2.4　综合演练——主机电路

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本节通过一个具体的实例来完整、全面地向读者展示如何使用原理图编辑器来完成电路的设计工作。

① 启动Altium Designer 20，打开“Projects（工程）”面板，在“Project Group 1.DsnWrk”选项上单击右键弹出快捷菜单，选择“Add New Project”命令，弹出“Create Project”对话框，创建一个工程文件，则在“Projects（工程）”面板中出现新建的工程文件，系统提供的默认文件名为“PCB_Project.PrjPcb”，如图2-68所示。

图2-68　新建工程文件

② 在工程文件“PCB_Project.PrjPcb”上右击，在弹出的快捷菜单中选择“Save As”命令，在弹出的保存为文件对话框中输入文件名“CPU.PrjPcb”，并保存在指定的文件夹中。此时，在“Projects（工程）”面板中，工程文件名变为“CPU.PrjPcb”。该工程中没有任何内容，可以根据设计的需要添加各种设计文档。

③ 在工程文件“CPU.PrjPcb”上右击，在弹出的快捷菜单中选择“添加新的…到工程”→“Schematic（原理图）”命令。在该工程文件中新建一个电路原理图文件，系统默认文件名为“Sheet1.SchDoc”。在该文件上右击，在弹出的快捷菜单中选择“Save As”命令，在弹出的保存文件对话框中输入文件名“CPU.SchDoc”。此时，在“Projects（工程）”面板中，工程文件名变为“CPU.SchDoc”，如图2-69所示。在创建原理图文件的同时，也就进入了原理图设计系统环境。　

图2-69　创建新原理图文件

④ 打开“Properties（属性）”面板，如图2-70所示，对图纸参数进行设置。将 “Sheet Size（图纸的尺寸及标准风格）”设置为“A4”，“Orientation（放置方向）”设置为“Landscape”（水平），“Title Block（标题块）”设置为“Standard（标准）”，“Font”设置为“Arial”，大小设置为“10”，其他选项均采用系统默认设置。

图2-70　“Properties（属性）”面板

⑤ 在“Components（元件）”面板右上角单击按钮，在弹出的快捷菜单中选择“File-based Libraries Preferences（库文件参数）”命令，系统将弹出如图2-71所示的“Available File-based Libraries（可用库文件）”对话框。

图2-71　“Available File-based Libraries（可用库文件）”对话框

在该对话框中单击按钮，打开相应的选择库文件对话框。在该对话框中选择确定的库文件夹自带元件库“8051.SchLib”及系统库文件“Miscellaneous Devices.IntLib”“Miscellaneous Connectors.IntLib”，单击按钮，关闭该对话框。

提示

在绘制原理图的过程中，放置元件的基本原则是根据信号的流向放置，从左到右，或从上到下。首先应该放置电路中的关键元件，然后放置电阻、电容等外围元件。

在本例中，图纸上信号的流向是从左到右，关键元件包括单片机芯片、地址锁存芯片、扩展数据存储器。

⑥ 放置单片机芯片。打开“Available File-based Libraries（可用库文件）”对话框，在当前元件库下拉列表框中选择“8051.SchLib”，在过滤条件组合框中输入“8051”，如图2-72所示。双击“8051”器件，将选择的单片机芯片放置在原理图中。

图2-72　选择单片机芯片

⑦ 放置扬声器。这里使用的扬声器所在的库文件为“Miscellaneous Devices.IntLib”，打开“Available File-based Libraries（可用库文件）”对话框，在当前元件库下拉列表框中选择“Miscellaneous Devices.IntLib”，在元件列表中选择“Speaker”，如图2-73所示。双击“Speaker”器件，将选择的扬声器芯片放置在原理图中。

图2-73　选择扬声器芯片

⑧ 放置晶体管。这里使用的晶体管所在的库文件为“Miscellaneous Devices.IntLib”，在当前元件列表中选择“2N3904”，如图2-74所示。双击“2N3904”器件，将选择的晶体管芯片放置在原理图中。

图2-74　加载晶体管芯片

⑨ 放置排针芯片。这里使用的排针是1排9针，该芯片所在的库文件为“Miscellaneous Connectors.IntLib”。打开“Available File-based Libraries（可用库文件）”对话框，在当前元件库下拉列表框中选择“Miscellaneous Connectors.IntLib”，在元件列表中选择“Header 9”，如图2-75所示。双击“Header 9”器件，将选择的排针芯片放置在原理图中。

图2-75　加载排针芯片

提示

在放置过程中按〈Space〉键可旋转芯片，按〈X〉或〈Y〉键可使芯片分别关于X、Y轴对称翻转。

按照上面的方法加载1排3针的排针符号“Header 3”。

⑩ 放置外围元件。在本例中，采用一个晶振元件、两个匹配电容、一个电阻和极性电容构成局部电路，这些元件都在库文件“Miscellaneous Devices.IntLib”中。打开“Libraries（库）”面板，在当前元件库下拉列表框中选择“Miscellaneous Devices.IntLib”，在元件列表中选择电容“Cap”、电阻“Res2”、极性电容“Cap Pol2”、晶振“XTAL”，并一一放置，如图2-76所示。

图2-76　放置元件

⑪ 元件布局。在图样上放置元件之后，再对各个元件进行布局。按住并拖动选中的元件，元件上显示十字光标，表示选中元件，拖动鼠标至对应位置放开，完成元件定位。用同样的方法调整其余元件的位置，完成布局后的原理图如图2-77所示。

图2-77　元件布局

知识链接——编辑元件属性命令

如何编辑元件属性命令在后面的章节中会详细讲述。

⑫ 设置元件属性。双击元件打开元件属性设置面板，如图2-78所示为8051芯片的属性设置面板。其他元件的属性设置采用同样的方法，这里不再赘述。设置元件属性后的原理图如图2-79所示。

图2-78　设置芯片属性

图2-79　设置元件属性后的原理图

⑬ 放置电源和接地符号。单击“布线”工具栏中的“VCC 电源端口”按钮和 “GND接地端口”按钮，放置原理图符号，结果如图2-80所示。

图2-80　放置原理图符号

⑭ 连接导线。单击“布线”工具栏中的“线”按钮，根据电路设计的要求把各个元件连接起来，如图2-81所示。

图2-81　连接导线

⑮ 放置网络标签。在本例中，单片机芯片与局部电路的连接采用了设置网络标签的方法。选择“放置”→“网络标签”命令，或单击“布线”工具栏中的“网络标签”按钮，如图2-82所示。

图2-82　放置网络标签

提示

对于难以用导线连接的元件，应该采用设置网络标签的方法，这样可以使原理图结构清晰，易读易修改。

⑯ 放置No ERC测试点。选择“放置”→“指示”→“通用No ERC标号”命令，或单击“布线”工具栏中的“通用No ERC标号”按钮。放置后的原理图如图2-83所示。

图2-83　放置No　ERC测试点

提示

对于用不到的、悬空的引脚，可以放置No ERC测试点，让系统忽略对此处的ERC检查，从而不会产生错误报告。

至此，原理图的设计工作暂时告一段落。如果需要进行PCB的设计制作，还需要对设计好的电路进行电气规则检查和对原理图进行编译，这将在后面的章节中通过实例进行详细介绍。

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