實(shí)驗(yàn)4 使用Altium Designer繪制電路原理圖(上機(jī))

1、15電子工程技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)實(shí)驗(yàn)4 使用Altium Designer繪制電路原理圖一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉Altium Designer的軟件使用界面2、掌握Altium Designer的原理圖繪制流程及方法二、實(shí)驗(yàn)原理機(jī)器狗控制板的前端電路是主要由多個(gè)三極管構(gòu)成的觸發(fā)脈沖產(chǎn)生電路，如圖4-1所示。咪頭S1采集聲音信號(hào)，經(jīng)電容C1耦合送入由三極管Q1與電阻R1、R2、R5組成的單管共射放大電路，聲音信號(hào)經(jīng)放大電路放大后再經(jīng)電容C2耦合作為三極管Q2的基極控制電壓。如果控制電壓足夠大，則Q2管發(fā)射結(jié)導(dǎo)通，Q2管處于飽和狀態(tài)，集電極電壓為低電平，經(jīng)接頭P2的1腳送出去觸發(fā)后端的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；如果

2、控制電壓不夠大，Q2管發(fā)射結(jié)不導(dǎo)通，Q2管處于截止?fàn)顟B(tài)，集電極電壓為高電平，將無(wú)法觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。圖4-1 機(jī)器狗控制板前端電路原理圖接頭P2的2腳接單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出端。當(dāng)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器被觸發(fā)了，則該端接高電平，經(jīng)二極管D2給電容C3充電，當(dāng)C3兩端電壓足夠高了，這三極管Q3導(dǎo)通，將Q2的基極電位強(qiáng)制拉回到低電平，Q2截止，為下一次觸發(fā)做準(zhǔn)備。但Q3導(dǎo)通后，電容C3放電，C3兩端電壓下降到一定值后，Q3截止。通過(guò)D2、C3和Q3組成的反饋控制，使得單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以被多次重復(fù)觸發(fā)。三、實(shí)驗(yàn)條件及設(shè)備1、計(jì)算機(jī)2、EDA設(shè)計(jì)軟件Altium Designer 13四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與操作步驟繪制電路原

3、理圖步驟見(jiàn)圖4-2。步驟4：放置圖件，如元件、導(dǎo)線、節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)等步驟1：?jiǎn)?dòng)Altium Designer, 創(chuàng)建PCB設(shè)計(jì)項(xiàng)目步驟5：為元器件添加標(biāo)注， 規(guī)范原理圖步驟2：創(chuàng)建原理圖文件， 進(jìn)入原理圖編輯器步驟6：電氣規(guī)則檢查，原件封裝檢查步驟3：加載/卸載元件庫(kù)圖4-2 繪制電路圖原理步驟步驟1.創(chuàng)建PCB設(shè)計(jì)項(xiàng)目（*.PrjPCB）執(zhí)行菜單命令【File】/【New】/【Project】/【PCB Project】,彈出項(xiàng)目面板。面板顯示的是系統(tǒng)默認(rèn)名“PCB_Project1.PrjPCB”的新建項(xiàng)目文件，將它另存為其他項(xiàng)目文件名，如“AD初步.PrjPCB”。在創(chuàng)建PCB工程之前

4、也可以先創(chuàng)建一個(gè)Workspace，執(zhí)行菜單命令【File】/【New】/【Design Workspace】就可以創(chuàng)建一個(gè)Workspace,在這個(gè)獨(dú)立的工作環(huán)境下再重新創(chuàng)建工程，但最好不要把workspace和創(chuàng)建的PCB工程存在同一個(gè)根目錄下。因?yàn)閣orkspace包含了新建的工程。圖4-3 新建項(xiàng)目面板 啟動(dòng)Altium Designer,創(chuàng)建PCB設(shè)計(jì)項(xiàng)目：Cat.PrjPCB。 步驟2.創(chuàng)建原理圖文件 在AD初步.PrjPCB項(xiàng)目下，執(zhí)行選單命令【File】/【New】/【Schematic】,創(chuàng)建原理圖文件，并另存為“AD初步.SchDoc”。這里應(yīng)注意的是做項(xiàng)目的思想，盡量把一

5、個(gè)工程的文件另存為到同一文件夾下，方便以后的管理。進(jìn)入原理圖編輯器后，設(shè)計(jì)者可以通過(guò)瀏覽的方式熟悉環(huán)境、各菜單命令。這里對(duì)一些常用菜單做簡(jiǎn)單說(shuō)明。圖4-4 常用工具欄1如圖4-4，【File】是對(duì)項(xiàng)目創(chuàng)建管理的窗口，【Edit】是對(duì)畫(huà)原理圖時(shí)對(duì)其一些功能的編輯，【View】具有查看、放大、縮小的功能，【Project】可以對(duì)原理圖進(jìn)行編譯，檢查錯(cuò)誤，【Place】中有一些常用器件，可直接放置，【Design】可以進(jìn)行一些高級(jí)設(shè)計(jì)，【Tools】平時(shí)用得比較多點(diǎn)，可以對(duì)元器件進(jìn)行自動(dòng)排序，查看元器件的封裝等。圖4-5 常用工具欄2如圖4-5，這個(gè)工具欄可以直接對(duì)連線、總線、文本、地線、電源等進(jìn)行

