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Altium Designer电路设计与仿真:原理图后续处理

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学习了原理图绘制的方法和技巧外,接下来介绍原理图中的常用操作。本章主要内容包括原理图中的常用操作和打印报表输出。

4.1 原理图中的常用操作

原理图在绘制过程中,需要一些常用技巧操作,以方便绘制。

4.1.1 工作窗口的缩放

原理图编辑器 中,提供了电路原理图的缩放功能,以便于用户进行观察。选择“察看”菜单,系统弹出下拉菜单,在该菜单中列出了对原理图画面进行缩放的多种命令。菜单中有关窗口缩放的操作分为以下几种类型。

“察看”菜单

(1)在工作窗口中显示选择的内容

该类操作包括在工作窗口显示整个原理图、显示所有元件、显示选定区域、显示选定元件和选中的坐标附近区域,它们构成了“察看”下拉菜单的第一栏。

  • “适合文件”命令:用来观察并调整整张原理图的布局。执行该命令后,编辑窗口内将以最大比例显示整张原理图的内容,包括图纸边框、标题栏等。
  • “适合所有对象”命令:用来观察整张原理图的组成概况。执行该命令之后,编辑窗口内将以最大比例显示电路原理图上的所有元器件,布线时图纸的其他空白部分,使用户更容易观察。
  • “区域”命令:在工作窗口选中一个区域,用来放大该选中的区域。具体操作方法为:执行该命令,光标将变成十字形状出现在工作窗口中,在工作窗口单击鼠标左键,确定区域的一个顶点,移动鼠标光标确定区域的对角顶点后可以确定一个区域;单击鼠标左键,在工作窗口中将只显示刚才选择的区域。
  • “点周围”命令:在工作窗口显示一个坐标点附近的区域。同样是用来放大选中的区域,但区域的选择与上一个命令不同。具体操作方法是:执行该命令,光标将变成十字形状出现在工作窗口中,移动光标到想要显示的点,单击鼠标左键后移动鼠标,在工作窗口将出现一个以该点为中心的虚线框;确定虚线框的范围后,单击鼠标左键,工作窗口将会显示虚线框所包含的范围。
  • “被选中的对象”命令:用来放大显示选中的对象。执行该命令后,对选中的多个对象,将以合适的宽度放大显示。

(2)显示比例的缩放

该类操作包括确定原理图的比例显示、原理图的放大和缩小显示以及不改变比例地显示原理图上坐标点附近区域,它们一起构成了“察看”下拉菜单的第二栏和第三栏。

  • “50%”命令:工作窗口中显示50%大小的实际图纸。
  • “100%”命令:工作窗口中显示正常大小的实际图纸。
  • “200%”命令:工作窗口中显示200%大小的实际图纸。
  • “400%”命令:工作窗口中显示400%大小的实际图纸。
  • “放大”命令:放大显示比例,用来以光标为中心放大画面。
  • “缩小”命令:缩小显示比例,用来以光标为中心缩小画面。执行“放大”和“缩刁、”命令时,最好将光标放在要观察的区域中,这样会使要观察的区域位于视图中心。
  • “摇镜头”命令:在工作窗口中,保持比例不变地显示以光标所在点为中心的区域内的内容。具体操作为:移动光标确定想要显示的范围,执行该命令,工作窗口将显示以该点为中心的内容。该操作提供了快速切换显示内容的功能,与“点周围”中所提供的操作不同,这里的显示比例没有发生改变。

(3)使用快捷键

Altium Designer 为大部分的视图操作提供了快捷键,常用如下。

  • 快捷键Ctrl+PageDown:在工作窗口显示整个原理图。
  • 快捷键PageUp:放大显示比例。
  • 快捷键PageDown:缩小显示比例。

4.1.2 刷新原理图

绘制原理图时,在滚动画面、移动元件等操作后,有时会出现画面显示残留的斑点、线段或图形变形等问题。虽然这些内容不会影响电路的正确性,但为了美观,建议用户执行“察看”乛“刷新”

