第4章 电路原理图的设计

第4章电路原理图（电路图）的绘制本章学习目标本章主要讲述三端稳压电源原理图的绘制过程，以达到以下学习目标：理解原理图的一般设计流程和基本原则。掌握电路图元件库的安装与卸载。掌握电路图中元件的搜索方法。掌握电路图的整体编辑。掌握原理图的编译与各种报表的输出。4.1原理图的一般设计流程和基本原则1.原理图的一般设计流程新建原理图设置图纸载入原理图库放置元件元件位置调整连线添加其它电气符号检查和修改打印和报表输出2.原理图的设计的基本原则1.以模块化和信号流向为原则摆放元件，使设计的原理图便于电路功能和原理分析。2.同一模块中的元件尽量靠近，不同模块中的元件稍微远离。3.不要有过多的交叉线、过远的平行连线。充分利用总线、网络标号和电路端口等电气符号，使原理图清晰明了。4.2.1新建原理图文件1.创建工程文件。执行菜单命令【File】/【New】/【PCBProject】，新建一个工程文件。2.执行菜单命令【File】/【SaveProject】，将新建工程文件保存为“原理图.PRJPCB”。3.执行菜单命令【File】/【New】/【Schematic】，新建一个原理图文件。4.单击工具栏中的按钮，弹出文件保存对话框，将新建原理图文件保存为“原理图.SchDoc”。4.2原理图的编辑环境设置新建的工程文件和原理图文件新建的工程文件新建的原理图文件4.2.2设置图纸1.设置图纸属性。执行菜单命令【Design】/【Option…】4.3加载和卸载元件库4.3.1原理图元件库介绍绘制原理图就是将代表实际元件的电气符号（既原理图元件）放置在原理图图纸中，并用具有电气特性的导线或网络标号将其连接起来的过程。AltiumDesigner为了实现对众多原理图元件的有效管理，它按照元件制造商和元件功能进行分类，将具有相同特性的原理图元件放在同一个原理图元件库中，并全部放在AltiumDesigner安装文件夹的Library文件夹中。4.3.2加载元件库1.打开库文件面板。在工作区右侧（或右下方）单击【Libraries】标签，即可打开库文件面板，如右图所示。元件库按钮2.打开添加、移除元件库对话框单击库文件面板中的【Libraries…】元件库按钮，弹出如图所示的添加、移除元件库对话框已添加的元件库列表3.添加元件库在添加、移除元件库对话框中单击【AddLibrary…】（安装）添加元件库按钮，弹出选择元件库对话框，如图所示提示：AltiumDesigner的常用元件库默认保存在安装盘的:\ProgramFiles\AltiumDesigner\Library目录下。4.新添加的元件库新添加的元件库若不知道元件属于哪个库，可以通过“查找…”按钮来实现。选用新添加的元件库单击添加、移除元件库对话框中的【Close】关闭按钮，回到库文件面板中，可以看到当前元件库下拉列表框中已经有了刚添加的元件库“STMemoryEPROM16-512Kbit.IntLib”，如图所示。4.3.3卸载元件库如果想将已经添加的元件库卸载，可以在添加/移除元件库对话框中，选中要卸载的元件库名后，单击【Remove】（卸载）按钮即可。注意：卸载元件库并不是删除元件库，卸载元件库只是将该元件库从当前已添加元件库列表中移除，该库仍然保存在AltiumDesigner的元件库文件夹中，下次需要时仍可加载进来使用。4.4三端稳压电源的原理图绘制经过分析，插座JP1、JP2的原理图元件位于常用接插件杂项集成库MiscellaneousConnectors.IntLib中，而其它的原理图元件位于常用元件杂项集成库MiscellaneousDevices.IntLib中，系统默认情况下，已经载入了以上二个常用元件库，但是，如果要载入其它元件库，或者使用过程中移除了该库，则必须加载元件库。VinVoutGND7805VR1100mHL1250V/2AF1D1D2D3D412JP112JP21000uFC11000uFC41000pFC21000pFC312DS11KR14.4.1放置原理图元件并设置属性1.