软件版本：Altium Designer 14

 

原理图设置基础

原理图的设置

在原理图的绘制过程中，各个元件的大小是不能调整的。如果原理图纸张放不下，需要对图纸进行设置：设计->文档选项，右键->选项->文档选项。



同时，在原理图的绘制过程中，为了效率和正确性，往往与环境参数的设置有关。设置原理图工作环境：工具->设置原理图参数，右键->选项->设置原理图参数。



在弹出的窗口中，可以进行常规设置、图形编辑、鼠标滚轮设置、编译器、自动获得焦点、库扩充方式、栅格、断开连线、默认单位、默认图元、端口操作选项卡可以进行设置。

加载元件库

在进行原理图的绘制，首先需要在图纸上放置需要的元件符号。Altium Designer的元件库中能够找到一般常用的电子元件，用户只需要在元件库中查找到所需的元件符号，并放置在图纸的适当位置即可。

元件库的后缀名有哪些，区别是什么？

在Altium Designer中经常遇到的后缀是.SCHLIB，.PCBLIB，.INTLIB三种。

其中，.SCHLIB为原理图中的电子元件，.PCBLIB为PCB图中的电子元件，.INTLIB整合了两者并将它们相对应起来。

怎么打开“库”面板呢？

只需要将光标箭头放置在工作窗口右侧“库”标签上，就会自动弹出“库”面板。如果在工作窗口右侧没有“库”标签，单击底部面板控制栏中的“System”，选中“库...”，就会自动弹出“库”面板。



默认Altium Designer已经加载了两个元件库，如果其中没有自己想要的元件，就需要加载元件库。

加载元件库的方法：库”面板->Libraries，在弹出的窗口直接操作就行了。



放置元件

Altium Designer原理图的绘制主要是有两个要素：元素符号和线路连接。绘制原理图的主要操作就是将元件符号放置在原理图图纸上，然后用线将元件符号中的引脚连接起来，建立正确的电气连接。

首先，Altium Designer提供了强大的元件搜索能力：“库”面板->Search，弹出搜索库的对话框。



该查找元件功能，可以在范围中选择Components（元件）、Protel Footprints（PCB封装）、3D Models（3D模型）和Database Components（数据库元件）四种查找类型。

在元件库中找到了元件之后，就可以在原理图中放置该元件了。操作也十分简单：在“库”面板上选中元件，直接拖动到想要的位置，松开鼠标即可。

移动/旋转元件

当想要移动或者旋转元件，首先就要先选中电气节点。在Altium Designer中选中电气节点的方式是：将光标指向需要移动的元件（不需要点击），按住鼠标左键不放，此时光标会移动到元件的电气节点上，之后就可以进行移动和旋转操作了。

移动：选中元件的电气节点，按住鼠标左键不放，拖动元件到指定的位置，释放鼠标左键；
	
旋转：选中元件的电气节点，按住鼠标左键不放，在键盘上点击功能键，实现旋转的操作，释放鼠标左键。
旋转功能键
	
功能键名称
			
描述
		
space键
			
逆时针旋转90°
		
shift+space键
			
顺时针旋转90°
		
x键
			
左右对调
		
y键
			
上下对调
		
设置元件属性

在原理图上放置的所有原件都具有自身的特定属性，每放置好一个元件之后，应该对其的属性进行正确的设置。元件属性设置具体包含元件的基本属性设置、元件的扩展属性设置、元件的模型设置、元件引脚编号等。比如说：电容的大小，电阻的大小等等。

怎么来进行元件属性的设置呢？双击需要修改的元件。

例如：放置一个电阻元件，设置它的属性（电阻的编号和电阻值）：





 

原理图的绘制

在图纸上放置好电路设计需要的各种元件并对它们的属性进行设置之后，就可以根据电路的具体要求，将各个元件连接起来，以建立并实现电路的实际连通性。这里的连通，指的是具有电气意义的连接，即电气连接。

电气连接有两种实现方式：一种是“物理连接”，即直接使用导线将各个元件连接起来；另一种是“逻辑连接”，即不需要实际的连线操作，而是通过设置网络标号使元件之间具有电气连接关系。

原理图连接工具



Altium Designer提供了三种对原理图进行连接操作的方法：放置菜单栏下的命令、布线工具栏、快捷键。

放置导线

导线是电气连接中最基本的组成单位，放置导线的方法：放置->线，布线工具栏按钮。

如果要连接的两个引脚不在同一水平线或者同一垂直线上，则需要在放置导线的过程中点击确定导线的拐弯位置。同时，导线的拐弯模式也可以分成三种：直角、45°角、任意角度。可以通过shift+space键来进行相互之间的切换。

