AD(altium designer)15原理图与PCB设计教程（二）—— 电路原理图设计

目录

电路原理图设计

电路原理图设计步骤：

创建原理图文件：

新建PCB工程及原理图文件:

原理图纸的设置

原理图工作区参数设置

元器件库的操作

编辑调整元器件属性

元器件属性的编辑

元器件自动标号

调整元器件

元器件位置的调整

绘制电路原理图

原理图连接方法

绘制导线

绘制总线

放置总线入口

放置网络标号

放置输入/输出端口

放置线束

放置电气节点

放置“没有ERC标志”

声明：该文只适用于学习，其内容包含来自书本的摘抄和总结，欢迎大家补充，共同学习进步。

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电路原理图设计

电路原理图设计步骤：

1. 创建原理图文件：在当前项目中创建原理图文件。
2. 配置工作环境：设置图纸大小、方向和标题栏，也可以根据需要配置个性化工具栏。
3. 放置电路与器件：在原理图图纸控件中添加电路所需要的元器件、其他电气对象和非电气对象。其中，元器件可以从原理图库文件中获取，对于库中没有的元器件，可自行创建。要是原理图能够生成正确的用于制作印制电路板的的网络表文件，需要对电气件的电气特性进行相关设置。
4. 布局原理图：要使用电路原理图规范、美观、便于布线、减少错误，需要对原理图中各个元器件的位置进行合理的布局。
5. 原理图布线：在各个元器件引脚间添加具有电气连接特性的连接线。
6. 电气检测和调整：检测原理图有无错误，并对出错的内容进行修改和调整。
7. 输出报表：使用各种报表工具生成包含原理图文件信息的报表文件。其中，最重要的是网络表文件。
8. 保存原理图文件：将设计完成的原理图文件保存在磁盘中。
9. 打印图纸：根据需要打印规范化的原理图纸。

创建原理图文件：

新建PCB工程及原理图文件:

实用工具栏

实用工具：在原理图中绘制所需要的标注信息图形，不代表电气联系。

排列工具：在原理图中的元器件位置进行调整、排列。

电源：放置各种电源端口。

数字器件：放置一些常用的数字器件，如与门、非门、反相器等。

仿真源：放置仿真所用的电压源、正弦波、脉冲信号源等。

栅格：对原理图中的栅格进行切换或者设置。

格式化工具栏：格式化工具栏对原理图中的区域颜色、字体名称、大小等进行设置

面板标签：

System：系统面板

design compiler：逻辑综合面板

Sch：原理图面板

Instruments：器件面板

Openbus：调色板面板

 

原理图纸的设置

设置图纸大小：右键->选项->文档选项

 

设置图纸标题栏、颜色和方向：

栅格设置

设置栅格数值：

原理图工作区参数设置

DXP->参数选择

常规参数设置

1、”选项“选项组

Optimize Wire Buses （优化导线及总线）：选中该复选框后，在进行导线和总线的连接时，系统将自动选择最优路径，并且可以避免各种电气连线和非电气连线的相互重叠。

元件割线：选中此复选框，当放置一个元器件时，若元器件的两个引脚同时落在一根导线上，该导线将被截割成两段，两个端点自动分别与元器件的两个引脚相连。

使能In-Place编辑：选中此复选框后，选择原理图中已经放置的文本对象，如元器件的标识、参数等，但激活使用快捷键（F2），即可以直接在原理图编辑窗口内对其进行编辑或者修改，而不必打开相应的参数属性对话框。

Ctrl+双击打开图纸：选中此复选框后，在绘制层次电路原理图时，按下键，同时双击原理图中的图纸符号即可打开相应的模块原理图

转换交叉点：选中此复选框后，在两条导线的T形节点处再连接一条导线形成十字交叉时，系统将自动生成两个相邻的节点，以保证电气上的联通。若取消，则形成两条不相交的导线。