命令或者按End键刷新原理图。

4.1.3 工具栏和工作面板的打开/关闭

工作面板的打开和关闭与工具栏的操作类似,在面板名称前单击加上“√”标识该工作面板己经被打开,否则该面板为关闭状态。

4.1.4 状态信息显示栏的打开/关闭

Altium Designer中有坐标显示和系统当前状态显示,它们位于Altium Designer工作窗口的底部左侧,通过“察看”菜单可以设置是否显示它们。默认的设置是显示坐标,而不显示系统当前状态。

4.1.5 对象的复制/剪切和粘贴

Altium Designer中提供了通用对象的复制、剪切和粘贴功能。考虑到原理图中可能存在多个类似的元件,Altium Designer还提供了阵列粘贴功能。

(1)对象的复制

在工作窗口选中对象后即可执行对该对象的复制操作。有如下方法可实现该操作:

  • 执行“编辑”→“拷贝”命令;
  • 按Ctrl+C快捷键;
  • 单击工具栏中的“拷贝”按钮。

(2)对象的剪切

在工作窗口选中对象后即可执行对该对象的剪切操作。有如下方法可实现该操作:

  • 执行“编辑”→“剪切”命令,此时,工作窗口中该对象被删除;
  • 按Ctrl+X快捷键;
  • 单击工具栏中的“剪切”按钮。

(3)对象的粘贴

在完成对象的复制或剪切之后,Windows剪贴板中己经有内容了,此时可以执行粘贴操作。粘贴操作的步骤如下:

  • 复制或剪切某个对象,使得Windows的剪贴板中有内容。
  • 执行“编辑”→“粘贴”命令,或按Ctrl+V快捷键,或单击工具栏中的“粘贴”按钮,光标将变成十字形状并附带着剪贴板中的内容,出现在工作窗口中。
  • 移动光标到合适的位置,单击鼠标左键,剪贴板中的内容就被放置在原理图上。被粘贴的内容和复制及剪切的对象完全一样,它们具有相同的属性。

在粘贴元件时,将出现若干个标号相同的元件,此时需要对元件属性进行编辑,使得它们有不同的标号。

(4)对象的高级粘贴

在原理图中,某些同种元件可能有很多个,例如电阻、电容等,它们具有大致相同的属性。如果一个个地放置它们,设置它们的属性,工作量大而且繁琐。Altium Designer提供了高级粘贴,极大地方便了粘贴操作。该操作通过“编辑”菜单中的“灵巧粘贴”菜单命令来完成。具体操作做如下:

  • 复制或剪切某个对象,使得Windows的剪贴板中有内容。
  • 执行“编辑”→“灵巧粘贴”命令,系统弹出“智能粘贴”对话框。
  • 在“智能粘贴”对话框中可以对要粘贴的内容进行适当设置。
  • 设置完之后,单击“确定”按钮,移动光标到合适位置,单击鼠标左键进行粘贴。
“智能粘贴”对话框

对“智能粘贴”对话框作如下说明:

  • “选择粘贴对象”选项组:用于选择要粘贴的对象。
  • “选择粘贴动作”选项组:用于设置要粘贴对象的属性。
  • “粘贴阵列”选项组:用于设置阵列粘贴。下面的“使能粘贴阵列”复选框用于控制阵列粘贴的功能。阵列粘贴是一种特殊的粘贴方式,能够一次性地按照指定间距将同一个元件或元件组重复地粘贴到原理图图纸上。当原理图中需要放置多个相同对象时,该操作会很有用。
选中“使能粘贴阵列”复选框

