PCB设计第四讲

主要内容第一节创建原理图元件库第二节创建多部件元件第三节层次原理图设计第四章原理图设计提高第一节创建原理图元件库【问题描述】当AD09原理图集成元件库中没有您所需要的元器件时需要自己创建新的元件。一、原理图库、模型和集成库简介库文件包（.LibPkg文件）模型文件原理图库封装库原理图集成元件库编译在AD09中，原理图元器件符号是在原理图库编辑环境中创建的(.SchLib文件)。之后原理图库中的元器件会分别使用封装库中的封装和模型库中的模型。设计者可从各元器件库放置元件，也可以将这些元器件符号库、封装库和模型文件编译成集成库(.IntLib文件)。在集成库中的元器件不仅具有原理图中代表元件的符号，还集成了相应的功能模块，如FootPrint封装、电路仿真模块、信号完整性分析模块等。集成库是通过分离的原理图库、PCB封装库等编译生成的。在集成库中的元器件不能够被修改，如要修改元器件可以在分离的库中编辑然后再进行编译产生新的集成库即可。AD09的集成库文件位于软件安装路径下的Library文件夹中，它提供了大量的元器件模型（大约80000个符合ISO规范的元器件）。设计者可以打开一个集成库文件，执行ExtractSources命令从集成库中提取出库的源文件，在库的源文件中可以对元器件进行编辑。库文件包（.LibPkg文件）是集成库文件的基础，它将生成集成库所需的那些分立的原理图库、封装库和模型文件有机地结合在一起。库文件包（.LibPkg文件）编译生成集成库(.IntLib文件）二、创建新的库文件包和原理图库设计者创建元件之前，需要创建一个新的原理图库来保存设计内容。这个新创建的原理图库可以是分立的库，与之关联的模型文件也是分立的。另一种方法是创建一个可被用来结合相关的库文件编译生成集成库的原理图库。使用该方法需要先建立一个库文件包，库文件包（.LibPkg文件）是集成库文件的基础，它将生成集成库所需的那些分立的原理图库、封装库和模型文件有机地结合在一起。1.新建一个集成库文件包和空白原理图库步骤执行File→New→Project→IntegratedLibrary命令，Projects面板将显示新建的库文件包，默认名为Integrated_Libraryl.LibPkg。在Projects面板上右击库文件包名，在弹出菜单上单击SaveProjectAs命令，在弹出的对话框中使用浏览功能选定适当的路径，然后输人名称NewIntegrated_Library1.LibPkg，单击Save按钮。注意如果不输人后缀名的话，系统会自动添加默认名。添加空白原理图库文件。执行File→New→Library→SchematicLibrary命令，Projects面板将显示新建的原理图库文件，默认名为Schlibl.SchLib。自动进入电路图新元件的编辑界面，如图所示。原理图库新元件的编辑界面单击File→SaveAs命令，将库文件保存为NewSchlibl.SchLib。单击View→WorkspacePanels→SCHLibrary打开原理图库元器件编辑器（SCHLibrary）面板，如图所示。元件库管理面板2.打开元件库管理面板元器件（Components）区域Components区域用于对当前元器件库中的元件进行管理。对元件进行放置、添加、删除和编辑等工作。新建的原理图元件库，其中只包含一个新的名称为Component_l的元件。Components区域上方的空白区域用于设置元器件过滤项，在其中输人需要查找的元器件起始字母或者数字，在Components区域便显示相应的元器件。Place按钮将Componens区域中所选择的元器件放置到一个处于激活状态的原理图中。如果当前工作区没有任何原理图打开，则建立一个新的原理图文件，然后将选择的元器件放置到这个新的原理图文件中。Add按钮可以在当前库文件中添加一个新的元件。Delete按钮可以删除当前元器件库中所选择的元件。Edit按钮可以编辑当前元器件库中所选择的元件。单击此按钮，屏幕将弹出如图所示的元件属性设置窗口，可以对该元件的各种参数进行设置。别名（Aliases）区域在Components区域中所选择元件的别名。单击Add，可为Components区域中所选中的元件添加一个新的别名。单击Delete，可以删除在Aliases区域中所选择的别名。单击Edit，可以编辑Aliases区域中所选择的别名。引脚（Pins）信息框Pins信息框显示在Component区域中所选择元件的引脚信息，包括引脚的序号、引脚名称和引脚类型等相关信息。单击Add，可以为元件添加引脚。单击Delete，可以删除在Pins区域中所选择的引脚。模型（Model）信息框设计者可以在Model信息框中为Components区域中所选择元件添加PCB封装(PCBFootprint)模型、仿真模型和信号完整性分析模型等。三、创建新的原理图元件方法之一在已打开库中执行Tools→NewComponent命令新建一个原理图元件。由于新建的库文件中通常已包含一个空的元件，一般只需要将Component_1重命名就可开始对第一个元件进行设计。【示例】以AT89C2051单片机为例介绍新元件的创建步骤【第一步】在SCHLibrary面板上的Components列表中选中Component_1选项，执行Tools→RenameComponent命令，弹出重命名元件对话框输入一个新的、可唯一标识该元件的名称，如AT89C2051，并单击“确定”。同时显示一张中心位置有一个巨大十字准线的空元件图纸以供编辑。如有必要，执行Edit→Jump→Origin命令（快捷键J，O），将设计图纸的原点定位到设计窗口的中心位置。检查窗口左下角的状态栏，确认光标已移动到原点位置。新的元件将在原点周围上生成，此时可看到在图纸中心有一个十字准线。