2.8 电路原理图的绘制

2.8.1 绘制原理图的工具

绘制电路原理图主要通过电路图绘制工具来完成，因此，熟练使用电路图绘制工具是必需的。启动电路图绘制工具的方法主要有两种。

1.使用“布线”工具栏

选择“视图”→“工具栏”→“布线”选项，如图2-82所示，即可打开“布线”工具栏，如图2-83所示。

2.使用菜单命令

选择“放置”选项或在电路原理图的图纸上右击，在弹出的快捷菜单中选择“放置”选项，弹出“放置”菜单中的绘制电路图菜单命令，如图2-84所示。这些菜单命令与“布线”工具栏中的各个按钮相互对应，功能完全相同。

2.8.2 绘制导线和总线

1.绘制导线

导线是电路原理图中基本的电气组件之一，原理图中的导线具有电气连接意义。下面介绍绘制导线的具体步骤和导线的属性设置。

1）启动绘制导线命令

启动绘制导线命令的方法主要有以下4种。

（1）单击“布线”工具栏中的“放置线”按钮进入绘制导线状态。

（2）选择“放置”→“线”选项，进入绘制导线状态。

（3）在原理图图纸空白区域右击，在弹出的快捷菜单中选择“放置”→“线”选项。

（4）使用Ctrl+W或P+W组合键。

2）绘制导线的具体步骤

进入绘制导线状态后，指针变成十字形状，系统处于绘制导线状态。绘制导线的具体步骤如下。

（1）将指针移到要绘制导线的起点，若导线的起点是元器件的引脚，当指针靠近元器件引脚时，会自动移动到元器件的引脚上，同时出现一个红色的×表示电气连接的意义，单击确定导线的起点。

（2）移动指针到导线折点或终点，在导线折点处或终点处单击确定导线的位置，每转折一次都要单击一次。导线转折时，可以通过按Shift+Space组合键来切换选择导线转折的模式，共有3种模式，分别是直角、45°和任意角，如图2-85所示。

（3）绘制完第一条导线后，右击退出绘制第一根导线。此时系统仍处于绘制导线状态，将指针移动到新导线的起点，按照上面的方法继续绘制其他导线。

（4）绘制完所有的导线后，右击退出绘制导线状态，指针由十字形状变成箭头。

3）设置导线属性

在绘制导线状态下按Tab键，弹出“Properties”面板，如图2-86所示。或者在导线绘制完成后，双击导线，弹出“Properties”面板。

在“Properties”面板中，可对导线的颜色和宽度进行设置。单击颜色框，弹出颜色属性对话框，如图2-87所示，选择合适的颜色作为导线的颜色即可。

导线的宽度设置是通过“Width”（线宽）右侧的下拉列表来实现的，其中有4种选择：“Smallest”（最细）、“Small”（细）、“Medium”（中等）、“Large”（粗）。一般不需要设置导线属性，采用默认设置即可。

4）绘制导线实例

这里以绘制80C51原理图为例来说明导线工具的使用。80C51原理图如图2-88所示。后面介绍的绘图工具的使用都以80C51原理图为例来说明。

前面已经介绍了如何在原理图上放置元器件。按照前面所讲的方法在空白原理图上放置所需的元器件，如图2-89所示。下面利用绘制电路图工具栏中的命令完成80C51原理图的绘制。

在80C51原理图中，主要绘制两部分导线，分别为第18、19引脚与电容、电源地等的连接，以及第31引脚VPP与电源VCC的连接。其他地址总线和数据总线可以连接一小段导线便于后面网络标签的放置。

启动绘制导线命令，指针变成十字形状。将指针移动到80C51的第19引脚XTAL1处，将在XTAL1的引脚上出现一个红色的X，单击确定。拖动鼠标到合适位置单击将导线转折后，将指针拖至元器件Y的第2引脚处，此时指针上再次出现红色的X，单击确定，第一条导线绘制完成，右击退出绘制导线状态。此时指针仍为十字形状，采用同样的方法绘制其他导线。只要指针为十字形状，就处于绘制导线状态下。若想退出绘制导线状态，右击即可，指针变成箭头后，才表示退出该命令状态。导线绘制完成后的80C51原理图如图2-90所示。

