《PCB设计与制作-Altium Designer设计应用》课件第5章 层次电路原理图的设计实例：万年历双面PCB

认识项目：单片机万年历本项目电路设计主要应用AT89C51单片机作为控制核心；采用LCD1602液晶显示，DS18b20温度传感器测温，DC1302时钟芯片走时。电路功能：具备显示日期，时间，星期，温度，闹钟，整点报时等功能，可通过按键进行设置；掉电走时，不用重新调时；有背光亮度可调节滑动变阻器，实现背光可以调节。认识项目：单片机万年历项目任务：根据提供的万年历技术资料文件，按要求设计层次原理图及其双面PCB。5.1层次原理图的基本结构5.1.1层次原理图的组成5.1.2层次原理图的切换查看5.1.1层次原理图的组成层次式电路主要包括两大部分：主电路图和子电路图。其中主电路图与子电路图的关系是父电路与子电路的关系，在子电路图中仍可包含下一级子电路。

范例：\Users\Public\Documents\Altium\AD16\Examples\BluetoothSentinel”目录下，工程名为：“Bluetooth_Sentinel.PrjPcb”，主图子图子图子图下一级子图5.1.1层次原理图的组成1.主图（顶层原理图）:Bluetooth_Sentinel.SchDoc主电路中的每一个方块电路都对应着一个具体的子电路图。5.1.1层次原理图的组成1.主图（顶层原理图）:Bluetooth_Sentinel.SchDoc方块电路名称方块电路代表的原理图文件图纸入口图纸入口导线电源端口信号线束Accelerometer方块电路5.1.1层次原理图的组成子图与主图的连接是通过方块电路中的图纸入口（SheetEntry）与子图的端口（Port）进行连接，而子图也可以通过端口与更底层的图纸连接。2.子电路图：3-Axis_Accelerometer.SchDoc电源端口端口（Port）端口信号线束线束入口5.1.1层次原理图的组成3、层次原理图中的各类网络标识符网络标号（NetLabels）网络标号（NetLabels）只能表示单张图纸内部的连接，在不同的图纸有相同的网络标号名不能跨越图纸连接。电源端口也叫电源对象，完全忽视工程结构，并与所有的参与连接的图纸上匹配的电源端口连接起来。图纸入口总是垂直连接到图表符所调用的下层图纸端口，在顶层原理图中是方块图表符（SheetSymbol）与其他方块图表符或元器件相连接的端口。端口（Port）在层次原理图设计中，用于子图中的纵向连接和横向连接。横向连接时，可以忽略多图纸结构而把工程中所有相同名字的端口连接成同一个网络；纵向连接时，需和图纸入口（SheetEntry）相联系.端口（Port）图纸入口（SheetEntry）电源端口（PowerPort）5.1.2层次原理图的切换查看单击导航树中的文件名或文件名前面的图标1、利用项目导航树进行切换2、利用导航按钮或菜单命令（1）从主方块图查看子图 ——点击图纸入口（2）从子图查看主方块图 ——点击端口单击5.2层次原理图的设计方法5.2.1自上向下的层次原理图设计【操作步骤】流水灯层次电路原理图设计实例5.2.2自下向上的层次原理图设计【操作步骤】单片机万年历层次电路原理图设计实例5.2.1自上向下的层次原理图设计设计思路：先设计顶层原理图（主图），再根据主图设计子图。【操作步骤】流水灯层次电路原理图设计实例步骤1：新建工程和顶层原理图

（1）新建一个PCB工程，命名为“流水灯层次电路工程.PrjPCB”。

（2）在工程中新建顶层原理图，命名为“流水灯顶层原理图.SchDoc”。

（3）设计为“自定义模板”，修改标题：流水灯顶层原理图5.2.1自上向下的层次原理图设计步骤2：绘制顶层原理图（1）放置方块电路。方块电路5.2.1自上向下的层次原理图设计（2）放置方块电路的端口（图纸入口）。图纸入口步骤2：绘制顶层原理图（1）放置方块电路。5.2.1自上向下的层次原理图设计（2）放置方块电路的端口（图纸入口）。步骤2：绘制顶层原理图（1）放置方块电路。（3）完成电气连接。5.2.1自上向下的层次原理图设计步骤3：由方块符号生成底层原理图（1）单击菜单【设计】→【产生图纸】命令，光标变成“十”字形状，移动鼠标到需要生成底层原理图的方块符号中，单击左键即可生成相应方块图的子图。（2）设计为“自定义模板”，修改标题为各自的子图名称。

5.2.1自上向下的层次原理图设计步骤4：绘制底层原理图按键控制电路子原理图5.2.1自上向下的层次原理图设计步骤4：绘制底层原理图振荡电路子原理图5.2.1自上向下的层次原理图设计步骤4：绘制底层原理图译码显示电路子原理图5.2.1自上向下的层次原理图设计步骤5：编译工程

