第8章AltiumDesigner的多通道設(shè)計(jì)8.1多通道設(shè)計(jì)示例電路8.2多通道設(shè)計(jì)的操作習(xí)題

內(nèi)容提要

重復(fù)通道原理圖繪制

多通道原理圖數(shù)量定義

單個(gè)通道元器件的布局與布線

多通道格式復(fù)制

在設(shè)計(jì)電路時(shí)，通常會(huì)碰到電路設(shè)計(jì)中的一部分電路被多次重復(fù)使用的情況，這時(shí)就可以使用AltiumDesigner提供的多通道設(shè)計(jì)方法來解決這一問題，從而達(dá)到事半功倍的效果。

多通道設(shè)計(jì)的流程如圖8-1所示。圖8-1多通道設(shè)計(jì)的流程

所謂多通道設(shè)計(jì)，就是對(duì)同一通道(子圖)多次引用。這個(gè)通道可以作為一個(gè)獨(dú)立的原理圖的子圖(只繪制一次)包含在該項(xiàng)目中。可以很容易地通過放置多個(gè)指向同一個(gè)子圖的原理圖符號(hào)，或者在一個(gè)原理圖符號(hào)的標(biāo)志符中包含有說明重復(fù)該通道的關(guān)鍵字(Repeat)來定義使用該通道(子圖)的次數(shù)。

8.1多通道設(shè)計(jì)示例電路

在第2章中，我們繪制過一個(gè)光立方電路，如圖8-2所示。圖8-2光立方電路原理圖

本電路實(shí)現(xiàn)的是一個(gè)8?×?8?×?8的光立方電路，電路看起來比較復(fù)雜，但實(shí)際上64列的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路是由8個(gè)完全相同的電路組成的。采用多通道設(shè)計(jì)方法，不但使電路原理圖變得簡(jiǎn)化，而且使PCB板的設(shè)計(jì)也更加容易。下面就以光立方電路為例來講述多通道設(shè)計(jì)的過程。

8.2多通道設(shè)計(jì)的操作

8.2.1多通道原理圖的設(shè)計(jì)

從前面對(duì)原理圖的分析可以看出，發(fā)光二極管列驅(qū)動(dòng)部分的電路就是重復(fù)使用的“通道”，而且重復(fù)了8次。

1．繪制重復(fù)通道電路圖

執(zhí)行菜單命令【File】/【New】/【Project】/【PCBProject】，建立一個(gè)新的PCB工程文件，并命名為guanglifang.Prjpcb，如圖8-3所示。

執(zhí)行菜單命令【File】/【New】/【Schematic】，在工程下添加了一個(gè)新的空白原理圖文件，保存并命名為Cd.SchDoc，如圖8-4所示。

圖8-3建立工程項(xiàng)目圖8-4新建Cd.SchDoc原理圖文件

繪制發(fā)光二極管列顯示驅(qū)動(dòng)單元電路，如圖8-5所示。

由于本單元電路最后要形成原理圖紙符號(hào)，所以按照子圖的標(biāo)準(zhǔn)去畫原理圖，加了多個(gè)電路端口，方便建立子圖與總圖的連接關(guān)系。

圖8-5列顯示驅(qū)動(dòng)單元電路

2．建立原理圖紙符號(hào)

與通常的層次原理圖設(shè)計(jì)一樣，多通道設(shè)計(jì)采用的也是層次設(shè)計(jì)，同樣需要在新建圖紙上建立原理圖紙符號(hào)來表示子圖。

執(zhí)行菜單命令【File】/【New】/【Schematic】，在工程下再添加了一個(gè)新的空白原理圖文件，保存并命名為duotongdao.SchDoc，如圖8-6所示。

圖8-6新建duotongdao.SchDoc原理圖文件

執(zhí)行菜單命令【Design】/【CreateSheetSymbolfromSheetorHDL】，系統(tǒng)會(huì)彈出【ChooseDocumenttoPlace】對(duì)話框，如圖8-7所示。對(duì)話框中列出了該工程中所有的原理圖文件，選擇要放置在該圖紙上圖紙符號(hào)為Cd.SchDoc的文件名。

圖8-7【ChooseDocumenttoPlace】對(duì)話框

此時(shí)光標(biāo)下出現(xiàn)Cd.SchDoc圖紙符號(hào)，如圖8-8所示。移動(dòng)光標(biāo)，將圖紙符號(hào)放置到合適的位置，調(diào)整原理圖紙符號(hào)的大小和I/O端子的位置，如8-9所示。

圖8-8光標(biāo)下的圖紙符號(hào)

圖8-9調(diào)整后圖紙符號(hào)

