《計算機輔助電路設計》課件第6章

第6章集成元器件庫的管理與使用6.1AltiumDesigner元器件庫概述6.2創建元器件庫6.3創建元器件原理圖庫6.4創建PCB封裝庫6.5創建集成元器件庫習題

內容提要

元器件原理圖符號模型、PCB封裝模型介紹

利用【Libraries】面板進行元器件庫管理的方法

創建元器件原理圖庫

創建元器件PCB封裝庫

集成元器件庫創建

6.1AltiumDesigner元器件庫概述

6.1.1集成元器件庫的概念

使用AltiumDesigner的設計過程要從整體上考慮設計方案而不是將其作為幾個聯系松散的子部分。一個產品的不同元素之間互相依存，在一個設計域所做的設計會影響到其他的設計域，不同的設計域之間有傳承的內部依存關系，管理和實現這些依存關系可以通過以下兩個關鍵點：統一數據模型和統一設計環境。

統一數據模型將不同設計域的特定模型集中到一個單一的統一元器件中，并在所有的設計域中保持其獨特性。這個模型在整個設計工程中有效，所以任何一個設計域的改動都會自動傳遞到其他設計域，從而保證設計的一致性。

AltiumDesigner對元器件采用集成庫管理系統，所謂集成庫，就是將元器件的原理圖符號、PCB封裝模型、SPICE模型(仿真模型)、SI模型(信號完整性模型)等集成在了一個庫文件中，其文件的擴展名為“.IntLib”，這樣用戶在加載一個集成庫文件的同時將加載元器件的所有模型信息，比如，在AltiumDesigner的庫文件面板中單擊元器件名稱，在該面板下部就同時出現其原理圖符號和PCB封裝形式。使用這種集成庫管理系統可大大提高原理圖設計、PCB設計以及仿真設計之間的連通性，有利于整個設計的順利進行。

AltiumDesigner的庫文件可以在安裝軟件時設置其位置，其支持的庫文件格式包括?*.IntLib、*.SchLib、*.PcbLib等。其中，*.IntLib為AltiumDesigner環境下的集成元器件庫，*.SchLib和?*.PcbLib為AltiumDesigner環境下的原理圖元器件庫和PCB封裝庫。AltiumDesigner元器件庫里有兩個通用元器件庫，庫中包含的是電阻、電容、三極管、二極管、開關、變壓器及連接件等常用的分立元器件，分別為MiscellaneousDevices和MiscellaneousConnectors。在首次運行AltiumDesigner時，這兩個庫作為系統默認庫被加載，但允許操作者將其移除。

6.1.2原理圖符號模型的定義

原理圖的符號模型是代表二維空間元器件引腳電氣分布關系的符號，該符號主要由圖形和管腳兩部分組成。原理圖符號模型只是一種符號的表示方法，沒有任何的實際意義，對原理圖的繪制便是通過放置這些元器件的符號模型來完成的。同一個元器件可以有多種不同的符號模型，符號模型沒有必要與實際元器件的大小保持一致，而且不同的元器件也可以有相同的符號模型，這些都是合理的。圖6-1所示為電阻的兩種常見符號模型。

圖6-1電阻的兩種常見符號模型6.1.3PCB封裝模型的定義

在進行PCB設計時，用戶需要對封裝的知識有一定的了解，只有這樣才能正確地搜索到想要的封裝模型，以加快PCB設計的進程。元器件的封裝模型是一個空間的概念，它是指實際元器件焊接到電路板時所顯示的外觀和焊盤的位置關系，因此由圖形和焊盤兩部分組成。與原理圖的符號模型一樣，不同的元器件可以共用一個封裝形式，而同一種元器件也可以有多種不同的封裝形式(不同廠商生產的元器件有所不同)。如RES2代表普通金屬膜電阻，它的封裝形式卻有多種，如圖6-2所示。因此在取用焊接元器件時，不僅要知道元器件名稱，還要知道元器件的封裝。

圖6-2電阻的8種常見封裝模型

元器件的封裝模型應嚴格地按照實際元器件的尺寸進行設計，否則在裝配電路板的時候，就有可能因為焊盤間距不正確或者外形尺寸不合理而造成元器件不能正確裝到電路板上。用戶在進行PCB設計時，首先要對所需的元器件進行選擇，需要自制元器件時應嚴格地按照實物測量或者廠商提供的datasheet進行設計。對封裝模型的選擇不僅會影響到板的布通率和元器件的成本，而且對后來的制板進程也會有很大的影響。

關于常用元器件的封裝模型可參考本書第4章第1節內容。

6.1.4符號模型與封裝模型的對應關系

在進行原理圖設計時，用戶需要選擇元器件的符號模型。而要想保證整個原理圖的設計美觀大方，就要使元器件符號模型大小適中并且易于識別。在進行PCB設計時，用戶需要選擇元器件的封裝模型，以滿足電路板裝配的要求，而元器件的封裝模型應與實物的大小和形狀相符并易于識別。至于符號模型與封裝模型的對應關系，簡單地說，元器件的符號模型和封裝模型可以是一對多，也可以是多對一的。

也就是說用戶可以為元器件的一個符號模型創建多個不同的封裝模型，也可以為一個封裝模型創建多個不同的符號模型。比如最簡單的電阻封裝因兩個引腳焊盤間距不同有8種封裝模型，同樣“DIP16”可以表示電阻排的封裝也可以表示16管腳的IC片封裝模型。用戶在進行電路設計時最終目的是PCB，而不是原理圖。原理圖的主要作用是生成具有電路電氣連接信息的網絡表，而要把這一網絡表導入到PCB中，必須嚴格地保持符號模型中引腳的【Designator】屬性與封裝模型中焊盤的【Designator】屬性一致。

