3.6　综合实例

通过前面的学习，相信用户对Altium Designer 20的电路原理图编辑环境、原理图编辑器的使用有了一定了解，能够完成一些简单电路原理图的绘制。下面通过具体的实例介绍绘制电路原理图的步骤。

3.6.1　单片机最小应用系统电路原理图

本节将从实际操作的角度出发，通过一个具体的实例来说明怎样使用原理图编辑器完成电路原理图的设计。目前绝大多数的电子应用设计脱离不了单片机系统，下面使用Altium Designer 20绘制一个单片机最小应用系统电路原理图。

绘制步骤

（1）启动Altium Designer 20，打开Projects（工程）面板，在Project Group.DsnWrk选项上右击弹出快捷菜单；选择该快捷菜单中的“Add New Project”（添加新的工程）命令，弹出“Create Project”（新建工程）对话框；单击该对话框的按钮，在Projects面板中出现新建的工程文件，系统提供的默认文件名称为“PCB_Project1.PrjPcb”，如图3-71所示。

（2）在工程文件PCB_Project1.PrjPcb上右击，弹出快捷菜单，选择“Save As”（保存为）命令，在弹出的保存文件对话框中输入文件名称“MCU.PrjPcb”，并将该文件保存在指定的文件夹中。此时，在Projects面板中，工程文件名变为“MCU.PrjPcb”，该工程文件中没有任何内容，可以根据设计需要添加各种设计文档。

（3）在工程文件MCU.PrjPcb上右击，弹出快捷菜单，依次选择“添加新的到工程”→“Schematic”（原理图）命令。在工程文件MCU.PrjPcb中新建一个电路原理图文件，系统默认文件名称为“Sheet1.SchDoc”。在“Sheet1.SchDoc”文件上右击，弹出快捷菜单，选择“另存为”命令，在弹出的保存文件对话框中输入文件名“MCU.SchDoc”。此时，在Projects面板中，电路原理图文件名称变为“MCU.SchDoc”，如图3-72所示。在创建新的电路原理图文件的同时进入了电路原理图设计系统环境。

（4）在编辑窗口中右击，打开Properties面板，如图3-73所示，对电路原理图图纸参数进行设置。这里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），字体设置为Arial，字体大小设置为10，其他选项均采用系统默认设置。

（5）在创建完电路原理图文件后，系统已默认为该文件加载了一个集成元器件库Miscellaneous Devices.IntLib（常用分立元器件库）。这里使用Philips公司的P89C51RC2HFBD单片机来构建单片机最小应用系统。需要先加载Philips公司元器件库，其所在的库文件为Philips Microcontroller 8-bit.IntLib。

（6）单击Components面板右上角的按钮，弹出快捷菜单，选择“File-based Libraries Preferences”命令，打开“Available File-based Libraries”对话框，如图3-74所示。在“Available File-based Libraries”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Philips，并选择相应的库文件Philips Microcontroller 8-bit.IntLib，单击“打开”按钮。在绘制电路原理图的过程中，放置元器件的基本原则是根据信号的流向放置，从左到右或从上到下。应该首先放置电路中的关键元器件，然后放置电阻、电容等外围元器件。在本例中，设定电路原理图中的信号流向是从左到右的，关键元器件包括单片机芯片、地址锁存器、扩展数据存储器。

（7）放置单片机芯片。打开Components面板，在当前元器件库名称栏选择Philips Microcontroller 8-Bit.IntLib，在过滤条件文本框中输入P89C51RC2HFBD，如图3-75所示。双击P89C51RC2HFBD元器件，将其放置在电路原理图中。

（8）放置地址锁存器。这里使用的地址锁存器是TI公司的SN74LS373N，其所在的库文件为TI Logic Latch.IntLib，按照与上面相同的方法进行加载。

打开Components面板，在当前元器件库名称栏中选择TI Logic Latch.IntLib，在元器件列表中选择SN74LS373N，如图3-76所示。双击Place SN74LS373N元器件，将其放置在电路原理图图纸上。

（9）放置扩展数据存储器。这里使用的扩展数据存储器是Motorola公司的MCM6264P，其所在的库文件为Motorola Memory Static RAM.IntLib，按照与上面相同的方法进行加载。打开Components面板，在当前元器件库名称栏中选择Motorola Memory Static RAM.IntLib，在元器件列表中选择MCM6264P，如图3-77所示。双击MCM6264P元器件，将其放置在电路原理图上。

