计算机辅助电路设计课件：Altium Designer的多通道设计

AltiumDesigner的多通道设计8.1多通道设计示例电路8.2多通道设计的操作习题

内容提要

重复通道原理图绘制

多通道原理图数量定义

单个通道元器件的布局与布线

多通道格式复制

在设计电路时，通常会碰到电路设计中的一部分电路被多次重复使用的情况，这时就可以使用AltiumDesigner提供的多通道设计方法来解决这一问题，从而达到事半功倍的效果。

多通道设计的流程如图8-1所示。图8-1多通道设计的流程

所谓多通道设计，就是对同一通道(子图)多次引用。这个通道可以作为一个独立的原理图的子图(只绘制一次)包含在该项目中。可以很容易地通过放置多个指向同一个子图的原理图符号，或者在一个原理图符号的标志符中包含有说明重复该通道的关键字(Repeat)来定义使用该通道(子图)的次数。

8.1多通道设计示例电路

在第2章中，我们绘制过一个光立方电路，如图8-2所示。图8-2光立方电路原理图

本电路实现的是一个8 × 8 × 8的光立方电路，电路看起来比较复杂，但实际上64列的发光二极管驱动电路是由8个完全相同的电路组成的。采用多通道设计方法，不但使电路原理图变得简化，而且使PCB板的设计也更加容易。下面就以光立方电路为例来讲述多通道设计的过程。

8.2多通道设计的操作

8.2.1多通道原理图的设计

从前面对原理图的分析可以看出，发光二极管列驱动部分的电路就是重复使用的“通道”，而且重复了8次。

1．绘制重复通道电路图

执行菜单命令【File】/【New】/【Project】/【PCBProject】，建立一个新的PCB工程文件，并命名为guanglifang.Prjpcb，如图8-3所示。

执行菜单命令【File】/【New】/【Schematic】，在工程下添加了一个新的空白原理图文件，保存并命名为Cd.SchDoc，如图8-4所示。

图8-3建立工程项目图8-4新建Cd.SchDoc原理图文件

绘制发光二极管列显示驱动单元电路，如图8-5所示。

由于本单元电路最后要形成原理图纸符号，所以按照子图的标准去画原理图，加了多个电路端口，方便建立子图与总图的连接关系。

图8-5列显示驱动单元电路

2．建立原理图纸符号

与通常的层次原理图设计一样，多通道设计采用的也是层次设计，同样需要在新建图纸上建立原理图纸符号来表示子图。

执行菜单命令【File】/【New】/【Schematic】，在工程下再添加了一个新的空白原理图文件，保存并命名为duotongdao.SchDoc，如图8-6所示。

图8-6新建duotongdao.SchDoc原理图文件

执行菜单命令【Design】/【CreateSheetSymbolfromSheetorHDL】，系统会弹出【ChooseDocumenttoPlace】对话框，如图8-7所示。对话框中列出了该工程中所有的原理图文件，选择要放置在该图纸上图纸符号为Cd.SchDoc的文件名。

图8-7【ChooseDocumenttoPlace】对话框

此时光标下出现Cd.SchDoc图纸符号，如图8-8所示。移动光标，将图纸符号放置到合适的位置，调整原理图纸符号的大小和I/O端子的位置，如8-9所示。

图8-8光标下的图纸符号

图8-9调整后图纸符号

完成光立方其余电路的绘制，如图8-10所示。

图8-10duotongdao.SchDoc电路

3．定义重复通道数量

下面用一个Cd.SchDoc图纸符号来表示所需要的所有通道。为实现这个功能，AltiumDesigner专门提供了Repeat命令，命令的格式为

Repeat(sheet_symbol,first_channel,last_channel)

双击该图纸符号或在放置图纸符号时按【Tab】键，系统会弹出【方块符号】对话框，如图8-11所示。在【Properties】选项卡中的【Designator】栏中输入“Repeat(CD,1,8)”，其中，“CD”表示子图纸的文件名，图纸符号可以随便命名，但尽量要用短一些的名字。因为在编译时，图纸符号名和通道序号要加到元器件的项目代号后，如“R1”就会变为“R1_CD*”。这条命令的含义就是，该子图通过图纸符号“CD”要关联到输入通道原理图8次，设置好的【方块符号】对话框如图8-12所示。

图8-11方框符号对话框图8-12设置好方框符号对话框

【Filename】栏中显示的是子图的文件名。在执行菜单命令【Design】/【CreateSheetSymbolfromSheetorHDL】时，文件名会自动添加在该栏中。【UniqueID】栏用于自动产生符号ID，以区别其他的符号。

该对话框的上半部分是图纸符号的外形设置。一般来说，设置图形的大小用鼠标拖曳的方法比较方便，而边框和填充的颜色是以实心填充显示还是只显示边框等方式，也是在这里设置。