显示Cross-Overs：选中此复选框后，则非电气连线的交叉处会以半圆弧显示出横跨状态。

Pin方向：选中此复选框后，系统会在元器件的引脚处，用三角形箭头标出引脚的输入输出方向，否则不显示。

图纸入口方向：再层次化电路图设计时，选中此复选框，原理图中的图纸连接端口将以箭头的方式显示该端口的信号流向，避免原理图中电路模块间信号流向错误的出现。

端口方向：选中此复选框后，端口样式会根据用户设置的端口属性先试试输出端口还是输入端口或者是其他性质的端口

未连接从左到右：选中此复选框后，对于未连接的端口，一律显示为从左到右的方向。

直角拖拽：选中此复选框后，在原理图中拖动元器件时，与元器件相连接的导线只能保持90°的直角，若取消，则元器件相连接的导线可以呈现任意的角度。

2、”包含剪贴板“选项组

No-ERC：选中此复选框后，则在复制、剪切到剪贴板或打印时，均包含图纸的忽略ERC检查符号。

参数集：选中此复选框后，则使用剪贴板进行赋值操作或打印时，包含元器件的参数信息。

3、”分段放置“选项组

用来设置元器件标识序号及引脚号的自动增量数。

主要的：在原理图上连续放置同一种支持自动增量的对象时，对选共享用来设置对象标识序号的自动增量数，系统默认是1.支持自动增量的对象有元器件、网络、端口等。

次要的：放置对象时，该选项用来设定对象第二个参数的自动增量数，系统默认为1.

移除前导零：使用后，放置一个数字字符时，前面的0会自动去掉。

4、”默认“选项组

用来设置默认的模板文件

单击右边的“浏览”按钮可以选择模板文件。选择后，模板文件名称将出现在“模板”文本框中，每次创建一个新文件时，系统将自动套用该模板。也可以单击“清除”按钮清除已选择的模板文件。

5、”Alpha数字后缀“选项组

用来设置某些元器件中包含多个相同子部件的标识后缀。每个子部件都具有独立的物理功能。再放置这种复合元器件时，其内部的多个子部件通常采用“元器件标识：后缀”的形式来区别。

字母：选中该单选按钮，子部件的后缀以字母表示。

数字：选中该单选按钮，子部件的后缀以数字表示。

6、”引脚余量“选项组

名称：设置元器件的引脚名称字符与元器件符号边缘之间的距离，系统默认值为5mil。

数量：设置元器件的引脚编号字符与元器件符号边缘之间的距离，系统默认值为8mil，

7、”默认电源器件名“选项组

电源地：设置电源地的网络标签名称，系统默认为“GND”。

信号地：设置信号地的网络标签名称，系统默认为“SGND”。

接地：设置大地的网络标签名称，系统默认为“EARTH”。

8、”过滤和选择文档范围“选项组

用来设置过滤器和执行选择功能时默认的文件范围，有两个选项。

Current Document：仅在当前文件中使用。

Open Document：在所有打开文件中使用。

9、”默认空图标尺寸“选项组

用来设置默认的空白原理图的大小，可以单击按钮选择设置，并在旁边给出了相应尺寸的具体绘图区域范围，以便用户选择。

元器件库的操作

库面板

直接加载元器件库

系统默认添加的集成元器件库：

Miscellaneous Devices.IntLib（常用分立元器件库）

Miscellaneous Connectors.InLib（常用接插件库）

直接加载元器件库

元器件的放置

通过元器件库进行双击放置元器件

编辑调整元器件属性

元器件属性的编辑

双击已放置的元器件

元器件自动标号

在电路原理图比较复杂，有很多元器件的情况下，如果用手工方式逐个编辑元器件的标识，不仅效率低，而且容易出现标识遗漏、跳号等现象。此时，可以使用系统所提供的自动标识功能来轻松完成对元器件的标识编辑。

执行“工具”->“注解

”