6.1.5【Libraries】面板的元器件組織功能

AltiumDesigner集成庫中各種元器件的模型是通過【Libraries】面板(庫文件面板)進行庫文件的組織與管理的。其功能非常強大，從中可以查找各種元器件，可以瀏覽當前已加載的元器件庫中元器件的所有模型，可以預覽元器件的符號模型和封裝模型，也可以通過該面板向原理圖中或PCB圖中添加元器件等。

【Libraries】面板的隱藏、浮動或鎖定顯示方式的轉換與第1章【Files】面板轉換的方式相同，這種轉換適用于所有的工作面板，這里不再介紹。

1.【Libraries】面板簡介

【Libraries】面板標簽通常位于工作窗口的右側，單擊該標簽或鼠標在該標簽上停留一段時間后就可打開該面板，如圖6-3所示。

圖6-3【Libraries】面板

按鈕：單擊該按鈕，可以在彈出的【AvailableLibraries】對話框中為正在進行的項目設計添加或刪除庫文件。

按鈕：單擊該按鈕，可以在彈出的【SearchLibraries】對話框中搜索設計所需要的元器件并可直接添加該元器件所在的庫。

按鈕：單擊該按鈕，可以將面板中選中的元器件放到原理圖或PCB圖中。

第1個下拉列表框：庫文件下拉列表框，顯示元器件所在的元器件庫。

第2個下拉列表框：元器件過濾下拉列表框，用來設置查詢條件，以便在該元器件庫中查找設計所需的元器件。

第3個列表框：元器件列表框，顯示元器件庫及過濾列表框匹配后的元器件信息。

第4個列表框：顯示選中元器件的各種模型。若選中【Footprints】，則顯示當前元器件的PCB封裝模型。

2.元器件的查找

AltiumDesigner包含了豐富的庫元器件。對用戶來說，要想快速熟練地找到自己想要的元器件，可利用【Libraries】面板查找，具體有以下兩種方法：

利用【Libraries】面板的過濾功能。

利用

按鈕的搜索功能。

6.2創建元器件庫

1.自帶元器件庫存在的弊端

自制元器件在進行PCB設計時是非常重要的，很多設計若完全依賴AltiumDesigner的元器件庫是無法實現的。軟件自帶的元器件庫主要存在以下5項弊端：

(1)無法包含所有的電子元器件。

(2)自帶的元器件庫有時并不好用，原理圖中元器件符號偏大，PCB中元器件封裝和實際有差別，這樣對原理圖和PCB圖的繪制都會有很大影響。

(3)自帶的元器件庫中有的元器件并沒有對應的封裝模型，需要自制。

(4)自帶的元器件庫中有可能會存在一些錯誤，如元器件管腳的編號錯誤，這樣會導致無法用同步器進行網絡布線。

(5)自帶的元器件庫中元器件數量非常大，有時查找并不方便。

2.創建元器件庫應注意的問題

出于以上考慮，學會建立一個屬于自己的元器件庫是非常重要的，甚至是必需的。但用戶在創建自己的元器件庫時需要注意以下幾個問題：

(1)首先要保證軟件自帶元器件庫的完整性，用戶不要對此隨意進行修改或刪除，但可參考或復制AltiumDesigner自帶的元器件庫。

(2)在自制元器件庫時盡量生成集成元器件庫，同時保證元器件符號模型與PCB封裝模型之間的對應關系，這樣可方便地使用同步器進行原理圖與PCB圖之間的更新。

(3)應把自制元器件單獨地放在一個元器件庫中，不要與軟件自帶的元器件庫混合放置。

(4)用戶自己在創建元器件庫時一定要進行詳細的分類，以方便自己隨時查找。

(5)用戶自己創建的元器件庫要不斷地進行更新，給庫中添加新的元器件，以使自己的元器件庫更加豐富，為以后的快速繪圖打下良好的基礎。

3.創建元器件庫的步驟

創建元器件庫的步驟如下：

(1)新建一個集成元器件庫。

(2)在集成元器件庫中創建一個元器件符號庫，并完成各種元器件符號模型的創建。

(3)在集成元器件庫中創建一個PCB封裝庫，并完成各種元器件封裝模型的創建。

(4)應保證符號模型與封裝模型之間的對應關系，并對整個集成元器件庫進行編譯。

(5)生成AltiumDesigner集成元器件庫。

6.3創建元器件原理圖庫

在繪制原理圖時，首先需要載入元器件庫，然后放置元器件。雖然AltiumDesigner提供了豐富的元器件庫，但由于其本身所存在的一些弊端，需要用戶自己動手來制作元器件和建立原理圖庫。

6.3.1熟悉原理圖庫的編輯環境

制作元器件和創建原理圖庫需要在AltiumDesigner的原理圖庫編輯器中進行，下面來了解一下原理圖庫編輯器。

1.原理圖庫編輯器的啟動

執行菜單命令【File】/【New】/【Library】/【SchematicLibrary】，如圖6-4所示。

圖6-4運行原理圖庫編輯環境

這時會建立一個默認名為“Schlib1.SchLib”的原理圖庫文件，用戶可以將其修改為其他文件名(保存文件時可更改文件名和保存路徑，保存為“我的原理圖庫.SchLib”)。原理圖庫編輯器界面如圖6-5所示。

圖6-5原理圖庫文件編輯環境

2.原理圖庫編輯器界面的組成

原理圖庫編輯器界面主要由菜單欄、主工具條、元器件管理器和編輯窗口等組成，如圖6-5所示與原理圖設計編輯器不同的是，在編輯區域內有一個十字坐標軸，它將編輯區域劃分為4個象限，從右上角開始按逆時針方向依次是第Ⅰ象限、第Ⅱ象限、第Ⅲ象限和第Ⅳ象限。一般情況下，在第Ⅳ象限進行元器件的編輯制作。

3.元器件管理器

單擊圖6-5左側的【SCHLibrary】面板標簽，就會得到如圖6-6所示的元器件管理器。圖6-6元器件管理器

【SCHLibrary】面板包含5個區域：Components(元器件)區域、Aliases(別名)區域、Pins(管腳)區域、Model(模式)區域和Supplier(供應商)區域。

