Altium_Designer 详细使用教程

来源：小侦探旅游网

Ａｌｔｉｕｍ　Ｄｅｓｉｇｎｅｒ详细使用教程

第1章 Altium Designer 6 简介 ........................................................................................................ 1

1.1 Altium Designer 6 软件简介和安装 .................................................................................. 1

1.1.1 系统需求 ...................................................................................................................... 1

1.1.2 系统安装 ...................................................................................................................... 2 1.1.3 软件激活 ...................................................................................................................... 3 1.2 Altium Designer 6的窗口界面 ..................................................................................... 5 1.2.1 Altium Designer 6软件界面简介.......................................................................... 5

1.2.2 Altium Designer 6的文件类型和服务组件 ......................................................... 7 1.3 Altium Designer 6的系统设置 ....................................................................................... 10 1.4 Altium Designer 6的界面自定义 ................................................................................... 20 第2章原理图设计 .......................................................................................................................... 23

2.1 原理图设计基础 ................................................................................................................... 23

2.1.1 原理图设计的一般步骤 ........................................................................................... 23

2.1.2 Altium Designer 6 原理图设计工具栏 ................................................................ 24 2.1.3 图样的放大与缩小 ................................................................................................. 25 2.2 原理图的图纸设置 ............................................................................................................... 26 2.2.1 设置图样大小 .......................................................................................................... 27 2.2.2 Parameters标签页（图纸属性设置） ............................................................... 30 2.3 元件库的加载 ....................................................................................................................... 31 2.3.1 元器件库管理器 ..................................................................................................... 31 2.3.2 元件库的加载 .......................................................................................................... 32 2.3.3元件查找 ................................................................................................................... 33 2.4 放置、调整和编辑元件....................................................................................................... 34

2.4.1放置元器件 ............................................................................................................... 34 2.4.2 调整元件位置 .......................................................................................................... 37 2.4.3编辑元件属性 ........................................................................................................... 41 2.5 连接线路................................................................................................................................ 44

2.5.1连接导线 ................................................................................................................... 44

2.5.2 放置线路节点 .......................................................................................................... 45 2.5.3 放置网络标号 .......................................................................................................... 46 2.6 其他对象的编辑及属性编辑 .............................................................................................. 47 2.6.1放置总线 ................................................................................................................... 47 2.6.2 放置圆弧 .................................................................................................................. 47 2.6.3放置注释文字 ........................................................................................................... 48 2.6.4放置文本框 ............................................................................................................... 49 2.7 层次原理图的设计 ............................................................................................................... 50 2.7.1层次原理图概述....................................................................................................... 51 2.8 创建网络表 ........................................................................................................................... 56

2.8.1设置网络表选项....................................................................................................... 56 2.8.2 创建网络表 .............................................................................................................. 57 2.8.3 网络表格式 ............................................................................................................ 57 2.9 原理图设计进阶 ................................................................................................................... 58

2.9.1元器件自动对齐....................................................................................................... 58 2.9.2 对象属性整体编辑 ................................................................................................. 60 2.9.3 原理图编译与电气规则检查 ................................................................................. 62 2.9.4 报表生成及输出 ..................................................................................................... 64 2.9.5原理图输出 ............................................................................................................... 65

2.10 原理图绘制实例 ................................................................................................................. 66

第3章创建原理图元器件 ................................................................................................................ 76

3.1 原理图元件概述 ................................................................................................................... 76

3.1.1 元件概述 .................................................................................................................... 76

3.1.2 原理图元件制作过程 ............................................................................................. 77 3.2 原理图元器件编辑器 ........................................................................................................... 78

3.2.1 启动原理图元件库编辑器 ....................................................................................... 78

3.2.2 绘图工具 .................................................................................................................... 78 3.2.3 IEEE工具栏 ............................................................................................................... 79 3.2.4 元件库编辑管理器 ................................................................................................... 79 3.3 创建分立元器件 ................................................................................................................... 81

3.3.1 对原有元器件编辑修改 ........................................................................................... 81 3.3.2 绘制新元件 ................................................................................................................ 84 3.4 多单元元器件制作 ............................................................................................................... 87

3.4.1 制作第一个单元电路 ............................................................................................... 87

3.4.2 制作第二个单元电路 ............................................................................................... 88 3.4.3 制作其它单元电路 ................................................................................................... 89 3.4.4 放置正、负电源引脚 ............................................................................................... 89

小结 ............................................................................................................................................... 90 习题 ............................................................................................................................................... 90 第4章印制电路板设计 .................................................................................................................... 92

4.1 PCB设计基础..................................................................................................................... 92

4.1.1 印制板分类 ................................................................................................................ 92 4.1.2 印制电路板结构组成 ......................................................................................... 93 4.1.3元件封装概述 ............................................................................................................. 94 4.2 PCB设计流程以及基本原则............................................................................................ 96

4.2.1 PCB设计流程 ............................................................................................................ 96 4.2.2 PCB设计的基本原则 ................................................................................................ 97 4.3 创建和规划PCB................................................................................................................... 98

4.3.1电路板规划 ................................................................................................................. 98 4.3.2 PCB工作层管理 ......................................................................................................102 4.3.3. 印制电路板选项设置 ............................................................................................103 4.4 元件封装库的操作 .............................................................................................................104

4.4.1 加载元器件封装库 .................................................................................................104 4.4.3 搜索元件封装 ..........................................................................................................105 4.4.4 放置元件封装 ..........................................................................................................106 4.4.5修改封装属性 ...........................................................................................................107 4.5 手工布线设计单面印制电路板 ........................................................................................108

4.5.1设计前的准备工作 ..................................................................................................108

4.5.2 载入网络表 ..............................................................................................................109 4.5.3 元件布局 .................................................................................................................. 110 4.5.4 添加网络连接 .......................................................................................................... 111 4.5.5 手工布线 .................................................................................................................. 112 4.6 自动设计PCB双面板 ....................................................................................................... 115

4.6.1 设计前准备工作...................................................................................................... 115

4.6.2 画禁止布线区 .......................................................................................................... 116 4.6.3 载入网络和元件封装 ............................................................................................. 116 4.6.4 设计规则（Design Rule） ..................................................................................... 117 4.6.5 元件布局 ..................................................................................................................125 4.6.6 添加电源网络连接 .................................................................................................127 4.6.7 自动布线 ..................................................................................................................128 4.7 印制电路板设计进阶 .........................................................................................................130

4.7.1 制作PCB的后期处理............................................................................................130

4.7.2 原理图与PCB之间交叉追逐与相互更新 ..........................................................137 4.7.3 PCB的3D展示 .......................................................................................................139 4.7.4设计规则检查以及工程报表输出 .........................................................................140

小结 ...........................................................................................................................................145 习题 ...........................................................................................................................................145 第5章创建元器件封装和集成库 .................................................................................................147

5.1 创建新的元件封装库 .........................................................................................................147

5.1.1 元件封装制作过程 .................................................................................................147 5.1.2元件封装库编辑器 ..................................................................................................147 5.2 手工制作元器件封装 .........................................................................................................149

5.2.1 新建元件封装库文件 .............................................................................................149 5.2.2．元件封装库编辑环境设置 ...................................................................................150 5.2.3．放置焊盘 ................................................................................................................150 5.3 利用向导工具制作元件封装 ............................................................................................152 5.4 集成库的生成与维护 .........................................................................................................155 5.4.1 集成库的生成 ..........................................................................................................155 5.4.2 集成库的维护 ..........................................................................................................158 小节 .............................................................................................................................................159 习题 .............................................................................................................................................159 第6章电路仿真.............................................................................................................................161

6.1 仿真的意义 .......................................................................................................................161

6.2 仿真的设置 .........................................................................................................................161

6.2.1 Altium Designer 6的仿真元件库 ...........................................................................161 6.2.2 初始状态的设置......................................................................................................167 6.2.3 仿真器的设置 ........................................................................................................168 6.2.4进行电路仿真的一般步骤 ......................................................................................177 6.3 电路仿真实例 .....................................................................................................................180 6.3.1 模拟电路仿真实例 .................................................................................................180 6.3.2数字电路仿真实例 ..................................................................................................182 小结 .............................................................................................................................................185

习题 .............................................................................................................................................185

第1章 Altium Designer 6 简介

本章将介绍Altium Designer 6的基础知识，包括Altium Designer 6的安装步骤、Altium Designer 6的系列界面及环境的设置方法。

【本章重点知识】

Altium Designer 6 软件的安装

Altium Designer 6 界面及工作环境设置

1.1 Altium Designer 6 软件简介和安装

电路设计自动化 EDA（Electronic Design Automation）指的就是将电路设计中各种工作交由计算机来协助完成。如电路原理图（Schematic）的绘制、印刷电路板（PCB）文件的制作、执行电路仿真（Simulation）等设计工作。随着电子科技的蓬勃发展，新型元器件层出不穷，电子线路变得越来越复杂，电路的设计工作已经无法单纯依靠手工来完成，电子线路计算机辅助设计已经成为必然趋势，越来越多的设计人员使用快捷、高效的CAD设计软件来进行辅助电路原理图、印制电路板图的设计，打印各种报表。

Altium Designer 6是原Protel软件开发商Altium公司于2006年推出的一体化的电子产品开发系统，主要运行在Windows XP操作系统。这套软件通过把原理图设计、电路仿真、PCB绘制编辑、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术的完美融合，为设计者提供了全新的设计解决方案，使设计者可以轻松进行设计，熟练使用这一软件必将使电路设计的质量和效率大大提高。

Altium Designer 6除了全面继承包括Protel 99SE、Protel DXP在内的先前一系列版本的功能和优点外，还增加了许多改进和很多高端功能。该平台拓宽了板级设计的传统界面，全面集成了FPGA设计功能和SOPC设计实现功能，从而允许工程设计人员能将系统设计中的FPGA与PCB设计及嵌入式设计集成在一起。

由于Altium Designer 6在继承先前Protel软件功能的基础上，综合了FPGA设计和嵌入式系统软件设计功能，Altium Designer 6对计算机的系统需求比先前的版本要高一些。

1.1.1 系统需求

Altium 公司推荐的系统配置为：

1．操作系统：

Windows XP（专业版或家庭版）、Windows 2000专业版。 2．硬件配置：

（1）至少1.8GHz微处理器。（2）1GB内存。

（3）至少2GB的硬盘空间。

（4）显示器屏幕分辨率至少为1024╳768，32位真彩色，32MB显存。

1.1.2 系统安装

Altium Designer 6是英文版本，其安装过程与其他软件类似，其具体操作步骤如下： 1．将Altium Designer 6安装光盘放入CD-ROM驱动器，等光盘运行后，打开光盘“setup”目录，然后双击“setup.exe”安装应用程序图标，稍时就会出现如图1-1所示的Altium Designer 6安装向导窗口。

2．单击安装向导欢迎窗口的【Next】按钮，显示如图1-2所示的“License Agreement” 注册协议许可对话框。

图1-1 安装向导窗口图1-2 注册协议许可对话框

3．选中图1-2中的“I accept the license agreement”单选项，然后单击【Next】按钮继续下一步。

图1-3 设计者信息对话框图1-4 安装路径对话框

4．接着弹出如图1-3所示设计者信息对话框，设计者可以在对话框中输入设计者名字和单位名称，并设定该软件的使用权限。然后单击【Next】按钮继续下一步。

5．接着弹出如图1-4所示选择安装路径对话框，在对话框中设计者可以选择软件的安装路径。默认的路径为“C：\\Program Files\\Altium Designer 6\\”。当然也可将软件安装在其他路径，可以单击【Browse】按钮，直接在硬盘中进行浏览选择，如图1-5所示。由于操作系统在C盘中，一般情况下将软件安装到D（或E、F）盘中。完成本步操作后单击【Next】按钮继续。

6．在“Destination Folder”视图的“Destination Foler”区域显示了即将安装Altium Designer6的安装路径，如图1-6所示。若想更改安装路径，单击【Browse】按钮，打开如图1-5所示的安装路径选择对话框，选择新的安装路径即可。

7．确认如图1-6所示的安装路径后，单击该图【Next】按钮，打开如图1-7所示“Ready to Install the Application”视图。

图1-5安装路径选择对话框图1-6 选择的目标安装路径视图

确定以上安装信息设定无误后，单击图1-7中的【Next】按钮开始安装，过程中，文件复制窗口内将显示操作过程和文件复制进度，以及安装剩余时间等信息，如图1-8所示。

图1-7 Ready to Install the Application视图图1-8 显示安装进度

9．文件复制完毕后，系统弹出安装完毕窗口，如图1-9所示。点击【Finish】按钮，结束安装。至此，Altium Designer 6的文件安装工作基本结束，但此时软件仍不能正常工作，需要使用软件许可证文件或网络许可证将其激活，才能正常使用该软件。

图1-9 Altium Designer 6成功安装视图

1.1.3 软件激活

Altium Designer 6只有在启动后才能激活，Altium Designer 6的启动方式有如下两种。

1. 单击计算机桌面下方的【开始】按钮，在弹出的启动菜单中选择“Altium Designer 6”命令，即可启动Altium Designer 6。

2. 在计算机桌面上选择“开始\\程序（P）\\Altium Designer 6\\Altium Designer 6”命令，也可启动Altium Designer 6，如图1-10所示。

图1-10 开始菜单中Altium Designer 6的启动命令

激活前的Altium Designer 6启动如图1-11所示，其中右上角显示“Unlicensed”字样，表示该软件尚未被激活。

图1-11 启动界面

启动后，Altium Designer 6将自动新建一个名为“Workspacel.DsnWrk”的工作台，此时工具栏中的快捷按钮都处于不可用状态，系统自动打开如图1-12所示的“DXP Licenses management”页面，要求用户设置或添加许可证以激活Altium Designer 6添加许可证文件步骤如下。

1.在“Licensing”栏内的“Licensing Mode”选项栏中选择软件许可证类型。选中“Standalone”前的单选按钮，然后单击“Available License”区域内的“Add license file”超链接，打开如图1-13所示的“打开”对话框。

2.在“打开”对话框选择许可证文件“*.alf”文件，单击【打开】按钮，将许可证文件添加到Altium Designer 6系统中。

图1-12 许可管理信息窗口图1-13 打开对话框

3.执行菜单命令Help\\about，打开如图1-14所示的版本信息窗口。版本信息窗口中显示的“Licensed to ALTIUM”字样，表示该软件已激活。

图1-14 版本信息窗口

1.2 Altium Designer 6的窗口界面

Altium Designer 6是Altium公司Protel系列软件基于Windows平台的最新产品，是Altium公司总结了多年的技术研发成果，是对Protel 99 SE以及Protel DXP不断修改、扩充新设计模块和多次升级完善后的产物。Altium Designer 6是完全一体化的电子产品开发系统下的一个版本。Altium Designer 6是将设计流程、集体化PCB设计、可编程器件设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合在一起的电路设计系统。

1.2.1 Altium Designer 6软件界面简介

Altium Designer 6应用程序启动后，默认的工作界面如图1-15所示。主窗口上方依

次是标题栏、菜单栏和工具栏；中部是两个大窗口，左边是面板窗口，右边是工作窗口；下面有面板标签栏、命令栏和状态栏等。

（1）系统菜单。位于Altium Designer 6界面的上方左侧，启动Altium designer 6后，系统显示“DXP”、“File”、“View”、“Project”、“Window”和“Help”基本操作菜单项，用户使用这些菜单项内的命令选项可以设置Altium Designer 6中的系统参数，新建各类项目文件，启动对应的设计模块。当设计模块被启动后，主菜单将会自动更新，以匹配设计模块。

（2）浏览器工具栏。浏览器工具栏位于Altium Designer 6界面的上方右侧，由浏览器地址编辑框、后退快捷按钮、前进快捷按钮、回主页快捷按钮和个人喜好快捷按钮组成。其中，浏览器地址编辑框用于显示当前工作区文件的地址；单击后退或前进快捷按钮可以根据浏览的次序后退或前进，且通过单击按钮右侧的下拉列表按钮，打开浏览次序列表，用户还可以选择重新打开用户在此之前或之后浏览的页面；单击回主页快捷按钮，将返回系统默认主页；单击个人喜好快捷按钮，可以将当前页面设置为个人喜好页面。

图1-15 主窗口界面

（3）系统工具栏。系统工具栏位于系统菜单下方，由快捷工具按钮组成，单击此处按

钮等同于选择相应菜单命令。（4）工作区。工作区位于Altium Designer 6界面的中间，是用户编辑各种文档的区域。在无编辑对象打开的情况下，工作区将自动显示为系统默认主页，主页内列出了常用的任务命令，单击即可快捷启动相应工具模块。（5）工作面板窗口。Protel DXP为用户提供了大量的工作区面板窗口，如文件管理面板、项目管理面板、器件库面板等，分别位于Altium Designer 6界面的左右俩侧和下部。用户可以以用工作区面板右上部分的小按钮移动、修改或修剪面板，单击相应的面板标签还可以显示、隐藏或切换工作面板窗口。

面板窗口有弹出/隐藏、锁定和浮动三种状态。面板窗口右上方的为滑轮按钮，表明

面板窗口处于弹出/隐藏状态，将光标指向面板窗口标签时，该面板窗口会自动弹出，光标离开该面板窗口一段时间后，该面板窗口会自动隐藏。面板窗口右上方的为锁定按钮，表明面板窗口被图钉固定，用光标点击、二者可切换。浮动状态是将面板窗口拖到主窗口之上。建议将面板窗口设置为弹出/隐藏状态，以便提供足够大的工作区界面。

1.2.2 Altium Designer 6的文件类型和服务组件

Altium Designer 6中共有PCB项目、FPGA项目、嵌入式系统项目和集成元件库4种项目类型。

在电路设计过程中，一般先建立一个项目文件，该文件扩展名为“.Prj***”（其中“***”是由所建项目的类型决定）。该文件只是定义项目中的各个文件之间的关系，并不将各个文件包含于内。在印制电路板设计过程中，首先要建立一个PCB项目文件，有了PCB项目文件这个联系的纽带，同一项目中不同文件可以不必保存在同一文件夹中，建立的原理图、PCB图等文件都以分立文件的形式保存在计算机中。在查看文件时，可以通过打开PCB项目文件的方式看见与项目相关的所有文件，也可以将项目中的单个文件以自由文件的形式单独打开。

为便于管理和查阅，建议设计者在开始某一项设计时，首先为该项目单独创建一个文件夹，将所有与该项设计有关的文件都存放在该文件夹下。

Projects面板中打开的项目文件可以生成一个项目组，因此也就有了项目组文件。它们不必保存在同一路径下，可以方便地打开、一次调用前次工作环境和工作文档。项目组的文件格式为“*.PrjGap”。

还有一些其他的文件类型可用于各种不同需要的设计任务中，下面列出一些文件类型。原理图文件的扩展名为：*.SchDoc。 PCB文件的扩展名为：*.PcbDoc。

原理图元件库文件的扩展名为：*.SchLib。 PCB元件封装库文件的扩展名为：*.PcbLib。 VHDL TestBench文件的扩展名为：*.VHDTST。 VHDL库文件的扩展名为：*.VHDLIB。 VHDL模型文件的扩展名为：*.VHDMDL。 CUPL PLD文件的扩展名为：*.PLD。

C语言源文件的扩展名为：*.C。 C++语言文件的扩展名为：*.CPP。

Delphi语言宏文件的扩展名为：*.pas或*.bas。数据库链接文件的扩展名为：*.DBLink。项目输出文件的扩展名为：*.OUTJOB。 CAM文件的扩展名为：*.CAM。

电路仿真模型文件的扩展名为：*.DML。电路仿真网络表文件的扩展名为：*.Nsx。

电路仿真子电路模型文件的扩展名为：*.ckt。 EDIF文件的扩展名为：*.EDIF。

EDIF库文件的扩展名为：*.EDIFLIB。

ProtelD的网络表文件的扩展名为：*.NET。文本文件的扩展名为：*.Txt。

元件的信号完整性模型库文件的扩展名为：*.lib。仿真的波形文件的扩展名为：*.sdf。

此外，Altium Designer 6还支持许多种第三方软件的文件格式，设计者可以利用菜单“File”下的“Import”命令来进行外部文件的交换。对于系统运行过程中产生的一些报告文件，则可以使用通用的报表软件打开。 Altium Designer 6为用户提供了许多服务组件，在启动Altium Designer 6后，选择“DXP\\System info”命令，打开如图1-16所示的“EDA Servers”对话框，即可显示系统支持的服务组件。

图1-16 EDA Servers对话框

编辑。

CompMake服务组件，该服务组件的功能是新建元件向导。

CoreBuilder服务组件，该服务组件的功能是进行FPGA内审编译。 Altium Designer 6内的服务组件名称及功能如下。

ArngeCmp服务组件，该服务组件的功能是按照元件的封装形式排列板上的元件。 AutoPlacer服务组件，该服务组件的功能是自动交互元件布局。

CAMtastic服务组件，该服务组件的功能是对电路板的自动加工CAM文件进行浏览、

修改。

EditConstrsints服务组件，该服务组件的功能是对设计规则和约束进行设置和

Edit Embedded服务组件，该服务组件的功能是编辑嵌入式系统的程序代码。

EditEDIF服务组件，该服务组件的功能是对EDIF文件进行编辑和修改。

EditScript服务组件，该服务组件的功能是编辑Altium Designer 6的脚本文件。

Editsim服务组件，该服务组件的功能是对已有电路进行混合仿真。

EditVHDL服务组件，该服务组件功能是进行VHDL语言文件。

FpgaFlow服务组件，该服务组件的功能是提供系统帮助功能。

堆栈。

HSEdit服务组件，该服务组件的功能是编辑PCB图中的过孔尺寸。

IntegratedLibrary服务组件，该服务组件的功能是编辑管理集成元件库。 LayerStackupAnalyzer服务组件，该服务组件的功能是分析多层板的PCB板层

LoadPCADPCB服务组件，该服务组件的功能是导入PCAD的原理图文件。 LogicAnalyswer服务组件，该服务组件的功能是在仿真或调试时，进行信号逻辑

分析。

MakeLib服务组件，该服务组件的功能是利用已有的设计提取元件库文件。

PCB服务组件，该服务组件的功能是进行PCB设计。

PCB3D 服务组件，该服务组件的功能PCB三维视图的生成、浏览。 PCBMaker服务组件，该服务组件提供PCB生成向导服务。

Pdiflmporter服务组件，该服务组件提供PDIF PCB文件的向导服务。 Pin Swspper服务组件，该服务组件的功能是在进行FPGA设计时，自动交换元件

引脚定义功能。

Placer服务组件，该服务组件的功能是PCB元件自动布局。 PLD服务组件，该服务组件的功能是PLD编译和仿真。

ReportGenerator服务组件，该服务组件的功能是自动生成设计报告。 RoutCCT服务组件，该服务组件的功能是提供布线界面。

件。

SavePCADPCB服务组件，该服务组件的功能是导出PCAD2000格式的PCB文件。 Sch服务组件，该服务组件的功能是原理图编辑。

SchDwgUtility服务组件，该服务组件的功能是导入/导出AutoCAD格式的DWG文

ScriptingSystem服务组件，该服务组件的功能是脚本编辑。

SignalIntegrity 服务组件，该服务组件的功能是进行信号完整性分析。 SIM服务组件，该服务组件的功能是电路模型仿真。

SpecctraIF服务组件，该服务组件的功能是Specctra文件格式交互界面。 Targets服务组件，该服务组件的功能是显示目标页面。 TextEdit服务组件，该服务组件的功能是编辑文本文件。 Wave服务组件，该服务组件的功能是编辑和显示波形。 WaveSim服务组件，该服务组件的功能是进行波形仿真。

WorkSpaceManager服务组件，该服务组件的功能是项目管理。以上的服务组件构成了Altium Designer 6的系统，所有的系统功能能均由这些服务组

件完成。

1.3 Altium Designer 6的系统设置

完成Altium Designer 6安装，了解了系统的基本功能后，用户可对Altium Designer 6的系统环境参数进行设置，以适应自己的操作习惯。启动Altium Designer 6后，在主菜单中选择“DXP\\Preferences”命令，打开如图1-17

参数选择所示的“Preferences”对话框。

“Preferences”对话框由左右两部分组成，左侧是树型列表，显示所有的选项卡标题，

右侧是选项卡，显示左侧的树型列表中选中的选项设置页面内容。Altium Designer 6将绝大部分的参数设置整合到一个“Preferences”对话框中，共包含“System”（系统设置）、“Schemstic”（原理图编辑）、“FPGA”(FPGA设计)、“Version Control”（版本控制）、“Embedded System”（嵌入式系统设计）、“PCB Editor”（印刷电路板编辑器）、“TextEditors”（文本编辑器）、“CAM Eeitor”（CAM编辑器）、“Production Manager(制造管理器)”、“Simulation（仿真编辑器）”和“Wave”（波形编辑器）共11个选项组，分别针对系统和10个功能模块的设置。本节仅介绍“System”系统设置页面的相关内容，上图左侧树型列表中其他选项组的设置在相关应用部分说明。

图1-17 系统参数设置对话框

在“System”选项组中共有13个选项卡，分别是“General”通用选项卡、“View”视图选项卡、“Altium Web Update”网络升级选项卡、“Account Management”帐户管理选项卡、“Transparency”透明度选项卡、“Navigation”导航选项卡、“Backup”备份选项卡、“Project Panel”项目面板选项卡、“File Types”文件类型选项卡、“New Document Defaults”新文档选项卡、“File Locking”文件锁定选项卡、“Installed Libraries”已安装的库选项卡和“Scripting System”描述系统选项卡。这些选项卡内的主要选项功能分别介绍如下。

1. “General”选项卡

“General”选项卡如图1-18示，该选项卡包含系统的常规功能选项，其具体意义如下。（1）“Startup”选项区域对系统启动过程进行设置，其中包含有3个复选项，介绍如下。 “Reopen Last Workspace”复选项表示在下次启动Altium Designer 6的时候，自动打开上一次退出系统前的工作空间，加载关闭前的项目组，而对于以非项目状态打开的Free Documents则不会自动加载。如果不选中此项，那么下次Altium Designer 6启动是就不会加载以上的项目组。 “Open Home Page if no documents open”复选项表示在启动Altium Designer 6后，如果没有文档打开，系统自动打开系统主页。 “Show startup Screen”复选项用于设置在启动过程中显示如图1-14所示的DXP的启动画面。

图1-18 General选项卡

（2）“Default Locations”区域用来设置系统默认的文件路径，包含两个编辑框：

“Document Path”编辑框用于设计系统打开或保存相关的文档、项目和项目组时的默认路径；“Library Path”编辑框用于设置系统的元件库目录的路径，系统默认的是系统安装时集成的元件库目录的路径。用户可对路径进行修改。

（3）“System font”区域用于设定Altium Designer 6系统内部的各种对话框的交互式文本所使用的字体、字形及符号。（4）“General”选项区域只有一个“Monitor clipboard content within this application only ”选项，该选项用于设置Altium Designer 6的剪贴板仅显示Altium Designer 6中的内容。（5）“Localization”选项区域用于设置本地化选项。 “Use Localization”选用后，该区域的其他3个复选项将被激活，允许用户进行选择设置。单选项“Display localized dialogs”和“Display localized hints”用于设置使用本地对话框或者使用本地化的提示，默认选择“Display localized dialogs”项。“Display localized menus”复选项用于设置显示本地化菜单。 2.“View”选项卡 “View”选项卡如图1-19所示，该页面由设置系统视图显示的选项组成，现将常用的选项功能介绍如下。

（1）“Desktop”选项区域可设置系统界面的显示情况。“Autosave desktop”复选项选中后，由系统关闭时自动保存定制的桌面及文件窗口的位置和大小等。（2）“Popup Panels”区域中的选项用于设置工作面板窗口的弹出情况。 “Popup delay”滑块设置工作面板窗口弹出的延迟时间，时间越短，则面板窗口弹出

速度越快。 “Hide delay”滑块设置工作面板窗口的隐藏延迟时间，时间越短，由面板窗口隐藏速度越快。 “Use animation”复选项用于设置面板弹出或隐藏的过程的动画效果，建议关闭此选项。

图1-19 View选项卡

3.“Altium Web Update”选项卡

由设定自动网络升级的选项组成，可设置通过Altium公司帐户或本地网络下载升级文件，同时可设置自动查找新的升级文件的频率。

4.“Account Management”选项卡用于设置通过网络升级时用户的帐户名和密码信息。 5.“Transparency”选项卡 “Transparency”选项卡如图1-20所示。该选项卡内的选项主要设置浮动工具栏及对话框的透明效果，其中选项的具体意义如下。（1）“Transparent floating windows”复选项用于设定在调用一个交互式过程时，编辑器工作区上的浮动工具栏及其他对话框是否以透明效果显示。

（2）“Dynamic transparency”复选项用于启用动态透明效果。“Highest transparency”滑块和“Lowest transparency”滑块分别用于设定最高透明度的最低透明度，滑块越靠右值越大。“Distance factor”滑块用来设定光标距离浮动工具栏、浮动对话框或浮动面板距离为多少时，透明效果消失。

图1-20 Transparency选项卡

6.“Navigation”选项卡 “Navigation”选项卡如图1-21所示，该选项卡内的选项主要用于设置导航面板，其中的选项介绍如下。

图1-21 Navigation选项卡

（1）“Highlight Methods”选项区域用于设置通过导航面板选择图元对象后，工作区显示图元对象强调显示的状态，“Zooming”复选项用于自动调整显示的比例，使选择的图元对象最大化显示，“Selecting”复选项用于使导航面板中选择的图元对象处于已选中状态，“Masking”复选项用于设置自动蒙板，将未选中的图元对象遮蔽起来，“Connective Graph”复选项用于设置同时强调显示选中的图元对象的网络连接情况，选择该项后将激活“Include Power parts”复选项，该项强调显示选中的图元对象的网络连接情况中包括电源元件。（2）“Zoom Precision”选项区域用于设置自动缩放导航面板内选中的图元对象的程度，通过拖动滑动条可以调整缩放的比例，当向“Far”方向拖动时，图元显示比例减小，向“Close” 方向拖动时，图元显示比例增大。

（3）“Objects To Display”选项区域用于设置导航面板显示的图元对象内容，其中包括7个选项，功能介绍如下。 “Pins”复选项表示导航面板中显示器件引脚。

“Net Labels” 复选项表示导航面板中显示网络标签。 “Ports” 复选项表示导航面板中显示网络端口。

“Sheet Entries”复选项表示在多图纸设计中，导航面板内显示页面端口。

“Sheet Connectors” 复选项表示在多图纸设计中，导航面板内显示页面接口。 “Sheet Symbols” 复选项表示在多图纸设计中，导航面板内显示页面标志。

“Graphical Lines”复选项表示导航面板内显示不具有电气意义的图线。 7.“Backup”选项卡

“Backup”选项卡如图1-22所示，由文档备份设置选项组成。

图1-22 Backup选项卡

“Auto save every:”复选项用于设置自动保存文档的时间间隔，用户选中此项后，可在其右侧的编辑框内输入间隔时间，单位是分钟。 “Number of versions to keep”编辑框用于设置自动保存的文件的版本数，但自动保存的次数高于版本数时，将自动覆盖最早的版本，当用户需要察看修改过程中的文件时，可以打开较早的版本。 “Path”编辑框用于设置自动保存文件的路径。 8.“Projects Panel”选项卡

“Projects”面板窗口是我们工作时常用的面板窗口。“Projects Panel”选项卡如图1-23所示，其中的选项用于设置“Project”面板的属性，由两部分组成，用户在“Categories”区域内选择项目面板的类别，在右侧的对应类别区域内设定选中类别的状态信息。

图1-23 Projects Panel选项卡

其中选项的功能和意义如下。

（1）“General”选项区域用于设置“projects”面板中的通用属性，其中选项的具体意义如下。 “Show open/modified status”复选项用于设定在项目管理面板上显示设计文档被编辑、保存或打开的状态。选中时将显示上述信息，默认值为启用状态。 “Show VCS status”复选项用于时代是否在项目管理面板上显示设计文档版本控制系统的状态。