2.绘制总线

总线就是一条表达数条并行导线的线，如常说的数据总线、地址总线等。这样做是为了简化原理图，便于读图。总线本身没有实际的电气连接意义，必须由总线接出的各个单一导线上的网络名称来完成电气意义上的连接。由总线接出的各个单一导线上必须放置网络名称，具有相同网络名称的导线表示实际电气意义上的连接。

1）启动绘制总线命令

启动绘制总线命令的方法有如下4种。

（1）单击电路图“布线”工具栏中的按钮。

（2）选择“放置”→“总线”选项。

（3）在原理图图纸空白区域右击，在弹出的快捷菜单中选择“放置”→“总线”选项。

（4）使用P+B组合键。

2）绘制总线的具体步骤

启动绘制总线命令后，指针变成十字形状，在合适的位置单击确定总线的起点，拖动鼠标，在转折处单击或在总线的末端单击确定，绘制总线的方法与绘制导线的方法基本相同。

3）设置总线属性

在绘制总线状态下按Tab键，弹出“Properties”面板，如图2-91所示。在总线绘制完成后，如果想要修改总线属性，双击总线，同样会弹出“Properties”面板。

总线“Properties”面板的设置与导线“Properties”面板的设置相同，都是对总线颜色和总线宽度的设置，在此不再赘述。一般情况下采用默认设置即可。

4）绘制总线实例

绘制总线的方法与绘制导线的方法基本相同。启动绘制总线命令后，指针变成十字形状，进入绘制总线状态后，先在恰当的位置（P0.6处空一格的位置，空位置是为了绘制总线分支）单击确定总线的起点，然后在总线转折处单击，最后在总线的末端再次单击，完成第一条总线的绘制。采用同样的方法绘制剩余的总线。绘制总线后的80C51原理图如图2-92所示。

3.绘制总线分支

总线分支是单一导线进出总线的端点。导线与总线连接时必须使用总线分支，总线和总线分支没有任何的电气连接意义，只是让电路图看上去更有专业水平，因此电气连接功能要由网络标签来完成。

1）启动总线分支命令

启动总线分支命令的方法主要有以下4种。

（1）单击电路图“布线”工具栏中的按钮。

（2）选择“放置”→“总线入口”选项。

（3）在原理图图纸空白区域右击，在弹出的快捷菜单中选择“放置”→“总线入口”选项。

（4）使用P+U组合键。

2）绘制总线分支的具体步骤

绘制总线分支的步骤如下。

（1）执行绘制总线分支命令后，指针变成十字形状，并有分支线“/”悬浮在指针上。如果需要改变分支线的方向，按Space键即可。

（2）移动指针到所要放置总线分支的位置，指针上出现两个红色的×，单击即可完成第一个总线分支的放置。依次可以放置所有的总线分支。

（3）绘制完所有的总线分支后，右击或按Esc键退出绘制总线分支状态，指针由十字形状变成箭头。

3）设置总线分支属性

在绘制总线分支状态下，按Tab键，弹出“Properties”面板，如图2-93所示，或者在退出绘制总线分支状态后，双击总线分支同样弹出“Properties”面板。

在“Properties”面板中，可以设置总线分支的颜色和线宽。其位置一般不需要设置，采用默认设置即可。

4）绘制总线分支实例

进入绘制总线分支状态后，指针上出现分支线“”或“”。在80C51原理图中采用“”分支线，可通过按 Space 键调整分支线的方向。绘制分支线很简单，只需要将指针上的分支线移动到合适的位置，单击即可。完成了总线分支的绘制后，右击退出绘制总线分支状态。这一点与绘制导线和总线不同，当绘制导线和总线时，右击退出绘制导线和总线状态，右击表示在当前导线和总线绘制完成后，开始下一段导线或总线的绘制。绘制完总线分支后的80C51原理图如图2-94所示。

提示

在放置总线分支时，总线分支朝向有时是不一样的，左边的总线分支向右倾斜，而右边的总线分支向左倾斜，这时只需要按Space键就可以改变总线分支的朝向。

2.8.3 设置网络标签

在原理图绘制过程中，元器件之间的电气连接除了使用导线，还可以通过设置网络标签来实现。网络标签实际上是一个电气连接点，具有相同网络标签的电气连接表明这些元器件是连在一起的。网络标签主要用于层次原理图电路和多重式电路中的各个模块之间的连接。也就是说，定义网络标签的用途是“连接”两个或两个以上没有相互连接的网络、命名相同的网络标签，使它们在电气含义上属于同一网络，这在PCB布线时非常重要。在连接线路比较远或线路走线复杂时，使用网络标签代替实际走线会使电路图简化。

