講第4章創(chuàng)建原理圖元器件庫.ppt

第4章 創(chuàng)建原理圖元器件庫,任務(wù)描述：,圖7-1 數(shù)碼管顯示器電路原理圖,教學(xué)目的及要求：,熟悉原理圖庫、模型和集成庫的概念 熟練掌握創(chuàng)建庫文件包及原理圖庫的方法 熟練掌握創(chuàng)建原理圖元件的方法 熟練掌握為原理圖元件添加模型的方法 熟練掌握從其他庫中復(fù)制元件然后修改為自己需要的元件的方法 教學(xué)重點(diǎn)：創(chuàng)建原理圖元件 教學(xué)難點(diǎn)：原理圖庫、模型和集成庫的概念,復(fù)習(xí)并導(dǎo)入新課：,3.1印制電路板的基礎(chǔ)知識 3.2創(chuàng)建一個(gè)新的PCB文件 使用PCB向?qū)韯?chuàng)建PCB。 3.3用封裝管理器檢查所有元件的封裝 在原理圖編輯器內(nèi)，執(zhí)行ToolsFootprint Manager命令 3.4導(dǎo)入設(shè)計(jì) 在原理圖編輯器選擇Design Update PCB Document Multivibrator.PcbDoc命令。 3.5印刷電路板（PCB）設(shè)計(jì) 3.5.1設(shè)置新的設(shè)計(jì)規(guī)則 3.5.2在PCB中放置元件 3.5.3修改封裝 3.5.4手動布線 3.5.5自動布線 3.6驗(yàn)證設(shè)計(jì)者的板設(shè)計(jì) 3.7 在3D模式下查看電路板設(shè)計(jì),4.1 原理圖庫、模型和集成庫,在Altium Designer中，原理圖元器件符號是在原理圖庫編輯環(huán)境中創(chuàng)建的(.SchLib文件)。之后原理圖庫中的元器件會分別使用封裝庫中的封裝和模型庫中的模型。設(shè)計(jì)者可從各元器件庫放置元件，也可以將這些元器件符號庫、封裝庫和模型文件編譯成集成庫(.IntLib文件)。在集成庫中的元器件不僅具有原理圖中代表元件的符號，還集成了相應(yīng)的功能模塊，如Foot Print封裝、電路仿真模塊、信號完整性分析模塊等。 集成庫是通過分離的原理圖庫、PCB封裝庫等編譯生成的。在集成庫中的元器件不能夠被修改，如要修改元器件可以在分離的庫中編輯然后再進(jìn)行編譯產(chǎn)生新的集成庫即可。 Altium Designer的集成庫文件位于軟件安裝路徑下的Library文件夾中，它提供了大量的元器件模型（大約80000個(gè)符合ISO規(guī)范的元器件）。設(shè)計(jì)者可以打開一個(gè)集成庫文件，執(zhí)行Extract Sources命令從集成庫中提取出庫的源文件，在庫的源文件中可以對元器件進(jìn)行編輯。,庫文件包（.LibPkg文件）是集成庫文件的基礎(chǔ)，它將生成集成庫所需的那些分立的原理圖庫、封裝庫和模型文件有機(jī)地結(jié)合在一起。 庫文件包（.LibPkg文件）編譯生成集成庫(.IntLib文件）,4.3 創(chuàng)建新的庫文件包和原理圖庫,設(shè)計(jì)者創(chuàng)建元件之前，需要創(chuàng)建一個(gè)新的原理圖庫來保存設(shè)計(jì)內(nèi)容。這個(gè)新創(chuàng)建的原理圖庫可以是分立的庫，與之關(guān)聯(lián)的模型文件也是分立的。另一種方法是創(chuàng)建一個(gè)可被用來結(jié)合相關(guān)的庫文件編譯生成集成庫的原理圖庫。使用該方法需要先建立一個(gè)庫文件包，庫文件包（.LibPkg文件）是集成庫文件的基礎(chǔ)，它將生成集成庫所需的那些分立的原理圖庫、封裝庫和模型文件有機(jī)地結(jié)合在一起。,新建一個(gè)集成庫文件包和空白原理圖庫步驟如下：,l執(zhí)行 File New Project Integrated Library命令，Projects面板將顯示新建的庫文件包，默認(rèn)名為Integrated_Libraryl.LibPkg。 2在Projects面板上右擊庫文件包名，在彈出菜單上單擊Save Project As命令，在彈出的對話框中使用瀏覽功能選定適當(dāng)?shù)穆窂?，然后輸人名稱New Integrated_ Library1.LibPkg，單擊Save按鈕。注意如果不輸人后綴名的話，系統(tǒng)會自動添加默認(rèn)名。 3添加空白原理圖庫文件。