放置总线

总线是一组具有相同性质的并行信号线的组合，如数据总线、地址总线、控制总线等的组合。在大规模的原理图的设计，尤其是数字电路的设计中，如果只用导线来完成各元件之间的电气连接，那么整个原理图的连线就会变得杂乱和繁琐。而总线的使用就会大大简化原理图的连线操作。

放置总线的方法：放置->总线，布线工具栏按钮。

总线入口是单一导线和总线的连接线。使用总线入口把总线和具有电气特性的导线连接起来，可以使电路图更加美观、清晰。与总线一样，总线入口也不具有任何电气连接的意义，而且它的存在也不是必须的。即使不通过总线入口，直接把导线与总线连接也是正确的。

放置总线入口的方法：放置->总线入口，布线工具栏按钮。

放置手工接点

在Altium Designer中，默认情况下，导线会在T形交叉点处自动放置电气节点，表示所画线路在电气意义上是连接的。但是在其他的情况下，如十字交叉点处，由于系统无法判断导线是否连接，就不会放置电气节点。如果导线是互相连接的，就需要自己手动放置电气节点。

放置手工接点的方法：放置->手工接点。

放置电源和接地符号

电源和接地符号是电路原理图中必不可少的组成部分。

放置电源和接地的方法：布线工具栏按钮。

放置网络标签

元件之间的电气连接除了直接使用导线之外，还可以用相同的网络标号来完成。

放置网络标签的方法：放置->网络标签，布线工具栏按钮。

放置离图连接

在原理图编辑环境中，离图连接的作用其实和网络标签是一样的，不同的是，网络标签使用在同一张原理图中，而离图连接用在同一工程文件下不同的原理图。

放置离图连接的方法：放置->离图连接。

使用绘图工具绘图

在原理图编辑环境中，与布线工具栏相对应的，还有一个实用工具栏，用于在原理图中绘制各种标注信息，使电路原理图更清晰，数据更完整，可读性更强。

该实用工具栏中的各种图元均不具有电气连接特性，不会被添加到网络表数据中。

使用绘图工具绘图的方法：放置->绘图工具，实用工具栏按钮。

 

原理图的后续处理

网络表

在由原理图生成的各种报表中，网络表是最为重要的。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个网络组成的。而网络表就是对电路或者电路原理图的一个完整描述，描述的内容包括两个方面：

电路原理图中的所有元件的信息（包括元件标识、元件引脚、PCB封装形式等等）；
	
网络的连接信息（包括网络名称、网络节点等）。
这些都是进行PCB布线、设计PCB印刷电路板不可缺少的依据。

具体来说，网络表包括两种：一是基于单个原理图文件的网络表，另一个是基于整个项目的网络表。

网络表的选项设置

工程->工程参数->Options，打开选项卡：



在里面可以设置各种报表（包括网络表）地输出路径，默认是当前文件夹下。

创建网络表

由于网络表有两种形式，因此在创建上也是有所不同：

基于单个原理图文件的网络表：设计->工程的网络表->PCAD；
	
基于整个项目的网络表：设计->文件的网络表->PCAD。
到网络表的输出路径中，会发现网络表文件。网络表的默认后缀名为.NET，它是一个简单的ASCII码文本文件，由多行文本组成。内容分成两大部分：一部分是元件的信息，一部分是网络信息。

元件信息由若干小段组成，每一个元件的信息为一小段，用大括号分割开来。而每一个元件由元件封装、元件标识、元件管脚等组成。比如：



红色框出来的部分从上到下，从左到右依次为：元件封装、元件标识、元件管脚。

网络信息由若干小段组成，每一个网络的信息为一小段，用大括号分割开来。而每一个网络由网络名称和网络中具有电气连接关系的元件引脚等组成。



 

      很多东西都讲究模块化，比如：程序模块化。原理图也不例外，模块化后的原理图更能直观的显示其原理。文章中操作的图标是什么功能可以先看下参考文献中的博客在来看看我的这篇博客，效果会更好。

      原本以为原理图多图纸很难，其实也差不多，只是多了几步罢了。多看几个别人的工程你就能学会了。学习画电路我觉得多学习前人优秀的作品画图水平就能提高！

参考文献：

AD如何画多原理图的工程

crazy FPGA的一个多图纸原理图链接：链接：Crazy开发板原理图链接 提取码：8b1h 

 

正文：

先上我画的多图纸原理图，编译之后原理图就会出现层次。（这是我画的指纹采集板）

 

   

打开总图纸，即overview



 

