ProtelDXP实用教程 第4章 原理图设计进阶.ppt
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1、第第4 4章章 原理图设计进阶原理图设计进阶 前几章主要讲述了一些使用DXP 2004 SP2进行电路原理图设计的入门知识,也是设计人员应该牢固掌握的基础知识。在掌握这些基础知识之后,就可以开始真正的电路原理图设计及绘制工作了。本章将以如图4-l所示的模拟信号数据采集电路原理图为例,详细介绍电路原理图的基本绘制过程,为以后进行电路图的高级设计打好基础。图4-1 电路原理图设计绘制实例4.1 4.1 新建项目和电路原理图新建项目和电路原理图 新建项目文件和原理图文件的操作步骤如下:单击【开始】/【所有程序】/AltiumAltium SP2 SP2/DXP 2004 SP2DXP 2004 SP
2、2程序,即可启动DXP 2004 SP2,如图2-2所示。启动后出现的窗口如图2-6所示。为了方便管理,首先需要建立一个专用于该项目的专用文件夹,在项目进行中所产生的与项目相关的所有文件都保存在此文件夹中。在这里“D:Exercise”中创建一个名为“示例”的专用文件夹,用于存放新建的项目。单击【文件】/【创建】/【项目】/【PCB项目】来新建一个项目文件。单击【文件】/【保存项目】命令,将新建成的项目文件保存在相应的文件夹中,并取文件名为“DataCollectionSystem”,其默认扩展名为.PrjPCB,单击【保存】按钮,即可保存新建的项目文件,如图4-2所示 图4-2 保存新建的项
3、目文件新建项目和电路原理图 在新建的PCB项目文件中,单击【文件】/【创建】/【原理图】来新建一个原理图文件。执行新建原理图文件操作后,进入默认的sheet1.SchDoc原理图编辑界面如图4-3所示。图4-3 原理图编辑界面新建项目和电路原理图 接下来执行【文件】/【保存】菜单命令,此时系统将弹出如图4-4所示的保存文件对话框,在【文件名】文本框中输入文件的名称,这里文件名为“ADsystem”,其默认扩展名为SchDoc,并保存在“示例”专用文件夹中至此,新建项目和原理图文件的操作已经全部完成。接下来,可以进行绘图工作的各项操作。图4-4 保存电路原理图对话框4.2 4.2 设置电路原理图
4、选项设置电路原理图选项 在4.1节中建立了PCB工程和电路原理图文件,在正式绘制电路图之前首先要做的是设置正确的电路原理图选项,具体步骤如下:执行【设计】/【文档选项】菜单命令,打开【文档选项】对话框。这里,本实例中唯一需要修改的是将图纸大小设置为标准A4格式,其余各项均取系统默认值。在【图纸选项】中,单击【标准风格】选项卡输入框旁的 按钮,系统将会弹出一个图纸样式的下拉列表。单击选择A4样式。单击【确认】按钮关闭对话框,更新图纸大小。为了使文件全部显示在可视窗口,执行【查看】/【显示整个文档】菜单命令。在DXP 2004 SP2原理图编辑环境中,也可以通过按菜单热键(在菜单名中带下划线的字母
5、)的方式来激活任何菜单。在DXP 2004 SP2中每个菜单项都有激活该项的热键。例如,如果要执行【查看】/【显示整个文档】菜单命令,则可以通过按快捷键V/D(即先按字母“V”再按下字母“D”)这种方式来进行。4.3 4.3 装入元件库装入元件库 DXP 2004 SP2系统支持数万种元件,这些元件分别按生产厂商和类别被保存在不同的原理图库文件中。由于绘制电路原理图就是一个不断放置元件和连线的过程,因此在绘制原理图之前,应该知道DXP 2004 SP2需要从哪些元件库中选用元件。也就是说,在向电路原理图中放置元件之前,应该首先将该元件所在的元件库载入内存,也就是加载元件库。但是如果一次加载过多
6、的元件库,将会占用较多的系统资源,也将会降低应用程序的执行效率。所以,最好的做法就是先载入常用的元件库,其它特殊的元件库当需要用到时再加载。如果不需要某个元件库,也可以卸载元件库。装入元件库的具体方法如下:直接加载元件库直接加载元件库 如果已经知道自己需要的元件所在的元件库,可以直接加载元件库。具体的步骤如下:单击工作区右侧的【元件库】选项卡,系统将会显示【元件库】面板,具体内容如图4-5所示。DXP 2004 SP2原理图编辑系统已经默认装入两个库文件,一个是常用电气元件杂项库(Miscellanceous Devices.IntLib),另一个是常用连接件杂项库(Miscellaneous
