【嵌入式開發(fā)-AD19】六文搞定Altium Designer-第一章：AD介紹及原理圖庫的創(chuàng)建

在文章的開頭我想首先簡單介紹一下國產(chǎn)全免費(fèi)EDA軟件，嘉立創(chuàng)EDA。嘉立創(chuàng)EDA擁有網(wǎng)頁版和安裝版兩種模式，網(wǎng)頁版可以實(shí)現(xiàn)工程的多端同步、可以創(chuàng)建工程小組并分配相應(yīng)的權(quán)限，非常方便。

如果是簡單的愛好者，我非常推薦使用嘉立創(chuàng)EDA完成相應(yīng)的工程，同時(shí)嘉立創(chuàng)每月還提供免費(fèi)打樣的活動，大家可以多多了解！

目錄

【嵌入式開發(fā)-AD19】六文搞定Altium Designer-第一章

一、軟件的安裝及中英文切換

二、AD的工程組成

2.1、原理圖庫

2.2、原理圖

2.3、PCB庫

2.4、PCB

2.5、集成庫

三、如何創(chuàng)建元件模型（電阻容模型、IC類元件、排針類元件、光耦及二極管元件）

3.1、注意事項(xiàng)

3.2、電阻容模型

3.3、IC類元件模型

3.4、排針類元件模型

3.5、光耦及二極管元件模型

四、如何通過已有原理圖調(diào)用元件模型

一、軟件的安裝及中英文切換

這里我提供Altium Designer 2019的百度云下載鏈接：百度網(wǎng)盤 請輸入提取碼

軟件的安裝教程及中英文切換大家可以參考這篇文章：Altium Designer 19安裝教程

二、AD的工程組成

一個完整的AD工程主要包含四大部分，分別為原理圖庫（元件庫）、原理圖、PCB庫（封裝庫）和PCB。下面分別介紹一下四個部分。

2.1、原理圖庫

原理圖庫，也稱為元件庫。文件的后綴為 .SchLib ，在該文件中可以畫原理圖中我們所需要的而在現(xiàn)有的庫文件中沒有的某些元器件的原理圖，比如某些芯片、運(yùn)放的原理圖。

原理圖庫中器件的原理圖其存在的目的僅僅是為了構(gòu)建正確的原理圖，表明原理圖中各個器件的電氣連接關(guān)系，因此，同一個器件其原理圖可以畫成不同的樣子，其大小形狀等沒有嚴(yán)格的限制，只要能正確表明其電氣特性即可。

在AD提供的庫文件中點(diǎn)擊相應(yīng)器件就可以看到該器件的原理圖。如下圖所示：

2.2、原理圖

原理圖就是表示電路板上各器件之間連接原理的圖表，原理圖繪制的前提是擁有所需的原理圖庫，同樣原理圖中僅需要表現(xiàn)出各器件之間的電氣連接關(guān)系即可，無需體現(xiàn)出實(shí)際器件的放置位置和大小形狀。

PCB布線是基于原理圖實(shí)現(xiàn)的，通過對原理圖的分析可以確定器件的合理位置和PCB板的大致層數(shù)等信息。

在AD中為實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，提供了層次化原理圖的設(shè)計(jì)方法，這種方法可以將一個龐大的系統(tǒng)電路作為一個整體項(xiàng)目來設(shè)計(jì)，而根據(jù)系統(tǒng)功能所劃分出的若干個電路模塊，則分別作為設(shè)計(jì)文件添加到該項(xiàng)目中。這樣就把一個復(fù)雜的大型電路原理圖設(shè)計(jì)變成了多個簡單的小型電路原理圖設(shè)計(jì)，層次清晰，設(shè)計(jì)簡便。感興趣的話大家可以參考這篇文章：Altium Designer電路設(shè)計(jì)與仿真之五：層次化原理圖的設(shè)計(jì) - 知乎

2.3、PCB庫

PCB庫，也稱為封裝庫。文件的后綴為 .PcbLib ，在該文件中可以畫各個器件的封裝。所謂的封裝實(shí)際上就是各個器件的實(shí)物圖，對于PCB而言，我們最終需要在上面焊接各個器件，器件的大小是固定的，引腳排列以及封裝形式也是固定的，因此在畫封裝庫時(shí)不能像畫原理圖庫那樣隨便，畫封裝庫必須按照嚴(yán)格的尺寸去畫。

