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1、PCB设计与制作,任务2.3 U盘电路原理图设计 电子课件,学习情境二,本任务内容,1.引导文 2.工作任务描述 3.操作演示,引导文,引导文 任务2.3 U盘电路原理图设计,教学目的 知识能力：熟悉Altium Designer原理图中网络标号、输入输出端口、ERC测试点、注释及非电气图形等对象的属性。 技能能力：采用模块法绘制U盘电路原理图，并掌握知识能力中对象的操作方法和技巧。 社会能力：培养学生分析问题、解决问题的能力。培养学生的沟通能力及团队协作精神。,2.3.1 网络标号的放置及属性,在Altium Designer的原理图绘制过程中，实现元器件间的电气连接的方法有四种，一是元件引
2、脚直接连接，二是利用导线连接，三是使用网络标号，四是利用节点。 网络标号的物理意义是电气连接点。,引导文,1网络标号的放置操作步骤,引导文,1）单击wiring工具栏中的 图标，或执行菜单命令“Place|Net Label”，或按快捷键P|N，光标变成十字形且带有一个初始标号为Net Label1随光标浮动。 2）移动光标到需要放置网络标号的导线上，网络标号仍为浮动状态，此时按空格键可改变其方向，当出现红色交叉标志时，单击即可完成放置。此时光标仍处于放置网络标号的状态，重复操作即可放置其他的网络标号，右击或按Esc键即可退出。 3）设置网络标号的属性。在放置状态时按Tab键，或放置到图纸上后
3、，双击网络标号，系统弹出Net Label （网络标号）属性设置对话框，如图2-48所示。设置完毕，单击Ok按钮。,图2-48 Net label 对话框,引导文,2网络标号的属性,引导文,Net Label （网络标号）属性设置对话框中各项含义： 1）Net：网络标号名称。 2）X-Location、Y-Location：网络标号的位置。 3）Orientation：设置网络标号的方向。共有4种方向。 0 Degrees（0度）、90 Degrees（90度）、180 Degrees（180度）、270 Degrees（270度）。 4）Color：设置网络标号的颜色。 5）Font：设置网
4、络标号的字体、字号。,引导文,图2-49 Port属性对话框,2.3.3 忽略ERC测试点,1忽略ERC测试点的放置操作步骤 1）单击wiring工具栏中的 图标，或执行菜单命令“Place|Directives|No ERC”，或按快捷键“P|V|N”，光标变成十字形且带有并随光标浮动。 2）移动光标到需要放置忽略ERC测试点的引脚上，忽略ERC测试点仍为浮动状态，当出现红色交叉标志时，单击即可完成放置。此时光标仍处于放置忽略ERC测试点的状态，重复操作即可放置其他的忽略ERC测试点，右击或按Esc键即可退出。 3）设置忽略ERC测试点的属性。在放置状态时按Tab键，或放置到图纸上后，双击忽
5、略ERC测试点，系统弹出No ERC属性设置对话框，如图2-50所示。设置完毕，单击Ok按钮。,引导文,2忽略ERC测试点的属性 1）Color：忽略ERC测试点颜色。 2）Location X、Location Y：忽略ERC测试点位置。 3）lock：确定忽略ERC测试点是否处于锁定状态。,图2-50 Net label 对话框,引导文,2.3.4 PCB布线指示,1PCB布线指示的放置操作步骤 1）执行菜单命令“Place|Directives|PCB Layout”，或按快捷键“P|V|P”，光标变成十字形且带有 随光标浮动。 2）移动光标到需要放置PCB布线指示的位置上，PCB布线指
6、示仍为浮动状态，单击即可完成放置。此时光标仍处于放置PCB布线指示的状态，重复操作即可放置其他的PCB布线指示，右击或按Esc键即可退出。 3）设置PCB布线指示。在放置状态时按Tab键，或放置到图纸上后，双击PCB布线指示，系统弹出Parameters属性设置对话框，如图2-51所示。设置完毕，单击Ok按钮。,引导文,图2-51 Port属性对话框,引导文,2PCB布线指示的属性 1）Name：用于输入PCB布线指示符号的名称。 2）Orientation：用于输入PCB布线指示符号的方向，共有4种方向。0 Degrees（0度）、90 Degrees （90度）、180 Degrees（1
