实验4-使用Altium-Designer绘制电路原理图(上机)

电子工程技术基础 实验指导书 本实验指导书由电赛 1 班 孙洪卫 蒋龙参与制作 1 实验 4 使用 Altium Designer 绘制电路原理图 一 实验目的一 实验目的 1 熟悉 Altium Designer 的软件使用界面 2 掌握 Altium Designer 的原理图绘制流程及方法 二 实验原理二 实验原理 机器狗控制板的前端电路是主要由多个三极管构成的触发脉冲 产生电路 如图 4 1 所示 咪头 S1 采集声音信号 经电容 C1 耦合 送入由三极管 Q1 与电阻 R1 R2 R5 组成的单管共射放大电路 声 音信号经放大电路放大后再经电容 C2 耦合作为三极管 Q2 的基极控 制电压 如果控制电压足够大 则 Q2 管发射结导通 Q2 管处于饱 和状态 集电极电压为低电平 经接头 P2 的 1 脚送出去触发后端的 单稳态触发器 如果控制电压不够大 Q2 管发射结不导通 Q2 管 处于截止状态 集电极电压为高电平 将无法触发单稳态触发器 图 4 1 机器狗控制板前端电路原理图 电子工程技术基础 实验指导书 本实验指导书由电赛 1 班 孙洪卫 蒋龙参与制作 2 接头 P2 的 2 脚接单稳态触发器的输出端 当单稳态触发器被触 发了 则该端接高电平 经二极管 D2 给电容 C3 充电 当 C3 两端 电压足够高了 这三极管 Q3 导通 将 Q2 的基极电位强制拉回到低 电平 Q2 截止 为下一次触发做准备 但 Q3 导通后 电容 C3 放电 C3 两端电压下降到一定值后 Q3 截止 通过 D2 C3 和 Q3 组成的 反馈控制 使得单稳态触发器可以被多次重复触发 三 实验条件及设备三 实验条件及设备 1 计算机 2 EDA 设计软件 Altium Designer 13 四 实验内容与操作步骤四 实验内容与操作步骤 绘制电路原理图步骤见图 4 2 步骤 1 启动 Altium Designer 创建 PCB 设计项目 步骤 4 放置图件 如元件 导线 节点 网络标号等 步骤 2 创建原理图文件 进入原理图编辑器 步骤 3 加载 卸载元件库 步骤 5 为元器件添加标注 规范原理图 步骤 6 电气规则检查 原 件封装检查 图 4 2 绘制电路图原理步骤 电子工程技术基础 实验指导书 本实验指导书由电赛 1 班 孙洪卫 蒋龙参与制作 3 步骤步骤 1 1 创建创建 PCBPCB 设计项目 设计项目 PrjPCB PrjPCB 启动 Altium Designer 创建 PCB 设计项目 Cat PrjPCB 步骤步骤 2 2 创建原理图文件创建原理图文件 在 AD 初步 PrjPCB 项目下 执行选单命令 File New Schematic 创建原理 图文件 并另存为 AD 初步 SchDoc 这里应注意的是做项目的思想 尽量把一个工程的 文件另存为到同一文件夹下 方便以后的管理 进入原理图编辑器后 设计者可以通过浏览的方式熟悉环境 各菜单命令 这里对一 些常用菜单做简单说明 如图 4 4 File 是对项目创建管理的窗口 Edit 是对画原理图时对其一些功能的 编辑 View 具有查看 放大 缩小的功能 Project 可以对原理图进行编译 检查错 误 Place 中有一些常用器件 可直接放置 Design 可以进行一些高级设计 Tools 平时用得比较多点 可以对元器件进行自动排序 查看元器件的封装等 如图 4 5 这个工具栏可以直接对连线 总线 文本 地线 电源等进行放置 如图 4 6 这个工具栏可以直接对电阻 电容等进行放置 执行菜单命令 File New Project PCB Project 弹出项目面板 面板显示的是系统默认名 PCB Project1 PrjPCB 的新建项目文件 将它另存 为其他项目文件名 如 AD 初步 PrjPCB 在创建 PCB 工程之前也可以先创建一个 Workspace 执行菜 单命令 