1.启动执行网络标签命令

启动执行网络标签命令的方法主要有以下4种。

（1）选择“放置”→“网络标签”选项。

（2）单击“布线”工具栏中的按钮。

（3）在原理图图纸空白区域右击，在弹出的快捷菜单中选择“放置”→“网络标签”选项。

（4）使用P+N组合键。

2.放置网络标签

放置网络标签的步骤如下。

（1）启动放置网络标签命令后，指针将变成十字形状，并出现一个虚线方框悬浮在指针上。此方框的大小、长度和内容由上一次使用的网络标签来决定。

（2）将指针移动到放置网络名称的位置（导线或总线上），指针上出现红色的×，单击即可放置一个网络标签，但是在一般情况下，为了避免以后再修改网络标签，在放置网络标签前，按Tab键，设置网络标签的属性。

（3）移动指针到其他位置继续放置网络标签（放置完第一个网路标签后，不右击）。在放置网络标签的过程中如果网络标签的末尾为数字，那么这些数字会自动增加。

（4）右击或按Esc键退出放置网络标签状态。

3.“Properties”面板

启动放置网络标签命令后，按Tab键弹出“Properties”面板。或者在放置网络标签完成后，双击网络标签弹出该面板，如图2-95所示。

“Properties”面板主要用来设置以下选项。

（1）Net Name（网络名称）：定义网络标签。在文本框中可以直接输入想要放置的网络标签，也可以单击后面的下拉按钮，在弹出的下拉列表中选取前面使用过的网络标签。

（2）颜色：单击颜色框，可以在弹出的对话框中选择自己喜欢的颜色。

（3）Rotation：用来设置网络标签在原理图上的放置方向。在“Rotation”下拉列表中可以选择网络标签的方向，也可以用Space键实现方向的调整，每按一次Space键，网络标签的方向改变90°。

（4）Font（字体）：单击字体，弹出的下拉列表如图2-96所示，用户可以在其中选择自己喜欢的字体。

4.放置网络标签实例

在80C51原理图中，主要放置WR、RD、数据总线（D0～D7）和地址总线（A8～A15）属性的网络标签。首先进入放置网络标签状态，按Tab键将弹出“Properties”面板，在“Net Name”文本框中输入“D0”，其他采用默认设置即可。移动指针到80C51的AD0引脚，出现红色的×符号，单击，完成网络标签D0的设置。依次移动指针到D1～D7，会发现网络标签的末位数字会自动增加。单击完成D0～D7的网络标签的放置。用同样的方法完成其他网络标签的放置，右击退出放置网络标签状态。完成放置网络标签后的80C51原理图如图2-97所示。

2.8.4 放置电源和接地符号

放置电源和接地符号一般不采用绘图工具栏中的放置电源和接地符号命令，通常利用电源和接地符号工具栏完成电源和接地符号的放置。下面首先介绍电源和接地符号工具栏，然后介绍绘图工具栏中的放置电源和接地符号命令。

1.电源和接地符号工具栏

选择“视图”→“工具栏”→“应用工具”选项，在编辑窗口上出现如图2-98所示的“应用工具”工具栏。

单击“应用工具”工具栏中的按钮，弹出电源和接地符号下拉列表，如图2-99所示。

在电源和接地符号下拉列表中选择相应的选项，可以得到相应的电源和接地符号，非常方便易用。

2.放置电源和接地符号

（1）放置电源和接地符号的方法主要有以下5种。

① 单击“布线”工具栏中的或按钮。

② 选择“放置”→“电源端口”选项。

③ 在原理图图纸空白区域右击，在弹出的快捷菜单中选择“放置”→“电源端口”选项。

④ 使用“应用工具”工具栏中的电源和接地符号。

⑤ 使用P+O组合键。

（2）放置电源和接地符号的步骤如下。

① 进入放置电源和接地符号状态后，指针变成十字形状，同时一个电源或接地符号悬浮在指针上。

② 在适合的位置单击或按Enter键，即可放置电源和接地符号。

③ 右击或按Esc键退出电源和接地符号放置状态。

3.设置电源和接地符号的属性

进入放置电源和接地符号状态后，按Tab键打开电源和接地符号的“Properties”面板，或者在放置电源和接地符号完成后，双击需要设置的电源符号或接地符号，也可以打开“Properties”面板，如图2-100所示。