将图纸放大并移动到适当位置（1）图纸显示比例的调节【PageUp】键:每按一次，图纸的显示比例放大一次，可以连续操作，并可在元件的放置过程中操作。【PageDown】键：每按一次，图纸的显示比例缩小一次，可以连续操作，并可在元件的放置过程中操作。【End】键：每按一次，图纸显示刷新一次。【Ctrl】+【PageDown】键：二个按键同时按下，可以显示图纸上的所有图件。（2）图纸位置的移动上下移动滑块左右移动滑块2.打开库文件面板，选择所需的元件库例：放置二极管经过前面的分析，二极管的原理图元件位于常用元件杂项集成库MiscellaneousDevices.IntLib中，因此在库文件面板中选择MiscellaneousDevices.IntLib库。3.找到原理图元件在库文件面板中浏览原理图元件，找到二极管的原理图元件，如图所示。提示：为了加快寻找的速度，可以使用关键字过滤功能，由于二极管的原理图元件名称为Diode，因此可以在关键字过滤栏中输入Diode或Dio*（*为通配符，可以表示任意多个字符）。既找到所有含有字符Dio的元件。关键字过滤过滤后的元件常用元件的关键字DIO:二极管CAP：电容RES：电阻PNP：PNP型三极管NPN：NPN型三极管电路原理图常见两个元件库一、MiscellaneousDevices.IntLib库是最常用的器件库，有最基本的电子元件。电阻：标准的电阻Res1，Res2电阻排(集成电阻器)ResPack1，ResPack2，ResPack3，ResPack4三端口可变电阻Rpot1，Rpot2可变电阻ResAdj1,ResAdj2电阻桥ResBridge特殊电阻:热敏电阻ResVaristor,湿敏电阻ResThermal,压控电阻ResTap,半导体电阻ResSemi电容：无极性电容CAP有极性电容CapPol1，CapPol2,CapPol3可变电容CapVar馈能电容CapFeed电感：普通Inductor石英晶振：Crystal(XTAL)二极管：Diode,稳压二极管DZener,变容二极管DVaractor遂道二极管DTunnel三极管：NPN，PNP,达林顿管NPN1~3,PNP1~3场效应管：MOSFETN，MOSFETP，JFETN，JFETP等发光二极管：LED发光数码管：DPY跳线：Jumper三端稳压器：VoltReg保险丝：Fuse1，Fuse2继电器：单刀单掷RELAY-SPST单刀双掷RELAY-SPDT双刀单掷RELAY-DPST双刀双掷RELAY-DPDT话筒：Mic1，Mic2开关：拨码开关SWDIP按键SW-PB其他开关SW变压器：Trans，电桥：Brideg1，Brideg2扬声器:Speaker模数转换ADC-8数模转换DAC-8天线Antenna电灯Lamp电铃Bell蜂鸣器Buzzer稳压管Dschottky单结晶体管UJT-(P/N)三端双向可控硅开关Triac可控硅整流器Scr光敏二极管Photosen光敏三极管PhotoPNP/NPN光耦(发光二极管+光敏二极管型):Optoisolator1,Optoisolator2光电隔离开关(发光二极管+三端可控硅型):OptoTRIAC运算放大器Opamp表头Meter电池：Battery缓冲器：BUFFER二、MiscellaneousConnectors.IntLib电气插座:Socket高频线接插器:BNC电气插头:Plug耳机插座：Phonejack各种管脚的插头连接器等HEADER，CON，MHDRISA插座CONEISAE鼠标插头PS2-6PIN电源插头PWR2.54.取出原理图元件找到二极管元件后，双击鼠标左键或单击库文件面板中的【PlaceDiode】按钮，将光标移到图纸上，此时可以看到光标下已经带出了二极管原理图元件的虚影，如图所示。