2.9 上机实例
通过前面的学习，相信用户对Altium Designer 20的原理图编辑环境、原理图编辑器的使用有了一定的了解，能够完成一些简单电路图的绘制。这一节将通过具体的实例讲述绘制电路原理图的步骤。
2.9.1 绘制抽水机电路
绘制抽水机电路
本例绘制的抽水机电路主要由4只晶体管组成。其中，潜水泵的供电受继电器的控制，继电器中线圈中的电流是否形成，取决于晶体管VT4是否导通。
1.建立工作环境
（1）选择“文件”→“新的”→“项目”选项，弹出“Create Project”（新建工程）对话框。
（2）默认选择“Local Projects”选项及“Default”（默认）选项，在“Project Name”（工程名称）文本框中输入文件名称“抽水机电路”，在“Folder”（路径）文本框中选择文件路径，如图2-107所示。完成设置后，单击“Create”按钮，关闭该对话框。
图2-107 “Create Project”对话框
（3）选择“文件”→“新的”→“原理图”选项，新建电路原理图。在新建的原理图上右击，在弹出的快捷菜单中选择“另存为”选项，将新建的原理图文件保存为“抽水机电路.SchDoc”，如图2-108所示。在创建原理图文件的同时，也就进入了原理图设计环境。
图2-108 创建原理图文件
（4）设置图纸参数。单击右下角的“Panels”按钮，在弹出的列表中选择“Properties”选项，弹出“Properties”面板，如图2-109所示。
在此面板中对图纸参数进行设置。这里将图纸的尺寸设置为“A4”，“Orientation”（定位）设置为“Landscape”，“Title Block”（标题块）设置为“Standard”，其他选项采用默认设置。
2.加载元器件库
单击“Components”面板右上角的
按钮，在弹出的下拉列表中选择“File-based Libraries Preferences”选项，弹出“Available File-based Libraries”对话框，在其中加载需要的元器件库。本例中需要加载的元器件库如图2-110所示。
在绘制电路原理图的过程中，放置元器件的基本依据是信号的流向，或从左到右，或从右到左。首先放置电路中关键的元器件，之后放置电阻、电容等外围元器件。本例中我们按照从左到右的顺序来放置元器件。
图2-109 “Properties”面板
图2-110 本例中需要加载的元器件库
3.查找元器件，并加载其所在的库
（1）这里我们不知道设计中所用到的LM394BH芯片和MC7812AK所在的库位置，因此，首先要查找这两个元器件。
单击“Components”面板右上角的
按钮，在弹出的下拉列表中选择“File-based Libraries Search”选项，弹出“File-based Libraries Search”对话框，在该对话框中输入“LM394BH”即可。
（2）单击“查找”按钮后，系统开始查找此元器件。查找到的元器件将显示在“Components”面板中，如图2-111所示。右击查找到的元器件，在弹出的快捷菜单中选择“Place LM394BH”选项，如图2-112所示，将其放置到原理图中。用同样的方法可以查找元器件 MC7812AK，并加载其所在的库，然后将其放置在原理图中，结果如图2-113所示。
图2-111 查找到的元器件 LM394BH
图2-112 快捷菜单
图2-113 加载的主要元器件
4.放置外围元器件
（1）首先放置2N3904。打开“Components”面板，在当前元器件库名称下拉列表中选择“Miscellaneous Devices.IntLib”选项，在元器件列表框中选择“2N3904”，如图2-114所示。
（2）双击元器件列表框中的“2N3904”，将此元器件放置到原理图的合适位置。
（3）同理放置元器件2N3906，如图2-115所示。
（4）放置二极管。在“Components”面板的元器件过滤文本框中输入“dio”，在元器件预览窗口中显示符合条件的元器件，如图2-116所示。在元器件列表框中双击“Diode”，将元器件放置到图纸空白处。
图2-114 选择元器件“2N3904”
图2-115 选择元器件“2N3906”
图2-116 选择元器件“Diode”
