第一篇：實(shí)驗(yàn)4使用AltiumDesigner繪制電路原理圖(上機(jī))(精)

實(shí)驗(yàn)4 使用Altium Designer繪制電路原理圖 1

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、熟悉Altium Designer的軟件使用界面

2、掌握Altium Designer的原理圖繪制流程及方法

二、實(shí)驗(yàn)原理

機(jī)器狗控制板的前端電路是主要由多個(gè)三極管構(gòu)成的觸發(fā)脈沖產(chǎn)生電路，如圖4-1所示。咪頭S1采集聲音信號(hào)，經(jīng)電容C1耦合送入由三極管Q1與電阻R1、R2、R5組成的單管共射放大電路，聲音信號(hào)經(jīng)放大電路放大后再經(jīng)電容C2耦合作為三極管Q2的基極控制電壓。如果控制電壓足夠大，則Q2管發(fā)射結(jié)導(dǎo)通，Q2管處于飽和狀態(tài)，集電極電壓為低電平，經(jīng)接頭P2的1腳送出去觸發(fā)后端的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；如果控制電壓不夠大，Q2管發(fā)射結(jié)不導(dǎo)通，Q2管處于截止?fàn)顟B(tài)，集電極電壓為高電平，將無法觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。

圖4-1 機(jī)器狗控制板前端電路原理圖

接頭P2的2腳接單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出端。當(dāng)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器被觸發(fā)了，則該端接高電平，經(jīng)二極管D2給電容C3充電，當(dāng)C3兩端電壓足夠高了，這三極管Q3導(dǎo)通，將Q2的基極電位強(qiáng)制拉回到低電平，Q2截止，為下一次觸發(fā)做準(zhǔn)備。但Q3導(dǎo)通后，電容C3放電，C3兩端電壓下降到一定值后，Q3截止。通過D2、C3和Q3組成的反饋控制，使得單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以被多次重復(fù)觸發(fā)。

三、實(shí)驗(yàn)條件及設(shè)備

1、計(jì)算機(jī)

2、EDA 設(shè)計(jì)軟件Altium Designer 13

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與操作步驟 繪制電路原理圖步驟見圖4-2。

步驟1.創(chuàng)建PCB 設(shè)計(jì)項(xiàng)目（*.PrjPCB）

啟動(dòng)Altium Designer, 創(chuàng)建PCB 設(shè)計(jì)項(xiàng)目：Cat.PrjPCB。

步驟2.創(chuàng)建原理圖文件

在AD 初步.PrjPCB 項(xiàng)目下，執(zhí)行選單命令【File

】/【New 】/

【Schematic 】, 創(chuàng)建原理圖文件，并另存為“AD 初步.SchDoc ”。這里應(yīng)注意的是做項(xiàng)目的思想，盡量把一個(gè)工程的文件另存為到同一文件夾下，方便以后的管理。

進(jìn)入原理圖編輯器后，設(shè)計(jì)者可以通過瀏覽的方式熟悉環(huán)境、各菜單命令。這里對(duì)一些常用菜單做簡(jiǎn)單說明。

如圖4-4，【File 】是對(duì)項(xiàng)目創(chuàng)建管理的窗口，【Edit 】是對(duì)畫原理圖時(shí)對(duì)其一些功能的編輯，【View 】具有查看、放大、縮小的功能，【Project 】可以對(duì)原理圖進(jìn)行編譯，檢查錯(cuò)誤，【Place 】中有一些常用器件，可直接放置，【Design 】可以進(jìn)行一些高級(jí)設(shè)計(jì)，【Tools 】平時(shí)用得比較多點(diǎn)，可以對(duì)元器件進(jìn)行自動(dòng)排序，查看元器件的封裝等。

如圖4-5，這個(gè)工具欄可以直接對(duì)連線、總線、文本、地線、電源等進(jìn)行放置。

如圖4-6，這個(gè)工具欄可以直接對(duì)電阻、電容等進(jìn)行放置。

下面對(duì)原理圖紙進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，對(duì)新建的原理圖的邊框進(jìn)行雙擊，就會(huì)出現(xiàn)如圖4-7的原理圖紙?jiān)O(shè)置框，Border Color是對(duì)邊框顏色進(jìn)行設(shè)置，Sheet Color是對(duì)網(wǎng)格背景顏色進(jìn)行設(shè)置，Standard styles 是對(duì)原理圖紙的紙張大小的選擇設(shè)計(jì)。其他具體功能這里就不詳細(xì)說明了。

步驟3.加載/卸載元件庫(kù)

在原理圖上放置元件前，須先知加載圖中所需元件的元件庫(kù)。

點(diǎn)擊System 如圖4-8，點(diǎn)擊屏幕右下角【System 】/【Libraries 】按鈕，彈出文件面板，如圖4-9，步驟4.放置圖件

圖件是指元件Part、導(dǎo)線Wire、節(jié)點(diǎn)Junction、電源端口Power Port、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)Net Label、端口Port、總線連接口Bus Entry等。

