跟我學(xué)做印制板（3）

（接上期）

第三節(jié) 電原理圖設(shè)計（續(xù)）

（4）工作界面與視圖操作

圖1 是原理圖設(shè)計的工作界面，它包括了四個部分：主菜單、工具欄、工作面板和工作窗口。

圖1 原理圖設(shè)計工作界面

主菜單包括了DXP 系統(tǒng)設(shè)定、文件、編輯、查看、項目管理、放置、設(shè)計、工具、報告、視窗和幫助，共11 個項目及以下多級子菜單，提供原理圖設(shè)計繪制所需的各種功能。

工具欄包括了原理圖設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)工具欄、實用工具欄、配線工具欄、混合信號仿真工具欄（默認(rèn)不顯示）、格式化工具欄和導(dǎo)航工具欄。其中實用工具欄設(shè)置了6 個下拉按鈕，提供子選項，分別是實用工具、調(diào)準(zhǔn)工具、電源符號、數(shù)字元件（標(biāo)準(zhǔn)元件的仿真模型）、仿真電源模型和網(wǎng)格設(shè)置快捷工具。

工具欄提供豐富的設(shè)計工具以及便捷的操作，熟悉和靈活使用設(shè)計工具，可以讓我們的設(shè)計工作又快又好。

在設(shè)計過程中，經(jīng)常需要調(diào)整或改變顯示視圖，以方便工作，例如對局部顯示內(nèi)容放大，圖形平移等。視圖操作基本上是通過如圖1 所示原理圖設(shè)計界面主菜單的“查看”菜單來進行的，另有一些快捷方式。

通過查看菜單，可以直接設(shè)置顯示比例，在當(dāng)前顯示比例下進行縮放，顯示全圖（整個文檔），顯示原理圖上所有元件（全部對象），顯示選定對象以及全屏顯示、區(qū)域顯示等。其中，區(qū)域顯示常常用到，包括了三種情況：a） 指定區(qū)域；b） 指定點周圍區(qū)域；c） 中心定位顯示。

最常用到的快捷操作是圖紙的放大縮小。把鼠標(biāo)指向某個最關(guān)心的區(qū)域，按Page Up 鍵，圖紙顯示即以鼠標(biāo)指針為中心向四周擴大，按Page Down則縮小。此外，在畫圖過程中，可能由于復(fù)制、剪切、移動等操作，會使得圖紙局部產(chǎn)生顯示殘留、線條變形等，此時按下End 鍵，即可將圖紙顯示快速刷新。直接按一下字母鍵G，捕獲網(wǎng)格即可循環(huán)切換，同時可在狀態(tài)欄看到設(shè)置值的變化。

【注】所有的快捷鍵操作，包括以后會講到的，都必須在輸入法設(shè)為英文輸入方式才有效。

圖紙顯示尺寸常常較大，即一屏無法完整顯示全圖。在擺放元件或者畫線時，圖紙會自動“搖景”。

如果僅僅是想平移圖紙便于觀看某些部分，可以使鼠標(biāo)指向設(shè)計窗口，按住右鍵，即可任意拖動圖紙，十分方便。

（5）元件調(diào)用與放置

前面已經(jīng)講到過，原理圖設(shè)計時所用的“元件”，其實是示意符號，是按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)表征某種電路功能的圖樣。但是它提供了一些重要信息，例如引腳及其編號，而且在完成電路圖之前，必須指定它的封裝。封裝圖的信息并不出現(xiàn)在原理圖形中，但是包含在它的屬性中。原理圖符號的封裝、引腳編號及其連接方式，是提供給印制電路板設(shè)計的基本信息。

①元件庫的加載與卸載。

原理圖元件庫，一般是按照特定分類，把一組元件圖形以及元件的某些附加信息組合在一起，形成一個“庫”。我們只要打開某個庫，就可以在里面“挑選”需要的元件。Protel 2004 提供了許多的元件庫，主要來自各大元件制造商，還有幾個“雜項”元件庫，主要是分立元件和常用典型接插件庫。

一個實際的設(shè)計，往往只會用到有限的幾個元件庫。

在設(shè)計電原理圖時，首先需要加載（調(diào)用）要用到的元件庫，即把它們打開。設(shè)計過程中，也可隨時根據(jù)需要調(diào)用新的元件庫，或關(guān)閉（卸載）不用的元件庫。

圖2 庫文件安裝信息

在前面，圖2 顯示了“庫文件安裝信息”，這里顯示出的是已經(jīng)安裝的全部庫文件清單。實際上可能涉及的“庫”有3 種，文件的擴展名分別是。SchLib（原理圖庫）， .PcbLib（封裝圖庫）以及.IntLib（集成元件庫）。集成元件庫是把原理圖元件圖形和元件封裝圖形整合在一起的元件庫。