对话框主要由如下两部分组成。

1、“原理图注释配置”选项组

·“Up then across”：按照元器件在原理图上的排列位置，先按自下而上、再自左到右的顺序自动标识。

·“Down then across”：按照元器件在原理图上的排列位置，先按自上而下，再按自左到右的顺序自动标识。

·“Across then up”：按照元器件在原理图上的排列位置，先按自左到右，再按自下而上的顺序自动标识。

·“Across then down”：按照元器件在原理图上的排列位置，先按自左到右，再按自上而下的顺序自动标识。

·“None”：无设定范围

·“Per Sheet”：单张原理图

·“Whole Project”：整个项目

2、“原理图页面注释”选项组

·“原理图页面”：用来选择要标识的原理图文件。单击“有的打开”按钮，可以选中所列出的所有文件，也可以单击所需文件前面的复选框进行单项选项中；单击“有的关闭”按钮，则不选择所有的文件。

·“注释范围”：用来设置选中的原理图中参与自动标识的元器件范围，有3种选择；

 

All（全部元器件）、Ignore selected Parts（不标识选中的元器件）、Only Selected Parts（只标识选中的元器件）。

·“启动索引”：用于设置表示的起始下标，系统默认为“1”.勾选后，单击增减按钮，或者直接在文本框内输入数字可以改变设置。

·“后缀”：该栏中输入的字符将作为标识的后缀，添加在标识后面。在进行多通道电路设计时，采用这种方式可以有效地区别各个通道对应的元器件。

3、“提议更改列表”选项组

根据设置，列出元器件表示的前后变化。

 

调整元器件

元器件位置的调整

排列元器件：

1. 选中需要排列的器件
2. 执行“编辑”->“对齐”->“顶对齐”，或者再编辑窗口中按键，在弹出的菜单中执行“顶对齐”命令，则所有元器件一最上边的元器件为基准顶部对齐
3. 按键，在弹出的菜单中继续执行“水平分布”命令，是选中的元器件在水平方向均匀分布
4. 单击取消元器件选取状态

绘制电路原理图

在图纸上放置好所需要的各种元器件并且对他们的属性进行了相应的编辑后，根据电路设计的具体要求，可以着手将各个元器件连接起来，以建立电路的实际连通性。这里所说的连接，是指具有电气意义的连接，即电气连接。

电气连接有两种实现方式，一种是直接使用导线将各个元器件连接起来，称为“物理连接”，另外一种是“逻辑链接”，即不需要实际的相连操作，而是通过设置网络标号是的元器件之间具有电气连接关系。

 

原理图连接方法

快捷键：由

加上每一命令后面的字符即可，如设置网络标号，绘制总线进口是,等。

 

绘制导线

绘制导线一般有三种方法：

·执行“放置”->“线”命令

·单击“布线”工具栏的“放置线”按钮

·使用快捷键

 

绘制总线

总线是若干条具有相同性质信号线的组合，如数据总线、地址总线、控制总线等。在原理图的绘制中，为了方便，可以用一条较粗的线条来表示，这就是总线。

原理图编辑环境下的总线没有任何实质的电气连接的意义，仅仅是为了绘图和读图的方便采取的一种简化连线的表现形式。

1. 执行“放置”->“总线”命令，或单击“布线”工具栏中的“绘制总线”按钮
2. 拐点确认，，调整拐点
3. 双击绘制的总线，将打开“总线”对话框，进行相应属性的设置。

 

放置总线入口

1. 执行“放置”->“总线入口”命令，或单击“布线”工具栏中的“总线入口”按钮
2. 拐点确认，，调整拐点
3. 双击绘制的总线入口，将打开“总线入口”对话框，进行相应属性的设置。

 

