目录一Altium Desingner系统简介 (2)二Altium Desingner原理图绘制过程 (2)(一)创建项目和原理图文件 (3)(二)元件库操作放置元件 (3)(三)新元件原理图符号绘制及添加封装 (3)(四) 导线放置与其属性设置 (4)(五)原理图的编辑与调整 (5)(六)原理图的检查和编译 (6)(七)原理图报表的生成 (7)(八)原理图层次设计 (8)三PCB设计过程 (10)(一)PCB文件的添加 (10)(二)数据的导入 (10)(三)调整布局 (11)(四)自动布线 (11)(五)禁止布线区设定和标注以及敷铜 (11)四实习心得 (12)五实习练习图 (13)(一)练习一74LS138译码电路及PCB图 (13)(二)555定时器电路及PCB图 (14)(三)串口电路及PCB图 (15)(四)电子琴电路及PCB图 (16)(五)考试题 (17)一Altium Desingner系统简介Altium Desingner系统是Altium公司与2006年年初推出的一种电子设计自动化(Electronic Design Automation,EDA)设计软件。
该软件几乎将电子电路所有的设计工具集成在单一应用程序中。
它通过把电路图设计、PCB绘图编辑、电路仿真、FPGA 应用程序的设计和设计输出等技术的完美融合,为用户提供了全线的解决方案,使用户可以轻松地进行各种复杂的电子电路设计工作。
我们实习的版本是 AltiumDesigner Summer08,(简称:AD7,启动界面如图1)于2008年推出,将ECAD和MCAD两种文件格式结合在一起,Altium在其最新版的一体化设计解决方案中为电子工程师带来了全面验证机械设计(如外壳与图1电子组件)与电气特性关系的能力,还加入了对OrCAD和PowerPCB的支持能力。
Altium公司作为EDA领域里的一个领先公司,在原来Protel 99SE的基础上,应用最先进的软件设计方法,率先推出了一款基于Windows2000和Windows XP操作系统的EDA 设计软件Protel DXP。
Protel DXP在前版本的基础上增加了许多新的功能。
新的可定制设计环境功能包括双显示器支持,可固定、浮动以及弹出面板,强大的过滤和对象定位功能及增强的用户界面等。
Protel DXP是第一个将所有设计工具集于一身的板级设计系统,电子设计者从最初的项目模块规划到最终形成生产数据都可以按照自己的设计方式实现。
Protel DXP 运行在优化的设计浏览器平台上,并且具备当今所有先进的设计特点,能够处理各种复杂的PCB设计过程。
通过设计输入仿真、PCB绘制编辑、拓扑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术融合,Protel DXP提供了全面的设计解决方案。
Protel DXP2004是Altium 公司于2004年推出的最新版本的电路设计软件,该软件能实现从概念设计,顶层设计直到输出生产数据以及这之间的所有分析验证和设计数据的管理。
当前比较流行的Protel 98、Protel 99 SE,就是它的前期版本。
二Altium Desingner原理图绘制过程我将以一个“接触式防盗报警电路图”为例介绍原理图的一般绘制方法和步骤。
(一)创建项目和原理图文件启动Altium Designer系统,执行菜单【File】\ 【New】\【Project】\【PCB Project】,弹出项目面板,项目面板中显示的系统以默认的名称创建的新项目文件,执行菜单命令【File】\【Save Project as】或者右键点击此工程选择【Save Project as 】来改变项目的保存路径和项目名称。
如“接触式防盗报警电路”,单击“保存”按钮,项目即以名称“接触式防盗报警电路.PrjPcb”保存在指定路径,项目面板中的项目名称也相应的变为“接触式防盗报警电路.PrjPcb”,此时创建的项目中没有文件,执行菜单命令【File】\ 【New】\【Schematic】这样,在当前的工程当中添加了一个新的原理图文件Sheet. schDoc, 原理图文件上右键点击,在引处的菜单中选择【Saveas】来改变原理图名称和保存路径。
创建好的项目和原理图文件名称如图2图2(二)元件库操作放置元件在原理图纸上放置元件前,必须先打开其所在元件库,在原理图的下方状态栏左键点击【System】\【Libraries】,打开库文件,在库文件的面板里左键点击【Libraries】可以对当前使用的库文件进行添加,移出和排序。
若要添加元件执行菜单命令【Design】\【Add/Remove Library….】,原理图设计需要从元器件库中拖出需要的元器件,用线连起来来完成。
在元器件库选中需要的元器件,按【Place】或拖出我们需要的元器件,也可点击【search】进行搜索,库界面如图3(三)新元件原理图符号绘制及添加封装图3通常所需的元器件都可在的元件库中直接找到。
当所需要的芯片无法直接在元件库中查找到时,则需要设计元件,此处以绘制GU555定时器为例。
首先在项目名称上右键点击,在引处的菜单中选择【Add new to Project】\【Schematic Library】,并按上面所讲的方法来改变新文件的名称和保存路径。
点击菜单栏中【Place】选择符合芯片的形状图标,页面出现十字标符,鼠标移动至页面中心,使十字中心与页面网格的版块分界点重合。
