3.4 原理图绘制快速上手

了解原理图环境参数的设置方法后，就可以在原理图绘制过程中随时根据需要修改环境参数，以利于原理图绘制工作的顺利完成。本节将结合实例介绍原理图设计的详细步骤。

1．创建PCB项目

启动Altium DXP 2004，执行菜单命令【文件】/【创建】/【项目】/【PCB项目】新建一个PCB项目文件，项目面板中显示的是系统以默认名称创建的项目文件“PCB_Project1.PrjPCB”，如图3-25所示。

在主菜单中选择【文件】/【另存项目为 _… 】命令，在弹出的保存文件的对话框中选择保存路径，本例中项目保存在个人文件夹“E:\DXP 2004 EXAMPLES\”中。再输入项目文件名称，本例中项目名称定为“Ch375.PrjPCB”，如图3-26所示。单击 按钮，保存项目文件。

项目保存后，项目面板中的项目名称也相应地变为“Ch375.PrjPCB ”，如图3-27 所示。刚刚创建的项目中没有任何文件，在项目面板中显示红色的“No Documents Added”的文件夹图标，等待用户为项目添加原理图文件。

2．为项目添加原理图文件

执行菜单命令【文件】/【创建】/【原理图】，在项目中创建一个新原理图文件，此时项目面板中“Ch375.PrjPCB”项目下面出现文件名称“Sheet1.SchDoc”，这是系统默认的原理图文件名称。同时原理图编辑器启动，原理图文件名作为文件标签显示在编辑窗口上方，如图3-28所示。

执行菜单命令【文件】/【保存】，在弹出的保存文件对话框中选择适当路径，并输入文件名“Ch375.SchDoc”，单击 按钮，保存文件。原理图保存后，【项目】面板中显示原理图文件名，DXP 编辑器窗口上方标题栏也相应显示文件名称和项目名称，如图 3-29 所示。

本例中的图纸规格、网格捕捉和系统参数均使用系统的默认设置，读者可根据个人需要参考3.3节内容进行设置。

3．加载元件库

在原理图图纸上放置的元件，是从元件库中调用出来的。要添加元件，首先要将其所在的元件库加载到当前设计项目或设计工作区中。

Altium DXP 2004 系统会默认打开一些集成元件库，其中包括常用分立元件库Miscellaneous Devices.Intlib 和常用接插件库Miscellaneous Connectors.Intlib。这两个库是集成元件库中最常用的，原理图设计中常用的分立元件和常用接插件符号都可以在这两个元件库中找到。其他的集成电路元件，可以根据芯片的生产厂商和器件的功能类型到 Altium DXP2004安装目录下的“Library”文件夹中找对应厂商的元件库。

本例中会用到以下集成电路： 89C51、74HC373、62256、GAL16V8、MAX232和CH375等。元件GAL16V8在F:\Program Files\DXP 2004\Library\ST Microelectronics库文件夹中的ST Simple PLD.IntLib 集成元件库中；单片机 89C51 在安装目录 F:\Program Files\DXP 2004\Library\Philips\Philips Microcontroller 8-bit. IntLib库文件中，所以先把这两个元件库加载到Altium DXP 2004 系统中。

对于未知元件库位置的元件，可以通过元件库提供的查找功能，找到对应元件。下面分别说明元件库加载和元件查找的方法。

【案例3-1】 加载已知元件位置的元件库ST Simple PLD.IntLib。

（1）在主菜单中选择【设计】/【追加/删除元件库（L）…】命令，如图3-30所示。

弹出【可用元件库】对话框，如图3-31所示。【可用元件库】对话框包含3个标签页：【项目】、【安装】和【查找路径】。当前默认显示的是【安装】标签页，该页中列出当前工作区已安装的元件库。已安装列表中显示系统默认加载的两个集成元件库和一些FPGA元件库。

（2）在【可用元件库】对话框中单击 按钮，弹出打开库文件对话框，如图 3-32所示。默认路径指向系统安装目录F:\Program Files\DXP 2004\Library。