这个原理图显示的就是原理图调用的层次信息。

这个图是如何画的呢？

1.点击这个图标，这里需要填写两个名字，上面SPI接口是这个模块名字，SPI是你的子图纸原理图名字。（所以你要先创建一个叫SPI的子图纸）





其他图纸也是同理。要多少张图纸可以看你自己的需求放置。

2.黄色的叫做图纸入口，点击这个图标，放置图纸入口，放置好后然后双击图纸入口



 

双击黄色图标，设置图纸入口信息



 

我一般是只有主控芯片的那张图纸I/O Type设置为Output,子图纸一般都为Input.这个也要根据你实际工程引脚作用来定义！看你自己工程中，这个引脚是输入还是输出来设置。

3.将主控和那些外设图纸连接起来，使用和连接元器件一样的连线。



4.制作子图纸，这里你可以参考Crary的那个原理图画，也可以参考我的这个。



 

其他部分和单层原理图是一样的。

不一样的是需要把刚刚总图纸中的主控引出的以你叫用端口引出来。

 



那我的端口是哪里来的呢？





 

点击这个图标。放置端口。



 

Name就是你的端口名，也就是总图纸你引出来的端口名字。

I/O Type在主控中使用Output,在调用的子图纸中使用Input.

5.多图纸最重要的就是不同图纸间的关联，其他都和单图纸是一样的。

上图中，端口我还用网络标号连接了一遍，



这个你可以使用Crazy原理图中的直接将端口连接到器件中，



点击这个图标。放置端口。

我只是因为原理图不复杂，为了更方便看，所以中转了一次。

在导入PCB的时候和单层的也是一样的操作。

 

说一下如何设置四层板。

点击Design 的 layer stack manager设置层



 



点击这个图标。放置端口。

一般都是中间层走GND和一层信号，也可以走其他的。2层以上一般也是4层，很少见奇数层。如：3层，5层，听到比较多的就是2,4,6,8偶数层。

 

最后，分享两个我觉得比较好的多图纸PCB电路，大家也可以自己多去电路城网址寻找，上面也有很多免费优秀的电路设计！

链接：分享的两个多原理图纸优秀设计

提取码：9qh7

1.第一个设计介绍——USB电源开关、PD控制器设计

原理图纸



PCB效果图



2.国外UWB开源项目

原理图



PCB：



多模仿别人怎么做的，你也能够学会！

 

公众号：文鸿开源工作室



 

	今天给大家分享一个实用的技巧——**Altium Designer 原理图直接转成OrCAD16.6原理图的方法。**
**转换工具：Altium Designer 19、OrCAD16.6。**

1、运行Altium Designer 19、新建一个PCB工程，file——new——Project——PCB Project、如下图所示：

2、将要导出的原理图添加在该PCB工程下（建议只添加原理图，不要添加其他PCB或者库），然后有选中工程文件右键进行编译，如下图所示：

3、将Altium Designer原理图另存为“Advanced Schematic ascii(*.	SchDoc)”格式(且与工程文件保存在同一目录下),如下图所示：

4、打开OrCAD 16.6,选择File——Import Altium Schematic,导入Altium Designer原理图，如下图所示：

5、在Altium Schematic Translate对话框中，添加PCB工程文件和设定输出文件，选择Translate进行转换，如下图所示。

单片机:单片机（Microcontrollers）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。

 先上原理图和PCB，原理介绍在后面：

原理图：（如有错误欢迎留言，）



PCB:



3D效果图：



最小系统组成：

51单片机最小系统：单片机、复位电路、晶振（时钟）电路、电源

最小系统用到的引脚

1、主电源引脚（2根）

VCC：电源输入，接＋5V电源

GND：接地线

2、外接晶振引脚（2根）

XTAL1：片内振荡电路的输入端

XTAL2：片内振荡电路的输出端

3、控制引脚（4根）

RST/VPP：复位引脚，引脚上出现2个机器周期(如果用11.0592Mhz的晶振，一个机器周期为1us,一个机器周期等于12个时钟周期)的高电平将使单片机复位,

电源：

    电脑端输出232电平，单片机是TTL电平，需要USB转换模块对其转换

复位电路：分为高电平和低电平复位。上电复位、按键复位、看门狗复位。

单片机的复位电路就好比电脑的重启部分，当电脑在使用过程中死机，按下重启按钮电脑内部的程序开始从头执行。单片机也一样，当单片机系统在运行中，受到环境干扰出现程序跑飞的时候，按下复位按钮，内部程序从头开始执行。

 （包括上电复位和按键复位）

 

当这个电路处于稳态时，电容起到隔离直流的作用，隔离了+5V，而左侧的复位按键是弹起状态，下边部分电路就没有电压差的产生，所以按键和电容C11 以下部分的电位都是和GND 相等的，也就是 0V。我们这个单片机是高电平复位，低电平正常工作，所以正常工作的电压是 0V，没有问题。