“Show document position in project”复选项用于设定是否在项目管理面板上显示文档中的位置，用序号表示。

“Show full path information in hint”复选项用于设定当光标指向项目管理面板的文档时，是否在提示信息内显示文档的完整路径。 “Show Grid”复选项用于设定在项目管理器面板上是否显示栅格。（2）“File View”选项区域如图1-24所示，该选项区域用于设置“Projects”面板中的文件视图属性，其中选项的具体意义如下。 “Show Project Structure”复选项用于设置是否在项目管理器面板中显示项目结构。

“Show Document Structure”复选项用于设置是否在文件面板中显示文件结构。

图1-24 File View选项区域图1-25 Structure View选项区域

（3）“Structure View”选项区域如图1-25所示，该选项区域用于设置“Projects”面板中的机构视图属性，其中选项的具体意义如下。 “Show Documents”复选项用于设置是否在项目管理器面板中显示文档名。 “Show Sheet Symbol”复选项用于设置是否在项目管理器面板中显示页面标志。 “Show Nexus Components”复选项用于设置是否在项目管理器面板中显示连接组件。（4）“Sorting”选项区域如图1-26所示，该选项区域用于设置“Projects”面板中的排序属性，其中选项的具体意义如下。

Proiect order”单选项用于设置是否按照添加的先后顺序排列项目中的文档。 “Alphabetically” 单选项用于设置是否按字母顺序排列项目中的文档。 “Open/modified status”单选项用于设置是否按照已打开、正在编辑以及未打开等方式排列项目的文档。 “VCS Status”单选项用于设置是否按版本控制状态排列项目中的文档。当选中上述4个选项之一后，若再选中“Ascending”复选项，则项目中的文档将按升序排列，否则，将按降序排列。（5）“Grouping”选项区域如图1-27所示该区域内的选项用来设定项目中各文档的分组形式，其中各选项的具体意义如下。

“Do not group”单选项用于取消项目中的文档分类管理功能。 “By class”单选项表示按照类别管理项目的文档，即各种设计文档及输出文档算作一类，库维尔京算作另一类。

“By document type”单选项表示按照文件类别进行文档分类管理，即所有的原理图文档归为一类，所有的PCB文档归为一类。

图1-26 Sorting选项区域图1-27 Grouping选项区域

（6）“Default Expansion”区域如图1-28所示，该区域用于定义项目管理器面板

的默认扩展状态。其中各选项的具体意义如下。 “Full contracted”单选项表示项目管理器面板中的所有子面板都收缩。 “Expanded one level”单选项表示扩展项目管理器面板中的第一级子面板。

“Source file expanded”单选项表示仅扩展源文件米面板。 “Fully expanded”单选项表示扩展所有的面板。（7）“Single Click”选项区域如图1-29所示，该区域用于定义在“Projects”面板

内单击的功能，其中选项的具体意义如下。 “Does nothing”单选项用于设定屏蔽鼠标的单击动作，选中该选项后，单击项目管理面板的某个文档图标，将不会引起任何动作。

图1-28 Default Expansion区域图1-29 Single Click选项区域

“Activates open documents/objects”单选项用于设置鼠标单击激活已打开文档的功能，选中该选项后，单击项目管理面板上已处于打开状态的文档图标，就能够将该文档激活。 “Opens and shows documents”单选项用于设置鼠标单击打开文档的功能，选中该选项后，单击项目管理面板上未打开的文档图标时，该文档将被打开。 9.“File Types”选项卡

“File Types”选项卡如图1-30所示，该选项卡主要用于设置默认使用Altium Designer 6打开的文件类型，一旦用户在文件类型列表中勾选某一扩展名的文件类型前的复选项，在计算机中的同类型文件都将使用Altium Designer 6进行浏览。

图1-30 File Types选项卡

10.“New Document Defaults”选项卡

“New Document Defaults”选项卡如图1-31所示，该选项卡主要用于设置使用Altium Designer 6新建的文件的初始状态和内容，如果用户将某一特定文件设置为该类型文件的新建默认文件，之后使用Altium Designer 6新建的所有该类型的文件的初始内容和初始设置都与该文件相同。用户可在“New documents default”栏中设置各种类型的文件的新建默认文件。

图1-31 New Document Defaults选项卡

11.“File Locking”选项卡

“File Locking”选项卡如图1-32所示，该选项卡主要用于设置文件锁定选项，介绍如下。

图1-32 File Locking选项卡

当选中“Enable File Locking”复选项后，系统将在当前文件中添加文件所有者信息，这样可以限制对文件更改的权限，非文件所有者将无法保存对文件的修改。当打开的是被锁定的文件时，在“Project”面板中对应文件名称旁边显示锁定标记，如果该文件属于当前用户所有，则该锁定标记为绿色，否则为红色。 “Enable File locking in File Output Directory”复选项设定文件输出目录下的文件或子目录内的文件的锁定，该复选项只有在“Enable File locking”复选项选中后才被激活，当选中该项后，文件输出目录下的文件或子目录内的文件也会被锁定。 “Warning level for locked files during Open”下拉列表用于设定打开锁定文件时的警告级别，“Warning level for locked files during Save”下拉列表用于设定保存锁定文件时的警告级别，下拉列表中共有两个选项，其中“Warning in Dialog box”项表示使用对话框方式显示警告，“Warning in Message Panel”项表示在消息面板中显示警告。 12.“Installed Libraries”选项卡 “Installed Libraries”选项卡主要用于显示和设置系统加载的各种元件库，元件库的相关知识在后续章节介绍。

13.“Scripting System”选项卡 “Scripting System”选项卡用于设置Altium Designer 6当前的“Script”项目，用户可以通过“Script”项目调用Altium Designer 6的系统API，在编辑的文件中实现更多的功能。具体“Script”项目的编制技巧可参阅相应的帮助文件。为方便用户对设置进行管理，“Preferences”提供了保存设置的功能，当完成设置后，单击【Save】按钮，即可打开“Save”对话框，用户可将设置的内容保存到后缀名“.DXPprf”的文件中，当需要更改设置时，只需要单击【Load】加载对应的设置文件即可。另外，通过【Set to Defaults】按钮，用户可选择自动加载默认的设置。

1.4 Altium Designer 6的界面自定义

Altium Designer 6支持用户自定义设计界面，用户可以根据自己的操作习惯定制编辑器菜单条、工具栏和快捷操作面板等。所有的资源均由设计管理器管理，默认的资源设定存储在一个名为“DXP.rcs”的文件中，本节将通过添加菜单命令实例介绍自定义界面的方法。 1.启动Altium Designer 6，在主菜单中执行菜单命令DXP\\Customize,打开如图1-33

自定义所示的“Customizing PickATask Editor”对话框。

图1-33 Customizing PickATask Editor对话框

“Customizing PickATask Editor”对话框包含“Commands”和“Toolbars”两个选项

卡，其中“Commands”选项卡用于对菜单内的命令调整，“Toolbars”选项卡用于在界面中添加完整的菜单和工具栏。

图1-34 Edit Command对话框

2.在“Customizing PickATask Editor”对话框中单击“Commands”选项卡中的“New”项，并单击【New】按钮，如图1-33所示，打开如图1-34所示的“Edit Command”对话框。 3.单击“Edit Command”对话框的“Action”选项区域内的“Process”编辑框右侧的【Browse按钮，打开如图1-35所示的“Process Browser”对话框。

4.在“Process Browser”对话框中选择“Client: FullScreen”命令，如图1-35所示，单击【OK】按钮，将该动作添加到“Edit Command”对话框的“Progress”编辑框中。 5.在图1-34所示“Edit Command”对话框的“Caption”区域内的“Caption”编辑框中输入新建的命令项的名称“Full Screen”。在“Description”编辑框内输入对该命令的描述语言“全屏”。

图1-35 Process Browser对话框

6.在图1-34所示“Edit Command”对话框的“Shortcuts”区域内单击“Primary”下拉列表，在弹出的列表中选择“Ctrl+F”作为新建命令的快捷键，如图1-36所示。然后单击“Edit Command”对话框中的【OK】按钮，新建一个命令，就出现如图1-37所示的对话框，新建的全屏命令就显示在“Customizing PickATask Editor”对话框的“Commands”列表中的“Custom”项对应的右侧窗口内。

图1-36 快捷键选择对话框

图1-37 新建的“Full Screen”菜单命令

7.将光标移到图1-37所示右侧的“Commands”列表中新建的命令“Full Screen”上，按下鼠标左键不放，将其拖到主菜单“File”菜单栏中，松开鼠标左键，即完成了在“File”菜单栏中增加全屏显示菜单命令的工作，如图1-38所示。当选择该命令时，Altium Designer 6将转换为全屏显示状态。

图1-38 添加命令到菜单中

第2章原理图设计

原理图设计是整个电路设计的基础，它决定了后面工作的进展，为印制电路板的设计提供元件、连线依据。只有正确的原理图才有可能生成一张具备指定功能的PCB板。一般地说，绘制一个原理图的工作包括：设置图纸大小，规划总体布局，在图纸上放置元件，进行布线，对各元件以及布线进行调整，然后进行电气检查，最后保存并打印输出。

【本章重点知识】

设置原理图图样

进入原理图编辑器的方法掌握原理图设计流程

2.1 原理图设计基础

2.1.1 原理图设计的一般步骤

原理图的设计过程一般可以按图2-1所示的设计流程进行。

启动原理图编辑器 ↓

设置图纸大小以及版面 ↓

放置元件 ↓

布局布线 ↓

对布局布线后的元件进行调整 ↓

电气检查 ↓

保存文档和报表输出图 2-1 电路原理图设计流程

(1) 启动Altium Designer 6原理图编辑器。

(2) 设置原理图图纸大小以及版面。绘制原理图前，必须根据实际电路的复杂程度来设置图纸的大小，设置图纸的过程实际上是建立工作平面的过程，用户可以设置图纸方向、网格大小以及标题栏等。

(3) 在图纸上放置元件。根据实际电路的需要，从元件库里取出所需的元件放置到工作平面上。设计者可以根据元件之间的走线等关系，对元件在工作平面上的位置进行调整、修改，并对元件的编号、封装进行定义和设定，为下一步工作打好基础。

(4) 对所放置的元件进行布局布线。该过程实际就是画图的过程。设计者可利用Altium Designer 6提供的各种工具、命令进行布线，将工作平面上的元件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的原理图。

(5) 对布局布线后的元件进行调整。在这一过程，设计者利用Altium Designer 6的各种功能对所绘制的原理图作进一步的调整和修改，以保证原理图的美观和正确。

(6)电气检查。布线完成后，还需要设置Project Options来编辑当前项目，根据Altium Designer 6提供的错误检查报告重新修改原理图。

(7) 保存文档和报表输出。此阶段可利用报表工具生成各种报表，如网络表、元件清单，此时也可设置打印参数并进行打印，从而为生成印制电路板做好准备。

2.1.2 Altium Designer 6 原理图设计工具栏

Altium Designer 6的工具栏有Schematic Standard Tools工具栏、Wiring工具栏、Utilities

工具栏和混合信号仿真工具栏。其中Utilities实用工具栏包括多个子菜单，即Drawing Tools绘图子菜单、Alignment Tools 子菜单、Power Sources子菜单、 Digital Devices子菜单、 Simulation 仿真/模拟Sources 子菜单、Grids子菜单等，如图2-2所示。充分利用这些工具会极大地方便原理图的数字设备绘制，下面就介绍几个主要工具栏的打开与关闭。

对齐

图2-2 装载原理图设计工具栏

1. Schematic Standard工具栏（原理图标准工具栏）

打开或关闭原理图标准工具栏可执行菜单命令View\\Toolbars\\Schematic Standard，如图2-3所示。

图2-3 原理图标准工具栏

2. Wiring工具栏（走线工具栏）

打开或关闭走线工具栏可执行菜单命令View\\Toolbars\\Wiring，如图2-4所示。 3. Utilities工具栏（多用工具栏）

该工具栏如图2-5所示，包含多个子菜单选项。

图2-4 走线工具栏图2-5 多用工具栏

10．Drawing Tools绘图工具栏，如图2-6所示。

（2）Alignment Tools元件位置排列子菜单，如图2-7所示。（3）Power Sources电源及接地子菜单，如图2-8所示。

图2-6 绘图工具栏图2-7 元件位置排列子菜单图2-8 电源及接地子菜单

（4）Digital Devices常用元件子菜单，如图2-9所示。

（5）Simulation Sources信号仿真源子菜单，如图2-10所示。（6）Grids网格设置子菜单，如图2-11所示。

图2-9 常用元件子菜单图2-10 信号仿真源子菜单图图2-11 网格设置子菜单

2.1.3 图样的放大与缩小

设计者在绘图的过程中，需要经常查看整张原理图或只看某一个部分，所以要经常改变显示状态，缩小或放大绘图区。

1．通过菜单放大或缩小图纸显示

Altium Designer 6提供了View菜单来控制图形区域的放大与缩小，可以在不执行其

他命令时使用这些命令，否则使用键盘操作。View菜单如图2-12所示。

图2-12 View菜单

下面介绍菜单中主要命令的功能。

(1) Fit Document命令该命令把整张电路图缩放在窗口中，可以用来查看整张原理图。 (2) Fit All Objects命令该命令使绘图区中的图形填满工作区。

(3) Area命令该命令放大显示用户设定的区域。这种方式是通过确定用户选定区域中对角线上的两个角的位置，来确定需要进行放大的区域。首先执行此菜单命令，然后移动十字光标到目标的左上角位置，再拖动鼠标，将光标移动到目标的右下角适当位置，单击鼠标左键加以确认，即可放大所框选的区域。

(4)Selected Objects 该命令可以放大所选择的对象。

(5) Around Point命令该命令要用鼠标选择一个区域，指向要放大范围的中心，按左键确定一中心，再移动鼠标展开此范围，单击鼠标左键，即完成定义，并将该范围放大至这个窗口。

(6) 采用不同的比例显示命令 View菜单命令提供了50％、100％、200％和400％共四种显示方式。

(6) Zoom In与Zoom Out命令用于放大或缩小显示区域。也可以在主工具栏中选择放大，选择

缩小。

(7) Pan命令移动显示位置。在设计电路时，经常要查看各处的电路，所以有时需要移动显示位置，这时可执行此命令。在执行本命令之前，要将光标移动到目标点，然后执行Pan命令，目标点位置就会移动到工作区的中心位置显示。也就是以该目标点为屏幕中心，显示整个屏幕。

(8) Refresh命令刷新画面。在滚动画面、移动元件等操作时，有时会造成画面显示含有残留的斑点或图形变形问题，这虽然不影响电路的正确性，但不美观。这时，可以通过执行此菜单命令来更新画面。

2．通过键盘实现图纸的缩放

当系统处于其他绘图命令下时，设计者无法用鼠标去执行一般的命令显示状态，此时要放大或缩小显示状态，必须采用功能键来实现。

(1) 按Page Up键，可以放大绘图区域。 (2) 按Page Down键，可以缩小绘图区域。

(3) 按Home键，可以从原来光标下的图纸位置，移位到工作区中心位置显示。 (4) 按End键，对绘图区的图形进行刷新，恢复正确的显示状态。

(5) 移动当前位置将光标指向原理图编辑区，按下鼠标右键不放，光标变为手状，拖动鼠标即可移动查看的图纸位置。

2.2 原理图的图纸设置

进行原理图设计编辑，首先要进行图样参数设置。

图样参数设置是用来确定与图样有关的参数，如图样尺寸与方向、边框、标题栏、字体等，为正式的电路原理图设计做好准备。

在原理图编辑环境下双击边框，或者单击鼠标右键打开鼠标右键快捷菜单，选择 Document Options命令，或者执行Design\\Document Options„命令，屏幕上将打开如图2-13所示的文档选项对话框，可以在这个对话框中进行图纸参数的设置。

图2-13 Document Options对话框

2.2.1 设置图样大小

1．Template（样板）区域设置

该区域用来设置当前文档或所有打开的文档所使用的模板文件，可以直接在File Name所对应的输入框内输入模板文件名。

2. Standard Style（标准图样尺寸）栏

设计者通常应用的都是标准图样，此时可以直接应用标准图样尺寸设置版面。将光标移至“Standard Style”，点中按钮将该选项激活，然后设计者可以根据所设计的电路原理图的大小选择适用的标准图样号。例如，我们选择A4，然后单击下面的【OK】按钮，弹出一个新的编辑平面，如图2-14所示。

图2-14 选择A4图样的编辑平面

为方便设计者，系统提供了多种标准图样尺寸选项：公制：A0、A1、A2、A3、A4。英制：A、B、C、D、E。

Orcad图样：orcad A、orcad B、orcad C、orcad D、orcad E。其他：Letter、Legal、Tabloid。

3．Options（选项栏）

在这一选项里，设计者可以进行图样方向、标题栏、边框等的设定。（1）Orientation（图样方向）

用鼠标左键单击“Options”选项栏中的“Orientation”窗口的按钮激活下拉窗口，将出现图2-15所示的两个选项。

图2-15 Orientation图样方向设定图2-16 Title Block标题栏类型

选择“Landscape”则图样水平放置，选择“Portrait”则图样垂直放置。（2）Title Block（标题栏类型）

该复选项用来切换是否在图纸上显示标题栏。当选中复选项是，则显示标题栏；否则，不显示标题栏。

用鼠标左键单击“Options”选项栏中“Title Block”窗口的按钮激活下拉窗口，将出现如图2-16所示的两个选项。

其中“Standard”代表标准型标题栏，其形式如图2-17所示。“ANSI”代表美国国家标准协会模式标题栏，标准形式如图2-18所示。

图2-17 Standard标准型标题栏

图2-18 ANSI标题栏

（3）Show Reference Zone（参考边框显示）

该复选项用来设定是否显示索引区。（4）Show Border（图样边框显示）

该选项用来设置是否显示边框线。选中则显示，否则不显示。

（5）Show Template Graphics（模板图形显示）

该选项用来设置是否显示样板内的图形、文字及专用字符串等。通常，为了显示自定义的标题区块或公司商标之类才选中该项。

（6）Border Color（边框颜色）该选项用来设定边框线的颜色，安装时默认为黑色。在右边的颜色框中用鼠标左键单击一下，系统将会弹出“Choose Color（选择颜色）”对话框，可通过它来选取新的边框颜色。

（7）Sheet Color（工作区颜色）

该选项用来设定图纸的颜色，安装时默认为白色。要变更底色时，请在该栏右边的颜色框上用鼠标单击，打开选择颜色对话框，然后选取出新的底色。

4．Custom Style（自定义图样尺寸）栏

如果设计者需要根据自己的特殊要求，设定非标准的图样格式，Altium Designer6还提供了“Custom Style”选项以供选择。

我们可以用鼠标左键单击“Use Custom Style”前的复选框，使它前面的方框里出现“√”符号，即表示选中“Custom Style”。

在“Custom Style”栏中有5个设置框，其名称和意义如表2-1所示。

表2-1 “Custom Style”栏中各设置框的名称和意义

对话框名称 Custom Width Custom Height X Region Count Y Region Count Margin Width 对话框意义自定义图样宽度自定义图样高度 X轴参考坐标分格 Y轴参考坐标分格边框的宽度 5．Grids（图样栅格）

该选项用来设置网格的属性。Grids栏包括两个选项：“Snap”的设定和“Visible”的设定。

（1）Snap（光标移动距离）

该项设置可以改变光标的移动间距。Snap设定主要决定光标位移的步长，即光标在移动过程中，以设定为基本单位做跳移，单位是mil（密尔，1000密尔=1英吋=25.4毫米）。如当设定Snap=10时，十字光标在移动时，均以10个长度单位为基础。此设置的目的是使设计者在画图过程上更加方便的对准目标和引脚。

（2）Visible（可视栅格）该选项可用来设置可视化栅格的尺寸。可视栅格的设定只决定图样上实际显示的栅格的距离，不影响光标的移动。如当设定Visible=10时，图样上实际显示的每个栅格的边长为10个长度单位。

注意：锁定栅格和可视栅格的设定是相互独立的，两者不互相影响。 6．Electrical Grid（电气节点）如果用鼠标左键选中“Electrical Grid”设置栏中“Enable”左面的复选框，如图2-13所示，使复选框中出现“√”表明选中此项。则此时系统在连接导线时，将以箭头光标为圆心以“Grid”栏中的设置值为半径，自动向四周搜索电气节点。当找到最接近的节点时，就会把十字光标自动移到此节点上，并在该节点上显示出一个红色“×”。

如果设计者没有选中此功能，则系统不会自动寻找电气节点。

7．Change System Font（改变系统字型）

用鼠标左键单击图2-13 所示的“Sheet Options”设置栏中的“Change System Font”按钮，界面上将出现字体设置窗口，如图2-19所示。设计者可以在此处设置元器件引脚号的字型、字体和字号大小等。

图2-19 字体设置窗口

2.2.2 Parameters标签页（图纸属性设置）

在图2-13 所示图中，单击“Parameters”标签，即打开的Parameters标签页，如图2-20所示。

该标签下是一个列表窗口，在列表窗口内可设置有关文档变量。在该选项卡中，可以分别设置文档的各个参数属性，比如设计公司名称与地址、图样的编号以及图样的总数，文件的标题名称与日期等。具有这些参数的对象可以是一个元件、元件的管脚或端口、原理图的符号、PCB指令或参数集，每个参数均具有可编辑的名称和值。

单击【Add...】、【Edit...】或者【Add as Rule...】按钮，都将显示“Parameter Properties”对话框行添加、删除或者编辑变量的操作，如图2-21所示。

图2-20 Parameters标签页

图2-21 参数属性设置对话框

2.3 元件库的加载

绘制电路原理图时，在放置元件之前，必须先将该元件所在的元件库载入，否则元件无法放置。但如果一次载入过多的元件库，将会占用较多的系统资源，影响计算机的运行速度。所以，一般的做法是只载入必要而常用的元件库，其他特殊的元件库当需要的再载入。

2.3.1 元器件库管理器

浏览元器件库可以执行菜单命令Design\\Browse Library，系统将弹出如图2-22所示的元件库管理器。

在元件库管理器中，从上至下各部分功能说明如下： 1. 3个接钮的功能为：（1）【Libraries...】用于“装载／卸载元件库”。

（2）【Search...】用于查找元件。（3）【Place...】用于放置元件。

2.接下来是一个下拉列表框，在其中可以看到已添加到当前开发环境中的所有集成库。 3.再下面的一个下拉列表框用来设置过滤器参数。用于设置元件显示的匹配项的操作框。“*”表示匹配任何字符。

图2-22 元件库管理器图2-23 Available Libraries对话框

4.该框为元件信息列表，包括元件名、元件说明及元件所在集成库等信息。 5.该框为所选元件的原理图模型展示。

6.该框为所选元件的相关模型信息，包括其PCB封装模型，进行信号仿真时用到的仿真模型，进行信号完整性分析时用到的信号完整性模型。

7.该框为所选元件的PCB模型展示。

2.3.2 元件库的加载

单击图2-22中的【Libraries„】按钮，系统将弹出如图2-23所示的“Available Libraries”对话框；也可以直接执行菜单命令Design\\Add／Remove Library。在该对话框中，可以看到有3个选项卡：

1.“Project”选项卡显示与当前项目相关联的元件库。（1）在该选项中单击【Add Library】按钮，即可向当前工程中添加元件库，如图2-24所示。添加元件库的默认路径为Altium Designer6安装目录下Library文件夹的路径，里面按照厂家的顺序给出了元器件的集成库，用户可以从中选择自己想要安装的元件库，然后单击【打开】按钮，就可以把元件库添加到当前工程中了。

图2-24 打开元件库对话框

（2）在该选项卡中选中已经存在的文件夹，然后单击【Remove】按钮，就可以把该元件库从当前工程项目中删除。

2.“Installed”选项卡

显示当前开发环境已经安装的元件库。任何装载在该选项卡中的元件库可以被开发环境中的任何工程项目所使用。如图2-25所示。

图2-25 可利用元件库对话框

（1）使用【Move Up 】和【Move Down】按钮，可以把列表中的选中的元件库上移或下移，以改变其在元件库管理器中的显示顺序。

（2）在列表中选中某个元件库后，单击【Remove】按钮就可以将该元件库从当前开发环境移除。

（3）想要添加一个新的元件库，则可以单击【Install】按钮，系统将弹出如图2-24所示的打开元件库对话框。用户可以从中寻找自己想加载的元件库，然后单击【打开】按钮，就可以把元件库添加到当前开发环境中了。

2.3.3元件查找

元件库管理器为设计者提供了查找元件的工具。即在元件库管理器中，单击【Search„】按钮，系统将弹出如图2-26所示的“Libraries Search”对话框，执行菜单命令Tools\\Find

Component也可弹出该对话框。在该对话框中，可以设定查找对象，以及查找范围，可以查找的对象为包含在“*.IntLib”文件中的元件。该对话框的操作、使用方法如下：

（1) Scope操作框，该操作框用来设置查找的范围。当选中“Available Libraries”单选项时，则在已经装载的元件库中查找，并且在Path操作框中选择搜索库的正确路径；当选中“Libraries on Path”单选项时，则在制定的目录中进行查找。

（2) Path操作框，该操作框用来设定查找的对象的路径，该操作框的设置只有在选中“Libraries on Path”时有效。“Path”设置查找的目录，选中“Include Subdirectories”复选框，则包含在指定目录中子目录也进行搜索。

“File Mask”可以设定查找对象的文件匹配域，“.”表示匹配任何字符串。

（3)为了查找某个元件，在最上面的文本框中输入元件名称，点击Search按钮则开始搜索，找到所需的元件后，点击位于最上方的【Stop】按钮停止搜索。

（4）从搜索结果中可以看到相关元件及其所在的元件库。可以将元件所在的元件库直接装载到元件库管理器中以便继续使用；也可以直接使用该元件而不装载其所在的元件库。

范围图2-26 查找元件库对话框

2.4 放置、调整和编辑元件

2.4.1放置元器件

在原理图中放置元件的方法主要介绍下列两种：

1.通过输入元件名放置元件

如果确切知道元件的名称，最方便的做法是在“Place Part”对话框中输入元件名后放置元件。具体操作步骤如下。

（1）执行菜单命令Place\\Part或直接单击连线工具栏上的按钮，即可打开如图2-27所示的 “Place Part”对话框。可放置的对象有下列三种情况：

零件/部件 34

图2-27 Place Part对话框图2-28 Placed Parts History对话框

图2-29 浏览元件库对话框

1)放置最近一次放置过的元件，即“Physical Component”所指示的元件，点击【OK】按钮即可。

2）放置历史元件（以前放置过的元件）。点击对话框中【History】按钮，打开图2-28所示的历史元件列表“Placed Parts History”对话框，从中选择目标元件后单击“Placed Parts History”对话框的【OK】按钮，再单击“Place Part”对话框的【OK】按钮即可放置前次放置的元器件。

3）放置指定库中的元件。点击【History】之后的省略号按钮，打开如图2-29所示的浏览元件库对话框“Browse Libraries”对话框，从指定库中选择目标元件后首先点击“Browse Libraries”对话框的【OK】按钮，再单击“Place Part”对话框的【OK】按钮即可放置选中的元器件。（其中Mask区域用来设置过滤条件，以便从元件库中精确定位目标元件）。

（2）在图2-27所示的对话框中“Designator”编辑框输入当前元件的序号(例如Q1)。当然也可以不输入序号，即直接使用系统的默认值“Q？”，等到绘制完电路全图之后，通过执行菜单命令Tools\\Annotate,就可以轻易地将原理图中所有元件的序号重新编号。

假如现在为这个元件指定序号(例如Q1)，则在以后放置相同形式的元件时，其序号将会自动增加(例如Q2、Q3、Q4等等)。

(3)元件注释在Comment编辑框中可以输入该元件的注释。

(4)输入封装类型在图2-27中的“Footprint”框中输入元件的封装类型。设置完毕后，单击对话框中的【OK】按钮，屏幕上将会出现一个可随鼠标指针移动的元件符号，拖动鼠标将它移到适当的位置，然后单击鼠标左键使其定位即可。完成放置一个元件的动作之后，单击右键，系统会再次弹出“Place Part”对话框，等待输入新的元件编号。假如现在还要继续放置相同形式的元件，就直接单击【OK】按钮，新出现的元件符号会依照元件封装自动地增加流水序号。如果不再放置新的元件，可直接单击【Cancel】按钮关闭对话框。

2.从元件管理器的元件列表中选取放置下面以放置一个555定时器电路为例，说明从元件库管理面板中选取一个元件并进行放置的过程。首先在原理图编辑平面上找到“Libraries”面板标签并单击左键，就会弹出如图2-22所示的元件管理器，首先在元件管理器的“Libraries”栏的下拉列表框中选取“Motorola Analog Timer Circuit .IntLib”，然后在元件列表框中找到“MC1455U”，并选定它。然后单击【Place MC1455U】按钮，此时屏幕上会出现一个随鼠标指针移动的元件图形，将它移动到适当的位置后单击鼠标左键使其定位即可。也可以直接在元件列表中用鼠标左键双击“MC1455U”将其放置到原理图中，如图2-30所示。

图2-30 放置的定时器MC1455U元件图2-31 Digital Objects工具栏

3.使用常用数字工具栏放置元件

系统还提供了Digital Objects（常用数字元件）工具栏，如图2-31所示。常用数字元件工具栏为设计者提供了常用规格的电阻、电容、与非门、寄存器等元件，使用该工具栏中的元件按钮，设计者可以方便地放置这些元件，放置这些元件的操作与前面所讲的元件放置操作类似。

Digital Objects工具栏可以通过执行菜单命令View\\Toolbars\\Digital Objects来打开或关闭。

4.放置电源和接地元件

电源和接地元件可以使用Power Objects工具栏上对应的命令来选取，如图2-32所示。

该工具栏可以通过菜单命令View\\Toolbars\\Power Objects来打开或关闭。

图2-32 Power Objects工具栏图2-33 Power Port对话框

根据需要可按下该工具栏中的某一电源按钮，这时光标变为十字状，并拖着该按钮的图形符号，移动鼠标到图纸上合适的位置单击左键，即可放置这一元件。在放置过程中和放置后设计者都可以对其进行编辑。

电源元件还可以通过执行菜单命令Place\\Power Port或原理图绘制工具栏上的按钮

来调用。

在放置电源元件的过程中，按Tab键，将会出现如图2-33所示的“Power Port”对话框。对于已放置了的电源元件，在该元件上双击，或在该元件上单击右键弹出快捷菜单，使用快捷菜单的“Properties”命令，也可以调出“Power Port”对话框。

在对话框中可以编辑电源属性，在“Net”编辑框可修改电源符号的网络名称；单击“Color”的颜色框，可以选择显示元件的颜色；单击“Orientation”选项后面的字符，会弹出一个选择旋转角度的对话框，如图2-34所示，设计者可以选择旋转角度；单击“Style”选项后面的字符，会弹出一个选择符号样式的对话框，如图2-35所示，设计者可以选择符号样式；确定放置元件的位置可以修改“Location”的X、Y的坐标数值。

图2-34 选择旋转角度图2-35 选择符号样式

2.4.2 调整元件位置

设计者都希望自己绘制的原理图美观且便于阅读，元件的布局是关键的操作。元件位置的调整就是利用Altium Designer 6系统提供的各种命令将元件移动到合适的位置，并旋转为合适的方向，使整个编辑平面元件布局均匀。