单击菜单命令【工程】→【CompilePCBProject流水灯层次电路工程.PrjPCB】，对工程执行编译后就可以看到“Project”面板中的层理原理图目录结构。5.2.1自上向下的层次原理图设计步骤6：自动编号原理图单击菜单【工具】→【图纸编号】5.2.2自底向上的层次原理图设计设计思路：先设计主图，再根据主图设计子图。1.绘制顶层原理图

放置方块电路→放置图纸入口→完成电气连接2.由方块符号生成底层原理图【设计】→【产生图纸】3.绘制底层原理图4.自动编号原理图5.编译工程【操作步骤】

单片机万年历层次电路原理图设计实例步骤1：新建万年历工程点击菜单栏【File】（文件）→【New】（新建）→【Project...】（项目）命令新建工程文件命名为“万年历工程.PrjPCB”，同时生成并保存在“万年历工程”文件夹中。步骤2：创建原理图库文件、绘制元件符号步骤3：设计纽扣电池座的元件封装步骤4：绘制层次原理图文件点击菜单栏（文件）→（新建）→（原理图）命令，新建4个底层原理图文件。绘制“单片机最小系统电路.SchDoc”步骤4：绘制层次原理图文件点击菜单栏（文件）→（新建）→（原理图）命令，新建4个底层原理图文件。绘制“USB及按键控制模块.SchDoc”

。步骤4：绘制层次原理图文件点击菜单栏（文件）→（新建）→（原理图）命令，新建4个底层原理图文件。绘制“测温及时钟芯片电路.SchDoc”

。步骤4：绘制层次原理图文件点击菜单栏（文件）→（新建）→（原理图）命令，新建4个底层原理图文件。绘制“液晶显示及声音报警电路.SchDoc”。步骤4：绘制层次原理图文件设计“万年历顶层电路”原理图（1）新建原理图文件，命名为“万年历顶层电路.SchDoc”。（2）单击菜单栏命令（设计）→（从HDL文件或图纸生成图表符），打开“ChooseDocumenttoPlace”对话框，在该对话框中分别选择四个子图文件，单击OK按钮，将光标上出现的浮动方块图表符放置在电路图中。步骤4：绘制层次原理图文件设计“万年历顶层电路”原理图（3）根据各个端口的信号性质不同，分别用信号线束、总线及导线来连接各方块电路图，完成顶层电路原理图的绘制，如图所示。步骤5：图纸自动编号单击菜单工具→图纸编号，弹出图示的对话框。单击下方的自动方块电路数量按钮和更新方块电路计数按钮，自动给所有层次原理图进行图纸编号并更新图纸总张数的信息。单击确定完成图纸自动编号。步骤6：统一修改元件封装单击（工具）→（封装管理器），在弹出的“FootprintMannager”对话框中将所有封装按表5-1设置正确。DesignatorCommentFootprint数量库引用名称BT1CR1220CR1220（自制）1BatteryC1,C230pRAD-0.12CapC310uFRB.1/.2（自制）1CapPol2C4,C510pRAD-0.12CapDSDS18b20TO-921Header3K1POWERDPDT-61SWDPDTLCD1LCD1602HDR1X161自己制作LSBUZZERRB7.6-151SpeakerP14.5VBAT-21Header2Q19013TO-92A12N3904R1-R610kAXIL-0.36Res2R710AXIAL-0.31Res2DesignatorCommentFootprint数量库引用名称RP110kHDR1X91自己制作RP210kPOT1POTS1复位SW-P41SW-4PBS2功能SW-P41SW-4PBS3闹铃SW-P41SW-PBS4加SW-P41SW-4PBS5减SW-P41SW-4PBS6背光SW-P41SW-4PBU189C51SOT129-11自己制作U2DS1302DIP81DS1302USBUSB_AUSB2.5-2H4C1自己制作Y1-Y2XTALRAD-0.22XTAL步骤7：编译工程单击菜单命令（工程）→【CompilePCBProject万年历工程.PrjPCB】，对工程执行编译。对工程执行编译后就可以看到“Project”面板中的层理原理图目录结构，如图所示。5.3圆角矩形PCB板框规划

【操作步骤】

万年历电路的双面异形PCB设计实例步骤1：设计PCB的圆角矩形板框步骤2：放置安装孔步骤3：导入原理图网络，并对元器件进行布局步骤4：设置布线规则，进行布线步骤5：添加滴泪焊盘及覆铜步骤1：设计PCB的圆角矩形板框用PCB向导规划板框。单击主界面左下方的“File”

面板→单击“Newfromtemplate”

选项栏→单击“PCBBoardWizard”

选项，打开“AltiumDesigner新板向导”对话框。参数设置：板框尺寸：60×102.5mm，双面板。手工绘制1/4圆角，半径：2.5mm。按下D→S→D裁板。步骤2：放置安装孔