圖3 元件庫面板

除了在DXP 系統(tǒng)優(yōu)先設(shè)定項中可以增減元件庫文件外，還可以在圖1 原理圖設(shè)計界面中點擊“元件庫”標(biāo)簽，啟動圖3 所示元件庫面板。單擊“元件庫”面板中的元件庫按鈕，彈出如圖4 所示的“可用元件庫”對話框，在該對話框中列出了已經(jīng)加載的元件庫文件。單擊圖中右下角的安裝[I] 按鈕，即彈出元件庫加載窗口，由設(shè)計者確定路徑，選擇需要加載的庫文件。對于當(dāng)前不用的元件庫，可以卸載。

方法是：選擇元件庫列表中要卸載的元件庫，單擊“刪除”按鈕，即可卸載選中了的元件庫。

圖4 可用元件庫

【注意】：這里的“刪除”和“卸載”元件庫，僅僅是在該項目中不再調(diào)用該元件庫，并不是真正刪除已安裝軟件中的元件庫文件。

②元件搜索

要在眾多的元件庫中面對數(shù)量龐大的元件種類型號，直接找到需要的元件，絕非一件輕松事情。

Protel 2004 提供了強大的元件搜索能力，對此提供幫助。搜索元件可以采用下述步驟和方法：

a. 在圖5 所示的“元件庫”面板中，單擊查找按鈕，將彈出如圖8 所示的元件查找對話框界面。

在該對話框中可以設(shè)置查找元件的類型、元件搜索的范圍（現(xiàn)已加載可用庫或指定路徑）、搜索元件的對象描述等。

b. 確定元件查找的類型。如圖8 所示，單擊“查找類型”后的下拉按鍵，出現(xiàn)三種類型供選擇，分別為“元件”、“封裝”、“3 D 模式”。

c. 指定元件搜索范圍。在Protel 2004 中支持兩種元件搜索范圍，一種是在當(dāng)前已加載的元件庫中搜索，另一種是按右側(cè)“路徑”欄下指定的路徑，在該路徑下所有元件庫中搜索。

d. 設(shè)置搜索文件名稱掩碼。為了提高搜索效率，可以指定只在某些類型的庫文件中搜索元件，即可對文件名進行局部屏蔽，支持通配符。例如，“*.IntLib”限定在所有集成庫中查找，“*Amplifier.

IntLib”限定在所有文件名包括“放大器”的集成庫文件中查找。

e. 搜索對象描述。圖5 對話界面的上部空白文本框區(qū)域，是用于對搜索對象進行描述的。實際應(yīng)用中，搜索時都比較模糊，尤其是元件后綴，一般都與元件封裝相關(guān)，而設(shè)計者記住的往往都是元件的基本型號，所以只需輸入基本內(nèi)容即可。例如在此輸入OP07.

圖5 元件查找

圖6 OP07搜索結(jié)果

點擊圖5 對話界面左下角的查找[S]，搜索結(jié)果如圖6。

若選中的元件符合要求， 點擊圖中頂部的Place xx 按鈕（放置xx 元件）或直接雙擊該元件名稱，元件的圖形符號就會出現(xiàn)并呈浮動狀跟隨鼠標(biāo)移動。在合適的位置單擊鼠標(biāo)左鍵，該元件即被放置。

如果選中元件所在的元件庫尚未安裝，則會提示安裝元件庫。如安裝該元件所在的庫，則在后續(xù)設(shè)計過程中保持有效。如果不安裝該庫文件，被選中放置的元件依然有效。

③元件放置。

在Protel 2004 中，一般采用兩種方法，即通過菜單操作和通過元件庫面板操作放置元件。如果需要的元件庫尚未加載，則需要首先載入，如果不知道需要的元件所在的庫，可以用前面介紹的方法搜索，然后再加載搜索到的元件庫。

a. 通過菜單操作放置元件。

進入如圖1 所示原理圖設(shè)計工作界面，在主菜單中點擊“放置”，下拉菜單中選擇“元件”，即彈出如圖7 所示對話框。此外，設(shè)計者常用兩種快捷方式：一是把鼠標(biāo)指針置于設(shè)計區(qū)域，單擊右鍵，即彈出如圖8 的選單，指向放置→元件，單擊；二是直接點擊設(shè)計界面“配線工具欄”中的放置元件按鍵，同樣會出現(xiàn)圖7 所示對話框。

圖7 放置元件對話框

圖8 快捷方式放置元件選單

放置元件對話框出現(xiàn)時，自動默認(rèn)前一次放置的元件，這對于重復(fù)放置相同型號的元件特別有利。如果是放置前面已經(jīng)放置過的元件，可直接點擊“庫參考”后面的下拉鍵，從顯示的元件中選擇。