（10）放置外围元器件。在单片机的应用系统中，时钟电路和复位电路是必不可少的。在本例中，采用1个石英晶振和2个匹配电容构成单片机的时钟电路，晶振频率为20MHz。复位电路采用上电复位加手动复位的复位方式，由一个RC延迟电路构成上电复位电路，在RC延迟电路的两端跨接一个开关构成手动复位电路。因此，需要放置的外围元器件包括2个匹配电容、2个电阻、1个极性电容、1个石英晶振、1个复位键，这些元器件都在库文件Miscellaneous Devices.IntLib中。打开Components面板，在当前元器件库名称栏中选择Miscellaneous Devices.IntLib，在元器件列表中选择匹配电容Cap、电阻Res2、极性电容Cap Pol2、石英晶振XTAL、复位键SW-PB，并将它们依序放置。

（11）设置元器件属性。在电路原理图上放置好元器件之后，对各个元器件的属性进行设置，包括元器件的标识、序号、型号、封装形式等。双击元器件打开元器件属性设置面板。图3-78为单片机属性设置面板。元器件属性的设置可以参考前面章节，这里不再赘述。设置好元器件属性后的电路原理图如图3-79所示。

（12）放置电源和接地符号。单击布线工具栏中的（VCC电源端口）按钮，放置电源，本例共需要4个电源。单击布线工具栏中的（GND端口）按钮，放置接地符号，本例共需要9个接地符号。由于都是数字地，因此使用统一的接地符号表示即可。

（13）连接导线。在放置好各个元器件并设置好元器件相应的属性后，根据电路设计要求将各个元器件连接起来。单击布线工具栏中的（放置线）按钮、（放置总线）按钮和（放置总线入口）按钮，完成元器件之间的端口及管脚的电气连接。

（14）放置网络标签。对于难以用导线连接的元器件，应该采用设置网络标签的方法进行连接，这样可以使电路原理图结构清晰、易读、易修改。在本例中，单片机与复位电路的连接，以及单片机与外扩展数据存储器之间读、写控制线的连接采用了网络标签的方法。

（15）放置忽略ERC测试点。对于用不到的、悬空的管脚，可以放置忽略ERC测试点，使系统忽略对此处进行电气规则检查，不会产生错误报告。

绘制完成的单片机最小应用系统电路原理图如图3-80所示。

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，并对电路原理图进行编译，这些内容将在后面的章节中通过实例进行详细介绍。

3.6.2　绘制串行显示驱动器PS7219及单片机的SPI电路

在单片机的应用系统中，为了便于人们观察和监视单片机的运行情况，通常需要利用显示器显示运行的中间结果及状态等。显示器是单片机系统必不可少的外部设备之一。PS7219是由武汉力源信息技术股份有限公司推出的一种24脚双列直插式、串行接口的8位数字静态显示芯片，采用流行的同步串行外设接口（SPI），可与任何一种单片机方便连接，也可同时驱动8位LED。下面以串行显示驱动器PS7219及单片机的SPI电路为例，介绍电路原理图的绘制。

在3.6.1节，我们是以快捷菜单命令创建电路原理图文件的。在这一节中，我们以菜单命令创建电路原理图文件，对于具体电路原理图的绘制只给出简单提示。

绘制步骤

1．准备工作

（1）启动Altium Designer 20。

（2）依次选择菜单栏中的“文件”→“新的”→“项目”命令，在Project面板中出现了新建的工程文件，系统提供的默认名称为PCB Project1.PrjPcb，如图3-81所示。

（3）依次选择菜单栏中的“文件”→“保存工程为”命令，在弹出的保存文件对话框中输入“PS7219及单片机的SPI接口电路.PrjPcb”，如图3-82所示。

（4）依次选择菜单栏中的“文件”→“新的”→“原理图”命令，在工程文件中新建一个默认名为Sheet1.SchDoc的电路原理图文件。依次选择菜单栏中的“文件”→“另存为”命令，在弹出的保存文件对话框中输入“PS7219及单片机的SPI电路.SchDoc”，并将该文件保存在指定位置，如图3-83所示。

（5）对于电路原理图图纸参数设置、查找元器件、加载元器件库，这里不再赘述，可以参考前面相关内容。

2．绘制电路图

在电路原理图上放置元器件并完成电路原理图的绘制。对于这一部分，只给出提示步骤，具体步骤希望读者自己动手操作。

（1）在电路原理图上放置关键元器件。放置完关键元器件后的电路原理图如图3-84所示。

（2）放置电阻、电容等元器件，并编辑元器件属性。放置完电阻、电容等元器件后的电路原理图如图3-85所示。

（3）放置电源、接地符号、连接导线、网络标签、忽略ERC测试点、输入/输出端口。绘制完成的电路原理图如图3-86所示。