7、 Cormectors.IntLib)图4-5【元件库】面板直接加载元件库直接加载元件库 单击【元件库】面板中的【元件库】按钮,系统会弹出如图4-6所示的【可用元件库】对话框。在该对话框中可以添加或者删除有关元件库。窗口中显示的是系统中已经安装的元件库名称和路径。图4-6【可用元件库】对话框直接加载元件库直接加载元件库 单击【安装】按钮,系统将显示如图4-7所示Windows系统用于打开文件的典型对话框。图4-7【打开】对话框直接加载元件库直接加载元件库 图4-7【打开】对话框 在【查找范围】列表框中指定库文件所在的文件夹,系统默认的文件夹“C:PROGRAM FILESALTIUM2004
8、SP2Library”。若安装时改变了安装路径,则系统默认的文件夹作相应变动。在窗口中找到需要的元件的生产厂商库文件,例如:本实例中使用的单片机芯片DS87C520-MCL是美信(Maxim)/达拉斯(Dallas)公司生产的8位微控制器。于是,我们首先找到“Dallas Semiconductor”文件夹。随后在显示的关于Dallas公司生产的元件列表中找到所需要的元件所在的二级库文件“Dallas Microcotroller-8Bit.IntLib”,选择后该文件名将出现在【文件名】输入框中,如图4-8所示。图4-8 二级元件库列表直接加载元件库直接加载元件库 图4-8 二级元件库列表
9、单击【打开】按钮,所选中的库文件出现在如图4-6所示的【可用元件库】对话框的【安装】选项卡中,成为当前活动的库文件。重复(3)(6)操作,可以完成多个库文件的加载。本例中需要加载的元件所在的库文件分别是:美信(Maxim)单5V供电的8位8通道的高速A/D转换芯片MAX118CPI所在的库文件为:“Maxim”文件夹中的“Maxim Converter Analog to Digital.IntLib”库文件。单片机DS87C520-MCL所在的库文件为:“Dallas Semiconductor”文件夹中的“Dallas Microcontroller 8-Bit.IntLib”库文件。电阻
10、R1、R2,电容C1、C2,电解电容C6,晶振Y1,复位键SW1属于“Miscellaneous Devices.IntLib”。接插件J1、JP1属于“Miscellaneous Connectors.IntLib”。图4-9 添加库文件后的【可用元件库】对话框直接加载元件库直接加载元件库 添加了所需要的全部库文件后,如图4-9所示,单击【关闭】按钮。并返回到【元件库】面板。如果某个库文件不再需要,可以将之删除以节省系统资源,提高效率。删除库文件,可以通过打开如图4-9所示的【可用元件库】对话框,从中选择想要删除的库文件,然后单击【删除】按钮,即可完成删除操作。重复该过程可以连续删除多个库文
11、件(注意:该库文件删除功能不是把库文注意:该库文件删除功能不是把库文件从硬盘删除,而是从编辑环境中卸载,因此读者尽管放件从硬盘删除,而是从编辑环境中卸载,因此读者尽管放心操作心操作)。元件库文件的加载或者卸载操作还可以通过菜单命令进行。通过执行【设计】/【追加/删除元件库】菜单命令,打开可用库文件对话框,其余步骤同上 查找并加载元件库查找并加载元件库 由于DXP 2004 SP2系统提供了数万种元件,设计人员很难全部掌握。如果不知道所需元件所在的库文件,可以使用DXP 2004 SP2电路原理图编辑系统所提供的强大的库文件搜索功能来查找并添加所需库文件。这里以本章图4-1实例所用到的A/D转换
12、芯片“MAX118CPI”为例来说明如何查找所需要的元件,并加载该文件所在的库文件。具体步骤如下:单击图4-5所示的元件库面板中的【查找】按钮或者执行菜单命令【工具】/【查找元件】,打开如图4-10所示的【元件库查找】对话框,具体内容如下:【选项】区域:用来选择查找类型。共有3种:【Components】(元件)、【Protel Footprints】(PCB封装)、【3D Models】(3D模型)。【范围】区域:用来设置查找的范围。选中【可用元件库】单选框,系统会在已经加载的元件库中查找;选中【路径中的库】单选框时,则按照设置的路径进行查找。【路径】区域:用来设置查找元件的路径,只有在选中
