PDF《第5章 原理图元件库的管理》

第5章原理图元件库的管理 在电子产品系统开发过程中,如何快速、准确地找到所需要的元件,对于设计者来说 是至关重要的.

Altium Designer 系统提供了相当完整的内置集成库文件,所存放的库元件数量非常庞 大,几乎涵盖了世界上所有芯片制造厂商的产品,此外还与

2 个元器件供应商(Newark 和Farnell)的实时数据连接.因此,借助于其强大灵活的库管理功能,大多数情况下,用 户能够轻松地找到所需要的元件,并进行放置使用. 但是,对于某些比较特殊的、非标准化的元件或者新开发出来的元件,有时可能无法 直接找到,另外,某些现有元件的原理图符号外形及其他模型形式也有可能不符合实际电 路的设计要求.在这些情况下,就要求用户能够自己对库元件进行创建或者编辑,为其绘 制合适的原理图符号或者其他模型形式,以满足自己的设计需要. Altium Designer 系统为用户提供了多功能的库文件编辑器,使用户能够随心所欲地编 辑符合自己要求的库元件,并可建立相应的库文件,加入到工程中,使得工程自成一体, 便于工程数据的统一管理,也增加了其安全性和可移植性. 5.1 原理图库文件编辑器 使用 Altium Designer 系统的库文件编辑器可以创建多种库文件, 执行【文件】|【新的】|【库】命令后,弹出的菜单如图 5-1 所示. 该菜单显示了可以创建的库文件类型,有原理图库(扩展名 是.SchLib) 、PCB 元件库(扩展名是.PcbLib) 、焊盘过孔库(扩展名 是.VHDLIB) 、数据库(扩展名是.DbLib)以及 SVN 数据库(扩展名 是.SVNDbLib)等.在这里,我们主要来看一下原理图库文件的创建 和编辑. 我们知道, 元件的原理图符号本身并没有任何实际上的意义, 只不过是一种代表了引脚电气分布关系的符号而已. 因此, 同一个元 件的原理图符号可以具有多种形式 (即可以使用多种显示模式) , 只要保证其所包含的引脚 信息是正确的就行.但是,为了便于交流和统一管理,用户在设计原理图符号时,也应该 尽量符合标准的要求,以便与系统库文件中所提供的库元件原理图符号做到形式与结构上 的一致. 5.1.1 原理图库文件编辑器的启动 启动原理图库文件编辑器有多种方法,通过新建一个原理图库文件,或者打开一个已 图5-1 库文件菜单 零点起飞学 Altium Designer

18 电路设计与仿真 ・90・ 有的原理图库文件,都可以进入原理图库文件的编辑环境中. 执行【文件】|【新的】|【库】|【原理图库】命令,则一个默认名为 SchLib1.SchLib 的原理图库文件被创建,同时原理图库文件编辑器被启动,如图 5-2 所示. 图5-2 原理图库文件编辑器 5.1.2 原理图库文件编辑环境 原理图库文件编辑环境与前面的电路原理图编辑环境的界面非常相似,主要由主菜单 栏、标准工具栏、应用工具、编辑窗口及面板等几部分组成,操作方法也几乎一样.但是 也有不同的地方,具体表现在以下几个方面. ? 编辑窗口:窗口内不再有图纸框,而是被十字坐标轴划分为四个象限,坐标轴的 交点即为该窗口的原点.一般在绘制元件时,其原点就放置在编辑窗口原点处, 而具体元件的绘制、编辑则在第四象限内进行. ? 应用工具:提供了

