《電子線路CAD教程-基于Altium Designer平臺》課件第3章 元件電氣圖形符號編輯與創(chuàng)建

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第3章元件電氣圖形符號編輯與創(chuàng)建3.1原理圖元件庫文件編輯器啟動與界面認識3.2創(chuàng)建元件電氣圖形符號3.3創(chuàng)建原理圖項目元件庫3.4添加各類模型3.5元件庫文件檢查與編譯2025/1/7電子線路CAD實用教程——基于AltiumDesigner平臺

在原理圖編輯過程中，由于下列原因，可能需要修改已有元件的電氣圖形符號或創(chuàng)建新元件的電氣圖形符號：

(1)AltiumDesigner提供的元件電氣圖形符號庫文件中沒有收錄用戶所需元器件的電氣圖形符號，如某些特殊的非標元器件以及新近進入市場的元器件。

(2)元件電氣圖形符號不符合某一標準或規(guī)范，例如分立元件電氣圖形庫MiscellaneousDevices.IntLib中的二極管、三極管電氣圖形符號與GB4728-85標準不一致。

(3)元件電氣圖形符號庫內(nèi)引腳編號與PCB封裝庫內(nèi)元件引腳編號不一致。

(4)元件電氣圖形符號尺寸偏大，如引腳太長，占用圖紙面積多。

其實有經(jīng)驗的電子CAD軟件操作者，在完成了相應電子CAD軟件，如AltiumDesigner安裝后，并不直接使用電子CAD軟件提供的原理圖元件庫文件、PCB封裝圖元件庫文件，而是借助相應類型元件庫編輯器在硬盤上創(chuàng)建自己的原理圖元件庫文件、PCB封裝圖元件庫文件，并在使用過程中通過創(chuàng)建、復制、修改方式逐步完善自己的元件庫。2025/1/7電子線路CAD實用教程——基于AltiumDesigner平臺3.1元件電氣圖形符號庫文件編輯器啟動與界面認識

在AltiumDesigner狀態(tài)下，可選擇如下方式之一，啟動原理圖元件庫文件編輯器。

(1)執(zhí)行“File”菜單下的“Open…”命令，選擇并單擊用戶自己創(chuàng)建的未編譯的元件電氣圖形符號庫文件(.SchLib)、未編譯的集成庫文件(.LibPkg)或已編譯的集成元件庫文件(.IntLib)。

(2)執(zhí)行“File”菜單下的“New\Library”命令，在創(chuàng)建元件電氣圖形符號庫文件的同時自動進入元件電氣圖形符號庫文件編輯狀態(tài)。2025/1/7電子線路CAD實用教程——基于AltiumDesigner平臺3.1.1修改原理圖元件庫文件打開集成元件庫文件，進入原理圖元件庫文件編輯狀態(tài)的操作過程如下：(1)執(zhí)行“File”菜單下的“Open…”命令，在“ChooseDocumenttoOpen”窗口內(nèi)選定目標文件所在文件夾及庫文件名。

庫文件可以是用戶自己創(chuàng)建的未編譯的原理圖元件庫文件(.SchLib)、未編譯的集成元件庫(.LibPkg)，也可以是已編譯的集成元件庫文件(.IntLib)。當打開的庫文件為已編譯的集成庫文件(.IntLib)時，系統(tǒng)將給出圖3.1.1所示的提示信息。圖3.1.1打開已編譯集成元件庫文件時給出的提示信息2025/1/7電子線路CAD實用教程——基于AltiumDesigner平臺單擊“ExtractSources”(提取源文件)按鈕獲取已編譯集成元件庫文件(.IntLib)的源文件，如果該庫文件已裝入，系統(tǒng)還會給出圖3.1.2所示的提示信息，要求將該文件移出。圖3.1.2打開一個已裝入集成元件庫文件的提示

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單擊“OK”按鈕后，即可在項目管理器(Projects)窗口內(nèi)觀察到已打開的集成元件庫文件，如圖3.1.3所示。

圖3.1.3打開集成元件庫文件

集成元件庫文件打開后，AltiumDesigner會在集成元件庫文件(.IntLib)所在文件夾內(nèi)自動創(chuàng)建與集成元件庫文件同名的文件夾(如圖3.1.4所示)，以便存放從集成元件庫文件中提取出來的各類元件庫源文件，如圖3.1.5所示。

