Altium Designer 24電路設計基礎與應用教程課件：元器件庫的創(chuàng)建

元器件庫的創(chuàng)建目錄原理圖與PCB概述創(chuàng)建原理圖元器件庫創(chuàng)建PCB元器件庫創(chuàng)建元器件集成庫AltiumDesigner24的元器件庫中包含了全世界眾多廠商的多種元器件，其中AltiumDesigner24軟件的官方提供了一部分，元器件廠商和第三方提供了一部分，但由于電子元器件不斷在更新，因此AltiumDesigner24元器件庫不可能完全包含用戶需要的元器件。不過，即使存在這樣的問題，用戶也不必為找不到元器件而憂慮，因為在該系統(tǒng)中提供了創(chuàng)建新元器件的功能。概述原理圖與PCB概述原理圖是設計印刷電路板的第一部分，是一個計劃，是一個藍圖。它說明的并不是組件將專門放置在何處，而是列出了PCB將如何最終實現(xiàn)連通性，并構(gòu)成規(guī)劃過程的關鍵部分。藍圖完成后，接下來便是PCB設計。PCB設計是原理圖的布局或物理表示，包括銅走線和孔的布局。PCB設計是與性能有關的階段，工程師在PCB設計的基礎上構(gòu)建了真正的組件，從而使他們能夠測試設備是否正常工作。創(chuàng)建原理圖元器件庫原理圖庫文件編輯環(huán)境執(zhí)行【文件】→【新的...】→【庫(L)…】→【File】→【SchematicLibrary】命令，一個默認名為SchLib1.SchLib的原理圖庫文件被創(chuàng)建，同時啟動原理圖庫文件編輯環(huán)境，如圖2-1所示。圖2-1原理圖庫文件編輯環(huán)境創(chuàng)建原理圖元器件庫原理圖庫文件編輯環(huán)境主菜單欄：通過對比可以看出，原理圖庫文件編輯環(huán)境中的主菜單欄與原理圖編輯環(huán)境中的主菜單欄是有細微區(qū)別的。在原理圖庫文件編輯環(huán)境中，主菜單欄如圖2-2所示。圖2-2原理圖庫文件編輯環(huán)境中的標準工具欄標準工具欄：在AltiumDesigner24中，工具欄與標題欄合并在一起。它在各個界面中保持一致，可以使用戶完成對文件的操作，如打開、保存、撤銷等。標準工具欄如圖2-3所示。圖2-3原理圖庫文件編輯環(huán)境中的標準工具欄創(chuàng)建原理圖元器件庫原理圖庫文件編輯環(huán)境實用工具欄：該工具欄提供了眾多原理圖繪制工具，包括了選擇過濾器、移動和選擇的方式、放置各類文本等內(nèi)容。實用工具欄如圖2-4所示。編輯窗口：編輯窗口是被“十”字坐標軸劃分的4個象限，坐標軸的交點即為窗口的原點。一般制作元器件時，將元器件的原點放置在窗口的原點，而將繪制的元器件放置到坐標軸的第四象限中。【SCHLibrary】面板：面板用于對原理圖庫的編輯進行管理。圖2-4

實用工具欄創(chuàng)建原理圖元器件庫原理圖庫文件編輯環(huán)境【SCHLibrary】面板：該控制面板用于對原理圖庫的編輯進行管理。SCHLibrary面板，如圖2-5所示。原理圖庫屬性界面整合了在以前版本中的SCHLibrary面板的引腳等信息，并新增了參數(shù)界面，更詳細地列出了設計者、評論描述以及占用的空間、模型等信息。圖2-5【SCHLibrary】面板圖2-6

原理圖庫文件屬性編輯元器件列表模型欄Footprints欄創(chuàng)建原理圖元器件庫工具欄應用介紹選擇過濾器：第一個選項是選擇過濾器，用于選擇圖中可操作的部件分類。如圖2-7所示，所有亮色的選項為可操作的部分。當某一項，如Pins，為灰色時，表示該部分內(nèi)容不可在圖中選中。通過這個選項，可以避免在操作時誤選。移動對象：第二個按鈕是移動對象，是對已選中的對象進行移動操作，其下拉菜單如圖2-8所示的內(nèi)容。圖2-7