1.选择元器件

在进行元件位置调整前，应先选择元件，下面介绍最常用的几种选择元件的方法。（1）通过快捷方式选取对象

1）点击鼠标，选取单个对象：在目标对象（包括元件、导线、总线等）上单击鼠标左键，目标对象周围将出现一个虚线框，并且其顶点上有绿色矩形块标记。如图2-36所示。

图2-36 选取单个对象的结果

2）选取多个对象：在按下Shift键的同时多次单击鼠标左键，就可以选择多个对象。 3）拖拽鼠标使用该操作可以选取一个区域内的所有对象，视区域大小不同，可选取单个或多个对象，具体操作方法如下：在原理图图纸上按住鼠标左键，光标变成十字状，继续按住鼠标左键并移动，可以看见拖出了一个虚线框，移动光标到合适位置处松开鼠标，即可选中矩形框中的所有元件。

同时，也可以使用工具栏上的区域选取工具

来进行区域选取。

(2)使用菜单中的选择元件命令

在主菜单Edit的下拉命令中，有几个是选择元件的命令。

1) Inside Area 区域选取命令，用于选取规划区域内的对象。

2) Outside Area 区域外选取命令，用于选取区域外的对象。 3) A11 选取所有元件的命令，用于选取图纸内所有元件。

4）Connection 选取连线命令，用于选取指定的导线。使用该命令时，只要相互连接的导线就都被选中。执行该命令后，光标变成十字状，在某一导线上单击鼠标左键，则该导线以及与该导线有连接关系的所有导线都被选中。

5）Toggle Selection，切换式选取。执行该命令后，光标变为十字状，在某一元件上单击鼠标，则可选中该元件，再单击下一元件，又可以选中下一元件，这样可连续选中多个元件。如果元件以前已经处于选中状态，单击该元件可以取消选中。

2.取消元件选择

已经选中对象后，想取消对象的选中状态，可以通过菜单项和工具栏工具来实现。 (1)单击鼠标左键解除对象的选取状态 1)解除单个对象的选取状态

如果只有一个元件处于选中状态，这时只需在图纸上非选中区域的任意位置单击鼠标左键即可。当有多个对象被选中时，如果想解除个别对象的选取状态，这时只需将光标移动到相应的对象上，然后单击鼠标左键即可。此时其他先前被选取的对象仍处于选取状态。接下来你可以再解除下一个对象的选取状态。

2)解除多个对象的选取状态当有多个对象被选中时，如果想一次解除所有对象的选取状态，这时只需在图纸上非选

中区域的任意位置单击鼠标左键即可。

3）使用标准工具栏上解除命令

在标准工具栏上有一个解除选取图标

，单击该图标后，图纸上所有带有高亮标记的

被选对象全部取消被选状态，高亮标记消失。

4）使用菜单中相关命令实现

执行菜单命令Edit\\DeSelect可实现解除选中的元件。Edit\\DeSelect有5个下拉命令，如图2-37所示。

图2-37 Edit\\DeSelect的下拉命令

(1) Edit\\DeSelect\\Inside Area 将选框中所包含的元件的选中状态取消。 (2) Edit\\DeSelect\\Outside Area 将选择框外所包含的元件的选中状态取消。 (3) Edit\\DeSelect\\All On Current Document 取消当前文档中所有元件的选中状态。 (4) Edit\\DeSelect\\All Open Documents，取消所有已打开文档中元件的选中状态。 (5)Toggle Selection 切换式取消元件的选中状态。在某一选中元件上单击鼠标，则元件的选中状态被取消。

3.元件的移动

Altium Designer 6提供了两种移动方式：一是不带连接关系的移动。即移动元件时，元件之间的连接导线就断开了；二是带连接关系的移动，即移动元件的同时，跟元件相关的连接导线也一起移动。

（1）通过鼠标拖拽实现首先用前面介绍过的选取对象的方法选择单个或多个元件，然后把光标指向已选中的一个元件上，按下鼠标左键不动，并拖拽至理想位置后松开鼠标，即可完成移动元件操作。

（2）使用菜单命令实现菜单Edit的子项Move下包含跟移动元件相关的命令，如图2-38所示。

图2-38 “移动”菜单命令

执行菜单Edit\\Move中各个移动命令，可对元件进行多种移动，分述如下。

1) Drag 当元件连接有线路时，执行该命令后，光标变成十字状。在需要拖动的元件上单击，元件就会跟着光标一起移动，元件上的所有连线也会跟着移动，不会断线，如图

2-39所示。执行该命令前，不需要选取元件。

图2-39 Drag移动元件操作

a) 移动前的元件 b) 移动后的元件

2) Move 用于移动元件。但该命令只移动元件，不移动连接导线。

3) Move Selection 与Move命令相似，只是它们移动的是已选定的元件。另外，这个命令适用于多个元件一起同时移动的情况。

4) Drag Selection 与Drag命令相似，只是它们移动的是已选定的元件。另外，这个命令适用于多个元件一起同时移动的情况。

5) Move To Front 这个命令是平移和层移的混合命令。它的功能是移动元件，并且将它放在重叠元件的最上层，操作方法同Drag命令。

6) Bring To Front 将元件移动到重叠元件的最上层。执行该命令后，光标变成十字状，单击需要层移的元件，该元件立即被移到重叠元件的最上层。单击鼠标右键，结束层移状态。

7) Send To Back 将元件移动到重叠元件的最下层。执行该命令后，光标变成十字状，单击要层移的元件，该元件立即被移到重叠元件的最下层。单击鼠标右键，结束该命令。

8) Bring To Front Of 将元件移动到某元件的上层。执行该命令后，光标变成十字状。单击要层移的元件，该元件暂时消失，光标还是十字状，选择参考元件，单击鼠标，原先暂时消失的元件重新出现，并且被置于参考元件的上面。

9)Send to Back Of 将元件移动到某元件的下层，操作方法同Bring To Front Of命令。

4.元件的旋转

元件的旋转实际上就是改变元件的放置方向。Altium Designer 6提供了很方便的旋转操作，操作方法如下：

(1)首先在元件所在位置单击鼠标左键选中元件，并按住鼠标左键不放。

(2)按Space键，就可以让元件以90°旋转，这样就可以实现图形元件的旋转。设计者还可以使用快捷菜单命令“Properties”来实现。让光标指向需要旋转的元件，按鼠标右键，从弹出的快捷菜单中选择Properties命令，然后系统弹出“Component Properties”对话框，如图2-40所示。此时可以操作“Orientation”选择框设定旋转角度，

图2-40 Component Properties对话框

5.复制\\剪贴\\删除

Altium Designer 6提供的复制、剪切、粘贴和删除功能跟Windows中的相应操作十分相似，所以比较容易掌握，下面就这4项功能做简要介绍：

（1）复制选中目标对象后，执行菜单Edit中的Copy命令，将会把选中的对象复制到剪切板中。该命令等价与工具栏快捷工具的

功能。

（2）剪切选中目标对象后，执行菜单中Edit中的Cut命令，将会把选中的对象移入剪切板中。该命令等价与工具栏快捷工具的

功能。

（3）粘贴执行菜单Edit中的Copy命令，把光标移到图纸中，可以看见粘贴对象呈浮动状态随光标一起移动，然后在图纸中的适当位置单击鼠标左键，就可把剪切板中的内容粘贴到原理图中。该命令等价于工具栏快捷工具

的功能。

（4）删除删除元件可通过菜单Edit中的Clear或Delete命令实现。

1）Clear命令的使用方法：选中目标对象后，执行菜单Edit中的Clear命令，将会把选中的对象从原理图中删除。

2）Delete命令的使用方法：执行菜单Edit中的Delete命令后，光标变成十字状，在想要删除的元件上单击鼠标左键，即可删除一个元件。

提示：复制\\剪切\\粘贴命令也可以通过功能热键来实现，而且与Windows系统命令完全一致。

2.4.3编辑元件属性

绘制原理图时，往往需要对元件的属性进行重新设置，下面介绍如何设置元件属性。在将元件放置在图纸之前，此时元件符号可随鼠标移动，如果按下Tab键就可以打开如图2-41的“Component Properties(元件属性)”对话框，可在此对话框中编辑元件的属性。

图2-41 Component Properties对话框

如果已经将元件放置在图纸上，则要更改元件的属性，可以执行命令 Edit\\Change来实现。该命令可将编辑状态切换到对象属性编辑模式，此时只需将鼠标指针指向该对象，然后单击鼠标左键，即可打开“Component Properties”对话框。另外，还可以直接在元件的中心位置双击元件，也可以弹出“Component Properties”对话框（常用此种方法）。然后设计者就可以进行元件属性编辑操作。

1. Properties(属性)操作框该操作框中的内容包括以下选项：

● Designator 元件在原理图中的序号，选中其后面的Visible复选框，则可以显示该序号，否则不显示。 ● Comment 该编辑框可以设置元件的注释，如前面放置的元件注释为MC1455U，可以选择或者直接输入元件的注释，选中其后面的Visible复选框，则可以显示该注释，否则不显示。

● Don't Annotate Component 选中该复选框，可以使元件的序号不会重复。

● 对于有多个相同的子元件组成的元件，由于组成部分一般相同，如74LS04具有6个相同的子元件，一般以A、B、C、D、E和F来表示，此时可以选择按钮来设定。

● Library Ref 在元件库中所定义的元件名称。 ● Library 显示元件所在的元件库。

● Description 该编辑框为元件属性的描述。

● Unique Id 设定该元件在本设计文档中的ID，是唯一的。 ● Sub-Design 在该编辑框，可以输入一个连接到当前原理图元件的子设计项目文件。子设计项目可以是一个可编程的逻辑元件，或者是一张子原理图。单击后面的浏览按钮，就可以定位该子文件。

2.Graphical属性操作框该操作框显示了当前元件的图形信息，包括图形位置、旋转角度、填充颜色、线条颜色、引脚颜色，以及是否镜像处理等编辑。

● 设计者可以修改X、Y位置坐标，移动元件位置。Orientation选择框可以设定元件的旋转角度，以旋转当前编辑的元件。设计者还可以选中Mirrored复选框，将元件镜像处理。

● Show Hidden Pins 是否显示元件的隐藏引脚，选择该选项可以显示元件的隐藏引脚。

● Local Colors 选中该选项，可以显示颜色操作，即进行填充颜色、线条颜色、引脚颜色设置。

● Lock Pins 选中该选项，可以锁定元件的引脚，此时引脚无法单独移动。 3.元件参数列表(Parameters list) 在图2-41对话框的右侧为元件参数列表，其中包括一些与元件特性相关的参数，设计者也可以添加新的参数和规则。如果选中了某个参数左侧的复选框，则会在图形上显示该参数的值。

4.元件的模型列表(Models list) 在图2-41所示对话框的右下侧为元件的模型列表，其中包括一些与元件相关的引脚类别和仿真模型，设计者也可以添加新的模型。对于用户自己创建的元件，掌握这些功能是十分必要的。通过下方的【Add】按钮可以增加一个新的参数项；Remove按钮可以删除已有参数项；Edit按钮可以对选中的参数项进行修改。

下面以封装模型属性为例来讲述如何向元件添加这些模型属性。 1．添加封装属性 (1)在Models list编辑框中，单击【Add】按钮，系统会弹出如图2-42所示的对话框，在该对话框的下拉列表中，选择Footprint模式。

(2)然后单击图2-42所示的【OK】按钮，系统将弹出如图2-43所示的“PCB Model”对话框，在该对话框中可以设置PCB封装的属性。在Name编辑框中可以输入封装名，Description编辑框可以输入封装的描述。单击【Browse】按钮可以选择封装类型，系统弹出如图2-44所示的“Browse Libraries”对话框，此时可以选择封装类型，然后单击【OK】按钮即可，如果当前没有装载需要的元件封装库，则可以单击图2-44中的按钮装载一个元件库，或按【Find】按钮进行查找要装载的元件库。

图2-42 添加新的模型对话框图2-43 PCB Model 对话框

图2-44 Browse Libraries对话框

2.5 连接线路

当所有电路元件、电源和其他对象放置完毕后，就可以进行原理图中各对象间的连线。连线的主要目的是按照电路设计的要求建立网络的实际连通性。

2.5.1连接导线

电路中一个元件引脚要与另一个元件引脚用导线连接起来，如图2-45所示将电容C1的1引脚和电阻R2的2引脚连接起来，可以按下面的操作步骤进行。

1.执行菜单命令Place\\Wire。此操作也可用下面方法代替：用鼠标左键单击“Wiring”工具栏中的

按钮。

2.此时光标变成了十字状，系统进入连线状态，将光标移到电容C1的第1引脚，会自动出现一个红色“×”，单击鼠标左键，确定导线的起点，如图2-45a所示。然后开始画导线。

3.移动鼠标拖动导线线头，在转折点处单击鼠标左键确定，每次转折都需要单击鼠标左键, 如图2-45b所示。

4.当到达导线的末端时，再次单击鼠标的左键确定导线的终点即完成。2-45c所示，当一条导线的绘制完成后，整条导线的颜色变为蓝色，如图2-45d所示。

图2-45导线连接过程

a)确定连线起点 b)确定连线拐点 c) 确定连线终点 d) 连线完毕

5.画完一条导线后，系统仍然处于“画导线”命令状态。将光标移动到新的位置后，重复上面1～4步操作，可以继续绘制其他导线。

Altium Designer 6为设计者提供了四种导线模式：90°走线、45°走线、任意角度走

线和自动布线。在画导线过程中，按下Shift+Space键可以在各种模式间循环切换。

当切换到：90°模式（或45°模式）时，按Space键可以进一步确定是以90°（或45°）线段开始，还是以90°（或45°）线段结束。

当使用Shift+Space键切换导线到任意模式（或自动模式）时，再按Space键可以在任意模式与自动模式间切换。

6.如果对某条导线的样式不满意，如导线宽度、颜色等，设计者可以用鼠标单击该条导线，此时将出现“Wire”对话框，如图2-46所示。

图2-46 Wire对话框

设计者可以在此对话框中重新设置导线的线宽和颜色等。

2.5.2 放置线路节点

所谓线路节点，是指当两条导线交叉时相连接的状况。

对电路原理图的两条相交的导线，如果没有节点存在，则认为该两条导线在电气上是不相通的；如果存在节点，则表明二者在电气上是相互连接的。

放置电路节点的操作步骤如下： 1.执行绘制线路节点的菜单命令Place\\Junction。此操作也可用下面的方法代替：用鼠标左键单击“Wiring”工具栏中的按钮。

2.此时，带着节点的十字光标出现在工作平面内。用鼠标将节点移动到两条导线的交叉处，单击鼠标左键，即可将线路节点放置到指定的位置。

3.放置节点的工作完成之后，单击鼠标右键或按下Esc键，可以退出“放置节点”命令状态，回到闲置状态。

图2-47 Junction对话框

如果设计者对节点的大小等属性不满意，可以在放置节点前按下Tab键或放置节点后双击之，打开如图2-47所示的“Junction”对话框。

“Junction”对话框包括以下选项：

(1) Location X、Y 节点中心点的X轴、Y轴坐标，一般不用设置，随着节点移动而变。

(2) Size 选择节点的显示尺寸，设计者可以分别选择节点的尺寸为Large(大)、Medium(中)、Small(小)和Smallest(最小)。

(3) Color选择节点的显示颜色。 (5) Locked 设置是否锁定显示位置。当没有选中该复选框时，如果原先的连线被移动以至于无法形成有效的节点时，本节点将自动消失；当选中该复选框时，无论如何移动连线，节点都将维持在原先的位置上。

2.5.3 放置网络标号

网络标号是实际电气连接的导线的序号，它可代替有形导线，可使原理图变得整洁美观。具有相同的网络标号的导线，不管图上是否连接在在一起，都被看作同一条导线。因此它多用于层次式电路或多重式电路的各个模块电路之间的连接，这个功能在绘制印制电路板的布线时十分重要。

对单页式、层次式或是多重式电路，设计者都可以使用网络标号来定义某些网络，使它们具有电气连接关系。

设置网络标号的具体步骤如下：

1. 执行菜单命令Place\\Net Label。此操作也可用下面的方法代替：用鼠标左键单击“Wiring”工具栏中的

按钮。

2.此时，光标将变成十字状，并且将随着虚线框在工作区内移动，如图2-48，此框的长度是按最近一次使用的字符串的长度确定的。接着按下Tab键，工作区内将出现如图2-49所示的“Net Label”对话框。

图2-48放置网络标号图2-49 Net Label对话框

（1）对话框上面图形区选项功能

● Color 用来设置网络名称的颜色。

● Location X和Y 设置项设置网络名称所放位置的X坐标值和Y坐标值。 ● Orientation 设置项设置网络名称放置的方向。将鼠标放置在角度位置，则会显示

一个下拉按钮，单击下拉按钮即可打开下拉列表，其中包括四个选项0 Degrees、90 Degrees、180 Degrees和270 Degrees。

（2）Properties栏定义网络符号的属性。

● Net编辑框设置网络名称，也可以单击其右边下拉按钮选择一个网络名称。 ● Font 设置项设置所要放置文字的字体，单击【Change】按钮，会出现“字体”对话框。

3.设定结束后，单击【OK】按钮加以确认。将虚线框移到所需标注的引脚或连线的上方，单击鼠标左键，即可将设置的网络标号粘贴上去。

4.设置完成后，单击鼠标右键或按Esc键，即可退出设置网络标号命令状态，回到待命状态。

注意：网络标号要放置在元器件管脚引出导线上，不要直接放置在元器件引脚上。

2.6 其他对象的编辑及属性编辑

我们在绘制电路原理图的过程中，为方便对电路的阅读，往往需要在电路原理图上某些位置标注出该线路点的波形、参数等不具有电气含义的图形符号，这就需要用到Altium Desingner 6提供的其他对象的编辑。

2.6.1放置总线

所谓总线就是用一条线来代表数条并行的导线。设计电路原理图的过程中，合理的设置总线可以缩短绘制原理图的过程，简化原理图的画面，使图样简洁明了。下面将介绍绘制总线的步骤：

1.执行绘制总线的菜单命令Place\\Bus。此操作也可用下面的方法代替：用鼠标左键单击“Wiring”工具栏中的按钮。

2.此时，光标将变成十字状，系统进入“画总线”命令状态。与画导线的方法类似，将光标移到合适位置，单击鼠标左键，确定总线的起点，然后开始画总线。

3.移动光标拖动总线线头，在转折位置单击鼠标左键确定总线转折点的位置，每转折一次都需要单击一次。当导线的末端到达目标点，再次单击鼠标的左键确定导线的终点。 4.单击鼠标右键，或按Esc键，结束这条导线的绘制过程。

5.画完一条总线后，系统仍然处于“画总线”命令状态。此时单击鼠标右键或按动Esc键光标，退出画总线命令状态。

2.6.2 放置圆弧

绘制圆弧操作步骤如下：

1.绘制圆弧可用鼠标左键单击“Drawing”工具栏中的按钮，也可执行菜单命令Place\\Drawing Tools\\ Elliptical Arc，这时光标变为十字形，并拖带一个虚线弧，如图2-50所示。

图2-50开始绘制圆弧图2-51绘制好的圆弧

2.在待绘的圆弧中心处单击鼠标左键，然后移动鼠标会出现圆弧预拉线。接着调整好圆弧半径，然后单击鼠标左键，指针会自动移动到圆弧缺口的一端，调整好其位置后单击鼠标左键，指针会自动移动到圆弧缺口的另一端，调整好其位置后单击鼠标左键，就完成了该圆弧线的绘制，绘制好的圆弧如图2-51所示。这时会自动进入下一个圆弧的绘制过程，下一次圆弧的默认半径为刚才绘制的圆弧半径，开口也一致。

3.结束绘制圆弧操作后，单击鼠标右键或按下Esc键，即可将编辑模式切换回等待命令模式。

4.编辑图形属性如果在绘制圆弧线或椭圆弧线的过程中按下Tab键，或单击已绘制好的圆弧线或椭圆弧线，则可打开其“属性”对话框。图2-52所示为“圆弧属性” 对话框，， “Elliptical Arc”对话框有X-Radius、Y-Radius(X轴、Y轴半径)两种。其他的属性有X-Location、Y-Location(中心点的X轴、Y轴坐标)、Line Width(线宽)、Start Angle(缺口起始角度)、End Angle(缺口结束角度)、Color(线条颜色)、Selection(切换选取状态)。

图2-52 圆弧属性对话框

如果用鼠标左键单击已绘制好的圆弧线或椭圆弧线，可使其进入选取状态，此时其半径及缺口端点会出现控制点，我们拖动这些控制点来调整圆弧线或椭圆弧线的形状。此外，也可以直接拖动圆弧线或椭圆弧线本身来调整其位置。

2.6.3放置注释文字

放置注释文字的操作如下： 1. 单击“Drawing”工具栏中的

按钮，也可执行菜单命令Place\\Text String。

2.执行此命令后，此时鼠标指针旁边会多出一个十字和一个字符串虚线框，如图2-53所示。

3.在完成放置动作之前按下Tab键，或者直接在“Text”字串上双击鼠标左键，即可打开“Annotation”对话框，如图2-54所示。

图2-53放置注释文字图2-54 Annotation对话框

在图2-54框中最重要的属性是Text栏，它是显示在绘图页中的注释文字串(只能是一行)，可以根据需要修改。此外还有其他几项属性：X-Location、Y-Location(注释文字的坐标)，Orientation(字串的放置角度)，Color(字串的颜色)，Font(字体)。

如果要将编辑模式切换回等待命令模式，可在此时单击鼠标右键或按下Esc键。如果想修改注释文字的字体，则可以单击【Change】按钮，系统将弹出一个字体设置对话框，此时可以设置字体的属性。

2.6.4放置文本框

放置注释文字仅限于一行的范围，如果我们需要放置多行的注释文字，就必需使用文本框(Text Frame)。放置文本框的操作步骤如下：

1.单击“Drawing”工具栏中的

按钮，也可执行菜单命令Place\\Text Frame。

2.执行放置文本框命令后，此时鼠标指针旁边会多出一个十字符号，在需要放置文本框的一个边角处单击鼠标左键，然后移动鼠标就可以在屏幕上看到一个虚线的预拉框，用鼠标左键单击该预拉框的对角位置，就结束了当前文本框的放置过程，并自动进入下一个放置过程。

放置了文本框后当前屏幕上应该有一个白底的矩形框，其中有一个“Text”字符串，如图2-55所示。如果要将编辑状态切换回等待命令模式，可以单击鼠标右键或按下Esc键。

3. 在完成放置文本框的动作之前按下Tab键，或者直接用单击文本框，就会打开“Text Frame”对话框，如图2-56。

图2-55待编辑的文本框图2-56 Text Frame对话框

在这个对话框中最重要的选项是Text栏，它是显示在绘图页中的注释文字串，但在此处并不局限于一行。单击Text栏右边的【Change】按钮可打开如图2-57所示的“TextFrame Text”窗口，这是一个文字编辑窗口，我们可以在此编辑显示字串。

图2-57 TextFrame Text窗口

在“Text Frame”对话框中还有其他一些选项，如： Location X1、Location Y1(文本框左下角坐标)， Location X2、Location Y2(文本框右上角坐标)，Border Width(边框宽度)，Border Color(边框颜色)，Fill Color(填充颜色)，Text Color(文本颜色)，Font(字体)，Draw Solid(设置为实心多边形)，Show Border(设置是否显示文本框边框)，Alignment(文本框内文字对齐的方向)，Word Wrap(设置字回绕)，Clip To Area(当文字长度超出文本框宽度时，自动截去超出部分)。

如果直接用鼠标左键单击文本框，可使其进入选中状态，同时出现一个环绕整个文本框的虚线边框，此时可直接拖动文本框本身来改变其放置的位置。

2.7 层次原理图的设计

对于一个非常复杂的原理图，不可能将这个原理图画在一张图纸上，有时甚至不可能由一个人单独完成。提供了层次原理图的设计方法，它是一种模块化的设计方法。设计者可以将系统划分为多个子系统，子系统下面又可划分为若干功能模块，功能模块再细分为若干个

基本模块。设计好基本模块，定义好模块之间的连接关系，即可完成整个设计过程。

2.7.1层次原理图概述

层次式电路中以方块电路来表示各个功能模块，每个方块电路都是一张下层原理图的等价表示，是上层电路图和下层电路图联系的纽带。所以在上层电路图中可以看到许多方块电路，很容易看懂整个工程的全局结构。如果想进一步了解细节，则可以进入每个方块电路查看，直到最下层的基本电路为止。

首先让我们看一个Altim Dsigner 6所带的层次式原理图例子，图2-58所示为 “4 Port Serial Interface.schdoc”上层电路，图中的两个方块图对应下层的两张原理图。下层原理图“4 Port UART and Line Drivers.SchDoc”和“ISA Bus and Address Decoding .SchDoc”分别如如图2-59和图2-60所示。

图2-58 4 Port Serial Interface.SchDoc 上层电路

图2-59 下层原理图4 Port UART and Line Drivers.SchDoc

图2-60 下层原理图ISA Bus and Address Decoding .SchDoc

图2-58、图2-59和图2-60表示了一张完整的电路，它由3个模块组成。

下面就以这个层次原理图作为设计实例，重点讲述如何绘制层次原理图各个模块。 1. 层次原理图的设计

层次原理图设计时，可以采用自上而下的设计方法，即由电路方块图产生原理图，因此首先得设计电路方块图。当然也可以采用自下而上的设计方法，即由原理图产生电路方块图，因此首先得设计原理图。

本节采用自上而下的设计方法，介绍绘制层次原理图的一般过程。 (1) 设计上层方块图

1) 启动原理图设计管理器，建立一个层次原理图文件，名为“4 Port Serial Interface .SchDoc”的原理图文件。

2) 在工作平面上打开连线工具栏(Wiring)，执行绘制方块电路命令，方法如下。

用左键单击“Wiring”工具栏中的按钮或者执行放置电路方块图命令P1ace\\Sheet Symbol。

3) 执行该命令后，光标变为十字形状，并带着方块电路，这时按Tab键，会出现“方块电路属性设置”对话框，如图2-61所示。

4) 在对话框中，在Filename编辑框设置文件名为“ISA Bus and Address Decoding.SchDoc”。这表明该电路代表了ISA Bus and Address Decoding(1SA总线和地址译码)模块。将Designator编辑框设置方块图的名称为“ISA Bus and Address Decoding”。

5) 设置完属性后，确定方块电路的大小和位置。将光标移动到适当的位置后，单击鼠标左键，确定方块电路的左上角位置。然后拖动鼠标，移动到适当的位置后，单击鼠标左键，确定方块电路的右下角位置。这样我们就定义了方块电路的大小和位置，绘制出了一个名为“ISA Bus and Address Decoding”的方块电路，如图2-62所示。

如果设计者要更改方块电路名或其代表的文件名，只需用鼠标单击文字标注，就会弹出的如图2-63所示的方块电路文字属性设置对话框，在对话框中可以进行修改。

6）绘制完一个方块电路后，系统仍处于放置方块电路的命令状态下，设计者可用同样

的方法放置另一个方块电路，并设置相应的方块图文字。

图2-61 方块电路属性设置对话框

图2-62 ISA Bus and Address Decoding模块图2-63 方块电路文字属性设置

7) 接着放置方块电路端口，方法是用鼠标左键单击连线工具栏((Wiring))中按钮，或

者执行菜单命令P1ace\\Add sheet Entry。

8) 执行该命令后，光标变为十字形状，然后在需要放置端口的方块图上单击鼠标左键，此时光标处就带着方块电路的端口符号，如图2-64所示。

在此命令状态下，按Tab键，系统会弹出方块电路端口属性设置对话框，如图2-65所示。

在对话框中，将端口名Name编辑框设置为“-RD”，即将端口名设为读选通信号；I\\O Type选项有不指定(Unspecified)、输出(Output)、输入(1nput)和双向(Bidirectional)4种，在此设置为Input，即可将端口设置为输入；放置位置(Side)设置为Right；端口样式(Style)设置为Right；

端口种类（Kind）选项有矩形和三角形（Block & Triangle）、三角形（Triangle）、箭头（Arrow）3种，在此设置为Block & Triangle，其他选项设计者个人来设置。

9)设置完属性后，将光标移动到适当的位置后，单击鼠标左键将其定位，如图2-66所示。同样，根据实际电路的安排，可以在ISA Bus and Address Decoding方块电路和4 Port UART and Line Drivers方块电路上放置其他端口，如图2-67所示。

图2-64 放置方块电路的端口符号

图2-65 方块电路端口属性设置对话框

注意：因为只有具有相同名称的端口才能相互连接，所以在不同的方块图上往往放置有多个具有相同名称的端口，但端口的属性可能不同，例如“-RD”端口在一个方块图中的I/O Type为Output，而在另外一个方块图上的I/O Type为Input。

10) 将电气关系上具有相连关系的端口用导线或总线连接在一起。完成了一个层次原理图的上层方块图，如图2-68所示。

图2-66 放置了一个端口图2-67 放置完方块图的所有端口

图2-68 绘制完的方块图

(2) 由方块电路符号产生新原理图中的I／O端口符号

在采用自上而下设计层次原理图时，是先建立方块电路，再设计该方块电路相对应的原理图文件。而设计下层原理图时，其I／O端口符号必须和方块电路上的I／O端口符号相对应。Altium Designer 6提供了一条捷径，即由方块电路符号直接产生原理图文件的端口符号。

下面以图2-68为例，讲述其设计步骤。

1) 选择执行菜单命令Design\\Create Sheet From Symbol。

2)执行该命令后，光标变成了十字状，移动光标到某一方块电路上，单击鼠标左键，会出现如图2-69所示的“确认端口I/O方向”对话框。

图2-69 “确认端口I\\O方向”对话框

单击对话框中的【Yes】按钮所产生的I/O端口的电气特性与原来的方块电路中的相反，即输出变为输入。单击对话框中的【No】按钮所产生的I/O端口的电气特性与原来的方块电路中的相同，即输出仍为输出。

3)此处选择【No】按钮，则系统自动生成一个文件名为“ISA Bus and Address Decoding．SchDoc”的原理图文件，并布置好I／0端口，如图2-70所示。

图2-70 由方块电路图产生的新原理图端口

(3) 模块具体化

生成的电路原理图，已经有了现成的I/O端口，在确认了新的电路原理图上的I/O端口符号与对应的方块电路上的I/O端口符号完全一致后，设计者就可以按照该模块组成，放置元件和连线，绘制出具体的电路原理图，绘制电路原理图的过程在这里不再赘述。

2.8 创建网络表

绘制原理图最主要的目的就是得到最终的PCB的板图，而网络表恰好就是联系电路原理图和印制电路板之间的桥梁和纽带。网络表主要有两个作用：一是用于支持印制电路板的自动布线和电路模拟程序；二是可以与最后从印制电路板图中得到的网络表文件进行比较，进行一致性检查。

Altium Designer 6为设计者提供了快速、方便的工具，可以生成多种格式网络表。本章主要介绍Protel格式的网络表。

2.8.1设置网络表选项

Altium Designer 6的网络表工具要比之前的任意一个版本都要方便、快捷，操作前只需要进行简单的选项设置，具体操作步骤如下，

1. 打开项目选项对话框执行菜单命令Project\\Project Options，打开项目选项对话框“Options for Project”,如图2-71所示。

图2-71 Options for Project对话框

2．设置网络列表选项

单击顶部的“Options”标签，显示标签页内容，如图2-72所示。

图2-72 Options标签页

在该标签页可进行网络表的有关选项设置，下面介绍各选项的含义。

(1)输出路径设置

在“Output Path”栏内可指定各种报表的输出路径。默认路径由系统在当前项目文档所在文件夹内创建，所创建的文件夹为“Project Outputs for当前项目文档名”。

(2) Netlist Options区域

在该区域可选择创建网络表的条件有以下几个：

1) Allow Ports to Name Nets 项：表示允许用系统所产生的网络名来代替与输入／输出端口相关联的网络名。如果所设计的项目只是简单的原理图文档，不包含层次关系，可选择该项。

