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本文介绍 Altium Designer 中的原理图器件图纸如何帮助您将经过验证的电路模块作为模块化构建单元,在不同项目中重复使用,从而提高设计的一致性和效率。文章将逐步介绍什么是器件图纸、它们与普通原理图图纸及受管图纸有何区别,以及如何启用器件图纸支持、创建器件图纸并将其放置到项目中、查看和编辑其属性,以及在层次化设计中使用它们。您还将了解只读行为、标注和图纸编号等方面的实际注意事项,从而理解如何将器件图纸融入实际设计流程。如果您希望以更清晰、更有条理的方式在项目中复用现有电路,请继续阅读。

- 了解什么是器件图纸、它们为何有助于设计复用,以及它们在项目中的行为。
- 掌握在 Altium Designer 中创建、存储、放置器件图纸并进行连线的基本设置和工作流程。
- 理解只读设置、编辑方式、层次结构支持等关键使用细节,以及器件图纸与受管图纸的区别。
使用 AI 深入了解:

复用现有设计中的部分电路有很多好处。设计已经过验证,相关工程工作也已完成,因此既能节省时间,又有助于减少元器件库存,还能让设计团队腾出精力,专注于新概念和新产品的开发。

设计人员都很聪明——他们一直在复用现有设计。他们可能会重新绘制经过验证的电路,也可能从现有设计中复制粘贴,或将现有原理图链接到新设计中。

器件图纸通过提供模块化且一致的构建模块来简化设计流程,这些模块可以在不同项目之间复用。器件图纸符号的放置和引用方式与元器件类似。它们的连接方式和功能与引用标准原理图文档的图纸符号相同,但不会显式添加到项目中。

器件图纸

器件图纸是为在不同设计中复用而开发的构建模块。它们通常包含可用于多个项目的预定义电路,例如电源电路。

一张器件图纸可用于多个项目。
一张器件图纸可用于多个项目。

器件图纸以普通原理图文档的形式创建,并存储在已指定的器件图纸文件夹中。它们不是作为文档添加到项目中,而是像元器件一样在项目中放置和引用。器件图纸包含在项目层次结构中,在 Projects 面板中可通过不同的文档图标与标准原理图文档区分。

器件图纸通常默认配置为只读。这样,团队中的所有设计人员都可以确信这些图纸已经完成并可直接使用,同时也能确保设计团队中的任何人都不会意外修改它们。由于配置为只读,元器件位号和原理图图纸编号都无法更改。

器件图纸与普通原理图的根本区别在于:当项目包含器件图纸时,软件会提供额外功能来处理元器件位号标注和原理图图纸编号。

器件图纸与受管图纸的比较

在了解设计复用时,您可能见过 device sheets 和 managed sheets 这两个术语。从提供的功能来看,两者非常相似。它们都提供了一种简单直接的机制来复用现有设计内容,并且都支持项目级的元器件位号重新标注和原理图图纸编号。

器件图纸与受管图纸的主要区别在于存储、修订管理、共享和访问控制。器件图纸必须由设计人员在本地或共享驱动器上进行管理。受管图纸则存储在已连接的 Workspace 中,并由其管理,从而提供可靠的数据完整性保障、高级内容共享、交互式历史记录以及完整的修订和生命周期管理等优势。

► 了解有关使用受管原理图

的更多信息 ► 了解有关使用已连接的 Workspace 进行设计

的更多信息 启用器件图纸支持

  1. 使用 Windows 文件资源管理器,在合适的位置创建一个文件夹来存放器件图纸。如果需要,可以创建一个名为 Device Sheets 的父文件夹,并根据公司的要求创建子文件夹,例如 Data Conversion、Power 等。

  1. 在 Preferences 对话框的 Data Management - Device Sheets 页面中指定器件图纸父文件夹,如下所示。如有需要,请启用 Include Sub-folders 选项。

创建器件图纸

任何普通原理图都可以作为器件图纸,包括含有引用其他原理图的图纸符号的原理图。当原理图从器件图纸文件夹中作为器件图纸放置时,软件便会将其识别为器件图纸,应用 Preferences 对话框中定义的器件图纸控制选项,并遵循专门的位号标注和图纸编号命令。