如果要放置一個前面未放置過的元件，可點擊瀏覽鍵，即彈出如圖9 的瀏覽元件庫，選擇元件對話框。

如圖示，在元件庫“ON Semi Power Mgt VoltageRegulator.IntLib”中選中元件LM317T，在幾個窗口中分別顯示出原理圖元件符號，模型名稱描述（這里只提供了封裝型號及描述）和封裝圖形。如果找不到需要的元件，可以更換元件庫或者直接“查找”。

選中需要的元件，點擊確認(rèn)，圖7 所示的對話框內(nèi)容變成如圖10。圖中，標(biāo)識符“U?”表示該元件為集成電路（U），序號待定（？）。零件ID 為“1”，且呈灰色，表示這是單封裝元件，即一個封裝中只有一個電路單元。注釋，顯示元件型號。封裝，指定該公司封裝圖形型號。如果是集成元件庫，這里會顯示出封裝型號。如果是原理圖元件庫，該型號元件已經(jīng)指定封裝型號，這里也會顯示。如果原理圖庫未指定封裝，則需要設(shè)計者自行指定。

圖9 瀏覽元件庫，選擇元件對話框

圖10 元件選擇確認(rèn)

單擊確認(rèn)，元件圖形即跟隨鼠標(biāo)指針，可以任意移動，此時元件處于如圖11 所示，隨鼠標(biāo)浮動的“待放置”狀態(tài)，圖中灰色十字線是鼠標(biāo)指針。

可以使用幾個快捷鍵來控制放置狀態(tài)：X 鍵左右鏡像空翻；Y 鍵上下鏡像空翻；空格鍵逆時針旋轉(zhuǎn)90°。在需要放置的位置點擊鼠標(biāo)左鍵即完成元件放置。緊接著會自動出現(xiàn)同樣型號的元件，可以實現(xiàn)連續(xù)放置操作。放置操作完成后，單擊鼠標(biāo)右鍵退出。

圖11 元件的“待放置”狀態(tài)顯示

b. 通過元件庫面板放置元件。

在圖1 所示界面，鼠標(biāo)指向工作面板標(biāo)簽的“元件庫”，元件庫面板即出現(xiàn)。如圖12 所示，通過下拉列表，選中元件所在的元件庫，這里是選中“ONSemi Power Mgt Voltage Regulator .IntLib”。注意，在原理圖設(shè)計環(huán)境下，對于集成元件庫，應(yīng)打開“Component View”，即以庫中元件列表，而不是“Footprint View”（以封裝圖列表）。

　圖12 選擇元件庫

選中庫“ON Semi Power Mgt VoltageRegulator .IntLib”，出現(xiàn)該庫中所有元件列表。如圖13，選中元件“LM317T”，面板中顯示元件符號、模型名稱（這里僅有封裝型號）以及封裝圖預(yù)覽。

選擇確定后，可點擊面板上方的Place LM317T，或直接雙擊元件名，該元件圖形即跟隨鼠標(biāo)指針，處于“待放置”狀態(tài)。移動鼠標(biāo)至需要位置，單擊，元件即被放置。會有一個新的同樣的元件出現(xiàn)，于是可以連續(xù)放置。

圖13 元件庫元件列表

④元件屬性。

原理圖中的元件，除了圖樣之外，還具備若干屬性。這些屬性，有些是表征了圖形的顯示效果，有些是附加信息說明，不一定顯示在圖紙上。還有一些是網(wǎng)絡(luò)表的部分內(nèi)容，作為印制板設(shè)計的基礎(chǔ)信息。構(gòu)建元件庫時，一般都會設(shè)置一些基本屬性，但對于設(shè)計者的特定設(shè)計，多數(shù)情況下需要對部分內(nèi)容進行編輯。某些“待定”內(nèi)容，例如標(biāo)識符的序號在一個設(shè)計中是需要唯一確定的。

進入元件屬性編輯對話框有兩種方法。對于已經(jīng)在圖紙上放置的元件，用鼠標(biāo)對其雙擊即可。設(shè)計者常用的方式是在元件處于“待放置”狀態(tài)時，按下快捷鍵Tab。如圖14 所示，該對話框大致分為五個部分，另有一個單獨的編輯引腳按鈕。

“屬性”項下，標(biāo)識符——元件的標(biāo)號。在一個項目中，每個元件都有自己的唯一標(biāo)號，據(jù)此區(qū)別不同的元件；注釋——對元件的直接說明，一般是元件型號；庫參考——該元件在元件庫中的名稱；庫——該元件所在的元件庫；描述——對元件的簡要說明， 如這里的“Three-Terminal AdjustableOutput Positive Voltage Regulator”（ 三端可調(diào)正輸出電壓調(diào)整器）。Protel 2004 的漢化版支持中文說明，若設(shè)計者自己建庫，描述可使用中文；唯一ID——自動生成的該元件的唯一代碼；類型——指明元件類型。