File New Design Workspace 就可 以创建一个 Workspace 在这个独立的工作环境下再重 新创建工程 但最好不要把 workspace 和创建的 PCB 工程存在同一个根目录下 因为 workspace 包含了新 建的工程 图 4 3 新建项目面板 图 4 5 常用工具栏 2 图 4 4 常用工具栏 1 图 4 6 常用工具栏 3 电子工程技术基础 实验指导书 本实验指导书由电赛 1 班 孙洪卫 蒋龙参与制作 4 下面对原理图纸进行简单介绍 对新建的原理图的边框进行双击 就会出现如图 4 7 的原理图纸设置框 Border Color 是对边框颜色进行设置 Sheet Color 是对网格背景颜色进 行设置 Standard styles 是对原理图纸的纸张大小的选择设计 其他具体功能这里就不详细 说明了 步骤步骤 3 3 加载加载 卸载元件库卸载元件库 在原理图上放置元件前 须先知加载图中所需元件的元件库 如图 4 8 点击屏幕右下角 System Libraries 按钮 弹出文件面板 如图 4 9 双击原理图 的边框 图 4 7 原理图纸背景设置栏 边框颜色设置 网格背景颜色设置 对原理图纸 的大小选择 图 4 8 系统工具栏 点击 System 电子工程技术基础 实验指导书 本实验指导书由电赛 1 班 孙洪卫 蒋龙参与制作 5 点击 Libraries 弹 出如图 4 10 的 Available Libraries 面板 点击 installed 选择元件 所在的路径 选择元件 库 加载元件库 一般 的情况下 Miscellaneous Connectors 和 Miscellaneous Devices 这 两个库包含了一般常用 的元器件 包括分立元 件原理符号 接插件符 号 这两个库也是 Altium Designer 系统默 认打开的元件库 如果 对不熟悉其生产商的元 件可按原件型号搜索其 所在库 双击 Search 进入 如图 4 11 元件搜索面板 输入元件名称进行搜索 还有些元件是现有库中 没有的 这需要设计者 在绘图前依照元件数据 手册为其创建对应的元 件库 在以后的实验中 会详细说明 这里就不 进行讲解了 图 4 9 库文件面板 点击 libraries 图 4 9Available Libraries 面板 双击 Search 搜 索元件 图 4 10 Available Libraries 库添加面板 电子工程技术基础 实验指导书 本实验指导书由电赛 1 班 孙洪卫 蒋龙参与制作 6 步骤步骤 4 4 放置图件放置图件 图件是指元件 Part 导线 Wire 节点 Junction 电源端口 Power Port 网络标号 Net Label 端口 Port 总线连接口 Bus Entry 等 1 放置元件 执行菜单命令 Design Browse Libraries 或单击面板标签 System 选中 Library 如图 4 12 所示 弹出库文件面板 图 4 11 Libraries Search 元件搜索面板 在查找对话框中输入要查找元件的名称 选择查 找元件类型 查找范围 查找路径 查找类型 查找名称 查找路径 高低级查 找设置 电子工程技术基础 实验指导书 本实验指导书由电赛 1 班 孙洪卫 蒋龙参与制作 7 图 4 12 面板标签 System 元件三维模 型库 元件封装模 型 加 卸载元件库 查找元件 放置所选中的元件 当前元件 库 快速跳转条件 当前所选中的元件 元件名称排 序 原理图符号 元件封装图形 图 4 13 元件选择对话框 电子工程技术基础 实验指导书 本实验指导书由电赛 1 班 孙洪卫 蒋龙参与制作 8 在 当前元件库 列表框中选中需要放置元件的所在库 在 元件名称排序 列表框中 选中需要放置的元件 单击 Place 按键 元件符号附在光标上 跟随光标移动 此时 按一次键盘空格键元件逆时针旋转 90 度 按 X 键元件左右镜像 