如前所述,器件图纸通常配置为只读。使用器件图纸的难点并不在于保护这部分设计不被修改,而在于处理设计完成后的收尾工作,即原理图图纸编号和元器件位号标注。

在将原理图复制或移动到器件图纸存储文件夹之前,应做好以下准备工作:

  • 将器件图纸视为已完成的设计成果;确保已应用正确的模板,并定义了所需的公司注释和特殊字符串。

  • 为器件图纸采用系统化的命名规则,有助于它们在 Select Device Sheet 对话框中有序排列。

  • 在将器件图纸原理图放入器件图纸文件夹之前,先进行位号标注(Tools » Annotation » Annotate Schematics)。有些设计人员采用简单的扁平式元器件编号方案,而另一些则会添加反映电路功能的后缀。设计完成后,可以在整个项目中重新编号所有图纸和元器件。

在项目中使用器件图纸

通过放置代表器件图纸的图纸符号,即可在项目中使用该器件图纸。操作步骤如下:

  1. 从主菜单运行 Place » Device Sheet Symbol 命令,使用 Active Bar 上的 Device Sheet Symbol 命令(),或者在设计空间中右键单击,然后从上下文菜单中选择 Place » Device Sheet Symbol 命令。

  2. 此时将打开 Select Device Sheet 对话框。左侧的树状视图显示在 Preferences 对话框的 Data Management - Device Sheets 页面中所选文件夹下的文件夹结构。在所选文件夹中检测到的所有原理图都会列在右侧,如下所示。在 Filter 字段中输入所需字符,以筛选目标器件图纸。

    在左侧选择正确的器件图纸文件夹,然后在右侧选择所需的器件图纸。在左侧选择正确的器件图纸文件夹,然后在右侧选择所需的器件图纸。

    单击 Device Sheet Folders 按钮,打开 Device Sheet Folders 对话框。此对话框列出所有现有的器件图纸文件夹,并允许您添加、删除或调整其顺序。

  3. 选择所需的器件图纸,然后单击 OK。随后将返回原理图编辑器,该器件图纸的图纸符号会悬浮在光标上。

  4. 单击以将图纸符号放置在所需位置。请注意,器件图纸符号与引用普通原理图的图纸符号不同,它带有圆角和循环利用标志。您可以调整已放置符号的大小,并重新定位图纸入口。

    已放置的器件图纸符号
    已放置的器件图纸符号

  5. 请注意,器件图纸使用的文档图标与普通原理图不同。

    器件图纸在项目层次结构中以专用的器件图纸图标显示。器件图纸在项目层次结构中以专用的器件图纸图标显示。

器件图纸符号将被分配位号 U_<DeviceSheetFileName>;请根据需要进行修改。

现在可以像标准图纸符号一样为器件图纸布线。所有标准布线功能均受支持,包括网络标签、端口和图纸入口、电源端口以及线束。

将器件图纸符号放置到原理图文档后,其行为与标准图纸符号相同,但具有不同的图形属性,以表明它引用的是器件图纸。请注意,器件图纸的 File Name 属性不使用 .SchDoc 文件扩展名。

► 了解有关创建连接关系的更多信息。

器件图纸属性


只读器件图纸。请注意,设计窗口底部的 Editor 选项卡带有后缀 (ReadOnly),表示您正在查看无法编辑的器件图纸
。 此外,还可以选择显示只读水印和器件图纸(循环利用)水印。

放置器件图纸符号后,打开器件图纸以查看其图形属性。器件图纸默认为只读 ,此设置在 Preferences 对话框的 数据管理 - 器件图纸 页面中的 Options 部分配置。请注意,Read-Only 选项与图纸上 Read Only Watermark 的显示相互独立。检查设计窗口底部的 Editor 选项卡,确认图纸是否为 ReadOnly(如上图所示)。

