《电子线路CAD》课件-第6章

6.1元器件库概述6.2建立自己的原理图元件库6.3创建元件封装6.4本章小结6.5习题

ProtelDXP提供了一个功能强大且完整的建立元件库工具，即元件库编辑器(LibraryEiditor)。执行菜单命令“File\New\SchematicLibrary”，系统在项目管理器面板中自动创建一个名为“Schlib1.SchLib”的元件库，并显示原理图库文件编辑窗口和SCHLibrary工作面板，如图6-1所示。6.1元器件库概述图6-1原理图库文件编辑窗口元件库编辑器窗口与原理图编辑窗口类似，不同的是在元件库编辑器窗口的中心有一个十字坐标轴将元件编辑区域划分为四个象限，通常在第四象限内绘制元件图形。

单击LibraryEditor标签，就可以看到元件库编辑管理器工作面板，如图6-2所示。图6-2元件库编辑管理器工作面板元件库编辑管理器工作面板由四部分组成：

1)元件(Component)区域

Components区域的主要功能是查找、选择及取用元件。当打开一个元件库时，元件列表就会罗列出本元件库内所有元件的名称。若要取用元件，只要将光标移动到该元件名称上，然后单击“Place”按钮即可。如果直接双击某个元件名称，也可以取出该元件。

(1)第一行空白编辑框，用于筛选元件。当在该编辑框输入元件名的开始字符时，在元件列表中将会只显示以这些字符开头的元件。

(2)“Place”按钮的功能是将所选元件放置到原理图中。单击该按钮后，系统会自动切换到原理图设计界面，同时原理图元件库编辑器退到后台运行。

(3)“Delete”按钮的功能是从元件库删除元件。

(4)“Edit”按钮。单击该按钮后系统将启动元件属性对话框，此时可以设置元件的相关属性。

2)别名(Aliases)区域

该区域的显示框用于显示选中元器件的别名。单击“Add”按钮，可为元器件列表框中选中的元器件添加一个用户自定义的别名；单击“Delete”按钮，可删除选中的别名；单击“Edit”按钮，可编辑当前选中的别名。

3)管脚(Pins)区域

显示在元器件列表框中选中的元器件的管脚信息，包括管脚序号、管脚名称和管脚类型等信息，同样也可以单击“Add”、“Delete”或“Edit”按钮操作。

4)模块(Model)区域

该区域可以设置多个与某个原理图元器件相对应的“PCBfootprintmodels”，或添加与仿真和信号完整性分析相对应的模块文件(modelfile)，后面将给予介绍。

关于元件库编辑管理器的具体使用将在后面详细介绍。首先执行菜单命令“File\New\SchematicLibrary”，建立新原理图库元件项目，如图6-1所示。然后执行“File\Saveas”命令，选择合适的路径保存项目。

单击LibraryEditor标签，打开原理图元件编辑器，可以看到在Components栏中系统已经建立了一个名为“Component-1”的元件。

选中Component-1元件，执行“Tools\RenameComponent”命令，在打开的NewComponentName对话框中修改元件名为“LM348N”，如图6-3所示。6.2建立自己的原理图元件库图6-3元件重命名对话框6.2.1原理图元件编辑菜单和工具栏

原理图元件编辑环境下的菜单与原理图编辑环境下的主菜单类似，包括文件管理菜单(File)、编辑菜单(Edit)、显示菜单(View)等。

执行命令“View\Toolbars\SchLibDrawing”可激活如图6-4所示的原理图元件绘图工具栏。利用给出的绘图工具可以绘制直线、贝塞尔曲线、椭圆、多边形、标注文字、新建元器件、添加子件、绘制矩形、绘制圆角矩形、粘贴图片、粘贴图片阵列以及绘制元器件引脚等。图6-4原理图元件绘图工具栏在原理图库编辑环境下，ProtelDXP还提供了大量的电气连接工具和逻辑符号工具。执行命令“View\Toolbars\SchLibIEEE”，可激活如图6-5所示的SchLibIEEE工具栏。