完成光立方其余電路的繪制，如圖8-10所示。

圖8-10duotongdao.SchDoc電路

3．定義重復(fù)通道數(shù)量

下面用一個(gè)Cd.SchDoc圖紙符號(hào)來表示所需要的所有通道。為實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，AltiumDesigner專門提供了Repeat命令，命令的格式為

Repeat(sheet_symbol,first_channel,last_channel)

雙擊該圖紙符號(hào)或在放置圖紙符號(hào)時(shí)按【Tab】鍵，系統(tǒng)會(huì)彈出【方塊符號(hào)】對(duì)話框，如圖8-11所示。在【Properties】選項(xiàng)卡中的【Designator】欄中輸入“Repeat(CD,1,8)”，其中，“CD”表示子圖紙的文件名，圖紙符號(hào)可以隨便命名，但盡量要用短一些的名字。因?yàn)樵诰幾g時(shí)，圖紙符號(hào)名和通道序號(hào)要加到元器件的項(xiàng)目代號(hào)后，如“R1”就會(huì)變?yōu)椤癛1_CD*”。這條命令的含義就是，該子圖通過圖紙符號(hào)“CD”要關(guān)聯(lián)到輸入通道原理圖8次，設(shè)置好的【方塊符號(hào)】對(duì)話框如圖8-12所示。

圖8-11方框符號(hào)對(duì)話框圖8-12設(shè)置好方框符號(hào)對(duì)話框

【Filename】欄中顯示的是子圖的文件名。在執(zhí)行菜單命令【Design】/【CreateSheetSymbolfromSheetorHDL】時(shí)，文件名會(huì)自動(dòng)添加在該欄中。【UniqueID】欄用于自動(dòng)產(chǎn)生符號(hào)ID，以區(qū)別其他的符號(hào)。

該對(duì)話框的上半部分是圖紙符號(hào)的外形設(shè)置。一般來說，設(shè)置圖形的大小用鼠標(biāo)拖曳的方法比較方便，而邊框和填充的顏色是以實(shí)心填充顯示還是只顯示邊框等方式，也是在這里設(shè)置。

單擊對(duì)話框中的【Parameters】標(biāo)簽，打開【Parameters】選項(xiàng)卡,如圖8-13所示。

圖8-13【Parameters】選項(xiàng)卡

在【Parameters】選項(xiàng)卡中單擊【Add…】按鈕，可以給該圖紙符號(hào)添加一個(gè)描述性的字符串，對(duì)該選項(xiàng)卡進(jìn)行如圖8-14所示的設(shè)置。在【Name】欄中輸入“guanglifang”，在【Value】欄中輸入“Repeat(CD,1,8)”，并選中【Visible】復(fù)選框，設(shè)置其類型為“STRING”。

圖8-14設(shè)置【Parameters】對(duì)話框

設(shè)置完成后，【Parameters】選項(xiàng)卡顯示如圖8-15所示。

圖8-15設(shè)置完成的圖紙符號(hào)參數(shù)

完成所示的設(shè)置后，該圖紙符號(hào)如圖8-16所示。

圖8-16設(shè)置完成的圖紙符號(hào)

4.元器件統(tǒng)一命名

執(zhí)行菜單命令【Tools】/【AnnotateSchematics】，系統(tǒng)會(huì)彈出【Annotate】對(duì)話框，如圖8-17所示。該對(duì)話框中包括層次原理圖中所有的原理圖文件。按一定的方向?qū)こ滔滤械脑骷M(jìn)行統(tǒng)一命名，結(jié)果如圖8-18和圖8-19所示。

圖8-17【Annotate】對(duì)話框圖8-18CD.SchDoc原理圖統(tǒng)一對(duì)元器件編號(hào)后的結(jié)果圖8-19duotongdao.SchDoc原理圖統(tǒng)一對(duì)元器件編號(hào)后的結(jié)果

5．元器件封裝統(tǒng)一檢查

通過以上步驟，多通道原理圖設(shè)計(jì)已完成，在PCB設(shè)計(jì)之前，必須保證每一個(gè)元器件有一個(gè)正確的封裝。否則原理圖中的元器件不能正確導(dǎo)入到PCB板中。

執(zhí)行菜單命令【Tools】/【FootprintManager】，出現(xiàn)如圖8-20所示的對(duì)話框，對(duì)于沒有封裝的元器件在右邊的窗口會(huì)提示出來，可以在此窗口添加封裝。

一般元器件封裝存在問題的原因是沒有安裝元器件所對(duì)應(yīng)的集成庫(kù)。

圖8-20FootprintManager對(duì)話框

8.2.2多通道PCB的設(shè)計(jì)