选中“使能粘贴阵列”复选框,队列粘贴的设置如图所示。对话框中需要设置的粘贴队列参数如下。

  • “行”选项组:设置水平方向阵列粘贴的数量和间距。其中,“数目”文本框设置阵列粘贴水平方向的次数,“间距”文本框设置阵列粘贴水平方向的间距。
  • “列”选项组:设置竖直方向阵列粘贴的数量和间距。其中,“数目”文本框设置阵列粘贴竖直方向的次数,“间距”文本框设置阵列粘贴竖直方向的间距。
  • “文本增量”选项组:设置阵列粘贴中元件标号的增量。其中,“方向”下拉列表框有3种选择,None、Horizontal First和Vertical First;“首要的”文本框用来指定相邻两次粘贴之间元件标识的数字递增量,系统的默认设置为1;“次要的”文本框:用来指定相邻两次粘贴之间元件引脚号的数字递增量,系统的默认设置为1.

4.1.6 查找与替换操作

(1)查找与替换字符

(a)“查找文本”命令

该命令用于在电路图中查找指定的文本,运用该命令可以迅速找到某一文字标识的图案。执行“编辑”→“查找文本"命令,或者按Ctrl+F快捷键,屏幕上会出现“发现原文”对话框。用户按照自己实际情况设置完对话框内容之后,单击“确定”按钮开始查找。

“发现原文”对话框

“发现原文”对话框中包含的各参数含义如下:

“文本被发现”选项组:其中的文本框用来输入需要查找的文本。

“范围”选项组:包含“Sheet范围(原理图文档范围)”、“选择”、“标识符”3个下拉列表框。

  • “Sheet范围(原理图文档范围)”下拉列表框用于设置查找的电路图范围,包含Current Document(当前文档)、Project Document(项目文档)、Open Document(打开的文档)和Document On Path(设置文档路径)4个选项。
  • “选择”下拉列表框用于设置需要查找的文本对象的范围,共包含All Objects(所有项目)、Selected Objects(选择项目)和Deselected Objects(撤销选择项目)3个选项。All Objects表示对所有的文本对象进行查找,Selected Objects表示对选中的文本对象进行查找,而Deselected Objects表示对没有选中的文本对象进行查找。
  • “标识符”下拉列表框用于设置查找的电路图标识符范围,包含All Identifiers(所有ID)、Net Identifiers Only(仅网络ID)和Designators Only(仅标号)3个选项。

“选项”选项组:用于设置查找对象具有哪些特殊属性,包含“敏感案例”“仅完全字”“跳至结果”3个复选框。选中“敏感案例"复选框表示查找时要注意大小写的区别,而选中“仅安全字”复选框表示只查找具有整个单词匹配的文本,这里的标识网络包含的内容有网络标号、电源端口、I/O端口、方块电路I/O口,选中“跳至结果”复选框表示查找后跳到结果处。

如果查找成功,会发现原理图中的视图发生了变化,在视图的中心正是要查找的元件。如果没有找到需要查找的元件,屏幕上则会弹出Designer Explorer提示对话框,提示查找失败。

总的来说,“查找文本”命令的用法和含义与Word中的“查找”命令基本上是一样的,按照Word中的“查找”命令来运用“查找文本”命令即可。

(b)“替换文本”命令

该命令用于将电路图中指定文本用新的文本替换掉,这项操作在需要将多处相同文本修改成另一文本时非常有用。首先单击“编辑”菜单,从中选择“替换文本”命令,或者按Ctrl+H快捷键,这时屏幕上就会出现如图所示的对话框。

“文本被发现”下拉列表框:用于选择需要查找的内容。

“替代”下拉列表框:用于选择替换原文本的新文本。

“替代提示”复选框:用于设置是否显示确认替换提示对话框。如果选中该复选框表示在进行替换之前,显示确认替换提示对话框,反之不显示。

(c)“发现下一处”命令

该命令用于查找下一处“发现下一处”对话框中指定的文本,也可以按F3键执行这项命令。

(2)查找相似对象

在原理图编辑器中提供了寻找相似对象的功能。具体的操作步骤如下:

  • 执行“编辑”→“查找相似对象”命令,或点击快捷键【Shift+F】光标将变成十字形状出现在工作窗口中。
  • 移动光标到某个对象上,单击鼠标左键,系统将弹出“发现相似目标”对话框,在该对话框中列出了该对象的一系列属性。通过对各项属性匹配程度的设置,可以决定搜索的结果。这里以搜索和三极管类似的元件为例,此时搜索设置对话框给出了如下的对象属性。
“发现相似目标”对话框
  • 设置好对话框,单击“应用”胺钮,在工作窗口中将屏蔽所有不符合搜索条件的对象,并跳转到最近的一个符合要求的对象上。此时可以逐个查看这些相似的对象。

4.2 打印与报表输出

原理图设计完成后,经常需要输出一些数据或图纸。本节将介绍Altium Designer原理图的打印与报表输出。Altium Designer具有丰富的报表功能,可以方便地生成各种不同类型的报表。当电路原理图设计完成并且经过编译检测之后,应该充分利用系统所提供的这种功能来创建各种原理图的报表文件。借助于这些报表,用户能够从不同的角度,更好地掌握整个项目的有关设计信息,为下一步的设计工作做好充足的准备。

4.2.1 打印输出

为方便原理图的浏览、交流,经常需要将原理图打印到图纸上。Altium Designer提供了直接将原理图打印输出的功能。

在打印之前首先进行页面设置。执行“文件”→“页面设置”命令,即可弹出“Schematic Print Properties(原理图打印属性)”对话框。其中各项设置说明如下。

“Schematic Print Properties(原理图打印属性)”对话框

(1)“打印纸”选项组:用于设置纸张,具体包括以下几个选项。

  • “尺寸”下拉列表框:选择所用打印纸的尺寸。
  • “肖像图”单选按钮:选中该选项组,将使图纸竖放。
  • “风景图”单选按钮:选中该选项组,将使图纸横放。

(2)Offset选项组:用于设置页边距,共有以下两个选项。

  • “水平”数值框:设置水平页边距。
  • “垂直”数值框:设置垂直页边距。

(3)“缩放比例”选项组:用于设置打印比例,有以下两个选项。

  • “缩放模式”下拉列表框:选择比例模式,有两个选项。选择Fit Document On Page选项,系统自动调整比例,以便将整张图纸打印到一张图纸上。选择Scaled Print选项,由用户自己定义比例的大小,这时整张图纸将以用户定义的比例打印,有可能是打印在一张图纸上,也有可能打印在多张图纸上。
  • “缩放”数值框:当选择“Scaled Print(按比例打印)”模式时,用户可以在这里设置打印比例。

(4)“修正”选项组:用于修正打印比例。

(5)“颜色设置”选项组:用于设置打印的颜色,有3种选择,即单色、颜色和灰的。

(6)单击“预览”按钮,可以预览打印效果。

(7)单击“打印设置”按钮,可以进行打印机设置。

(8)设置、预览完成后,即可单击“打印”按钮,打印原理图。

此外,执行“文件”→“打印”命令,或单击工具栏中的打印按钮,也可以实现打印原理图的功能。

4.4.2 网络表

网络表有多种格式,通常为一个ASCII码的文本文件,网络表用于记录和描述电路中的各个元件的数据以及各个元件之间的连接关系。在以往低版本的设计软件中,往往需要生成网络表以便进行下一步的PCB设计 或进行仿真。Altium Designer提供了集成的开发环境,用户不用生成网络表就可以直接生成PCB或进行仿真。但有时为了方便交流,还是要生成网络表。

在由原理图生成的各种报表中,应该说,网络表最为重要。所谓网络,指的是彼此连接在一起的一组元件引脚,一个电路实际上就是由若干网络组成的。而网络表就是对电路或者电路原理图的完整描述,描述的内容包括两个方面:一是电路原理图中所有元件的信息(包括元件标识、元件引脚和PCB封装形式等);二是网络的连接信息(包括网络名称、网络节点等),是进行PCB布线,设计PCB印制电路板不可缺少的工具。