编辑器件图纸

您可以通过以下两种方式之一编辑器件图纸: 从器件图纸文件夹中的源原理图文档进行编辑,或直接在项目中进行编辑。

从器件图纸文件夹编辑器件图纸

这是修改器件图纸的推荐方式。

要从器件图纸文件夹编辑器件图纸:

  • 关闭所有引用该器件图纸的已打开项目。如果当前有引用该器件图纸的项目处于打开状态,您将无法将其作为源原理图打开。

  • 使用 File » Open 命令,从器件图纸文件夹中的源文件打开器件图纸。该图纸将显示为标准原理图,不带任何水印。

  • 根据需要进行修改,保存更改,然后关闭器件图纸。

请注意,修改器件图纸后,所有引用它的项目也都会更新。

直接在项目中编辑器件图纸

不建议采用这种器件图纸编辑方式,因为这意味着当前安装的软件中的所有器件图纸都可以被编辑。

要直接在项目中编辑器件图纸:

  • 单击右上角的  ,打开 Preferences 对话框。

  • 打开 Data Management - Device Sheets 页面。

  • 取消选中 Make Device Sheets in Projects Read-Only 复选框,然后单击 OK。

根据需要配置器件图纸选项。请注意,这些是环境设置,意味着它们适用于当前安装的软件中所有设计的所有器件图纸。

您会注意到,器件图纸变为可编辑状态后,只读水印将被移除,且 Editor 选项卡不再带有 (ReadOnly) 后缀。

使用器件图纸进行层次化设计

器件图纸可以包含器件图纸符号,但由于层次结构方面的限制,它不能作为项目的顶层图纸。使用器件图纸时,层次结构的深度不受限制。

要准备层次化器件图纸:

  • 准备所有相关的子原理图文档,并将其作为器件图纸保存到器件图纸文件夹中 。

  • 在父级原理图中放置器件图纸符号 ,并将该原理图保存到器件图纸文件夹中。

此原理图是一张器件图纸,其上还放置了一个器件图纸符号 ,用于引用子器件图纸。
此原理图是一张器件图纸,其上还放置了一个器件图纸符号 ,用于引用子器件图纸。

器件图纸也可用于多通道设计 ——该功能允许重复使用一部分电路,而无需复制/粘贴该部分。

► 了解有关多图纸与多通道设计的更多信息。

使用器件图纸重构设计

Main article: 设计重构

设计过程往往没有固定结构,而是逐步自然发展的。设计人员可能同时构思设计中多个部分的方案,并随着想法的演变逐步绘制各部分电路。这意味着,最初组织有序、布局整齐的一组原理图,可能会变得拥挤且杂乱。虽然可以通过剪切、复制和粘贴来重新组织原理图设计,但这并不总是最佳方法。

为什么不使用剪切和复制?每个元件在放置时都会被分配一个唯一标识符,而每当元件被剪切、复制和粘贴时,该标识符都会自动重置。这样管理 UID 是为了确保设计中使用的每个 UID 只有一个实例,因为它是将原理图元件与 PCB 元件关联起来的关键字段。如果设计尚未传输到 PCB 编辑器,使用剪切/复制/粘贴的方法没有问题;但如果已经传输,则最好使用重构工具。

将子电路移动到另一张图纸

将一部分电路从一张图纸移动到另一张图纸的最简单方法是,先选中该部分电路,然后从主菜单运行 Edit » Refactor » Move Selected Subcircuit to Different Sheet 命令(存在选中对象时,也可通过右键菜单使用该命令)。随后将打开 Choose Destination Document 对话框。选择 目标图纸并单击 OK 后,该图纸将显示出来 ,子电路会悬浮在光标上,等待放置。

使用 Move Selected Subcircuit to Different Sheet 命令,可以轻松将选中的电路部分移动到项目中的另一张图纸
使用 Move Selected Subcircuit to Different Sheet 命令,可以轻松将选中的电路部分移动到项目中的另一张图纸。

重构命令支持:

  • 将现有原理图转换为器件图纸。

  • 将器件图纸转换为普通原理图图纸。

  • 将一部分电路移动到另一张图纸。

  • 将部件转换为图纸符号。

► 了解有关设计重构的更多信息。

为元件和图纸编号

为确保器件图纸中电路的完整性,在正常设计使用过程中不应对其进行编辑。这意味着不应在图纸上修改图纸编号和位号分配。那么,如何为项目中的所有图纸编号,并为所有元件标注位号呢?