利用SchLibIEEE工具栏提供的工具，可以放置触发器符号、集电极开路符号、延时符号等一系列标志，为元器件的绘制提供了方便。工具栏上各按钮功能如表6-1所示。图6-5SchLibIEEE工具栏表6-1SchLibIEEE绘图工具栏6.2.2绘制原理图元件体

在完成上面的工作之后，就可以开始绘制元件了。

(1)执行命令“Tools\DocumentOptions”，在弹出的LibraryEditorWorkspace对话框中修改元件编辑环境参数，如图6-6所示，这里修改Snap参数为“1mil”。图6-6LibraryEditorWorkspace对话框

(2)定位坐标原点。如果编辑区的坐标不在原点，执行命令“Edit\Jump\Origin”，将光标重新定位到原点。

(3)绘制运算放大器符号。执行“Place\Polygon”命令，或选择SchLibDrawing工具栏中的按钮，绘制一个三角形，三角形顶点坐标分别为(0，-10)、(30，-30)和(0，-50)。

(4)双击绘制好的三角形，在弹出的Polygon对话框中修改三角形的参数，如图6-7所示。这里修改FillColor为无色，BorderWidth为“Small”，其它参数默认。调整参数后的三角形如图6-8所示。

图6-7Polygon对话框图6-8修改参数后的三角形(5)绘制元件管脚。执行命令“Place\Pins”，或者选择工具栏中的按钮，光标将变成管脚形状。按【Space】键调整管脚方向，在合适的位置放置五个管脚，全部放置完成后的图形如图6-9所示。图6-9全部放置完管脚后的器件符号

(6)调整管脚属性。双击需要编辑的元件管脚，或在SchLibrary工作面板中选中需要编辑的管脚后单击“Edit”按钮，将显示PinProperties对话框，如图6-10所示。

对于管脚1、2、3分别修改其DisplayName为1、2、3，Visible选项为不显示；Designator分别为1、2、3，选中其后的Visible复选框。ElectricalType设置为“Passive”，length值为“20mil”。对于管脚4和11，因为它们是芯片的电源管脚，所以除了DisplayName、Visible设置项与上面的设置类似外，Designator分别设置为“V+”和“V-”，在ElectricalType下拉列表中选择“Power”选项，length值为“30mil”。有时候不需要显示电源管脚，这时可选中Graphical栏中的Hidden复选框。设置芯片的PartNumber值为1。

执行命令“Place\TextString”，或选择工具栏中的按钮，在图中绘制同相输入端和反向输入端符号。绘制完成的元件图形如图6-11所示。

图6-10PinProperties对话框

图6-11绘制完成的元件图形

(7)绘制复合封装。因为LM348N属于复合封装元件，即一个元件体内具有多个功能完全相同的功能模块，这些独立的功能模块共享同一个封装，但在原理图电路中是独立使用的，即每一个功能模块都必须有一个独立的符号。对于这类含有多个功能模块的元件，需要为每个功能模块绘制独立的与分立元件类似的符号，各模块之间通过一定的方法建立相应的关联，形成一个整体。在LM348N中包含有4个相互独立的运算放大器单元，在前面我们绘制了第一部分Part1，下面就来绘制其余部分。首先选择刚才绘制好的元件符号(具体方法可以参考前面章节中对象选择操作)，接着选择命令“Edit\Copy”，将选定的内容复制到剪贴板中。

然后进行“Tools\NewPart”操作，系统将显示一个空白的元件设计区。选择“Edit\Paste”命令，将刚才的元件符号复制到图纸上。重复第(6)步调整管脚属性操作，将1、2、3管脚分别改为7、6、5管脚。调整完成后的第二部分模块图形如图6-12所示。