執(zhí)行File New Library Schematic Library命令，Projects面板將顯示新建的原理圖庫文件，默認(rèn)名為Schlibl.SchLib。自動進(jìn)入電路圖新元件的編輯界面，如圖4-1所示。,圖4-1 原理圖庫新元件的編輯界面 4單擊FileSave As命令，將庫文件保存為New Schlibl.SchLib。 5單擊SCH Library標(biāo)簽打開SCH Library面板如圖4-2所示。如果SCH Library標(biāo)簽未出現(xiàn)，單擊主設(shè)計(jì)窗口右下角的SCH按鈕并從彈出的菜單中選擇SCH Library即可（表示選中）。 6原理圖庫元器件編輯器（SCH Library）面板介紹。 原理圖庫元器件編輯器管理面板如圖4-2所示，其各組成部分介紹如下：,圖4-2 元件庫管理面板,（l）Components區(qū)域。 Components區(qū)域用于對當(dāng)前元器件庫中的元件進(jìn)行管理?？梢栽贑omponents區(qū)域?qū)υM(jìn)行放置、添加、刪除和編輯等工作。在圖4-2中，由于是新建的一個(gè)原理圖元件庫，其中只包含一個(gè)新的名稱為Component_l的元件。Components區(qū)域上方的空白區(qū)域用于設(shè)置元器件過濾項(xiàng)，在其中輸人需要查找的元器件起始字母或者數(shù)字，在Components區(qū)域便顯示相應(yīng)的元器件。 Place按鈕將Componens區(qū)域中所選擇的元器件放置到一個(gè)處于激活狀態(tài)的原理圖中。如果當(dāng)前工作區(qū)沒有任何原理圖打開，則建立一個(gè)新的原理圖文件，然后將選擇的元器件放置到這個(gè)新的原理圖文件中。 Add按鈕可以在當(dāng)前庫文件中添加一個(gè)新的元件。 Delete按鈕可以刪除當(dāng)前元器件庫中所選擇的元件。 Edit按鈕可以編輯當(dāng)前元器件庫中所選擇的元件。單擊此按鈕，屏幕將彈出如圖4-9所示的元件屬性設(shè)置窗口，可以對該元件的各種參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。關(guān)于元件屬性設(shè)置窗口各參數(shù)的具體設(shè)置，將在后面的4.5節(jié)中介紹。,（2）Aliases區(qū)域。 該區(qū)域顯示在Components區(qū)域中所選擇的元件的別名。單擊Add按鈕，可為Components區(qū)域中所選中的元件添加一個(gè)新的別名。 單擊Delete按鈕，可以刪除在Aliases區(qū)域中所選擇的別名。單擊Edit按鈕，可以編輯Aliases區(qū)域中所選擇的別名。 （3）Pins信息框。 Pins信息框顯示在Component區(qū)域中所選擇元件的引腳信息，包括引腳的序號、引腳名稱和引腳類型等相關(guān)信息。 單擊Add按鈕，可以為元件添加引腳。單擊Delete按鈕，可以刪除在Pins區(qū)域中所選擇的引腳。 （4）Model信息框。 設(shè)計(jì)者可以在Model信息框中為Components區(qū)域中所選擇元件添加PCB封裝(PCB Footprint)模型、仿真模型和信號完整性分析模型等。具體設(shè)置方法將在4.6節(jié)介紹。,4.4 創(chuàng)建新的原理圖元件,設(shè)計(jì)者可在一個(gè)已打開的庫中執(zhí)行ToolsNew Component命令新建一個(gè)原理圖元件。由于新建的庫文件中通常已包含一個(gè)空的元件，因此一般只需要將Component_1重命名就可開始對第一個(gè)元件進(jìn)行設(shè)計(jì)，這里以AT89C2051單片機(jī)（如圖4-7所示）為例介紹新元件的創(chuàng)建步驟。 在原理圖新元件的編輯界面內(nèi)： 1在SCH Library面板上的Components列表中選中Component_1選項(xiàng)，執(zhí)行Tools Rename Component命令，彈出重命名元件對話框輸入一個(gè)新的、可唯一標(biāo)識該元件的名稱，如AT89C2051，并單擊“確定”按鈕。同時(shí)顯示一張中心位置有一個(gè)巨大十字準(zhǔn)線的空元件圖紙以供編輯。 2如有必要，執(zhí)行EditJumpOrigin命令（快捷鍵J，O），將設(shè)計(jì)圖紙的原點(diǎn)定位到設(shè)計(jì)窗口的中心位置。