7、80度）、270 Degrees（270度）。 3）X-Location、Y-Location：用于输入PCB布线指示符号在原理图上的横纵坐标。 4）参数坐标窗口：该窗口列出该PCB布线指示的相关参数，包括名称、数值、类型。选中任一参数 值，单击Edit按钮，系统弹出如图2-52所示Parameters Properties设置对话框。在该对话框中单击“Edit Rule Values”，系统将弹出Choose Design Rule Type对话框，如图2-53所示。列出了PCB布线指示用到的所有类型的规则供用户选择。,引导文,图2-52 Parameters Properties设置对话框
8、 图2-53 Choose Design Rule Type对话框,引导文,2.3.5 非电气图形,单击 按钮，各种工具如图2-54所示。Altium Designer的绘图功能，都体现在Drawing Tools工具栏中。该工具栏在Place菜单下。其功能如下：,引导文,图2-54 Drawing Tools工具栏,1. 绘制直线的参作步骤 1）单击 图标，或执行菜单命令“Place|Drawing Tools|Line”，光标变成十字形。 2）单击鼠标左键确定直线的起点。 3）在画直线的过程中，可以按Shift+空格键改变拐弯样式。 4）在适当位置单击鼠标左键确定直线的终点。 5）单击鼠标
9、右键完成一段直线的绘制。 可按以上步骤绘制新的直线，绘制完毕，连续单击鼠标右键两下，退出画线状态。,引导文,2.直线的属性设置 在画直线的过程中按下Tab键，系统弹出PolyLine属性设置对话框，如图2-55所示。在属性对话框中进行设置。PolyLine属性设置对话框中各选项的含义如下： 1）Line Width：线宽，共有4种线宽。Smallest；Small；Medium；Large。 2）Line Style：线型，共有3种线型。Solid：实线；Dashed：虚线；Dotted：点线。 3）Color：直线的颜色。 4）Lock：确定直线是否锁定。设置完毕，单击Ok按钮。 其他图形的
10、绘制过程和属性设置跟直线基本相同，这里不再赘述。,引导文,图2-55 设置直线属性,引导文,2.3.6 工作任务描述,图3-56 U盘电路原理图,2.3.8 操作过程,1.新建工程及图纸 在进行本电路的设计前，首先需要建立其工作环境。 1）启动Altium Designer Summer 09。 2）在Altium Designer主界面的菜单栏中，选择“file|New|project|PCB project”命令建立一个工程文件。 3）选择“file|save As”命令将新建的工程文件保存于任务3文件夹下的子任务2.3中，并命名为“U盘电路设计PrjPCB”。在“Project”面板中，
11、项目文件名变为“U盘电路设计PrjPCB”。如图2-57所示。该项目中没有任何内容，可以根据设计的需要添加各种设计文档。,操作步骤演示,操作步骤,4）选择“file|New|schematic”命令，在该项目文件中新建一个电路原理图文件，系统默认文件名为“sheet1.SchDoc”，选择“file|save As”命令，将新建的原理图文件保存于任务3文件夹下的子任务2.3中，并命名为“U盘电路设计SchDoc”。此时，在“Project”面板中，项目文件名变为“U盘电路设计SchDoc”。如图2-58所示。在创建原理图文件的同时，也就进入了原理图设计系统环境。,操作步骤,操作步骤,图2-57
12、 新建项目文件,图2-58 创建原理图文件,操作步骤,2设置图纸参数和环境参数 设置图纸参数和环境参数，本任务前已经讲述，这里只做简单介绍。在编辑窗口中右击，在弹出的右键快捷菜单中单击“Options”选择“Document Options”或“Document Parameters”或“sheet”命令，系统将弹出Document Options对话框，对图纸参数进行设置。我们将图纸的尺寸及标准风格设置为“A4”，放置方向设置为横向“Landscape”，图纸明细表设置为标准“Standard”，单击对话框中的“Change System Font”按钮，系统将弹出“字体”对话框。在该对话框