适当调整设计的原件大小,并在【Place】中选择【Pin】来为芯片添加管脚(管脚的【Display Name】需要和元件的管脚标号一致)。
完成原理图的图4绘制后,点击【Tools】\【New Part】即可按同样的方法绘制出其余部分。
再通过【SCH Library】界面中双击【component】改变所设计的元件的【Default】和【Physical component】,添加名称确认没有其他错误后,保存元件设计图。
新设计的元件可以在原理图的【Libraries】中按元件的保存名。
单击【tools】\【component properties】在出现的属性框的右下角单击【Add】按钮,在弹出的对话框中选择【footprint】点OK按钮,弹出PCB封装浏览框,单击【browse】按钮,选中DIP8,再单击OK按钮,即给QU555元件添上了封装,保存生成元件库。
绘制成果如图5图5(四) 导线放置与其属性设置导线是指具有电器特性,用来连接元件电气点的连线,导线上的任意店都具有电气点的属性。
执行菜单命令【place】\【wire】或点击布线工具栏中放置图6导线按钮。
双击已放置好的导线,弹出导线属性设置对话框可对导线进行设置如图6。
总线放置的方法有两种,一是执行菜单命令【place】/【bus】;二是单击布线烂中的总线按钮,在放置总线时,按【tab】键或双击已放好的总线,弹出属性设置对话框进行设置。
执行菜单命令【place】/【bus entry】;出现十字光标并带着总线入口线,按【tab】键或双击已放置好的总线入口,弹出总线入口,可对总线入口属性设置。
放好总线入口还需放置网络标号,其是一种特殊的电气连接标识符,具有相同的网络标号点在电气关系上是连接在一起的,不管他们之间是否有导线连接。
执行菜单命令【place】\【net label】或单击布线工图7具栏中的布线按钮放置网络标号,放置过程中按【tab】键可设置网络标号,设计好的总线和网络标号如图7所示(五)原理图的编辑与调整原理图图件放置好后,还需对元件进行编号,执行菜单命令【tools】\【annotete schematics】,弹出自动标识元件对话框,如图8所示,图8勾选“接触式防盗报警电路.PrjDoc”,单击更新列表按钮【update changes list】,弹出信息框然后点击OK按钮确认后,即已自动编号,单击接受按钮【accept changes(create eco)】,弹出项目修改命令对话框,显示出修改前后元件标识的变化情况,依次单击左下角的3个命令按钮分别用来校验标号是否修改正确,执行编号修改并使修改生效,生成自动标识元件报告。
在项目修改对话框中,单击校验修改【validate changes】按钮,验证修改是否正确,“check”栏显示正确,表示正确。
单击【execute changes】按钮,“check”和“done”栏同时都显示正确,说明修改成功。
(六)原理图的检查和编译电路原理图绘制完成后,要进行检查。
电气规则检查是进行电路原理图设计过程中非常重要的步骤之一;检查不该出现的短路,开路,多个输出端子短路和未连接的输入端子等,电气规则检查中还对原理图中没有直接信号源的地方进行警告,最好的办法是在该端放置“noerc”。
对原理图进行编译,执行菜图9单命令【project】\【compile document 接触式防盗报警电路.SchDoc】,即对原理图进行编译,如图9 编译后系统会通过信息(messages)面板给出一些错误或警告;如图10没有错误或放置“no erc”标识,信息(message)面板是空的。
编译后若有错误,项目下拉菜单中编译指令栏上就会出现错误信息指针,单击错误信息指针,弹出编图10译错误(compile errors)面板,在面板上有信息列表,双击列表中的错误选项,系统会自动定位错误元件,也可使用信息(message)面板,如果没有信息面板弹出,单击面板标签【sistem】,选中【message】,打开信息面板。
如图8。
然后对原理图进行编辑和修改,编辑改正所有的错误,直到编译后没有错误为止,修改正确后的完整电路图如图11图11(七)原理图报表的生成原理图编辑器可以生成许多报表,主要有网络表和材料清单等,可用于存档,对照,校对及设计PCB时使用。
1.网络表的生成打开项目“接触式防盗报警电路.PrjPcb”,打开“接触式防盗报警电路.PrjDoc”。
执行菜单命令【deign】\【netlist forproject】\【protel】,系统生成protel网络表,在项目(project)面板中双击该网络表文件,即可看到网络表文件内容,如12图122材料清单材料清单主要报告项目中使用元器件的型号,数量等信息,也可以用作采购。
打开项目“接触式防盗报警电路.PrjPcb”,打开“接触式防盗报警电路.PrjDoc”。
执行菜单命令【reports】\【bill ofmaterials】,弹出报表管理器对话框,此对话框用来配置输出报表的格式,如果需要生成的报表加入到设计项目中,勾选【add toproject】。
材料清单如图13 图13(八)原理图层次设计以上是简单原理图设计的一般步骤,然而对于一个非常庞大的原理图及附属文档,称之为项目,不可能将它一次完成,也不可能将这个原理图画在一张纸上,Altium Designer提供了分层次并行设计的方法,使得设计进程大大加快。