?Components區域：此區域的功能是選擇所要編輯的元器件。當打開一個元器件庫時，在此欄中就會羅列出這個元器件庫中所有元器件的名稱及其相關信息。

按鈕：將所選擇的元器件放置到電路圖中。單擊該按鈕后，系統會自動切換到原理圖設計界面，同時原理圖庫編輯器退到后臺運行。

按鈕：添加元器件。單擊該按鈕后，系統會彈出如圖6-7所示的對話框，輸入元器件名稱，單擊【OK】按鈕可將指定的元器件添加到元器件組里。

按鈕：刪除所選元器件。

按鈕：編輯所選元器件。

?Aliases區域：用于顯示元器件的別名，并可通過選擇

、

、

按鈕對其進行添加、刪除、編輯操作。

圖6-7添加元器件對話框

?Pins區域：用于顯示當前元器件管腳的名稱及狀態信息，同樣可選擇相應的按鈕對其進行添加、刪除、編輯操作。

?Model區域：用于列出庫元器件的其他模型，如PCB封裝模型、信號完整性分析模型和VHDL模型等，同樣可選擇相應的按鈕對其進行添加、刪除、編輯操作。

6.3.2原理圖庫中常用的菜單項和工具

AltiumDesigner系統中各個編輯器的風格是統一的，而且部分功能是相同的。現就原理圖庫編輯器中特有的菜單及工具使用方法進行介紹。

1.【Tools】菜單

如圖6-8所示為【Tools】菜單選項。

(1)【NewComponent】新建元器件命令：相當于元器件管理器中的

按鈕，執行該命令后，會出現如圖6-7所示的對話框，修改名字后單擊

按鈕確定，同時編輯窗口被設置為初始的十字坐標，在第Ⅳ象限放置組件開始創建新元器件。

圖6-8【Tools】菜單

(2)【RemoveComponent】刪除元器件命令：相當于元器件管理器中的

按鈕，執行該命令后，會出現如圖6-9所示的刪除元器件詢問框，單擊

按鈕刪除當前正在編輯的元器件。圖6-9刪除元器件詢問框

(3)【RemoveDuplicates…】刪除重復元器件命令：執行該命令后，會出現如圖6-10所示的刪除重復元器件詢問框，單擊

按鈕確定刪除。

圖6-10刪除重復元器件詢問框

(4)【RenameComponent…】重新命名元器件命令：執行該命令后，會出現如圖6-11所示的重新命名元器件對話框，在文本框中輸入新的元器件名，單擊

按鈕確定。

圖6-11重命名元器件對話框

(5)【CopyComponent…】復制元器件命令：用來將當前元器件復制到指定的元器件庫中，執行該命令后，會出現如圖6-12所示的目標庫選擇對話框，選中目標元器件庫文件后單擊

按鈕確定，或直接雙擊目標元器件庫文件，即可將當前元器件復制到目標元器件庫文件中。圖6-12目標庫選擇對話框

(6)【MoveComponent…】移動元器件命令：用來將當前元器件移動到指定的元器件庫中。

(7)【NewPart】添加子件命令：當創建多子件元器件時，該命令用來增加子件，執行該命令后開始繪制元器件的新子件。

(8)【RemovePart】刪除子件命令：用來刪除多子件元器件中的子件。

(9)【Mode】菜單項：子選單中的命令用來對當前元器件或子件進行作圖區的編輯。如圖6-13所示，其子菜單項分別對應著工具條中如圖6-14中頂端所示的4個按鈕。其含義如下：

【Previous】：移到前一個作圖區。

【Next】：移到下一個作圖區。

【Add】：創建一個作圖區。

【Remove】：刪除當前的作圖區。

圖6-13【Mode】菜單

圖6-14【Mode】菜單對應的工具

(10)【Goto】菜單項：子選單中的命令用來快速定位對象，如圖6-15所示。

【NextPart】：下一個子件。

【PreviousPart】：前一個子件。

【FirstComponent】：第一個元器件。

【NextComponent】：下一個元器件。

【PreviousComponent】：前一個元器件。

【LastComponent】：最后一個元器件。

圖6-15【Goto】菜單

(11)【FindComponent…】查找元器件命令：其功能是啟動元器件檢索對話框“SearchLibraries”。該功能與原理圖編輯器中的元器件檢索相同。

(12)【UpdateSchematics】更新原理圖命令：該命令用來將庫文件編輯器對元器件所作的修改更新到打開的原理圖中。

(13)【SchematicPreferences…】系統參數設置命令：與原理圖系統參數設置方法相同。

(14)【ComponentProperties…】元器件屬性設置命令：用來編輯修改元器件的屬性參數。

(15)【DocumentOptions…】工作環境設置命令：用來打開工作環境設置對話框，如圖6-16所示。其功能類似原理圖編輯器中的文件選項命令【Design】/【DocumentOptions…】。