2) Allow Sheet Entries to Name Nets项：表示允许用系统所产生的网络名来代替与子图入口相关联的网络名。当设计的项目为层次结构的电路时，可选择该选项。该项为系统默认选项。

3）Append Numbers to Local Nets项：表示产生网络表，系统自动将图纸号（Sheet Number）添加到各网络名字上。以识别该网络的位置。当一个项目包含多个原理图文档时，选择该选项可方便查找错误。

（3） Net Identifier Scope选项该选项的功能是指定网络标识的认定范围，单击按钮如图2-73所示。

可从下拉列表中选取一个选项，

图2-73 选择网络标识的认定范围

1） Automatic (Based on project)项：选择该选项，系统自动在当前项目内认定网络标识。一般情况下采用默认选项。

2) Flat (Only ports global)项：如果项目内各个图纸之间直接使用整体输入/输出端来建立连接关系，此时应选择该项。

3) Hierarchical (Sheet entry<->Port connections)项：如果在层次结构的电路中，靠子图符号内的子图入口与子图中的输入／输出端口来建立连接关系，此时应选择该项。

4) Global (Netlabels and Ports global)项：如果项目内的各文档之间使用整体网络标签及整体输入／输出端口来建立连接关系，此时应选择该项。

设置完毕，单击【OK】按钮关闭对话框。

2.8.2 创建网络表

创建网络表的操作方法如下：

1)打开要创建网络列表的原理图文档。

2)执行菜单命令Design\\Netlist From Document\\Protel，立即产生网络表。网络列表(*．net)与源文档(是否项目文档)同名，单击“Project”面板标签，可以看到所创建的网络列表文档图标。

3)双击文档图标，可在文本编辑窗口内打开网络列表文档。

2.8.3 网络表格式

网络表文件有很多格式，通常为ASCII码文本格式。Altium Designer 6的兼容性极高，

能够支持大部分EDA软件所使用的网络表格式，网络表的内容由两部分组成：一部分是元件数据信息，包括元件流水号、元件类型及封装信息等；另一部分是网络连接信息。在结构上大致分为元件描述和网络连接描述两部分。

(1)元件的描述格式如下： [ 元件声明开始

R1 元件序号 AXIAL0.4 元件封装 10k 元件注释

] 元件声明结束

元件的声明以“[”开始，以“]”结束，将其内容包含在内。网络经过的每一个元件都须有声明。 (2)网络连接描述格式如下： ( 网络定义开始 NetUl_5 网络名称

U1-5 元件序号为1，元件引脚号为5 C2-1 元件序号为2，元件引脚号为1 ) 网络定义结束

网络定义以“(”开始，以“)”结束，将其内容包含在内。网络定义首先要定义该网络的各端口。网络定义中必须列出连接网络的各个端口。

2.9 原理图设计进阶

使用前面所学知识，足可以绘制各种原理图了。但是为了提高用户的工作效率，Altium Designer 6提供了一些使用技巧，下面将分别介绍。

2.9.1元器件自动对齐

在制作原理图的时候，用户往往遇到需要重新排列元件的情况，如果是手动操作，则既费时又不准确，而系统提供的精确排列元件命令（Edit\\Align）正好帮助用户解决这个难题。

执行菜单命令Edit\\Align，可以打开如图2-74所示的元件排列对齐对话框，其中列出

排列了具体的排列/对齐命令。这些命令也可以通过工具栏工具打开，如图2-75所示。

图2-74 对齐操作命令图2-75 元件排列\\对齐快捷工具

1.这些命令可以分为两类：一类是水平方向的排列/对齐命令，另一类是垂直方向的排列/对齐命令

(1)水平方向的排列/对齐命令 1) Align Left：通过该命令可使所选取的元件向左对齐，参照物是所选最左端的元件。 2) Align Right：通过该命令可使所选取的元件向右对齐，参照物是所选最右端的元件。 3) Align Horizontal Centers：通过该命令可使所选取的元件向中间靠齐，基准线是选最左端和最右端元件的中线。

4) Distribute Horizontally：使所选取的元件水平平铺。（2）垂直方向的排列/对齐命令

1) Align Top:该命令使所选取的元件顶端对齐。 2) Align Bottom:该命令使所选取的元件底端对齐。

3) Align VerticalCenters：该命令使所选取的元件按水平中心线对齐。对齐后四个元件的中心处于同一条直线上。

4) Distribute Vertically：该命令使所选取的元件垂直均布。 5）此外，还有一项命令Align To Grid，使用该命令可使所选元件定位到离其最近的网格上。

下面举例说明。假设元件初始分布如图2-76所示，则图2-77、图2-78分别为对应执行命令Align Left、Align Horizontal Centers后的对齐效果。

图2-76 元件初始分布图图2-77 元件左对齐后的效果图2-78元件向水平中间靠齐后的效果图

2.上面介绍的这些命令，一次只能进行一种操作。如果要同时进行两种不同的排列/对齐操作，可以使用菜单命令Edit\\Align\\Align。对象面板执行该命令后，系统将弹出如图2-79所示的Align Objects对话框。该对话框分为两部分，分别为水平排列选项(Horizontal Alignment)和垂直排列选项（Vertical Alignment）。

图2-79 元件排列\\对齐设置对话框

1)水平排列(Horizontal Alignment)选项有 ● No Change不改变位置。 ● Left全部靠左边对齐。 ● Center 全部靠中间对齐。 ● Right 全部靠右边对齐。

● Distribute equally平均分布。

2)垂直排列(Vertical Alignment)选项有： ● No Change不改变位置。 ● Top全部靠顶端对齐。 ● Center全部靠中间对齐。 ● Bottom 全部靠底端对齐。

● Distribute equally 平均分布。

其操作方法与执行菜单命令基本一样，这里不再重复。

2.9.2 对象属性整体编辑

Altium Designer 6不仅支持单个对象属性编辑，而且可以对当前文档或所有打开的原理图文档中的多个对象同时实施属性编辑。

1. “Find Similar Obiects”对话框

进行整体编辑，要使用“Find Similar Objects”对话框，下面以电容元件为例，说明打开“Find Similar Objects”对话框的操作步骤如下：

1）打开进行整体编辑的原理图，并将光标指向某一对象，单击鼠标右键，将弹出如图2-80所示快捷菜单。然后从菜单中选择执行Find Similar Objects命令，即可打开“Find

类似Similar Objects”对话框，如图3-14所示。

图2-80 右键快捷菜单图2-81 Find Similar Objects对话框

在对话框中可设置查找相似对象的条件，一旦确定，所有符合条件的对象将以放大的选中模式显现在原理图编辑窗口内。然后可以对所查到的多个对象执行全局编辑。下面简单介绍对话框中各项的含义。 (1)Kind区域

显示当前对象的类别(是元件、导线还是其他对象)，设计者可以单击右边的选择列表，选择所要搜索的对象类别与当前对象的关系，是“Same（相同）”、“Different（不同）”，还是“Any（任意）”类型。 (2)Graphical区域

在该区域内可设定对象的图形参数，如位置“X1”、“Y1”，是否镜像“Mirrored”，角度“Orientation”，显示模式“Display Mode”，是否显示被隐含的引脚“Show Hidden Pins”，是否显示元件标识“Show Designator”等。这些选项都可以当作搜索的条件，可以设定按图形参数“Same（相同）”、“Different（不同）”，还是“Any（任意）”方式来查找对象。（3）Object Specific区域

在该区域内可设定对象的详细参数，如对象描述“Description”，是否锁定元件标识“Lock Designator”，是否锁定引脚“Pins Locked”，文件名“File Name”，元件所在库文件“Library”，库文件内的元件名“Library Reference”，元件标识“Component Designator”，当前组件“Current Part”，组件注释“Part Comment”，当前封装形式“Current Footprint”及元件类型“Component Type”等。这些参数也可以当作搜索的条件，可以设定查找详细参数是“Same（相同）”、“Different（不同）”，还是“Any（任意）”的对象。 (4)Zoom Matching复选项

设定是否将条件相匹配的对象，以最大显示模式，居中显示在原理图编辑窗口内。 (5)Mask Matching复选项

设定是否在显示条件相匹配的对象的同时，屏蔽掉其他对象。 (6)Clear Existing复选项

设定是否清除已存在的过滤条件。系统默认为自动清除。

(7)Create Expression复选项

设定是否自动创建一个表达式，以便以后再用。系统默认为不创建。 (8)Run Inspector复选项

设定是否自动打开“Inspector”（检查器）对话框。 (9)Select Matching复选项

设定是否将符合匹配条件的对象选中。 2．执行整体编辑

仍以任意电容为例，可按下面的操作步骤完成整体编辑：

1)以任意一个电容作为参考，执行右键菜单命令Find similar Objects,打开“Find Similar Objects”对话框。

2)在本例中将“Current Footprint”(当前封装)作为搜索的条件，并设定为“Same”，以搜索相同封装的元件。勾选“Zoom Matching”、“Clear Existing”、“Select Matching”、“Mask Matching”、“Run Inspector”复选项，其他选项采用系统默认值。单击【OK】按钮，原理图编辑窗口内将以最大模式显示出所有符合条件的对象，如图2-82所示。同时，系统打开如图2-83所示的“Inspector”对话框。

图2-82 显示搜索结果图2-83 Inspector对话框

提示：如果未勾选“Run Inspector”复选项，当单击【OK】按钮关闭“Find Similar Objects”对话框以后，可以按F11键打开如图2-83所示的“Inspector”对话框。

当然，也可以直接在原理图上选中多个对象，然后按F11键打开“Inspector”对话框。 3) 关闭“Inspector”对话框，单击屏幕右下角的【Clear】按钮，清除所有元件的选中状态。

2.9.3 原理图编译与电气规则检查

电气连接检查可检查原理图中是否有电气特性不一致的情况。例如，某个输出引脚连接到另一个输出引脚就会造成信号冲突，未连接完整的网络标签会造成信号断线，重复的流水号会使系统无法区分出不同的元件等。以上这些都是不合理的电气冲突现象，系统会按照设计者的设置以及问题的严重性分别以错误(Error)或警告(Warning)等信息来提请设计者注意。

1. 设置电气连接检查规则

设置电气连接检查规则，首先要打开设计的原理图文档，然后执行菜单命令Project\\Project Options，在弹出的如图2-84所示的项目选项对话框中进行设置。该对话框中有“Error Reporting(错误报告)”和“Connection Matrix(连接矩阵)”标签页可以设置检查规则。

图2-84 Options for Project对话框

（1）Error Reporting标签页

“Error Reporting”标签页主要用于设置设计草图检查规则。

1) Violation Type Description（违反类型描述规则）表示检查设计者的设计是否违反类型设置的规则。

2) Report Mode（报告模式）表明违反规则的严格程度。如果要修改Report Mode，单击需要修改的违反规则对应的Report Mode，并从下拉列表中选择严格程度：Fatal Error(重大错误)、Error（错误）、Warning（警告）、No Report（不报告）。（2）Connection Matrix（电气连接矩阵）标签页

“Options for Project”对话框的“Connection Matrix”标签页，如图2-85所示。显示的是错误类型的严格性，这将在运行电气连接检查错误报告时产生，如引脚间的连接、元件和图纸输入。这个矩阵给出了一个在原理图中不同类型的连接点以及是否被允许的图表描述。

例如，在矩阵图的右边找到Output Pin，从这一行找到open Collector Pin列。在它的相交处是一个橙色的方块，这表示在原理图中从一个Output Pin连接到一个open Collector Pin，在项目被编辑时将启动一个错误的提示。

可以用不同的错误程度来设置每一个错误类型，例如对某些非致命的错误不予报告，修改连接错误的操作方式如下：

1)单击“Options for Project”对话框的“Connection Matrix”标签页，如图2-85所示。 2)单击两种类型连接相交处的方块，例如“Output Sheet Entry”和“Open Collector Pin”。 3)在方块变为图例中的“errors”表示的颜色橙色时停止单击，就表示以后在运行检查时如果发现这样的连接将给以错误的提示。

图2-85 Options for Project对话框

2. 检查结果报告

当设置了需要检查的电气连接以及检查规则后，就可以对原理图进行检查。检查原理图是通过编译项目来实现的，编译的过程中会对原理图进行电气连接和规则检查。

编译项目的操作步骤如下：

(1) 打开需要编译的项目，然后执行菜单命令Project\\Compile PCB Project。

(2) 当项目被编译时，任何已经启动的错误均将显示在设计窗口的Messages面板中。被编辑的文件与同级的文件、元件和列出的网络以及一个能浏览的连接模型一起显示在Compiled面板中，并且以列表方式显示。

如果电路绘制正确，Messages面板应该是空白的。如果报告给出错误，则需要检查电路并确认所有的导线连接是否正确，并加以修正。如图2-86所示即为一个项目的编译检查结果。

图2-86 一个项目的电气规则检查报告

2.9.4 报表生成及输出

在进行了项目的编译处理后，就可生成工程相关的任何报表了

1.产生元件报表

通过执行菜单命令Reports\\Bill of Material，可对当前窗口中的元件产生元件报表，系统会自动打开文本编辑器来显示其内容。

元件的列表主要是用于整理一个电路或一个项目文件中的所有元件。它主要包括元件的名称、标注、封装等内容

2.产生元件交叉参考表

元件交叉参考表(Component Cross Reference)可为多张原理图中的每个元件列出其元件类型、流水号和隶属的绘图页文件名称。这是一个ASCII码文件，扩展名为“*.Xrf”。

建立交叉参考表的步骤如下：

(1)执行菜单命令Reports\\Component Cross Reference。

(2)执行该命令后，系统会弹出所示项目的元件交叉参考表窗口，在此窗口可以看到原理图的元件列表。

(3)如果单击【Report...】按钮，则可以生成预览元件交叉参考表报告。 3.工程层次表

工程层次表记录了一个由多张绘图页组成的层次原理图的层次结构数据，其输出的结果为ASCII文件，文件的存盘名为.rep。生成层次原理图的操作如下。

(1) 打开系统自带的“4 Port Serial Interface.PRJPCB”的层次原理图。

(2) 执行Project\\Compile All Project命令。

(3) 然后执行Reports\\Report Project Hierarchy命令，系统将会生成该原理图的层次关系，

2.9.5原理图输出

原理图绘制结束后，往往要通过打印机或绘图仪输出，以供设计人员参考、备档。用打印机打印输出，首先要对页面进行设置，然后设置打印机，包括打印机的类型设置、纸张大小的设定、原理图纸的设定等内容。

1．页面设置

(1) 打开要输出的原理图，执行菜单命令File\\Page Setup，系统将弹出如图2-87所示的原理图打印属性对话框。

图2-87 原理图打印属性对话框

(2)设置各项参数。在这个对话框中需要设置打印机类型，选择目标图形文件类型，设置颜色等。 ● Size：选择打印纸的大小，并设置打印纸的方向，包括Portrait(纵向)和Landscape (横向)。

● Scale Mode：设置缩放比例模式，可以选择Fit Document On Page(文档适应整个页面)和Scaled Print(按比例打印)。当选择了Scaled Print时， Scale和Corrections编辑框将有效，设计人员可以在此输入打印比例。

● Margins：设置页边距，分别可以设置水平和垂直方向的页边距，如果选中Center复选框，则不能设置页边距，默认中心模式。

● Color Set：输出颜色的设置，可以分别输出Mono(单色)、Color(彩色)和Gray(灰色)。

2．打印机设置

单击图2-87所示对话框中的【Printer Setup】按钮或者直接执行菜单命令File\\Print打印机配置对话框。

此时可以设置打印机的配置，包括打印的页码、份数等，设置完毕后单击【OK】按钮即可实现图纸的打印。

3.打印预览

单击图2-88所示对话框中的【Preview】按钮，则可以对打印的图形进行预览，如图 2-88所示。

图2-88打印图形预览

4.打印

要执行打印操作，可选用以下三种方法之一：

1）执行菜单命令File\\Print，进入打印机设置对话框。当设置完毕后单击【OK】按钮执行打印操作。

2）页面设置完成，在页面设置对话框中单击3）任何时候都可以单击标准工具栏上的

按钮执行打印操作。

2.10 原理图绘制实例

在前面我们已经介绍了电路设计的基本流程，下面我们用图2-89“多路抢答器”电路原理图作为例子，讲述原理图的设计方法步骤。

图2-89 多路抢答器电路

1. 创建PCB项目文件

1）启动Altium Designer 6，执行File\\New\\Project\\PCB Project，创建PCB项目文件，命名为“多路抢答器”，并保存。如图2-90所示。

图2-90 多路抢答器PCB项目文件

2．创建原理图设计文件

在多路抢答器PCB项目文件下执行File\\New\\Schematic，创建原理图文件，命名为“多路抢答器”，并保存。如图2-91所示。

图2-91 多路抢答器.SCHDOC原理图编辑平面

3．设置图样参数

在原理图设计窗口单击右键，屏幕上出现如图2-92所示的快捷菜单，单击“Option…”中的下拉菜单选项“Document Option…”，弹出图2-93所示的“Document Options”对话框。

在“Standard ”栏选择右边的“OK”按钮，图样幅面设置完毕。

选项，选择图样幅面“A4”，然后单击对话框下部的

图2-92 设置图样的快捷菜单命令

图2-93 Document Options对话框

3．载入元件库

“多路抢答器”电路原理图中所使用的元件，如表2- 2 所示。

表2-2 “超高输入阻抗低增益放大器”电路原理图所用元件列表

元件在图中标号 R1 R2 C1 D1 D2 D3 D4 LED1 LED2 LED3 LED4 LED5 LED6 VD1 VD2 VD3 VD4 S K1 K2 K3 元件图形样本名 RES2 RES2 Cap Diode BAT18 Diode BAT18 Diode BAT18 Diode BAT18 LED1 LED1 LED1 LED1 LED1 LED1 SCR SCR SCR SCR SW-SPST SW-PB SW-PB SW-PB Miscellaneous Devices.IntLib Miscellaneous Devices.IntLib Miscellaneous Devices.IntLib Miscellaneous Devices.IntLib Miscellaneous Devices.IntLib Miscellaneous Devices.IntLib Miscellaneous Devices.IntLib Miscellaneous Devices.IntLib Miscellaneous Devices.IntLib Miscellaneous Devices.IntLib Miscellaneous Devices.IntLib Miscellaneous Devices.IntLib Miscellaneous Devices.IntLib Miscellaneous Devices.IntLib Miscellaneous Devices.IntLib Miscellaneous Devices.IntLib Miscellaneous Devices.IntLib Miscellaneous Devices.IntLib Miscellaneous Devices.IntLib Miscellaneous Devices.IntLib Miscellaneous Devices.IntLib 所在元件库元件类型或标示值 1K 1K 1pF BAT18 BAT18 BAT18 BAT18 LED1 LED1 LED1 LED1 LED1 LED1 SCR SCR SCR SCR AXIAL0.4 AXIAL0.4 RAD0.3 SOT-23 SOT-23 SOT-23 SOT-23 LED-1 LED-1 LED-1 LED-1 LED-1 LED-1 TO-220-AB TO-220-AB TO-220-AB TO-220-AB SPST-2 SPST-2 SPST-2 SPST-2 元件封装 69

K4 U1 FE SW-PB NE555P BELL Miscellaneous Devices.IntLib Texas Instrument.IntLib Miscellaneous Devices.IntLib P008 PIN2 SPST-2 P008 PIN2 从表2-2可见，所画原理图中的元件可在Miscellaneous Devices.IntLib、Texas Instrument.IntLib二个元件库中找到。

用鼠标左键单击编辑平面元器件库管理器面板中的 “Libraries” 命令，如图2-94所示。在弹出的对话框中就可以添加我们所需要的二个元件库。装载元件库后单击图2-95下面的“Close”按钮，第二个元器件库即装载完毕。

图2-94 元件库管理器图 2-95 Available Libraries对话框

4. 放置元件

通过工具栏向原理图编辑平面放置元件，

⑴单击“Wiring” 工具栏内的放置元件按钮，会出现如图2-96所示 “Place Part”对话框。依次将所需元器件放置在原理图平面。

图2-96 放置元件对话框

放置元件的方法很多，也可在菜单栏单击“Place\\Part„”；还可以在原理图设计画面上单击鼠标右键，在出现的快捷菜单中选择“Place Part„”命令，也会出现如图2-96同样的对话框。如果使用元件库管理器放置元件，则先要选取元件库，然后在选中的元件库中选取元件，双击选中元件名称，即可将选中的元件放入原理图编辑平面。

5. 编辑元件属性放置到原理图上的元件，还可以对它们的有关属性进行编辑，编辑的方法是：双击要编辑的元件符号，会弹出元件属性“Component Properties”对话框，如图2-97所示。

图2-97 Component Properties对话框

我们可以按有关选项定义对每个元件进行编辑，例如对电阻R1的编辑方法为：“Designator”栏填写“R1” ；“Library Ref”栏填写“RES2”“Footprint”；栏可填写“AXIA-L0.4”； “Value”栏填写“1K”等。其他元件也以类似方法填写。

6. 放置电源和接地符号

下面以放置接地Power为例加以说明，单击Wiring工具栏的

图标，光标变为十字状，

按下Tab键，在弹出的“Power Port”对话框中设置名称为“GND”，移动光标拖动接地符号到图样上适当位置，单击左键将“GND”位置固定。

用同样的方法可以放置其他电源和接地符号。

放置好元件和电源并进行位置调整后的电路原理图，如图2-98所示。

图2-98 放置元件和电源的电路原理图

7．放置连线和节点

所有元件放置编辑完毕，可利用移动和旋转功能对元件位置作进一步调整。

现在可以开始连线了，选择连线工具栏中的，光标变为十字状，将光标移到所画连线的元件引脚，当光标接近元件引脚时，则会在引脚处出现一个红“×”，这时可单击左键确定连线的起始点，接着按所画连线方向移动鼠标到另一元件的引脚，若连线中间有转折，则在转折位置单击左键，然后按所画连线转折方向继续移动鼠标，待移到连线终点的元件引脚处时，单击左键，结束本条连线。这时光标仍处于十字状，可以开始下一条线的连接。依此操作直至完成所有连线的连接。最后按右键取消光标的十字形状，结束连线操作，回到待命状态。

需要指出的是，若在“Preferences”对话框中选中了“Auto-Junction”选项，线路中的节点在连线过程中，会在连线的T字交叉处自动加入，而在连线的十字交叉处不会自动加入。要想在连线的T字口交叉处去掉节点，只要用鼠标左键单击该节点（节点周围会出现虚框），然后按Del键即可；如果要在连线的十字交叉处加入节点，单击菜单命令Place\\Junction，光标变为十字状，十字中间有一个小圆点，移动鼠标将十字移动到合适交点处，单击左键即可。另外应注意连线过程中不要与元件引脚交叉，否则会生成多余的节点。 9.放置文字

放置“多路抢答器”字符，可单击“Drawing”工具栏中的A按钮，光标变成十字状，并在其右上角有一个虚框，这时再按下Tab键，屏幕出现图2-99所示的文字编辑对话框，可在对话框“Text”栏中填入文字“多路抢答器”，通过编辑文字对话框“Font”栏中“Change…”可以改变编辑文字的字体和大小。将光标移到合适的位置单击左键，完成文字放置，然后单击右键退出放置图形状态。绘制完毕的原理图如图2-100所示。

若要填写标题栏，可用以上编辑文字的方法进行填写，这里从略。

至此原理图绘制完毕。在原理图绘制过程中和绘制完毕后，注意及时存盘，方法是单击工具栏中的存盘图标

或执行菜单命令File\\Save。

图2-99文字编辑对话框

图2-100 绘制完毕的“多路抢答器”原理图

【本章小结】

本章介绍了电路原理图的设计流程，设置原理图图样，装载元件库和放置元件，放置网络标号和端口，原理图的绘制的步骤和方法，电路连接及层次原理图的设计方法。

【思考题】

1.说明图样参数设置的步骤。

2.说明原理图设计工具栏有哪几个？如何打开\\关闭工具栏？ 3.为什么放置元件前应先装载原理图元件库？ 4.如何对放置的元件进行属性编辑？

5.如何对元件位置进行移动调整？ 6.网络标号和端口具有什么异同点？

7.如何操作可实现图形元件的左对齐、右对齐和水平均布？ 8.什么叫层次原理图？设计时一般采用什么设计方法？

9.试说明输入/输出端口的功能，并写出如何取用输入/输出端口？

10.请绘制下列电路图，并将它存盘？ 10-1

10-2

10-3

第3章创建原理图元器件

原理图元件是组成原理图必不可少的部分，Altium Designer 6提供了丰富的原理图元件库，这些元器件库中存放有数万个元器件，基本可以满足一般原理图设计的要求。但是，随着新技术、新器件的不断出现，在实际项目中，仍有部分元器件在库中没有收录或库中的元件与实际元器件有一定的差异。这时，就要根据实际元件的电气特性或者外围形状去创建需要的原理图元器件。

【本章重点知识】原理图元器件编辑器原理图元件库的制作原理图元件库的调用

3.1 原理图元件概述

3.1.1 元件概述

1．原理图的组成

原理图主要由两大部分组成：原理图元件和元件间的连线，其他内容都是辅助部分，如标注文字等。原理图元件代表实际的元器件，连线代表实际的物理导线，因此一张原理图中完全包含了元器件及其连接关系。这两部分信息就是原理图中包含的基本内容。

2．原理图元件的组成

原理图元器件(简称为元件)由用以标识元件功能的标识图和元件引脚两大部分组成。（1）标识图

标识图仅仅起着标示元件功能的作用，并没有什么实质作用。实际上，没有标识图或者随便绘制标识图都不会影响原理图的正确性。例如图3-1是一些常用元件的标识图。

图3-1 常用元件标示图

（2）引脚

引脚是元件的核心部分。元件图中的每一根引脚都要和实际元器件的引脚对应，而这些引脚在元件图中的位置是不重要的。每一根引脚都包含序号和名称等信息。引脚序号用来区分各个引脚，引脚名称用来提示引脚功能。图3-2为常用元件引脚图，图3-3为集成电路NE555的引脚图。

引脚序号是必须有的，而且不同引脚的序号不能相同。引脚名称根据需要设置，名称能反映该引脚的功能。

图3-2 常用元件引脚图

图3-3 集成电路NE555引脚

3.1.2 原理图元件制作过程

为一个实际元件绘制原理图库时，为了保证正确和高效，一般建议遵循以下几个步骤。 1．收集必要的资料

所需收集的资料主要包括元件的标示符号和引脚功能（电气特性），可以通过网络和书籍来进行搜集。

2．绘制元件标识图

如果是引脚较少的分立元件，一般要尽量画出能够表达元件功能的标识图，这对于电路图的阅读会有很大的帮助作用。如果是集成电路等引脚较多的元件，因为功能复杂，不可能用标识图表达清楚，往往是画个方框代表。

3．添加引脚并编辑引脚信息

在标识图的合适位置添加引脚，编辑相关内容，同时引脚排列一般应遵循以下几个规则。（1）电源引脚通常放在元件上部，地线引脚通常放在元件下部。（2）输入引脚通常放在元件左边，输出引脚通常放在元件右边。（3）功能相关的引脚靠近排列，功能不相关的引脚保持一定间隙。

3.2 原理图元器件编辑器

制作元件和建立元件库是在Altium Designer 6的元件库编辑器环境下进行的。用户可以创建一个新的元件库作为自己使用的专用库，把平时自己创建的新元件放置到这个专用库中，供绘制原理图时使用。

3.2.1 启动原理图元件库编辑器

1．执行菜单命令File\\New\\ Project \\PCB Project，创建一个PCB项目文档，命名为“My lib.PrjPCB”。

2．执行菜单File\\New\\Library\\Schematic Library命令，创建一个原理图元件库文档，另存命名为“My use.SCHLIB”，启动进入原理图元件库编辑器工作界面，如图3-4所示。

图3-4 原理图元件库编辑器界面

原理图元件库编辑器与原理图设计编辑器界面相似，主要有主菜单栏、标准工具栏。左侧是项目文件工作区面板，右面是编辑工作区。不同的是在元件编辑区有一个十字坐标轴，将元件工作区划分为四个象限，一般我们在第四象限进行元件的编辑工作。

3.2.2 绘图工具

执行菜单命令View\\Toolbars\\Utilities，显示Utilities工具栏，单击Utilities工具栏按钮，弹出如图所示3-5绘图工具。绘图工具栏上各按钮的功能见表3-1所示。绘图工具中的命令也可以从Place下拉菜单中直接选取命令。

表3-1 绘图工具栏功能表

按钮功能绘制直线绘制贝塞尔曲线绘制椭圆弧线绘制多边形插入文字按钮功能添加新部件绘制矩形绘制圆角矩形绘制椭圆形及圆形插入图片 78

图3-5 绘图工具栏

插入文本框添加新元件绘制引脚 3.2.3 IEEE工具栏

点击Utilities工具栏按钮，得到如图3-6所示IEEE工具栏。IEEE工具栏的打开与关闭是通过执行菜单命令View\\Toolbars\\Sch Lib IEEE来实现。IEEE工具栏中的命令也对应Place菜单中IEEE Symbols子菜单上的各命令，因此也可以从Place\\IEEE Symbols下拉菜单中直接选取命令。IEEE工具栏提供绘制IEEE符号的图标按钮，常用按钮的功能如表3-2所示。

图3-6 IEEE符号的图标按钮

表3-2 IEEE工具栏的常用按钮及其功能

按钮功能放置反相符号放置由右向左符号放置上延触发的时钟符号放置低态动作的输入符号放置模拟信号的输入符号放置无逻辑性连接符号放置延迟性输出符号放置开集极输出符号放置高阻态符号放置高输出电流符号放置脉冲符号放置延迟符号放置并行线符号放置并行二进制符号按钮功能放置低态动作的输出符号放置圆周率符号π 放置大于等于符号≥ 放置提升电阻的开集极输出符号放置开射极输出符号放置接地电阻的开射极输出符号放置数字信号输入符号放置反相器符号放置双向符号放置数据左移符号放置小于等于符号≤ 放置Σ符号放置施密特触发器符号放置数据右移符号 3.2.4 元件库编辑管理器

进入原理图元件库库编辑器后，点击编辑区下方SCH标签，选择SCH Library，如图3-7所示，或者执行菜单命令View\\Workspce Panels\\SCH\\SCH Library，调出SCH Library（原理图元件库编辑管理器）工作面板，如图3-8所示。

工作面板包含Components（元件）栏、Aliases（别名）栏、Pins（引脚）栏、Model（元件模式）栏，各栏含义如下：

图3-7 调出元件库编辑管理器）面板

1．Components（元件栏）

元件栏列出了当前元件库文件中的所有元件。【Place】：将元件放置到当前原理图中。点击该按钮后，系统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。

【Add】：在库中添加一个元件。点击该按钮后，出现如图3-9所示的对话框，输入指定的元件名称，点击【OK】按钮即

可将指定元件添加进元件组。

图3-8 元件库编辑管理器【Delete】：删除选定元件。

【Edit】：编辑选定元件。点击该按钮后系统将启动“Library Component Properties

（库元件属性）”对话框，如图3-10所示。

图3-9添加元件对话框图3-10 “元件属性”对话框 2．Aliases（别名）栏

主要用来设置所选中元件的别名。

3．Pins（引脚）栏

主要功能是将当前工作中元件引脚的名称及状态列于引脚列表中，引脚区域用于显示引脚信息。

【Add】：添加新引脚。【Delete】：删除引脚。【Edit】：编辑元件属性。单击该按钮弹出如图所示“元件引脚属性”对话框。 4．Model（模型）栏：模型栏列出了该元件的其它模型信息，包括元件的PCB封装、信号完整性或仿真模式等等。

3.3 创建分立元器件

在实际应用中，经常会遇到在Altium Designer 6提供的库中找不到的元件或库中的元件与实际元件有一定的差异，这时就需要自己创建元件库，根据不同的情形，创建新元件一般可用两种方法：一种是对原有元器件编辑修改；另一种是绘制新元件。下面结合实例分别介绍这两种创建新元件的方法。