重复以上操作，绘制其它两个单元模块。绘制完成后，在库元件编辑工作面板中将显示所有的单元模块，如图6-13所示。

图6-12第二部分模块图形

图6-13所有的单元模块6.2.3设置原理图元件属性

绘制好原理图元件后，还要设置与之相关的一些属性，这些属性决定了该元件使用时的性质，如默认标识、PCBFootprint以及仿真模型等参数。设置元件属性的步骤如下：

(1)在LibraryEditor工作面板中选中要编辑的元件，单击“Edit”按钮显示ComponentProperties对话框，如图6-14所示。图6-14ComponentProperties对话框

(2)在Designator对话框中输入“U？”，使用“？”表示允许元件标识号自动增加。在Comment中输入“OP”，表示此元件为运算放大器。

(3)单击ComponentProperties对话框左下角的“EditPins”按钮，可打开如图6-15所示的ComponentPinEditor窗口。此窗口中显示了元件所有管脚的信息，可以在此窗口中对元件管脚进行再一次编辑修改。

到此为止就完成了原理图符号LM348N的绘制工作。图6-15ComponentPinEditor窗口6.2.4为原理图文件添加模型

绘制完原理图符号以后，作为应用来说还是不完整的，因为缺少PCBFootprint、Simulation等模型参数，这样就无法进行电路的仿真和最终PCB的设计工作。所以在完成上面原理图符号的绘制工作后，还需要为原理图添加各种模型，这里以上面绘制的LM348N为例，介绍Footprint模型的添加过程。

(1)在原理图库编辑器LibraryEditor下方的Model栏中单击“Add”按钮，打开如图6-16所示的AddNewModel对话框。在ModelType下拉列表中选择“Footprint”选项，系统将弹出PCBModel窗口，如图6-17所示。

图6-16AddNewModel对话框

图6-17PCBModel窗口

(2)单击 “Browse”

按钮，弹出如图6-18所示的BrowseLibraries窗口，在上面的Libraries下拉列表中选择想要装入的PCB库。如果没有，单击Libraries栏右侧的按钮，显示如图6-19所示的AddRemoveLibraries对话框。

(3)单击AddRemoveLibraries对话框下方的“AddLibrary”按钮，在打开的库文件中选择想要加载的PCB库文件。这里要加入的是PCB模型，故需在Altium\Library\Pcb文件夹下寻找。LM348N是双列直插元件，所以这里加载Pcb文件夹下的“Dual-In-LinePackage.PcbLib”库文件，如图6-20所示。图6-18BrowseLibraries窗口图6-19AddRemoveLibraries对话框图6-20添加PCB库文件

(4)添加PCB模型。LM348N为双列直插14脚元件，故在打开的库文件Dual-In-LinePackage.PcbLib中选择“DIP-14\D19.7”，如图6-21所示。图6-21选择PCB模型

(5)单击“OK”键确定，可以看到原理图库编辑器LibraryEditor工作面板下方的Model栏中已经出现刚才选择的PCB模型，如图6-22所示。

这样，我们就完成了元件LM348N的编辑工作。如果想在原理图设计时使用此元件，只需将该库文件装载到元件库中取用即可。图6-23所示为一个原理图设计中取用三次LM348N后的图形。图6-22加载Footprint模型后的元件图6-23新建原理图元件的使用示例6.3创建元件封装6.3.1手工创建元件封装手工创建元件封装，实际上就是利用Protel提供的绘图工具按照器件的实际尺寸绘制元件的封装。执行菜单命令“File\New\PCBLibrary”，启动元件封装编辑器，如图6-24所示。图6-24元件封装编辑器窗口在新建一个元件封装时一般也要先设置一些基本参数，如量度单位、过孔式样等。执行“Tools\LibraryOptions”命令，系统弹出如图6-25所示的面板选项对话框。其中可以设置封装编辑参数，例如量度单位(MeasurementUnit)、移动栅格(SnapGrid)、器件栅格(ComponentGrid)、电气栅格(ElectricalGrid)、可视栅格(VisibleGrid)，以及图纸位置和图纸大小等。图6-25面板选项对话框设置好环境参数后就可以创建元器件封装了。手工创建元件封装的一般步骤如下：

