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第 7 章 创建元件库及元件封装

7.1. 7.2. 7.3. 7.4. 7.5. 创建原理图元件库. 创建 PCB 元件库及封装. 元件封装检错和元件封装库报表. 创建项目元件库. 项目实训. 第 7 章 创建元件库及元件封装. 本章描述： 本章主要介绍原理图元件库、 PCB 元件库与封装以及创建项目元件库等内容。包括原理图元件库编辑器的界面、工作环境的设置、新建与保存； PCB 库编辑器的界面、环境参数的设置、新建与保存，以及创建集成元件库等内容。. 本章目标： 熟悉原理图元件库、 PCB 元件库编辑器环境参数的设置

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第 7 章 创建元件库及元件封装

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  1. 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 创建原理图元件库 创建PCB元件库及封装 元件封装检错和元件封装库报表 创建项目元件库 项目实训 第7章 创建元件库及元件封装

  2. 本章描述： 本章主要介绍原理图元件库、PCB元件库与封装以及创建项目元件库等内容。包括原理图元件库编辑器的界面、工作环境的设置、新建与保存；PCB库编辑器的界面、环境参数的设置、新建与保存，以及创建集成元件库等内容。 本章目标： 熟悉原理图元件库、PCB元件库编辑器环境参数的设置 掌握绘制原理图符号和PCB封装的一般方法和步骤，创建集成元件库的方法

  3. 7.1 创建原理图元件库 7.1.1创建集成库文件包和原理图 库 7.1.2原理图库编辑器的工作面板7.1.3原理图库编辑器的工具栏

  4. 7.1.4设置原理图库编辑器的工作 区参数 7.1.5 绘制原理图库元件 7.1.6 绘制复合式库元件

  5. 7.1.1 创建集成库文件包和原理图库 在Altium Designer 10中，提供创建的库文件有两种，分别是分立库(原理图库、PCB封装库)和集成库文件，其中，集成库需要先建立一个库文件包（*.LibPkg），库文件包是集成库文件的基础，库文件包经由系统编译之后，它会把集成库所需的分立原理图库、PCB封装库以及其它功能模块文件有机地结合在一起，使之成为一个整体，使装载使用库文件时更加方便。

  6. 新建一个集成库文件包和原理图库的步骤如下：新建一个集成库文件包和原理图库的步骤如下： 1、执行【File】→【New】→【Project】→【Integrated_Library】命令，“Projects”面板将显示新建的库文件包，默认名“Integrated_Library.LibPkg”。 2、在“Projects”项目面板上鼠标右击库文件包名，在弹出菜单上单击“Save Project As...”命令，在弹出的对话框中选定适当的路径，然后输入名称“New Integrated_ Library1.LibPkg”，单击 按钮。如图7-1所示。

  7. 3、创建原理图库。执行【File】→ 【Ne】→【Library】→【Schematic Library】命令，如图7-2所示，在Projects面板上将显示新建的原理图库文件，默认名为“Schlib1.SchLib”。此时，系统自动进入原理图元件库的编辑界面，如图7-3所示。

  8. 图7-2 创建原理图库文 图7-1 创建原理图元件库

  9. 图7-3 原理图库的编辑器界面

  10. 4、单击【File】→【Save As...】命令，将库文件保存为“My Schlibl.SchLib”。 5、单击 标签打开“SCH Library” 面板如图7-4所示。如果“SCH Library”标签未出现，单击主设计窗口右下角的 按钮,并从弹出的菜单中选择“SCH Library”项即可。

  11. 图7-4 元件库管理面板 7.1.2 原理图库编辑器的工作面板 原理图元件库编辑器的管理面板如图7-4所示，下面将具体介绍各组成部分。

  12. 1、Components元件区域 原理图库的编辑器界面Components区域用于对当前元器件库中的元件进行管理。可以在“Components”区域对元件进行放置、添加、删除和编辑等操作。在图7-4中，由于是新建的一个原理图元件库，其中只包含一个新的名称为“Component_l”的元件。 Components区域上方的空白区域用于设置元器件的过滤项，在其中输人需要查找的元器件起始字母或者数字，随即会在“Components”区域便显示相应的元器件。