（5）放置发光二极管。在“Components”面板的元器件过滤文本框中输入“led”，在元器件预览窗口中显示符合条件的元器件，如图2-117所示。在元器件列表框中双击“LED0”，将元器件放置到图纸空白处。
（6）放置整流桥（二极管）。在“Components”面板的元器件过滤文本框中输入“b”，在元器件预览窗口中显示符合条件的元器件，如图2-118所示。在元器件列表框中双击“Bridge1”，将元器件放置到图纸空白处。
（7）放置变压器。在“Components”面板的元器件过滤文本框中输入“tr”，在元器件预览窗口中显示符合条件的元器件，如图2-119所示。在元器件列表框中双击“Trans”，将元器件放置到图纸空白处。
图2-117 选择元器件“LED0”
图2-118 选择元器件“Bridge1”
图2-119 选择元器件“Trans”
（8）放置电阻、电容。打开“Components”面板，在元器件列表框中分别选择如图2-120～图2-122所示的电阻和电容进行放置。最终结果如图2-123所示。
图2-120 选择元器件“Cap”
图2-121 选择元器件“Cap Pol2”
图2-122 选择元器件“Res2”
图2-123 元器件放置结果
5.布局元器件
元器件放置完成后，需要适当进行调整，将它们分别排列在原理图中最恰当的位置，这样有助于后续的设计。
（1）单击选中元器件，按住鼠标左键进行拖动，将元器件移至合适的位置后释放鼠标左键，即可对其完成移动操作。在移动对象时，可以通过按Page Up键或Page Down键（或可直接按住鼠标中键拖动）来缩放视图，以便观察细节。
（2）选中元器件的标注部分，按住鼠标左键进行拖动，可以移动元器件标注的位置。
（3）采用同样的方法调整所有元器件，效果如图2-124所示。
图2-124 调整元器件后的效果
在图纸上放置好元器件之后，再对各个元器件的属性进行设置，包括元器件的标识、序号、型号、封装形式等。
（4）编辑元器件属性。双击元器件“Trans”，在弹出的“Properties”面板中修改元器件属性。将“Designator”设为T1，将“Comment”（注释）设为不可见，参数设置如图2-125所示。
使用同样的方法设置其余元器件，设置好元器件属性的电路原理图如图2-126所示。
图2-125 设置元器件“Trans”的属性
图2-126 设置好元器件属性后的元器件布局
6.连接导线
根据电路设计的要求，将各个元器件用导线连接起来。
（1）单击“布线”工具栏中的绘制导线按钮
，完成元器件之间的电气连接，结果如图2-127所示。
图2-127 布线结果
（2）放置电源和接地符号。单击“布线”工具栏中的放置电源按钮
，按 Tab 键，弹出“Properties”面板，将“Name”设置为不可见，设置“Style”为“Bar”，如图2-128所示。在原理图中的元器件 IC1引脚2处、R2左端点处对应位置放置电源符号。继续按 Tab 键，弹出“Properties”面板，设置“Style”为“Circle”，在原理图的合适位置放置电源。
（3）继续按Tab键，弹出“Properties”面板，设置“Style”为“Power Ground”，如图2-129所示，在原理图中放置接地符号。
图2-128 电源端口的属性设置
图2-129 接地符号的属性设置
（4）绘制完成的抽水机电路原理图如图2-130所示。
图2-130 绘制完成的抽水机电路原理图
本例主要介绍电路原理图的绘制过程，详细讲解原理图设计中经常遇到的一些知识点，包括查找元器件及其对应元器件库的载入和卸载、基本元器件的编辑与原理图的布局和布线等。
2.9.2 绘制气流控制电路
绘制气流控制电路
这一节，我们以气流控制电路为例，继续介绍电路原理图的绘制步骤。
1.建立工作环境
（1）选择“文件”→“新的”→“项目”选项，弹出“Create Project”对话框，在“Project Name”文本框中输入“气流控制电路”，在“Folder”文本框中选择文件路径，如图2-131所示。单击“Create”按钮，在面板中出现了新建的项目文件“气流控制电路.PrjPcb”。
（2）在工程文件上右击，在弹出的快捷菜单中选择“添加新的...到工程”→“Schematic”选项，如图2-132所示，在项目文件中新建一个默认名为“Sheet1.SchDoc”的电路原理图文件。