圖6-16工作環境設置對話框

2.【Place】菜單

【Place】菜單主要用來放置組成元器件符號的各種對象，如圖6-17所示，其對應的工具如圖6-18所示。

圖6-17【Place】菜單

圖6-18【Place】菜單對應的工具

(1)【IEEESymbols】中的符號放置與元器件放置相似。在庫文件編輯器中，所有符號放置時，按空格鍵旋轉角度和按X、Y鍵鏡像的功能均有效。

【IEEESymbols】中各個符號的功能如下：

【Dot】：放置低電平觸發信號，在負邏輯或低電平動作的場合中使用。

【RightLeftSignalFlow】：放置信號左向傳輸符號，用于指明信號的傳輸方向。

【Clock】：放置時鐘上升沿觸發符號，用于表示輸入以正極觸發。

【ActiveLowInput】：放置低電平觸發輸入符號，表示輸入低電平信號時輸入起作用。

【AnalogSignalIn】：放置模擬輸入信號符號，用于表示該管腳的輸入信號為模擬信號。

【NotLogicConnection】：放置邏輯無連接符號，表示該管腳無連接。

【PostponedOutput】：放置暫緩性輸出符號，用于表示輸出暫緩。

【OpenCollector】：放置開集電極輸出符號，表示集電極開路。

【HiZ】：放置高阻抗輸出符號。

【HighCurrent】：放置高扇出電流符號，表示該管腳輸出電流較大。

【Pulse】：放置脈沖符號。

【Delay】：放置延時符號，用于輸出延時。

【GroupLine】：放置多條I/O線組合符號，用于表示有多條輸入和輸出線的符號。

【GroupBinary】：放置二進制組合符號。

【ActiveLowOutput】：放置低電平輸出有效符號，用于表示輸出低電平信號時輸出起作用。

【PiSymbol】：放置π符號。

【GreaterEqual】：放置大于等于符號。

【OpenCollectorPullUp】：放置集電極開路上拉符號。

【OpenEmitter】：放置發射極開路符號，該管腳的輸出狀態有高阻抗低態和低阻抗高態兩種。

【OpenEmitterPullUp】：放置發射極上拉符號，該管腳的輸出狀態有高阻抗低態和低阻抗高態兩種。

【DigitalSigalIn】：放置數字信號輸入符號，用于表示該管腳的輸入信號為數字信號。

【Invertor】：放置反向器符號。

【OrGate】：放置或門符號。

【InputOutput】：放置雙向信號流符號，表示該管腳既可以輸入也可以輸出。

【AndGate】：放置與門符號。

【XorGate】：放置或非門符號。

【ShiftLeft】：放置數據向左移位符號，常用于寄存器場合中。

【LessEqual】：放置小于等于符號。

【Sigma】：放置∑(加法)符號。

【Schmitt】：放置施密特觸發輸入特性符號。

【ShiftRight】：放置數據向右移位符號，常用于寄存器場合中。

(2)放置引腳命令【Pin】用來放置元器件的管腳，執行該命令后，出現十字光標并帶有元器件管腳，如圖6-19所示。該命令可連續放置多個管腳，引腳號自動遞增，單擊右鍵退出放置狀態。在放置狀態時按【Tab】鍵或雙擊放置好的管腳，可進入元器件管腳屬性設置對話框，如圖6-20所示。

圖6-19放置引腳狀態時的光標圖6-20元器件管腳屬性設置對話框

【DisplayName】屬性：引腳顯示名，是引腳左或右邊字符，選中Visible，則引腳名在圖上顯示。

【Designator】屬性：引腳標識，選中Visible，則引腳標識在圖上顯示。

【ElectricalType】屬性：電氣類型，單擊下拉列表按鈕有8種類型可供選擇，分別是：Output(輸出管腳)、IO(輸入/輸出管腳)、Input(輸入管腳)、OpenCollector(開集電極輸出管腳)、Hiz(高阻抗輸出管腳)、Passive(無源管腳)、Emitter(發射極管腳)、Power(電源管腳)。

【Description】屬性：管腳描述。

【PartNumber】屬性：元器件包括的部件數。

【Symbols】欄：通過選擇Inside(內部標識)、InsideEdge(內邊緣標識)、Outside(外部標識)、OutsideEdge(外邊緣標識)的下拉菜單選擇確定管腳相應的電氣特性。

【Graphical】欄：LocationX和Y為管腳X軸和Y軸的坐標值；Length為管腳長度值；Orientation為管腳方向選擇，可從下拉式列表中選擇合適的旋轉角度；Color為管腳顏色；Hidden可隱藏管腳。

【NamePositionandFont】欄：引腳名稱位置和字型。

【DesignatorPositionandFont】欄：引腳標識位置和字型。

【VHDLParameters】欄：DefaultValue為引腳默認值，FormalType為引腳類型。

6.3.3創建用戶自己的原理圖庫

當在所有庫中找不到要用的元器件時，就需要用戶自行制作元器件。繪制元器件一般有兩種方法：新建法和復制法。

下面舉例介紹這兩種方法。

1．新建法制作元器件

芯片“AT89S52”，在AltiumDesigner提供的庫中無法找到，需要制作該元器件。AT89S52符號模型主要由矩形填充和管腳組成，其具體繪制步驟如下：

(1)執行菜單命令【File】/【New】/【Library】/【SchematicLibrary】，建立的“我的原理圖庫.SchLib”文件。

(2)單擊左下側【SCHLibrary】面板標簽，就會顯示出元器件管理器，同時發現在文件中有一個默認的原理圖符號名“Component...”(參見圖6-6)。

(3)單擊【Tools】/【RenameComponent...】菜單項，彈出如圖6-21所示的對話框，在這里將其名稱修改為“AT89S52”，單擊【OK】按鈕即可完成名稱的更改。

圖6-21RenameComponent更名對話框

(4)單擊【Place】/【Rectangle】菜單項或單擊圖6-18所示輔助工具欄中的

按鈕，完成矩形框的放置，如圖6-22所示。放置時按鍵盤上的【Tab】鍵或雙擊已放置好的矩形框，打開屬性設置對話框，如圖6-23所示，可進行邊框顏色、邊框線寬、填充顏色等的修改。圖6-22繪制完成的矩形框對象圖6-23Rectangle屬性對話框

“AT89S52”采用40腳的DIP封裝，繪制其原理圖符號時，矩形的長邊應該長一些，以方便引腳的放置。在放置所有引腳后，可以再調整矩形的尺寸，美化圖形。

(5)單擊【Place】/【Pin】菜單項或單擊圖6-18所示輔助工具欄中的

按鈕進行管腳放置。

(6)在對象放置過程中可能需要修改“snapgrid”的設置，合理的格點設置有利于放置對象。單擊菜單命令【View】/【Grids】/【SetSnapGrids…】，彈出如圖6-24所示的對話框，從中可以重新設置“snapgrid”的值，在這里設置為10mil。若用戶的格點為隱藏狀態，那么單擊菜單命令【View】/【Grids】/【ToggleVisibleGrid】或按【Shift】+【Ctrl】+【G】快捷鍵，可在可視格點的顯示與隱藏狀態之間切換。

