《電子線路CAD教程-基于Altium Designer平臺》課件第4章 層次電路原理圖編輯

2025/1/7電子線路CAD實(shí)用教程——基于AltiumDesigner平臺第4章層次電路原理圖編輯4.1層次電路設(shè)計(jì)概念4.2層次電路設(shè)計(jì)中不同原理圖文件之間的切換4.3層次電路編輯方法4.4去耦電容畫法

所謂層次電路設(shè)計(jì)就是把一個完整的電路系統(tǒng)按功能分成若干子系統(tǒng)，即子功能電路模塊，需要的話，把子功能電路模塊再分成若干個更小的子電路模塊，然后用方塊電路的輸入/輸出端口將各子功能電路連接起來，于是就可以在較小幅面的多張圖紙上分別編輯、打印各模塊電路的原理圖。2025/1/7電子線路CAD實(shí)用教程——基于AltiumDesigner平臺4.1層次電路設(shè)計(jì)概念4.1.1單層次電路AltiumDesigner支持單層次和多層次兩種形式的層次電路設(shè)計(jì)。

在單層次電路設(shè)計(jì)中，SourceDocuments文件夾下含有兩張或多張?jiān)韴D文件(.SchDoc)，彼此地位相同、互不隸屬，各原理圖之間可通過I/O端口、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號等邏輯連接符建立電氣連接關(guān)系。例如，\AltiumDesignerWinter09\Examples\ReferenceDesigns\4PortSerialInterface目錄下的4PortSerialInterface.PRJPCB項(xiàng)目文件就屬于單層次電路，如圖4.1.1所示。2025/1/7電子線路CAD實(shí)用教程——基于AltiumDesigner平臺圖4.1.1單層次電路結(jié)構(gòu)

4.1.2多層次電路

在多層次電路設(shè)計(jì)中，在項(xiàng)目原理圖（即總電路圖）文件中，各子功能模塊電路用“方塊電路”表示，且每一模塊電路有唯一的模塊名和文件名與之對應(yīng)，其中模塊文件名指出了相應(yīng)模塊電路原理圖文件存放位置。例如，\AltiumDesignerWinter09\Examples\ReferenceDesigns\Multi-ChannelMixer\Mixer.PrjPCB就屬于多層次電路，如圖4.1.2所示。圖4.1.2多層次電路結(jié)構(gòu)

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方塊電路與原理圖文件一一對應(yīng)，且方塊電路名與方塊電路對應(yīng)的原理圖文件(.SchDoc)名必須保持一致，如圖4.1.3所示。圖4.1.3多層次電路中的方塊電路與原理圖文件名之間關(guān)系

2025/1/7電子線路CAD實(shí)用教程——基于AltiumDesigner平臺4.2層次電路設(shè)計(jì)中不同原理圖文件之間的切換

在層次電路中，當(dāng)需要從一張?jiān)韴D切換到另一張?jiān)韴D時，除了可在“項(xiàng)目管理器”窗口內(nèi)，將鼠標(biāo)移到目標(biāo)原理圖文件名上雙擊，打開相應(yīng)原理圖文件外，最方便、直觀操作方式是借助“Tools“菜單內(nèi)的“Up\DownHierarchy”命令或主工具欄的“”（層次電路切換）工具實(shí)現(xiàn)層次電路原理圖窗口間的切換。2025/1/7電子線路CAD實(shí)用教程——基于AltiumDesigner平臺4.3層次電路編輯方法AltiumDesigner支持“自上而下”(即先創(chuàng)建、編輯設(shè)計(jì)項(xiàng)目的總電路圖，然后再分別創(chuàng)建、編輯各模塊電路圖)與“自下而上”(即先創(chuàng)建、編輯各模塊電路圖，然后再創(chuàng)建設(shè)計(jì)項(xiàng)目總電路圖)兩種方式編輯層次電路。4.3.1自上而下方式建立層次電路原理圖

采用“自上而下”方式建立層次電路原理圖的操作過程：

(1)執(zhí)行“File”菜單下的“New”命令，創(chuàng)建一個PCB項(xiàng)目文件(.PrjPcb)，并以hierarchyDemo.PrjPcb作為PCB項(xiàng)目文件名保存。

(2)執(zhí)行“File”菜單下的“New”命令，創(chuàng)建一個原理圖文件，并以Mixer.SchDoc作為原理圖文件名保存。

(3)在原理圖編輯狀態(tài)下，執(zhí)行“WiringTools”(畫線)工具欄（窗）內(nèi)的“”（PlaceSheetSymbol，即放置方塊電路）工具（或執(zhí)行“Place”菜單內(nèi)的“SheetSymbol”命令）后，移動光標(biāo)到原理圖編輯區(qū)內(nèi)，即可看到一個隨光標(biāo)移動而移動的方框，如圖4.3.1所示。圖4.3.1方塊電路2025/1/7電子線路CAD實(shí)用教程——基于AltiumDesigner平臺(4)按下“Tab”鍵，進(jìn)入如圖4.3.2所示的方塊電路屬性設(shè)置窗。圖4.3.2方塊電路屬性設(shè)置窗2025/1/7電子線路CAD實(shí)用教程——基于AltiumDesigner平臺(5)移動光標(biāo)將方塊電路到指定位置后，單擊鼠標(biāo)左鍵，固定方塊電路的左上角；再移動光標(biāo)，調(diào)整方塊電路的大小，然后單擊左鍵，固定方塊電路的右下角，一個完整的方塊電路就畫出來了，如圖4.3.3所示。圖4.3.3繪制結(jié)束后的方塊電路