（3）单击图3-32 窗口中的“ST Microelectronics”文件夹，打开该库文件夹。

（4）在“ST Microelectronics”文件夹中，找到并单击元件库ST Simple PLD.IntLib，如图3-33所示。

（5）最后单击 按钮，在【可用元件库】对话框中显示刚才加载的元件库，如图3-34所示。

（6）用同样的方法将 89C51 单片机所在的元件库 F:\Program Files\DXP 2004\Library\ Philips\Philips Microcontroller 8-bit.IntLib 加载到当前工作区中，加载完毕后的【可用元件库】对话框如图3-35所示。

（7）在【可用元件库】对话框中单击 按钮关闭对话框，回到原理图编辑界面。此时，就可以在元件库面板原理图图纸上放置已加载的元件库中的元件符号了。

原理图中要使用的元件门类很多，设计者不一定知道所有元件所在的元件库名称。这时可以使用元件库查找功能来查找某些元件。

【案例3-2】 查找未知位置元件62256 并加载其所在库文件。

（1）在主菜单中选择【工具】/【查找元件】命令，或者在【Libraries】元件库面板中，单击上方的 按钮，进入【元件库查找】对话框，如图3-36所示。

（2）选择库查找类型：在【选项】区域内，将【查找类型】设置为“Components”，并选中【清除现有查询】复选框。

（3）设置查找范围：在【范围】区域内，选中【路径中的库】，并在右侧【路径】区域内的【路径】文本栏内单击 按钮，选择库查找路径至“F:\ProgramFiles\DXP2004\Library\”。

在查找范围设定方面，系统提供了 3 个选项：【可用元件库】、【路径中的库】和【改进最后查询】。【可用元件库】是在当前工作区内已经安装的库中进行查找；【路径中的库】是在指定的路径下进行查找，其路径由右侧的【路径】区域的【路径】确定；【改进最后查询】是在上一次查询的基础上，进行查询关键字修正后再启动查询，以利于精确定位某些元件，比如对元件封装有特定要求时，可增加关于封装的查询条件。

（4）在【元件库查找】对话框的上方文本输入栏内，输入要查找的元件型号“62256”，如图3-37所示。

（5）单击【元件库查找】对话框左下角的 按钮，启动元件查找。

查找启动后，【元件库查找】对话框自动关闭，返回到【元件库】面板界面中，并在【元件库】面板上显示查找信息，如图3-38所示。查找过程中，若已经找到需要的元件，可单击 按钮，终止元件查找操作。查找完成后，【元件库】面板上方的 按钮会恢复为 状态，如图3-39所示。

（6）在查找到的元件列表中，单击选中封装名称为“P15”（双列直插 28 脚封装）的元件“CY62256-55PC”，然后单击右上角的 按钮。

通常查找到的元件会有多个，设计者可根据元件型号、封装图形选择适当的元件。

（7）单击 按钮后，进入元件放置状态。由于查找到的元件所在的元件库之前未装载到当前工作区中，系统会出现【Confirm】确认对话框，如图3-40所示，询问是否要将该库安装到工作区内。为了方便转入PCB时调用封装信息，单击 按钮，装载该库。

（8）确认加载元件库后，进入元件放置状态，在原理图中选择合适位置放置元件。

4．放置元件

放置元件的方法常用的有两种，一种是利用【元件库】面板放置元件，另一种使利用菜单命令放置元件，这里分别介绍。

1）利用【元件库】面板放置元件 通过【元件库】面板放置元件，是最为快捷方便的一种元件放置方式。首先执行菜单命令【设计】/【Browse Library…】或单击面板标签 ，选中【元件库】面板，使其显示在当前工作界面内，如图3-41所示。

在【元件库】面板中，单击当前元件库文本框右侧的 按钮，在其列表框中选择Cyress Memory Static RAM.IntLib 集合库，将其设置为当前元件库。在【元件库】面板中的元件列表框中列出了当前元件库中的所有元件，单击元件名称可以在原理图元件符号框内看到元件的原理图符号。在元件模型列表框中单击元件封装模型，元件模型显示框中就会显示元件的封装符号。

在【元件库】面板的元件列表框中双击元件型号 CY62256-55PC ，或在单击选中CY62256-55PC元件后，单击 按钮，元件库面板变为透明状态，同时元件 CY62256-55PC 的符号跟随光标移动，如图 3-42 所示。根据元件摆放需要，可按【Space】快捷键，将元件逆时针旋转，每次旋转90°；或者按【X】键左右镜像翻转，按【Y】键上下镜像翻转。