我们再来分析从没有电到上电的瞬间，电容 C11 上方电压是 5V，下方是 0V，根据我们初中所学的知识，电容 C11 要进行充电，正离子从上往下充电，负电子从 GND 往上充电，这个时候电容对电路来说相当于一根导线，全部电压都加在了 R31 这个电阻上，那么 RST端口位置的电压就是 5V，随着电容充电越来越多，即将充满的时候，电流会越来越小，那RST 端口上的电压值等于电流乘以 R31 的阻值，也就会越来越小，一直到电容完全充满后，线路上不再有电流，这个时候RST 和 GND 的电位就相等了也就是 0V 了。


从这个过程上来看，我们加上这个电路，单片机系统上电后，RST 引脚会先保持一小段时间的高电平而后变成低电平，这个过程就是上电复位的过程。那这个“一小段时间”到底是多少才合适呢？每种单片机不完全一样，51 单片机手册里写的是持续时间不少于 2 个机器周期的时间。复位电压值，每种单片机不完全一样，我们按照通常值 0.7VCC 作为复位电压值，复位时间的计算过程比较复杂，我这里只给大家一个结论，时间t=1.2RC，我们用的 R是 4700 欧，C 是 0.0000001 法，那么计算出 t 就是 0.000564 秒，即564us，远远大于 2 个机器周期(2us)，在电路设计的时候一般留够余量就行。


按键复位（即手动复位）有 2 个过程，按下按键之前，RST 的电压是 0V，当按下按键后电路导通，同时电容也会在瞬间进行放电，RST 电压值变化为 4700VCC/(4700+18)，会处于高电平复位状态。当松开按键后就和上电复位类似了，先是电容充电，后电流逐渐减小直到 RST 电压变 0V 的过程。我们按下按键的时间通常都会有几百毫秒，这个时间足够复位了。


按下按键的瞬间，电容两端的 5V 电压（注意不是电源的 5V 和 GND 之间）会被直接接通，此刻会有一个瞬间的大电流冲击，会在局部范围内产生电磁干扰，为了抑制这个大电流所引起的干扰，我们这里在电容放电回路中串入一个 18 欧的电阻来限流。

晶振（时钟电路）：

晶振通常分为无源晶振和有源晶振两种类型，无源晶振一般称之为 crystal（晶体），而有源晶振则叫做 oscillator（振荡器）。


有源晶振是一个完整的谐振振荡器，它是利用石英晶体的压电效应来起振，所以有源晶振需要供电，当我们把有源晶振电路做好后，不需要外接其它器件，只要给它供电，它就可以主动产生振荡频率，并且可以提供高精度的频率基准，信号质量也比无源信号要好。

无源晶振自身无法振荡起来，它需要芯片内部的振荡电路一起工作才能振荡，它允许不同的电压，但是信号质量和精度较有源晶振差一些。相对价格来说，无源晶振要比有源晶振价格便宜很多。无源晶振两侧通常都会有个电容，一般其容值都选在10pF~40pF 之间，我们用 20pF 就是比较好的选择，这是一个长久以来的经验值，具有极其普遍的适用性。

 

有源晶振通常有 4 个引脚，VCC，GND，晶振输出引脚和一个没有用到的悬空引脚（有些晶振也把该引脚作为使能引脚）。无源晶振有 2 个或 3 个引脚，如果是 3 个引脚的话，中间引脚接是晶振的外壳，使用时要接到 GND，两侧的引脚就是晶体的 2 个引出脚了，这两个引脚作用是等同的，就像是电阻的 2 个引脚一样，没有正负之分。对于无源晶振，用我们的单片机上的两个晶振引脚接上去即可，而有源晶振，只接到单片机的晶振的输入引脚上，输出引脚上不需要接，如图所示。

 

 

 总结：

1.   51单片机最小系统复位电路的极性电容C1的大小直接影响单片机的复位时间，一般采用10~30uF，51单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短。

 2.    51单片机最小系统晶振Y1也可以采用6MHz或者11.0592MHz典型的晶振取11.0592MHz(因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通讯的场合)在正常工作的情况下可以采用更高频率的晶振，51单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度，频率越大处理速度越快。

 3.    51单片机最小系统起振电容C2、C3一般采用10~40pF，并且电容离晶振越近越好，晶振离单片机越近越好

 4.    P0口为开漏输出，作为输出口时需加上拉电阻，阻值一般为10k。

工程文件，提供下载链接：

https://download.csdn.net/download/qq_38105227/10374324