实验4使用AltiumDesigner绘制电路原理图上机.docx
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实验4使用AltiumDesigner绘制电路原理图上机
实验4使用AltiumDesigner绘制电路原理图
一、实验目的
1、熟悉AltiumDesigner的软件使用界面
2、掌握AltiumDesigner的原理图绘制流程及方法
二、实验原理
机器狗控制板的前端电路是主要由多个三极管构成的触发脉冲
产生电路，如图4-1所示。
咪头S1采集声音信号，经电容C1耦合送入由三极管Q1与电阻R1、R2、R5组成的单管共射放大电路，声音信号经放大电路放大后再经电容C2耦合作为三极管Q2的基极控制电压。
如果控制电压足够大，则Q2管发射结导通，Q2管处于饱和状态，集电极电压为低电平，经接头P2的1脚送出去触发后端的单稳态触发器；如果控制电压不够大，Q2管发射结不导通，Q2管处于截止状态，集电极电压为高电平，将无法触发单稳态触发器。
图4-1机器狗控制板前端电路原理图
接头P2的2脚接单稳态触发器的输出端。
当单稳态触发器被触发了，则该端接高电平，经二极管D2给电容C3充电，当C3两端电
压足够高了，这三极管Q3导通，将Q2的基极电位强制拉回到低电平，Q2截止，为下一次触发做准备。
但Q3导通后，电容C3放电，
C3两端电压下降到一定值后，Q3截止。
通过D2、C3和Q3组成的反馈控制，使得单稳态触发器可以被多次重复触发。
三、实验条件及设备
1、计算机
2、EDA设计软件AltiumDesigner13
四、实验内容与操作步骤
绘制电路原理图步骤见图4-2。
图4-2绘制电路图原理步骤
步骤1.仓U建PCB设计项目（*PrjPCB）
步骤2.创建原理图文件
在AD初步.PrjPCB项目下，执行选单命令【File!
/【New!
/【Schematic!
，创建原理图文件，并另存为“AD初步.SchDoc”。
这里应注意的是做项目的思想，尽量把一个工程的文件另存为到同一文件夹下，方便以后的管理。
进入原理图编辑器后，设计者可以通过浏览的方式熟悉环境、各菜单命令。
这里对一些
常用菜单做简单说明。
IDXPFile£ditViewProjectPlaceResignToolsSimulatorReportsWindow旦elp
图4-4常用工具栏1
如图4-4,【File!
是对项目创建管理的窗口，【Edit!
是对画原理图时对其一些功能的编
辑，【View】具有查看、放大、缩小的功能，【Project】可以对原理图进行编译，检查错误，
【Place!
中有一些常用器件，可直接放置，【Design!
可以进行一些高级设计，【Tools!
平时
用得比较多点，可以对元器件进行自动排序，查看元器件的封装等。
:
弋卞弼卜回当罕。
圖嫌
图4-5常用工具栏2
如图4-5，这个工具栏可以直接对连线、总线、文本、地线、电源等进行放置。
图4-6常用工具栏3
如图4-6，这个工具栏可以直接对电阻、电容等进行放置。
下面对原理图纸进行简单介绍，对新建的原理图的边框进行双击，就会出现如图4-7的
原理图纸设置框，BorderColor是对边框颜色进行设置，SheetColor是对网格背景颜色进行
设置，Standardstyles是对原理图纸的纸张大小的选择设计。
其他具体功能这里就不详细说明了。
步骤3.加载/卸载元件库
在原理图上放置元件前，须先知加载图中所需元件的元件库。
点击System比诃DesignCcrnpjlgrSCHJjldp[nstruments
图4-8系统工具栏
如图4-8，点击屏幕右下角【System]/【Libraries】按钮，弹出文件面板，如图4-9，
Librarief
UbffaiitL“
Sean
点击libraries
双击Search，
搜索元件
Mace2N3904
少MiscellaneoDevices,.!
ntLib
ComponeintName
/Library
JEE.■三上EJ=MJ=rmJ=--E5-JB^s-k=■35*-TJW"F.I4B"
2N39Q4
2N3906
Battery
BellRri-rinpl
MiKeiiincousDevices-IntLibMiicellaneousOtvices.iniLib
MiscellaneousDevkeUntLib
Mi5celliSneousDevices.IntLib
MiscellianeousDeviceslutLib
Miscellsmeoo5DeviresIrrHLib
MiwlllKni*EKD^wifpOntlih
195cornponerits
2N39（H
ModelMarne
Q2re9D4
点2N3904
蕃TO沁
ModelTyp«
SignalIntegrity
Simulation
Footprint
Source
2N3904.mdl
MiscellaneousDeviws.Pcb
图4-9AvailableLibraries面板
Supplier
Manufacturer
Description
Unit
Price
图4-9库文件面板
点击【Libraries...],弹出如图4-10的AvailableLibraries面板，点击
【installed],选择元件所在的路径、选择元件库，加载元件库。
一般的情况下，MiscellaneousConnectors禾口
MiscellaneousDevices这两个库包含了一般常用的元器件，包括分立元件原理符号、接插件符号。
这两个库也是AltiumDesigner系统默认打开的元件库。
如果对不熟悉其生产商的元件可按原件型号搜索其所在库。
双击Search,进入如图4-11元件搜索面板，输入元件名称进行搜索。
还有些元件是现有库中没有的，这需要设计者在绘图前依照元件数据手册为其创建对应的元件库，在以后的实验中会详细说明，这里就不进行讲解了。
图4-10AvailableLibraries库添加面板
步骤4.放置图件
图件是指元件Part、导线Wire、节点Junction、电源端口PowerPort、网络标号NetLabel、端口Port、总线连接口BusEntry等。