13、中，设置字体为“Arial”，设置字形为“常规”，大小设置为“10”，单击“确定”按钮。其他选项均采用系统默认设置。,3. 添加元件库 创建原理图文件后，系统已默认为该文件加载了一个集成元件库“Miscellaneous Devices.Lib”。 本任务中的K9F080U0B、IC1114、AT1201可根据本教材的模块2的操作步骤自行设计，故需要将自行设计的“U盘电路设计.SchLib”文件添加到项目中。方法是：点击窗口右上处“Libraries”面板中单击“Libraries”按钮，系统将弹出Avaliable Libraries对话框，在该对话框中单击“Install”按钮，打开自行设
14、计的元件库所在路径，并添加至库中。,操作步骤,4.调入元件，按照模块法绘制原理图 根据2.3.6中的U盘电路设计资料，我们可知，U盘电路主要由：U盘供电模块、滤波电容电路模块、存储模块、接口电路、连接器及开关电路等，本节内容我们按照原理图，采用模块设计的方式对每一个模块进行设计，即将一模块电路完整绘制好后，在绘制下一模块。,操作步骤,（1）U盘供电模块的绘制 1)按照从左到右的绘图顺序，从“Miscellaneous Devices.Lib”库中分别选择普通电容元件和极性电容，双击鼠标。使用Tab键，在出现的对话框中，将Value分别改为相应的值，注意微法用u来表示。 2)选择“Librari
15、es”面板，在自建库中选择供电模块AT1201，双击该元件，将其放置在原理图中。 3)单击Wiring Tools工具栏中的 和图标，分别放置电源和接地，其中电源需在浮动状态下按Tab键或放置后双击该元件，将其属性对话框中的Net项改为VUSB。而接地的名称注意要写上GND，其Show Net Name后的复选框要去掉，即隐藏该名称GND。 4)在工作区单击右键，再出现的对话框中选择Place，再选择Wire，如图2-59光标变成十字形。单击鼠标左键确定导线的起点。在导线的终点处单击鼠标左键确定终点，分别将各个元件的导线连接。 绘制完成的U盘滤波电容电路如图2-60所示。,操作步骤,图2-59
16、 连接导线,操作步骤,图2-60 U盘供电模块,（2）滤波电容电路模块的绘制 1)在“Miscellaneous Devices.Lib”库中分别选择一个电容元件，双击鼠标。使用Tab键，在出现的对话框中，将Value改为1uF。 2)选中该电容，使用快捷键E|C或单击Schematic Standard工具栏中复制按钮，选好元件的位置，执行快捷键E|P或单击菜单中“Edit|Smart Paste”命令，弹出Smart Paste对话框，如图2-61所示，在该对话框右侧勾选“Enable Paste Array”复选框，在下面的文本框中设置粘贴的个数为5，即Columns中的Count的值为
17、5，水平间距为30，即Space为30，Row中Count的值为1，Space为0。设置完成后，单击OK。 3)单击Wiring Tools工具栏中的 和图标，分别放置电源和接地，其中接地的名称上GND，其Show Net Name后的复选框要去掉，即隐藏该名称GND。 4)执行快捷键P|W，光标变成十字形。单击鼠标左键确定导线的起点。在导线的终点处单击鼠标左键确定终点，分别将各个电容的导线连接。 绘制完成的U盘滤波电容电路如图2-62所示。,操作步骤,操作步骤,图2-61 Smart Paste对话框,图2-62 U盘滤波电容电路,（3）U盘存储模块的绘制 1)选择“Libraries”面板
18、，在自建库中选择存储模块K9F080U0B，单击place，将其放置在原理图中。使用快捷键P|P或到“Miscellaneous Devices.Lib”库中分别放置电容元件、电阻元件等。如需设置元件属性，在放置状态使用Tab键或放置到图纸上后双击要修改的元件，进行相应修改。 2)元件布局，根据所给原理图，对元件进行布局。 3)单击Wiring Tools工具栏中的 和图标，分别放置电源和接地，注意接地的名称要写上GND。 4)单击单击Wiring Tools工具栏中的 图标，光标变成十字形。单击鼠标左键确定导线的起点。在导线的终点处单击鼠标左键确定终点，分别将U盘供电模块的导线连接，注意将需
