2.5 原理图的绘制
2.5.1 导线的绘制
导线是电气连接中最基本的组成单位。单张原理图上的任何电气连接都可以通过导线建立。下面以原理图中两个引脚的连接为例介绍导线的绘制。如图2-53所示,NE555N的引脚5与电容C1的连接,可以按下面的步骤进行操作。
图2-53 鼠标指针状态
(1)执行菜单命令Place→Wire或用鼠标左键单击“Wiring”工具栏中的图标,此时鼠标指针变成了十字形,并附加一个叉号显示在工作窗口中,如图2-53所示。
(2)系统进入连线状态,将鼠标指针移到电容C1的第1引脚,会自动出现一个红色的“×”,单击鼠标左键,确定导线的起点,如图2-54(a)所示。
图2-54 导线连接过程
(3)移动鼠标指针拖动导线线头,在转折点处单击鼠标左键,每次转折都需要单击鼠标左键,如图2-54(b)所示。
(4)当到达导线的末端时,再次单击鼠标左键,确定导线的终点,如图2-54(c)所示。当一条导线的绘制完成后,整条导线的颜色变为蓝色,如图2-54(d)所示。
(5)绘制完一条导线后,系统仍然处于绘制导线的命令状态。将鼠标指针移动到新的位置后,重复(1)~(4)的操作,可以继续绘制其他导线。
Altium Designer 18为设计者提供了4种布线模式:90°布线、45°布线、任意角度布线和自动布线,如图2-55所示。在绘制导线过程中,按下Shift+Space键可以在各种模式间进行切换。当切换到90°布线模式(或45°布线模式)时,按Space键可以进一步确定是以90°(或45°)线段开始的,还是以90°(或45°)线段结束的。当使用Shift+Space键切换导线到任意角度布线模式(或自动布线模式)时,再按Space键可以在任意角度布线模式与自动布线模式间切换。
图2-55 布线模式
(6)如果对某条导线的样式不满意,如导线宽度、颜色等,设计者可以用鼠标双击该条导线,此时将弹出“Wire”对话框,如图2-56所示。设计者可以在此对话框中重新设置导线的宽度和颜色等。
图2-56 “Wire”对话框
2.5.2 放置电源/接地符号
电源和接地符号可以使用“Utilities”工具栏的“Power Sourse”工具上对应的命令来放置,如图2-57所示。电源符号还可以通过执行菜单命令Place→Power Port或单击原理图绘制工具栏上的图标进行调用,具体步骤如下。(1)根据需要按下该工具栏中的某一电源按钮,鼠标指针变为十字形,并拖动电源按钮的图形符号,移动鼠标指针到原理图上合适的位置后单击左键,即可放置电源按钮。
图2-57 “Power Sourse”工具
(2)在放置过程中和放置后设计者都可以对电源符号进行编辑。在放置电源符号的过程中,按Tab键,将会出现“Power Port”对话框,如图2-58所示。对于已放置的电源元器件,双击元器件,或在该符号上单击鼠标右键弹出快捷菜单,使用快捷菜单的“Properties”命令,也可以调出“Power Port”对话框。
图2-58 “Power Port”对话框
(3)在“Power Port”对话框中可以编辑电源属性,在“Name”编辑框中可修改电源符号的网络名称;单击“Rotation”选项,会弹出一个选择旋转角度的对话框,如图2-59所示,设计者可以选择旋转角度;单击“Style”选项,会弹出一个选择符号样式的对话框,如图2-60所示,设计者可以选择符号样式;确定放置电源符号的位置可以修改“Location”中(X/Y)的坐标数值。
图2-59 选择旋转角度
图2-60 选择符号样式
(4)放置电源符号并进行连线,如图2-61所示。
图2-61 放置电源符号并进行连线
2.5.3 放置网络标号
在原理图上,网络标号将被应用在元器件引脚、导线、电源/接地符号等具有电气特性的对象上,用于描述被应用对象所在的网络。