将元件移到图纸的适当位置，单击鼠标左键将元件放置到该位置。此时系统仍处于放置元件状态，光标上仍有同一个待放的元件，再次单击鼠标左键继续放置元件。单击鼠标右键或按【Esc】键即可退出元件放置状态。

同样的方法，将其他元件和插接件加入到原理图中，并摆放好位置。

2）使用菜单命令放置元件 在主菜单中选择【放置】/【元件】命令，弹出【放置元件】对话框，如图3-43所示。

在【放置元件】对话框的【库参考】文本栏中填入元件的正确标识名称，在其他栏中填入元件的相关属性。例如，在这里填入了SRAM元件的型号“CY62256-55PC”，单击 按钮后，电容的原理图符号就会自动出现在原理图编辑窗口内，并随鼠标拖动，到达选定位置后，单击鼠标左键即可完成该元件的一次放置，同时又自动进入下一个相同元件的放置状态，可以连续放置具有相同标识名称的元件，单击鼠标右键退出放置状态。

对于设计者不知道元件准确标识名称的情况，可以使用浏览选择的方式。单击【库参考】文本框右侧的 按钮，系统会弹出【浏览元件库】对话框，如图3-44所示。

【浏览元件库】对话框与【元件库】面板十分相似，其操作方式也基本相同。在【库】文本栏内选择要浏览的库文件，在元件列表中单击选中合适的元件，单击 按钮返回【放置元件】对话框。在【放置元件】对话框内，再单击 按钮添加元件。

关于【浏览元件库】对话框更详细的操作方法和应用，请读者参考4.3节中的详细介绍。

调用相关元件到原理图中，并按照连接关系初步摆放，如图3-45所示。

5．元件布局

原理图元件布局是指根据原理图的绘制需要将元件符号移动到合适的位置。元件布局时可参考以下布局原则：

• 原理图布局时可按信号的传输方向从左向右，电源线和信号线在上，地线在下的原则放置元件。
• 原理图中，当同一电气元件的不同部件分散在不同位置时，为了表示是同一元件，要在电气元件的不同部件处标注统一的标识符。对于同类器件，要在其标识符后加数字序号来区别。如两个电容，可用C1、C2标识符区别。
• 原理图中，应尽量减少线条和避免线条交叉。各导线之间有电联系时，在导线交点处画实心圆点。根据图面布置需要，可以将图形符号旋转绘制，一般逆时针方向旋转90°，但文字符号不可倒置。

要移动元件，将鼠标光标指向要移动的目标元件，按住左键不放，出现大十字光标，元件的电气节点显示有虚“×”号，移动鼠标，元件即被移走，如图3-46所示。把元件移动到合适位置后放开鼠标左键，就完成元件移动。

对于元件摆放，系统在主菜单【编辑】/【排列】命令的子菜单中提供了一些专门用于元件排列对齐的命令，用户可以参考4.5节的内容进行操作。

6．放置导线

原理图元件布局完毕，需要将元件用导线连接起来。

导线是指元件电气节点之间的连线，对应着【放置】菜单中的【导线】（Wire）命令。导线具有电气特性，而【放置】/【描画工具】中的【直线】不具有电气特性，使用时要注意区分，不要将两者混淆。导线放置具体步骤如下。

（1）执行菜单命令【放置】/【导线】或单击工具栏中的 按钮，光标变为如图3-47所示的形状，即出现大十字光标。

（2）当光标移动到元件的引脚端（电气节点，如图3-47所示）时，光标中心的“×”号变为红色时，表示导线的端点与元件引脚的电气节点可以正确连接，如图3-48所示。

（3）单击鼠标左键，导线的起点就与元件引脚的电气节点自动连接在一起，确定了导线的起点。移动光标，在光标和导线起点之间会出现一条线，这就是所要放置的导线。此时，可利用键盘快捷键【Shift+Space】，在 90°、45°或任意角度和点对点自动布线 4 种导线放置模式间切换。

（4）将光标移动到目标引脚上，单击鼠标左键，这两个引脚的电气节点就被导线连接起来。如需改变导线方向，在转折点上单击，就可以继续放置导线到下一个需要连接在一起的元件引脚上。