3.3.1 对原有元器件编辑修改

在实际应用中，经常遇到这样的情形，所需要的元件符号与Altium Designer 6自带的元件库中的元件符号大同小异，这时就可以把元件先复制过来，然后稍加编辑修改即可创建出所需的新元件。用这样的方法可以大大提高了创建新元件的效率，起到事半功倍的效果，。

下面以如图3-11所示的稳压二极管为例来进行说明。

图3-11 稳压二极管图3-12 确认对话框 1．打开第二节所创建的My use.Schlib原理图元件库文件。

2. 执行菜单命令File\\Open，在选择文件打开对话框中找到“Miscellaneous 混杂的设备Devices.SchLib”文件所在目录（默认安装目录C:\\Program Files\\Altium Designer 6\\Library），

然后选择“Miscellaneous Devices.SchLib”文件，双击该文件名或单击对话框下面的【打开】

按钮，显示图3-12所示的“Ectract Sources or Install（释放或安装集成库）”对话框，确认要对集成库进行什么操作，点击【Extract Sources】释放集成库按钮，即可调出该库中的原理图库文件。注意在Altium Designer 6元件库中都为集成库，即集原理图元件库、元件封装库等为一体的库。

3．在“Project”面板上双击“Miscellaneous Devices.SchLib”文档图标，打开该文件。系统进入元件库编辑器状态。

4．单击工作面板下部的SCH标签，选择SCH Library即可进入到元件库编辑管理状态，如图3-13所示。

图3-13 元件库编辑管理器

5．在“Miscellaneous Devices.SchLib”中找到“Diode”，如上图3-13所示。

6．执行菜单命令Tools\\Copy Component ，显示“Destination Library（选择目标库文件）”对话框，此处应选择自己创建的库文件“My use.SchLib”，如图3-14所示。点击对话框下面的【OK】按钮，就将元器件“Diode”从库文件“Miscellaneous Devices.SchLib”复制到自己创建的库文件“My use.SchLib”中，如图3-15所示。

图3-14 选择目标库文件对话框

图3-15 复制到Myuse.Schlib库中的Diode

7．设置栅格。在编辑区单击右键，弹出快捷菜单中选择“Optios\\Document Options”，弹出如图3-16所示“Library Editor Workspace（元件库工作区设置）”对话框，设置Grids（栅格）区域中的Snap（捕获栅格，即光标能够在工作区移动的最小距离）为5，Visibe（可视栅格，即工作区中可看见的网格的距离）为5，单位默认为mil。

图3-16 设置栅格

8．修改标识图。首先选中如图3-17所示直线并缩短，缩短后效果如图3-18所示。然后执行菜单命令Place\\Line，利用画直线工具在直线上画斜线，画线过程中按空格键切换画线模式，双击直线可编辑直线颜色、粗细等属性，修改完成后的效果如图3-19所示。

图3-17 缩短直线图3-18 修改后效果

图3-19 修改完毕后效果

9．修改元件属性。在元器件库编辑管理器中选中Diode，然后单击Edit按钮，系统将弹出如图3-20所示“Library Component Properties（库元件属性）”设置对话框。如图3-20所示设置Designator（元件默认编号）：D？；Comment（注释）：D Zener；Description（描述）：D Zener。

图3-20 元件属性设置

10．重新命名元件。执行菜单命令Tools\\Rename Component，在弹出的“Raname Component（重新命名元件）”对话框中输入“：D Zener”。

11. 保存。执行菜单命令File\\Save，保存修改后的库文件。若要查看设计效果可在元器件库编辑管理器单击Place按钮将元件放置到原理图中查看效果。

3.3.2 绘制新元件

在实际应用中，若遇到所需要的元件在自带的库里找不到的情形，这时就需要自己绘制新元件。下面以如图3-21所示时基集成电路NE555为例详细介绍绘制新元件的操作方法。

图3-21 NE555

1．新建元件

打开“My use.Schlib”原理图元件库文件，执行菜单命令Tools\\New Component，弹出如图3-22所示“New Component（新元件命名）”对话框，输入“NE555”。这时在元器件库编辑管理器中可以看到多了NE555元件。如图3-23所示。

图3-22 新元件命名图3-23 创建的新元件NE555 2．绘制标识图。

对于集成电路，由于内部结构较复杂，不可能用详细的标识图表达清楚，因此一般是画

个矩形方框来代表。矩形执行菜单命令Place\\Rectangle或单击绘图工具栏上的

按钮，此时鼠标指针旁边会多出

一个大十字符号，将大十字指针中心移动到坐标轴原点处(X：0，Y：0)，单击鼠标左键，把它定为直角矩形的左上角，移动鼠标指针到矩形的右下角，再单击鼠标左键，即可完成矩形的绘制。这里绘制矩形大小为7格×8格。注意，所绘制的元件符号图形一定要位于靠近坐标原点的第四象限内，如图3-24所示.

图3-24 绘制标识图

3．放置引脚

元器件引脚必须真实地反映该元器件电气特性，它是该元器件的固有属性，是该元器件制成即已确定的，绝不可随意设置或更改。

执行菜单命令P1ace\\Pin或单击绘图工具栏上的按钮，来绘制元件的引脚。此时鼠标指针旁边会多出一个大十字符号及一条短线，这时按下键盘上的【Tab】键，就可弹出“Pin Properties（引脚属性）”设置对话框，如图3-25所示。

图3-25 “引脚属性”对话框

在“引脚属性”对话框中设计者可对放置的引脚进行设置。各操作框的含义如下：

（1）Display Name：引脚名，这里修改为“GND”。（2）Designator：引脚序号，这里修改为“1”。

（3）Electrical Type：设定该引脚的电气性质，下拉列表选项包括Input（输入）、IO（输入输出）、Output（输出）、OpenCollector（集电极开路输出）和Power（电源）等电气类型。本例选择“Power”，即1脚为电源。（4）Description：设置引脚的描述属性。

（5）Part Number：编辑框用来设置一个元件可以包含多个子元件。例如后面介绍的四运放集成电路LM324，其内部有四个运算放大器，这里设置所编辑的引脚是哪个运算放大器的引脚。

（6）Symbols：在该操作框中可以分别设置引脚的输入输出符号，Inside用来设置引脚在元件内部的表示符号；Inside Edge用来设置引脚在元件内部的边框上的表示符号；Outside用来设置引脚在元件外部的表示符号；Out side Edge用来设置引脚在元件外部的边框上的表示符号。这些符号是标准的IEEE符号。

（7） Location X和Y编辑框中为引脚X向位置和Y向位置。（8） Orientation是一个下拉列表选择框，为引脚方向选择，有0°、90°、180°和270°四种角度。

（9） Length编辑框用来设置引脚的长度，但引脚的最小长度不得小于单个栅格的尺寸。

（10）Color操作框为引脚设定颜色。

（11）Hidden复选框为是否隐藏该引脚，选中该复选框则隐藏引脚。

（12）Show Name复选框为是否显示引脚名。选中为显示，否则为不显示。（13）Show Number复远框为是否显示引脚号。选中为显示，否则为不显示。（14）Selection复选框用来确定是否选中该引脚。

设置好GND引脚后单击下面的【OK】按钮，移动鼠标将引脚放置到合适位置后，单击左键确定。注意引脚的外端一定要落到栅格线的交叉处，以保证以后外接连线定位准确。

接着以同样的方法步骤放置编辑其他引脚，绘制好的NE555如图3-26所示。

图3-26 绘制好的NE555

4．设置元器件的属性。在元器件库编辑管理器面板中选中该元器件，然后单击【Edit】按钮，在弹出如图3-27所示“Library Component Properties（库元件属性）”对话框中设置元件默认的流水号、注释以及其它相关描述。

（1）Designator(流水号)：元件默认流水号为U?。

（2）Comment（注释）：注释为“NE555”

（3）Description(描述)：元件的描述为“NE555”。

（4）Models for NE555：单击【Add】按钮，然后在如图3-28所示“Add New Model（添加新模型）”对话框中选择需要添加的类型，再单击【OK】按钮，系统将弹出各模型属性设置对话框，设计者可在相应的属性设置对话框中设置即可。

图3-27设置元件属性图3-28 添加模型

如果想在原理图设计时使用这些新创建的元件，只需将该库文件装载到激活的元件库中，就可以像取用其他元件库中的元件一样进行操作。

3.4 多单元元器件制作

本节以LM324为例介绍多单元元器件的制作。LM324是四运放集成电路，如图3-29所示，它采用14脚双列直插塑料封装。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立，称作四个单元（Part），四个单元之间的内在关系由软件来建立。

图3-29 LM324四运算放大器

3.4.1 制作第一个单元电路

1．打开之前创建的My use.SchLib库文件，执行菜单命令Tools\\New Component。在弹出元件命名对话框中，输入“LM324”。

2．绘制标示图。执行菜单Place\\Line命令，绘制如图3-30所示标识图。注意，在画直线过程中可以按下键盘【Space】键更改走线模式。

图3-30 第一单元标示图

3．放置引脚。执行菜单Place\\Pin命令，放置引脚1、2、3。注意在放置过程中使用Tab键，修改引脚属性，引脚2和3为输入，引脚3为输出。放置完毕后效果如图3-31所示。

图3-31 放置引脚

4．复制第一个单元内容。执行菜单Edit\\Select\\All命令，选择第一个单元的全部内容，然后执行菜单Edit\\Copy命令，将内容复制到粘贴板上。

3.4.2 制作第二个单元电路

1．新建单元电路。执行菜单命令Tools\\New Part。此时在SCH Library面板Components栏多出一个单元“PartB”，如图3-32所示。

图3-32 新建单元电路

2．执行菜单命令Edit\\Paste，放置到合适位置，将第一单元完全复制过来。将标识图中的1修改为2。

3．将引脚1、2、3依次修改为7、6、5，如图3-33所示。

图3-33 第二单元

3.4.3 制作其它单元电路

1．制作第三个单元电路

重复制作第二个单元电路的1、2步操作，并将将引脚1、2、3依次修改为8、9、10。 2．制作第四个单元电路

重复制作第二个单元电路的1、2步操作，并将将引脚1、2、3依次修改为14、13、12。

3.4.4 放置正、负电源引脚

执行菜单命令Place\\Pin，放置正电源（V+）引脚4，在引脚浮动时按下Tab键，弹出引脚属性设置对话框，在对话框中将它的“Part Number”属性改为0，如图3-34所示。用同样的方法放置负电源（V-）引脚7，结果如图3-35所示。在元器件管理器面板中单击PartA、PartB、PartC三个单元，可以看到4（V+）和11（V-）引脚都已经包含找其中了。

图3-34 正电源引脚4属性设置

图3-35 放置V+和V-引脚

小结

本章主要介绍了关于原理图元件的相关知识以及原理图元件库的制作过程，并且通过两个实例分别介绍了分立元件和多单元元件的制作方法和基本技巧。

习题

1．简述制作原理图元件库的基本过程。 2．创建原理图元件有几种方法？

3．如何调用已经制作的原理图元件库? 4．绘制如图所示继电器原理图元件库。

图3-36 继电器

5．绘制如图所示的多单元元件，元件命名为74LS00，其中图中对应的四个单元的样图。其中第7、14脚分别为接地和电源（+5V）。

图3-37

74LS00内部图形符号

第4章印制电路板设计

Altium Designer 6最强大的功能就体现在印制电路板的设计上，本章将依据PCB的设计流程，通过实例详细介绍了PCB板的规划、网络表的载入、元器件的布局、布线规则的设置、自动布线以及手工布线等操作，使读者完全掌握PCB设计中的常用操作和技巧。

【本章重点知识】电路板规划元器件布局设计规则自动布线手工布线

4.1 PCB设计基础

PCB（Printed Circuie Board），即印制电路板，是电子元器件安装固定和实现相互连接的基板，是电子产品组成的核心部分，本节主要讲述与印制电路板设计密切相关的一些基本知识。

4.1.1 印制板分类

印制电路板种类很多，根据布线层次可分为单面电路板（简称单面板）、双面电路板（简称双面板）和多层电路板，目前单面板和双面板的应用最为广泛。 1. 单面板

又称单层板（Single Layer PCB），只有一个面敷铜，另一面没有敷铜的电路板。元器件一般情况是放置在没有敷铜的一面，敷铜的一面用于布线和元件焊接。 2. 双面板

又称双层板（Double Layer PCB）是一种双面敷铜的电路板，两个敷铜层通常被称为顶层（Top Layer）和底层（Bottom Layer），两个敷铜面都可以布铜导线，顶层一般为放置元器件面，底层一般为元件焊接面。上下两层之间的连接是通金属化过孔（Via）来实现的。

3. 多面板又称多层板（Multi Layer PCB）就是包括多个工作层面的电路板，除了有顶层（Top Layer）和底层（Bottom Layer）之外还有中间层，顶层和底层与双层面板一样，中间层可以是导线层、信号层、电源层或接地层，层与层之间是相互绝缘的，层与层之间的连接需要通过孔来实现，它的结构如图4-1所示。

图4-1 多层板结构

另外印制电路板按基材的性质不同，又可分为刚性印制板和柔性印制板两大类。 1. 刚性印制板

具有一定的机械强度，用它装成的部件具有一定的抗弯能力，在使用时处于平展状态。如图4-2所示，一般电子设备中使用的都是刚性印制板PCB。

2. 柔性印制板

是以软层状塑料或其他软质绝缘材料为基材制成。它所制成的部件可以弯曲和伸缩，在使用时可根据安装要求将其弯曲，如图4-3所示。柔性印制板一般用于特殊场合，如：某些数字万用表的显示屏是可以旋转的，其内部往往采用柔性印制板。

图4-2 刚性印制板图4-3 柔性印制板

4.1.2 印制电路板结构组成

一块完整的印制电路板主要包括绝缘基板、铜箔、孔、阻焊层、文字印刷等部分。下面来具体介绍印制板的基本组成部分。

1. 层（Layer）

印制电路板上的“层”不是虚拟的，而是印制材料本身实际存在的层。PCB板包含许多类型的工作层，在计算机软件中是通过不同的颜色来区分的的。下面介绍几种常用的工作层面。

（1）信号层（Signal Layer）

信号层主要用于布铜导线。对于双面板来说就是顶层（Top Layer）和底层（Bottom Layer）。Altium Designer 6提供了32个信号层，包括顶层（Top Layer）、底层（Bottom Layer）和30个中间层（Mid Layer），顶层一般用于放置元件，底层一般用于焊锡元件，中间层主要用于放置信号走线。

（2）丝印层（Silkscreen）

丝印层主要用于绘制元件封装的轮廓线和元件封装文字，以便用户读板。Altium Designer 6提供了顶丝印层（Top Overlayer）和底丝印层（Bottom Overlayer），在丝印层上

做的所有标示和文字都是用绝缘材料印制到电路板上的，不具有导电性。

（3）机械层（Mechanical Layer）

机械层主要用于放置标注和说明等，例如尺寸标记、过孔信息、数据资料、装配说明等，Altium Designer 6提供了16个机械层Mechanicall1~Mechanicall16。

（4）阻焊层和锡膏防护层（Mask Layers）阻焊层主要用于放置阻焊剂，防止焊接时由于焊锡扩张引起短路，Altium Designer 6提供了顶阻焊层（Top Solder）和底阻焊层（Bottom Solder）两个阻焊层。

锡膏防护层主要用于安装表面粘贴元件（SMD），Altium Designer 6提供了顶防护层（Top Paste）和底防护层（Bottom Paste）两个锡膏防护层。 2. 焊盘

焊盘用于将元件管脚焊接固定在印制板上，完成电气连接。它可以单独放在一层或多层上，对于表面安装的元件来说，焊盘需要放置在顶层或底层单独放置一层，而对于针插式元件来说焊盘应是处于多层（Multi Layer）。通常焊盘的形状有以下三种，即圆形（ Round ）、矩形（ Rectangle ）和正八边形（ Octagonal ），如图4-4 所示。

图4-4 圆形、矩形和正八边形焊盘

3. 过孔（Via）

过孔用于连接不同板层之间的导线，其内侧壁一般都由金属连通。过孔的形状类似与圆形焊盘，分为多层过孔、盲孔和埋孔3中类型。

多层过孔：从顶层直接通到底层，允许连接所有的内部信号层。盲孔：从表层连到内层。

埋孔：从一个内层连接到另一个内层。 4. 导线（Track）

导线就是铜膜走线，用于连接各个焊盘，是印制电路板最重要的部分。

与导线有关的另外一种线，常常称之为“飞线”，即预拉线。飞线是导入网络表后，系统根据规则生成的，用来指引布线的一种连线。

导线和飞线有着本质的区别，飞线只是一种在形式上表示出各个焊盘间的连接关系，没有电气的连接意义。导线则是根据飞线指示的焊盘间的连接关系而布置的，是具有电气连接意义的连接线路。

4.1.3元件封装概述

在了解元件封装的概念之前，先来认识一下元件实物、元件符号和元件封装三个概念。 1. 元件实物、元件符号、元件封装

（1）元件实物

元件实物是指组装电路时所用的实实在在的元件，如图4-5所示的电阻、电容、二极管、三极管。

图4-5 常见电子元件

（2）.元件符号

元件符号是指在画电路原理图时用元件的表示图形，是在电路图中代表元件的一种符号，如图4-6所示的电阻、电容、二极管、三极管的符号。

图4-6 电阻、电容、二极管、三极管的符号

（3）元件封装

元件封装是指实际元件焊接到印刷电路板时的焊接位置与占用空间大小，包括了实际元件的外型尺寸，所占空间位置以及各管脚之间的间距等，如图4-7所示的电阻、电容、二极管、三极管的封装。

图4-7电阻、电容、二极管、三极管封装

2 元件封装的分类

元件封装是一个空间的概念，对于不同的元件可以有相同的封装，同样一种封装可以用于不同的元件。依据安装方式可以分为两大类，即针插式元件封装和表面粘贴式元件封装。

（1）针插式元件封装该类元件安装时把元件相应的针脚插入焊盘孔中，元件安装在顶面，而焊接在底面。它们的封装焊盘都是处于多层的（Multi-layer），是穿越顶层和底层之间的。设计时焊盘板层的属性要设置成 Multi -Layer ，如图 4-8 和图 4-9所示。

图4-8 针插式元件及封装图4-9插孔式元件封装焊盘属性设置

（2）表面粘着式封装

表面封装元件（Surface-Mounting Device）简称SMD，又称贴片式元件。贴片式元件焊盘没有孔，直接安装在顶面或者底面。封装的焊盘是处于顶层或者底层，如图4-10和图 4-11所示。

图4-10表面粘着武组件的封装图图4-11表面粘着式封装焊盘属性

4.2 PCB设计流程以及基本原则

4.2.1 PCB设计流程

在使用Altium Designer 6设计PCB时，一般可以分为如图4-12所示几个步骤。

图4-12 PCB设计流程

1. 设计电原理图

该步的主要工作是使用原理图编辑器绘制电路原理图，并编译生成网络表。 2. 创建PCB文档

通过创建PCB文档，调出PCB编辑器，在PCB编辑环境完成设计工作。 3. 规划电路板

绘制印制电路板图之前，设计者还应首先对电路板进行规划，包括：定义电路板的尺寸大小及形状、设定电路板的板层以及设置参数等，这是一项极其重要的工作，是电路板设计的一个基本框架。

4. 装入元件封装库及网络表要把元器件放置到印制电路板上，需要先装载所用元器件的封装库，否则在将原理图信息导入到PCB时调不出元件封装，导致出现错误。

5. 元件布局

布局，就是将元件摆放在印制板中的合适位置。这里的“适当位置”包含两个意思，一是元件所放置的位置能使整个电路板符合电气信号流向设计及抗干扰等要求，而且看上去整齐美观；二是元件所放置的位置有利于布线。

6. 设置布线规则对于有特殊要求的元件、网络标号，一般在布线前需要设置布线规则，比如安全间距、导线宽度、布线层等。

7. 布线布线，就是布铜导线，实现各个焊盘之间的电气连接。该操作既可以自动布线也可以手工布线，Altium Designer 6自动布线功能十分强大，如果元件布局合理、布线规则设置得当，自动布线的成功率接近100%；若自动布线无法完全解决或产生布线冲突时，可进行手工布线加以调整。

8. 生成报表以及打印输出

完成电路板的布线后，保存PCB图，然后利用各种图形输出设备，输出PCB图。

按照上述流程设计出PCB图后，即可将该文档交给印制电路板生产单位进行制作。

4.2.2 PCB设计的基本原则

PCB设计的好坏对电路板抗干扰能力影响很大，因此，在进行PCB设计时，必须遵循PCB设计的一般原则，并应符合抗干扰设计的要求。为了设计出性能优良的PCB，应遵循下面讲述的一般原则。

1. 布局原则

首先，要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时，印制线条长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加；过小，则散热不好，且邻近线条易受干扰。在确定PCB尺寸后，再确定特殊元件的位置。最后，根据电路的功能单元，对电路的全部元器件进行布局。

在确定特殊元件的位置时要遵守以下原则：

（1）尽可能缩短高频元器件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互挨得太近，输入和输出元件应尽量远离。

（2）某些元器件或导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引出意外短路。带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。

（3）重量超过15g的元器件、应当用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、发热量多的元器件，不宜装在印制板上，而应装在整机的机箱底板上，且应考虑散热问题。热敏元件应远离发热元件。

（4）对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求。若是机内调节，应放在印制板上方便于调节的地方；若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。

（5）应留出印制扳定位孔及固定支架所占用的位置。

根据电路的功能单元．对电路的全部元器件进行布局时，要符合以下原则：

（1）按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的方向。

（2）以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局。元器件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上．尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。

（3）在高频下工作的电路，要考虑元器件之间的分布参数。一般电路应尽可能使元器件平行排列。这样，不但美观．而且装焊容易．易于批量生产。

（4）位于电路板边缘的元器件，离电路板边缘一般不小于2mm。电路板的最佳形状为

矩形。电路板面尺寸大于200×150mm时，应考虑电路板所能承受的机械强度。

2. 布线原则

在 PCB 设计中，布线是设计PCB的重要步骤，布线有单面布线、双面布线和多层布线。为了避免输入端与输出端的边线相邻平行而产生反射干扰和两相邻布线层互相平行产生寄生耦合等干扰而影响线路的稳定性，甚至在干扰严重时造成电路板根本无法工作，在 PCB 布线工艺设计中一般考虑以下方面：

（1）连线精简原则

连线要精简，尽可能短，尽量少拐弯，力求线条简单明了。

（2）安全载流原则

铜线宽度应以自己所能承载的电流为基础进行设计，铜线的载流能力取决于线宽和线厚（铜箔厚度）。当铜箔厚度为0.05mm、宽度为1~15mm时，通过2A的电流，温度不会高于3℃，因此导线宽度为1.5mm可满足要求。对于集成电路，尤其是数字电路，通常选0.02-0.3mm导线宽度。当然，只要允许，还是尽可能用宽线，尤其是电源线和地线。

（3） PCB抗干扰原则印制电路板的抗干扰设计与具体电路有着密切的关系，涉及的知识比较多。下面仅就一些抗干扰设计说明如下：

电源线设计原则：根据印制线路板电流的大小，要尽量加租电源线宽度，减少环路电阻。同时、使电源线、地线的走向和数据传递的方向一致，这样有助于增强抗噪声能力。

地线设计的原则：数字地与模拟地分开；接地线应尽量加粗，若接地线用很细的线条，则接地电位随电流的变化而变化，使抗噪性能降低，如有可能，接地线线宽应在2~3mm以上。

另外铜膜导线的拐弯处应为圆角或斜角（因为高频时直角或尖角的拐角处会影响电气性能），双面板两面的导线应互相垂斜交或者弯曲走线，尽量避免平行走线，减少寄生耦合等。 3. 焊盘

焊盘中心孔要比器件引线直径稍大一些。焊盘太大易形成虚焊。焊盘外径D一般不小于(d+1.2)mm，其中d为引线孔径。对高密度的数字电路，焊盘最小直径可取(d+1.0)mm。

以上是一些设计PCB的基本原则，当然这很大程度上还与设计者的经验有关。

4.3 创建和规划PCB

进行PCB设计之前，首先应规划电路板的外观尺寸和工作层。

4.3.1电路板规划

规划PCB有两种方法：一是利用Altium Designer 6提供的向导工具生成，二是手动设计规划电路板。

1. 利用向导生成

Altium Designer 6提供了PCB板文件向导生成工具，通过这个图形化的向导工具，可以使复杂的电路板设置工作变得简单。下面具体介绍其操作步骤。

（1）启动Altium Designer 6，点击工作区底部的【File】按钮，弹出如图4-13所示的“Files”工作面板。点击【Files】工作面板中“New from template”选项下的“PCB Board Wizard”选项，启动“Altium Designer New Board Wizard（PCB板设计向导）”，如图4-14所示。

图4-13 Files面板图4-14 启动PCB向导

（2）单击【Next】按钮进行下一步，将会弹出如图4-15所示“Choose Board Units（选择度量单位）”对话框，默认的度量单位为Imperial（英制），也可以选择Metric（公制），二者的换算关系为：1inch=25.4mm。本例选择Metric。

（3）单击【Next】按钮，将会弹出如图4-20所示“Choose Board Profiles（选择PCB板类型）”对话框。在对话框中给出了多种工业标准板的轮廓或尺寸，根据设计的需要选择。本例选择“Custom（自定义电路板的轮廓和尺寸）”。。

图4-15 度量单位对话框图4-16 电路板轮廓选择对话框

（4）单击【Next】按钮，将会弹出如图4-17所示“Choose Board Details（选择板参数）”设置对话框。Outline Shape确定PCB的形状，有矩形(Rectangular)、圆形(Circular)和自定义形三种。Board Size定义PCB的尺寸，在Width和Height栏中键入尺寸即可。本例定义PCB尺寸为50mm×30mm的矩形电路板。

图4-17自定义电路板选项图4-18 电路板层数设置对话框（5）单击【Next】按钮，将会弹出“Choose Board Layers（选择层数）”设置对话框，

如图4-18所示。设置信号层(Signal Layers)数和电源层(Power Planes)数。本例设置了两个信号层，不需要电源层。

（6）单击【Next】按钮，将会弹出如图4-19所示“Choose Via Style（选择过孔类型）”对话框。有两种类型选择，即穿透式导孔(Thruhole Vias)、盲导孔和隐藏导孔(Blind and Buried Vias)。如果是双面板则选择穿透式导孔。本例选择Thruhole Vias。

（7）单击【Next】按钮，将会弹出如图4-20所示“Choose Component and Routing Technologies（PCB板元件类型及布线策略）”设置对话框。该对话框包括两项设置：

电路板中使用的元件是表面安装元件(Surface-mount components)还是穿孔式安装元件(Through-Hole components)。

如果PCB中使用表面安装元件，则要选择元件是否放置在电路板的两面，如图4-20所示。如果PCB中使用的是穿孔式安装元件，如图4-21所示，则要设置相邻焊盘之间的导线数。本例中选择“Through-hole components”选项，相邻焊盘之间的导线数设为“Two Track”。

图4-19 导孔类型选择对话框图4-20 设置元件和布线技术对话框（8）单击【Next】按钮，将会弹出如图4-22所示“Choose Default Track and Via sizes（默认导线和过孔尺寸）”设置对话框。主要设置导线的最小宽度、导孔的尺寸和导线之间的安全距离等参数。鼠标左键单击要修改的参数位置即可进行修改。

图4-21 设置元件和布线技术对话框图4-22 导线、过孔尺寸设置对话框

（9）单击【Next】按钮，将会弹出PCB向导完成对话框。

（10）单击【Finish】按钮，将会启动PCB编辑器，新建的PCB板文件被默认命名为PCB1.PcbDoc，PCB编辑区会出现设计好的50mm×30mm的PCB。如图4-23所示。

100

图4-23 向导生成的PCB板

至此，完成了创建PCB新文档的工作。 2. 手动规划电路板

虽然利用向导可以生成一些标准规格的电路板，当更多的时候，需要自己规划电路板。在实际设计的PCB板都有严格的尺寸要求，这就需要认真的规划，准确的定义电路板的物理尺寸和电气边界。

手动规划电路板的一般步骤如下：（1）创建空白的PCB文档

执行菜单Files\\New\\PCB，如图4-24所示，启动PCB编辑器。新建的PCB板文件默认名称为PCB1.Pcbdoc，此时在PCB编辑区会出现空白的PCB图纸，如图4-25所示。

图4-24 创建新的PCB板文件图4-25 新建的空白PCB板文件（2）设置PCB物理边界

PCB板物理边界就是PCB板的外形。执行菜单Design\\Board Shape，子菜单中包含以下几个选项：

Redefine Board Shape：重新定义PCB板外形。 Move Board Vertices：移动PCB板外形顶点。

Move Board Shape：移动PCB板外形。

Define from Selected objects：从选中物体定义PCB板外形。 Auto-Position Sheet：自动定位图纸。

下面为新建的PCB板绘制物理边界。将当前的工作层切换到Mechanical1（第一机械层），执行菜单命令Design\\Board Shape\\ Redefine Board Shape，光标呈十字形状，系统进入编辑PCB板外形状态，如图4-26所示，绘制一个封闭的矩形。设置了物理边界后如图4-27所示。

101

图4-26 编辑PCB板外形图4-27 设置的PCB板物理边界

如果要调整PCB板的物理边界。可以执行Move Board Vertices命令，将鼠标移到板子边缘需要修改的地方拖动。

（3）设置PCB板电气边界

PCB板的电气边界用于设置元件以及布线的放置区域范围，它必须在Keep-Out-Layer（禁止布线层）绘制。

规划电气边界的方法与规划物理边界的方法完全相同，只不过是要在Keep-Out-Layer（禁止布线层）上操作。方法是：首先将PCB编辑区的当前工作层切换为Keep-Out-Layer，然后执行Place\\Keep Out\\Track命令绘制一个封闭图形即可，如下图4-28所示

图4-28 设置PCB板电气边界图4-29 板层堆栈管理器

4.3.2 PCB工作层管理

1. 设置板层结构

执行菜单命令Design\\Layer Stack Manager，弹出如图4-29所示“Layer Stack Manager（板层堆栈管理器）”对话框。在板层堆栈管理器中可以选择PCB板的工作层面，设置板层的结构和叠放方式，默认为双面板设计，即给出了两层布线层即顶层和底层。板层管理器的设置及功能如下：

【Add Layer】：用于向当前设计的 PCB 板中增加一层中间层。【Add Plane】：用于向当前设计的 PCB 板中增加一层内层。新增加的层面将添加在当前层面的下面。

【Move Up】和【Move Down】：将当前指定的层进行上移和下移操作。

【Delete】：删除所选定的当前层。【Properties】：显示当前选中层的属性。【Configure Drill Pairs】：用于设计多层板中，添加钻孔的层面对，主要用于盲过孔的设计中。

点击【OK】按钮关闭板层管理器。 2 定义层和设置层的颜色

102

PCB编辑器是一个多层环境，设计人员所做的大多数编辑工作都将在一个特殊层上，使用Board Layers＆Colors对话框可以显示以及设置层的颜色。

执行主菜单命令 Design\\Board Layers＆Colors，弹出如图4-30所示“Board Layers＆Colors（板层和颜色）”设置对话框。

图4-30 Board Layers＆Colors对话框

对话框中共有7个选项区域，分别对Signal Layers（信号层）、Internal Planes(内层)、 Mechanical Layers（机械层）、Mask Layers（阻焊层）、Silk一Screen Layers（丝印层）、Other Layers（其它层）和System Colors（系统颜色）用于颜色设置。每项设置中都有Show复选项，决定是否显示。点击对应颜色图示，将弹出“Choose Color（颜色选择）”对话框，可在其中进行颜色设定。