圖6-24格點設置對話框圖

(7)完成各管腳的放置后，需要對各管腳進行詳細的定義。雙擊該管腳可打開該管腳的屬性對話框(參見圖6-20)，用戶也可以在放置管腳的同時按【Tab】鍵打開該管腳的屬性對話框。完成引腳放置的器件符號如圖6-25所示。圖6-25完成引腳放置的器件符號

(8)若用戶還想建立其他元器件的符號模型，則可重新創建一個作圖區建立新元器件的符號模型。單擊【SCHLibrary】面板元器件欄中的

按鈕或單擊【Tools】/【NewComponent】。

(9)元器件符號模型創建好后，單擊【File】/【Save】菜單項或單擊工具欄中的

按鈕，保存原理圖庫文件。

2．復制法制作元器件

這里以一個簡單元器件的例子來介紹復制法制作元器件的過程，可以體現出復制法的優越性。

“DS18B20”是一個溫度測量元器件，它可以將模擬溫度量直接轉換為數字信號量輸出，與其他設備連接簡單，廣泛應用于工業測溫系統，元器件DS18B20的外觀如圖6-26所示。它采用TO-29封裝。其中1腳接地，2腳為數據輸入/輸出端口，3腳為電源引腳。

經觀察DS18B20元器件外觀與“MiscellaneousConnectors.Intlib”中的“Header3”相似，“Header3”元器件外觀如圖6-27所示。

圖6-26DS18B20元器件外觀

圖6-27“Header3”的外觀

復制法制作元器件的步驟如下：

(1)打開原理圖庫文件“我的原理圖庫.SchLib”。

(2)打開要復制的源文件：執行【File】/【Open】命令，找到庫文件“MiscellaneousConnectors.Intlib”，如圖6-28所示。

圖6-28打開現有庫文件待打開的庫文件

單擊【打開】按鈕，系統會自動彈出如圖6-29所示的【ExtractSourcesorInstall】提示框。

單擊【ExtractSources】按鈕，在【Projects】面板上將會顯示出該庫所對應的原理圖庫文件“MiscellaneousConnectors.Intlib”，如圖6-30所示。雙擊【Projects】面板上的“MiscellaneousConnectors.Intlib”，則該庫文件被打開。在【SCHLibrary】面板的元器件欄中顯示出了庫文件

“MiscellaneousConnectors.Intlib”的所有庫元器件，如圖6-31所示。

圖6-29【摘錄源文件或安裝文件】提示框圖6-30打開現有的原理圖庫文件圖6-31庫文件所包含的器件列表

(5)復制元器件：選中庫元器件“Header3”，執行【Tools】/【CopyComponent】命令，則系統彈出【DestinationLibrary】對話框，如圖6-32所示。選擇“我的原理圖庫”，單擊【OK】按鈕，關閉對話框。圖6-32【DestinationLibrary】對話框

(6)修改元器件：打開原理圖庫“我的原理圖庫”，可以看到庫元器件“Header3”已被復制到該原理圖庫文件中，如圖6-33所示。執行【Tools】/【RenameCoponent】命令，系統會彈出【RenameCoponent】對話框，如圖6-34所示。在文本編輯欄內寫入器件的新名稱，更改名稱后，再將原來的描述信息刪除。通過【SCHLibrary】面板可以看到修改名稱后庫元器件如圖6-35所示。圖6-33完成庫元器件的復制圖6-34【RenameCoponent】對話框圖6-35更改名稱后的庫元器件

單擊左鍵，選中元器件繪制窗口的矩形框，在矩形框的四周會出現拖動框，改變矩形框到合適尺寸。接著調整引腳到合適位置。雙擊1號引腳，彈出【PinProperties】對話框，如圖6-36所示。設置【DisplayName】為GND，設置【Designator】為1，設置引腳的【Electrictype】為Power，設置【DisplayName】、【Designator】均為【Visible】，引腳【Length】為30，其他選項采用系統默認設置，如圖6-37所示。

圖6-36【PinProperties】對話框圖6-37設置【PinProperties】對話框

設置完成后，單擊【OK】按鈕完成設置。編輯后的引腳如圖6-38所示。

按照上述方法編輯其他引腳，完成所有編輯后如圖6-39所示。

(7)保存元器件：執行【File】/【Save】命令或按

按鈕保存繪制好的原理圖符號。

圖6-38編輯后的引腳圖

圖6-39編輯好的元器件引腳

6.3.4元器件庫的有關報表

對于元器件庫，其報表有3種，即Component(元器件報表)、ComponentRuleCheck(元器件規則檢查報表)、Library(元器件庫報表)，它們的擴展名分別為“.cmp”、“.rep”、“.ERR”。

元器件報表主要描述被選定元器件的名稱、功能單元個數、管腳個數等信息。

元器件規則檢查報表主要是按照設定的規則，檢查是否有重復的元器件名稱、管腳，檢查有無封裝等信息。

元器件庫報表主要描述當前元器件庫中元器件的個數等信息。

1.創建元器件報表

激活庫文件“我的原理圖庫.SchLib”，選定元器件“DS18B20”。單擊菜單【Reports】/【Component】，系統自動生成元器件報表文件“我的原理圖庫.cmp”，如圖6-40所示。

圖6-40元器件報表文件內容

2.創建元器件規則檢查報表

單擊菜單【Reports】/【ComponentRuleCheck…】，會出現如圖6-41所示的庫元器件規則檢查選擇對話框，選擇不同的檢查選項將輸出不同的檢查報告。圖6-41中各項的含義如下：