这两项任务由两个命令管理:使用 Annotate Compiled Sheets 命令为图纸编号,使用 Board Level Annotation 命令为元件标注位号。图纸编号和位号分配存储在单独的文件 <ProjectName>*.annotation 中。 

元件位号标注工具需要知道处理原理图图纸的顺序。因此,最好先为图纸编号,再为元件编号。

为已编译的器件图纸标注位号

Main article: 为图纸编号

作为板级位号标注功能的补充,Tools » Annotation » Annotate Compiled Sheets 命令用于为器件图纸分配唯一编号 ,而不修改源原理图。与元件位号标注一样,图纸编号也存储在 <ProjectName>*.annotation 文件中。

关于图纸编号的说明:

  • 可以按照图纸在 Projects 面板中出现的顺序对其进行编号。可在 Projects 面板中通过拖放更改此顺序。更改顺序后请保存工程, 以便使用标注对话框时,工程文件能够反映最新顺序。请注意,器件图纸不支持通过拖放更改顺序。

  • 使用 Tools » Annotation » Number Schematic Sheets 对非器件图纸进行编号。在对话框上按 F1,可详细了解其中的选项和控件。

  • 使用 Tools » Annotation » Annotate Compiled Sheets 对所有图纸(包括器件图纸)进行编号。

  • “标注”对话框支持直接输入数值,有时这样操作会更高效。

  • 许多“标注”对话框都有双功能按钮,例如 Annotate Sheet 按钮(如上图所示):

    • 单击按钮上的向下箭头以显示编号选项; 根据需要配置这些选项

    • 然后单击按钮本身, 按照刚刚选择的选项进行编号。

     

► 详细了解已编译图纸的标注。

元件标注

为了在整个工程中为元件分配唯一位号,软件提供了名为“板级标注”的功能。此命令不会修改源原理图,而是存储映射信息,将每个逻辑原理图位号映射到其在 PCB 上显示的物理 PCB 位号。 这些位号映射存储在名为 <ProjectName>*.annotation 的工程文件中。板级标注对话框提供了丰富的标注选项。

板级标注允许对已完成的设计重新进行标注,为每个元件分配唯一的物理位号。
板级标注允许对已完成的设计重新进行标注,为每个元件分配唯一的物理位号。

使用板级标注时的注意事项(以上图为参考):

  • 运行 Board Level Annotate 命令之前,必须使用 Tools » Annotation » Annotate Schematics 命令为所有原理图元件分配位号。这可确保原理图源数据(包括多部件元件的封装选项)可用作板级标注过程的输入。请注意,在将器件图纸作为源文件打开进行编辑时,就应已完成其中元件的标注。 

  • 运行 Tools » Annotation » Board Level Annotate 命令即可执行板级标注。

  • 在上图中,原理图的 Editor 选项卡处于活动状态。此选项卡始终以标准字号显示逻辑位号, 并以上标形式显示所分配的物理(PCB)位号。原理图的已编译选项卡(本例中为 U_CVE)则相反; 它以标准字号显示物理位号,并以上标形式显示逻辑位号。此行为可在 Preferences 对话框的 原理图 - 编译器页面中配置,如下图所示。

  • 默认情况下,PCB 编辑器显示物理位号。可在 Properties 面板的 Board 模式下更改此设置, 如下图所示(在 PCB 设计空间中未选中任何对象时显示)。

► 详细了解板级标注。

故障排除

如果打开的工程包含器件图纸,但尚未指定这些图纸的位置,则会显示以下对话框,其中列出了无法找到的器件图纸。

如果单击 Yes,将打开 Preferences 对话框中 Data Management - Device Sheets 页面的器件图纸文件夹部分。可能是尚未启用 Include Sub-Folders 选项。否则,如果工程中使用的器件图纸存储在其他位置,请添加 新路径。

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