网络标号是实际电气连接导线的序号,它可代替有形导线,使原理图变得整洁美观。具有相同网络标号的导线,不管在原理图上是否连接在一起,都被看作同一条导线,因此它多用于层次化电路或多重电路的各个模块电路之间的连接,这个特性在绘制印制电路板的布线时十分重要。
对单页、层次化或多重电路,设计者都可以使用网络标号来定义某些网络,使它们具有电气连接关系。
设置网络标号的具体步骤如下。
(1)执行菜单命令Place→Net Label,或用鼠标左键单击“Wiring”工具栏中的图标。(2)此时,鼠标指针变成十字形,并且将随着网络标号在工作区内移动,如图2-62所示,此框的长度是按最近一次使用的字符串的长度确定的。按下Tab键,工作区内将出现如图2-63所示的“Net Label”对话框。
图2-62 放置网络标号
图2-63 “Net Label”对话框
“Net Label”对话框选项功能如下。
•Rotation:设置网络名称放置的方向。将鼠标指针放置在角度位置,会显示一个下拉按钮,单击下拉按钮即可打开下拉列表,其中包括4个选项:“0 Degrees”、“90 Degrees”、“180 Degrees”和“270 Degrees”。
• Net Name:设置网络名称,也可以单击右边的下拉按钮选择一个网络名称。
• Font:设置所要放置文字的字体。
• Justification:设置网络标号在放置点的方向位置。
(3)设置结束后,关闭对话框,单击图标加以确认。将网络标号移到所需标注的引脚或连线的上方,单击鼠标左键,即可将设置的网络标号粘贴上去,如图2-64所示。
图2-64 粘贴网络标号
(4)单击鼠标右键或按Esc键,即可退出设置,回到待命状态。
注:网络标号要放置在元器件引脚引出导线上,不应直接放置在元器件引脚上;网络标号名称采用英文输入法。
2.5.4 绘制总线与总线分支
设计者在绘制电路原理图的过程中,为提高原理图的可读性,可采用总线连接,这样可以减少连接线的工作量,同时也能使原理图更加美观。
所谓总线就是用一条线来代表数条并行的导线。在设计电路原理图的过程中,合理地设置总线可以缩短原理图的绘制过程,使原理图的画面简洁明了。
1.绘制总线
绘制总线之前需要对元器件引脚标注网络标号,标明电气连接,如图2-65所示。下面将介绍绘制总线的步骤。
图2-65 绘制总线前的网络标号
(1)执行绘制总线的菜单命令Place→Bus,或用鼠标左键单击“Wiring”工具栏中的图标。
(2)此时,鼠标指针变成十字形,系统进入绘制总线命令状态。与绘制导线的方法类似,将鼠标指针移到合适位置,单击鼠标左键,确定总线的起点,然后开始绘制总线,如图2-66所示。
图2-66 绘制总线
(3)移动鼠标指针拖动总线线头,在转折位置单击鼠标左键确定总线转折点的位置,每转折一次都需要单击一次。当总线的末端到达目标点时,再次单击鼠标左键即可确定总线的终点。
(4)单击鼠标右键,或按Esc键,结束这条总线的绘制过程,如图2-67所示。
图2-67 绘制总线完成
(5)绘制完一条总线后,系统仍然处于绘制总线命令状态,此时单击鼠标右键或按Esc键,即可退出绘制总线命令状态。
(6)如果对某条总线的样式不满意,如总线宽度、颜色等,设计者可以用鼠标双击该总线,此时将出现“Bus”对话框,如图2-68所示。设计者可以在此对话框中重新设置总线的宽度和颜色等。
图2-68 “Bus”对话框
2.绘制总线分支
总线分支是单一导线进出总线的端点。导线与总线连接时必须使用总线分支,总线和总线分支没有任何的电气连接意义,只是让电路图看上去更具专业水平,因此电气连接功能要由网络标号来完成。绘制总线分支的步骤如下。
(1)执行主菜单命令Place→Bus Entry,或单击绘图工具栏中的总线分支图标。