6、放置。圖4-6 常用工具欄3 如圖4-6，這個(gè)工具欄可以直接對(duì)電阻、電容等進(jìn)行放置。網(wǎng)格背景顏色設(shè)置對(duì)原理圖紙的大小選擇邊框顏色設(shè)置雙擊原理圖的邊框圖4-7 原理圖紙背景設(shè)置欄下面對(duì)原理圖紙進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，對(duì)新建的原理圖的邊框進(jìn)行雙擊，就會(huì)出現(xiàn)如圖4-7的原理圖紙?jiān)O(shè)置框，Border Color是對(duì)邊框顏色進(jìn)行設(shè)置，Sheet Color是對(duì)網(wǎng)格背景顏色進(jìn)行設(shè)置，Standard styles是對(duì)原理圖紙的紙張大小的選擇設(shè)計(jì)。其他具體功能這里就不詳細(xì)說(shuō)明了。步驟3. 加載/卸載元件庫(kù) 在原理圖上放置元件前，須先知加載圖中所需元件的元件庫(kù)。點(diǎn)擊System圖4-8 系統(tǒng)工具欄如圖4-8，點(diǎn)擊屏幕右

7、下角【System】/【Libraries】按鈕，彈出文件面板，如圖4-9， 雙擊Search，搜索元件點(diǎn)擊libraries 圖4-9Available Libraries面板 圖4-9 庫(kù)文件面板點(diǎn)擊【Libraries.】，彈出如圖4-10的Available Libraries面板，點(diǎn)擊【installed】，選擇元件所在的路徑、選擇元件庫(kù)，加載元件庫(kù)。一般的情況下，Miscellaneous Connectors和Miscellaneous Devices這兩個(gè)庫(kù)包含了一般常用的元器件，包括分立元件原理符號(hào)、接插件符號(hào)。這兩個(gè)庫(kù)也是Altium Designer系統(tǒng)默認(rèn)打開(kāi)的元件庫(kù)。

8、如果對(duì)不熟悉其生產(chǎn)商的元件可按原件型號(hào)搜索其所在庫(kù)。 雙擊Search，進(jìn)入如圖4-11元件搜索面板，輸入元件名稱進(jìn)行搜索。還有些元件是現(xiàn)有庫(kù)中沒(méi)有的，這需要設(shè)計(jì)者在繪圖前依照元件數(shù)據(jù)手冊(cè)為其創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的元件庫(kù)，在以后的實(shí)驗(yàn)中會(huì)詳細(xì)說(shuō)明，這里就不進(jìn)行講解了。 圖4-10 Available Libraries庫(kù)添加面板高低級(jí)查找設(shè)置查找路徑查找名稱查找類型在查找對(duì)話框中輸入要查找元件的名稱、選擇查找元件類型、查找范圍、查找路徑圖4-11 Libraries Search元件搜索面板 步驟4.放置圖件 圖件是指元件Part、導(dǎo)線Wire、節(jié)點(diǎn)Junction、電源端口Power Port、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)

9、Net Label、端口Port、總線連接口Bus Entry等。（1） 放置元件 執(zhí)行菜單命令【Design】/【Browse Libraries.】或單擊面板標(biāo)簽【System】，選中【Library】，如圖4-12所示，彈出庫(kù)文件面板圖4-12 面板標(biāo)簽System圖4-13 元件選擇對(duì)話框放置所選中的元件快速跳轉(zhuǎn)條件元件封裝圖形元件封裝模型元件三維模型庫(kù)原理圖符號(hào)元件名稱排序當(dāng)前元件庫(kù)加/卸載元件庫(kù)當(dāng)前所選中的元件查找元件 在“當(dāng)前元件庫(kù)”列表框中選中需要放置元件的所在庫(kù)；在“元件名稱排序”列表框中選中需要放置的元件；單擊【Place.】按鍵，元件符號(hào)附在光標(biāo)上，跟隨光標(biāo)移動(dòng)；此時(shí)按一