4.3.3. 印制电路板选项设置

执行菜单命令Design\\Broad Options，或在PCB编辑窗口单击鼠标右键，在弹出快捷菜单中选择Options \\Broad Options，将会弹出如图4-31所示 Broad Options对话框。

Board Options设置对话框中共有6个选项区域。

图4-31 “Broad Options”对话框

1. Measurement Units：度量单位。单击下拉选项，可选择Imperial(英制)或Metric(公制) 2. Snap Grid ：捕获栅格，指光标每次移动的距离，是不可见的，设计者可以分别设置X、Y向的捕获栅格间距。

3. Visible Grid ：可视栅格，指工作区上看到的网格（由几何点或线构成），其作用类似于坐标线，可帮助用户掌握图件间的距离。选项区域中的Marks选项用于选择图纸上所显

103

示栅格的类型，包括Lines（线状）和Dots（点状）。Grid1和Grid2分别用于设置可见栅格1和可见栅格2的值。

4.Component Grid：元件栅格。用来设置元件移动的间距，一般选择默认20mil。

5.Electrical Grid ：电气栅格。用于对给定范围内的电气点进行搜索和定位，选中“Electrical Grid”复选框表示具有自动捕捉焊盘的功能。“Range”(范围)用于设置捕捉半径。在布置导线时，系统会以当前光标为中心，以Range设置值为半径捕捉焊盘，一旦捕捉到焊盘，光标会自动移到该焊盘上。

6.Sheet Position：图纸位置。用于设置PCB板左下角X坐标和Y坐标的值；Width设置图纸的宽度， Heigh设置图纸的高度。选中“Display Sheet”复选框，则显示图纸，否则只显示PCB部分；选中“Lock Sheet Primitive”，则可以链接具有模板元素(如标题块)的机械层到该图纸。

4.4 元件封装库的操作

创建和规划好PCB文件后，接着下一步就是对封装库进行操作。本节将分别进行介绍。

4.4.1 加载元器件封装库

PCB元件库的装入和原理图元件库的装入方法相同，具体方法如下： 1. 调出元件封装管理器。点击编辑区右边【Libraries】标签或者点击编辑区下方【System】标签选择“Libraries”，即可调出如图4-32所示的元件封装管理器。 2. 点击Libraries工作面板上的上方的【Libraries】按钮，弹出如图4-33所示的“Availalble Library（可用的库）”对话框。点击该对话框上方【Installed】标签，显示出当前已经加载的元件库。

其中Type 一项的属性为Integrated，表示是 Altium Designer 6的整合集成库，后缀名为.IntLib，选中组件库，点击【Move Up】或【Move down】按钮可上移或下移；点击击【Remove】按钮，可以将该集成库移出当前的项目。

图4-32 元件封装管理器图4-33 添加删除元件库对话框

3 点击对话框下方【Installed】按钮，将弹出如图4-34所示的选择元件库对话框。该对话框列出了Altium Designer 6安装目录下的Library中的所有元件库。

Altium Designer 6中的元器件库是以公司名为分类的，对于常用的一些元件，如电阻、电容等元器件，Altium Designer 6提供了常用元件库：Miscellaneous Devices.IntLib（杂样元件库）。对于常用的接插件和连接器件，Altium Designer 6提供了常用接插件库： Miscellaneous Connectors.IntLib 。

104

图4-34选择元件库对话框

4 添加完所有需要的元件封装库后点击【Close】按钮完成该操作，程序即可将所选中的元件库载入。

4.4.2 浏览元件库

当装入元件库后，可以对装入的元件库进行浏览，选择自己需要的元件。浏览元件库的具体操作方法如下：

执行菜单Design\\Browse Components或者单击工作区右边的【Libraries】标签，系统弹出如图4-35所示“Libraries”工作面板。点击【„】按钮，可以选择Components（元件）、Footprints（封装）和3D Model（3D模型）三种浏览方式，如图4-36所示。

图4-35 Libraries工作面板图4-36选择元件浏览方式

4.4.3 搜索元件封装

搜索元件封装时，经常会遇到两种情形，一种情形是已经知道该元件封装在哪个库中，那么可以按照前面讲述的元件库加载方法直接加载该元件库，并选为当前库，然后在“Libraries”工作面板搜索关键字栏中直接输入该封装相关信息。例如现在要在当前库中查找“DIP-8”这个封装，具体步骤如下：

1．调出元件封装管理器，点击【„】按钮，选中Footprints（封装）浏览方式。 2．在搜索关键字栏中输入“DIP-8”，“*”表示匹配任何字符，当不知道元件封装的完整名称时，最好加上。如下图4-37所示

105

图4-37 在当前库中搜索元件封装图4-38 对指定路径搜索元件封装

另一种情形是不知道该封装在那个库中，这也是在设计PCB时经常会遇到的情形。这时可以在元件封装管理器上方点击【search】按钮，弹出如上图4-38所示“搜索元器件库”对话框，对话框各部分含义如下：

（1）空白区：输入该元件封装的相关信息。（2） Option选项：“Search in”选择搜索“Componets（元件）、Footprints（封装）、3DModels模型”等。“Search type”选择搜索类型。（3） Scop选项：用来设置查找的范围。“Available Libraries”，对已经添加到设计项目的库进行组件的搜索； “Libraries on path”，指定对一个特定的目录下的所有组件库进行搜索。

（4） Path 选项：设定查找对象的路径。该选项只有在选中“Libraries on path”时有效。“Path”编辑框设置查找的目录，选中“Include Subdirectories”则包含指定目录中子目录也进行搜索。如果单击右侧的按钮，则系统会弹出浏览文件夹，可以设置搜索路径。“File Mask”可以设定查找对象的文件匹配域，“*”表示匹配任何字符串。

设置完成后，点击【Search】按钮即可开始查找。查找到后即可按照下述方法将该元件封装放置到PCB图中。

4.4.4 放置元件封装

放置元件封装有如下两种方法：

第一种方法：在元件封装管理器中选中某个组件，点击上方【Place】按钮，即可在 PCB 设计图纸上放置该组件。

第二种方法：执行菜单Place\\Component，或者单击Wiring工具栏按钮，弹出如图4-39所示的 “Place Component”（元件放置）对话框，具体含义如下：

1. Placement Type （放置类型）：Footprint（封装）和Component（元件）两种类型。 2. Component Details（器件详细信息）：

（1）Footprint 文本框：为组件的封装形式。（2）Designator 文本框：为组件名。

（3）Comment 文本框：为对该组件的注释，可以输人组件的数值大小等信息。

106

图4-39 组件放置设置对话框

输入相关信息后，点击【OK】按钮，鼠标变成十字形状，在 PCB 图纸中移动鼠标到合适位置，单击左键，完成组件放置。

4.4.5修改封装属性

在元件封装放置状态下，按键盘【Tab】键，或者放定好后双击该元件，即可打开如图4-40所示属性对话框。对话框具体含义如下：

1. Component Properties选项区域的设置及功能如下：

（1）Layer：设置放置层。

（2）Rotation：设置放置角度。

（3）X－Location；Y－Location：设置放置的位置。

（4）Type：设置放置的形式，可以为标准形式或者图形方式。

（5）Lock Prints复选项：该选项即选择将组件做为整体使用，即不允许将组件和管脚拆开使用。

（6）Locked 复选项：选中此项即将组件放置在固定位置。 2. Designator 选项区域的设置及功能如下：（1）Text：设置组件的序号。

（2）Height：设置组件文字的高度。（3）Width：设置组件文字笔画的宽度。

（4）Layer：设置组件文字的所在层，应在丝印层。

（5）Rotation：设置组件文字放置的角度。

（6）X一Location；Y一Location文本框：设置组件文字的位置。（7）Font 下拉列表框：设置组件文字的字体。

（8）Hide 复选项：设置是否隐藏组件的文字。

（9）Autoposition 下拉列表框：设置组件文字的布局方式。（10）Mirror 复选项：设置组件封装是否反转。

（11）Comment 选项区域的设置用于对组件注释文字的设置。

（12）Source Reference Links 选项区域中的设置用于所有档库的相关设置。

107

图4-40组件属性对话框

4.5 手工布线设计单面印制电路板

尽管Altium Designer 6集成环境整合了制作印制电路板的全套工具，但对于简单的电路，用户仍然可以采用纯手工的方法制作简单的印制电路板，即不用画电路原理图，再同步到印制电路板，而是直接在PCB编辑器中方式库调入元器件，手工布局，手工布线。但对于初学者来说，这种设计方法容易出错，而且效率不高。对于这部分内容，本书不做详述，本书的例子都是先从原理图开始做起的。

本节将以多谐振荡器电路为例详细介绍手工设计单面PCB板的基本方法。

4.5.1设计前的准备工作

手工布线制作印制电路板的基本步骤如下： 1. 在原理图编辑器中绘制原理图。 2. 编译设计项目，检查原理图。

3. 新建PCB文件以及规划电路板外观大小。 4. 加载元器件封装库和导入网络表 5. 布局元器件

6. 手工布线

下面以多谐振荡器电路为例，具体操作步骤如下：

1．首先在硬盘上创建一文件夹，命名为“手工设计单面板”，将后续操作的各种文件都保存在该文件夹下。 2．新建项目和原理图。执行菜单File\\New\\Project\\PCB Project，将项目命名并保存为“多谐振荡器”。执行菜单File\\New\\Schematic，将原理图命名为“多谐振荡器电路原理图”。

3．绘制原理图。按照第二章所学的知识，绘制正确的原理图，如图4-41所示。

108

图4-41 多谐振荡器电路原理图

4．创建PCB文件。按照第三节所学操作，利用PCB向导创建外观大小50mm×30mm的矩形单面印制电路板，命名为“多谐振荡器电路原理图”，创建完成后如图4-42所示。

图4-42 创建的PCB文档

4.5.2 载入网络表

正确装载元件封装库后即可导入网络表，将原理图的信息导入到印制电路板设计系统中。操作步骤如下：

1. 使用从原理图到PCB板自动更新功能，执行菜单Design\\Import Changes From 多谐振荡器.Prjpcb，如图4-43所示，这时将弹出“Engineering Chang Order（工程改变顺序）”对话框，如图4-44所示。

109

图4-43 在PCB编辑环境下更新PCB板

2. 点击对话框中【Validate Changes】按钮，系统将检查所有的更改是否都有效。如果有效，将在右边Check栏对应位置打勾；如果有错误，Check栏将显示红色错误标识。一般的错误都是由于元件封装定义错误或者设计PCB板时没有添加对应元件封装库造成的。

3. 点击击【Execute Changes】按钮，系统将执行所有的更改操作，执行结果如图4-45所示。如果ECO存在错误，则装载不能成功。

图4-44 “工程改变顺序”对话框图4-45 显示所有修改过的结果 4. 单击【Close】按钮，元器件和网络将添加到PCB编辑器中，如图4-46所示。

图4-46 元器件和网络添加到PCB编辑器

4.5.3 元件布局

导入网络表后，所有元件已经更新到PCB板上，但是元件布局不够合理。合理的布局是PCB板布线的关键，如果PCB板元件布局不合理，将可能使电路板导线变的非常复杂，甚至无法完成布线操作。Altium Designer 6提供了两种元件布局方法，一种是手工布局，一种是自动布局，后者将在后面介绍。

手工布局的操作方法是：用鼠标左键单击需要调整位置的对象，按住鼠标左键不放，将该对象拖到合适的位置，然后释放即可。如果需要旋转或者改变对象方向，可按空格键、X键和Y键。布局的原则按照本章第二节规则进行。布局后的效果如图4-47所示。

110

图4-47 手工布局效果

4.5.4 添加网络连接

当在PCB中装载了元件和网络后，一般还有些网络需要设计者自行添加，比如PCB板与外部电源、输入输出信号等的连接。在本例中电路板需要外部连接电源+6V和GND以及输出信号OUT1和OUT2，操作步骤如下：

1 执行菜单命令Place\\Pad，或单击放置工具栏中按钮，光标就变为十字状，并粘着一个浮动的焊盘，这时按下键盘【Tab】键，系统弹出如图4-48所示“焊盘属性”设置对话框。

图4-48 “焊盘属性”设置对话框

2 在“焊盘属性”设置对话框中，“Size and Shap”设置焊盘形状为矩形，大小为4mm×2mm。“Properties”设置Designator（编号）为1，“Layer”（焊盘所处层）为Bottom Layer，

111

“Net”（网络）设置为+6V，如上图4-48所示。设置好后单击下面的【OK】按钮，移动鼠标将焊盘放置到PCB的合适位置。

3 接着按照上述方法依次再放入三个焊盘，网络分别定义为OUT1、OUT2和GND。放置好的效果如图4-49所示。

图4-49 放置了焊盘的PCB板

4.5.5 手工布线

布线就是放置导线将板上的元器件连接起来，实现所有网络的电气连接。本例中由于是单面PCB板设计，故只在底层布线。具体的操作步骤如下： 1．切换当前层为底层（Bottom Layer）。点击工作区底部的“Bottom Layer”标签。如图4-50所示。

图4-50 切换当前层为Bottom Layer

2．调出PCB工作面板，执行菜单View\\Workspace panels\\PCB\\PCB，调出如图4-51所示左边工作面板。

3．选择网络。在PCB工作面板网络选择区点击+6V网络，这时连接+6V网络的所有焊盘都突出显示，如图4-51所示的工作区。

112

图4-51 PCB工作面板和+6V网络

4．执行菜单命令Place\\Interactive Routing 后，光标将变成十字形状，表示处于导线放置模式。

5．放置导线的起点。将光标放在R1的2号焊盘上，单击鼠标左键或按键盘【ENTER】键确定导线的起点。 6．移动光标到R3的2号焊盘，按键盘【SPACE】键可以切换要放置的导线的Horizontal(水平)、Vertical（垂直）或45°放置模式。注意：如果设计PCB双面板，此时可按“*”键，使布线在顶层和底层之间切换，同时自动放置一个过孔。

7．按下键盘【Tab】键可弹出导线属性对话框，修改线宽，如图4-52所示。

113

图4-52 导线属性对话框

8．将光标放在R3的2号焊盘上，单击鼠标左键或按键盘【ENTER】键，此时第一段导线变为蓝色，表示它已经放在底层了，如图4-53所示。

图4-53 放置导线

9．依次再连接R4的2号焊盘、R2的2号焊盘以及外接电源的+6V焊盘。连接好后效果如图4-54所示。

图4-54 +6V网络

10．完成了第一个网络的布线后，紧接着再按照上述方法完成GND、NetC1_2、NetC2_2 、OUT1以及OUT2网络。完成后如图4-55所示。

图4-55 完成手动布线的PCB板

114

4.6 自动设计PCB双面板

前一节主要讲述了利用手工布线的方法完成单面PCB板的设计。但是对于复杂的电路而言手工布线通常效率不高而且难度较大。而Altium Designer 6的强大功能之处就在于其有强大的自动布局和布线功能，熟练掌握这些方法和技巧，在实际应用中可以起到事半功倍的功效。双面板是印制电路板设计中最为常用的一种，在双面板设计过程中，用户可以根据实际需要将元件放置在顶层或者底层，同样在布线过程中可以将导线放置在任何一信号层。在这一节中，将以多路抢答器电路为例详细介绍如何利用自动布线功能设计一块PCB双面板。

4.6.1 设计前准备工作

1. 设计流程

在设计前，首先了解一下自动设计印制电路板的基本流程：（1）在原理图编辑器中绘制正确的原理图。

（2）工程设置，编译工程。（3）生成网络表文件。

（4）创建PCB文件，规划电路板大小以及设置选项。（5）将原理图内容导入到PCB中。（6）画禁止布线区。

（7）自动布局元器件以及手工调整。（8）设置布线规则。（9）自动布线。（10）保存完成。

2. 案例准备

（1）打开前面绘制过的“多路抢答器电路.Prjpcb”项目文件，打开“多路抢答器电路原理图.Schdoc”文件如图4-56所示。

图4-56 多路抢答器电路

（2）在此项目下新建PCB文件。单击菜单Files\\New\\PCB，创建空白PCB文件，命名为“多路抢答器电路PCB.Pcbdoc”。如图4-57所示。

115

图4-57 新建PCB文件

（3）单位切换。执行菜单View\\Toggle Units将单位切换到公制（mm）。

4.6.2 画禁止布线区

禁止布线区即前面介绍过的电气边界，就是在禁止布线层画一个封闭区域，所有的元件和导线必须被包含在这个区域。

1．设置栅格。在编辑区单击右键，选择Options\\Board Options，将可视栅格Grid2设置为10mm。

2．切换工作层。将当前工作层切换到禁止布线层（Keep-Out Layer）。 3．画禁止布线区。执行菜单Place\\Keepout\\Track，画一个70mm×50mm矩形封闭区域。在画线过程中，如果需要可以使用Shift+Space键切换拐角方式。画完如图4-58所示。

图4-58 画禁止布线区

4.6.3 载入网络和元件封装

载入网络和元器件的目的就是可将原理图信息同步到PCB中，可以在PCB编辑环境中直接从原理图中提取设计信息，这一使用方法请参阅单面板设计实例。还有一种向PCB传

116

递设计信息的方法，就是在原理图编辑环境中直接向PCB传递设计信息，具体操作步骤如下：

1．在原理图编辑环境下，执行菜单Design\\Update PCB Document 多路抢答器PCB.PcbDoc，如图4-59所示。

图4-59 载入网络

2 在弹出的“Engineering Change Order”对话框中，依次单击【Validate】、【Execute Changes】按钮。导入完成后的效果如图4-60所示。

图4-60 导入网络完成后效果

4.6.4 设计规则（Design Rule）

在PCB的自动布局、布线设计过程中执行的任何一个操作，包括放置导线、移动元器件和自动布线等，都是在系统设计规则允许的情况下进行的，因此设计规则的合理性将直接影响布线的质量和成功率。

Altium Designer 6中分为10个类别的设计规则，覆盖了电气、布线、制造、放置、信号完整性等各个方面，其中大部分都可以采用系统默认的设置，设计者结合自己实际需要设置的规则并不多。

执行菜单Design\\Rules，打开如图4-61所示的“PCB Rules and constraints Editor （PCB规则和约束编辑）”对话框。 “PCB规则和约束编辑”对话框采用的是Windows资源管理器的树状管理模式，左边是规则种类，点击左边的“+”，展开规则。在每类规则上单击右键都会出现如图4-51所示的子菜单，用于“New Rule„”(建立规则)、“Delete Rule„”(删除规则)、“Import Rules„”(导入规则)、“Export Rules„”(导出规则)和“Report„”(报表)等操作。右边区域显示设计规则的设置或编辑内容。

117

图4-61 “PCB规则和约束”对话框

下面选取几种常用的设计规则进行介绍。

1. 布局规则设置

“PCB规则和约束”对话框对话框左侧单击Placement，打开如图4-62所示自动布局规则设置对话框。这个规则设定对话框中包含以下几项：Room Definition（房间定义）规则设置、Component Clearance（元件间距）规则设置、Component Orientations（元件排列方向）规则设置、Permitted Layers（布局层面）规则设置、Nets To Lgnore（网格忽略）规则设置、Height（高度）规则设置。下面选取几种常用的规则进行介绍。

（1）Room Definition（房间定义）规则设定该规则用来定义一个房间，也就是电路板上的一个矩形区域，一组元件可以放在这个房间内，也可以放在这个房间外。单击Room Definition，弹出如图4-63所示的对话框。

118

图4-62 布局规则设置

图4-63 房间定义规则

在这个对话框中包括以下几项： Room Locked：定义房间是否锁定。

Define：单击这个按钮可以在电路板上用鼠标拖出一个虚框来定义房间。 x1、y1、x2、y2：定义房间的对角坐标值。 Top Layer/Bottom Layer：选择定义房间的层面。

Keep objects Inside/Keep Objects Outside:：定义元件是放在房间内还是房间外。这一项规则用户如没有特殊要求则一般不用设定，采用系统默认。（2）Component Clearance（元件间距）规则设置

119

该规则用来设定元件排列之间的最小间距的检测模式，点击Component Clearance选项，打开间距规则检测模式设定对话框，如图4-64所示。

图4-64 元件间距规则设置图4-65 元件排列方向设置（3）Component Orientation（元件排列方向）规则设置

该规则用来设定元件的排列方向，点击Component Orientation选项，打开如图4-65所示对话框。用户可以根据需要选择各个方向的元件排列，可以复选其选项。

（4）Permitted Layers（布局层面）规则设置这个规则用来设置元件放置的层面，点击Permitted Layers，弹出如图4-66所示对话框。设定规则适用范围为整个电路板，元件允许放置在顶层或底层。

（5）Height（高度）规则设置该规则用来设置元件的高度值。点击Height，打开如图4-67所示对话框，在这个对话框中，用户需要设定三个参数值。

Minimum：高度的最小值。

Perferred：高度的典型值。 Maximum：高度的最大值。该规则用户一般采用系统默认.

图4-66布局层面规则设置图4-67高度规则设置

2. 与电气相关的设计规则(Electrical)

“Electrical”规则设置在电路板布线过程中所遵循的电气方面的规则。（1）Clearance （安全距离）

“Clearance”设计规则用于设定在PCB的设计中，导线、导孔、焊盘、矩形敷铜填充等组件相互之间的安全距离。

点击“Clearance”规则，弹出如图4-58所示对话框。默认的情况下整个电路板上的安全距离为10mil。

120

下面以VCC和GND之间的安全距离设置为30mil为例说明新规则的添加方法。

1）增加新规则：在“Clearance”上单击右键并选择New Rules„命令，则系统自动在“Clearance”的下面增加一个名称为“Clearance-1”的规则，点击“Clearance_1”，弹出新规则设置对话框如图4-68所示。

图4-68 新规则设置对话框

2）设置规则使用范围：在“Where the First object matches”单元中点击网络（Net），在Query Kind单元里出现In Net（），点击【All】按钮旁的下拉列表，从有效的网络表中选择“+15”；按照同样的方法在“Where the Second object matches”单元中点击网络（Net），从有效的网络表中选择“GND”。

3）设置规则约束特性：将光标移到Constraints单元，将“Minimum Clearance”的值改为30mil，如图4-69所示。

图4-69 设置规则范围和约束特性

4）设置优先权：此时在PCB的设计中同时有两个电气安全距离规则，因此必须设置它们之间的优先权。点击优先权设置【Priorities…】按钮，系统弹出如图4-70所示的规则优先

121

权编辑对话框。

图4-70 规则优先权编辑对话框

通过对话框下面的【Decrease Prioritiy】与【Increase Prioritiy】按钮可以改变布线规则中的优先次序。

（2）Short-Circuit （短路）

“Short-Circuit”设计规则设定电路板上的导线是否允许短路。默认设置为不允许短路。（3）Un-Routed Net (没有布线网络)

“Un-Routed Net”设计规则用于检查指定范围内的网络是否布线成功，布线不成功的，该网络上已经布的导线将保留，没有成功布线的将保持飞线。

（4）Un-Connected Pin （没有连接的引脚）

该规则用于检查指定范围内的元件封装的引脚是否连接成功。 3.布线规则(Routing)

此类规则主要设置与布线有关的规则，是PCB设计中最为常用和重要的规则。下面以多路抢答器为例着重介绍布线规则的应用。

（1）Width（导线宽度）

本例要求除了电源和地线宽度为1mm外，其余信号线宽度为0.5mm。点击“Routing”左边的“+”，展开布线规则，点击“Width（导线宽度）”项，出现如图所示4-71的默认宽度设置。点击默认的宽度设置Width，出现设置内容，如图4-72所示。

图4-71 默认布线设置

122

图4-72默认布线规则内容

1）一般线宽设置。在图4-72所示“Name”文本框中将规则名称改为“Width_all”；规则范围选择：All，也就是对整个电路板都有效；在规则内容处，将最小宽度（Min Width）、最大宽度（Max Width）和最佳宽度（Perferred Width）分别设为：0.5mm、0.5mm和1mm。如图4-73所示。

图4-73 一般导线宽度设置

2）电源网络线宽设置。在上图Width_all处单击右键，选择New Rule，如图4-74所示。

123

图4-74 新建规则

将该规则命名为：Width_VCC，然后单击规则适用范围中的Net选项，选择“+9V”网络，将最小宽度（Min Width）、最大宽度（Max Width）和最佳宽度（Perferred Width）分别设为：1mm、1mm和1mm。如图4-75所示。

图4-75电源网络线宽设置

3）GND网络线宽设置。参考上一步将GND网络的线宽设为1mm。如图4-76所示。

图4-76 GND网络线宽

4）规则优先级设置。前面设置的三条规则中Width_VCC和Width_GND优先级是一样的，它们两个都比Width_all要高。也就是说在制作同一条导线时，如果有多条规则都涉及

124

到这条导线时，要以级别高的为准，应该将约束条件苛刻的作为高级别的规则。

点击“PCB Rules and constraints Editor （PCB规则和约束）”对话框左下角的【Priorities】按钮进入“Edit Rules Priorities（编辑规则优先级）”对话框，如图4-77所示。选中某条规则，点击下方的【Increase Priority】（上升优先级）或【Decrease Priority】（下降优先级）按钮可以调整该规则的优先级别。

图4-77 “编辑规则优先级”对话框

（2）Routing Layers（布线层）

展开Routing Layers项，并点击默认的“Routing Layers”规则，如图4-78所示。本例要求设计双面板，可采取默认。如果设计单面板，注意单面板只能底层布线，则要将Top Layer的Allow Routing（允许布线）复选框取消。

图4-78 布线层设置

其余设置可采用系统默认，完成后点击【OK】按钮完成设置。

4.6.5 元件布局

到此已经基本完成了PCB设计的前期工作，接下来就要进入元件的布局。元件的布局有自动布局和手工布局两种方式，用户根据自己的习惯和设计需要可以选择自动布局，也可以选择手工布局，当然在很多情况下需要两者结合才能达到很好的效果。

1．自动布局

Altium Designer 6提供了强大的自动布局功能，在自动布局完成后，进行手工调整，这样可以更加快速、便捷地完成元件的布局工作。下面介绍具体的操作步骤：

（1）执行菜单Tools\\Component Placement\\Auto Placer…，将会弹出“Auto Place（自动布局）”对话框，如图4-79所示。

125

图4-79自动布局设置对话框

自动布局有如下两个选项：

1）Cluster Placer：集群方法布局。系统将根据元件之间的连接关系，将元件划分成一个个的集群（Cluster），并以布局面积最小为基准进行布局。这种布局方式适合于元件数量较少的电路板。

2）Statistical Placer：统计法布局。系统将以元件之间连接长度最短为标准进行布局，这种布局适合于元件数目比较多的电路板。

（2）选择“Cluster Placer”选项，单击【OK】按钮，将进行PCB板自动布局。在自动布局过程中，如果想中途终止自动布局过程，可以单击菜单Tools\\Component Placement\\Stop Auto Place停止自动布局。本例自动布局结果如图4-80所示。

图4-80 自动布局后效果

2．手工调整

虽然Altium Designer 6自动布局的速度和效率都很高，但自动布局后的元件通常非常凌乱，并不能完全符合设计需要，因此不能完全依赖程序的自动布局。在自动布局结束后往往还要对元件布局进行手工调整。同时还要考虑到电路是否能正常工作和电路的抗干扰性等问题，可能对某些元件的布局有特殊的要求，这是系统自动布局无法完成的。因此，对元件布局进行手工调整是十分必要的。

对元件布局进行手工调整主要是对元件进行移动、旋转、排列等操作，下面将在上图4-80的基础上进行手工调整。

（1）手工调整元件位置该操作主要是对元件进行移动、旋转操作，操作方法同原理图中移动、旋转元件一样。本例调整后的效果如图4-81所示。

126

图4-81手工调整元件位置

（2）自动对齐排列

选中被排列的元件，执行菜单Edit\\Align下各子菜单命令，以整齐美观为标准选择实际需要的排列方式即可完成。调整后的效果如图4-82所示。

图4-82 手工调整后布局效果

4.6.6 添加电源网络连接

在PCB板的左上角连接外部电源，可以按照第五节所学方法直接放置焊盘，编辑焊盘属性，添加到相应网络即可。这里使用另外一种方法，通过放置一个接插件来实现。具体操

127

作步骤如下：

1．放置接插件

在Miscellaneous Connectors.IntLib库中找到HDR1X2H放置在PCB板的右上角。 2．设置接插件焊盘网络

双击接插件焊盘1，弹出焊盘1属性对话框，在对话框中将其添加到网络“+9V”，如图4-83所示。接着在设置焊盘2到网络“GND”，如图4-84所示。

图4-83接插件焊盘1属性图4-84 接插件焊盘2属性 3．完成添加电源网络接插件。设置完毕后效果如图4-85所示。

图4-85 添加网络连接图4-86 自动布线菜单

4.6.7 自动布线

自动布线就是根据用户设定的有关布线规则，依照一定的算法，自动在各个元件之间进行连接导线，实现PCB板各个组件的电气连接。点击主菜单“Auto Route”项，系统弹出自动布线菜单，如上图4-86所示。Altium Designer 6提供了6种自动布线方式，分别如下：

128

All：对整个PCB板进行布线。 Net：对指定网络进行布线。 Connection：对指定焊盘进行布线。 Component：对指定元件进行布线 Area：对指定区域进行布线。

Room：对给定元件组合进行自动布线。

下面重点介绍最为经常用的All布线方式和Net布线方式。 1．All布线方式

（1）执行菜单Auto Route\\All，弹出如图4-87所示的“Situs Routing Strategies”（自动布线设置）对话框。

（2）点击【Routing All】按钮，程序就开始对电路板进行自动布线，系统弹出如图4-88所示自动布线信息窗口，设计者可以了解到布线的情况。完成自动布线结果如图4-89所示。从图中可以清楚看到由于布线规则的约束“+9V”和“GND”两个网络的线宽比一般的导线要宽。

图4-87自动动布线设置”对话框图4-88 自动布线信息窗口

129

图4-89 自动布线结果

2．Net（按网络）布线方式

执行菜单命令AutoRoute\\Net后，光标变为十字形状，设计者可以选取需要进行布线的网络。当设计者单击的地方靠近焊盘时，系统可能会弹出如图4-90所示的菜单（该菜单对于不同焊盘可能不同），一般应该选择“Pad”或“Connection”选项，而不选择“Component”选项，因为“Component”选项是对与当前元器件管脚有电气连接关系的网络进行布线。

图4-90 网络布线方式选择菜单

如果发现PCB板没有完全布通（即布通率低于100%），或者欲拆除原来布线，可执行菜单Tools\\Un-Route命令，取消布线，然后再重新布线。

4.7 印制电路板设计进阶

4.7.1 制作PCB的后期处理

1．电路板走线的手工调整

在设计复杂PCB时，利用软件提供的自动布线一般是不可能完成全部任务的。自动布线其实质是在某种给定的算法下，按照用户给定的网络表，实现各网络之间的电气连接。因此，自动布线的功能主要是实现电气网络间的连接，在自动布线的实施过程中，很少考虑到特殊的电气、物理散热等要求，设计者还应根据实际需求通过手工布线来进行一些调整，修改不合理的走线，使电路板既能实现正确的电气连接，又能满足用户的设计要求。例如，输入导线和输出导线平行走线会导致寄生反馈，有可能引起自激振荡，应该避免；如果存在网络没有布通，或者存在拐弯太多、总长度太大的线，则应拆除导线（执行菜单Tools\\Un-rote\\ALL），重新调整布局，然后重新布线。如上例图4-89中VCC网络，开关S的VCC连线绕弯较大，应该拆除，然后手工修改为图4-91所示效果为宜。

130

图4-91 走线修改

2．敷铜

在印制电路板上敷铜有以下作用：加粗电源网络的导线，使电源网络承载大电流；给电路中的高频单元放置敷铜区，吸收高频电磁波，以免干扰其它单元；整个线路板敷铜，提高抗干扰能力。