图2-131 创建工程文件
图2-132 新建原理图文件
（3）在新建的原理图文件上右击，在弹出的快捷菜单中选择“另存为”选项，弹出保存文件对话框，输入“气流控制电路.SchDoc”文件名，保存原理图文件。此时，“Projects”面板中的项目名称变为“气流控制电路.PrjPcb”，原理图名为“气流控制电路.SchDoc”，如图2-133所示。
（4）单击右下角的“Panels”按钮，在弹出的列表中选择“Properties”选项，弹出“Properties”面板，对图纸参数进行设置。具体设置步骤这里不再赘述。
图2-133 保存原理图文件
2.在电路原理图上放置元器件并完成电路图
（1）单击“Components”面板右上角的
按钮，在弹出的下拉列表中选择“File-based Libraries Preferences”选项，弹出如图2-134所示的“Available File-based Libraries”对话框，在该对话框中单击“添加库”按钮，弹出相应的选择库文件对话框。
图2-134 “Available File-based Libraries”对话框
（2）打开“Components”面板，在元器件过滤文本框中输入关键字“tri”，在搜索结果中双击所需元器件，即三端双向晶闸管 Triac，在原理图中显示浮动的带十字形状标记的元器件符号。按Tab键，弹出“Properties”面板，将“Designator”设为“T1”，如图2-135所示。
图2-135 设置元器件Triac的属性
（3）在图纸空白处单击，放置元器件。此时，指针处继续显示浮动的元器件符号，标识符自动递增为“T2”，在空白处单击，放置元器件 T2。如果不再需要放置同类元器件，则右击或按Esc键，结束放置操作。
使用同样的方法，在电路原理图上放置其余元器件，布局后的原理图如图2-136所示。
3.连接导线
在放置好各个元器件并设置好相应的属性后，下面应根据电路设计的要求把各个元器件连接起来。单击“布线”工具栏中的
（放置线）按钮，完成元器件之间的端口及引脚的电气连接，结果如图2-137所示。
图2-136 放置关键元器件
图2-137 放置电阻、电容并编辑属性后的原理图
4.放置电源符号
单击“布线”工具栏中的
（VCC 电源符号）按钮，放置电源符号，绘制完成的电路图如图2-138所示。
图2-138 放置电源符号
5.放置网络标签
选择“放置”→“网络标签”选项，或单击“布线”工具栏中的
（放置网络标签）按钮，这时指针变成十字形状，并带有一个初始标签“Net Label1”。按Tab键，弹出“Properties”面板，在“Net Name”（网络名称）文本框中输入网络标签的名称“220V”，如图2-139所示。接着移动指针，单击将网络标签放置到空白处。绘制完成的电路图如图2-140所示。
图2-139 “Properties”面板
图2-140 绘制完成的电路图
在2.9.1小节中，我们是以菜单命令创建项目文件的。在本节中，我们以右键快捷菜单命令创建项目文件，同时详细讲解了网络标签的绘制。
2.9.3 绘制广告彩灯电路
绘制广告彩灯电路
本例绘制的广告彩灯电路其实是一个闪光电路，LED 广告彩灯电路由两个NPN晶体管8050驱动多个LED组成，每个8050晶体管可以驱动8～16个LED。只有发光电压相同（不同颜色的LED，发光电压不同）的LED才可以并联使用。可以将LED接成不同的图案，同时调节电位器的大小，可以改变闪烁速度。
1.建立工作环境
（1）在Windows 7操作系统下，双击
图标，启动Altium Designer 20。
（2）选择“文件”→“新的”→“项目”选项，弹出“Projects”面板。在面板中出现了新建的项目文件，系统提供的默认名为“PCB-Project1.PrjPCB”。
（3）选择“文件”→“新的”→“原理图”选项，在项目文件中新建一个默认名为“Sheet1.SchDoc”的电路原理图文件。
（4）选择“文件”→“全部保存”选项，在弹出的保存文件对话框中输入文件名“广告彩灯电路”，保存工程文件与原理图文件，并保存在指定位置。此时，“Projects”面板中的项目名称变为“广告彩灯电路.PrjPcb”，原理图文件名为“广告彩灯电路.SchDoc”，并保存在指定位置。