放置网络标号

在原理图绘制的过程中，元器件之间的电气连接除了是用导线外，还可以通过设置网络标号的方式来实现。

网络标号具有实际的电气连接意义，具有相同网络标号的导线或者元器件引脚不管在图上是否连接在一起，七点七关系都是连接在一起的。特别是在连接的线路比较远或者是线路过于复杂而是走线困难时，使用网络标号代替实际走线可以大大简化原理图。

 

1. 执行“放置”->“网络标号”命令，或者单击“布线”工具栏中的“放置网络标号”按钮，光标变为十字星，并附有以恶初始标号“NetLabel1”
2. 将光标移动到需要放置网络标号的总线或导线上，当出现红色米子标志时，标识光标移捕捉到该导线，此时单击即可放置一个网络标签。移动光标到其他位置处，可以进行连续放置。
3. 双击放置的网络标号，打开“网络标签”对话框。在“网络”文本框内输入网络标号的名称，并可以设置放置方向及字体等。
4. 单击“确定”按钮，关闭对话框。对所放置的网络标号一一进行设置。

 

放置输入/输出端口

在绘制原理图时，两点之间的电气连接，可以直接使用导线，也可以通过设置相同的网络标号来完成。此外，还有一种方法，即使用输入输出端口，同样也能实现两点之间（一般是两个电路之间）的电气连接，相同名称的输入/输出端口在电气关系上是连接在一起的。一般情况下，在单个原理图中很少使用端口连接，只有在多图纸设计中才会用到这种电气连接方式。

1. 执行“放置”->“端口”命令，或者单击“布线”工具栏中的“放置端口”，此时，光标变为十字形，并带有一个输入输出端口符号
2. 移动光标到合适的位置处，当出现红色米字标志时，表示光标已捕捉到电气连接点。单击确定端口的一端位置，然后拖动鼠标使端口的大小合适，再次单击确定端口的里一端位置，即完成输入输出端口的设置
3. 将光标移动至其他位置处，可以连续放置
4. 双击所放置的端口，打开“端口属性”对话框，在“名称”文本框中输入端口的名称

 

放置线束

除了上述的几种电气连接方式以外，AD15中还继续采用了信号线束的概念堆到先和总线的连接性进行了扩展，可以把单条单线和总线汇集在一起进行连接，大大简化了电路原理图的整体电气配线路径和设计的复杂性。

信号线束即可以在同一个原理图中使用，又可以通过输入输出端口，与另外的原理图之间建立联系。使用线束连接器将每条单线或总线配线到线束入口中，线束通过线束入口的名称来识别每一单现货总线，从而建立起设计中的连接。

放置线束连接器

1. 执行“放置”->“线束”->“线束连接器”命令，或者单击“布线”工具栏中的“放置线束连接器”按钮，光标变为十字型，带有一个线束连接器符号，并附有一个初始名称“Harness”
2. 移动光标到适当位置，单击确定连接器的初级位置，然后拖动鼠标是连接器的大小合适，再次单击确定，完成了线束连接器的一次放置
3. 双击缩放值得线束连接器，打开“套件连接器”对话框。该ui画框中有两个选项卡：“属性”与“线束入口”，在“属性”选项卡中可以设置线束连接器的有关属性，如边界颜色、填充颜色、初级位置、X、Y方向尺寸以及边框宽度等。在“线束类型”文本框中可以输入线束连接器的名称，并选择设置是否隐藏、是否锁定等。
4. “线束入口”选项卡用于显示线束连接器中已放置的所有线束入口。

在层次原理图设计中，线束连接器放置在不同的子原理图中，彼此之间的连通性是通过线束类型来实现的。

 