(1)执行菜单命令“Tools\NewComponent”，这里我们要手动创建一个元件封装，不想使用向导，所以在弹出的对话框中选择“Cancel”按钮，就可以建立一个空白的元件

封装。

(2)执行“Edit\Jump\NewLocation”命令，系统弹出如图6-26所示的光标位置设置框，在其中的X-Location和Y-Location中输入“0mil”，将当前坐标移到原点。一般在进行元件封装编辑时，需要将基准点设定在原点。图6-26光标位置设置框(3)执行“Place\Pad”命令，或单击绘图工具栏中的按钮，此时光标变为十字形状，中间带有一个焊盘，移动焊盘到合适位置，单击鼠标放置。由于LM438N为双列直插14引脚的芯片，故这里设置第一个焊盘(一号焊盘)的坐标为(-300，-150)。这些数据在绘制元件封装前应该事先测量好，或是查芯片资料也可以找到。另外，1号焊盘的形状设为矩形，其它为圆形。

在放置焊盘前，单击【Tab】键，进入焊盘属性对话框，从中可设置焊盘属性，如图6-27所示，也可在焊盘放置完成后双击该焊盘打开此对话框。设置好的焊盘参数如图6-27所示。图6-27焊盘属性设置对话框

(4)按照同样的方法，以水平间距100mil，垂直间距300mil放置其余焊盘。需要注意的是焊盘所在的层位是Multi-Layer。放置完成所有焊盘后的图形如图6-28所示。图6-28放置焊盘后的图形

(5)点击编辑界面下的TopOverlay标签，将工作层切换到顶层丝印层。执行“Place\Line”命令或单击绘图工具栏中的

按钮，绘制元件外形轮廓。双列直插DIP-14的外形轮廓由一个开口矩形和一个半圆弧组成，绘制半圆弧可执行菜单命令“Place\Ace”或按钮。绘制完元件外形后的图形如图6-29所示。

(6)绘制完成后，该元件的封装就创建成功。保存该封装后就可以在以后的设计中调用了。图6-29绘制完成的元件封装6.3.2利用向导创建元件封装

除了手工创建元件封装外，系统还提供了元件封装向导，利用向导可以创建一些常用的器件封装。利用向导创建元件封装的过程如下：

(1)执行菜单命令“File\New\PCBLibrary”，启动元件封装编辑器。

(2)执行菜单命令“Tools\NewComponent”，系统弹出如图6-30所示的封装向导窗口。图6-30元件封装向导窗口

(3)单击“Next”按钮，进入如图6-31所示的封装样式选择窗口。其中包括了常用的元件封装类型，例如电阻封装(Resistors)、电容封装(Capacitors)、二极管封装(Diodes)、双列直插封装(Dualin-linePackage，DIP)、四边引出扁平封装(QuadPacks，QUAD)、小尺寸封装(SmallOutlinePackage，SOP)等等。本例中LM438N的封装类型为双列直插，故选择DIP。对话框的下面是封装度量单位，可以选择需要的度量单位如英制(Imperial)或米制(Metric)。图6-31封装样式选择窗口

(4)单击“Next”按钮，系统弹出如图6-32所示的焊盘尺寸设置窗口，在其中可以对焊盘尺寸进行设置。本例中设置的焊盘参数如图6-32中所示。

(5)设置好焊盘尺寸后单击“Next”按钮，系统弹出如图6-33所示的引脚间距窗口。其中用户可以设置引脚的纵向、横向间距。本例中设置的参数如图6-33所示。图6-32焊盘尺寸设置窗口图6-33引脚间距窗口

(6)设置好引脚间距后单击“Next”按钮，进入元件