圖14 元件屬性編輯對話框

“圖形”項下，包含位置——該元件在原理圖圖紙上的位置，由其坐標(biāo)確定，坐標(biāo)原點為圖紙的左下角頂點。改變“X”和“Y”文本框中的數(shù)值即可改變元件的位置；方向——該元件放置的旋轉(zhuǎn)角度。在Protel 2004 中提供了4 種旋轉(zhuǎn)角度：0°，90°，180°和270°?？蓡螕粝吕粹o，從列表中選擇即可更改設(shè)置；被鏡像的——是否將該元件鏡像顯示；顯示圖紙上全部引腳——是否顯示該元件的隱藏引腳。有些元件在使用時會有些引腳需要懸空，有時候在一個設(shè)計中元件的某些管腳沒有用到，還有默認(rèn)的電源引腳和電源地引腳，都可以在繪制元件符號時定義為“隱藏”，在原理圖中引用該元件符號時，隱藏了的引腳將不會顯示出來。如要顯示隱藏了的引腳，選中該復(fù)選框即可；鎖定引腳——設(shè)置是否鎖定引腳位置。如果取消選擇該復(fù)選框，設(shè)計者將可以在原理圖中改變引腳位置，這個在線編輯元件的功能有利于布線構(gòu)圖。這是Protel 2004 中提供的新功能。

擴展屬性設(shè)置部分位于元件屬性編輯對話框的右上部。該部分提供元件的附加信息，具體內(nèi)容由元件庫的設(shè)計者提供，并可由庫文件的使用者（電路設(shè)計者）予以修改增刪。Protel 設(shè)計軟件所提供的元件庫中，各類信息均來自相關(guān)元件的制造商，所以打開對話框時，不同的元件庫，這部分的條目和內(nèi)容不一定相同。

圖15 追加新模型

一般的元件庫中，模型項只有封裝圖的型號，這也是印制板設(shè)計的必需項。集成元件庫往往還有信號完整性分析模型、仿真模型和印制板元件三維預(yù)覽模型。在元件屬性編輯對話框中，模型編輯在右下部。點擊“追加”，彈出如圖15 的對話框，可根據(jù)需要添加新的模型（注：需要預(yù)先建立模型）。

在一般的印制板設(shè)計中，必需的只有元件封裝。

通常有兩種情況需要追加元件封裝：一是新建的原理圖元件庫或元件庫中新添加的元件，必須指定封裝；二是有些元件具有多個不同的封裝，需要更改庫中原有的指定封裝或者添加新的封裝。

在圖15 中選擇“Footprint”，則會出現(xiàn)如圖16的PCB 模型待添加對話框，該對話框為設(shè)計者提供了幾種途徑選用已有的封裝模型。圖中可見PCB 庫的單選項中，默認(rèn)“任意”，意思是在已加載的所有集成元件庫或PCB 封裝庫中選擇封裝；選中“庫名”

則表示指定元件庫名稱，在其中選擇封裝；選中“庫的路徑”，則表示在指定路徑下的元件庫中選擇封裝。

圖16 PCB模型待添加

保持默認(rèn)“任意”，點擊右上部的瀏覽按鍵，即彈出如圖17 的“庫瀏覽”界面。在下拉選單中選擇需用的庫名，這里選中我們自建的一個封裝圖庫“USER_PCB.PCBLIB”，在元件列表中選中TO-220U（通用TO-220 封裝，豎直安放），右側(cè)預(yù)覽區(qū)即出現(xiàn)該封裝圖形預(yù)覽。確認(rèn)無誤，點擊圖17 右下部的確認(rèn)，圖16 的顯示內(nèi)容變成圖18 所示。

在名稱處顯示模型型號“TO-220U”。

圖17 添加PCB模型，瀏覽封裝庫

再點擊圖18 右下部確認(rèn)，新添加的封裝模型“TO-220U”即添加完成。

在圖16 所示PCB 模型待添加界面，如果已知封裝模型名稱，就不用瀏覽搜索，而直接輸入名稱，下面會自動出現(xiàn)搜索結(jié)果。如果已經(jīng)安裝的庫中沒有所需要的元件封裝，可以通過單擊圖17 中的查找按鈕來查找元件的封裝。

圖18 輸入PCB模型名稱，查找封裝圖

圖19 已添加封裝

添加封裝模型完成，見圖19，當(dāng)前LM317T已有兩個封裝，根據(jù)需求可選用其中一個。

（待續(xù)）