(2)执行绘制总线分支命令后,鼠标指针变成十字形,并有分支线悬浮在鼠标指针上。如果需要改变分支线的方向,仅需按空格键即可。
(3)移动鼠标指针到需要放置总线分支的位置,鼠标指针上出现两个红色的“×”,单击鼠标左键即可完成第一个总线分支的放置,依此类推即可放置所有的总线分支。
(4)绘制完所有的总线分支后,单击鼠标右键或按Esc键退出绘制总线分支状态,鼠标指针由十字形变回箭头。
在绘制总线分支状态下,按Tab键,将弹出“Bus Entry”(总线分支)对话框,或者在退出绘制状态后,双击总线分支同样可以弹出“Bus Entry”对话框,如图2-69所示。
图2-69 “Bus Entry”对话框
在“Bus Entry”对话框中,可以设置颜色和线宽,绘制“Bus Entry”后,即可完成总线的绘制,绘制好总线分支如图2-70所示。
图2-70 绘制好总线分支
2.5.5 绘制I/O端口
在设计电路原理图时,一个网络与另一个网络的电气连接通常有3种形式:通过实际导线连接;通过相同的网络名称实现两个网络之间的电气连接;相同网络名称的输入/输出端口(I/O),在电气意义上也被认为是连接的。输入/输出端口是层次化原理图设计中不可缺少的组件,绘制输入/输出端口的步骤如下。
(1)执行主菜单命令Place→Port,或单击电路图工具栏的图标。
(2)启动绘制输入/输出端口命令后,鼠标指针变成十字形,并有一个输入/输出端口图标悬浮在鼠标指针上。
(3)移动鼠标指针到原理图合适位置,在鼠标指针与导线相交处会出现红色的“×”,表明实现了电气连接。单击鼠标即可定位输入/输出端口的一端,移动鼠标指针调整输入/输出端口大小,单击鼠标左键完成输入/输出端口的放置。
(4)单击鼠标右键退出绘制输入/输出端口状态。
在放置输入/输出端口状态下,按Tab键,或者在退出绘制输入/输出端口状态后,双击绘制的输入/输出端口符号,将弹出“Port”对话框,如图2-71所示。
图2-71 “Port”对话框
“Port”对话框主要包括如下属性的设置。
• Name:用于定义端口的名称,具有相同名称的I/O端口在电气意义上是连接在一起的。
• I/O Type:用于设置端口的电气特性。端口的类型设置有未确定类型(Unspecified)、输出端口类型(Output)、输入端口类型(Input)和双向端口类型(Bidirectional)4种。
• Font:用于设置端口文字的字体、大小和颜色等。
• Border:用于设置端口边框的类型和颜色。
• Fill:用于设置端口内的填充色。
绘制完的输出端口如图2-72所示。
图2-72 绘制完的输出端口
2.5.6 放置忽略ERC测试点
放置忽略ERC测试点的主要目的是让系统在进行电气规则检查(ERC)时,忽略对某些节点的检查。例如,系统默认输入型引脚必须连接,但实际上某些输入型引脚不连接也是常事,如果不放置忽略ERC测试点,那么系统在编译时就会生成错误信息,并在引脚上放置错误标记。放置忽略ERC测试点的步骤如下。
(1)执行主菜单命令Place→Directives→Greneric NO ERC,或单击绘制电路图工具栏中的图标。
(2)启动放置忽略ERC测试点命令后,鼠标指针变成十字形,并且在鼠标指针上悬浮一个红色的“×”,将鼠标指针移动到需要放置忽略ERC测试点的节点上,单击鼠标左键完成忽略ERC测试点的放置。单击鼠标右键退出放置忽略ERC测试点状态。
(3)在放置忽略ERC测试点状态下按Tab键,弹出“NO ERC”对话框,如图2-73所示。“NO REC”对话框主要用于设置忽略ERC测试点的颜色和坐标位置,通常保持默认设置即可。一个放置完的忽略ERC检测点如图2-74所示。
图2-73 “NO ERC”对话框
图2-74 忽略ERC测试点