?ComponentNames選項：表示是否檢查重復的元器件名稱。

?Pins選項：表示是否檢查重復的管腳。

?Description選項：表示是否檢查未寫的描述信息。

圖6-41庫元器件規則檢查選擇對話框

?PinName選項：表示是否檢查未定義的管腳名稱。

?Footprint選項：表示是否檢查未定義的封裝。

?PinNumber選項：表示是否檢查未定義的管腳序號。

?DefaultDesignator選項：表示是否檢查未定義的默認標號。

?MissingPinsinSequence選項：表示是否檢查管腳排序的準確性。

規則采用默認設置，單擊【OK】按鈕，生成檢查報表文件“我的原理圖庫.ERR”，如圖6-42所示。從該文件內容來看，按照設定的規則，沒有發現錯誤。

圖6-42元器件規則檢查報表文件內容

3.創建元器件庫報表

單擊菜單命令【Reports】/【Library】，系統自動生成元器件庫報表文件“我的原理圖庫.rep”，如圖6-43所示，同時伴隨生成一個“.csv”文件。圖6-43元器件庫報表文件內容

6.4創建PCB封裝庫

PCB元器件封裝的創建與原理圖符號模型的創建方法基本相同，但要求PCB元器件的封裝與實際元器件完全一致。若元器件廠商提供了所用元器件的datasheet，用戶就應嚴格地按照datasheet中的信息進行元器件封裝的創建；若沒有提供datasheet，則需使用測量工具對元器件的外形及引腳尺寸進行測量，然后根據實際的測量結果進行元器件封裝的創建。

6.4.1熟悉元器件PCB封裝庫編輯環境

1.?PCB庫文件編輯器的啟動

單擊菜單命令【File】/【New】/【PCBLibrary】就可創建一個PCB庫的編輯文件，該文件的缺省名稱為“Pcblib1.PcbLib”，用戶可以修改為其他文件名(保存文件時可更改文件名和保存路徑，保存為“我的封裝庫.PcbLib”)。按PageUp快捷鍵對工作窗口進行放大，然后單擊【Edit】/【Jump】/【Reference】菜單項或者按【Ctrl】?+?【End】快捷鍵，此時鼠標就會跳到坐標原點處，其編輯器界面如圖6-44所示。

PCB庫文件編輯器的界面與原理圖庫文件編輯器的界面大同小異，只是菜單項【Tools】和【Place】差別較大。

【PCBLibrary】面板

圖6-44PCB編輯器界面【PCBLibrary】面板創建封裝作圖區鼠標當前坐標

2.【Tools】菜單

【Tools】菜單提供了PCB庫文件編輯器所使用的工具，如新建、屬性設置、元器件瀏覽、元器件放置等，如圖6-45所示。其各項含義如下：

【NewBlankComponent】：新建元器件。

【RemoveComponent】：刪除元器件。

【ComponentProperties…】：元器件屬性。

【NextComponent】：下一個元器件。

【PrevComponent】：上一個元器件。

【FirstComponent】：第一個元器件。

【LastComponent】：最后的元器件。

圖6-45【Tools】菜單

【UpdatePCBWithCurrentFootprint】：用當前的封裝更新PCB。

【UpdatePCBWithAllFootprints】：用所有的封裝更新PCB。

【PlaceComponent…】：放置元器件。

【LayerStackManager…】：層堆棧管理器。

【Layers&Colors…】：板層與顏色。

【LibraryOptions…】：庫選項。

【Preferences…】：系統參數。

3.【Place】菜單

【Place】菜單提供了創建一個新元器件封裝時所需的圖件，如焊盤、過孔等，如圖6-46所示。其各項含義如下：

【Arc(Center)】：放置弧形(定中心)。

【Arc(Edge)】：放置弧形(邊限)。

【Arc(AnyAngle)】：放置弧形(任意角度)。

【FullCircle】：放置圓環。

【Fill】：放置填充。

【Line】：放置線。

【String】：放置字符串。

【Pad】：放置焊盤。

【Via】：放置過孔。

【Keepout】：禁止布線。

圖6-46【Place】菜單

6.4.2完全手工創建元器件封裝

元器件封裝的制作有3種方法，即手工繪制元器件封裝、采用編輯的方法制作元器件封裝和使用PCB元器件向導制作元器件封裝。

手工繪制元器件封裝就是利用繪圖工具，按照實際的尺寸繪制出元器件的封裝。如圖6-47所示為元器件封裝實例，該元器件封裝主要由圖形和焊盤組成，圖形部分決定了元器件的封裝尺寸，焊盤的屬性決定了元器件管腳的鉆孔尺寸，其具體繪制步驟如下：

圖6-47手工創建的元器件封裝

(1)單擊菜單命令【File】/【New】/【PCBLibrary】創建一個PCB的庫文件，對該文件進行保存并把其名稱更改為“我的封裝庫.PcbLib”，同時打開左下側【PCBLibrary】面板標簽。與原理圖元器件符號的創建方法一樣，PCB的封裝模型也應盡量放置在作圖區靠近原點的地方，但PCB作圖區并不像原理圖庫作圖區一樣存在一個十字坐標，用戶可以按【Ctrl】+【End】快捷鍵來確定作圖區的原點。

(2)用戶進行可視格點及捕獲格點的重新設置，以方便焊盤的合理放置。單擊【Tools】/【LibraryOptions】菜單命令，在彈出的對話框中進行捕獲格點的設置。

(3)放置元器件封裝的焊盤，通孔焊盤通常放置在“Multi-Layer”上，而表貼型元器件的焊盤應該選擇放置在“TopLayer”上并將焊盤的孔徑尺寸設置為0。單擊工作窗口右下角的【Multi-Layer】標簽使該層處于當前的工作窗口中，然后單擊菜單命令【Place】/【Pad】或單擊工具條上的

圖標或依次單擊P、P鍵，這時鼠標將變成十字形狀，同時焊盤附在鼠標上隨鼠標一起移動，選擇合適的位置單擊鼠標左鍵即可完成焊盤的放置，接著進行其他焊盤的放置操作。焊盤的間距應以測量工具測得的實物測量數據或廠商提供的datasheet為依據。

