材料。拼版及光繪數(shù)據(jù)生成：PCB設計完成后，若PCB板形太小，需將若干小板拼成一個大板，此道工序為拼板。拼版完成后，生成光繪圖數(shù)據(jù)。PCB中的名稱定義PCB中的名稱定義導線

：原本銅箔是覆蓋在整個板子上的，而在制造過程中部分被蝕刻處理掉，留下來的部分就變成網(wǎng)狀的細小線路了，這些線路被稱作導線或布線，如圖5-5所示。圖5-5導線圖PCB中的名稱定義PCB中的名稱定義ZIF插座：在PCB上有些零件需要在制作完成后可以拿掉或者裝回去，那么該零件安裝時會用到插座。插座是直接焊在板子上的，零件可以任意的拆裝。零拔插力式（ZeroInsertionForce，ZIF）插座，它可以讓零件輕松插進插座，也可以拆下來。ZIF插座如圖5-6所示。圖5-6ZIF插座PCB中的名稱定義PCB中的名稱定義邊接頭：如果要將兩塊PCB相互連接，一般都會用到俗稱“金手指”的邊接頭（EdgeConnector）。金手指上包含了許多裸露的銅墊，這些銅墊事實上也是PCB布線的一部分。通常連接時，將其中一片PCB上的金手指插進另一片PCB上合適的插槽上（Slot，一般叫作擴充槽）。邊接頭如圖5-7所示。圖5-7邊接頭圖PCB板層PCB分類單面板：在最基本的PCB上，元器件集中在其中一面，導線則集中在另一面上。因為單面板在設計線路上有許多嚴格的限制（因為只有一面，布線間不能交叉，而必須繞獨自的路徑），所以只有早期的電路才使用這類的板子。雙面板：雙面板（Double-Sided

Boards）的兩面都有布線。不過要用上兩面的導線，必須要在兩面間有適當?shù)碾娐愤B接才行。這種電路間的“橋梁”叫作導孔（Via）。多層板：為了增加可以布線的面積，多層板（Multi-Layer

Boards）用上了更多單面或雙面的布線板。

PCB板層Altium

Designer中的板層管理PCB板層結構的相關設置及調(diào)整是通過如圖5-9所示的【Layer

Stack

Manager】（層疊管理器）對話框來完成的。圖5-9【Layer

Stack

Manager】對話框有兩種打開對話框的方式，分別為：1.執(zhí)行菜單命令【設計】→【層疊管理器】。2.在編輯環(huán)境中內(nèi)按O鍵，在彈出的菜單中執(zhí)行【層疊管理器】命令。PCB板層Altium

Designer中的板層管理為了適應軟硬板，AD23可以進行多個疊層的設定。AD23的【層疊管理器】對于各個層的設定做了優(yōu)化，使得可設置的內(nèi)容變得更加詳細而操作更加簡單。在圖5-9【Material】欄中可以對層的材質(zhì)進行預定，完成預定以后便可在疊層管理器中直接使用。單擊圖5-9下方【Impedance】切換分頁，彈出阻抗設置界面如圖5-12所示。此處例式的線寬等參數(shù)均為默認添加的值，讀者可根據(jù)需要自行修改寬度等內(nèi)容。圖5-12阻抗設置界面PCB板層Altium

Designer中的板層管理單擊圖5-9下方【Via

Types】切換分頁，彈出過孔設置界面如圖5-13所示。此處例式為默認添加的模式，讀者可根據(jù)需要自行修改過孔的寬度占比等內(nèi)容。圖5-13過孔設置界面AltiumDesigner中的分層設置Altium

Designer中的分層設置Altium

Designer為用戶提供了多個工作層，板層標簽用于切換PCB工作的層面，所選中的板層的顏色將顯示在最前端。在PCB編輯環(huán)境中右擊，在彈出的快捷菜單中執(zhí)行【優(yōu)先選項】命令，可打開【優(yōu)選項】對話框，選擇【PCB

Editor】→【Layer

Colors】，進入視圖配置界面，如圖5-14所示。圖5-14視覺配置界面AltiumDesigner中的分層設置Altium

Designer中的分層設置在【激活色彩方案】列表框中有PCB的各層顏色。Altium

Designer提供的工作層主要有以下幾種。信號層內(nèi)平層機械層掩模層絲印層其余層元器件封裝技術元器件封裝的具體形式元器件封裝分為插入式封裝和表面黏貼式封裝。其中，將零件安置在板子的一面，并將接腳焊在另一面上，這種技術稱為插入式（Through