（5）放置完一条导线后，回到初始的导线放置状态，此时可以继续放置下一条导线；否则，单击鼠标右键退出导线放置状态。

导线的放置方式与系统的环境设置相关。例如，当在原理图的【文档选项】对话框中禁止电气网格“有效”时，放置导线时，就不能够自动捕捉到电气节点上。在【优先设定】的【Schematic】/【Graphical Editing】设置页，是原理图编辑过程中的相关图形设置项，读者可参考3.3节中的介绍了解设置项的作用，进行适当的个性化设置。

7．编辑元件的引脚

原理图中使用的元件符号来源不同，常会遇到一些参数匹配的问题。例如，某些集成电路符号，其引脚排列顺序不方便元件连接；或者有时某些元件的引脚号与封装图形对应关系错误。这时可以采用Altium DXP 2004 系统为用户提供的在原理图编辑器中直接改变引脚排列的工具和进行引脚编辑的工具，非常方便。

【案例3-3】 改变元件引脚排列方式。

（1）在原理图编辑器中双击要改变引脚排列的元件符号，打开【元件属性】对话框，如图3-49所示。

（2）在左下方【图形】（Graphical）区域内，单击【锁定引脚】复选项，取消元件引脚的锁定状态。单击 按钮关闭对话框。

（3）回到原理图编辑器中，用光标点取要移动的元件引脚，按住鼠标左键不放，如图3-50所示。

（4）将引脚拖曳到合适的位置，可用【Space】键旋转方向，【X】键左右翻转，【Y】键上下翻转，调整引脚放置方式。然后松开鼠标左键，引脚即被移动到新位置，如图3-51所示。

（5）如果要移动多个引脚，可以先选中多个引脚，然后再拖曳。

（6）移动完引脚后，再双击元件，进入【元件属性】对话框，恢复【锁定引脚】的选中状态，避免连线和元件编辑过程中引脚因误操作而移动位置。

【案例3-4】 编辑引脚与封装的对应关系。

（1）双击元件进入【元件属性】对话框，如图3-49所示。

（2）单击【元件属性】对话框左下角的 按钮，进入【元件引脚编辑器】对话框，如图3-52所示。

（3）根据元件引脚标识符（第 1 列内容）与封装引脚标识符（第 4 列内容，本例中为SOT129-1）的对应关系，对“标识符”和“名称”栏内的内容进行修正。

提示：单击“标识符”或“名称”栏下方的文本字符，使其进入编辑状态，通过键盘输入新的文本字符即可。

（4）完成编辑后，单击 按钮关闭【元件引脚编辑器】对话框。

8．放置网络标签

在原理图中，除了用导线将元件引脚连接起来实现电气连接关系之外，还可以用网络标签来实现不同位置导线或引脚间的电气连接。绘图时，允许距离较远的引脚或导线不用实体导线连接，只要给它们放置相同名称的网络标签，就可以实现电气连通。也就是说，原理图中，具有相同网络标签的引脚或导线，即便没有用导线连接起来，也是电气连通的。

放置网络标签可以使用主菜单中的【放置】/【网络标签】命令，或者在配线工具栏中单击 按钮，即可进入网络标签的放置状态，如图3-53所示。

进入网络标签放置状态后，按【Tab】键进入【网络标签】对话框，如图3-54所示。在放置网络标签后，双击网络标签也可进入该对话框。

在【网络标签】对话框中的【属性】区域内，将【网络】文本栏中的名称更改成要放置的网络标签名称。单击 按钮，返回原理图编辑界面，在适当的位置放置网络标签。

放置网络标签时，要选择有电气特性的节点放置，如引脚末端的电气节点或导线上。当位置符合电气要求时，网络标签旁边的“×”会由灰色变成红色。

一般，网络标签采用大写字母组合的形式。总线中的网络标签可以带有数字后缀，定义好起始总线名称后，系统能够自动完成数字后缀加1的操作，不必每次放置时更改网络标签的名称。