  13. 其中： ：将选定的元件放置到当前原理图中。 ：在该库文件中添加一个元件。 ：删除选定的元件。 ：编辑选定的元件属性。

  14. 2、Aliases（别名）栏 在该栏中可以为同—个库元件的原理图符号 设定另外的名称，比如，有些库元件的功能、封 装和引脚形式完全相同，但由于产自不同厂家， 其元件型号并不完全一致。对于这样的库元件， 没有必要再单独创建一个原理图符号，只需要为 已经创建的其中一个库元件的原理图符号添加一 个或多个别名就可以了。

  15. ：为选定元件添加一个别称。 ：删除选定的别称。 ：编辑选定的别称。

  16. 3、Pins引脚栏 在元件栏中选定一个元件，将在引脚 栏中，列出该元件所有引脚信息，包括引 脚的编号、名称、类型。其中按钮功能： ：为选定元件添加一个引脚。 ：删除选定的引脚。 ：编辑选定引脚的属性。

  17. 4、Model（模式）栏 在元件栏中选定一个元件，将在面板最下面 的模型栏中列出该元件的其他模型信息，如PCB 封装、信号完整性分析模型、VHDL模型等。通 常，由于只需要库元件的原理图符号，相应的库 文件是原理图文件，所以该栏一般不用。其中按 钮功能为： ：为选定的元件添加其他模型 ：删除选定的模型。 ：编辑选定模型的属性。

  18. 7.1.3原理图库编辑器的工具栏 由于原理图元件库编辑器环境中的主菜单栏及标准工具栏的功能和使用方法与原理图编辑器环境中的基本一致，在此不再重述。现在，主要对实用工具中的原理图符号绘制工具栏、IEEE符号工具栏及模式工具栏进行简要介绍。

  19. 1、原理图符号绘制工具栏 单击实用工具中的按钮 ，则会弹出相应的原理图符号绘制工具栏，如图7-5所示，其中各个按钮的功能与“Place”级联菜单中的各项命令是相同的。现将各个工具的功能说明如下。

  20. 图7-5 原理图符号绘制工具栏

  21. 图7-6 模式工具栏 2、模式工具栏 模式工具栏用来控制当前元件的显示模式，如图7-6所示。

  22. 3、IEEE符号工具栏 单击实用工具中的图标，则会弹出相应的IEEE符号工具栏，如图7-7所示，是符合IEEE标准的一些图形符号。同样，该工具栏中的各个符号与【Place】放置→【IEEE Symbols】IEEE符号级联菜单中的各项命令具有对应关系。

  23. 7.1.4 设置原理图库编辑器的工作区参数 在原理图库文件的编辑环境中，执行【Tools】→【Document Options】文档选项菜单命令，则弹出如图7-8所示的库编辑器工作区对话框，可以根据需要设置相应的参数。

  24. 图7-8 设置库编辑器工作区参数

  25. “Show Hidden Pins”复选框：用来设置是否显示库元件的隐藏引脚。若选中该复选框，则元件的隐藏引脚将被显示出来，但并没有改变引脚的隐藏属性。要改变其隐藏属性，只能通过引脚属性对话框来完成。 “Custom Size”：选中该复选框后可以在下面的“X”、“Y”文本栏中分别输入自定义图纸的高度和宽度。 “Library Description”：用于输入对原理图库文件的说明。用户可以根据自己创建的库文件，在该文本栏中输入必要的说明，可为系统查找元件库提供相应的帮助。

  26. 7.1.5 绘制原理图库元件 下面以具有串行接口、可驱动8位共阴式数码管的智能显示驱动芯片“HD7279A”为例，详细介绍原理图符号的绘制过程。

  27. 1、绘制原理图库文件的原理图符号 （1）执行【File】文件→【New】新建→【Library】库→【Schematic Library】原理图库菜单命令，启动原理图库文件编辑器，并创建一个新的原理图库文件，命名为“My Schlibl.SchLib”。 （2）执行【Tools】工具→【Document Options】文档选项菜单命令，在弹出的库编辑器工作区对话框中，进行工作区参数设置。如图7-10所示。

  28. （3）为新建的原理图符号命名 在创建了一个新的原理图库文件的同时系统已自动为该库添加了一个默认的原理图符号，默认名为“Component-1”的库文件，打开“SCH Library”面板可以看到。通过下面3种方法可以为该库文件重新命名。