習慣上我們一般把1號焊盤放置在(0，0)位置，在本例中假設焊盤之間的垂直距離為200mil，水平距離為300mil，那么2號焊盤將布置在(0，-200)位置，8號焊盤將布置在(300，0)位置，依此類推，可放置其他焊盤。焊盤的直徑設置為60mil，孔徑設置為30mil。一般而言，焊盤間的距離為100mil的整數倍(英制)，孔徑為10mil的整數倍。圖6-48【Pad】屬性編輯對話框

(4)雙擊焊盤打開其屬性編輯對話框，如圖6-48所示，從中進行焊盤屬性的設置。PCB封裝的管腳標號(【Designator】屬性)應與原理圖符號中元器件的管腳標號一致，否則在同步更新或網絡布線時將出現錯誤。

(5)將1號焊盤的形狀設置為正方形，即將1號焊盤【SizeandShape】屬性欄的【Shape】項設置為【Rectangle】，然后將【X-Size】和【Y-Size】設置為等值60mil即可。按照同樣的方法將其他焊盤設置為【Round】(圓形焊盤)并依次放好，如圖6-49所示。

(6)接著繪制元器件的外形輪廓。單擊工作窗口下方的【TopOverlay】標簽使該層處于當前的工作窗口中，然后單擊菜單命令【Place】/【Line】或單擊工具條上的

圖標或依次單擊P、L鍵繪制出元器件封裝的輪廓。

繪制時啟動布置導線，這里要注意組件間的距離要轉化為絕對坐標值。左上角坐標為(40，100)，右上角坐標為(260，100)，左下角坐標為(40，-700)，右下角坐標為(260，-700)，上端左開口坐標為(120，100)，上端右開口坐標為(180，100)，布置好的導線如圖6-50所示。

圖6-49放置好的焊盤

圖6-50放置好的導線

(7)布置圓弧導線。單擊菜單命令【Place】/【Arc】或單擊工具條上的

圖標或依次單擊P、A鍵繪制出圓弧導線。最終繪制好的元器件封裝模型如圖6-47所示。

(8)設置元器件封裝參考點。單擊菜單命令【Edit】/【SetReference】/【Pin1】，就可設置以1號管腳為參考點；若選擇【Center】，表示以元器件中心為參考點；若選擇【Location】，表示由用戶指定一個位置作為參考點。

(9)修改名字。在【PCBLibrary】面板上雙擊已創建的元器件，就會彈出如圖6-51所示的對話框。在該對話框中的【Name】欄輸入“MyDIP8”即可完成更名。

圖6-51【PCBLibraryComponent】對話框

(10)若用戶還想建立其他元器件的封裝模型，則可重新創建一個作圖區來建立。在【PCBLibrary】面板上的已創建的元器件處單擊鼠標右鍵，然后在彈出的快捷菜單中選擇【NewBlankComponent】菜單項，即可新建一個元器件，并且會在工作窗口中打開此元器件的封裝編輯區域。其余的步驟與第一個元器件封裝的創建方法完全相同，這里不再贅述。

(11)單擊菜單命令【File】/【Save】或單擊工具欄上的

按鈕保存整個PCB庫文件，這樣便完成了PCB庫文件的創建。

6.4.3修改已有元器件封裝庫來創建新封裝庫

當一個元器件封裝形式與庫中的某個元器件封裝形式類似時，我們可以通過修改已有的元器件封裝來獲得新的元器件封裝。下面這個例子是通過編輯三極管的封裝獲得DS18B20的封裝。

具體步驟如下。

(1)從已有的元器件封裝獲得一個副本。執行菜單命令【File】/【Open】，選擇已有元器件封裝庫的路徑，例如D:\AltiumDesigner\Library\MiscellaneousDevices，出現如圖6-52所示的對話框。單擊【ExtractSource】按鈕，打開該庫文件。在PCB元器件列表中查找TO-92結果，如圖6-53所示。

圖6-52打開封裝庫對話框圖圖6-53TO-92封裝形式

將鼠標放置到元器件列表窗口中的TO-92上，單擊鼠標右鍵，此時，系統將彈出如圖6-54所示的右鍵菜單。單擊其中的【Copy】命令后，將界面切換到前面建立的PCB庫文件窗口，并在【PCBLibrary】面板單擊右鍵，如圖6-55所示。單擊右鍵菜單中的【Paste1Components】命令，此時TO-92封裝添加到了PCB元器件庫中，結果如圖6-56所示。

圖6-54PCB庫的右鍵菜單圖圖6-55切換界面到PCB庫文件圖6-56添加TO-92到PCB庫文件

(2)修改元器件封裝。按照DS18B20的實際外形調整元器件的外形尺寸，編輯成如圖6-57所示的形狀。

(3)編輯焊盤屬性。雙擊焊盤，在彈出的對話框中編輯屬性參數(方法與前一個例子完全相同)。

(4)設置元器件封裝參考點(方法與前一個例子完全相同)。

(5)重命名與保存。重命名為“MyP3”(方法與前一個例子完全相同)。

圖6-57編輯后的元器件封裝

6.4.4利用向導創建元器件封裝

AltiumDesigner系統為用戶提供了一種簡便快捷的元器件封裝制作方法，即通過元器件封裝生成向導創建元器件的封裝模型，但這僅限于創建一些標準化的封裝。下面通過創建一個“MyDIP40”來說明如何利用向導創建新的元器件封裝。