9．放置电源端子

在主菜单中选择【放置】/【电源端口】或在布线工具栏中单击 按钮，光标上出现一个网络标号“VCC”的“T”形电源符号，如图3-55所示。

对于不同的电源电压等级，可以通过修改电源符号的网络标签名称加以区分。在电源符号的放置状态，按【Tab】键，进入【电源端口】对话框，如图3-56所示。

在【电源端口】对话框的【属性】区域文本栏中输入新的电压等级标签，如“+12V”或“+5V”等，然后单击 按钮，放置电源端口到适当位置即可。

在布线工具栏中单击 按钮，光标上出现一个网络标号“GND”的电源地符号，放置在原理图中。

在放置电源端口时，如果元件的位置不是很合适，也可以进行调整，以使原理图布局更加美观和整洁。放置电源端口后的原理图如图3-57所示。

图3-57所示的原理图中，用到了很多的网络标签，并且有部分导线没有连接，只用网络标签标明它们的连接关系。另外，图中还用到了总线，总线的绘制将在第4章中详细介绍。

原理图元件放置和连接工作已完成，但图中元件的标识符还处于默认状态，需要对其进行编号，这项工作可以使用系统提供的注释工具来完成。

10．元件注释

原理图中，元件标识符就是元件的序号，每一个元件都应该有唯一的标识符，用以和其他元件区分。给原理图中的元件添加标识符是绘制原理图的一个重要步骤。添加标识符有两种方法：手工添加和自动添加。

手工添加时，双击元件进入元件属性对话框，将【标识符】栏内的文字修改为制定的形式和编号即可；或者两次单击元件标识符文本，进入可编辑状态，直接修改文本字符。手工修改标识符，需要逐个元件进行编辑，比较烦琐，也容易出错。

自动添加时，在主菜单中选择【工具】/【注释】命令，如图 3-58 所示。该菜单中有多条与标识符修改相关的命令，本节只介绍【注释】命令功能，其他指令在4.7节中详细介绍。

选择【注释】命令后，弹出【注释】对话框，如图3-59所示。

在【注释】对话框左上角【处理顺序】区域内选择元件标注方案“Across Then Down”（先上后下，先左后右，这是最常用的一种方案）。

单击 按钮，弹出信息框，如图3-60所示。

单击 按钮确认后，【注释】对话框右侧【建议变化表】中的标识符建议值列表即按指定的方式进行编号，如图3-61所示。

单击 按钮，创建ECO文件，弹出【工程变化订单（ECO）】对话框，如图3-62所示，对话框中显示自动标注元件前后的元件标注变化情况。

单击【工程变化订单（ECO）】对话框左下角的 按钮，检查变化能否正常执行。能够正常执行的变化，将在检查栏内显示绿色 符号；错误的则显示红色 符号，如图3-63所示。显示红色错误标记的将出现相应的信息提示，根据信息回到原理图修改对应项。

检查无误后，单击 按钮，使标识符更新的信息得以执行，如图3-64所示。可单击 按钮查看变化执行情况。

单击 按钮，回到【注释】对话框。再单击 按钮或单击 按钮，回到原理图编辑器界面。

元件按要求进行自动标注后的原理图如图3-65所示。

11．编辑元件属性

原理图中元件属性设置关系到原理图的规范性和正确性，因此要正确设置。常规的元件属性设置主要包括：元件文字标注与其显示特性设置、元件封装模型设置和元件仿真模型设置。

系统默认状态下放置电阻等分立元件时，在元件符号旁会出现3个文字标注的字符串：标识符、注释和标称值。如放置电阻时，“R？”为元件标识符，“Res2”为元件注释，“1k”为系统默认的元件标称值。如果让所有的字符串都在图纸中显示，会使整个图纸显得杂乱，因此一般选择性地显示其中一到两项参数即可。

元件标识符是元件在原理图中的识别编号，通常显示出来。元件注释是元件的说明性文字，一般为其在元件库中的元件名称，可以不显示在原理图中。元件标称值是原理图设计的重要体现参数，也是Altium DXP 2004 进行仿真时的主要参数，因此通常显示在图纸中。

以电阻元件为例，双击进入其属性对话框，如图3-66所示。

• 在【属性】区域内设置标识符和注释的可视性，选中或取消【可视】复选项，使对应项目显示或不显示在原理图上。
• 在右边参数栏目内，将数值修改为元件的实际标称值。
• 在右下方的模型栏内，添加元件的封装模型和仿真模型。

元件参数中，最基本的设置项目就是以上3项，将这些项目设置好后，就完成了元件的基本设置。