  29. ①选中“Component-1”库文件，执行【Tools】工具→【Rename Component...】菜单命令，则弹出原理图符号名称对话框,可以在此对话框内输入要绘制的库文件名称。 ②单击原理图符号绘制工具栏中的 创建新元件按钮,则弹出原理图符号名称对话框,可以在此对话框内输入要绘制的库文件名称。 ③在“SCH Library”面板上直接单击原理图符号名称栏下面的 按钮也会弹出同样的原理图符号名称对话框，对原理图符号进行命名。 在这里我们输入 “HD7279A” 单击OK按钮关闭对话框。

  30. （4）单击原理图符号绘制工具栏中的放置矩形按钮，则光标变成“十”字形状，并附有一个矩形符号。 （5）两次单击鼠标左键，在编辑窗口的第四象限内绘制一个矩形。如图7-9所示。 矩形用来作为库元件的原理图符号外形，其大小应根据绘制的库元件引脚数的多少来决定。由于使用的“HD7279A”采用28引脚DIP封装形式，所以应画成矩形,并画得大一些,以便于引脚的放置，引脚放置完毕后，可以再适当调整尺寸。

  31. 图7-9 绘制元件矩形方块 图7-10 放置元件引脚

  32. 2、放置引脚 （1）单击原理图符号绘制工具栏中的放置引脚按钮，则光标变成“十”字形状，并附有一个引脚符号。图7-9 绘制元件矩形方块图7-10 放置元件引脚。 （2）移动该引脚到矩形边框处，单击左键完成放置，如图7-10所示。放置引脚时，一定要保证具有电气特性的一端，即带有“×”号的一端朝外，此时，还可通过按空格键旋转来实现放置引脚的方向。

  33. （3）在放置引脚时，按下“Tab”键，或者双击已放置好的引脚，系统弹出如图7-11所示的元件引脚属性对话框，在该对话框中可以对引脚的各项属性进行编辑和设置。引脚属性对话框中各项属性含义如下。（3）在放置引脚时，按下“Tab”键，或者双击已放置好的引脚，系统弹出如图7-11所示的元件引脚属性对话框，在该对话框中可以对引脚的各项属性进行编辑和设置。引脚属性对话框中各项属性含义如下。 Display Name (显示名称)：用于设置库元件引脚的名称。例如，“HD7279A”的第28引脚是元件的复位引脚，低电平有效。另外在原理图优先设定的“Graphical Editing”(图形编辑)选项卡中，已经选中了“Single＼Negation”（单个‘＼’反面)复选框，因此在这里输入名称为“＼RESET”并勾选上后面的“Visible”（可见)复选框。

  34. Designator（标示）：用于设置库元件引脚的编号，应该与实际的引脚编号相对应。这里输入28。Designator（标示）：用于设置库元件引脚的编号，应该与实际的引脚编号相对应。这里输入28。 Electrical Type（电气类型）：用于设置库元件引脚的电气特性。在这里，我们选择了“Passive”（无源），表示不设置电气特性。 Description (描述)：用于输入库元件引脚的特性描述。

  35. Hide（隐藏）：用于设置引脚是否为隐藏引脚。若选中该复选框，则引脚将不会显示出来。此时应在右边的“Connect to”栏中输入与该引脚连接的网络名称。 Symbols（符号）：根据引脚的功能及电气特性，用户可以为该引脚设置不同的IEEE符号，作为读图时的参考。可放置在原理图符号的内部、内部边沿、外部边沿或外部等不同位置，本例的第28引脚选“Outside Edge”中的“Dot”。在实际中，需要注意的是“Symbols”没有任何电气属性，可以不做任何设置。

  36. VHDL Parameters（VHDL参数)：用于设置库元件的VHDL参数。 Graphical (图形)：用于设置该引脚的位置、长度、方向、颜色等基本属性。 （4）设置完毕，单击OK按钮，关闭对话框。 （5）按照同样的操作，或者使用队列粘贴功能，完成其余27个引脚的放置并设置好相应的属性。完成的元件如图7-12所示。

  37. 图7-11 引脚属性设置对话框 图7-12 完成放置引脚的元件

  38. 3、编辑元件属性 （1）双击“SCH Library”面板原理图符号名称栏中的库元件名称“HD7279A”，则系统弹出如图7-13所示的“Library Component Properties”（库元件属性）对话框。 在该对话框中可以对自己所创建的库元件进行特性描述，以及其他属性参数设置，主要设置有以下几项。