具體步驟如下：

(1)單擊菜單命令【Tools】/【ComponentWizard】或依次單擊T、C快捷鍵即可啟動元器件封裝向導，如圖6-58所示。

圖6-58元器件封裝向導界面

(2)單擊

按鈕，系統彈出如圖6-59所示的對話框，從中選擇一種標準的元器件封裝形式。

在圖6-59所示的文本框中列出了12種元器件外形，從中可以選擇需要的一種。這些形式包括：

?DualIn-linePackage(DIP)：雙列直插式。

?BallGridArrays(BGA)：格點陣列式。

?StaggeredPinGridArray(SPGA)：開關門陣列式。

?Diodes：二極管式。

?Capacitors：電容式。

?QuadPacks(QUAD)：四芯包裝式。

?PinGridArrays(PGA)：引腳柵格陣列式。

?LeadlessChipCarriers(LCC)：無引線芯片載體式。

?SmallOutlinePackages(SOP)：小外形包裝式。

?Resistors：電阻式。

?StaggeredBallGridArrays(SBGA)：格點陣列式。

?EdgeConnectors：邊連接式。

同時，可以在對話框下的選擇框中選擇度量單位，即Imperial(mil)(英制)和Metric(mm)?(公制)，系統默認為Imperial(mil)。

本例選擇QualIn-linePackage(DIP)形式，使用系統默認的度量單位Imperial(mil)。

圖6-59選擇元器件封裝形式

(3)單擊

按鈕，系統彈出如圖6-60所示的對話框，在對話框中進行焊盤尺寸的設置。方法是：在尺寸標注文字上單擊鼠標左鍵，進入文字編輯狀態，直接輸入確定的數值。

圖6-60設置焊盤尺寸對話框

(4)單擊

按鈕，系統彈出如圖6-61所示的對話框，在對話框中進行焊盤間距的設置。方法同焊盤尺寸設置。本例將雙排焊盤的排距設置為600mil，同排焊盤的間距設置為100mil。

圖6-61設置焊盤間距對話框

(5)單擊

按鈕，系統彈出如圖6-62所示的對話框，在對話框中進行元器件封裝輪廓線條粗細設置，方法同焊盤尺寸設置。本例將它設為10mil。圖6-62設置元器件封裝輪廓線粗細

(6)單擊

按鈕，系統彈出如圖6-63所示的對話框，在對話框中進行焊盤數量設置。方法是：直接在編輯框中輸入焊盤數量，也可使用右邊的微調器來設置焊盤數量。本例將它設為40。

圖6-63設置焊盤數量對話框

(7)單擊

按鈕，系統彈出如圖6-64所示的對話框，在對話框中對元器件封裝命名。直接在編輯框中輸入名字即可，將本封裝命名為“MyDIP40”。

圖6-64元器件封裝命名

(8)單擊

按鈕，系統彈出如圖6-65所示的對話框，表示元器件封裝設置完畢。

圖6-65元器件封裝設置完畢

若所有設置都滿意，單擊

按鈕，即可完成元器件封裝的創建。若有什么不妥，可以單擊

按鈕進行修改。若要取消此次創建操作，可單擊

按鈕完成。

6.4.5有關元器件封裝的報表

1.元器件封裝信息報表

封裝信息報表主要反映的是構成封裝的所有對象類型及其數目，通過報表文件，可全面了解封裝的結構。

在“我的封裝庫.PcbLib”窗口選定封裝“MyDIP8”,單擊菜單命令【Reports】/【Component】，啟動封裝信息報表，則系統會自動產生一個擴展名為“.CMP”的封裝報表文件，結果如圖6-66所示。從該文件可知，“MyDIP8”封裝由8個焊盤、5條線及1條弧線構成，其中線條和弧線放置在TopOverlay層。

圖6-66“MyDIP8”封裝信息

2.元器件封裝庫信息報表

元器件封裝庫信息報表主要的信息是在該封裝庫中元器件封裝的名稱及其數量，可幫用戶全面了解封裝庫的構成情況。

單擊菜單命令【Reports】/【LibraryList】，則系統會自動產生一個擴展名為“.REP”的封裝庫信息報表文件，結果如圖6-67所示。該文件表明，在“我的封裝庫.PcbLib”中有3個封裝，其封裝名分別為“MyDIP8”、“MyDIP40”和“MyP3”。

圖6-67封裝庫信息報表

6.4.6創建和修改元器件封裝應注意的問題

建議用戶將自己創建的元器件庫保存在另外的磁盤分區，這樣的好處是，如果在AltiumDesigner軟件出現問題或操作系統出現問題時，創建的元器件庫不可能因為重新安裝軟件或系統而丟失，另外對元器件庫的管理也比較方便和容易。

用手工繪制元器件時，必須注意元器件的焊接面在底層還是在頂層，一般來講，貼片元器件的焊接面在頂層，其他元器件的焊接面在底層(實際是在Multi-Layer層)。

對貼片元器件的焊盤用繪圖工具中的焊盤工具放置，然后雙擊焊盤，在對話框中將Shape(形狀)中的下拉菜單修改為Rectangle(方形)，同時將焊盤大小X-Size和Y-Size調整為合適的尺寸，將Layer(層)修改到“Toplayer”(頂層)，將HoleSize(內徑大小)修改為0mil，再將Designator中的焊盤名修改為需要的焊盤名，再點擊【OK】按鈕就可以了。有的初學者在做貼片元器件時用填充來做焊盤，這是不可以的，一則它本身不是焊盤，在用網絡表自動放置元器件時肯定出錯；二則如果生產PCB板，阻焊層將這個焊盤覆蓋，無法焊接，請初學者特別注意。

在用手工繪制封裝元器件和用向導繪制封裝元器件時，首先要知道元器件的外形尺寸和引腳間尺寸以及外形和引腳間的尺寸，這些尺寸在元器件供應商的網站或供應商提供的datasheet資料中可以查到。如果沒有這些資料，那用戶只有用游標卡尺一個尺寸一個尺寸地測量了。測量后的尺寸是公制，最好換算成以mil為單位的尺寸(1cm?=?1000/2.54?=?394mil，1mm?=?1000/25.4?=?39.4mil)，如果要求不是很高，可以取1cm?=?400mil，1mm?=?40mil。

如果目前已經編輯了一個PCB電路板，那么單擊【Design】/【MakePCBLibrary】就可以將PCB電路板上的所有元器件新建成