10、次鍵盤(pán)空格鍵元件逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度；按X鍵元件左右鏡像；按Y鍵元件上下鏡像；對(duì)需要編輯屬性的元件按Tab鍵，彈出如圖4-14元件屬性對(duì)話框，對(duì)話框中編輯元件的標(biāo)注、標(biāo)注值、元件引腳、元件封裝等。當(dāng)確定元件的基本位置后，鼠標(biāo)左鍵確認(rèn)。一張圖紙上的相同元件可以連續(xù)放置。繪圖中，同類元件可以連續(xù)放置。單子件元件的標(biāo)注可以在全部圖紙繪制完后統(tǒng)一添加。元件的標(biāo)稱值、元件的封裝最好在放置元件時(shí)輸入。注意：在元件還未定位時(shí)，拖動(dòng)效果如圖4-15所示，而且在這個(gè)時(shí)候最好使用X鍵、Y鍵、空格鍵、Tab鍵進(jìn)行參數(shù)和位置的設(shè)計(jì)。標(biāo)注值標(biāo)稱值添加、編輯元件封裝編輯元件引腳 圖4-14元件屬性對(duì)話框 圖4-15 放置三極

11、管形成的拖動(dòng)效果 圖4-16常用器件放置元器件的時(shí)候也可以在界面的右上角的菜單欄里點(diǎn)擊小電阻放置一些常用的電阻和電容，如圖4-16所示。放置如圖4-1的元件如圖4-17所示，像4.7K的電阻可以按住Shift鍵然后拖動(dòng)，可以cope一個(gè)4.7K的電阻。圖4-17 放置完元器件用空格和Y鍵鏡像圖4-18 把元器件布好局（2） 放置導(dǎo)線和節(jié)點(diǎn) 當(dāng)電路元件放置并基本布局、排列完畢后，如圖4-18所示，進(jìn)行各元件的連接。放置導(dǎo)線可單擊電路繪圖工具欄上的按鈕，或按快捷鍵【P/W】。 電路中十字交叉的連線需要添加節(jié)點(diǎn)，按快捷鍵【P/J】，或者如圖4-19進(jìn)行操作。放置連線放置節(jié)點(diǎn)先點(diǎn)擊Place圖4-19

12、 放置面板（3） 放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)、總線入口、總線及線路標(biāo)簽的步驟這里就不做詳細(xì)說(shuō)明，有興趣的同學(xué)可以課后自己探討。步驟5.為元件添加標(biāo)注 為原理圖中的元件添加標(biāo)注是繪制原理圖的重要步驟。 有手動(dòng)和自動(dòng)添加標(biāo)注兩種辦法。自動(dòng)添加標(biāo)注是執(zhí)行菜單命令【Tool】/【Annotate】，依系統(tǒng)選項(xiàng)提示，如圖4-19所示，逐步進(jìn)行。手工添加標(biāo)注是在放置元件時(shí)將元件標(biāo)注輸入，見(jiàn)圖4-14元件屬性對(duì)話框。 步驟6.規(guī)范原理圖 繪制完一遍草圖后，需要對(duì)元件的位置做適當(dāng)調(diào)整。添加必要的文字說(shuō)明。一張高質(zhì)量的電路圖應(yīng)該是信號(hào)流向清楚，功能模塊安排合理，疏密適中，圖幅大小合適。接受自動(dòng)標(biāo)注進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)注設(shè)置自動(dòng)標(biāo)注方式

13、執(zhí)行自動(dòng)標(biāo)注圖4-20 自動(dòng)標(biāo)注對(duì)話框步驟7.電氣規(guī)則檢查（ERC） 電氣規(guī)則檢查可檢查原理圖中是否有電氣特性不一致的情況。如：兩個(gè)輸入引腳并聯(lián)、未連接完整的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)、重復(fù)性的元件標(biāo)注等。以上這些都是不合理的電氣沖突現(xiàn)象。Altium Designer會(huì)按照用戶設(shè)置規(guī)則來(lái)區(qū)分錯(cuò)誤的等級(jí)并提醒用戶。執(zhí)行菜單命令【Project】/【Compile PCB Project】，對(duì)其進(jìn)行電氣檢查。單擊面板標(biāo)簽【System】,選中【Messages】，如圖4-21所示，打開(kāi)信息面板，顯示編譯結(jié)果。根據(jù)編譯報(bào)告，修改原理圖中的錯(cuò)誤。圖4-21 電氣檢查對(duì)話框步驟8.元件封裝檢查 元件封裝檢查是非常關(guān)鍵的一步。執(zhí)行【Tools】/【Footprint Manager】檢查圖中所示元件的封裝。再將原理圖網(wǎng)表信息導(dǎo)入PCB文件之前，應(yīng)保證元件封裝的完整和正確。如圖4-22所示。添加、編輯封裝封裝圖形封裝名稱所選元件 圖4-22 封裝管理對(duì)話框五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、敘述基于Alitum Des