（1）放置元件 執(zhí)行菜單命令【Design 】【Browse Libraries...】/或單擊面板標(biāo)簽【System 】，選中【Library 】，如圖4-12所示，彈出庫(kù)文件面板

元件封裝模型

在“當(dāng)前元件庫(kù)”列表框中選中需要放置元件的所在庫(kù)；在“元件名稱排序”列表框中選中需要放置的元件；單擊【Place...】按鍵，元件符號(hào)附在光標(biāo)上，跟隨光標(biāo)移動(dòng)；此時(shí)按一次鍵盤空格鍵元件逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度；按X 鍵元件左右鏡像；按Y 鍵元件上下鏡像；對(duì)需要編輯屬性的元件按Tab 鍵，彈出如圖4-14元件屬性對(duì)話框，對(duì)話框中編輯元件的標(biāo)注、標(biāo)注值、元件引腳、元件封裝等。

當(dāng)確定元件的基本位置后，鼠標(biāo)左鍵確認(rèn)。一張圖紙上的相同元件可以連續(xù)放置。繪圖中，同類元件可以連續(xù)放置。單子件元件的標(biāo)注可以在全部圖紙繪制完后統(tǒng)一添加。元件的標(biāo)稱值、元件的封裝最好在放置元件時(shí)輸入。

注意：在元件還未定位時(shí)，拖動(dòng)效果如圖4-15所示，而且在這個(gè)時(shí)候最好使用X 鍵、Y 鍵、空格鍵、Tab 鍵進(jìn)行參數(shù)和位置的設(shè)計(jì)。

放置如圖4-1的元件如圖4-17所示，像

4.7K 的電阻可以按住Shift 鍵然后拖動(dòng)，可以cope 一個(gè)4.7K 的電阻。

（2）放置導(dǎo)線和節(jié)點(diǎn)

當(dāng)電路元件放置并基本布局、排列完畢后，如圖4-18所示，進(jìn)行各元件的連接。放置導(dǎo)線可單擊電路繪圖工具欄上的

按鈕，或按快捷鍵【P/W】。

電路中十字交叉的連線需要添加節(jié)點(diǎn)，按快捷鍵【P/J】，或者如圖4-19進(jìn)行操作。

（3）放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)、總線入口、總線及線路標(biāo)簽的步驟這里就不做詳細(xì)說明，有興趣的同學(xué)可以課后自己探討。

步驟5.為元件添加標(biāo)注

為原理圖中的元件添加標(biāo)注是繪制原理圖的重要步驟。有手動(dòng)和自動(dòng)添加標(biāo)注兩種辦法。自動(dòng)添加標(biāo)注是執(zhí)行菜單命令【Tool 】/【Annotate 】，依系統(tǒng)選項(xiàng)提示，如圖4-19所示，逐步進(jìn)行。手工添加標(biāo)注是在放置元件時(shí)將元件標(biāo)注輸入，見圖4-14元件屬性對(duì)話框。

步驟6.規(guī)范原理圖

繪制完一遍草圖后，需要對(duì)元件的位置做適當(dāng)調(diào)整。添加必要的文字說明。一張高質(zhì)量的電路圖應(yīng)該是信號(hào)流向清楚，功能模塊安排合理，疏密適中，圖幅大小合適。

步驟7.電氣規(guī)則檢查（ERC）

電氣規(guī)則檢查可檢查原理圖中是否有電氣特性不一致的情況。如：兩個(gè)輸入引腳并聯(lián)、未連接完整的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)、重復(fù)性的元件標(biāo)注等。以上這些都是不合理的電氣沖突現(xiàn)象。Altium Designer 會(huì)按照用戶設(shè)置規(guī)則來區(qū)分錯(cuò)誤的等級(jí)并提醒用戶。

執(zhí)行菜單命令【Project 】/【Compile PCB Project 】，對(duì)其進(jìn)行電氣檢查。單擊面板標(biāo)簽【System 】, 選中【Messages 】，如圖4-21所示，打開信息面板，顯示編譯結(jié)果。根據(jù)編譯報(bào)告，修改原理圖中的錯(cuò)誤。

步驟8.元件封裝檢查

元件封裝檢查是非常關(guān)鍵的一步。執(zhí)行【Tools 】/【Footprint Manager】檢查圖中所示元件的封裝。再將原理圖網(wǎng)表信息導(dǎo)入PCB 文件之前，應(yīng)保證元件封裝的完整和正確。如圖4-22所示。

五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、敘述基于Alitum Designer設(shè)計(jì)電路原理圖的操作過程；

2、分別對(duì)繪制過程中完成布局、連線和標(biāo)注各階段的原理圖做截圖記錄；

3、撰寫實(shí)驗(yàn)總結(jié)或者心得體會(huì)；

4、回答思考題。

六、思考題

1、在本前端電路中，如果不加由D2、C3和Q3組成的反饋電路，電路的運(yùn)行效果會(huì)如何？

2、如果找不到所需元件的庫(kù)，如何解決？

3、原理圖繪制時(shí)會(huì)涉及到哪幾種網(wǎng)格？它們的作用分別是什么？

4、試說明原理圖元件和封裝是什么對(duì)應(yīng)關(guān)系？ 15