2.4 综合演练——主机电路
本节将从基础出发，通过一个具体的实例来完整、全面地向读者展示如何使用原理图编辑器来完成电路的设计工作。
1）启动Altium Designer 13，打开“Files”（文件）面板，在“新的”卷展栏中单击“Blank Project（PCB）”（空白工程文件）选项，则在“Projects”（工程）面板中出现新建的工程文件，系统提供的默认文件名为“PCB_Project1.PrjPCB”，如图2-59所示。
2）在工程文件“PCB_Project1.PrjPCB”上右击，在弹出的快捷菜单中选择“保存工程为”命令，在弹出的保存文件对话框中输入文件名“CPU.PrjPcb”，并保存在指定的文件夹中。此时，在“Projects”（工程）面板中，工程文件名变为“CPU.PrjPcb”。该工程中没有任何内容，可以根据设计的需要添加各种设计文档。
3）在工程文件“CPU.PrjPcb”上右击，在弹出的快捷菜单中选择“给工程添加新的”→“Schematic”（原理图）命令。在该工程文件中新建一个电路原理图文件，系统默认文件名为“Sheet1.SchDoc”。在该文件上右击，在弹出的快捷菜单中选择“保存为”命令，在弹出的保存文件对话框中输入文件名“CPU.SchDoc”。此时，在“Projects”（工程）面板中，工程文件名变为“CPU.SchDoc”，如图2-60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。
图2-59 新建工程文件
图2-60 创建新原理图文件
4）选择“设计”→“文档选项”命令，系统将弹出如图2-61所示的“文档选项”对话框，对图纸参数进行设置。将图纸的尺寸及标准风格设置为“A4”，放置方向设置为“Landscape”（水平），标题块设置为“Standard”（标准），单击对话框中的“更改系统字体”按钮，系统将弹出“字体”对话框。在该对话框中，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。
图2-61 “文档选项”对话框
5）在“库”面板中单击“库”按钮，系统将弹出如图2-62所示的“可用库”对话框。
在该对话框中单击“添加库”按钮，打开相应的选择库文件对话框。在该对话框中选择确定的库文件夹自带元件库“8051.SchLib”及系统库文件“Miscellaneous Devices.IntLib”“Miscellaneous Connectors.IntLib”，单击“关闭”按钮，关闭该对话框。
图2-62 “可用库”对话框
提示…
在本例中，图纸上信号的流向是从左到右，关键元件包括单片机芯片、地址锁存芯片、扩展数据存储器。
6）放置单片机芯片。打开“库”面板，在当前元件库下拉列表框中选择“8051.SchLib”，在过滤条件组合框中输入“8051”，如图2-63所示。单击“Place 8051”（放置8051）按钮，将选择的单片机芯片放置在原理图上。
7）放置扬声器。这里使用的扬声器所在的库文件为“Miscellaneous Devices.IntLib”，打开“库”面板，在当前元件库下拉列表框中选择“Miscellaneous Devices.IntLib”，在元件列表中选择“Speaker”，如图2-64所示。单击“Place Speaker”（放置扬声器）按钮，将选择的扬声器芯片放置在原理图上。
8）放置晶体管。这里使用的晶体管所在的库文件为“Miscellaneous Devices.IntLib”，在当前元件列表中选择“2N3904”，如图2-65所示。单击“Place 2N3904”（放置2N3904）按钮，将选择的晶体管芯片放置在原理图上。
9）放置排针芯片。这里使用的排针是1排9针，该芯片所在的库文件为“Miscellaneous Connectors.IntLib”。打开“库”面板，在当前元件库下拉列表框中选择“Miscellaneous Connectors.IntLib”，在元件列表中选择“Header 9”，如图2-66所示。单击“Place Header 9”（放置Header 9）按钮，将选择的排针芯片放置在原理图上。
图2-63 选择单片机芯片
图2-64 选择扬声器芯片
图2-65 加载晶体管芯片
图2-66 加载排针芯片
提示…(https://www.daowen.com)
按照上面的方法加载1排3针的排针符号“Header 3”。
10）放置外围元件。在本例中，采用一个晶振元件、两个匹配电容、一个电容和极性电容构成局部电路，这些元件都在库文件“Miscellaneous Devices.IntLib”中。打开“库”面板，在当前元件库下拉列表框中选择“Miscellaneous Devices.IntLib”，在元件列表中选择电容“Cap”、电阻“Res2”、极性电容“Cap Pol1”、晶振“XTAL”，并一一进行放置，如图2-67所示。
图2-67 放置元件
11）元件布局。在图样上放置元件之后，再对各个元件进行布局，按住并拖动选中的元件。元件上显示十字光标，表示选中元件，拖动鼠标至对应位置放开，完成元件定位。用同样的方法调整其余元件的位置，完成布局后的原理图如图2-68所示。
图2-68 元件布局
知识链接——编辑元件属性命令
12）设置元件属性。双击元件打开元件属性设置对话框，如图2-69所示为8051芯片的属性设置对话框。其他元件的属性设置采用同样的方法，这里不再赘述。设置元件属性后的原理图如图2-70所示。
图2-69 设置芯片属性
图2-70 设置元件属性后的原理图
13）放置电源和接地符号。单击“布线”工具栏中的“VCC电源符号”按钮
和 “GND接地符号”按钮
，放置原理图符号，结果如图2-71所示。
图2-71 放置原理图符号
14）连接导线。单击“布线”工具栏中的“放置线”按钮
，根据电路设计的要求把各个元件连接起来，如图2-72所示。
图2-72 连接导线
15）放置网络标号。在本例中，单片机芯片与局部电路的连接采用了网络标号的方法。选择“放置”→“网络标号”命令，或单击“布线”工具栏中的“放置网络标号”按钮
，如图2-73所示。
提示…
图2-73 放置网络标号
16）放置忽略ERC测试点。选择“放置”→“指示”→“Generic No ERC”（忽略ERC测试点）命令，或单击“布线”工具栏中的“放置忽略ERC测试点”按钮
。放置后的原理图如图2-74所示。
图2-74 放置忽略ERC测试点
提示…
至此，原理图的设计工作暂时告一段落。如果需要进行PCB的设计制作，还需要对设计好的电路进行电气规则检查和对原理图进行编译，这将在后面的章节中通过实例进行详细介绍。