圖3.1.4自動創(chuàng)建同名文件夾

自動創(chuàng)建的同名文件夾被打開的集成庫文件圖3.1.5提取出的各類元件庫源文件

提取出的源文件種類、數(shù)量與集成元件庫文件內(nèi)容有關(guān)，主要有元件電氣圖形符號庫(.SchLib)、元件PCB封裝圖庫(.PcbLib)、電性能仿真模型(.mdl或.Ckt)庫、3D模型(.Pcb3DLib)、信號完整性分析模型(.SiLib)等。2025/1/7電子線路CAD實用教程——基于AltiumDesigner平臺(2)雙擊項目文件管理器窗口內(nèi)的MiscellaneousDevices.SchLib文件即可進入原理圖元件庫文件編輯狀態(tài)，如圖3.1.6所示。原理圖元件庫編輯器由主菜單欄(包含了多個菜單命令)、標準工具欄、庫文件編輯專用工具欄(包含了實用工具、IEEE工具)、元件電氣圖形符號編輯區(qū)、元件模式顯示區(qū)、當前元件PCB封裝圖預視區(qū)等部分組成。圖3.1.6原理圖元件庫編輯器界面

3.1.2原理圖元件庫面板(SCHLibrary)的使用

原理圖元件庫面板(SCHLibrary)是原理圖元件庫編輯狀態(tài)下專用的控制面板，在原理圖元件庫編輯狀態(tài)下，通過SCHLibrary面板可以非常方便快捷地瀏覽、添加、刪除、修改元件及其引腳。

在原理圖元件庫編輯狀態(tài)下，可隨時單擊“狀態(tài)”欄右側(cè)的“SCH”按鈕，選擇“SCHLibrary”即可打開原理圖元件庫面板，如圖3.1.7所示。圖3.1.7原理圖元件庫面板

2025/1/7電子線路CAD實用教程——基于AltiumDesigner平臺3.1.3修改原理圖元件庫元件

原理圖元件庫文件打開后，即可在編輯區(qū)內(nèi)修改或添加構(gòu)成元件形狀的圖件、引腳長度。下面以修改MiscellaneousDevices.SchLib原理圖元件庫文件內(nèi)的1N4006二極管為例，介紹元件的修改過程。

(1)在SCHLibrary面板的元件列表窗內(nèi)，找出并單擊目標元件，使他成為當前元件，如圖3.1.9所示。圖3.1.9找出待修改的目標元件

(2)在編輯區(qū)內(nèi)，修改圖件屬性、調(diào)整圖件位置或形狀，必要時再借助相應的實用工具，添加新圖件。

例如，直接雙擊圖3.1.9中的多邊形，在圖3.1.10所示的多邊形屬性窗口內(nèi)，去掉“DrawSolid”(實心)復選項前的“√”號，并單擊“OK”按鈕確認，使它成為空心多邊形，如圖3.1.11所示。圖3.1.10多邊形屬性

圖3.1.11空心多邊形

然后，再利用實用工具中的“直線”工具，繪制一條短直接，即可獲得與國標接近的二極管電氣圖形符號，如圖3.1.12所示。圖3.1.12添加直線段后增加的實線段2025/1/7電子線路CAD實用教程——基于AltiumDesigner平臺

(3)在SCHLibrary控制面板的元件引腳列表窗內(nèi)，直接雙擊元件的引腳，在圖3.1.13所示引腳屬性列表窗口內(nèi)，直接修改引腳長度。

圖3.1.13引腳屬性窗口

當然也可以在元件編輯區(qū)內(nèi)，直接雙擊包括引腳在內(nèi)的任一圖件，進入相應圖件的屬性設置窗，修改圖件參數(shù)。2025/1/7電子線路CAD實用教程——基于AltiumDesigner平臺2.批量修改SCHLibrary編輯器同樣提供了“SCHLIBInspector”(檢查器)、“SCHLIBList”(列表器)等批量修改功能，因此可先用“FindSimilarObject…”命令、SCHLIBFilter(原理圖過濾器)選定操作對象后，進行批量修改。檢查器、列表器、過濾器以及查找相似對象使用方法與原理圖編輯器完全相同或相近，這里不再重復。2025/1/7電子線路CAD實用教程——基于AltiumDesigner平臺3.1.4批量更新原理圖內(nèi)元件