檢查窗口左下角的狀態(tài)欄，確認(rèn)光標(biāo)已移動到原點(diǎn)位置。新的元件將在原點(diǎn)周圍上生成，此時(shí)可看到在圖紙中心有一個(gè)十字準(zhǔn)線。設(shè)計(jì)者應(yīng)該在原點(diǎn)附近創(chuàng)建新的元件，因?yàn)樵谝院蠓胖迷撛r(shí)，系統(tǒng)會根據(jù)原點(diǎn)附近的電氣熱點(diǎn)定位該元件。,3可在“Library Editor Workspace”對話框設(shè)置單位、捕獲網(wǎng)格(Snap)和可視網(wǎng)格(Visible)等參數(shù)，執(zhí)行ToolsDocument Options命令（快捷鍵T，D），彈出Library Editor Workspace對話框如圖4-3所示。針對當(dāng)前使用的例子，此處需要圖4-3所示對話框中各項(xiàng)參數(shù)。選擇Always Show Comment/Designator復(fù)選框，以便在當(dāng)前文檔中顯示元器件的注釋和標(biāo)識符。單擊Units標(biāo)簽，選中Use Imperial Unit System復(fù)選框，其它使用默認(rèn)值，單擊OK按鈕關(guān)閉對話框。注意縮小和放大均圍繞光標(biāo)所在位置進(jìn)行，所以在縮放時(shí)需保持光標(biāo)在原點(diǎn)位置。,圖4-3 在對話框設(shè)置單位和其他圖紙屬性,4為了創(chuàng)建AT89C2051單片機(jī)，首先需定義元件主體。在第4象限畫矩形框：1000*1400mil；執(zhí)行PlaceRectangle命令或單擊“ ”圖標(biāo)，此時(shí)鼠標(biāo)箭頭變?yōu)槭止鈽?biāo)，并帶有一個(gè)矩形的形狀。在圖紙中移動十字光標(biāo)到坐標(biāo)原點(diǎn)（0，0），單擊鼠標(biāo)左鍵確定矩形的一個(gè)頂點(diǎn)，然后繼續(xù)移動十字光標(biāo)到另一位置(100,-140)，單擊鼠標(biāo)左鍵，確定矩形的另一個(gè)頂點(diǎn)，這時(shí)矩形放置完畢。十字光標(biāo)仍然帶有矩形的形狀，可以繼續(xù)繪制其他矩形。,5元件引腳代表了元件的電氣屬性，為元件添加引腳的步驟如下。 （1）單擊PlacePin命令（快捷鍵P，P）或單擊工具欄按鈕“ ”，光標(biāo)處浮現(xiàn)引腳，帶電氣屬性。 （2）放置之前，按Tab鍵打開Pin ProPerties對話框，如圖4-6所示。如果設(shè)計(jì)者在放置引腳之前先設(shè)置好各項(xiàng)參數(shù)，則放置引腳時(shí)，這些參數(shù)成為默認(rèn)參數(shù)，連續(xù)放置引腳時(shí)，引腳的編號和引腳名稱中的數(shù)字會自動增加。,圖4-6 放置引腳前設(shè)置其屬性,（3）在Pin Properties對話框中,Display Name文本框輸人引腳的名字：P3.0(RXD)，在Designator文本框中輸人唯一（不重復(fù)）的引腳編號：2，此外，如果設(shè)計(jì)者想在放置元件時(shí)，引腳名和標(biāo)識符可見，則需選中Visible復(fù)選框。 （4）在Electrical Type欄，從下拉列表中設(shè)置引腳的電氣類型。該參數(shù)可用于在原理圖設(shè)計(jì)圖紙中編譯項(xiàng)目或分析原理圖文檔時(shí)檢查電氣連接是否錯誤。在本例AT89C2051單片機(jī)中，大部分引腳的Electrical Type設(shè)置成Passive，如果是VCC或GND引腳的Electrical Type設(shè)置成Power。,注意：Electrical Type設(shè)置引腳的電氣性質(zhì)，包括八項(xiàng)。,Input 輸入引腳 I/O 雙向引腳 Output 輸出引腳 Open Collector 集電極開路引腳 Passive 無源引腳(如電阻、電容引腳) HiZ 高阻引腳 Emitter 射擊輸出 Power 電源（VCC或GND）,（5）Symbols 引腳符號設(shè)置域,Inside 元器件輪廓的內(nèi)部 Inside Edge 元器件輪廓邊沿的內(nèi)側(cè) Outside Edge 元器件輪廓邊沿的外側(cè) Outside 元器件輪廓的外部 每一項(xiàng)里面的設(shè)置根據(jù)需要選定。 （6）Graphical 引腳圖形（形狀）設(shè)置 Location X Y 引腳位置坐標(biāo)X、Y Length 引腳長度 Orientation 引腳的方向 Color 引腳的顏色,（7）本例設(shè)置引腳長度（所有引腳長度設(shè)置為30mil），并單擊OK按鈕。 （8）當(dāng)引腳懸浮在光標(biāo)上時(shí)，設(shè)計(jì)者可按Space以900間隔逐級增加來旋轉(zhuǎn)引腳。記住，引腳只有其末端具有電氣屬性也稱熱點(diǎn)（Hot End）如圖 所示，也就是在繪制原理圖時(shí)，只有通過熱點(diǎn)與其它元件的引腳連接。不具有電氣屬性的另一末端毗鄰該引腳的名字字符。 在圖紙中移動十字光標(biāo)，在適當(dāng)?shù)奈恢脝螕羰髽?biāo)左鍵，就可放置元器件的第一個(gè)引腳。此時(shí)鼠標(biāo)箭頭仍保持為十字光標(biāo)，可以在適當(dāng)位置繼續(xù)放置元件引腳。 （9）繼續(xù)添加元件剩余引腳，確保引腳名、編號、符號和電氣屬性是正確的。注意：引腳6（P3.2）、引腳7(P3.3)的Outside Edge (元器件輪廓邊沿的外側(cè))處：選擇“Dot”。放置了所有需要的引腳之后，單擊鼠標(biāo)右鍵，退出放置引腳的工作狀態(tài)。放置完所有引腳的元件如圖4-7所示。,4-7 新建元件AT89C2051 （10）完成繪制后，單擊FileSave命令保存建好的元件。,添加引腳注意事項(xiàng)如下所示：,放置元件引腳后，若想改變或設(shè)置其屬性，可雙擊該引腳或在SCH Library面板Pins列表中雙擊引腳，打開Pin Properties對話框。如果想一次多改幾個(gè)引腳的屬性，按住Shift鍵，依次選定每個(gè)引腳，再按F11鍵顯示Inspector面板,就可在該面板中編輯多個(gè)引腳。Inspector面板的使用在后面章節(jié)（7.3中）詳細(xì)介紹。 在字母后使用（反斜線符號）表示引腳名中該字母帶有上劃線，如INT0將顯示為“INT0”。 若希望隱藏電源和接地引腳，可選中Hide復(fù)選框。當(dāng)這些引腳被隱藏時(shí)，系統(tǒng)將按Connect To區(qū)的設(shè)置將它們連接到電源和接地網(wǎng)絡(luò)，比如VCC引腳被放置時(shí)將連接到VCC網(wǎng)絡(luò)。 選擇View Show Hidden Pins命令，可查看隱藏引腳；不選擇該命令，隱藏引腳的名稱和編號。 設(shè)計(jì)者可在Component Pin Editor對話框中直接編輯若干引腳屬性如圖4-8所示，而無須通過Pin Properties對話框逐個(gè)編輯引腳屬性。在Library Component Properties對話框中（如圖4-9所示）單擊左下角的Edit Pins按鈕打開Component Pin Editor對話框如圖4-8所示。,圖4-8 在Component Pin Editor對話框中查看和編輯所有引腳 對于多部件的元件，被選中部件的引腳在Component Pin Editor 對話框中將以白色背景方式加以突出，而其他部件的引腳為灰色。但設(shè)計(jì)者仍可以直接選中那些當(dāng)前未被選中的部件的引腳，單擊Edit按鈕打開Pin ProPerties對話框進(jìn)行編輯（該的內(nèi)容4.9節(jié)詳細(xì)介紹）。,4.5 設(shè)置原理圖元件屬性,每個(gè)元件的參數(shù)都跟默認(rèn)的標(biāo)識符、PCB封裝、模型以及其他所定義的元件參數(shù)相關(guān)聯(lián)。 設(shè)置元件參數(shù)步驟如下所示。 1在SCH Library面板的Components列表中選擇元件，單擊Edit按鈕或雙擊元件名，打開Library Component Properties對話框，如圖4-9所示。,圖4-9 元件基本參數(shù)設(shè)置,2在Default Designator處設(shè)置為“U？”。以方便在原理圖設(shè)計(jì)中放置元件時(shí)，自動放置元件的標(biāo)識符。如果放置元件之前已經(jīng)定義好了其標(biāo)識符（按Tab鍵進(jìn)行編輯），則標(biāo)識符中的“？”將使標(biāo)識符數(shù)字在連續(xù)放置元件時(shí)自動遞增，如U1，U2。