敷铜有三种方法：（1）放置填充区

切换到所需的层，执行菜单命令Place\\Fill。这种方法只能放置矩形填充，在其属性对话框中可以设置填充所连接的网络。填充通常放置在PCB的顶层、底层或内部的电源层或接地层，不能包围元器件等图形对象。

（2）放置多边形铜区域切换到所需的层，执行菜单命令Place\\Copper Region，画出多边形区域，在其属性对话框中中可以设置填充所连接的网络。其形状可以改变，但是不能包围元器件等图形对象。

（3）放置敷铜区 1）放置实心敷铜区。此处为图4-91所示PCB放置敷铜，操作完成后效果如图4-92所示。执行菜单Place\\Polygon„，弹出“敷铜设置”对话框，如图4-93所示。

131

图4-92 放置实心敷铜区

图4-93 敷铜属性设置对话框

132

Solid：敷铜区为实心铜区域。

Remove Islands Less than：在敷铜的过程中，将不产生小于设定值的弧岛铜区域。 Layer：设定敷铜区所在的信号层，本例设为“Bottom Layer”。

Lock Primitives：选中此项，敷铜将作为一个整体存在，否则会被分解为若干导线、圆弧，将失去抗干扰的作用。

Connect to Net：选择敷铜所要连接的网络，为抗干扰考虑，一般选择地线网络，本例设为“GND”。设为“GND”后，当敷铜经过“GND”网络时，会自动与该网络相连。然后选择如何处理敷铜和同一个网络中对象实体之间的关系。其中，“Don’t Pour Over Same Net Objects”（敷铜经过连接在相同网络上的对象实体时，不覆盖过去），要为对象实体勾画出轮廓；“Pour Over All Net Objects”（敷铜经过连接在相同网络上的对象实体时，会覆盖过去），不为对象实体勾画出轮廓；“Pour Over Same Net Polygon Only”（只覆盖相同网络的敷铜）。本例选择“Pour Over All Net Objects”。

Remove Dead Copper：删除没有连接在指定网络上的死铜。

注意：如果整个敷铜都不能连接到指定网络上，则不能生成敷铜。

设置完成后，光标变成十字，在工作区内画出敷铜的区域（区域可以不闭合，软件会自动完成区域的闭合），敷铜的效果如图4-92所示。

对于比较复杂的系统，印制电路板上可能包含多种性质的功能单元（传感器、低频模拟信号、高频模拟、数字信号等），不宜采用覆盖所有的网络对象实体，这样会导致单元电路之间的干扰，甚至系统无法正常工作。

2）放置镂空敷铜区。在覆盖区内没有对象实体的位置单击鼠标左键，选中敷铜，然后按键盘【Delete】键删除敷铜。Place\\Polygon„，弹出“敷铜设置”对话框，属性设置如图4-94所示。

133

图4-94镂空敷铜设置

Hatched（Track/Arcs）：敷铜区内为镂空铜区域。

Track Width：设置导线宽度。 Grids Size：设置网格尺寸。

Suround Pads With：选择敷铜包围焊盘的方式：圆弧（Arc）还是八角形（Octagons），如图4-95所示。

图4-95 敷铜包围焊盘的方式

Hatch Mode：选择镂空式样，包括900网格、450网格、水平线和垂直线，镂空敷铜效果如图4-96所示。

134

图4-96 镂空敷铜效果

3．补泪滴

在电路板设计中，为了让焊盘更坚固，防止机械制板时焊盘与导线之间断开，常在焊盘和导线连接处用铜膜布置一个过渡区，形状像泪滴，故常称做补泪滴（Teardrops）。如图4-97所示，焊盘D2-1经过补泪滴操作，而焊盘D1-1、D3-1没有，对比这三处可看出补泪滴的效果。放大后效果如图4-98所示。

图4-97 补泪滴效果图4-98 焊盘D2-1放大效果

操作方法：执行菜单命令Tools\\Teardrops„，将弹出如图4-99所示的“Teardrop Options（泪滴选项）”设置对话框。

135

图4-99 泪滴设置对话框

各项参数说明如下：

（1）General 选项区域设置

All Pads 复选项：用于设置是否对所有的焊盘都进行补泪滴操作。 All Vias 复选项：用于设置是否对所有过孔都进行补泪滴操作。

Selected Objects Only 复选项：用于设置是否只对所选中的组件进行补泪滴。 Force Teardrops 复选项：用于设置是否强制性的补泪滴。

Create Report 复选项：用于设置补泪滴操作结束后是否生成补泪滴的报告文档。（2）Action 选项区域设置

Add 单选项：表示是泪滴的添加操作。 Remove 单选项：表示是泪滴的删除操作。（3）teardrop Style 选项区域设置

Arc 单选项：表示选择圆弧形补泪滴。

Track 单选项：表示选择用导线形做补泪滴。

注意：对选择的焊盘和过孔补泪滴时，要同时选中All Pads和All Vias选项。例如：在图4-96中D2-1焊盘上左键单击，然后打开图4-99所示对话框，选中“Selected Objects Only”项，然后关闭对话框，则可得到如图4-97所示补泪滴效果。

4．放置文字

在设计PCB时，在布好的印刷板上需要放置相应组件的文字（String）标注，或者电路注释及公司的产品标志等文字。必须注意的是所有的文字都放置在Silkscreen（丝印层）上。放置文字的方法包括：执行主菜单命令Place\\String 命令，或单击组件放置工具栏中的【Place String】按钮。

选中放置后，鼠标变成十字光标状，将鼠标移动到合适的位置，点击鼠标就可以放置文字。系统默认的文字是“String”，可以用以下的办法对其编辑。

可用以下两种方法对“String” 进行编辑。

（1）在用鼠标放置文字时按【Tab】键，将弹出“String”文字属性设置对话框，如图4-100所示。

136

图4-100 文字属性设置对话框

（2）对已经在 PCB 板上放置好的文字，直接双击文字，也可以弹出“String”设置对话框。

在对话框可以设置文字的Height（高度）、Width（宽度）、Rotation （放置的角度）和放置的x和y的坐标位置LocationX/Y。

在“Properties”选项区域中，有如下几项：

Text 下拉列表：用于设置要放置的文字的内容，可根据不同设计需要而进行更改。 Layer 下拉列表：用于设置要放置的文字所在的层面。 Font 下拉列表：用于设置放置的文字的字体。

Locked 复选项：用于设定放置后是否将文字固定不动。 Mirror 复选项：用于设置文字是否镜像放置。

本例设置属性如上图4-100所示，输入文字“Design by xpk”，效果如图4-101所示。

图4-101放置文字

4.7.2 原理图与PCB之间交叉追逐与相互更新

从原理图到完成印制电路板的制作是个复杂的过程，需要在原理图与印制电路板文档之间反复切换，反复更改，软件提供了交叉追踪和更新功能帮助用户提高制图速度。下面以抢答器电路为例介绍具体的操作步骤。

首先打开工程中的两个文档：多路抢答器原理图.Schdoc和多路抢答器PCB.Pcbdoc。接着执行菜单命令Windows\\Tile\\Vertically，将工作区文档并行排列，如图4-102所示。

137

图4-102 窗口布局

1．从原理图追踪并更新到PCB

（1）在原理图窗口点击，使之成为活动文档。（2）执行菜单Tools\\Cross Probe命令或者单击主工具条上的“Cross probe（追踪工具）”图标，光标变为十字。点击原理图工作区内元件（S），则PCB中相应的元器件被高亮显示，而其它部分暗显，此时只有S能被编辑，如图4-103所示。继续单击其它元器件或者网络标号进行追踪，直到按鼠标右键取消该操作。找到需要修改的目标后，进行编辑，完成后点击工作区右下角的Clear清除高亮显示状态。如本例将开关S的编号修改为K，如图4-104所示。

图4-103 交叉追踪S

（3）自动更新到PCB。执行菜单Design\\Update PCB Document 多路抢答器PCB.Pcbdoc，接受工程变化，更新后效果如图4-105所示

138

图4-104更新前图4-105 更新后

2．从PCB追踪并更新到原理图

操作方法同从原理图追踪并更新到PCB类似。（1）在PCB图窗口单击，使之成为活动文档。（2）执行菜单命令Tools\\Cross Probe或者单击主工具条上的“Cross Probe（追踪工具）”图标，光标变为十字形状。点击PCB图工作区内元件，则原理图中相应的元器件被高亮显示，而其它部分暗显，此时只有高亮显示元件能被编辑。找到需要修改的目标后，进行编辑。

（3）自动更新到原理图。执行菜单Design\\Update Schematics in 多路抢答器.PrjPcb，接受更新变化。

4.7.3 PCB的3D展示

执行View\\Legacy 3D View命令，Altium Designer 6就会生成一个3D效果图，同时弹出PCB 3D效果导航面板，如图4-106所示。

PCB板视角切换栏可以对电路板进行各个角度的观察。只须在此栏中单击鼠标左键，左右或上下拖动，就可以看到视角变化后的效果图。

图4-106 电路板的3D效果图

139

4.7.4设计规则检查以及工程报表输出

PCB设计完成后，接下来就要进行设计规则校验，检查设计中的错误，同时根据需要生成一些报表，供后期制作PCB或者装配PCB使用。

1．PCB设计规则检查（1）在线自动检查

Altium Designer 6 支持在线的规则检查，即在PCB设计过程中按照在“Design Rule（设计规则）”设置的规则，自动进行检查，如果有错误，则高亮显示，系统默认颜色为绿色。方法如下：

执行菜单命令Tools\\Perferences…，打开“Preferences（首选项）”对话框，设置是否要进行在线规则检查，如图4-107所示，执行菜单Design\\Board Layers&Clors…命令，打开印制电路板的“Board Layers&Colors（层和颜色设置）”对话框，设置是否显示错误提示层和设置错误颜色，如图4-108所示。

图4-107 在线检查设置

图4-108 错误提示层显示颜色设置

（2）手工检查

执行菜单命令Tools\\Design Rule Check…，弹出“Design Rule Checker（设计规则检查）”对话框，如图4-109所示，在“Report Options”项中设置规则检查报告的项目，在“Rules To Check”项中设置需要检查的项目，设置完成后点击【Run Design Rule Check…】按钮开始运行规则检查，系统将弹出Messages面板，列出违反规则的项，并生成“*.DRC”错误报告文件。

140

图4-109 “Design Rule Check（设计规则检查）”对话框

2．PCB工程报表输出

（1）生成电路板信息报表

电路板信息报表能为用户提供一个电路板的完整信息，包括电路板的尺寸、印制电路板上的焊点、导孔数量以及电路板上的元件标号等。生成电路板信息报表的步骤如下： 1）打开PCB文件“多路抢答器PCB图.PcbDoc”，执行菜单命令Reports\\Board Information…，可生成电路板信息报告，此命令可打开电路板信息对话框，如图4-110所示。

图4-110 电路板信息对话框图4-111 Component标签页

这个对话框共有三个标签页，分别是：General、Component、Nets，各标签页介绍如下： General 标签页：说明了该电路板图的大小，电路板图中各种图件的数量，钻孔数目以及有无违反设计规则等等。

Component 标签页：该标签页如图4-111所示，显示了电路板图中有关元件的信息，其中，“Total”栏说明电路板图中元件的个数，“Top”和“Bottom”分别说明电路板顶层和低层元件的个数。下方的方框中列出了电路板中所有的元件。

Nets标签页：该标签页如图4-112所示，列出了电路板图中所有的网络名称，其中的“Load”栏说明了网络的总数。

141

图4-112 Nets标签页图4-113“电路板信息报表”设置对话框如果需要查看电路板电源层的信息，可以单击【Pwr/Gnd…】按钮。

2）如果设计者要生成一个报告，点击任何一个标签页中的【Report】按钮，系统会产生“Board Report（电路板信息报表）”设置对话框，如图4-113所示。

若全部选择图4-113中的所有选项，并按下对话框下面的【Report】按钮，系统会生成“*.html”文件，如图4-114所示。

图4-114 电路板信息报告文件

（2）生成元件清单报表

元件清单可以用来整理一个电路或项目中的元件，生成一个元件列表，给设计者提供材料信息，据此元件清单报表文件，即可采购相应元器件。Altium Designer 6提供两种生成元件清单的方法。

1）由项目管理生成元件清单执行菜单Files\\New\\ Output Job File 命令，或者执行菜单Project\\Add New to Project\\Output Job File命令，系统生成一个“Job1.OutJob”文件，并在当前窗口中显示，如图4-115所示。

用鼠标左键双击“Report Outputs”单元的“Bill of Materials”项，或者在文件编辑平面单击右键菜单中选择“Run Output Generate„”命令，系统弹出元件清单对话框，如图4-116所示。

在对话框的右边区域显示元件清单的项目和内容，左边区域用于设置在右边区域要显示的项目，在“Show”列中打勾的项目将在右边显示出来。另外，在对话框中还可以设置文件输出的格式或模板等。

142

图4-115 项目输出管理文件图4-116 元件清单报表设置完成后，点击【Export】按钮，选择保存文件路径，如图4-117所示。

图4-117 生成的元件清单报表图4-118 钻孔设置对话框 2）由Report菜单生成元件清单

执行菜单命令 Reports\\Bill Of Materials命令，或者执行菜单命令Reports\\Project Reports\\Bill Of Materials，系统直接弹出如图4-116所示的对话框。清单项目设置和生成等与上述方法相同，这里不再重复。

（3）钻孔文件 1）执行菜单Files\\New\\ Output Job File命令，打开输出项目管理器。注意：Altium Designer 6所有输出文件都集中在该管理器中实现输出。

2）在管理器中选中双击“NC Drill File”选项，即打开NC钻孔设置对话框，如图4-118所示。

3）执行菜单Tools\\Run Output Generator命令，系统将生成NC钻孔文件“多路抢答器PCB.DRR”。打开此文件如图4-119所示。

143

图4-119 生成NC钻孔文件

（4）其它报表

在PCB的设计中，有时还常常用到Reports\\Measure Distance和Reports\\Measure Primitives命令，分别介绍如下。

1）Measure Distance

Measure Distance命令用于测量任意两点间的距离。单击菜单命令Reports\\Measure Distance，单击鼠标左键确定一个测量起始端，然后移动光标到另一个测量端点上，在两个端点之间出现一条直线。单击鼠标确定测量距离，系统显示测量结果，如图4-120所示。

图4-120 两点距离测量结果

2）Measure Primitives

Measure Primitives命令用于测量电路板上焊盘、连线和导孔间的距离。以测量焊盘间的距离为例来说明其用法。

执行菜单命令Reports\\Measure Primitives后，光标变成十字形状，如图4-121所示，将光标移动到一个焊盘上，，将出现一个八角形，单击鼠标左键，选择第一个焊盘。此时鼠标又变成了十字形状光标，按照同样的方法确定第二个焊盘，单击左键后，系统显示出所选两个焊盘之间距离，如图4-122所示。

图4-121 选择焊盘时的组件列表图4-122 两个焊盘距离测量结果

144

小结

本章首先介绍了与PCB设计相关的一些基础知识，接着重点以多谐振荡器和多路抢答器为例，依据PCB的设计流程，详细介绍了手工布线设计单面板和自动布线设计双面板的操作方法和技巧，最后介绍了有关PCB设计后期的一些处理方法。PCB图设计的好坏将直接影响到最终电子产品性能的优劣，因此设计者应注意在实践中不断积累总结经验，设计出外形美观、性能稳定的电路板。

习题

1．简述印制电路板的几种类型和各自的特点。 2．PCB板中焊盘和过孔的区别？

3．简述PCB板设计基本流程。

4．PCB板有那些工作层面？各有何作用？

5．电路板的物理边界和电气边界有何作用？应绘制在哪个层面？

6．使用PCB向导创建一个新的文档，要求印制电路板为双层板，尺寸为3in×2in。 7．如何将网络与元件的装入PCB文档？装入过程中应注意什么？

8．在设置布线规则时，优先级设置有何作用？与布线有关的规则有那些?

9．根据本章所学内容，利用手工布局、手工布线操作功能，制作一块尺寸5cm×4cm的矩形单面板，原理图如下图所示。

图4-123 电平指示电路

10．根据本章所学内容，利用Altium Designer 6自动布局、自动布线功能，设计一块尺寸为4cm×3cm的矩形双面板，并写出你所进行了操作过程。原理图如下图所示。

145

图4-124 振荡器和积分器电路

146

第5章创建元器件封装和集成库

Altum Designer虽然提供了丰富的PCB元件库，并可以通过下载不断更新元件库，能够满足一般PCB板设计要求。但是在实际印制电路板设计过程中难免会碰到这样的问题，部分元件在封装在库中没有收录或库中的封装与实际的元件封装还有一定的很差异，这就需要我们自己设计PCB封装库。本章将结合实例介绍手工创建和利用向导创建元件封装库的方法和技巧。

【本章重点知识】 1 PCB封装库编辑器 2 手工制作元器件封装 3利用向导制作元件封装

5.1 创建新的元件封装库

元件封装只是元件的外形和焊盘位置，仅仅是空间的概念，因此，这制作元件封装时只为关注元件的外观轮廓和焊盘而不是其它。

5.1.1 元件封装制作过程

在设计时，一般按如下步骤进行：

1 收集必要的资料在开始制作封装之前，需要收集的资料主要包括该元件的封装信息。这个工作往往和收集原理图元件同时进行，因为用户手册一般都有元件的封装信息，当然上网查询也可以。如果用以上方法仍找不到元器件的封装信息，只能先买回器件，通过测量得到器件的尺寸(用游标卡尺量取正确的尺寸)。

在PCB上假如使用英制单位，应注意公制和英制单位的转换。它们之间的转换关系是：

1 in＝1000 mil＝2.54 cm 2 绘制元件外形轮廓

在制作元件封装的过程中，利用Altium Designer提供的绘图工具在PCB的丝印层(Top Overlay)上绘制出元件的外形轮廓。外形轮廓在放置元件时非常有用，如果轮廓足够精确，PCB上元件排列就很整齐。轮廓不能画得太大或太小，否则会占用过多的PCB的空间或造成元件装配不上。

3 放置元件引脚焊盘

焊盘需要的信息比较多，如焊盘外形、焊盘大小、焊盘序号、焊盘内孔大小、焊盘所在的工作层等。需要注意的是元件外形和焊盘位置之间的相对位置。元件外形容易测量，焊盘分布也容易测量，但两者之间的相对位置却难以准确测量。

5.1.2元件封装库编辑器

创建元器件封装必须在元器件封装编辑器环境下设计与编辑。 1. 启动元件封装编辑器

（1）执行菜单命令File\\New\\ Library \\ PCB Library，新建一个元件封装库文件，在项目

147

管理器中自动出现文件名为“PCBLibl.PCBLib”的元件库文件。同时项目管理器的下面增加了PCB元件封装库管理器标签，如图5-1所示。

图5-1 启动封装编辑器

（2）修改新建的元件封装库文件名。与新建PCB文件一样，用鼠标右键单击文件 “PCBLibl.PCBLib”，在弹出的对话框中选择Save As„ (另存为)，输入存放的位置和文件名“My use.PCBLib”后，关闭对话框。如图5-2所示。

图5-2 元件封装库编辑器

（3）调出 PCB Library 工作面板。单击编辑区下方PCB标签，选择PCB Library，或者单击菜单View/Workspace Panels/PCB/ PCB Library即可调出PCB Library 工作面板。如上图5-2左边工作面板所示。

2 元件封装库编辑器界面（1）菜单

Altium Designer封装库编辑器提供了9个菜单。包括File（文件）、Edit（编辑）、View（视图）、Project（项目）、Place（放置）、Tools（工具）、Reports（报告）、Windows（窗口）和Help（帮助）。其中Place（放置）提供放置功能，包括放置圆弧（由圆心定义圆弧、有边缘定于圆弧、由任意角度定义圆弧）、整圆等。如图5-3所示。

148

图5-3 Place下拉菜单

（2）工具条

主工具条如图（PCB Lib Standard）如图5-4所示。主工具条使用方法同前面类似。

图5-4 主工具条

放置工具条（PCB Lib Placement）如图5-5所示。从左到右，分别为放置直线、焊盘、过孔、字符串、坐标、由圆心定义圆弧、由边缘定义圆弧、由任意角度定义圆弧、整圆、矩形填充、阵列粘贴工具。

图5-5 放置工具条

5.2 手工制作元器件封装

手工制作元件封装实际上就是利用Altium Designer提供的绘图工具，按照实际的尺寸绘制出该元件封装。

手工创建元件封装方法如同创建原理图元件，有两种：一是对原有封装进行修改；另一种是绘制新的封装。本节以下图5-6所示双列直插式封装（DIP-8）为例，详细介绍如何利用手工制作方法创建新的元器件封装。

图5-6 DIP-8封装

5.2.1 新建元件封装库文件

方法参考1.2节，启动元件封装库编辑器，将文件保存并命名为“My use.Pcblib”。

149

5.2.2．元件封装库编辑环境设置

与PCB设计一样，在进行设计前，要对设计环境进行设置，如板层设置、栅格大小设置、系统参数设置等。

1 栅格设置

在元件封装编辑区中，单击鼠标右键，在弹出的菜单中执行Library Options或者执行菜单命令Tools\\Library Options命令，系统弹出如图5-7所示的对话框。通常将可见栅格1(Grid 1)设置为50mil，可见栅格2(Grid 2)设置为100mil。

2板层设置

在元件封装编辑区中，单击鼠标右键，系统弹出右键菜单。选择其中的 Options\\Library Layers或者执行菜单Tools\\Layers&Colors命令，启动板层和颜色设置对话框，如图5-8所示。在对话框中可以设置需要的板层及颜色。

图5-7 “Board Options”对话框图5-8 板层和颜色设置对话框

5.2.3．放置焊盘

1. 放置第一个焊盘

执行菜单命令Place\\Pad，或者单击放置工具栏的按钮，启动命令后，光标变成十字形状，并拖着一个浮动的焊盘，选定合适的位置放置。如图5-9所示。

图5-9 放置焊盘

2. 设置焊盘属性

双击该焊盘，弹出如图5-10所示焊盘属性设置该对话框。在属性对话框中，习惯上1号焊盘布置在(0，0)位置，形状为方形，设置如下内容。

150

图5-10 焊盘属性设置

（1）Location：焊盘所处位置，一般用户可通过确定焊盘的坐标位置来精确确定焊盘之间的距离，这个距离就是实际元件管脚之间的尺寸。

（2）Desigantor：设计标号设置为“1”，由于在原理图中，每一个元件管脚都有一个标号，这就要求在封装设计过程中，必须让封装的设计标号和元件原理图的设计标号对应一直，否则在将原理图信息导入PCB编辑环境时就会出现错误。

（3）Layer：焊盘所属层面，选择“Multi Layer（多层）”。（4）Hole Information：焊盘孔，选择焊盘孔形状Round（圆形），Size（大小）为35mil。（5）Size and Shap：焊盘外形和焊盘直径。在设计集成电路封装时，一般第一个焊盘外形（Shap）设置为Rectangular（矩形），大小设置为60*60mil。

设置完毕后如上图所示。

3. 放置其余焊盘在创建元件封装时，焊盘之间的相对距离非常重要，否则新创建的元件封装将无法使用，所以在焊盘属性设置对话框中的“Location X／Y”、“Shape”等项常需要输入精确的数值。习惯上1号焊盘布置在(0，0)位置，形状为方形，其它焊盘形状为圆形。

在本例中，焊盘的水平距离为100mil，垂直距离为300mil。按照前面的放置方法依次再放置7个焊盘，如图5-11所示。

图5-11放置的焊盘位置

3 绘制外形轮廓在顶层丝印层，使用放置导线工具和绘制圆弧工具绘制元件封装的外形轮廓。操作步骤如下：

（1）切换当前层为Top overlay（顶层丝印层）

（2）放置直线。执行菜单Place\\Line命令，绘制效果如图5-12所示。

151

（3）放置圆弧。执行菜单命令Place/Arc（Edge）。确定圆弧的两边以及半径。绘制效果如图5-13所示。

图5-12 放置直线图5-13 放置圆弧

4 设置元件封装参考点

执行菜单命令Edit\\Set Reference，在子菜单中，有三个选项，即“Pin 1”、“Center”和“Location”。其中，Pin 1表示以1号焊盘为参考点，Center表示以元件封装中心为参考点，Location表示以设计者指定一个位置为参考点。本例以1号焊盘为参考点。

5重命名与存盘

在创建元件封装时，系统自动给出默认的元件封装名称“PCBCOMPONENT-1”，并在元件管理器中显示出来。执行菜单命令Tools\\Component Properties命令后，出现如图5-14所示的对话框，在“Name”中输入元件封装名称，单击【OK】按钮关闭对话框。本例元件封装名称为DIP-8。

最后，执行存盘命令将新创建的元件封装及元件库保存。如图5-15所示，完成手工元件封装的编辑。

图5-14 重命名元件封装图5-15保存新创建的元件封装

5.3 利用向导工具制作元件封装

利用Altium Designer提供的PCB封装向导工具，可以方便快速地绘制电阻、电容、双列直插式等规则元件封装，不仅大大提高了设计PCB的效率，而且准确可靠。本节仍然以上节“DIP-8”为例介绍如何利用向导创建新的元件封装。

具体操作步骤如下：

1 启动元件封装编辑器。方法同上节。

2 启动PCB封装向导。单击菜单Tools\\Component Wizard，出现“封装方式向导”对话

152

框，如图5-16所示。

2 单击【Next】按钮进入下一步，出现如图5-17所示“元件封装种类”对话框。在对话框中列出来了12种元器件封装类型。同时可以在对话框中选择度量单位，即Imperial(英制)：mil和Metric(公制)：mm。系统默认设置为英制。本例选择DIP封装类型，单位采取默认。

图5-16 启动PCB封装向导图5-17 封装种类选择对话框

3单击【Next】按钮，进入焊盘尺寸设置对话框。选中尺寸标注文字，文字进入编辑状态，键入数值即可修改。本例修改后如图5-18所示。

图5-18 设置焊盘尺寸图5-19 设置焊盘间距

4单击【Next】按钮，进入焊盘间距设置对话框，如图5-19所示。将光标直接移到要修改的尺寸上，单击鼠标左键即可对尺寸进行修改。本例将两列焊盘之间的的距离设置为300mil。

5单击【Next】按钮，进入如图5-20所示的元件封装轮廓线宽度设置对话框，此处一般默认，不用改动。

153

图5-20 轮廓线条粗细设置对话框图5-21 设置焊盘数量

6 单击【Next】按钮，进入如图5-21所示的焊盘数量设置对话框。本例调整焊盘数量为8。

7 单击【Next】按钮，进入如图5-22所示的元件封装名称设置对话框。直接在编辑框中键入名称即可。本例中创建的元件封装名称为DIP_8。

图5-22 元件封装命名图5-23 元件封装设置完成

8单击【Next】按钮，系统弹出如图5-23所示的对话框，单击【Finsh】按钮，完成新元件封装的创建。结果如图5-24所示。注意，作为标志，第一个焊盘形状是方形。左边元器件封装管理器Components一栏出现DIP_8。

从元件库管理器中可以看到，在新建的元件库MyPCB.PCBLIB中已经存在新创建的两个元件封装。

154

图5-24 完成DIP_8

5.4 集成库的生成与维护

Altium Designer提供的元器件库为集成库，即元器件库中的元器件具有整合的信息，包括原理图符号、PCB封装、仿真和信号完整性分析等。本节将结合实例介绍集成库的生成与维护。

5.4.1 集成库的生成

1 集成库简介

Altium Designer的集成库将原理图元器件和与其关联的PCB封装方式、SPICE仿真模型以及信号完整性模型有机结合起来，并以一个不可编辑的形式存在。所有的模型信息被复制到集成库内，存储在一起，而模型的源文件的存放可以任意。如果要修改集成库，需要先修改相应的源文件库，然后重新编译集成库以及更新集成库内相关的内容。

Altium Designer集成库文件的扩展名为.INTLIB，按照生产厂家的名字分类，存放于软件安装目录Library文件夹中。原理图库文件的扩展名为.SchLib，PCB封装库文件的扩展名为.PcbLib，这两个文件可以在打开集成库文件时被提取出来（extract）以供编辑。

使用集成库的优越之处就在于元器件的原理图符号、封装、仿真等信息已经通过集成库文件与元器件相关联，因此在后续的电路仿真、印制电路板设计时就不需要另外再加载相应的库，同时为初学者提供了更多的方便。

2 生成集成库

生成集成库包括以下步骤：创建集成库工程并保存、生成原理图元件库、生成PCB封装库、编译集成库。

（1）创建新的集成库工程。执行菜单File\\Project\\Integrated Library命令，默认文件名为Integrated_Library1.Libpkg。执行File\\Save Project As…，指定保存路径，将项目命名为My use.Libpkg，结果如图5-25所示。

155

图5-25 创建集成库工程文件

（2）生成原理图元件库

在此工程下新建原理图元件库或者将已有的原理图元件库文件添加到该工程下。保存并命名为My use.SchLib，按照第三章所学知识，制作出原理图元件库，在本例中以NE555元件为例，如图5-26所示。

图5-26 生成的原理图元件库图5-27 添加源文件到该工程下

（3）生成PCB封装库

在此工程下新建PCB封装库或者将已有的PCB封装库文件添加到该工程下，保存并命名为My use.PcbLib，此时Project面板显示如图5-27所示。按照前两节所学知识，制作PCB封装库，在本例中以DIP-8封装为例，如图5-28所示。

156

图5-28 生成的PCB封装库文件

（4）给原理图元器件添加模型切换到My use.Schlib文件，调出SCH Library面板，在Components区域右键单击NE55原器件名，并执行Model Manager菜单，或者执行菜单Tools\\Model Manager…，打开“Model Manager”对话框，如图5-29所示。

图5-29 “模型添加”对话框

在对话框左边的元器件列表中选择NE555，单击右面的【Add Footprint】按钮，弹出封装选择对话框，单击【Browae…】浏览按钮，选择DIP-8封装，如图5-30所示。

（5）编译集成库

执行菜单Project\\Compile Integrated Library，此时Altium Designer编译源库文件，错误和警告报告将显示在Messages面板上。编译结束后，会生成一个新的同名集成库（.INTLIB），并保存在工程选项对话框中的Options选项卡所指定的保存路径下，生成的集成库将被自动按照添加到库面板上，如图5-31所示。

157

图5-30 添加PCB封装模型图5-31 生成的集成库

5.4.2 集成库的维护

集成库是不能直接编辑的，如果要维护集成库，需要先编辑源文件库，然后再重新编译。维护集成库的步骤如下：

1 打开集成库文件（.IntLib）。执行菜单File\\Open，找到需要修改的集成库，然后单击打开按钮。

2 提取源文件库。在弹出的如图所示“Extract Sources or Install（提取源文件或安装）”对话框中单击【Extract Sources】按钮，此时在集成库所在的路径下自动生成与集成库同名的文件夹，并将组成该集成库的.SchLib文件和.PcbLib文件置于此处以供用户修改。

3 编辑源文件。在项目管理器面板上打开原理图库文件（.SchLib），编辑完成后，执行File\\Save As…，保存编辑后的元件以及库工程。

4 重新编译集成库。执行菜单Project\\Compile Integrated Library编译库工程，但是编译后的集成库文件并不能自动覆盖原集成库。若要覆盖，需执行菜单Project\\Project Options，打开如图所示的集成库选项对话框，修改即可。

158

图5-32 设置集成库的保存路径

小节

本章主要介绍了元件封装库的制作过程，并且通过实例介绍了采用手工制作和利用向导创建PCB封装库的方法和基本技巧，最后简要介绍了集成元件库的生成与维护的方法。

习题

1 元件与元件封装有何关系？

2 如何创建自己的元件库？

3 使用元件封装导向有哪些优点？

4 绘制如图所示整流桥的封装，已知整流桥的管脚直径为45mil，请选定合适的焊盘及孔大小，按照如下样图要求创建元件封建。

图5-33 整流桥封装

159

分别利用手工创建和采用向导的方法绘制如图所示的DIP-14封装。

图5-34 DIP-14

160

第6章电路仿真

Altium Designer 6不但可以绘制电路原理图和制作印制电路板图，而且还提供了功能强大的电路仿真工具。用户可以方便地对设计的电路信号进行模拟仿真。本章将讲述Altium Designer 6仿真工具的设置和使用，以及电路仿真的基本方法。