放置线束入口

    线束入口是组合成一个整体信号线束的单个入口的图形代表。

1. 执行“放置”->“线束”->“线束入口”命令，或者单击“布线”工具栏中的“放置线束入口”按钮，光标变为十字型，带有一个线束入口符号，并附有一个初始顺序名称。
2. 移动光标到适当位置，当出现红色米字标志时，表示光标已捕捉到电气连接点，此时，单击即可完成放置。
3. 将光标移动到其他位置处，可连续放置，右击或按键退出放置状态。
4. 双击所放置的线束入口（或在放置状态下，按键），打开“套件入口”对话框。在“名称”文本框中输入入口的名称。
5. 单击“确定”按钮，关闭对话框。对所放置的线束入口一一进行设置。
6. 双击线束连接器，打开“套件连接器”对话框。在“线束入口”选项卡中，显示出已放置的所有线束入口。单击某一线束入口，可直接修改其名称。

放置信号线束

    放置信号线束将以上所设置的线束连接器连接到已有的端口上。

1. 执行“放置”->“线束”->“信号线束”命令，或者单击“布线”工具栏中的“放置信号线束”按钮，光标变为十字型。
2. 移动光标到适当位置，当出现红色米字标志时，表示光标已捕捉到电气连接点，此时，单击确定线束的起点位置。
3. 拖动鼠标到要链接的线束连接器初始位置处，同样会出现一个红色米字标志，再次单击确定娴熟的中点位置，即完成了信号线束的一次放置。
4. 双击所绘制的信号线束（或在绘制状态下，按键），将代开“信号套件”对话框，可进行相应的属性设置。

放置预定义的线束连接器

     放线束的图形化定义已经存在时，可以通过放置预定义的线束连接器命令，来直接建立信号线束。

1. 执行“放置”->“线束”->“预定义的线束连接器”命令，打开“Place Predefined Harness Connector”对话框。在“Harrness Connector”列表框中列出了当前攻宠中的所有可用线束连接器，供用户选择，在“滤波器”文本框中输入线束连接器的全部或部分名称以便快速查询。
2. 设置完毕，单击“确定”按钮，关闭对话框。光标变为十字形，带有一个定义好的线束连接器和端口，且线束入口分类显示。
3. 移动光标到合适位置处，调整后，单击即可完成放置。

 

放置电气节点

在AD中，默认情况下，系统会在导线的T型交叉点处自动放置电气节点，表示所画线路在电气意义上是连接的。但在其他情况下，如在十字交叉点处，由于系统无法判断导线是否连接，因此不会自动放置电气节点。如果导线确实是相互连接的，就需要用户自己通过手动来放置电气节点。

1. 执行放置电气节点的命令

·执行“放置”->“手工节点”的命令。

·使用放置电气节点快捷键。

1. 放置电气节点

    执行放置电气节点命令后，光标变为十字形，并带有一个电气节点符号。引动光标到需要放置的位置处，单击即可完成。

1. 设置节点属性

双击需要设置属性的电气节点，系统及那个弹出“连接”对话框，可设置节点的尺寸、颜色、位置等，各项参数的设置与前面基本相同，在此不再重复。

 

放置“没有ERC标志”

在电路设计过程中，系统进行电器规则检查（ERC）时，有时会产生一些不希望的错误报告。如出于电路设计的需要，一些元器件的个别输入引脚有可能悬空，但在系统默认的情况下，所有的输入引脚都必须进行连接，这样在ERC检查时，系统会认为悬空输入引脚使用错误，并会在该引脚处放置一个错误标记。

为了避免用户为查找这种“错误”而浪费时间，可以使用“没有ERC标志”符号，让系统忽略对此处的ERC检查，不再产生不必要的警告或者错误信息。

1. 执行“放置”->“指示”->“Generic No ERC”命令，或者单机“布线”工具栏中的“放置没有ERC标志”的按钮，光标变为十字星，并附有一个红色的小叉
2. 移动过光标到需要放置的位置处，单击即可完成放置，并可以进行连续放置。
3. 双击所放置的“没有ERC标志”，打开想用“不ERC检查”对话框，可进行颜色、位置、、是否锁定等属性设置。

声明：该文只适用于学习，其内容包含来自书本的摘抄和总结，欢迎大家补充，共同学习进步。