修改了電氣圖形符號庫文件中某一元件的電氣圖形符號后，可借助“Tools”菜單下的“UpdateSchematics”(更新原理圖)命令，批量更新項目管理器(Project)窗口內(nèi)多個處于打開狀態(tài)的原理圖文件中所有“DesignItemID”與電氣圖形符號庫“SymbolReference”相同的元件，操作過程如下：(1)在圖3.1.7所示的元件庫面板窗口內(nèi)，單擊需要更新的元件，使它成為當前元件。(2)執(zhí)行“Tools”菜單下的“UpdateSchematics”命令，原理圖編輯器將給出類似圖3.1.16所示的提示信息。圖3.1.16被更新的元件數(shù)與原理圖數(shù)

(3)單擊“OK”按鈕后，將發(fā)現(xiàn)原理圖文件中對應元件的電氣圖形符號已被更新。2025/1/7電子線路CAD實用教程——基于AltiumDesigner平臺3.1.5創(chuàng)建原理圖元件庫文件

單擊“File”菜單下的“New”(新建)命令，選擇“Library”文件類型標簽中的“SchematicLibrary”(原理圖庫文件)，即可創(chuàng)建一個文件名為SchLib1.SchLib的原理圖電氣圖形符號庫文件，并自動進入原理圖電氣圖形符號編輯狀態(tài)。

既可以在未編譯集成庫文件(.LibPkg)內(nèi)創(chuàng)建新的元件電氣圖形符號庫文件(.SchLib)，也可以直接創(chuàng)建獨立的不隸屬于任何庫文件的元件電氣圖形符號庫文件(.SchLib)。2025/1/7電子線路CAD實用教程——基于AltiumDesigner平臺3.2創(chuàng)建元件電氣圖形符號

本節(jié)將詳細介紹創(chuàng)建元件電氣圖形符號的操作過程，通過創(chuàng)建元件電氣圖形符號進一步了解元件電氣圖形符號的構(gòu)成。3.2.1從頭開始創(chuàng)建元件電氣圖形符號

在原理圖元件編輯器中從頭開始創(chuàng)建一個元件電氣圖形符號操作過程大致如下：

(1)執(zhí)行“Tools”(工具)菜單下的“DocumentOptions”(文檔選項)命令，在圖3.2.1所示窗口內(nèi)，設置編輯區(qū)參數(shù)。圖3.2.1設置編輯區(qū)參數(shù)

圖紙尺寸(缺省時為E,實際用A也足夠)鎖定距離可改為52025/1/7電子線路CAD實用教程——基于AltiumDesigner平臺(2)單擊“SCHLibrary”面板元件列表窗下的“Add”按鈕，增加一個新的空白的元件電氣圖形符號(與實用工具窗口內(nèi)的“CreateComponent”工具，以及“Tools”菜單下的“NewComponent”命令作用相同)，在圖3.2.2窗口內(nèi)輸入新創(chuàng)建的元件名。輸入新的元件名執(zhí)行了創(chuàng)建命令后，系統(tǒng)自動用“Component-1”作為新元件名，用戶可在該文本框內(nèi)輸入元件名。圖3.2.2輸入創(chuàng)建的元件名

(3)使用“實用工具”窗內(nèi)的畫圖工具，如矩形、圓弧、直線、曲線等，繪制元件電氣圖形符號的外框，如圖3.2.3所示。圖3.2.3繪制元件邊框2025/1/7電子線路CAD實用教程——基于AltiumDesigner平臺(4)單擊引腳信息列表窗口下的“Add”按鈕，添加元件引腳，即可觀察到隨光標移動的元件引腳，如圖3.2.4所示。圖3.2.4元件引腳

按下Tab鍵，進入圖3.2.5所示引腳屬性設置窗，輸入引腳名、編號、電氣屬性、長度等信息后，單擊“OK”按鈕退出2025/1/7電子線路CAD實用教程——基于AltiumDesigner平臺圖3.2.5引腳屬性設置窗