【本章重点知识】

1. 常用仿真元器件设置方法 2. 菜单栏及工具栏的基本使用 3. 理解仿真激励源设置方法 4. 对设计电路仿真并分析

6.1 仿真的意义

仿真(Simulation)是通过对系统模型的实验来研究存在的或设计中的系统，又称模拟。在电路仿真软件问世之前，当完成某个具体电路的构思却又没有足够的把握时，通常只能在万能实验板上用实际元器件和一些导线去构建实验电路，然后根据预先设定好的方案去检测在一定的初始条件和给定输入下，该电路实际的输出信号是否和预期的输出信号相吻合。这种方法不仅工作量大，开发周期长，而且一旦出现问题时，针对错误的排查对每个硬件工程师来说都是一种折磨。

随着计算机技术的迅速发展，各种各样的电路仿真软件纷纷涌现出来。电路仿真是指用仿真软件在电脑上复现设计即将完成的电路（已经完成电路设计、电路参数计算和元器件选择），并提供电路电源以及输入信号，然后在计算机屏幕上模拟示波器，给出测试点波形或绘出相应的曲线的过程。

Altium Designer 6提供了非常强大的仿真功能，可以进行模拟、数字及模数混合仿真。软件采用集成库机制管理元器件，将仿真模型与原理图元器件关联在一起，使用起来非常方便。

6.2 仿真的设置

6.2.1 Altium Designer 6的仿真元件库

Altium Designer 6为用户提供了大部分常用的仿真元件，这些仿真元件库在Altium Designer 6安装目录下\\Library\\Simulation目录中，如图6-1所示。其中，仿真信号源的元件库为Simulation Sources.IntLib；仿真专用函数元件库为Simulation Special Function.IntLib；仿真数学函数元件库为Simulation Math Function.IntLib；信号仿真传输线元件库为Simulation Transmission Line.IntLib。

161

图6-1选择元件库

1.Altium Designer 6常用元件库

Miscellaneous Devices.IntLib是Altium Designer 6为用户提供的一个常用元件库。该元件库中包含电阻、电容、电感、振荡器、二极管、三极管、电池、熔断器等常用元件。所有元件均定义了仿真特性，仿真时只要选择默认属性或者选择自己需要的仿真属性即可。

2.仿真信号源（1）直流源

在库文件Simulation Sources.IntLib中，包含两个直流源元件：VSRC电压源和ISRC电流源。

仿真库中的电压、电流源符号如图6-2所示。这些直流源提供了用来激励电路的一个不变的电压或电流输出。

图6-2 电压、电流源符号图6-3正弦电压、电流源符号

（2）正弦仿真源

在库文件Simulation Sources.IntLib中，包含两个正弦仿真源元件：VSIN正弦电压源和ISIN正弦电流源。仿真库中的正弦电压、电流源符号如图6-3所示，通过这些正弦仿真源可创建正弦波电压和电流源。

（3）周期脉冲源

在库文件Simulation Sources.IntLib中，包含两个周期脉冲源元件：VPULSE电压周期脉冲源和IPULSE电流周期脉冲源。周期脉冲源的符号如图6-4所示，利用这些周期脉冲源

162

可以创建周期性的连续脉冲。

图6-4周期脉冲源符号图6-5 分段线性源符号

（4）分段线性源

在库文件Simulation Sources.IntLib中，包含两个分段线性源元件：VPWL分段线性电压源和IPWL分段线性电流源。图6-5是仿真库中的分段线性源符号，使用分段线性源可以创建任意形状的波形。

（5）指数激励源

在库文件Simulation Sources.IntLib中，包含两个指数激励源元件：VEXP指数激励电压源和IEXP指数激励电流源。图6-6是仿真库中的指数激励源符号，通过这些指数激励源可创建带有指数上升沿和下降沿的脉冲波形。

图6-6指数激励源符号图6-7 单频调频源符号（6）单频调频源

在库文件Simulation Sources.IntLib中，包含两个单频调频源元件：VSFFM单频调频电压源和ISFFM单频调频电流源。图6-7是仿真库中的单频调频源符号，通过这些源可创建一个单频调频波。

单频调频波的波形使用如下公式定义：

V(t)VOVAsin[2fctMDIsin(2fst)]

式中，t为时间，VO为偏置电压；VA为峰值电压；fc为载波频率；MDI为调制指数；fs为调制信号速率。（7）线性受控源

在库文件Simulation Sources.IntLib中，包含4个线性受控源元件：HSRC电流控制电压源、GSRC电压控制电流源、FSRC电流控制电流源和ESRC电压控制电压源。

图6-8中是标准的SPICE线性受控源，每个线性受控源都有两个输入节点和两个输出节点。输出节点间的电压或电流是输入节点间的电压或电流的线性函数，一般由源的增益、跨导等决定。

163

图6-8 线性受控源符号图6-9 非线性受控源符号

（8）非线性受控源

在库文件Simulation Sources.IntLib中，包含两个非线性受控源元件：BVSRC非线性受控电压源和BISRC非线性受控电流源。

图6-9是仿真库中的非线性受控源符号。标准的SPICE非线性电压或电流源，有时被称为方程定义源，因为它的输出由设计者的方程定义，并且经常引用电路中其他节点的电压或电流值。

电压或电流波形的表达方式如下：

V=表达式或 I=表达式

其中，表达式是在定义仿真属性时输入的方程。

设计中可以用标准函数来创建一个表达式，表达式中也可包含如下的一些标准函数： ABS LN SQRT LOG EXP SIN ASIN ASINH COS ACOS ACOSH COSH TAN ATAN ATANH SINH

为了在表达式中引用所设计的电路中节点的电压和电流，设计者必须首先在原理图中为该节点定义一个网络标号。这样设计者就可以使用如下的语法来引用该节点： V(NET) 表示在节点NET处的电压； I(NET) 表示在节点NET处的电流。 3.仿真专用函数

Simulation Special Function.IntLib元件库中的元件是一些专门为信号仿真而设计的函数元件库，该元件库提供了常用的运算函数，比如增益、积分、微分、求和、电容测量、电感测量、压控振荡源等专用的元件。

4.仿真数学函数

Simulation Math Function.IntLib元件库中主要是一些仿真数学函数元件，比如加、减、乘、除、求和、正弦、余弦、绝对值、反正弦、反余弦、开方等数学计算的函数，使用这些函数可以对仿真电路中的信号进行数学计算，从而获得自己需要的仿真信号。

5.信号仿真传输线

Simulation Transmission Line.IntLib元件库中主要包括三个信号仿真传输线元件，即LLTRA(无损耗传输线)、LTRA(有损耗传输线)和URC(均匀分布传输线)元件。

（1）LLTRA(无损耗传输线)：该传输线是一个双向的理想的延迟线，有两个端口，如图6-10所示。节点定义了端口正电压的极性。

（2）LTRA(有损耗传输线)：单一的损耗传输线将使用两端口响应模型，该模型属性包含了电阻值、电感值、电容值和长度，如图6-11所示。这些参数不可能直接在原理图文件中

图6-10 LLTRA

164 设置，但设计者可以创建和引用自己的模型文件。

（3）URC(均匀分布传输线)：分布RC传输线模型(即URC模型)是由L．Gerzberrg在1974年所提出的模型上导出的。该模型由URC传输线的子电路

图6-11 LTRA

类型

扩展成内部产生节点的集总RC分段网络而获得的。RC各段在几何上是连续的。URC线必须严格地由电阻和电容段构成，如图6-12所示。

6. 元件仿真属性编辑图6-12 URC

在电路仿真时，所有元件必须具有仿真属性，如果没有，那么在电路仿真操作时会提出警告或错误信息。下面讲述如何为元件添加仿真属性。

如果当前元件没有定义仿真属性，则用鼠标双击该元件，弹出元件属性对话框，如图6-13所示。

图6-13元件属性对话框

如果元件本身具有仿真属性,则在元件的模式列表框中会显示Simulation属性。若元件本身不具有仿真属性，可通过以下步骤设置仿真属性。

（1）为了使元件具有仿真特性，可以单击“Models for *”列表框下的【Add】按钮，系统将弹出如图6-14所示的“Add New Model”对话框。

165

图6-14 Add New Model对话框

（2）在图6-14对话框中选择Simulation类型，单击【OK】按钮，系统会打开如图6-15所示的仿真模式参数设置对话框。其中，“Model Kind”选项卡显示的是一般信息；“Parameters”选项卡用来设置相应元件仿真模型的仿真参数；“Port Map”选项卡显示元件引脚的连接属性。

图6-15仿真模式参数设置对话框

7. 仿真源工具栏

Altium Designer 6还为仿真设计提供了一个仿真源工具栏，方便用户进行仿真设计操作，仿真源工具栏是实用工具栏的一个子工具栏。执行菜单命令View\\Toolbars\\Utilities ，可打开实用工具栏，然后可以选择仿真源工具元件，如图6-16所示。在仿真设计时，可以直接从该工具栏选取元件添加到原理图中。

166

图6-16仿真工具栏图6-17初始状态定义符

6.2.2 初始状态的设置

设置初始状态是为计算偏置点电压（或电流）而设定的一个或多个电压值(或电流值)。在分析模拟非线性电路、振荡电路及触发器电路的交流或瞬态特性时，常出现解的不收敛现象，当然涉及电路是有解的，其原因是发散或收敛的偏置点不能适应多种情况。设置初始值最通常的原因就是在两个或更多的稳态工作点中选择一个，使仿真能够顺利进行。在库文件Simulation Sources.IntLib中，包含了两个特别的初始状态定义符： ① .NS，即NODE SET(节点电压设置)。 ② .IC，即Initial Condition(初始条件设置)。

这两个特别的符号可以用来设置电路仿真的节点电压和初始条件。只要向当前的仿真原理图添加这两个元件符号，然后进行设置，即可实现整个仿真电路的节点电压和初始条件设置。

1.节点电压设置

节点电压设置(.NS)使指定的节点固定在所给定的电压下，仿真器按这些节点电压求得直流或瞬态的初始解。

节点电压设置对双稳态或非双稳态电路收敛性的计算是必需的，它可以使电路摆脱“停顿”状态，而进入所希望的状态。在一般情况下，设置是不必要的。

节点电压可以在其元件属性对话框中设置，即打开如图6-13所示的对话框后，对元件仿真属性进行编辑。系统打开如图6-15所示的对话框，在Model Kind下拉列表中选中Initial Condition选项，然后再在Model Sub-Kind列表框中选择Initial Node Voltage Guess选项，之后进入Parameters选项卡设置其初始幅值，例如10 V。

2.初始条件设置

初始条件设置(.IC)是用来设置瞬态初始条件的，不要把该设置和上述的设置相混淆。NS只是用来帮助直流解的收敛，并不影响最后的工作点(对多稳态电路除外)。初始条件(.IC)仅用于设置偏置点的初始条件，它不影响DC扫描。

在瞬态分析中，一旦设置了参数“Use Initial Conditions”和“IC”时，瞬态分析就先不进行直流工作点的分析(初始瞬态值)，因而应在“IC”中设定各点的直流电压。如果瞬态分析中没有设置参数“Use Initial Conditions”，那么在瞬态分析前计算直流偏置(初始瞬态)解。这时，“IC”设置中指定的节点电压仅作为求解直流工作点时相应的节点的初始值。

仿真元件的初始条件的设置与节点电压的设置类似，其操作如下。

首先双击仿真元件，弹出如图6-13所示的元件属性对话框，然后单击“Models for *”列表框下的【Add】按钮，弹出 “Add New Model”对话框，选择Simulation类型，单击【OK】按钮，最后弹出如图6-15所示的仿真模式参数设置对话框，在Model Kind下拉列表中选中Initial Condition选项，再在“Model Sub-Kind”列表框中选择Set Initial Condition选项；之

167

后进入Parameters选项卡设置其初始值。我们也可以通过设置每个元件的属性来定义每个元件的初始状态。同时，在每个元件中规定的初始状态将优先于“.IC”设置中的值被考虑。综上所述，初始状态的设置共有3种途径：“.IC”设置、“.NS”设置和定义元件属性。在电路模拟中，如有这3种或2种共存时，在分析中优先考虑的次序是：定义元件属性→“.IC”设置→“.NS”设置。如果“.IC”和“.NS”共存时，则“.IC”设置将取代“.NS”设置。

6.2.3 仿真器的设置

在进行仿真前，设计者必须选择对电路进行哪种分析，需要收集哪个变量数据，以及仿真完成后自动显示哪个变量的波形等。

1. 进入仿真设置环境

当完成了对电路的编辑后，设计者此时可对电路进行仿真分析对象的选择和设置。执行菜单命令Design\\Simulate\\Mixed Sim，出现如图6-18所示电路仿真分析设置对话框。

图6-18仿真分析设置对话框

选择General Setup选项，在对话框中显示的是仿真分析的一般设置，如图6-18所示。设计者可以选择分析对象，在Available Signals列表中显示的是可以进行仿真分析的信号；Active Signals列表框中显示的是激活的信号，即将要进行仿真分析的信号；单击

按钮可以添加或移去激活的信号。 2. 瞬态特性分析

瞬态特性分析(Transient Analysis)是从时间零开始到用户规定的时间范围内进行的。设计者可规定输出开始到终止的时间和分析的步长，初始值可由直流分析部分自动确定，所有与事件无关的源，用它们的直流值，也可以用设计者规定的各元件的电平值作为初始条件进

或

168

行瞬态分析。

瞬态分析的输出是在一个类似示波器的窗口中，在设计者定义的时间间隔内计算变量瞬态输出电流或电压值。如果不使用初始条件，则静态工作点分析将在瞬态分析前自动执行，以测得电路的直流偏置。

瞬态分析通常从时间零开始。在时间零和起始时间(Start Time)之间，瞬态分析照样进行，但不保存结果。在起始时间(Start Time)和终止时间(Stop Time)的间隔内将保存结果，用于显示。

步长(Step Time)通常是用在瞬态分析中的时间增量。实际上，该步长不是固定不变的。采用变步长，是为了自动完成收敛。最大步长(Max Step Time)限制了分析瞬态数据时的时间片的变化量。

仿真时，如果设计者并不确定所需输入的值，可选择默认值，从而自动获得瞬态分析用的参数。Start Time 一般设置为零。Stop Time、Step Time和Max Step Time与显示周期（Cy- cles Displayed)、每周期中的点数(Points Per Cycle)以及电路激励源的最低频率有关。如选中“Use Transient Defaults”选项，则每次仿真时将使用系统默认的设置。

在Altium Designer 6中设置瞬态分析的参数，可以执行菜单命令Design\\Simulate\\Mixed Sim，在弹出的仿真分析设置对话框左侧选择并打钩“Transient Analysis”选项，在右侧的瞬态分析/傅里叶分析参数设置对话框进行设置，如图6-19所示。

图6-19瞬态分析/傅里叶分析参数设置对话框

3. 傅里叶分析

傅里叶分析(Fourier Analysis)是计算了瞬态分析结果的一部分，得到基频、DC分量和谐波。不是所有的瞬态分析结果都用到，只用到瞬态分析终止时间之前的基频的一个周期。若PERIOD是基频的周期，FREQ为测量信号的频率，则PERIOD=1/FREQ，也就是说，瞬态分析至少要持续(1/FREQ)S。

如图6-19所示，要进行傅里叶分析，必须首先选中“Transient Analysis”选项，在右侧

169

对话框中，可设置傅里叶分析的参数。选中“Enable Fourier”复选框，则可以进行傅里叶分析，“Fourier Fundamental Frequency”用来设置傅里叶分析的基频，“Fourier Number of Harmonics”用来设置所需要的谐波数。傅里叶分析中的每次谐波的幅值和相位信息将保存在Filename.sim文件中。

4. 直流扫描分析直流扫描分析（DC Sweep Analysis）产生直流转移曲线。直流扫描分析将执行一系列的静态工作点的分析，从而改变前述定义的所选激励源的电压。设置中，可定义可选辅助源。在Altium Designer 6中设置直流扫描分析的参数，可以执行菜单命令Design\\Simulate\\Mixed Sim，在弹出的仿真分析设置对话框左侧选择并打钩“DC Sweep Analysis”选项，在右侧的直流扫描分析参数设置对话框进行设置，如图6-20所示。

图6-20直流扫描分析参数设置对话框

图6-20中的“Primary Source”定义了电路中的主电源，选中“Enable Secondary”选项可以使用从电源；“Primary/Secondary Start”、“Primary/Secondary Stop”和“Primary/Secondary Step”定义了主/从电源的扫描范围和步长。

5. 交流小信号分析交流小信号分析(AC Small Signal Analysis)将交流输出变量作为频率的函数计算出来。先计算电路的支流工作点，决定电路中所有非线性元件的线性化小信号模型参数，然后在设计者所指定的频率范围内对该线性化电路进行分析。

交流小信号分析所希望的输出通常是一个传递函数，如电压增益、传输阻抗等。

在Altium Designer 6中设置交流小信号分析的参数，可以执行菜单命令Design\\Simulate\\Mixed Sim，在弹出的仿真分析设置对话框左侧选择并打钩“AC Small Signal Analysis”选项，在右侧的交流小信号分析参数设置对话框进行设置，如图6-21所示。

170

图6-21交流小信号分析参数设置对话框

图6-21中的扫描类型(Sweep Type)和测试点数目(Test Points)决定了频率的增量。关于它们的定义见表6-1。

表6-1 扫描类型及测试点数的定义

扫描类型测试点数定义 Linear Decade Octave 扫描中线性递增的测试点总数扫描中每10次的测试点总数扫描中每10次的测试点总数

在进行交流小信号分析前，电路原理图必须至少包括一个交流源，并且该交流源已经适当设置过。

6. 噪声分析

噪声分析(Noise Analysis)是同交流分析一起进行的。电路中产生噪声的元件有电阻器和半导体元件，对每个元件的噪声源，在交流小信号分析的每个频率上计算出相应的噪声，并传送到一个输出节点，所有传送到该节点的噪声进行RMS(均方根)值相加，就得到了指定输出端的等效输出噪声。同时计算出从输入源到输出端的电压(电流)增益，由输出噪声和增益就可得到等效输入噪声值。

在Altium Designer 6中设置噪声分析的参数，可以执行菜单命令Design\\Simulate\\Mixed Sim，在弹出的仿真分析设置对话框左侧选择并打钩“Noise Analysis”选项，在右侧的噪声分析参数设置对话框进行设置，如图6-22所示。

171

图6-22噪声分析设置对话框

在该对话框中，可以设置噪声源(Noise Source)、起始频率(Start Frequency)、终止频率(Stop Frequency)、扫描类型(Sweep Type)、测试点数(Test Points)、输出节点(Output Node)和参考节点(Reference Node)等参数值。

7. 传递函数分析

传递函数分析：(Transfer Function Analysis)用来计算交流输入阻抗、输出阻抗以及直流增益。

在Altium Designer 6中设置传递函数分析的参数，可以执行菜单命令Design\\Simulate\\Mixed Sim，在弹出的仿真分析设置对话框左侧选择并打钩“Transfer Function Analysis”选项，在右侧的传递函数分析参数设置对话框进行设置，如图6-23所示。

172

图6-23传递函数分析对话框

Source Name中定义了参考的输入源；Reference Node设置了参考元的节点。 8. 扫描温度分析

扫描温度分析(Temperature Sweep Analysis)是和交流小信号分析、直流分析以及瞬态特性分析中的一种或几种相连的，该设置规定了在什么温度下进行仿真。如果设计者给了几个温度，则需要对每个温度做一遍所有的分析。

在Altium Designer 6中设置扫描温度分析的参数，可以执行菜单命令Design\\Simulate\\Mixed Sim，在弹出的仿真分析设置对话框左侧选择并打钩“Temperature Sweep”选项，在右侧的扫描温度分析参数设置对话框进行设置，如图6-24所示。

173

图6-24扫描温度分析对话框

Start/Stop Temperature定义了扫描的范围；Step Temperature定义了扫描的步幅。在仿真中，如果要进行扫描温度分析，则必须定义相关的标准分析。

扫描温度分析只能用在激活变量中定义的节点计算。 9. 参数扫描分析

参数扫描分析（Parameter Sweep Analysis）允许设计者以自定义的增幅扫描元件的值。参数扫描分析可以改变基本的元件和模式，但并不改变子电路的数据。

在Altium Designer 6中设置参数扫描分析的参数，可以执行菜单命令Design\\Simulate\\Mixed Sim，在弹出的仿真分析设置对话框左侧选择并打钩“Parameter Sweep”选项，在右侧的参数扫描分析设置对话框进行设置，如图6-25所示。

174

图6-25参数扫描分析对话框

在Sweep Variable(参数域)中输入参数，该参数可以是一个单独的标识符，如R1；也可以是带有元件参数的标识符，如Rl[resistance]，可以直接从下拉列表中选择。

“Primary (Secondary) Start Value”和“Primary (Secondary) Stop Value”定义了扫描范围；“Primary (Secondary) Step Value”定义了扫描步幅。我们可以在Sweep Type(扫描类别)项中选择扫描类型。如果选择了“Use Relative Value”选项，则将设计者输入的值添加到已存在的参数中或作为默认值。

10. 极点—零点分析

极点—零点分析(Pole-Zero Analysis)是针对设定的分析对象，分析其输入输出的信号，并获取其极点—零点的相关分析信息。

在Altium Designer 6中设置极点—零点分析的参数，可以执行菜单命令Design\\Simulate\\Mixed Sim，在弹出的仿真分析设置对话框左侧选择并打钩“Pole-Zero Analysis”选项，在右侧的极点—零点分析设置对话框进行设置，如图6-26所示。

175

图6-26极点—零点分析设置对话框

在该对话框中可设置输人节点(Input Node)、输入参考节点(Input Reference Node)、输出节点(Output Node)、输出参考节点(Output Reference Node)、传递函数类型(Transfer Function Type)和分析类型(Analysis Type)等参数值。

11. 蒙特卡罗分析

蒙特卡罗分析(Monte Carlo Analysis)又叫随机仿真方法，是使用随机数发生器按元件值的概率分布来选择元件，然后对电路进行模拟分析。蒙特卡罗分析可在元件模型参数赋予的容差范围内进行各种复杂的分析，包括直流分析、交流分析及瞬态特性分析。这些分析结果可用来预测电路生产时的成品率及成本。

在Altium Designer 6中设置蒙特卡罗分析的参数，可以执行菜单命令Design\\Simulate\\Mixed Sim，在弹出的仿真分析设置对话框左侧选择并打钩“Monte Carlo Analysis”选项，在右侧的蒙特卡罗分析参数设置对话框进行设置，如图6-27所示。

176

图6-27蒙特卡罗分析参数设置对话框

蒙特卡罗分析是在给定电路中各元件容差范围内的分布规律，然后用一组组的随机数对各元件取值。在Altium Designer 6中元件的分布规律有： Uniform平直的分布，元件值在定义的容差范围内统一分布。 Gaussian高斯曲线分布，元件值的定义中心值加上容差±3。 Worst Case与Uniform类似，只使用该范围的结束点。

蒙特卡罗分析参数设置对话框右侧的“Number of Runs”选项，用来为设计者定义仿真次数，如果定义10次，则将在容差允许范围内，每次运行将使用不同的元件值来仿真10次。设计者如果希望用一系列的随机数来仿真，则可设置“Seed”选项，该项的默认值为-1。蒙特卡罗分析的关键在于产生随机数。随机数的产生依赖于计算机的具体字长。用一组随机数取出一组新的元件值。然后就制定的电路模拟分析，只要进行的次数足够多，就可得出满足一定分布规律的、一定容差的元件，在随机取值下的整个电路性能的统计分析。

6.2.4进行电路仿真的一般步骤

采用Altium Designer 6进行电路混合信号仿真的步骤如图6-28所示。

设计原理图设置仿真环境及对象对原理图进行仿真分析结果

图6-28电路混合信号仿真的步骤

177

在仿真原理图文件前，该原理图文件必须包含所有所需信息。以下是为使仿真可靠运行而必须遵守的一些规则：

 所有的元件须定义适当的仿真元件模式属性。

 设计者必须放置和连接可靠的信号源，以便仿真过程中驱动整个电路。  设计者在需要绘制仿真数据的节点处必须添加网络标号。  如果必要，设计者要定义电路的仿真初始条件。设计仿真原理图的一般流程如图6-29所示。

调用仿真元件库选择仿真元件整理并连接原理图添加激励源设置节点的网络标号

图6-29设计仿真原理图的流程

下面简单介绍仿真原理图的设计，为此对于一般的操作将不作详细的介绍，可参阅本书中关于原理图设计的章节。 1. 调用元件库

在Altium Designer 6中，默认的原理图库包含在一系列的设计数据库中，每个数据库中都有数目不等的原理图库。设计中，一旦加载数据库，则该数据库下的所有库都将列出来。原理图仿真用的元件在Altium Designer 6安装目录的\\Library\\Simulation中，如图6-30所示。

178

图6-30仿真元件库

当仿真用元件库加载后，就能从元件库管理器中选择调用所需要的仿真元件。 2. 选择仿真用元件

为了执行仿真分析，原理图中放置的所有元件都必须包含特别的仿真信息，以便仿真器正确对待放置的所有部件。一般情况下，原理图中的部件必须引用适当的Spice元件模型。创建仿真用原理图的简便方法是使用Altium Designer 6仿真库中的元件。Altium Designer 6提供的仿真元件库是为仿真准备的。只要将它们放到原理图上，该元件将自动地连接到相应的仿真模型文件上。在大多数情况下，设计者只需从仿真库中选择一个元件，设定它的值，就可以进行仿真了。每个元件包含了Spice仿真用的所有信息，包括标号前缀信息和多部分引脚的映射。Spice支持很多其他的特性，允许设计者更精确地塑造元件行为。另外，Altium Designer 6还为大部分元件生产公司的常用元件制作了标准元件库，这些元件大部分都定义了仿真属性，只要调用这些元件，就可以进行仿真分析。如果仿真检查时发现元件没有定义仿真属性，则设计者应该为其定义仿真属性。

通常，在进行电路仿真中，可以直接选择仿真用原理图元件。在绘制仿真原理图时，必须为原理图添加下面的元件或网络：

激励源：给所设计电路一个合适的激励源，以便仿真器进行仿真。

网络标号：设计者在需要观测输出波形的节点处定义网络标号，以便于仿真器的识别。 3. 检查仿真原理图

在设计完原理图后，首先对该原理图进行ERC检查，如有错误，返回原理图设计；接着，设计者就需要对该仿真器设置，决定对原理图进行何种分析，并确定该分析采用的参数。如果设置不正确，仿真器可能在仿真前报告警告信息，仿真后将仿真过程中的错误写在Filename.err 文件中。

仿真完成后将输出一系列的文件，供设计者对所设计的电路进行分析。具体的输出文件和步骤见下面的实例。

179

6.3 电路仿真实例

6.3.1 模拟电路仿真实例

下面以模拟电路中常见的共射极放大电路为例，详细介绍在Altium Designer 6的仿真环境下进行电路仿真的方法和步骤。

1. 生成原理图文件

这是进行仿真的基础和前提。在此实例中，采用如图6-31所示的共射极放大电路。这是一个简单的共射极放大电路。直流电源12V，输入幅值为10mV，频率为1000Hz的正弦信号源。选择测试点为Q1的基极电位VB和集电极电位VC，输入信号Vi和输出信号Vo。

图6-31共射极放大电路

2. 仿真器的设置

执行Design\\Simulate\\Mixed Sim命令，得到电路仿真分析设置对话框。在本次仿真中，采用如图6-32所示的仿真设置，即分别设置静态工作点分析和瞬态特性分析参数，对这两种模拟信号特性进行分析，并对Vi、VB、VC、Vo网络的信号进行仿真分析。

180

图6-32仿真器设置

设置完以后，单击【OK】按钮开始仿真。 3. 仿真器将输出仿真结果

仿真器的输出文件类型为“*.sdf”文件，“*.sdf”文件为输出波形的显示，图6-33为瞬态仿真波形显示。

181

图6-33瞬态仿真波形显示

如果需要参看静态工作点分析结果，可以单击图左下角的“Operating Point”标签，输出结果如图6-34。

图6-34输出结果

关于原理图的其他仿真，在此不一一列举，读者可借助上述的例子和步骤自行加以研究。

4. 设计者通过仿真完善原理图的设计

仿真器输出了一系列的波形，设计者借助这些波形，可以很方便地发现设计中的不足和问题，从而不必经过实际的制板就可以完全了解所设计原理图的电气特性。

6.3.2数字电路仿真实例

在实际应用中，除了模拟电路外，还有数字电路和数字模拟混合电路。与模拟电路不同，在数字电路中，设计者主要关心的是各数字节点的逻辑状态(也称逻辑电平)。

数字节点就是仅与数字电路元件相连的节点，仿真该电路的结果就是计算电路中各个节点的值，对于数字节点，这些值就是逻辑电平(如“1”、“0”、“x”)。

大多数的数字电路元件有两种模型：第一种是计时模型，它描述元件的计时特性；第二种模型是I/O模型，它描述元件的输入/输出特性，有几个特殊的数字电路元件仅有I/O模型。数字电路元件所起的作用与电阻等在模拟电路中所起的作用相似，每个元件有一个或多个输入及一个或多个输出，而且有些元件(如触发器)有记忆功能。数字电路元件的计时特性是由计时模型和I/O模型共同决定的，计时模型用来设置如建立和持续时间那样的时间约束条件，传播延迟设置为计时模型中的延迟与由电路负载所决定的附加延迟之和，对于每个元件，其负载延迟由其负载及引线电容共同决定。

1. 绘制原理图。

在本例中，采用如图6-35所示的计数译码显示电路。

182

图6-35 计数译码显示电路

2. 仿真器的设置。与上例不同的是，数字模拟混合电路将不进行静态工作点的分析。在此仅选择瞬态分析，其他的分析与此操作类似,只需在电路仿真分析设置对话框左侧勾选分析类型,在电路仿真分析设置对话框右侧进行设置即可。仿真器设置如图6-36和图6-37所示。

图6-36仿真器设置

183

图6-37瞬态分析设置

3. 设置完毕后单击【OK】按钮，系统就会进行仿真电路的信号仿真，仿真器输出的仿真结果保存为“*.sdf”的波形文件。

通过该文件的波形显示，可以更清楚地了解原理图电路的时序关系。各节点的瞬态分析的仿真波形显示如图6-38所示。

图6-38各节点瞬态分析波形

通过上述的波形，设计者不必通过元件的连接就可以知道各部分的时序关系。从而得以检查所设计电路与所期望的电路功能是否一致，以便对设计的原理图进行修改完善。

184

小结

本章主要讲述Altium Designer 6中仿真工具的设置和使用，以及电路仿真的基本方法。Altium Designer 6提供了比较方便的电路仿真方式，设计者通过该仿真程序可以在制板前发现原理图设计中可能存在的问题，减少重复设计的可能性。

习题

1. Altium Designer 6为设计者提供了哪几个专用的仿真元件库？

2.仿真初始状态的设置有什么意义？如何设置？

3. Altium Designer 6仿真器可进行哪几种仿真设置与分析？其中瞬态分析的主要内容是什么？

4.进行电路仿真的基本流程是什么？为了使仿真可靠运行，而需遵循的规则是什么？ 5.请绘制如图6-39所示的直流稳压电路仿真原理图，并对IN和OUT信号进行仿真。

图6-39直流稳压电路

185

因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容

查看全文