按 Y 键元件上下镜像 对 需要编辑属性的元件按 Tab 键 弹出如图 4 14 元件属性对话框 对话框中编辑元件的标注 标注值 元件引脚 元件封装等 当确定元件的基本位置后 鼠标左键确认 一张图纸上的相同元件可以连续放置 绘图中 同类元件可以连续放置 单子件元件的标注可以在全部图纸绘制完后统一添 加 元件的标称值 元件的封装最好在放置元件时输入 注意 在元件还未定位时 拖动效果如图 4 15 所示 而且在这个时候最好使用 X 键 Y 键 空格键 Tab 键进行参数和位置的设计 图 4 14 元件属性对话框 编辑元件引 脚 添加 编 辑元件封 装 标称值 标注值 电子工程技术基础 实验指导书 本实验指导书由电赛 1 班 孙洪卫 蒋龙参与制作 9 放置如图 4 1 的元件如图 4 17 所示 像 4 7K 的电阻可以按住 Shift 键然后拖动 可以 cope 一个 4 7K 的电阻 图 4 15 放置三极管形成的拖动效果 放置元器件的时候也可以在界面的右上角的菜单栏里点击小 电阻放置一些常用的电阻和电容 如图 4 16 所示 图 4 16 常用器件 图 4 17 放置完元器件 电子工程技术基础 实验指导书 本实验指导书由电赛 1 班 孙洪卫 蒋龙参与制作 10 2 放置导线和节点 当电路元件放置并基本布局 排列完毕后 如图 4 18 所示 进行各元件的连接 放置 导线可单击电路绘图工具栏上的按钮 或按快捷键 P W 电路中十字交叉的连线需要添加节点 按快捷键 P J 或者如图 4 19 进行操作 图 4 18 把元器件布好局 用空格和 Y 键镜像 电子工程技术基础 实验指导书 本实验指导书由电赛 1 班 孙洪卫 蒋龙参与制作 11 3 3 放置网络标号 总线入口 总线及线路标签的步骤这里就不做详细说明 有兴趣的同 学可以课后自己探讨 步骤步骤 5 5 为元件添加标注为元件添加标注 为原理图中的元件添加标注是绘制原理图的重要步骤 有手动和自动添加标注两种 办法 自动添加标注是执行菜单命令 Tool Annotate 依系统选项提示 如图 4 19 所示 逐步进行 手工添加标注是在放置元件时将元件标注输入 见图 4 14 元件属性对话 框 步骤步骤 6 6 规范原理图规范原理图 绘制完一遍草图后 需要对元件的位置做适当调整 添加必要的文字说明 一张高质 量的电路图应该是信号流向清楚 功能模块安排合理 疏密适中 图幅大小合适 图 4 19 放置面板 先点击 Place 放置节点 放置连线 电子工程技术基础 实验指导书 本实验指导书由电赛 1 班 孙洪卫 蒋龙参与制作 12 图 4 20 自动标注对话框 设置自动 标注方式 进行自 动标注 接受自 动标注 执行自动标注 电子工程技术基础 实验指导书 本实验指导书由电赛 1 班 孙洪卫 蒋龙参与制作 13 步骤步骤 7 7 电气规则检查 电气规则检查 ERCERC 电气规则检查可检查原理图中是否有电气特性不一致的情况 如 两个输入引脚并联 未连接完整的网络标号 重复性的元件标注等 以上这些都是不合理的电气冲突现象 Altium Designer 会按照用户设置规则来区分错误的等级并提醒用户 执行菜单命令 Project Compile PCB Project 对其进行电气检查 单击面板标签 System 选中 Messages 如图 4 21 所示 打开信息面板 显示编译结果 根据编译 报告 修改原理图中的错误 图 4 21 电气检查对话框 电子工程技术基础 实验指导书 本实验指导书由电赛 1 班 孙洪卫 蒋龙参与制作 14 步骤步骤 8 8 元件封装检查元件封装检查 元件封装检查是非常关键的一步 执行 Tools Footprint Manager 检查图中所 示元件的封装 再将原理图网表信息导入 PCB 文件之前 应保证元件封装的完整和正确 如图 4 22 所示 五 实验报告五 实验报告 1 叙述基于 Alitum Designer 设计电路原理图的操作过程