13、【路径中的库】单选框时才有效。单击【路径】文本框右侧的 按钮,系统会弹出浏览文件夹,供用户设置搜索路径。若选中【包含子目录】复选框,则包含在指定目录中的子目录也会被搜索。【文件屏蔽】文本框则用来设定查找元件的文件匹配域,“*”表示匹配任何字符串。查找并加载元件库查找并加载元件库 【元件库查找】文本栏:用来输入需要查找的元器件名称或部分名称。在查找元器件之前,选中【清除现有查询】复选框,单击【清除】按钮,则该文本栏内原有的查询内容被清除。输入当前查询内容后,必要时可以单击【帮助器】按钮进入系统提供的【Query Helper】(帮助器)对话框。单击【履历】按钮则会打开表达式管理器,里面存放了所有
14、的查询记录,对于需要保存的内容,单击【加入收藏】,可放在收藏内,便于下次查询时直接使用。4-10【元件库查找】对话框查找并加载元件库查找并加载元件库 在【元件库查找】对话框中设置查找类型为:【Components】,查找范围为:【可用元件库】,此时路径选项为灰色不可用状态。在【元件库查找】文本栏内输入“*118CPI*”,其中“*”为通配符,如图4-10所示。设置完成后,单击对话框中的【查找】按钮,系统将会按指定的条件进行查找,在查找过程中,元件库面板上的元件库按钮处于不可使用状态;若需要停止查找,则单击【stop】按钮即可。查找“*118CPI*”后的元件库面板如图4-11所示,可以看到,符
15、合查询条件的元器件共有1个,它们的元件名、描述、所在的库文件及封装形式在面板上一一列出,供用户浏览使用。图4-11查找到元件的结果显示4.4 4.4 在原理图上放置元件在原理图上放置元件 绘制电路原理图首先要进行元件的放置。在4.3节中,原理图绘制所需要的元件库已经加载到系统中了,现在就可以从相应的元件库中取出需要的元件后放置到图纸上了。取用取用A AD D转换芯片转换芯片MAX118CPIMAX118CPI 单击工作区右侧的【元件库】标签,显示如图4-5所示的库文件管理面板。由于AD转换芯片“MAX118CPI”存在于库文件“Maxim Converter Analog to Digital
16、.IntLib”中,所以需要单击已加载的元件库列表框右侧的下拉按钮,然后在弹出的下拉列表中选中厍文件“Maxim Converter Analog to Digital.IntLib”,将该库文件设置为当前库。在关键字过滤栏中输入“*118CPI”作为关键字,快速地定位所需要的元件。注意:在这里的关键字输入不需要区分大小写,而且DXP 2004 SP2支持名称中包含:“-”,“/”等字符。在当前库文件的元件列表栏中单击选中A/D转换芯片“MAX118CPI”,此时元件库面板上方的【Place】按钮将自动变成【Place MAX118CPI】按钮。单击【Place MAX118CPI】按钮或者直
17、接双击元件“MAX118CPI”,此时光标将会变成十字状,并且在光标上以虚影的形式“粘附”着元件MAX118CPI的轮廓,图4-12所示。这表明当前已处于元件放置状态。光标移动,元件将随之移动。图4-12处于放置状态下的元件 取用取用A AD D转换芯片转换芯片MAX118CPIMAX118CPI 图4-12处于放置状态下的元件MAX118CPI 在将元件放置到原理图上之前,可以对元件的属性进行编辑。具体方法是:在元件处于浮动状态时按Tab键,则系统将打开如图4-13所示的【元件属性】对话框,可以对元件的属性进行设置。图4-13 A/D转换芯片“MAX118CPI”属性对话框【元件属性】对话框
18、的主要属性如下:【标识符】:为原理图中元件的唯一标志,默认为“U?”,此处输入“U2”。元件右侧【可视】复选框默认状态为选中,此时输入的元件标识将会在原理图中显示;如果取消,则元件标识不会出现在原理图中。【注释】:用于补充说明元件的有关信息,如果元件右侧的【可视】复选框为选中状态,则元件注释将显示在原理图中;否则不显示。【库参考】:元件在元件库中的型号,该标志也是唯一的。此项不能修改。【库】:元件所属的元件库名称。【唯一ID】:系统随机生成的该元件的唯一编号,一般不作修改。【位置X】:元件在原理图中的X坐标。【位置Y】:元件在原理图中的Y坐标。【方向】:元件的旋转角度,有0、90、180和27
19、0等4种选择。【被镜像的】复选框:选择该元件在原理图中是否以镜像形式放置。元件的镜像放置如图4-14所示。【局部颜色】复选框:设置是否锁定该元件的颜色。选中表示锁定颜色。【显示图纸上全部引脚】复选框:用于选择是否显示隐藏的引脚,选中表示显示隐藏的引脚。【锁定引脚】复选框:选中表示锁定引脚,默认为选中。图4-14 元件的镜像放置 在【Parameters list for U?-MAX118CPI】(参数列表区)选项组中一般包括:【元件属性】对话框的主要属性如下:DatasheetDocument:说明文档;LatestRevisionDate:最新修订日期;LatestRevisionNote