選擇過濾器SelectionFilter下拉菜單創(chuàng)建原理圖元器件庫工具欄應用介紹③對象選擇：對象選擇下拉菜單主要是范圍的選擇方式，簡單地說就是以何種方式畫出一個區(qū)域來，選中與這個區(qū)域有怎樣關系的目標，如圖2-9所示。④排列對象：排列對象下拉菜單的內(nèi)容主要用于選擇對象的分布方式，如2-10所示。⑤其他放置選項：剩下的幾個按鈕分別是放置引腳、放置IEEE符號、放置線、圖形及其他圖像、放置文本字符串或文本框、添加元器件部件。當單擊“添加元器件部件”按鈕時，返回原理圖中心位置，如圖2-11所示。圖2-8【移動對象】下拉菜單圖圖2-9【對象選擇】下拉菜單圖圖2-10【排列對象】下拉菜單圖圖2-11快捷鍵菜單創(chuàng)建原理圖元器件庫繪制元器件當在所有庫中找不到要用的元器件時，就需要用戶自行制作元器件了。例如，后續(xù)用到的芯片89C51，在AltiumDesigner24所提供的庫中無法找到，因此就需要制作該元器件。繪制元器件的常用方法有兩種：新建法和復制法。下面就以制作89C51和DS18B20為例，介紹這兩種方法。創(chuàng)建原理圖元器件庫繪制元器件新建法制作元器件①執(zhí)行【文件】→【新的...】→【庫(L)…】→【File】→【SchematicLibrary】命令，打開原理圖庫文件編輯環(huán)境，并將新創(chuàng)建的原理圖庫文件，命名為New1.SchLib。按快捷鍵O→【文檔選項】命令，打開Properties界面，如圖2-12所示。圖2-12

Properties界面創(chuàng)建原理圖元器件庫繪制元器件采用新建法制作元器件②右擊【放置線】按鈕，選擇其中的【放置矩形】按鈕并單擊，在光標變?yōu)椤笆弊中螤?，并在旁邊附有一個矩形框，調(diào)整鼠標位置，選擇適宜的位置，單擊完成設置。③放置好矩形框后，就要開始放置元器件的引腳了。單擊工具欄中的【放置引腳】按鈕，則光標變?yōu)椤笆弊中螤?，并附有一個引腳符號。移動鼠標將該引腳移動到矩形邊框處，單擊完成一個引腳的放置。④

在設置引腳時，單擊【放置引腳】后按下Tab鍵，則系統(tǒng)會彈出PinProperties對話框，在該對話框中可以完成引腳的各項屬性設置。⑤重復上述過程，放置完所有的引腳，右擊或按鍵盤上的【ESC】鍵，退出繪制狀態(tài)。創(chuàng)建原理圖元器件庫繪制元器件采用新建法制作元器件⑥在原理圖庫文件編輯環(huán)境左側(cè)面板中選中SCHLibrary面板，在元器件列表中選中剛才設計好的元器件，雙擊進入Properties-Component界面。勾選LocalColors復選框，設置好庫元器件的顏色后，也就完成了元器件89C51的原理圖符號的繪制。在繪制電路原理圖時，將該元器件所在的庫文件加載，就可以按照后續(xù)章節(jié)介紹的，方便取用該元器件了。創(chuàng)建原理圖元器件庫繪制元器件采用復制法制作元器件對于復雜的元器件來說，使用復制法來創(chuàng)建元器件，需要進行大量的修改工作。這時還不如使用新建法來制作元器件。為了體現(xiàn)出復制法的優(yōu)越性，本書就以一個簡單的元器件DS18B20為例來介紹一下采用復制法制作元器件的操作過程。DS18B20是一個溫度測量器件，它可以將模擬溫度量直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號量輸出，與其他設備連接簡單，廣泛應用于工業(yè)測溫系統(tǒng)。首先看一下DS18B20的外觀，如圖2-13所示。它采用TO-29封裝。其中1腳接地，2腳為數(shù)據(jù)輸入/輸出端口，3腳為電源引腳。經(jīng)觀察DS18B20元件外觀與Miscellaneous

Connectors.IntLib中的Header

3相似。Header

3的外觀如圖2-14所示。圖2-13

DS18B20的外觀圖2-14

Header3的外觀創(chuàng)建原理圖元器件庫繪制元器件采用復制法制作元器件打開原理圖庫文件New1.SchLib，執(zhí)行【文件】→【打開...】命令，找到庫文件MiscellaneousConnectors.IntLib。圖2-15

打開現(xiàn)有庫文件待打開的庫文件創(chuàng)建原理圖元器件庫繪制元器件采用復制法制作元器件單擊【打開】按鈕，系統(tǒng)會自動彈出如圖2-16所示的【OpenIntegratedLibrary】提示框。圖2-16

【OpenIntegratedLibrary】提示對話框創(chuàng)建原理圖元器件庫繪制元器件采用復制法制作元器件單擊【Extract】按鈕，由于庫文件格式問題，會彈出如圖2-17所示【文件格式】對話框，選擇第一個選項，單擊【確定】按鈕，將原來為5.0版本的庫文件操作后保存為6.0版本。圖2-17