3 个重要的工具,即原理图符号绘制工具栏 、IEEE 符号工 具栏 和模式管理器 .这几个工具是原理图库文件编辑环境中所特有的,用 于完成原理图符号的绘制以及通过模型管理器为元件添加相关的模型. ? 【Projects】面板:用于对项目进行编辑、管理. ? 【SCH Library】面板:原理图库文件编辑环境中特有的工作面板,用于对原理图库 文件中的元件进行编辑、管理. ? 模型添加及预览:用于为元件添加相应模型,如PCB 封装、仿真模型、信号完整 性模型等,并可在右侧的窗口中进行预览. ? 编辑窗口中的原点是为元件定位所设计的.在原理图中放置一个元件的时候,需要知 道所放置的坐标或者位置,一般情况下默认第一个引脚为定位点. 应用工具 编辑窗口 窗口原点 【SCH Library】面板 模型添加及预览 【Projects】面板 第5章原理图元件库的管理 ・91・ 5.1.3 原理图库应用工具栏 对于原理图库文件编辑环境中的主菜单栏及标准工具栏,由于功能和使用方法与原理 图编辑环境中基本一致, 在此不再赘述. 我们主要对应用工具中的原理图符号绘制工具栏、 IEEE 符号工具栏以及模式工具栏进行简要介绍,具体的使用方法在后面的实例中逐步 介绍. 1.原理图符号绘制工具栏 单击应用工具中的 ,会弹出相应的原理图符号绘制工具栏,如图 5-3 所示.其中 各个图标的功能与【放置】子菜单中的各项命令具有对应的关系,如图 5-4 所示. 图5-3 原理图符号绘制工具栏 图5-4 【放置】子菜单 2.IEEE符号工具栏 单击应用工具中的 ,会弹出相应的 IEEE 符号工具栏,如图 5-5 所示,其上是符 合IEEE 标准的一些图形符号. 同样, 由于该工具栏中各个符号的功能与执行 【放置】 | 【IEEE 符号】命令后弹出的菜单(如图 5-6 所示)中的各项操作具有对应的关系,所以不再逐项 说明. 3.模式工具栏 模式工具栏用来控制当前元件的显示模式,如图 5-7 所示. ? :单击该图标可以为当前元件选择一种显示模式,系统默认为 Normal. ? :单击该图标可以为当前元件添加一种显示模式. ? :单击该图标可以删除元件的当前显示模式. ? :单击该图标可以切换到前一个显示模式. ? :单击该图标可以切换到后一个显示模式. 零点起飞学 Altium Designer

18 电路设计与仿真 ・92・ 图5-5 IEEE 符号工具栏 图5-6 【IEEE 符号】菜单 图5-7 模式工具栏 5.1.4 【库】面板 【库】面板是原理图库文件编辑环境中的专用面板,用来对当前原理图库中的所有元 件进行编辑和管理,如图 5-8 所示. ? 【设计条目】 :列出了当前原理图库中的所有库元件,包括元件名称及相应的描述 等.选中某一库元件后,双击即可在当前打开的原理图文件中进行放置. ? 【模型名称】 :用于列出库元件的模型信息,如PCB 封装、信号完整性分析模型、 仿真模型等.单击相应的按钮,可为库元件添加模型或者编辑模型信息. ? 【供应商】 :用于显示可通过因特网提供元件供应商信息,包括供应商、制造商、 描述等,这是系统默认显示的信息. 第5章原理图元件库的管理 ・93・ 图5-8 【库】面板 5.2 原理图库元件的创建 在对原理图库文件的编辑环境有所了解之后,这一节我们将通过一个具体元件的创 建,使用户了解并熟练掌握建立原理图符号的方法和步骤,以便灵活地按照自己的需要, 创建出美观大方、符合标准的原理图符号. 同样,与电路原理图的绘制类似,在创建库元件之前也应该对相关的工作区参数进行 合理设置,以便提高效率和正确性,达到事半功倍的目的. 5.2.1 设置工作区参数 在原理图库文件的编辑环境中,执行【工具】|【文档选项】命令,弹出 Library Options 【Properties】属性面板,如图 5-9 所示,用户可以根据需要设置相应的参数. Library Options 属性内容与原理图编辑环境中的 Document Options 属性内容相似,所 以我们只介绍其中个别选项的含义,其他选项用户可以参考 Document Options 进行设置. ? 【Show Hidden Pins】 :用来设置是否显示库元件的隐藏引脚.选中该复选框后,元 件的隐藏引脚将被显示出来. 供应商信息 元件栏 模型栏 零点起飞学 Altium Designer

18 电路设计与仿真 ・94・ ? 隐藏引脚被显示出来,并没有改变引脚的隐藏属性.要改变其隐藏属性,只能通过 Pin【Properties】属性面板才能完成. ? 【Show Comment/Designator】 :选中该复选框后, 库元件的默认标识及注释将被显示出来. 5.2.2 库元件的创建 在对库元件进行具体创建之前,用户应参考相应元件 的数据手册,充分了解其相关的参数,如引脚功能、封装 形式等. 【例5-1】 创建单片机芯片 STC11F02 下面我们将以第