2.加载元器件库
在本例中，除要用到在前面例子中讲过的外围元器件之外，还要用到两个晶体管，本实例使用的晶体管电路元器件为HIT8550-N，此元器件可以在“Renesas Transistor.IntLib”元器件库中找到。
单击“Components”面板右上角的
按钮，在弹出的下拉列表中选择“File-based Libraries Preferences”选项，弹出“Available File-based Libraries”对话框，在其中加载需要的元器件库。本例中需要加载的元器件库如图2-141所示。
图2-141 本例中需要加载的元器件库
3.放置元器件
在“Renesas Transistor.IntLib”元器件库中找到晶体管，从“Miscellaneous Devices.IntLib”和“SchLib1.SchLib”中找到其他常用的一些元器件。将它们一一放置在原理图中，并进行简单布局，如图2-142所示。
图2-142 放置原理图中所需的元器件
4.设置其他元器件的属性
（1）在Altium Designer 20中，可以用元器件自动编号的功能来为元器件进行编号，选择“工具”→“标注”→“原理图标注”选项，弹出如图2-143所示的“标注”对话框。
图2-143 “标注”对话框
（2）在“标注”对话框的“处理顺序”选项组中，可以设置元器件编号的方式和分类的方式，一共有4种编号的方式可供选择，在下拉列表中选择一种编号方式，会在下方显示该编号方式的效果，如图2-144所示。
图2-144 元器件的编号方式
（3）在“匹配选项”选项组中可以设置元器件组合的依据，依据可以有多个，选中列表框中的相应复选框，就可以选择元器件的组合依据。
（4）在“原理图页标注”选项组中需要选择要进行自动编号的原理图，在本例中，由于只有一个原理图，可不选择，但是如果一个设置工程中有多个原理图或有层次原理图，那么在列表框中将列出所有的原理图，需要从中挑选要进行自动编号的原理图文件。在对话框的右侧，列出了原理图中所有需要编号的元器件。设置完成后，单击“更新更改列表”按钮，弹出如图2-145所示的“Information”对话框，然后单击“OK”按钮，这时在“标注”对话框中可以看到所有的元器件已经被编号，如图2-146所示。
（5）如果对编号不满意，可以取消编号，单击“Reset All”按钮即可将此次编号操作取消，经过重新设置再进行编号。如果对编号结果满意，则单击“接收更改（创建 ECO）”按钮，弹出“工程变更指令”对话框。在该对话框中单击“验证变更”按钮进行编号合法性检查，若在“状态”选项组中的“检测”栏中显示对勾，表示编号是合法的，如图2-147所示。
图2-145 “Information”对话框
图2-146 元器件编号
图2-147 进行编号合法性检查
（6）单击“执行变更”按钮将编号添加到原理图中，添加的结果如图2-148所示。更改结果如图2-149所示。
提示
在进行元器件编号之前，如果有的元器件本身已经有了编号，那么需要将它们的编号全部变成“C？”或“Q？”的状态，这时只要单击“报告变更”按钮，就可以将原有的编号全部去掉。
图2-148 将编号添加到原理图中
图2-149 原理图更改结果
5.元器件布线
单击“连线”工具栏中的
（放置线）按钮，完成元器件之间的端口及引脚的电气连接，如图2-150所示。
图2-150 连线结果
6.放置电源和接地符号
单击“应用工具”工具栏中的
（放置环型电源端口）按钮，放置电源符号，本例共需要1个电源符号。单击“布线”工具栏中的
（GND端口）按钮，放置接地符号，本例共需要1个接地符号。完成的原理图如图2-151所示。
图2-151 完成的原理图
在本例中，着重介绍了一种快速为元器件编号的方法。当电路图的规模较大时，使用这种方法对元器件进行编号，可以有效地避免纰漏或重编的情况。
2.9.4 绘制话筒放大电路
绘制话筒放大电路
本例要设计的是一个话筒放大电路，电路信号通过放大器，按照一定的放大系数改变反馈量，调整输出频率与电压，从而达到放大、缩小话筒音量的功能。
1.建立工作环境
（1）在Altium Designer 20主界面中，选择“文件”→“新的”→“项目”选项，弹出“Projects”面板，然后选择“文件”→“保存工程为”选项，将新建的工程文件保存为“话筒放大电路.PrjPcb”。