這時仍處于方塊電路放置狀態(tài)，重復(fù)(3)～(5)步，繼續(xù)繪制項(xiàng)目文件原理圖中其它方塊電路，即可獲得圖4.3.4所示的結(jié)果，然后單擊鼠標(biāo)右鍵，退出命令狀態(tài)。圖4.3.4完成了方塊電路繪制后的電路總圖2025/1/7電子線路CAD實(shí)用教程——基于AltiumDesigner平臺(6)單擊“畫線”工具欄（窗）內(nèi)的“”（放置方塊電路I/O端口）工具（或執(zhí)行“Place”菜單內(nèi)的“AddSheetEntry”命令），然后將光標(biāo)到需要放置I/O端口的方塊內(nèi)，單擊鼠標(biāo)左鍵，即可看到一個隨光標(biāo)移動而移動的方塊電路I/O端口，如圖4.3.5所示。圖4.3.5方塊電路I/O端口

(7)按下“Tab”鍵，進(jìn)入圖4.3.6所示的方塊電路I/O端口屬性設(shè)置窗口。

圖4.3.6方塊電路I/O端口屬性設(shè)置窗

(8)將光標(biāo)移到方塊內(nèi)適當(dāng)位置后，單擊左鍵，固定方塊電路I/O端口，如圖4.3.8所示。圖4.3.8放置了一個方塊電路I/O端口

這時仍處于放置方塊電路I/O端口狀態(tài)，重復(fù)(6)～(8)步，繼續(xù)放置其它方塊電路I/O端口，即可獲得圖4.3.9所示的結(jié)果，然后單擊鼠標(biāo)右鍵，退出命令狀態(tài)。圖4.3.9定義了全部方塊電路I/O端口

(9)連線。分別使用導(dǎo)線將不同方塊中端口名稱相同的方塊電路I/O端口連接在一起；使用總線將不同方塊中端口名稱相同且為總線形式的方塊電路I/O端口連接在一起，就獲得了一個設(shè)計(jì)項(xiàng)目的電路總圖，如圖4.3.10所示。圖4.3.10完成了連線后的方塊電路(10)項(xiàng)目電路圖編輯結(jié)束后，單擊主工具欄內(nèi)“存盤”工具或執(zhí)行“File”菜單下的“Save”命令保存。2025/1/7電子線路CAD實(shí)用教程——基于AltiumDesigner平臺4.3.2編輯模塊電路

為了保證各模塊電路中I/O端口與相應(yīng)項(xiàng)目文件方塊中的“方塊電路I/O端口”一一對應(yīng)，最好使用“Design”菜單下的“CreateSheetFormSymbol”（從方塊電路產(chǎn)生原理圖）命令創(chuàng)建各模塊電路的原理圖文件，這樣不僅省去了在模塊電路原理圖中重新輸入“I/O端口”的操作，也保證了模塊電路中的“I/O端口”與項(xiàng)目文件中“方塊電路I/O端口”一一對應(yīng)，這就是所謂的“自上而下”的層次電路設(shè)計(jì)方法。2025/1/7電子線路CAD實(shí)用教程——基于AltiumDesigner平臺4.3.3自下而上編輯層次電路AltiumDesigner支持“自下而上”方式創(chuàng)建層次電路。所謂“自下而上”方式，就是先創(chuàng)建、編輯各模塊電路的原理圖文件（采用自下而上設(shè)計(jì)方式時，同一模塊原理圖中不允許使用“I/O端口”(Port)表示元件引腳之間的電氣連接關(guān)系，即“I/O端口”只用于表示不同模塊電路之間信號的連接關(guān)系）。在擬放置方塊電路的原理圖文件中執(zhí)行“Design”菜單下的“CreateSymbolFormSheetorHDL”（從原理圖生成方塊電路）命令，即可將特定模塊電路原理圖文件中的“I/O端口”轉(zhuǎn)化為“方塊電路I/O端口”并放置在自動生成的方塊電路內(nèi)。4.3.4層次電路編譯與PCB設(shè)計(jì)

完成了層次電路原理圖編輯后，可執(zhí)行“Project”菜單下的“CompilePCBProject設(shè)計(jì)項(xiàng)目文件.PrjPCB”命令，對設(shè)計(jì)項(xiàng)目原理圖文件進(jìn)行編譯，檢查并糾正可能存在的錯誤。常見錯誤主要有總線及I/O端口網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號格式不正確，方塊電路I/O端口(SheetEntry)、模塊電路中的I/O端口(Port)電氣類型不匹配，多模塊方塊電路I/O端口電氣類型沖突。例如，當(dāng)電路圖中某一方塊電路對應(yīng)多套電路時，對應(yīng)方塊電路的I/O端口以及與之相連的其他方塊電路I/O端口的電氣類型均可能需要定義為“Unspecified”(未定義)，否則編譯時可能會因多個輸出端“線與”，導(dǎo)致錯誤，如圖4.3.16所示。圖4.3.16方塊電路I/O端口類型定義錯誤

原理圖編譯通過后，就可以在設(shè)計(jì)項(xiàng)目中創(chuàng)建新的PCB文件(.PcbDoc)，放置邊框并保存后，就可以執(zhí)行“Design”菜單下的“UpdatePCBDocumentxxxx.PcbDoc”命令，AltiumDesigner會自動把設(shè)計(jì)項(xiàng)目內(nèi)SourceDocuments文件夾所有原理圖文件中的元件封裝信息及電氣連接關(guān)系裝入指定的PCB