单击对话框中的【Parameters】标签，打开【Parameters】选项卡,如图8-13所示。

图8-13【Parameters】选项卡

在【Parameters】选项卡中单击【Add…】按钮，可以给该图纸符号添加一个描述性的字符串，对该选项卡进行如图8-14所示的设置。在【Name】栏中输入“guanglifang”，在【Value】栏中输入“Repeat(CD,1,8)”，并选中【Visible】复选框，设置其类型为“STRING”。

图8-14设置【Parameters】对话框

设置完成后，【Parameters】选项卡显示如图8-15所示。

图8-15设置完成的图纸符号参数

完成所示的设置后，该图纸符号如图8-16所示。

图8-16设置完成的图纸符号

4.元器件统一命名

执行菜单命令【Tools】/【AnnotateSchematics】，系统会弹出【Annotate】对话框，如图8-17所示。该对话框中包括层次原理图中所有的原理图文件。按一定的方向对工程下所有的元器件进行统一命名，结果如图8-18和图8-19所示。

图8-17【Annotate】对话框图8-18CD.SchDoc原理图统一对元器件编号后的结果图8-19duotongdao.SchDoc原理图统一对元器件编号后的结果

5．元器件封装统一检查

通过以上步骤，多通道原理图设计已完成，在PCB设计之前，必须保证每一个元器件有一个正确的封装。否则原理图中的元器件不能正确导入到PCB板中。

执行菜单命令【Tools】/【FootprintManager】，出现如图8-20所示的对话框，对于没有封装的元器件在右边的窗口会提示出来，可以在此窗口添加封装。

一般元器件封装存在问题的原因是没有安装元器件所对应的集成库。

图8-20FootprintManager对话框

8.2.2多通道PCB的设计

1．规划PCB板

执行菜单命令【File】/【New】/【PCB】，启动PCB编辑器，并将其命名为“glfpcb.PcbDoc”。按照第5章所讲内容重新规划PCB板，进行相应的参数设置。

图8-21EngineeringChangeOrder对话框

2．导入网络表

在PCB编辑器下执行菜单命令【Design】/【ImportChangesFromguanglifang.Prjpcb】，系统弹出“EngineeringChangeOrder”对话框，该对话框详细列出从原理图传递到PCB中的元器件、元器件网络连接、元器件类及Room等信息，如图8-21所示。

单击【ValidateChanges】按钮，校验这些信息的改变，在对话框右侧的状态栏【Check】列中，出现一列绿色的对号标志，表明对这些对象的操作是正确的；然后单击【ExecuteChanges】按钮，将元器件封装及网络表装入到PCB文件，如果装入正确，则在右侧的状态栏【Done】列中，出现一列绿色的对号标志，网络表装载完成，关闭对话框。

此时可以看到，所装入的元器件封装和网络表均放置在PCB的电气边界之外，并且以飞线的形式显示关联网络表和元器件封装之间的连接关系，如图8-22所示。

图8-22网络表导入PCB板后结果

从图8-22中可以看出，8个列驱动单元电路已经按照定义的数量成功建立。所有的子图元器件都存放在自己的Room空间内，且各个通道元器件标号分别加上了通道的尾缀。

3.对工程下所有的Room进行布局

执行菜单命令【Tools】/【ComponentPlacement】/【ArrangewithRoom】，编辑所有的Room形状，然后对所有的Room进行合理布置，全盘考虑元器件的分布和信号的走向等方面的因素，进行Room空间布放，如图8-23所示。

图8-23对所有元器件按照Room进行布局

4.布通多通道中的一个通道

下面进行元器件的手工布局。根据原理图中各元器件的关系，按照连线最短原则对其中一个通道下所有的元器件进行布局，如图8-24所示。

下面开始元器件布线。由于光立方电路的连线较多，所以在布线规则里设置成双面板布线，布线的最佳宽度设为20mil。

执行菜单命令【AutoRoute】/【Room】，对布局好的Room进行自动布线，结果如图8-25所示。如果对自动布线结果不是很满意，可以通过手动进行修改。

图8-24完成一通道Room的布局

图8-25完成一通道Room的布线

5.自动完成多通道中其余通道的布局和布线

执行菜单命令【Design】/【Room】/【CopyRoomFormats】，此时光标变成十字形状，在布好线的通道上单击鼠标，此时光标依然存在，在待复制的目标通道上单击鼠标，系统会弹出【ConfirmChannelFormatCopy】对话框，如图8-26所示。图8-26【ConfirmChannelFormatCopy】对话框

在【Rooms】区域中列出了所选择的源通道和目标通道。

在【Options】区域中，可以设置复制元器件布局、布线网络、通道尺寸/形状等。

在【ChannelClass】区域中，列出了通道类别的名称、通道类的成员以及是否应用源通道到所有通道的选项。

设置好这些选项后，单击【OK】按钮，系统就会按照源通道的样子自动完成该通道元器件的布局和布线；同时给出信息提示窗口。该窗口中提示共完成了10个元器件的更新。

依次完成其余通道元器件的布局和布线，结果如图8-27所示。图8-27利用格式拷贝功能完