（2）选择“文件”→“新的”→“原理图”选项，右击，在弹出的快捷菜单中选择“另存为”选项，将新建的原理图文件保存为“话筒放大电路.SchDoc”。
（3）设置原理图图纸。单击右下角的“Panels”按钮，在弹出的列表中选择“Properties”选项，弹出“Properties”面板，在此面板中对图纸参数进行设置。这里将图纸的尺寸设置为“A2”，如图2-152所示。
图2-152 “Properties”面板
2.查找元器件，并加载其所在的库
（1）这里我们不知道设计中所用的放大器元器件TL084D、LM393H、TL062ACD 和 OP275GP 所在的库位置，因此，首先要查找这些元器件。
（2）单击“Components”面板右上角的
按钮，在弹出的下拉列表中选择“File-based Libraries Search”选项，在弹出的“File-based Libraries Search”对话框中输入“LM393H”，如图2-153所示。
（3）单击“查找”按钮后，系统开始查找此元器件。查找到的元器件将显示在图2-154所示的“Components”面板中。右击查找到的元器件，在弹出的快捷菜单中选择“Place LM393H”选项，弹出元器件库加载确认对话框，如图2-155所示，单击“Yes”按钮，加载元器件LM393H所在的库。使用同样的方法可以查找元器件TL084D、TL062ACD和OP275GP，并加载其所在的库，然后将其放置在原理图中，结果如图2-156所示。
图2-153 输入“LM393H”
图2-154 查找元器件LM393H
图2-155 元器件加载确认对话框
图2-156 加载的主要元器件
3.加载元器件库
单击“Components”面板右上角的
按钮，在弹出的下拉列表中选择“File-based Libraries Preferences”选项，弹出“Available File-based Libraries”对话框，在其中加载需要的元器件库。本例中需要加载的元器件库如图2-157所示。
4.放置外围元器件
完成关键元器件查找放置后，开始放置外围基本元器件，其中有35个电阻Res2、15个无极性电容CAP、4个极性电容Cap Pol2、5个二极管Diode 1N4148、4个晶体管、3个可调电阻RP和2个话筒元器件Mic。最终结果如图2-158所示。
图2-157 本例中需要加载的元器件库3
图2-158 放置外围元器件
5.布局元器件
元器件放置完成后，需要适当进行调整，将它们分别排列在原理图中最恰当的位置，效果如图2-159所示。
图2-159 元器件调整后的效果
6.编辑元器件属性
双击元器件“OP275GP”，在弹出的“Properties”面板中修改元器件的属性。将“Designator”设为“IC1”，参数设置如图2-160所示。
图2-160 设置元器件参数
使用同样的方法设置其余元器件的属性，设置好元器件属性的电路原理图如图2-161所示。
7.连接导线
根据电路设计的要求，将各个元器件用导线连接起来。单击“布线”工具栏中的绘制导线按钮
，完成元器件之间的电气连接，结果如图2-162所示。
8.放置电源和接地符号
单击“布线”工具栏中的放置电源按钮
，按 Tab 键，弹出“Properties”面板，单击
按钮取消显示，或设置“Style”为“Circle”（圆形），如图2-163和图2-164所示。在原理图中的对应位置放置不同类型的电源符号。使用同样的方法设置其余参数，放置电源端口。
图2-161 设置好元器件属性的元器件布局
图2-162 布线结果
图2-163 “Properties”面板
图2-164 设置电源端口的类型
绘制完成的电路原理图如图2-165所示。
图2-165 绘制完成的电路原理图
在本例中，元器件种类、数量相对较多，主要学习元器件的布局。元器件布局是原理图绘制中不可或缺的一步。
2.9.5 绘制控制器电路
绘制控制器电路
简单地讲，本节要绘制的控制器电路是由周边器件和主芯片（或单片机）组成的。周边器件是一些功能器件，它们是电阻、传感器、桥式开关电路，以及辅助单片机或专用集成电路完成控制过程的器件。
1.建立工作环境