DisplayName：引腳名稱。元件引腳名一般為字符串信息，但也可以是數(shù)字，甚至空白(不輸入)。designator：引腳序號。一般用數(shù)字作為引腳序號，但也可以用字符串表示，例如對BJT三極管來說，分別用E、B、C作為三個引腳的序號可能更加明了。在原理圖文件中元件的連接關(guān)系就是通過引腳序號與PCB元件封裝圖的引腳序號建立連接關(guān)系，因此引腳序號不能缺省，且電氣圖形符號的引腳序號與PCB封裝圖的引腳編號必須一致。引腳序號自動放在具有電氣屬性引腳一端的上、下或左、右側(cè)。ElectricalType：引腳電氣屬性類型。Length：引腳長度。缺省時為20個單位，一般取5或10的整數(shù)倍，如5、10、15、20、25、30等，以保證原理圖連線對準，原因是SCH編輯器格點鎖定距離一般取5或10。2025/1/7電子線路CAD實用教程——基于AltiumDesigner平臺(4)不斷重復單擊引腳信息列表窗下的“Add”按鈕，繼續(xù)放置其他引腳，最終可獲得圖3.2.6所示的元件電氣圖形符號。圖3.2.6放置了全部引腳的元件(5)必要時執(zhí)行“Tools”菜單下的“RenameComponent”(重命名)命令，在圖3.2.2所示窗口內(nèi)重新設置元件名稱。(6)執(zhí)行元件列表窗下的“Edit”按鈕(直接雙擊元件列表中的目標元件名或執(zhí)行“Tools”菜單下的“ComponentProperties…”)，在圖3.2.8所示窗口設置元件缺省序號、型號(或大小)等信息。圖3.2.8設置元件屬性

缺省序號與元件屬性有關(guān)。例如，電阻習慣用“R?”、電感用“L?”、電容用“C?”(無極性電容)或“E?”(電解電容)、三極管用“Q?”、集成電路用“U?”或“IC?”作為元件缺省序號。

Comment(注釋信息)為可選項，可以是元件大小(對RLC元件)或型號(對IC類元件、三極管、二極管等)。

Description(描述)為可選項?？稍谠撐谋竞袃?nèi)輸入元件屬性的簡短描述信息。2025/1/7電子線路CAD實用教程——基于AltiumDesigner平臺(7)必要時，單擊PCB封裝圖顯示窗下的“AddFootPrint”按鈕，添加PCB封裝圖信息。

到此，已經(jīng)完成了一個元件電氣圖形符號的創(chuàng)建過程。接著就可以不斷重復執(zhí)行元件名列表窗下的“Add”按鈕，添加其他的元件。2025/1/7電子線路CAD實用教程——基于AltiumDesigner平臺3.2.2從當前庫文件中復制元件電氣圖形符號AltiumDesigner在元件電氣圖形符號編輯器(SCHLibrary)中取消了“元件組”的概念，對于具有相同或相似電氣圖形符號的元件，可通過復制→修改→重命名方式迅速生成其電氣圖形符號，只是庫文件占用存儲空間較大而已。例如，快恢復二極管FR106電氣圖形符號與Diode1N4006相同，因此可通過如下操作步驟獲得FR106二極管的電氣圖形符號。(1)將鼠標移到SCHLibrary編輯器面板元件列表窗內(nèi)，找到并右擊“Diode1N4006”元件，調(diào)出“庫元件管理操作常用命令”，選中并單擊其中的“Copy”(復制)命令。(2)單擊右鍵，再度調(diào)出“庫元件管理操作常用命令”，選中并單擊其中的“Paste”(粘貼)命令，即可發(fā)現(xiàn)元件列表窗內(nèi)出現(xiàn)了“Diode1N4006_1”元件(系統(tǒng)用源元件名_n作為粘貼得到的元件名)，如圖3.2.10所示。圖3.2.10粘貼后自動生成的元件注意：元件整體復制、粘貼操作不能用“Edit”菜單下的“Copy”、“Paste”命令，原因是“Edit”菜單下的命令僅對編輯區(qū)內(nèi)的圖件有效。(3)執(zhí)行“Tools”菜單下的“renameComponent”命令，在圖3.2.2文本窗內(nèi)輸入新的元件名。必要時，再使用相關(guān)工具或命令在元件電氣圖形編輯區(qū)內(nèi)添加、修改構(gòu)成元件電氣圖形的圖件(包括引腳和沒有電氣屬性的圖形)即可獲得最終的元件電氣圖形符號。3.2.3從已有元件庫文件中復制元件電氣圖形符號