也就是說，在畫原理圖庫時(shí)，我們想怎么畫就怎么畫，只要自己覺得舒服并能正確構(gòu)建原理圖就可以；而在畫封裝庫時(shí)，必須按照數(shù)據(jù)手冊中提供的器件的尺寸去畫各個器件的封裝。

另外，還需注意，原理圖中以及原理圖庫中每個器件都有對應(yīng)的封裝，有些器件比如貼片電感、貼片電容，盡管它們的原理圖不同，但是可以使用同一個封裝0805。

在AD提供的庫文件中點(diǎn)擊某些器件就可以看到該器件的封裝（2D和3D視圖可以相互轉(zhuǎn)換）。如下圖所示：

2.4、PCB

PCB就是印刷電路板，就是我們最終拿到手上的板子，PCB有雙層、三層······，層數(shù)越多，PCB的繪制與制造工藝就越復(fù)雜。

在AD中繪制PCB我們需要合理放置元器件的位置、合理布線等等，這些內(nèi)容在后面的章節(jié)中我會繼續(xù)介紹。本小節(jié)我想介紹一下AD在繪制PCB時(shí)各層的含義，初學(xué)者總會被下面的各種各樣的層弄得眼花繚亂，如下圖所示，而一般教程又很少會涉及。

• 頂層信號層（Top Layer）

又稱為元件層，主要用來放置元器件，對于雙層板和多層板可以用來布置導(dǎo)線或覆銅。

• 底層信號層（Bottom Layer）

又稱為焊接層，主要用于布線及焊接，對于雙層板和多層板可以用來放置元器件。

• 機(jī)械層（Mechanical Layers）

用于記錄有關(guān)制板和裝配方法的指示性信息，如PCB的外形尺寸、尺寸標(biāo)記、數(shù)據(jù)資料、過孔信息、裝配說明等信息。

• 頂層絲印層（Top Overlay）

用于標(biāo)注元器件的投影輪廓、元器件的標(biāo)號、標(biāo)稱值或型號以及各種注釋字符。

• 底層絲印層（Bottom Overlay）

與頂層絲印層相同，若所有標(biāo)注在頂層絲印層都已經(jīng)包含，底層絲印層可關(guān)閉。

• 頂層助焊層（Top Paste）、底層助焊層（Bottom Paste）

用來控制制板時(shí)不覆蓋綠油的區(qū)域，包括焊盤的位置，一些關(guān)鍵信號的測試點(diǎn)等等。在這些位置不能覆蓋綠油，以便能漏出焊盤。

若在焊盤的位置不包含Top Solder層，則焊盤會蓋上綠油，在手動焊接元器件時(shí)需要先磨掉綠油才能成功焊接。在AD中一般無需額外操作，放置焊盤之后便會自動創(chuàng)建助焊層。

• 頂層阻焊層（Top Solder）、底層阻焊層（Bottom Solder）

阻焊層就是PCB板上需要覆蓋綠油的區(qū)域，綠油就是在焊盤和測試點(diǎn)以外的各部位覆蓋的涂料，用于阻止這些部位上錫。

但是由于其為負(fù)片輸出，即不選取的區(qū)域刷綠油，選取的區(qū)域不刷綠油，所以又被稱為“開窗”。

我們需要合理理解助焊層和阻焊層之間的區(qū)別，并不是說助焊層負(fù)責(zé)上錫，阻焊層負(fù)責(zé)上綠油，以上的解釋只是我們拿到PCB之后能夠直觀地看到的區(qū)域。

對于加工工廠而言，助焊層實(shí)現(xiàn)的是鋼網(wǎng)開孔，開孔的位置在刷錫膏時(shí)會漏掉，就恰好確定了焊盤的所在地；阻焊層則實(shí)現(xiàn)的是確定“開窗”區(qū)域。如下圖過孔所示