（1）在Altium Designer 20主界面中，选择“文件”→“新的”→“项目”选项，弹出“Projects”面板，选择“文件”→“保存工程为”选项，将新建的工程文件保存为“控制电路.PrjPcb”。
（2）选择“文件”→“新的”→“原理图”选项，右击，在弹出的快捷菜单中选择“另存为”选项，将新建的原理图文件保存为“控制电路.SchDoc”。
2.加载元器件库
单击“Components”面板右上角的
按钮，在弹出的下拉列表中选择“File-based Libraries Preferences”选项，弹出“Available File-based Libraries”对话框，在其中加载需要的元器件库。本例中需要加载的元器件库如图2-166所示。
图2-166 本例中需要加载的元器件库
3.放置元器件
在“Schlib1.SchLib”元器件库中找到HT49R50A-1，在“Miscellaneous Devices.IntLib”元器件库中找到常用的电阻Res2、晶振XTAL、电容Cap、二极管Diode和开关SW-PB，将它们一一放置在原理图中，同时在放置过程中利用 Tab 键设置元器件的属性，布局结果如图2-167所示。
图2-167 原理图中所需的元器件
4.绘制总线
选择“放置”→“总线”选项，或单击工具栏中的
（放置总线）按钮，这时指针变成十字形状。单击确定总线的起点，按住鼠标左键不放，拖动鼠标绘制总线，在总线拐角处单击，将HT49R50A-1芯片上的PA4～PA7引脚连接起来。绘制好的总线如图2-168所示。
图2-168 绘制好的总线
提示
在绘制总线的时候，要使总线离芯片引脚有一段距离，这是因为还要放置总线分支，如果总线放置得过于靠近芯片引脚，则在放置总线分支的时候就会有困难。
5.放置总线分支
选择“放置”→“总线入口”选项，或单击工具栏中的
（放置总线入口）按钮，用总线分支将芯片的引脚和总线连接起来，如图2-169所示。
图2-169 放置总线分支
6.元器件布线
选择“放置”→“线”选项，或单击“布线”工具栏中的
（放置线）按钮，完成元器件之间的端口及引脚的电气连接。在原理图上布线，编辑元器件属性，如图2-170所示。
图2-170 完成原理图布线
7.放置原理图符号
在布线过程中，已经为原理图符号的放置留出了位置，接下来就应该放置原理图符号了。
（1）放置网络标签。选择“放置”→“网络标签”选项，或单击工具栏中的
（放置网络标签）按钮，这时指针变成十字形状，并带有一个初始标签“Net Label1”。这时按Tab键，打开“Properties”面板，在该面板中的“Net Name”（网络名称）文本框中输入网络标签的内容。单击面板中的颜色框，将网络标签的颜色设置为红色，如图2-171所示。移动指针到目标位置并单击，将网络标签放置到原理图中，如图2-172所示。
图2-171 设置网络标签属性
图2-172 放置网络标签
提示
在电路原理图中，网络标签是成对出现的。因为具有相同网络标签的引脚或导线是具有电气连接关系的，所以如果原理图中有单独的网络标签，则在编译原理图时，系统会报错。
（2）放置电路端口符号。
① 选择“放置”→“端口”选项，或者单击工具栏中的
（放置端口）按钮，指针将变为十字形状，在适当的位置单击即可完成电路端口的放置。双击一个放置好的电路端口，弹出“Properties”面板，在该面板中对电路端口属性进行设置，如图2-173所示。
② 使用同样的方法在原理图中放置名称为 PB4、PB5、PB6、PB7 的电路端口，结果如图2-174所示。
图2-173 设置电路端口属性
图2-174 放置电路端口
③ 放置电源和接地符号。单击“布线”工具栏中的
（VCC电源端口）按钮，放置电源符号，本例中需要1个电源。单击“布线”工具栏中的
（GND端口）按钮，放置接地符号，本例中需要3个接地。设计完成的电路原理图如图2-175所示。
图2-175 设计完成的电路原理图
在本例的设计中，主要介绍了原理图符号的放置。原理图符号有电源符号、电路节点、网络标签等，这些原理图符号给原理图设计带来了更大的灵活性，应用它们，可以给设计工作带来极大便利。
在本例中，主要学习了总线和总线分支的放置方法。总线和导线有着本质上的区别，总线本身是没有任何电气连接意义的，必须由总线接出的各条导线上的网络标签来完成电气连接，所以使用总线的时候，常常需要和总线分支配合使用。