要顯示標(biāo)識符，需選中Default Designator區(qū)的Visible復(fù)選框。 3在Comment處為元件輸人注釋內(nèi)容，如AT89C2051，該注釋會在元件放置到原理圖設(shè)計(jì)圖紙上時(shí)顯示。該功能需要選中Comment區(qū)的Visible復(fù)選框。如果Comment欄是空白的話，放置時(shí)系統(tǒng)使用默認(rèn)的Library Reference。 4在Description區(qū)輸人描述字符串。如對于單片機(jī)可輸入：單片機(jī)AT89C2051，該字符會在庫搜索時(shí)會顯示在Libraries面板上。 5根據(jù)需要設(shè)置其他參數(shù)。,4.7 從其它庫復(fù)制元件,有時(shí)設(shè)計(jì)者需要的元件在Altium Designer提供的庫文件中可以找到，但他提供的元件圖形不滿足設(shè)計(jì)者的需要，這時(shí)可以把該元件復(fù)制到自己建的庫里面，然后對該元件進(jìn)行修改，以滿足需要。本節(jié)介紹該方法，并為后面章節(jié)的數(shù)碼管顯示電路準(zhǔn)備數(shù)碼管元件DPY Blue-CA。,4.7.1在原理圖中查找元件,首先在原理圖中查找數(shù)碼管DPY Blue-CA，在Libraries庫面板中，單擊Search按鈕，彈出Libraries Search對話框如圖4-13所示。 選擇Field選項(xiàng)區(qū)域。在Field處，選擇Name；在Operator處選擇contains；在Value處輸入數(shù)碼管的名字：*DPY* (*匹配所有的字符)。 選擇Scope選項(xiàng)區(qū)域，在Search in處：選擇Components，選中單選按鈕Libraries on Path，并設(shè)置Path為Altium Designer安裝目錄下的Library文件夾，同時(shí)確認(rèn)選中了 Include Subdirectories復(fù)選框，單擊 Search按鈕。 查找的結(jié)果如圖4-19所示。,圖4-19 找到的數(shù)碼管,4.7.2 從其它庫中復(fù)制元件,設(shè)計(jì)者可從其它已打開的原理圖庫中復(fù)制元件到當(dāng)前原理圖庫，然后根據(jù)需要對元件屬性進(jìn)行修改。如果該元件在集成庫中，則需要先打開集成庫文件。方法： （1）單擊File Open命令，彈出選擇打開文檔對話框如圖4-20所示，找到Altium Designer的庫安裝的文件夾，選擇數(shù)碼管所在集成庫文件：Miscellaneous Devices.IntLib，單擊“打開”按鈕。 （2）彈出圖4-21 Extract Sources or Install（抽取源庫文件或安裝）的對話框，選擇Extract Sources按鈕，釋放的庫文件如圖4-22所示。 （3）在Projects面板打開該源庫文件（Miscellaneous Devices.Schlib），鼠標(biāo)雙擊該文件名。,圖4-20 打開Miscellaneous Devices.IntLib集成庫,圖4-21 釋放集成庫或安裝集成庫 圖4-22 釋放的集成庫,（4）在SCH Library面板Components列表中選擇想復(fù)制的元件，該元件將顯示在設(shè)計(jì)窗口中(如果SCH Library面板沒有顯示，可按窗口底部SCH按鈕，彈出上拉菜單選擇SCH Library)。 （5）執(zhí)行Tools Copy Components命令將彈出Destination Library目標(biāo)庫對話框如圖4-23所示。 （6）選擇想復(fù)制元件到目標(biāo)庫的庫文件，如圖4-23所示，單擊OK按鈕，元件將被復(fù)制到目標(biāo)庫文檔中（元件可從當(dāng)前庫中復(fù)制到任一個(gè)已打開的庫中）。 圖4-23 復(fù)制元件到目標(biāo)庫的庫文件 設(shè)計(jì)者可以通過SCH Library面板一次復(fù)制一個(gè)或多個(gè)元件到目標(biāo)庫，按住Ctrl鍵單擊元件名可以離散地選中多個(gè)元件或按住Shift鍵單擊元件名可以連續(xù)地選中多個(gè)元件，保持選中狀態(tài)并右擊在彈出的菜單中選擇Copy選項(xiàng)；打開目標(biāo)文件庫，選擇SCH Library面板，右擊Components列表，在彈出的菜單中選擇