• 禁止布線層（Keep Out Layer）

用于定義在電路板上能夠有效放置元件和布線的區(qū)域。在該層可自行繪制一個封閉區(qū)域作為布線有效區(qū)，在該區(qū)域外不能自動布局和布線。

• 過孔鉆孔層（Drill Drawing）

按X 、Y 軸的數(shù)值定位，畫出的整塊PCB板所需鉆孔的位置圖（焊盤和過孔的位置）。

• 過孔引導(dǎo)層（Drill Guide）

用于提供PCB板制造過程中的鉆孔信息（焊盤和過孔的基本信息）。

• 多層（Multi Layer）

PCB板上焊盤和過孔需要穿透整個PCB板，與不同的層建立電氣連接關(guān)系，因此AD中設(shè)置了一個抽象層Multi Layer（多層）。

焊盤與過孔都要放置在多層上，若關(guān)閉多層，焊盤與過孔就無法顯示。

2.5、集成庫

文件的后綴為 .IntLib ，在該文件實(shí)際上就是將原理圖庫和封裝庫結(jié)合在了一起。在該庫中的器件，既有其原理圖又有其封裝。

三、如何創(chuàng)建元件模型（電阻容模型、IC類元件、排針類元件、光耦及二極管元件）

首先創(chuàng)建AD工程，工程創(chuàng)建完成之后添加原理圖庫、PCB庫、原理圖和PCB至工程文件中，如下圖所示。

若要在原理圖庫中創(chuàng)建元件模型，首先雙擊打開原理圖庫，隨后在右下角的Panels面板選項(xiàng)中切換為SCH Library面板。

切換完成之后的SCH Library面板如下圖所示，主要有三大區(qū)域，首先在①處添加元件，之后在②處繪制元件的原理圖，繪制完成之后在③處可以修改元件的屬性，Design Item ID為元件的名稱，Designator為元件的標(biāo)號（設(shè)置為R?之后在原理圖中放置時(shí)標(biāo)號可以自動增加），Comment為元件值，Description為自己對元件的簡單介紹。

3.1、注意事項(xiàng)

• 在原理圖庫中繪制的元件是其在原理圖上的表現(xiàn)形式，主要由元件邊框、管腳（包括管腳序號和管腳名稱）、元件名稱和元件說明組成，通過放置的管腳來建立電氣連接關(guān)系。

雖然對于元件的原理圖的大小、形狀等不一定要與實(shí)物完全一樣，但是對于管腳序號和名稱則一定要嚴(yán)格與元件規(guī)格書中的說明一一對應(yīng)。

• 在放置管腳時(shí)，可以注意到管腳的一端有四個白色的小點(diǎn)，代表該端點(diǎn)為電氣連接點(diǎn)，具有電氣屬性。在原理圖中使用導(dǎo)線連接至該管腳時(shí)，必須連接至電氣連接端點(diǎn)，這樣原理圖在檢查時(shí)才不會報(bào)錯。

上圖中位于管腳上方的標(biāo)號是管腳序號，位于管腳右側(cè)的則是管腳名稱，一般管腳序號必須保留，管腳名稱在非必要時(shí)可以隱藏，如下操作：首先選中對應(yīng)管腳，之后在右側(cè)其屬性Properties中將Name設(shè)置為不可見即可。

• 在繪制元件時(shí)，若柵格過大則不宜繪制出美觀的元件模型，此時(shí)可以在菜單欄的視圖→柵格→設(shè)置捕捉柵格中修改柵格大小。PS：1mil=0.0254mm

3.2、電阻容模型

電阻容元件模型的創(chuàng)建比較簡單，只需要用到線段和管腳。

需要注意的是，當(dāng)管腳數(shù)目較少時(shí)，可以通過復(fù)制完成管腳的繪制。將鼠標(biāo)放在已放置好的1號引腳上，按住Shift鍵可以對其進(jìn)行復(fù)制，在拖動中可以同時(shí)按空格鍵對其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

電阻模型

電容模型

3.3、IC類元件模型

IC（Integrated Circuit）元件就是集成電路元件，俗稱芯片，它采用一定的工藝把一個電路中所需的晶體管、二極管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起，制作在一小塊或幾小塊半導(dǎo)體晶片或介質(zhì)基片上，然后封裝在一個管殼內(nèi)，成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu)。