20、:最新修订文本;PackageReference:元件模型的参考封装;Published:元件模型的发行日期;Publisher:元件模型的发行组织;SubClass:元件子类型;Value(元件参数大小):如果元件为电阻则该值为它的阻值大小,如果元件为电容则该项为它的电容大小等。此外,在该选项组中还有4个按钮,分别是【追加】、【删除】、【编辑】和【作为规则加入】,可以对参数进行相应的操作。【编辑引脚】按钮在【元件属性】对话框的左下方,单击可以进行引脚的设置。属性修改完毕后,单击【确认】按钮确认修改关闭属性对话框,并返回元件放置状态。图4-14 元件的镜像放置放置放置A/DA/D转换芯片转换芯
21、片MAX118CPIMAX118CPI 将粘有A/D转换芯片MAX118CPI的光标移动到图纸上的某个位置,当设计人员对芯片MAX118CPI在原理图上的位置感到满意后,单击鼠标左键或者按【Enter】键就可以将芯片MAX118CPI放在原理图上了。当在原理图上放置一个芯片之后,光标上仍然粘附着芯片MAX118CPI的轮廓,这表明当前系统还处于元件放置状态,但是元件的标识已经自动变为“U3”了,如图4-15所示。通过DXP 2004 SP2原理图编辑系统的这个功能可以实现在原理图上连续放置多个相同型号的元件。本例中只包含一个A/D转换芯片MAX118CPI,当放置完成后,可以通过单击鼠标右键或
22、者按【Esc】键退出元件放置状态。此时光标将重新变为箭头形。图4-15 可连续放置多个相同的文件放置电阻放置电阻 放置电阻的操作步骤如下:电阻属于“Miscellaneous Devices.IntLib”库中的元件。因此,首先在库文件管理面板中选中“Miscellaneous Devices.IntLib”库作为当前库。在关键字过滤栏中输入“Res”作为关键字,快速地定位所需要的元件。如图4-16所示,电阻被快速地定位出来。图4-16 取用电阻 图4-17 处于放置状态下的电阻Res2放置电阻放置电阻 在元件列表中选中电阻Res2,单击【Place Res2】按钮或者直接双击元件名“Res2
23、”,此时光标将会变成十字状,光标上以虚影的形式“粘附”着元件Res2的轮廓,元件处于放置状态,如图4-17所示。此时按【Tab】键,显示如图4-18所示的【元件属性】对话框,在【标识符】文本框中键入“R1”作为第一个电阻的标识;确认【Footprint】文本框中的元件的PCB封装模型为“AXIAL-0.4”(O.4表示电阻两个引脚之间的距离为400mil,大约为10mm)。单击【确认】按钮返回元件放置状态。当将电阻Res2移动到图纸上的合适位置时,单击鼠标左键或者按【Enter】键放置元件。本例中剩下的一个电阻的标识为R2,阻值为200,参照电阻R1属性修改过程打开图4-18所示的电阻属性对话
24、框。将【数值】参数设为200,【标识符】设为R2,其他参数保持不变。单击【确认】按钮关闭对话框。放置过程和电阻R1相似。所有标准电阻放置完毕后,单击鼠标右键或者按【Esc】键退出元件放置状态。图4-18在【元件属性】对话框中设置电阻参 放置电源插座放置电源插座Phonejack2 TNPhonejack2 TN 放置电源插座Phonejack2 TN的操作步骤如下:电源插座Phonejack2 TN属于“Miscellaneous Connectors.IntLib”库中的元件。因此,首先在库文件管理面板中选中“Miscellaneous Connectors.IntLib”库作为当前库。在关
25、键字过滤栏中输入“Phone”作为关键字,快速地定位所需要的元件。如图4-19所示,电源插座Phonejack2 TN 被快速地定位出来。在元件列表中选中电源插座Phonejack2 TN,单击【Place Phonejack2 TN】按钮或者直接双击元件名“Phonejack2 TN”,此时光标将会变成十字状,光标上以虚影的形式“粘附”着元件Phonejack2 TN的轮廓,元件处于放置状态,如图4-20所示。此时按【Tab】键,显示如图4-21所示的电源插座Phonejack2 TN的【元件属性】对话框,在【标识符】文本框中键入“J1”作为电源插座Phonejack2 TN的标识;在【注释
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