（1）放置元件
执行菜单命令【Design】/【BrowseLibraries...］或单击面板标签【System］，选中【Library】，如图4-12所示，弹出库文件面板
Clipboa『廿
Fa^cirites
lihwi門
Files
图4-12面板标签System
'T.1iicellaneou5Devices』ntLitj
Output
*Prajecls
SnippFU
StorageManager
SupplierSearch
广当前元件
库「+
x.JComponentHame
Library
JBell
Battery
元件名称
序
0Antenna
□ADC-B
195components
原理图符号
Modell^pe
元件三维模
型库
MiscellaneousDtvic«5,IntMiscellaneousDevice5.IntMhcellsneausIDevices.IntMiscellaneousDr/ices.Int
Mhcellaneou5DevlcesJn^
MiscellaneousDevices.Int
当前所选中的元件
5&urc（
元件封装模
型
元件圭寸装图形
Simulation
Foctprint
2N39O6.mdl
Miscelllaneqii^Devic
adelMarne
\爪39站BCY-W3/E4
Supplier
Manufacturtr
Description
UnitPrice
图4-13元件选择对话框
在“当前元件库”列表框中选中需要放置元件的所在库；在“元件名称排序”列表框中选中需要放置的元件；单击【Place...］按键，元件符号附在光标上，跟随光标移动；此时按一次键盘空格键元件逆时针旋转90度；按X键元件左右镜像；按Y键元件上下镜像；对需要
编辑属性的元件按Tab键，弹出如图4-14元件属性对话框，对话框中编辑元件的标注、标注值、元件引脚、元件封装等。
当确定元件的基本位置后，鼠标左键确认。
一张图纸上的相同元件可以连续放置。
绘图中，同类元件可以连续放置。
单子件元件的标注可以在全部图纸绘制完后统一添加。
元件的标称值、元件的封装最好在放置元件时输入。
注意：
在元件还未定位时，拖动效果如图4-15所示，而且在这个时候最好使用X键、Y
键、空格键、Tab键进行参数和位置的设计。
图4-14元件属性对话框
图4-16常用器件
CiipZ[-Cnp2
iuF47liF
图4-15放置三极管形成的拖动效果
放置元器件的时候也可以在界面的右上角的菜单栏里点击小
电阻放置一些常用的电阻和电容，如图4-16所示。
放置如图4-1的元件如图4-17所示，像4.7K的电阻可以按住Shift键然后拖动，可以cope一个4.7K的电阻。
MK?
Q
Mic2
图4-17放置完元器件
（2）放置导线和节点
当电路元件放置并基本布局、排列完毕后，如图4-18所示，进行各元件的连接。
放置
导线可单击电路绘图工具栏上的I1心按钮，或按快捷键【P/W】。
先点击Place
1子实验'詔辽步■£chDoc*-AD:
，di^.Prj'Pcb.Notsignedn.
图4-19放置面板
（3）放置网络标号、总线入口、总线及线路标签的步骤这里就不做详细说明，有兴趣的同学可以课后自己探讨。
步骤5.为元件添加标注
为原理图中的元件添加标注是绘制原理图的重要步骤。
有手动和自动添加标注两种办
法。
自动添加标注是执行菜单命令【Tool]/【Annotate】，依系统选项提示，如图4-19所示,
逐步进行。
手工添加标注是在放置元件时将元件标注输入，见图4-14元件属性对话框。
步骤6.规范原理图
绘制完一遍草图后，需要对元件的位置做适当调整。
添加必要的文字说明。
一张高质量的电路图应该是信号流向清楚，功能模块安排合理，疏密适中，图幅大小合适。
接受自动标注
>
设置自动
标注方式
图4-20自动标注对话框
Project
步骤7.电气规则检查（ERC
电气规则检查可检查原理图中是否有电气特性不一致的情况。
女口：
两个输入引脚并联、
未连接完整的网络标号、重复性的元件标注等。
以上这些都是不合理的电气冲突现象。
Altium
Designer会按照用户设置规则来区分错误的等级并提醒用户。
执行菜单命令【Project】/【CompilePCBProject】，对其进行电气检查。
单击面板标签【System］，选中【Messages】，如图4-21所示，打开信息面板，显示编译结果。
根据编译报告，修改原理图中的错误。
—菇";毛丁■实半望詔奴步SchDor*-AD^PPcb.Nofsignedin.
Li
View|rProject[E曲eDesignToolsSimulatorReportsWindow
Comoil亡Do亡uiriEnt已d祐步・5thDot
CompikPCBProjectADwlit.PgPeb
Crcs5ProbeNextMessageShift-hCtrl+F2
CrossProbePreviousMessageShiFt-l-Ctrl+F4
Add凶门¥toProject
Clipboard
Favorites
Output屮Projects
Snippets
StorageManager
SupplierSearch
To-Do
图4-21电气检查对话框
步骤8.元件封装检查
元件圭寸装检查是非常关键的一步。
执行【Tools]/【FootprintManager】检查图中所示
元件的封装。
再将原理图网表信息导入PCB文件之前，应保证元件封装的完整和正确。
如
图4-22所示。
图4-22封装管理对话框
五、实验报告
1、叙述基于AlitumDesigner设计电路原理图的操作过程；
2、分别对绘制过程中完成布局、连线和标注各阶段的原理图做截图记录;
3、撰写实验总结或者心得体会；
4、回答思考题。
六、思考题
1、在本前端电路中，如果不加由D2、C3和Q3组成的反馈电路,电路的运行效果会如何？
2、如果找不到所需元件的库，如何解决？
3、原理图绘制时会涉及到哪几种网格？
它们的作用分别是什么？
4、试说明原理图元件和封装是什么对应关系？
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