【文件格式】提示對話框創(chuàng)建原理圖元器件庫繪制元器件采用復制法制作元器件在Projects面板上將會顯示出該庫所對應的原理圖庫文件MiscellaneousConnectors.LibPkg，如圖2-18所示。雙擊面板中的MiscellaneousConnectors.Schlib文件。圖2-18

打開現(xiàn)有的原理圖庫文件創(chuàng)建原理圖元器件庫繪制元器件采用復制法制作元器件選中庫元器件Header3，執(zhí)行菜單欄【工具】→【復制器件】命令，則系統(tǒng)彈出DestinationLibrary對話框，如圖2-19所示。圖2-19

【DestinationLibrary】對話框創(chuàng)建原理圖元器件庫繪制元器件采用復制法制作元器件選擇原理圖庫文件New1.SchLib，單擊【OK】按鈕，關閉對話框。打開原理圖庫文件New1.SchLib，可以看到庫元器件Header3已被復制到該原理圖庫文件中，如圖2-20所示。圖2-20完成庫元器件的復制創(chuàng)建原理圖元器件庫繪制元器件采用復制法制作元器件在SCH

Library面板中的元器件列表中選擇Header3并雙擊彈出Properties界面，在【Design

Item

ID】欄，對元器件進行重命名。單擊選中元器件繪制窗口的矩形框，則在矩形框的四周出現(xiàn)如圖2-21所示的拖動框。改變矩形框到合適尺寸。雙擊1號引腳，在彈出Properties-Pin對話框中，對引腳進行修改。按照上述方法編輯其他引腳，完成所有編輯。單擊【保存】按鈕，將繪制好的原理圖符號進行保存。圖2-21改變矩形框的大小創(chuàng)建原理圖元器件庫圖2-22

【Properties-Pin界面圖2-23

設置完成Properties-Pin界面繪制元器件采用復制法制作元器件設置Name為GND，設置Designator為1，設置引腳的ElectricalType為Power，設置Designator、Name均為【可見的】，PinLength為300mil，其他選項采用系統(tǒng)默認設置創(chuàng)建原理圖元器件庫繪制元器件創(chuàng)建復合元器件①在AltiumDesigner24的主界面執(zhí)行【文件】→【新的...】→【庫(L)…】→【File】→【SchematicLibrary】命令，進行原理圖庫創(chuàng)建操作。②在原理圖庫文件編輯環(huán)境，執(zhí)行菜單【工具】→【新器件】命令，彈出NewComponentName對話框，默認的元器件名為Component_2。將元器件名稱修改為“7400”。單擊【確定】按鈕，在原理圖庫文件中就完成了添加新元器件，在SCHLibrary面板中可以查看。創(chuàng)建原理圖元器件庫繪制元器件創(chuàng)建復合元器件③執(zhí)行【放置】→【IEEE符號】→【與門】命令，將與門放置到原理圖庫文件的編輯環(huán)境中。雙擊與門符號，彈出Properties-IEEESymbol界面。修改該符號的【Line】，將其改為Small。④設置這些引腳的引腳名都為不可見。引腳1和引腳2的【ElectricalType】為Input，引腳3的【ElectricalType】為Output，同時其符號類型為Dot。創(chuàng)建原理圖元器件庫繪制元器件創(chuàng)建復合元器件⑤為創(chuàng)建新的元器件部件，執(zhí)行【編輯】→【選擇】→【全部】菜單命令，也可直接使用快捷鍵Ctrl+A。然后執(zhí)行【編輯】→【復制】菜單命令，或使用快捷鍵Ctrl+C，將所選定的內(nèi)容復制到粘貼板中。⑥重復上述步驟，分別創(chuàng)建PartC