5.设置原理图元件属性从原理图库中取出的原理图元件还没有输入元件编号、参数等属性，按下键盘上的【Tab】键，将弹出元件的属性对话框，【Desinnator】元件编号：用于图纸中唯一代表该元件的代号。它由字母和数字二部分组成，字母部分通常表示元件的类别，如电阻一般以R开头、电容以C开头、二极管以D开头、三极管以Q开头等。数字部分为元件依次出现的序号。其后的复选框【Visible】用于设置元件编号在图纸中是否显示出来。【Comment】元件型号或参数：如电阻的阻值（以Ω为单位），电容的容量（以pF和uF为单位），三极管或二极管的型号等。【Footprint】引脚封装：该参数关系到PCB板的制作，在后面章节将会详细介绍，这里暂时不进行设置。6.放置原理图元件将元件移动到合适位置点击鼠标左键，将元件放置到图纸中，如图所示。提示：点击鼠标左键将元件放置到图纸中后，此时仍处于同类型元件的放置状态，并且元件的编号自动增加1，如图所示，此时可以继续移动光标点击鼠标左键放置其它的二极管。7.放置其它原理图元件元件类型和编号名称元件库电源插座JP1、JP2Header2HMiscellaneousConnectors.IntLib保险管F1Fuse2MiscellaneousDevices.IntLib整流二极管D1～D4Diode电感L1Inductor电解电容C1、C4CapPol1无极性电容C2、C3Cap三端稳压块VR1VoltReg电阻R1Res2发光二极管DS1LED08.三端稳压电源原理图元件的放置VinVoutGND7805VR1100mHL1250V/2AF1D1D2D3D412JP112JP21000uFC11000uFC41000pFC21000pFC312DS11KR19.带有参数元件的属性设置对于电阻、电容、电感等带有参数的元件，其原理图属性对话框的设置稍有不同，例如电阻的属性对话框，由于其参数栏的【Value】项可以输入参数，所以【Comment】项可以不设置，并且其后的【Visible】复选框也不选上。例：电阻R1的属性设置元件参数10.原理图元件的布局调整布局调整的必要性一张好的原理图应该布局均匀，连线清晰，模块分明，所以在元件的放置过程中或连线过程中不可避免的要对元件的方向、位置等进行调整。调整元件的方向【空格】键：元件逆时钟方向旋转90º提示：可以连续操作【X】键：每按一次，元件水平方向翻转一次【Y】键：每按一次，元件垂直方向翻转一次元件放置到图纸后的方向和位置调整如果元件已经放置到图纸上，要调整元件的方向和位置，必须先将光标移到要调整元件图形上，然后按住鼠标左键不放，此时元件粘附在光标下，如图所示，此时如果移动鼠标，即可调整元件位置，如果同时按下【空格】、【X】、【Y】键，同样可以调整元件的方向。11.原理图元件的连线元件连线的必要性将元件放置到图纸后，就要用有电气特性的导线将孤立的元件通过管脚连接起来。此时必须用到连线工具。连接导线例：连接元件VR1的Vout管脚和JP2的1脚之间的导线。设置导线属性1.选择原理图工具栏中的绘制导线工具，光标变为十字型，2.此时可以按下键盘上的【Tap】键，弹出如图的属性对话框，3.设置属性【WireWidth】：导线宽度，Smallest（最小）、Small（小）、Medium（中）、Large（大）几种选项，默认为Small。【Color】颜色框，在弹出的属性对话框中设置不同的颜色，设置好后，单击【OK】按钮完成设置。2.连接第一个管脚移动光标接近VR1的Vout管脚，这时由于图纸中设置了自动搜索电气节点的功能，光标自动跳到VR1的Vout管脚的电气节点上，并出现小的十字型黑点，表示接触良好，如图所示。3.带出导线此时单击鼠标左键，移动鼠标即可带出一段导线。4.导线拐角移动鼠标到要拐角的地方再点击鼠标左键，继续移动鼠标绘制导线。5.完成导线绘制光标接近JP2的1脚，同样由于自动搜索电气节点的功能，光标会自动跳动JP2的1脚