（1）颜色：用来设置电源和接地符号的颜色。单击右侧的颜色框，可以选择颜色。

（2）Rotation：用来设置电源和接地符号的方向，在下拉列表中可以选择需要的方向，有0 Degrees、90 Degrees、180 Degrees、270 Degrees。方向的设置也可以通过在放置电源和接地符号时按Space键来实现，每按一次Space键就方向变化90°。

（3）（X/Y）：可以定位X、Y的坐标，一般采用默认设置即可。

（4）Style（类型）：在“Style”下拉列表中，有11种不同的电源和接地类型，如图2-101所示。

（5）Name（网络名称）：在网络标签中输入所需要的名称，如GND、VCC等。

4.放置电源与接地符号实例

在80C51原理图中，主要有电容与电源地的连接和VPP与电源VCC的连接。利用电源和接地符号工具栏以及绘图工具栏中放置电源和接地符号的命令分别完成电源和接地符号的放置，并比较两者的优劣。

（1）利用“应用工具”工具栏中的电源和接地符号下拉列表放置电源和接地符号。单击VCC图标，指针变成十字形状，同时有VCC图标悬浮在指针上，移动指针到合适的位置单击，完成VCC图标的放置。接地符号的放置与电源符号的放置完全相同，这里不再叙述。

（2）利用“布线”工具栏放置电源和接地符号。单击“布线”工具栏中的电源符号按钮，指针变成十字形状，同时电源图标悬浮在指针上，其图标与上一次设置的电源或接地图标相同。按Tab键，弹出如图2-100所示的电源和接地符号的“Properties”面板，在“Name”文本框中输入“VCC”作为网络标签，在“Style”下拉列表选择“Bar”选项，其他采用默认设置即可，移动指针到合适的位置单击，VCC图标就出现在原理图上。此时系统仍处于放置电源和接地符号状态，采用上述同样的方法继续放置，完成后右击退出放置电源和接地符号状态。放置电源和接地符号后的80C51原理图如图2-102所示。

2.8.5 放置I/O端口

在设计电路原理图时，一个电路网络与另一个电路网络的电气连接有3种形式：①通过导线直接连接；②通过设置相同的网络标签来实现两个网络之间的电气连接；③相同网络标签的I/O端口，在电气意义上也是连接的。I/O端口是层次原理图设计中不可缺少的组件。

1.启动放置I/O端口命令

启动放置I/O端口命令的方法主要有以下4种。

（1）单击“布线”工具栏中的按钮。

（2）选择“放置”→“端口”选项。

（3）在原理图图纸空白区域右击，在弹出的快捷菜单中选择“放置”→“端口”选项。

（4）使用P+R组合键。

2.放置I/O端口的具体步骤

放置I/O端口的步骤如下。

（1）启动放置I/O端口命令后，指针变成十字形状，同时一个I/O端口图标悬浮在指针上。

（2）移动指针到原理图的合适位置，在指针与导线相交处会出现红色的×，这表明实现了电气连接，单击即可定位 I/O 端口的一端，移动指针使 I/O 端口大小合适，单击完成一个 I/O 端口的放置。

（3）右击退出放置I/O端口状态。

3.设置I/O端口的属性

在放置I/O端口状态下，按Tab键，或者在退出放置I/O端口状态后，双击放置的I/O端口符号，弹出“Properties”面板，如图2-103所示。

“Properties”面板主要包括如下属性设置。

（1）Name（名称）：用于设置端口名称。这是端口重要的属性之一，具有相同名称的端口在电气上是连通的。

（2）I/O Type（I/O 端口的类型）：用于设置端口的电气特性，对后面的电气规则检查提供一定的依据，有“Unspecified”（未指明或不确定）、“Output”（输出）、“Input”（输入）和“Bidirectional”（双向型）4种类型。