和PartD部件。⑦在SCHLibrary面板中單擊所創(chuàng)建的元器件7400，單擊【編輯】按鈕。系統(tǒng)會彈出Properties-Component對話框，將DesignItemID文本框中的內(nèi)容修改為“7400”。創(chuàng)建原理圖元器件庫繪制元器件為庫元器件添加封裝模型①選中待添加Footprint模型的元器件，這里以7400為例。雙擊該元器件打開Properties-Component頁面。在【Parameters】中單擊【Add】→【Footprint】按鈕，打開【PCB模型】對話框。②選中DIP-14并單擊【確認】按鈕，返回到【PCB模型】對話框，選中【PCB元件庫】中的庫路經(jīng)，點擊選擇之前建立庫選取的路徑里的“MiscellaneousDevices.IntLib”。③單擊【確定】按鈕，返回原理圖庫文件編輯環(huán)境中，在Properties界面的Footprint列表中可以看到新添加的封裝模型創(chuàng)建原理圖元器件庫庫文件輸出報表生成元器件報表：打開原理圖庫文件。在【SCHLibrary】面板的元器件欄中選擇一個需要生成報表的庫元器件。執(zhí)行【報告】→【元件】命令，則系統(tǒng)會生成該庫元器件的報表，元器件報表列出了庫元器件的屬性、引腳的名稱及引腳編號、隱藏引腳的屬性等，便于用戶檢查。生成元器件規(guī)則檢查報表：打開原理圖庫文件New.SchLib。執(zhí)行【報告】→【器件規(guī)則檢查】命令，則系統(tǒng)彈出【庫元件規(guī)則檢測】對話框，設置完畢后，單擊【確定】按鈕，關閉對話框，則系統(tǒng)會生成該庫文件的元器件規(guī)則檢查報表。圖2-24【庫元件規(guī)則檢測】對話框創(chuàng)建原理圖元器件庫庫文件輸出報表【元件名稱】：用于設置是否檢查重復的庫元器件名稱?！疽_】：用于設置是否檢查重復的引腳名稱?！久枋觥浚哼x中該復選框，系統(tǒng)將檢查每一庫元器件屬性中的【描述】內(nèi)容是否空缺，如果空缺，則系統(tǒng)會給出錯誤報告?！痉庋b】：選中該復選框，系統(tǒng)將檢查每一庫元器件屬性中的【封裝】內(nèi)容是否空缺，如果空缺，則系統(tǒng)會給出錯誤報告?！灸J標識】：選中該復選框，系統(tǒng)將檢查每一庫元器件的標志符是否空缺，如果空缺，則系統(tǒng)會給出錯誤報告?！疽_名】：選中該復選框，系統(tǒng)將檢查每一庫元器件是否存在引腳名的空缺，如果空缺，則系統(tǒng)會給出錯誤報告?！疽_號】：選中該復選框，系統(tǒng)將檢查每一庫元器件是否存在引腳編號的空缺，如果空缺，則系統(tǒng)會給出錯誤報告。【序列中丟失引腳】：選中該復選框，系統(tǒng)將檢查每一庫元器件是否存在引腳編號不連續(xù)的情況，如果存在，則系統(tǒng)會給出錯誤報告。創(chuàng)建原理圖元器件庫庫文件輸出報表設置完畢后，單擊【確定】按鈕，關閉對話框，生成該庫文件的元器件規(guī)則檢查報表，如圖2-25所示（給出存在引腳編號空缺的錯誤）。同時元器件規(guī)則檢查報表會在Projects面板中被以一個后綴為.ERR的文本文件保存。圖2-25元器件規(guī)則檢查報表創(chuàng)建原理圖元器件庫庫文件輸出報表在原理圖庫文件編輯環(huán)境中，執(zhí)行【報告】→【庫列表】命令，生成該元器件庫的報表。該報表列出了當前原理圖庫文件New.SchLib中所有元器件的名稱及相關的描述。同時元器件庫報表會在Projects面板中被以一個后綴為.rep的文本文件保存。元器件庫報告：在原理圖庫文件編輯環(huán)境中，執(zhí)行命令【報告】→【庫報告】，彈出【庫報告設置】對話框。單擊【確定】按鈕，關閉對話框，同時生成了瀏覽器格式的庫報告。圖2-26