所以在原理圖中我們并不需要知道這類元件的具體組成，只需要正確繪制管腳即可。

下圖繪制的是MIC29302元件：

1、首先需要繪制元件的邊框，利用矩形可以快速創(chuàng)建，在繪圖工具欄中右擊線條工具，選擇矩形；之后就可以在繪圖區(qū)繪制矩形元件邊框，也可以調(diào)整矩形元件邊框的大小。

2、其次要放置元件的管腳，放置方法不再贅述，這里我講一下如何調(diào)整管腳名稱的方向。默認(rèn)管腳名稱的方向如下圖所示，雖然不是錯誤，但是影響美觀和可讀性，這就要求我們調(diào)整管腳1、3名稱的方向。

首先選中待調(diào)整的管腳，在右側(cè)的屬性欄中下拉找到Font Setting（文字設(shè)置）選項(xiàng)，在Name（管腳名稱）中調(diào)整Orientation由0°變?yōu)?0°，即可得到后圖所示的效果。

調(diào)整之后的結(jié)果

3.4、排針類元件模型

對于排針類元件其引腳數(shù)目一般較多，一個一個放置比較繁瑣，這時(shí)可以使用陣列粘貼。以下圖22腳排針元件為例。

1、首先在繪制區(qū)內(nèi)繪制一個矩形作為元件邊框，放置并選中管腳1，使用Ctrl+C復(fù)制管腳1，之后在菜單欄中選擇編輯→陣列式粘貼，之后便會跳出后圖所示的彈窗。

2、由于一側(cè)一共有11個管腳，所以左側(cè)只需要再放置10個管腳即可，故將對象數(shù)量修改為10。

同側(cè)管腳號和管腳名稱遞增量均為2，這里主增量和次增量分別對應(yīng)管腳號和管腳名稱遞增量，因此均改為2。

管腳方向?yàn)楣苣_1垂直向下（負(fù)）的方向，我的柵格大小為100mil，所以這里將垂直修改為-100mil。

3、修改完成之后在繪圖區(qū)任意位置單擊，即可放置粘貼對象。

4、放置管腳之后我們發(fā)現(xiàn)管腳并沒有對齊于管腳1，這里可以使用快捷鍵快速調(diào)整。

首先全選所有管腳，之后再英文鍵盤下點(diǎn)擊A，選擇右對齊（R）即可快速對齊，如后圖所示。

5、這樣就是用陣列粘貼快速創(chuàng)建了一側(cè)的管腳，另一側(cè)的管腳同理可以得到。

3.5、光耦及二極管元件模型

下圖是二極管元件

對于二極管元件模型可以在繪圖工具欄中將線段修改為多邊形，就可以通過確定三點(diǎn)的位置繪制三角形。

在繪制完成之后選中三角形，在右側(cè)的Properties屬性欄中，Border可以修改三角形邊框的粗細(xì)以及顏色，勾選Fill Color則內(nèi)部有填充顏色，勾選Transparent則內(nèi)部無填充顏色。

下圖是光耦元件

由上圖可知，光耦元件是由二極管、三極管和管腳組成的，首先要畫出每一部分的元件，之后再將其于管腳連接起來。

對于線段，可以選中后在其Properties屬性框中修改，Line修改線寬和顏色，Line Style修改線性（實(shí)線、虛線、點(diǎn)線等），Start Line Shape和End Line Shape修改線端和線尾的形狀，Line Size Shape修改線端和線尾形狀的大小。

四、如何通過已有原理圖調(diào)用元件模型

打開已有的原理圖文件，在菜單欄中選擇設(shè)計(jì)→生成原理圖庫，此時(shí)會自動創(chuàng)建一個同名的.SchLib文件，在該原理圖庫中包含該原理圖中所使用的全部元件模型。我們可以選擇需要的模型復(fù)制到自己創(chuàng)建的原理圖庫中，也可以在下圖中框選的區(qū)域切換至對應(yīng)原理圖庫進(jìn)行原理圖繪制。

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