Hole

Technology，THT）封裝；另一種，接腳是焊在與零件同一面，不用為每個接腳的焊接而在PCB上鉆孔，這種技術稱為表面黏貼式（Surface

Mounted

Technology，SMT）封裝。使用THT封裝的元器件需要占用大量的空間，但THT元器件和SMT元器件比起來，PCB連接的構造比較好SMT元器件比THT元器件要小，SMT封裝元器件比THT封裝元器件要便宜。元器件封裝技術元器件封裝的具體形式如下：SOP系列：SOP是英文Small

Outline

Package的縮寫，即小外形封裝。DIP

：

DIP是英文Double

In-line

Package的縮寫，即雙列直插式封裝。PLCC：

PLCC是英文Plastic

Leaded

Chip

Carrier的縮寫，即塑封有引線封裝。TQFP：

TQFP是英文Thin

Quad

Flat

Package的縮寫，即薄塑封四角扁平封裝。PQFP：

PQFP是英文Plastic

Quad

Flat

Package的縮寫，即塑封四角扁平封裝。TSOP

：

TSIP是英文Thin

Small

Outline

Package的縮寫，即薄型小尺寸封裝。BGA封裝：

BGA是英文Ball

Grid

Array的縮寫，即球柵陣列（封裝）。元器件封裝技術Altium

Designer中的元器件及封裝Altium

Designer中提供了許多元器件模型極其封裝形式，如電阻、電容、二極管、晶體管等。下面簡單介紹兩個元件的封裝。1.電阻在Altium

Designer中電阻的標識為Res1、Res2、Res

Semi等，其封裝屬性為AXIAL系列。而AXIAL的中文意義就是軸狀的。AltiumDesigner中提供的電阻封裝AXIAL系列如圖5-23所示。圖5-23

AltiumDesigner中電阻封裝AXIAL系列元器件封裝技術Altium

Designer中的元器件及封裝2.電位器AltiumDesigner中電位器的標識為RPot等，其封裝屬性為VR系列。Altium

Designer中提供的電位器封裝VR系列如圖5-26所示。圖5-26

AltiumDesigner中電位器封裝VR系列元器件封裝技術Altium

Designer中的元器件及封裝3.電容（無極性電容）Altium

Designer中無極性電容的標識為Cap等，其封裝屬性為RAD系列。Altium

Designer中提供的無極性電容封裝RAD系列如圖5-29所示。自左向右依次為：RAD

0.1、RAD

0.2、RAD

0.3、RAD

0.4。其中，0.1是指該電容在印制電路板上焊盤間的間距為100mil，0.2是指該電容在印制電路板上焊盤間的間距為200mil，依此類推。圖5-29

AltiumDesigner中無極性電容封裝RAD系列元器件封裝技術Altium

Designer中的元器件及封裝3.極性電容Altium

Designer中電解電容的標識為Cap

Pol，其封裝屬性為RB系列。Altium

Designer中提供的電解電容封裝RB系列如圖5-32所示。從左到右分別為：RB5-10.5、RB7.6-15。其中，RB5-10.5中的5表示焊盤間的距離是5mm，10.5表示電容圓筒的外徑為10.5mm，RB7.6-15的含義同此。圖5-32

AltiumDesigner中

電解電容封裝RB系列元器件封裝技術元器件引腳間距元器件不同，其引腳間距也不相同，但大多數(shù)引腳都是100mil（2.54mm）的整數(shù)倍。在PCB設計中必須準確測量元器件的引腳間距，因為它決定著焊盤放置間距。通常對于非標準元器件的引腳間距，用戶可使用游標卡尺進行測量。焊盤孔距是根據(jù)元器件引腳間距來確定的。而元器件間距有軟尺寸和硬尺寸之分。軟尺寸是指基于引腳能夠彎折的元器件，如電阻、電容、電感等，因引腳間距為軟尺寸的元器件的引腳可彎折，故設計該類元器件的焊盤孔距比較靈活。硬尺寸是基于引腳不能彎折的元器件，如排阻、晶體管、集成電路等，由于其引腳不可彎折，因此其對焊盤孔距要求相當準確。電路板的形狀及尺寸定義電路板尺寸的設置直接影響電路板成品的質(zhì)量。當PCB尺寸過大時，必然造成印制線路長，從而導致阻抗增加，致使電路的抗噪聲能力下降，成本也增加；而當PC