【庫報告設置】對話框創(chuàng)建原理圖元器件庫元器件庫報告元器件庫報告描述特定庫中所有元器件的詳盡信息的，包含了綜合的元器件參數(shù)、引腳和模型信息、原理圖符號預覽，以及PCB封裝和3D模型等。生成報告時可以選擇生成文檔（Word）格式或瀏覽器（HTML）格式，如果選擇瀏覽器格式的報告，還可以額外提供庫中所有元器件的超鏈接列表，即通過網(wǎng)絡可進行發(fā)布。創(chuàng)建PCB元器件庫元器件封裝是指實際元器件焊接到電路板時所指示的外觀和焊點的位置，是純粹的空間概念。因此不同的元器件可共用同一元器件封裝，同種元器件也可有不同的元器件封裝。目前，元器件種類越來越多，越來越復雜多樣，而一些元器件系統(tǒng)封裝庫并沒有對應的封裝，對于在PCB庫中找不到的元器件封裝，需要用戶對元器件精確測量后手動制作出來。制作元器件封裝時共有3種方法，分別是使用PCB元器件向?qū)е谱髟骷庋b、繪制元器件封裝和采用編輯的方法制作元器件。創(chuàng)建PCB元器件庫使用PCB元器件向?qū)е谱髟骷庋b：AltiumDesigner24為用戶提供了一種簡便快捷的元器件封裝制作方法，即使用PCB元器件向?qū)?。用戶只需按照向?qū)Ыo出的提示，逐步輸入元器件的尺寸參數(shù)，即可完成封裝的制作。具體操作步驟如下：新建了一個空白的PCB庫文件，將其另存為New.PcbLib，同時進入PCB庫文件編輯環(huán)境中。執(zhí)行【工具】→【元件向?qū)А炕蛟赑CBLibray面板的元器件封裝欄中右擊，執(zhí)行右鍵菜單中的FootprintWizard命令，打開元器件向?qū)υ捒颉螕簟綨ext】按鈕，進入元器件選型窗口，根據(jù)設計時的需要，在12種可選的封裝模型中選擇一種合適的封裝類型。選擇好封裝模型和單位后，單擊【下一步】按鈕，進入定義電路板技術(shù)對話框。選擇好后，單擊Next按鈕，進入焊盤尺寸設置對話框。創(chuàng)建PCB元器件庫單擊Next按鈕，進入焊盤間距設置對話框。單擊Next按鈕，進入電容的外框類型對話框。單擊Next按鈕，進入外環(huán)半徑的設定和邊界線寬的設定。單擊Next按鈕，進入設定元器件名稱對話框。單擊Next按鈕，彈出封裝制作完成對話框單擊Finish按鈕，退出PCB元器件向?qū)?。在PCB庫文件編輯環(huán)境中，執(zhí)行【文件】→【保存】命令，將制作好的封裝RB2.1-4.22保存。。創(chuàng)建PCB元器件庫手動繪制元器件的封裝使用PCB元器件向?qū)Э梢酝瓿啥鄶?shù)常用標準元器件封裝的創(chuàng)建，但有時會遇到一些特殊的、非標準的元器件，無法使用PCB元器件向?qū)韯?chuàng)建封裝，此時就需要手工進行繪制。手工繪制需要完成的工作如圖2-27所示。圖2-27

手動繪制元器件封裝流程創(chuàng)建PCB元器件庫手動繪制元器件的封裝手動繪制元器件的封裝具體操作步驟如下：器件封裝輪廓的繪制：單擊PCB工具欄中的按鈕，根據(jù)設計要求繪制器件封裝的外形輪廓。繪制一條長為400mil的直線。單擊PCB【放置】工具欄中的【放置線條】工具后，在線段上雙擊，設置長度參數(shù)，設置完成后，單擊【確定】按鈕確認設置。按照上述方法完成其他線段的繪制。設置區(qū)分散熱層的線段。創(chuàng)建PCB元器件庫手動繪制元器件的封裝手動繪制元器件的封裝具體操作步驟如下：焊盤的放置：單擊PCB【放置】工具欄中的【焊盤】按鈕。放置焊盤后，雙擊焊盤，設置其坐標位置及焊盤的孔徑大小。按照上述方式放置另外所需的焊盤。設置完成后，單擊【確定】按鈕確認設置。至此，元器件封裝制作完成，執(zhí)行【工具】→【元器件屬性】命令，在彈出的對話框中，可以對剛繪制好的元器件進行命名。完成重命名操作后，單擊【保存】按鈕完成最終設計。創(chuàng)建PCB元器件庫采用編輯方式制作元器件封裝二極管1N4148的元器件實物圖及其尺寸圖如圖2-28所示。從1N4148的元器件外觀及其尺寸圖可知，該二極管的PCB封裝與AltiumDesigner24提供的元器件封裝DIODE-0.4相近，只是在尺寸上略有不同，因此，用戶可采用編輯DIODE-0.4的方式制作元器件1N4148元器件的PCB封裝。。圖2-28

二極管1N4148元器件實物圖及其尺寸圖創(chuàng)建PCB元器件庫采用編輯方式制作元器件封裝具體操作步驟如下：執(zhí)行【文件】→【打開】命令，選擇路徑為安裝文件時選擇的庫文件路徑，單擊【打開】按鈕，打開該PCB庫文件。在PCB元器件列表中查找所需元器件，將鼠標放置到元器件列表中的DIODE-0.4上右擊。單擊其中Copy命令后，將界面切換到前面建立的PCB庫文件編輯環(huán)境，并在PCB庫文件的編輯窗口內(nèi)右擊。右擊菜單中的【粘貼】命令，此時DIODE-0.4元器件添加到了PCB庫文件中，選擇合適位置，放下該封裝形式。雙擊元器件的線段，根據(jù)需求修改線的參數(shù)。移