设计者应该在原点附近创建新的元件，因为在以后放置该元件时，系统会根据原点附近的电气热点定位该元件。执行Tools→DocumentOptions命令（快捷键T，D），弹出LibraryEditorWorkspace对话框。可在“LibraryEditorWorkspace”对话框设置单位、捕获网格(Snap)和可视网格(Visible)等参数。在对话框设置单位和其他图纸属性【第二步】定义元件主体在第4象限画矩形框（1000*1400mil）；执行Place→Rectangle命令，此时鼠标箭头变为十字光标，并带有一个矩形的形状。在图纸中移动十字光标到坐标原点（0，0），单击鼠标左键确定矩形的一个顶点，然后继续移动十字光标到另一位置(100,-140)，单击鼠标左键，确定矩形的另一个顶点，这时矩形放置完毕。十字光标仍然带有矩形的形状，可以继续绘制其他矩形。【第三步】为元件添加引脚单击Place→Pin命令（快捷键P，P）光标处浮现引脚，带电气属性。放置之前，按Tab键打开PinProPerties对话框，如图所示。如果设计者在放置引脚之前先设置好各项参数，则放置引脚时，这些参数成为默认参数，连续放置引脚时，引脚的编号和引脚名称中的数字会自动增加。在PinProperties对话框中,DisplayName文本框输人引脚的名字：P3.0(RXD)，在Designator文本框中输人唯一（不重复）的引脚编号：2，此外，如果设计者想在放置元件时，引脚名和标识符可见，则需选中Visible复选框。引脚属性设置对话框设置ElectricalType栏在ElectricalType栏，从下拉列表中设置引脚的电气类型。该参数可用于在原理图设计图纸中编译项目或分析原理图文档时检查电气连接是否错误。如果是VCC或GND引脚的ElectricalType设置成Power。ElectricalType——包括八项①Input输入引脚②I/O双向引脚③Output输出引脚④OpenCollector集电极开路引脚⑤Passive无源引脚(如电阻、电容引脚)⑥HiZ高阻引脚⑦Emitter射击输出⑧Power电源（VCC或GND）Symbols——引脚符号设置域Inside元器件轮廓的内部InsideEdge元器件轮廓边沿的内侧OutsideEdge元器件轮廓边沿的外侧Outside元器件轮廓的外部每一项里面的设置根据需要选定。Graphical——引脚图形（形状）设置LocationXY引脚位置坐标X、YLength引脚长度Orientation引脚的方向zColor引脚的颜色引脚旋转与移动当引脚‘悬浮’在光标上时，设计者可按Space以900间隔逐级增加来旋转引脚。记住，引脚只有其末端具有电气属性也称热点（HotEnd），也就是在绘制原理图时，只有通过热点与其它元件的引脚连接。不具有电气属性的另一末端毗邻该引脚的名字字符。。在图纸中移动十字光标，在适当的位置单击鼠标左键，就可放置元器件的第一个引脚。此时鼠标箭头仍保持为十字光标，可以在适当位置继续放置元件引脚。用鼠标选中要移动的引脚，把光标移到要放置引脚的位置，释放鼠标，即可实现引脚的移动。【第四步】继续添加引脚继续添加元件剩余引脚，确保引脚名、编号、符号和电气属性是正确的。注意：引脚6（P3.2）、引脚7(P3.3)的OutsideEdge(元器件轮廓边沿的外侧)处：选择“Dot”。放置了所有需要的引脚之后，单击鼠标右键，退出放置引脚的工作状态。放置完所有引脚的元件如图所示。新建元件AT89C2051【第四步】保存完成绘制后，单击File→Save命令保存建好的元件【添加引脚注意事项】①放置元件引脚后，若想改变或设置其属性，可双击该引脚或在SCHLibrary面板Pins列表中双击引脚，打开PinProperties对话框。如果想一次多改几个引脚的属性，按住Shift键，依次选定每个引脚，再按F11键显示Inspector面板,就可在该面板中编辑多个引脚。②在字母后使用\（反斜线符号）表示引脚名中该字母带有上划线，如I\N\T\0\将显示为“INT0”。③若希望隐藏电源和接地引脚，可选中Hide复选框。当这些引脚被隐藏时，系统将按ConnectTo区的设置将它们连接到电源和接地网络。④选择View→ShowHiddenPins命令，可查看隐藏引脚；不选择该命令，隐藏引脚的名称和编号。⑤设计者可在ComponentPinEditor对话框中直接编辑若干引脚属性。在LibraryComponentProperties对话框中，单击左下角的EditPins按钮打开ComponentPinEditor对话框如图所示。⑥对于多部件的元件，被选中部件的引脚在ComponentPinEditor对话框中将以白色背景方式加以突出，而其他部件的引脚为灰色。但设计者仍可以直接选中那些当前未被选中部件的引脚，单击Edit按钮打开PinProPerties对话框进行编辑。【第五步】设置原理图器件的属性打开原理图器件属性面板在SCHLibrary面板的Components列表中选择元件，单击Edit或双击元件名，打开对话框，如图所示。原理图器件属性面板在DefaultDesignator处设置为“U？”。以便在原理图设计中放置元件时，自动放置元件的标识符。如果放置元件之前已经定义好了其标识符（按Tab键进行编辑），则标识符中的“？”将使标识符数字在连续放置元件时自动递增，如U1，U2…。在Comment处输人注释内容，如AT89C2051，该注释会在元件放置到原理图设计图纸上时显示。该功能需要选中Comment区的Visible复选框。如果Comment栏是空白的话，放置时系统使用默认的LibraryReference。在Description区输人描述字符串。如对于单片机可输入：单片机AT89C2051，该字符会在库搜索时会显示在Libraries面板上。根据需要设置其他参数。四、创建新的原理图元件方法之二