网络表的生成有多种方法,可以在原理图编辑器中由电路原理图文件直接生成,也可以利用文本编辑器手动编辑生成,当然,还可以在PCB编辑器中,从己经布线的PCB文件中导出相应的网络表。

Altium Designer为用户提供了方便快捷的实用工具,可以帮助用户针对不同的项目设计需求,创建多种格式的网络表文件。在这里,我们需要创建的是用于PCB设计的网络表,即Protel网络表。

具体来说,网络表包括两种,一种是基于单个原理图文件的网络表,另一种则是基于整个项目的网络表。

4.2.3 基于整个项目的网络表

下面以实例“超声波雾化器 .PrjPcb"为例,介绍项目网络表的创建及特点。在创建网络表之前,首先应该进行简单的选项设置。

(1)网络表选项设置

打开项目文件"超声波雾化器.PrjPcb",并打开电路原理图文件。执行“工程”一“工程参数”命令,打开项目管理选项对话框,打开“options(选项)”选项卡,如图所示。在该选项卡中可以进行网络表的有关选项设置。

(a)“输出路径”文本框:用于设置各种报表(包括网络表)的输出路径,系统会根据当前项目所在的文件夹自动创建默认路径。单击右侧的打开图标,可以对默认路径进行更改。

(b)“ECO日志路径”文本框:用于设置ECO Log文件的输出路径,系统会根据当前项目所在的文件夹自动创建默认路径。单击右侧的打开图标,可以对默认路径进行更改。

(c)“输出选项”选项组:用于设置网络表的输出选项,一般保持默认设置即可。

(d)“网络表选项”选项组:用于设置创建网络表的条件。

  • “允许端口命名网络”复选框:用于设置是否允许用系统产生的网络名代替与电路输入/输出端口相关联的网络名。如果所设计的项目只是普通的原理图文件,不包含层次关系,可选中该复选框。
  • “允许方块电路入口命名网络”复选框:用于设置是否允许用系统生成的网络名代替与图纸入口相关联的网络名,系统默认选中该复选框。
  • “允许单独的管脚网络”复选框:用于设置生成网络表时,是否允许系统自动将管脚号添加到各个网络名称中。
  • “附加方块电路数目到本地网络”复选框:用于设置生成网络表时,是否允许系统自动将图纸号添加到各个网络名称中。当一个项目中包含多个原理图文档时,选中该复选框,便于查找错误。
  • “高水平名称取得优先权”复选框:用于设置生成网络表时的排序优先权。选中该复选框,系统以名称对应结构层次的高低决定优先权。
  • “电源端口名称取得优先权”复选框:用于设置生成网络表时的排序优先权。选中该复选框,系统将对电源端口的命名给予更高的优先权。

(2)创建项目网络表

(a)执行“设计”→“工程的网络表”→“PCAD(生成项目网络表)”命令,如图所示。

(b)系统自动生成了当前项目的网络表文件"声波雾化器电路.NET”,并存放在当前项目下的“Project Output for 超声波雾化器”文件夹中。双击打开该项目网络表文件"声波雾化器电路.NET”,结果如图所示。

该网络表是一个简单的ASCII码文本文件,由一行一行的文本组成。内容分成了两部分,一部分是元件的信息,另一部分则是网络的信息。

元件的信息由若干小段组成,每一元件的信息为一小段,用方括号分隔,由元件的标识、封装形式、型号、管脚、数值等组成,如图所示,空行则是系统自动生成的。

网络的信息同样由若干小段组成,每一网络的信息为一小段,用方括号分隔,由网络名称和网络中所有具有电气连接关系的元件引脚所组成,如图所示。

4.2.4 基于单个原理图文件的网络表

基本方法同上。

4.2.5 生成元件报表

元器件报表主要用来列出当前项目中用到的所有元件的标识、封装形式、库参考等,相当于一份元器件清单。依据这份报表,用户可以详细查看项目中元件的各类信息,同时,在制作印制电路板时,也可以作为元件采购的参考。下面仍然以项目“超声波雾化器.PrjPcb”为例,介绍元器件报表的创建过程及功能特点。