AltiumDesigner提供了從已有元件電氣圖形符號庫文件中復制一個或多個元件電氣圖形符號到另一電氣圖形符號元件庫文件的操作，下面以將MiscellaneousDevices.IntLib元件庫文件內(nèi)的部分元件復制到新建的原理圖元件庫文件UserSch.SchLib的操作過程為例，介紹元件復制操作方法：(1)打開待添加元件的目標原理圖元件庫文件(下面簡稱目標庫文件)，如UserSch.SchLib，如圖3.2.11所示。圖3.2.11打開目標元件庫文件2025/1/7電子線路CAD實用教程——基于AltiumDesigner平臺(2)打開元件來源庫文件MiscellaneousDevices.IntLib(下面簡稱源庫文件)。(3)進入源庫文件SCHLibrary面板，在元件名列表窗內(nèi)，選定待復制的一個或多個目標元件：

當僅需要復制一個元件時：滾動元件名列表窗右側(cè)的上下滾動按鈕，在元件名列表窗內(nèi)找出并單擊目標元件，使之成為當前元件。

當需要復制多個位置相鄰的元件電氣圖形符號時：在元件名列表窗內(nèi)，找出并單擊第一個元件名，然后按下鍵盤上的[Shift]鍵不放，借助鼠標，在元件列表窗內(nèi)找出并單擊最后一個元件名，即可完成相鄰元件的選定操作。當需要復制多個彼此不相鄰的元件時：在元件名列表窗內(nèi)，找出并單擊第一個元件名，然后按下鍵盤上的[Ctrl]

鍵不放，在元件名列表窗內(nèi)，逐一找出并單擊待復制的目標元件名，直到最后一個元件，即可完成多個不相鄰元件的選定操作，如圖3.2.13所示。2025/1/7電子線路CAD實用教程——基于AltiumDesigner平臺圖3.2.13同時選定了兩個不相鄰元件

2025/1/7電子線路CAD實用教程——基于AltiumDesigner平臺(4)選定了一個或多個源元件名后，執(zhí)行“Tools”菜單下的“CopyComponent…”命令，在圖3.2.14所示的目標庫文件列表窗內(nèi)，單擊目標庫文件，并單擊“OK”按鈕確認，編輯器自動將已選定的一個或多個元件電氣圖形符號同時復制到目標庫文件中。圖3.2.14選定目標庫文件

至此，已完成了元件的復制過程，可在目標庫文件SCHLibrary面板中觀察到從源庫文件復制來的元件，如圖3.2.15所示。2025/1/7電子線路CAD實用教程——基于AltiumDesigner平臺圖3.2.15復制結(jié)果2025/1/7電子線路CAD實用教程——基于AltiumDesigner平臺3.2.4制作含有多個單元電路元件的電氣圖形符號

包括數(shù)字IC門電路、集成運算放大器、模擬比較器、功率驅(qū)動器等集成電路芯片內(nèi)部往往含有多套單元電路(不同單元可能完全相同，也可能略有差別)，例如LM358內(nèi)部就含有兩套功能完全相同的單元電路，如圖3.2.16所示。圖3.2.16一個封裝管座內(nèi)含有兩套單元電路對于這類元件，可按如下步驟創(chuàng)建元件電氣圖形符號：(1)打開將要存放該元件電氣圖形符號的原理圖元件庫文件(.SchLib)，如UserSch.SchLib，進入原理圖元件庫文件編輯狀態(tài)。(2)執(zhí)行SCHLibrary面板中元件列表窗下的“Add”按鈕(或執(zhí)行“Tools”菜單下的“NewComponent…”命令，在圖3.2.2提示窗口內(nèi)輸入元件名，如LM358。(3)在編輯區(qū)內(nèi)，利用實用工具欄內(nèi)的直線、多邊形、文字等工具畫出第一單元電路電氣圖形符號外形；再通過“SCHLibrary”面板中引腳列表窗下的“Add”按鈕添加引腳信息，即可獲得如圖3.2.17所示的第一單元電路的電氣圖形符號。圖3.2.17在編輯區(qū)畫出其中的一個單元電路(4)執(zhí)行“Tools”菜