  39. Default Designator (默认标示）：默认库元件序号，即把该元件放置到原理图文件中时，系统最初默认显示的元件序号。这里设置为U? ，勾选后面的Visible（可见）复选框，则放置该元件时，序号U? 会显示在原理图。 Default Comment (默认说明）：库元件型号说明。这里设置为HD7279A，并勾选中后面的“Visible”复选框，则放置该元件时，HD7279A会显示在原图7-13 库元件属性设置对话框理图上。

  40. 图7-13 库元件属性设置对话框

  41. 4、执行【Place】→【Text String】字符串菜单命令，或者单击原理图符号绘制工具栏中的放置文本字符串 按钮，光标变成“十”字形状，并带有一个文本字符串。 5、移动光标到原理图符号中心位置处，此时按下“Tab”键或者双击字符串，则系统会弹出文本字符串注释对话框。如在该对话框内输入“显示驱动”，如图7-15所示，单击 按钮。

  42. 7.1.6 绘制复合式库元件 利用7.1.5节所建立的原理图库文件“My Schlibl.SchLib”，添加绘制一个复合式库元件“LM358”。 LM358是一个内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，采用8引脚的DIP封装形式。

  43. 绘制复合式库元件的步骤如下。 1、绘制库元件的第一个子部件 2、放置引脚 3、创建库元件的第二个子部件

  44. 7.2 创建PCB元件库及封装 Altium Designer 10提供了强大的封装绘制功能，能够绘制各种各样的新型封装。Altium Designer 10还提供了封装库管理功能，绘制好的封装可以方便地保存和引用。

  45. 7.2.1 封装概述 元件（芯片）的封装在PCB板上通常表现为一组焊盘、丝印层上的边框及芯片的说明文字。焊盘是封装中最重要的组成部分，用于连接芯片的引脚，并通过印制板上的导线连接印制板上的其他焊盘，进一步连接焊盘所对应的芯片引脚，完成电路板的功能。 在封装中，每个焊盘都有唯一的标号，以区别于封装中的其他焊盘。丝印层上的边框和说明文字主要起指示作用，指明焊盘组所对应的芯片，方便印制板的焊接。焊盘的形状和排列是封装的关键组成部分，确保焊盘的形状和排列正确才能正确地建立一个封装。对于安装有特殊要求的封装，边框尺寸也要绝对正确。

  46. 7.2.2 常用封装介绍 在实际中，根据元件采用安装技术的不同，可分为插入式封装技术(Through Hole Technology，THT)和表面贴式封装技术(Surface Mounted Technology，SMT)。

  47. 插入式封装元件安装时，元件安置在板子的一面，将引脚穿过PCB板焊接到另一面上。插入式元件需要占用较大的空间，并且要为每只引脚钻一个焊盘孔，所以它们的引脚会占据两面的空间，而且焊点也比较大。但从另一方面来说，插入式元件与PCB连接较好，机械性能好。如排线的插座、接口板插槽等类似的界面都需要有一定的耐压能力，因此，通常采用THT封装技术。

  48. 表面贴式封装的元件，引脚焊盘与元件在同一面。表贴元件一般比插入式元件体积要小，而且不必为焊盘钻孔，甚至还能在PCB板的两面都焊上元件。因此，与使用插入式元件的PCB比起来，使用表贴元件的PCB板上元件布局密集，体积小。此外，表贴封装元件比插入式元件要便宜，因此，在PCB上广泛采用表贴元件。

  49. 7.2.3 PCB库编辑器的界面 进入PCB库文件编辑环境的步骤如下。 （1）新建一个PCB库。执行【File】→【New】→【Library】→【PCB Library】PCB库菜单命令，即可打开PCB库编辑环境并新建一个空白PCB库文件“PcbLib1.PcbLib”。

  50. 2、保存并更改该PCB库的名称，鼠标右击文件名“PcbLib1.PcbLib”，在快捷菜单中选择“Save As...”,在弹出的保存对话框中改名为“My PcbLib1.PcbLib”，此时，可以看到在“Projects”（项目）面板中的PCB库文件，随即进入库编辑器环境中，如图7-20所示。

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