(1)元件报表的选项设置

(a)打开项目“超声波雾化器.PrjPcb”中的原理图文件“超声波雾化器电路.SchDoc“。

(b)执行“报告”→"Bill of Materials(元件清单)”命令,系统弹出相应的元件报表对话框,如图所示。

(c)在该对话框中,可以对要创建的元器件报表进行选项设置。左边有两个列表框,它们的含义不同。

  • “聚合的纵队”列表框:用于设置元件的归类标准。如果将“全部纵队”列表框中的某一属性信息拖到该列表框中,则系统将以该属性信息为标准,对元件进行归类,并显示在元件报表中。
  • “全部纵列”列表框:用于列出系统提供的所洧元件属性信息,如Description(元件描述信息)、Component Kind(元件种类)等。对于需要查看的有用信息,选中右侧与之对应的复选框,即可在元件报表中显示出来。在图中使用了系统的默认设置,即只选中了Comment(注释)、Description(描述)、Designator(指示符)、Footprint(封装)、LibRef(库编号)和Quantity(数量)6个复选框。
  • 另外,在右边元器件列表的各栏中,都有一个下拉按钮,单击该按钮,同样可以设置元器件列表的显示内容。
  • “文件格式”下拉列表框:用于为元件报表设置文件输出格式。单击右侧的下拉按钮,可以选择不同的文件输出格式,如CVS格式、Excel格式、PDF格式、HTML格式、文本格式和XML格式等。
  • “添加到工程”复选框:若选中该复选框,则系统在创建了元件报表之后会将报表直接添加到项目中。
  • “打开导出的”复选框:若选中该复选框,则系统在创建了元件报表以后,会自动以相应的格式打开。
  • “模板”下拉列表框:用于为元件报表设置显示模板。单击右侧的下拉按钮,可以使用曾经用过的模板文件,也可以单击按钮重新选择。选择时,如果模板文件与元件报表在同一目录下,则可以选中下面的“相对路径到模板文件”复选框,使用相对路径搜索,否则应该使用绝对路径搜索。
  • “菜单”按钮:单击该按钮,弹出如图所示的“菜单”选项。若点击“强制列查看”,则系统将根据当前元件报表窗口的大小重新调整各栏的宽度,使所有项目都可以显示出来。
  • “输出”按钮:单击该按钮,可以将元件报表保存到指定的文件夹中。

设置好元件报表的相应选项后,就可以进行元件报表的创建、显示及输出。元件报表可以以多种格式输出,但一般选择Excel格式。

(2)元件报表的创建

(a)单击“菜单”按钮,在弹出的选项中选择“报告”命令,则弹出元件报表预览对话框,如图所示。

(b)单击“输出”按钮,可以将该报表进行保存,默认文件名为"超声波雾化器.xls”,是一个Excel文件。

(c)单击“打开报告”按钮,可以将该报表打开。

(d)单击“打印”按钮,则可以将该报表进行打印输出。

(e)在元件报表对话框中,单击“模板”文本框右侧的…按钮,在“C:\Program Files\ADesign 17\Template”目录下,选择系统自带的元件报表模板文件"BOM Default Template.XLT”。单击“打开”按钮后,返回元件报表对话框。单击“确定”按钮,退出对话框。

此外,Altium Designer还为用户提供了建议的元件报表,不需要进行设置即可产生。执行“报告”→“Simple BOM(简单报表)”命令,则系统同时产生两个文件“超声波雾化器.BOM”和“超声波雾化器.CSV”,并加入到项目中,如图所示。


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