（3）Harness Type（线束类型）：设置线束的类型。

（4）Font（字体）：用于设置端口名称的字体类型、大小、颜色，同时设置添加加粗、斜体、下画线、横线等效果。

（5）Border（边界）：用于设置端口边界的线宽、颜色。

（6）Fill（填充颜色）：用于设置端口内的填充颜色。

4.放置I/O端口实例

启动放置 I/O 端口命令后，指针变成十字形状，同时 I/O 端口图标悬浮在指针上。移动指针到80C51原理图数据总线的终点，单击确定I/O端口的一端，移动指针到I/O端口大小合适的位置单击确认，完成后右击退出放置 I/O 端口状态。此处图标中的内容是上一次放置 I/O 端口时的内容。双击放置的I/O端口图标，弹出“Properties”面板，在“Name”文本框中输入“D0”～“D7”，其他采用默认设置即可。地址总线的I/O端口设置不再叙述，放置I/O端口后的80C51原理图如图2-88所示。

2.8.6 放置通用No ERC标号

放置通用No ERC标号的主要目的是让系统在进行电气规则检查时，忽略对某些节点的检查。例如，系统默认输入型引脚必须连接，但实际上某些输入型引脚不连接也是常事，如果不放置通用No ERC标号，那么系统在编译时就会生成错误信息，并在引脚上放置错误标记。

1.启动放置通用No ERC标号命令

启动放置通用No ERC标号命令的方法主要有以下4种。

（1）单击“布线”工具栏中的按钮。

（2）选择“放置”→“指示”→“通用No ERC标号”选项。

（3）在原理图图纸空白区域右击，在弹出的快捷菜单中选择“放置”→“指示”→“通用No ERC标号”选项。

（4）使用P+I+N组合键。

2.放置通用No ERC标号的具体步骤

启动放置通用No ERC标号命令后，指针变成十字形状，并且在指针上悬浮一个红色的×，将指针移动到需要放置通用No ERC标号的节点上，单击完成一个通用No ERC标号的放置，完成后右击或按Esc键退出放置通用No ERC标号状态。

3.设置通用No ERC标号的属性

在放置通用No ERC标号状态下按Tab键，或在放置通用No ERC标号完成后，双击需要设置属性的通用No ERC标号符号，弹出“Properties”面板，如图2-104所示。

在该面板中可以对通用 No ERC 标号的颜色及位置属性进行设置。

2.8.7 设置PCB布线标志

Altium Designer 20允许用户在原理图设计阶段来规划指定网络的铜膜宽度、过孔直径、布线策略、布线优先权和布线板层属性。如果用户在原理图中对某些有特殊要求的网络设置PCB布线规则，在创建PCB的过程中就会自动在PCB中引入这些设计规则。

1.启动放置PCB布线标志命令

启动放置PCB布线标志命令的方法主要有以下两种。

（1）选择“放置”→“指示”→“参数设置”选项。

（2）在原理图图纸空白区域右击，在弹出的快捷菜单中选择“放置”→“指示”→“参数设置”选项。

2.放置PCB布线标志

启动放置PCB布线标志命令后，指针变成十字形状，“PCB Rule”图标悬浮在指针上，将指针移动到放置PCB布线标志的位置单击，即可完成PCB布线标志的放置，完成后右击退出放置PCB布线标志状态。

3.设置PCB布线标志的属性

在放置PCB布线标志状态下按Tab键，或者在已放置的PCB布线标志上双击，弹出相应“Properties”面板，如图2-105所示。

在该面板中可以对PCB布线标志的名称、位置、旋转角度及布线规则属性进行设置。

（1）（X/Y）：用于设置PCB布线标志在原理图上的X轴和Y轴的坐标。

（2）“Label”（名称）文本框：用于输入PCB布线标志的名称。

（3）“Style”（类型）文本框：用于设置PCB布线标志在原理图上的类型，包括“Large”（大的）和“Tiny”（极小的）两种类型。

“Rules”（规则）和“Classes”（级别）选项组中列出了该PCB布线标志的相关参数，包括名称、数值及类型。选中任一参数值，单击“Add”按钮，弹出如图2-106所示的“选择设计规则类型”对话框，其中列出了PCB布线时用到的所有规则类型供用户选择。