19、要放置网络标号的引脚用导线引出。,操作步骤,5)单击wiring工具栏中的 图标，移动光标到需要放置网络标号的导线上，按Tab键，在出现的对话框中的Net中填写SMD-RDY，点击OK，当出现红色交叉标志时，单击完成放置。此时光标仍处于放置网络标号的状态，重复操作分别填写SMD-RE等内容，放置其他的网络标号，所有网络标号放置完毕后，右击退出。 6)单击wiring工具栏中的 图标，光标变成十字形且带有并随光标浮动。移动光标到K9F080U0B需要放置忽略ERC测试点的引脚上，当出现红色交叉标志时，单击完成放置。重复操作放置其他的忽略ERC测试点，右击退出。 绘制完成的U盘存储模块如图2-63
20、所示。,操作步骤,图2-63 U盘存储模块,操作步骤,（4）U盘接口电路的绘制 本图采用先放置核心器件，再围绕核心器件按照从左至右，从上至下的顺序布局。 1)在工作区执行快捷键P|P，出现的放置元件属性对话框。在该对话框的Physical Component中填写在自建库IC1114的名称，其他按照图所示分别填写流水号Designator等。填写完毕后，单击OK。在图纸合适位置放置该元件。放置后再依次放置其他元件。 2)根据所给原理图，对元件进行布局。 3)单击Wiring Tools工具栏中的 和图标，分别放置电源和接地，其中电源需在浮动状态下按Tab键或放置后双击该元件，将其属性对话框中的
21、Net项改为VUSB。而接地的名称注意要写上GND，其Show Net Name后的复选框要去掉，即隐藏该名称GND。,操作步骤,4)执行快捷键P|W，光标变成十字形。单击鼠标左键确定导线的起点。 5)执行快捷键P|N，光标变成十字形且带有一个初始标号为“Net Label1”随光标浮动，Tab键，在出现的对话框中的Net中填写名称，点击OK，当出现红色交叉标志时，单击完成放置。对于纵向的网络标号，按空格键可改变其方向，当出现红色交叉标志时，单击即可完成放置。此时光标仍处于放置网络标号的状态，重复操作即可放置其他的网络标号，右击键即可退出。 6)按快捷键P|V|N，光标变成十字形且带有并随光标
22、浮动。移动光标到IC1114需要放置忽略ERC测试点的引脚上，当出现红色交叉标志时，单击完成放置。重复操作放置其他的忽略ERC测试点，右击退出。 绘制完成的U盘接口电路如图2-64所示。,操作步骤,图2-64 U盘接口电路,操作步骤,（5）U盘连接器及开关电路的绘制 在“Miscellaneous Devices.Lib”库中选择连接器Header6和开关元件SW-SPDT，双击鼠标，将该元件放置在图纸中，注意开关元件SW-SPDT需要进行浮动状态下的Y镜像。工作区执行快捷键P|P，连接导线，完成相关设计，绘制完成的U盘连接器及开关电路分别如图2-65和图2-66所示。,图2-65 连接器He
23、ader6电路 图2-66 开关设计,操作步骤,5.合理布局各模块 如果图纸整体布局位置需要调整，可采用选取某一模块，整体移动或剪切粘贴，整体选取的如图2-67所示，将鼠标放在选取后的图形中央位置，按住左键，拖动鼠标即可整体移动。,图2-67 整体选取移动,操作步骤,6. 添加注释 1）单击 按钮，点击 添加说明文字。 2）当出现浮动的Net1后，按Tab键，出现注释属性对话框，如图2-68所示，在该图中将Net1改为“U盘电路原理图”，点击该对话框中的Change System Fonts按钮，出现如图2-69对话框，选择字体大小为28.字体选默认值。分别点击OK。 3）鼠标上跟随一个标有“U盘电路原理图”的字符串，移动鼠标到合适位置，点击左键，放置到界面上，单击右键撤销放置。效果如图2-70所示。,操作步骤,图2-68 注释属性对话框 图2-69 设置字体对话框,操作步骤,7.整机原理图,操作步骤,图2-70 U盘整机电路原理图,谢 谢 观 看！,