4 章综合实例中所用到的单片机芯片 STC11F02 为例,详细讲述库元件原理图符号的绘制过程. (1)执行【文件】|【新的】|【库】|【原理图库】命令, 启动原理图库文件编辑器,新建一个原理图库文件,命名 为RRadar.SchLib.在新建原理图库的同时,系统已自动 为该库添加了一个默认名为 Component_1 的库元件,打开 【SCH Library】面板即可以看到,如图 5-10 所示. (2) 执行 【工具】 | 【文档选项】 命令, 在Library Options 【Properties】属性面板中进行工作区参数设置. 集成元件的原理图符号外形,一般采用矩形或正方形 表示,大小应根据引脚的多少来决定.由于我们使用的 STC11F02 是20 引脚的 SOP/DIP 封装,所以应画成矩形.具体绘制时一般应画得大一些, 以便于放置引脚,在引脚放置完毕后,可再调整为合适的尺寸. (3)单击原理图符号绘制工具栏 中的放置矩形图标 ,则光标变为十字形,并附有 一个矩形符号.以原点为基准,两次单击鼠标,在编辑窗口的第四象限内放置一个实心矩形. (4)单击放置引脚图标 ,则光标变为十字形,并粘附一个引脚符号,移动该引脚到 矩形边框处,单击鼠标左键即可完成放置,如图 5-11 所示. 图5-10 新建库元件 图5-11 放置引脚 ? 放置引脚时,一定要保证具有电气特性的一端,即带有*号的一端朝外,这可以通过 在放置时按空格键旋转来实现. 图5-9 Library Options 属性面板 第5章原理图元件库的管理 ・95・ (5)在放置引脚时按下 Tab 键,或者双击已放置的引脚,则系统弹出 Pin【Properties】 属性面板,如图 5-12(a)所示,在面板中可以完成引脚的各项属性设置. (a) (b) 图5-12 Pin 属性面板 面板各项属性含义如下. ? 【Name】 :用于输入库元件引脚的功能名称. ? 【Designator】 :用于设置引脚的编号,应该与实际的引脚编号相对应. 选中这两项后面的 复选框后,显示形式如图 5-12(b)所示. ? 【Electrical Type】 :用于设置库元件引脚的电气特性.单击右边的 按钮可以选择 设置,有【Input】 (输入引脚)、 【Output】 (输出引脚)、 【Power】 (电源引脚)、 【Open Emitter】 (发射极开路)、【Open Collector】 (集电极开路)、【HiZ】 (高阻)等8种.如果用户对各引脚的电气特性非常熟悉,也可以不必设置,以便简 化原理图符号的形式.在这里,我们设置为 I/O,这是一个双向的输入/输出引脚. ? 【Description】 :用于输入库元件引脚的特性描述. ? 【Symbols】 :根据引脚的功能以及电气特性,用户可以为该引脚设置不同的 IEEE 符号,作为读图时的参考.可放置在原理图符号的里面、内边沿、外部边沿或外 部等不同位置处,并没有任何电气意义. ? 【Font Settings】 :用于设置该引脚的位置、长度、方位、颜色等基本属性以及是否 锁定. 零点起飞学 Altium Designer

18 电路设计与仿真 ・96・ ? 一般来说, 【Name】、 【Designator】以及【Electrical Type】属性是必须设置的.其余 的各项,用户可以自行选择设置,也可以不必设置. (6)设置好属性的引脚如图 5-13 所示. (7)按照同样的操作,或者使用阵列粘贴功能,完成其余的

19 个引脚放置,并设置 好相应的属性,如图 5-14 所示. ? 为了更好地满足原理图设计的实际需要, 可以对所绘制原理图符号的尺寸大小以及各 引脚位置进行适当的调整. (8)调整后的原理图符号如图 5-15 所示. 图5-13 设置属性后的引脚 图5-14 放置所有引脚 图5-15 调整后的原理图符号 (9)单击【SCH Library】面板上的 按钮,则系统弹 出Component【Properties】........