1．規(guī)劃PCB板

執(zhí)行菜單命令【File】/【New】/【PCB】，啟動(dòng)PCB編輯器，并將其命名為“glfpcb.PcbDoc”。按照第5章所講內(nèi)容重新規(guī)劃PCB板，進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置。

圖8-21EngineeringChangeOrder對(duì)話框

2．導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表

在PCB編輯器下執(zhí)行菜單命令【Design】/【ImportChangesFromguanglifang.Prjpcb】，系統(tǒng)彈出“EngineeringChangeOrder”對(duì)話框，該對(duì)話框詳細(xì)列出從原理圖傳遞到PCB中的元器件、元器件網(wǎng)絡(luò)連接、元器件類及Room等信息，如圖8-21所示。

單擊【ValidateChanges】按鈕，校驗(yàn)這些信息的改變，在對(duì)話框右側(cè)的狀態(tài)欄【Check】列中，出現(xiàn)一列綠色的對(duì)號(hào)標(biāo)志，表明對(duì)這些對(duì)象的操作是正確的；然后單擊【ExecuteChanges】按鈕，將元器件封裝及網(wǎng)絡(luò)表裝入到PCB文件，如果裝入正確，則在右側(cè)的狀態(tài)欄【Done】列中，出現(xiàn)一列綠色的對(duì)號(hào)標(biāo)志，網(wǎng)絡(luò)表裝載完成，關(guān)閉對(duì)話框。

此時(shí)可以看到，所裝入的元器件封裝和網(wǎng)絡(luò)表均放置在PCB的電氣邊界之外，并且以飛線的形式顯示關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)表和元器件封裝之間的連接關(guān)系，如圖8-22所示。

圖8-22網(wǎng)絡(luò)表導(dǎo)入PCB板后結(jié)果

從圖8-22中可以看出，8個(gè)列驅(qū)動(dòng)單元電路已經(jīng)按照定義的數(shù)量成功建立。所有的子圖元器件都存放在自己的Room空間內(nèi)，且各個(gè)通道元器件標(biāo)號(hào)分別加上了通道的尾綴。

3.對(duì)工程下所有的Room進(jìn)行布局

執(zhí)行菜單命令【Tools】/【ComponentPlacement】/【ArrangewithRoom】，編輯所有的Room形狀，然后對(duì)所有的Room進(jìn)行合理布置，全盤考慮元器件的分布和信號(hào)的走向等方面的因素，進(jìn)行Room空間布放，如圖8-23所示。

圖8-23對(duì)所有元器件按照Room進(jìn)行布局

4.布通多通道中的一個(gè)通道

下面進(jìn)行元器件的手工布局。根據(jù)原理圖中各元器件的關(guān)系，按照連線最短原則對(duì)其中一個(gè)通道下所有的元器件進(jìn)行布局，如圖8-24所示。

下面開始元器件布線。由于光立方電路的連線較多，所以在布線規(guī)則里設(shè)置成雙面板布線，布線的最佳寬度設(shè)為20mil。

執(zhí)行菜單命令【AutoRoute】/【Room】，對(duì)布局好的Room進(jìn)行自動(dòng)布線，結(jié)果如圖8-25所示。如果對(duì)自動(dòng)布線結(jié)果不是很滿意，可以通過手動(dòng)進(jìn)行修改。

圖8-24完成一通道Room的布局

圖8-25完成一通道Room的布線

5.自動(dòng)完成多通道中其余通道的布局和布線

執(zhí)行菜單命令【Design】/【Room】/【CopyRoomFormats】，此時(shí)光標(biāo)變成十字形狀，在布好線的通道上單擊鼠標(biāo)，此時(shí)光標(biāo)依然存在，在待復(fù)制的目標(biāo)通道上單擊鼠標(biāo)，系統(tǒng)會(huì)彈出【ConfirmChannelFormatCopy】對(duì)話框，如圖8-26所示。圖8-26【ConfirmChannelFormatCopy】對(duì)話框

在【Rooms】區(qū)域中列出了所選擇的源通道和目標(biāo)通道。

在【Options】區(qū)域中，可以設(shè)置復(fù)制元器件布局、布線網(wǎng)絡(luò)、通道尺寸/形狀等。

在【ChannelClass】區(qū)域中，列出了通道類別的名稱、通道類的成員以及是否應(yīng)用源通道到所有通道的選項(xiàng)。

設(shè)置好這些選項(xiàng)后，單擊【OK】按鈕，系統(tǒng)就會(huì)按照源通道的樣子自動(dòng)完成該通道元器件的布局和布線；同時(shí)給出信息提示窗口。該窗口中提示共完成了10個(gè)元器件的更新。

依次完成其余通道元器件的布局和布線，結(jié)果如圖8-27所示。圖8-27利用格式拷貝功能