Эта статья – попытка написать краткое руководство для начинающих осваивать Altium designer (AD). Я не претендую на профессионализм, как в описании функций пакета, так и его использовании. Тем не менее, я попытался описать работу с практической точки зрения, для несложного проекта и создать задел для дальнейшего самостоятельно изучения пакета. Хочу обратить внимание на уже существующие уроки по Protel DXP Ю. Потапова. Они безусловно обстоятельнее, но уже несколько устарели и некоторые моменты практической работы с пакетом там не освещены.

Все, что здесь описано, я проделал непосредственно во время описания. Результирующий проект доступен для ознакомления.

Для начала я привел руководство по созданию несложной печатной платы мультивибратора (так же как и в уроках Ю. Потапова), основные шаги. Работу с библиотеками, подготовку к производству и подготовку документации я планирую осветить в последующих статьях.

Начать предлагаю с некоторых соглашений, дабы избежать разночтений.

1. В региональных настройках операционной системы заменен разделитель целой и дробной части с запятой на точку.Необходимость такой замены обусловлена проблемами в преобразованиях чисел в пакете. Часть ошибок к настоящему времени исправлена, но некоторые еще присутствуют.
2. Используется версия 6.6.7903 пакета и библиотеки входящие в его состав.Должен заметить, что функции использованные мной при создании проекта, практически не изменились, начиная с версии 2002 (Protel DXP). Но хотелось бы избежать проблем связанных с мелкими различиями между версиями пакета. Так же отмечу, что практически к каждому обновлению пакета разработчики выпускают и обновление встроенных библиотек.
3. Перед началом работы, настройки рабочего пространства приведены к начальному состоянию. Отключены все библиотеки. К этому пункту я вернусь непосредственно в начале работы.*

рис. 0

На рис.0 приведено рабочее окно программы с открытым, уже подготовленным проектом:

1. главное меню
2. боковая панель. Отмечу, что на рисунке отображена панель управления проектами или дерево проектов.
3. закладки боковых панелей
4. панель инструментов
5. панель документов
6. закладки слоев документа
7. кнопки отображения открытых боковых панелей
8. настройки отображения элементов в документе
9. кнопки быстрого вызова боковых панелей

Как и во многих программах под Windows, в AD кнопки на панели инструментов дублируют пункты главного меню (или просто меню) и имеют одинаковые иконки. Однако кнопки дублируют не все пункты меню и прямо не подписаны (только всплывающая подсказка), поэтому, при написании я пользовался главным меню.

Все документы открываются внутри одного окна. Одновременно можно открыть несколько документов разного типа и из разных проектов, что очень удобно.

Структура и состав панелей меняются в зависимости от типа открытого документа и могут отличаться от приведенного. Ко всему прочему они настраиваются, что может еще усугубить различие и усложнить работу с данным руководством. Поэтому перед началом работы приведем панели общему виду. Главное меню – View|Desktop Layouts|Default.

Это все что нужно для начала.

рис. 1

На рис. 1 приведено окно программы после запуска. Для начала создадим новый проект. Для этого можно воспользоваться ссылками на заглавной странице (навигация как в Интернет обозревателе) или воспользоваться проверенным способом – через Главное меню – File|Project|PCB Project. Появится панель с деревом проектов (рис. 2).

рис. 2

В дереве проектов создается заготовка проекта со стандартным, для новых проектов, именем. Отмечу, что проект как таковой еще не создан, в дереве проектов только намерение (собственно, как и в большинстве программ для Windows). Сам проект создается после сохранения. Что мы и проделаем. Жмем правой кнопкой на названии проекта (рис. 3) и выбираем Save Project As…

рис. 3

Откроется стандартное окно сохранения файла. Выбираем имя и папку для сохранения проекта и жмем кнопку Save. Здесь поясню подробнее. Проект AD, это файл с описанием наличия документов и связей между ними. Все телодвижения по созданию документов, отчетов происходят относительно этого файла и пути в нем прописаны относительные. Соответственно новые файлы по умолчанию располагаются в папке в которой сохранен сам проект. Поэтому я рекомендую для каждого проекта создавать свою папку с уникальным названием. Ее впоследствии, безболезненно, можно перенести на другой компьютер, открыть проект и получить доступ ко всем его документам. Для примера, я создал папку E:\Altium projects\Outstage и сохранил проект с таким же именем. В дереве проектов обновилось название на - Outstage. Проект, как Вы понимаете – пуст. Исправим досадное недоразумение и добавим в проект лист схемы.

рис. 4

Щелкаем правой кнопкой на названии проекта и в контекстном меню выбираем Add New to Project|Schematic (рис. 4). На рис. 5 - результат этой операции.

рис. 5

В окне документов появляется лист схемы (по умолчанию формат А4) и в дереве проектов схема с названием по умолчанию. Сохраняем схему аналогично сохранению проекта, только выбираем схему в дереве проектов (рис. 6).

рис. 6

Имя файла выбираем по желанию. Обратите внимание, файлы теперь по умолчанию сохраняются в папку с проектом, но место расположения можно изменить. На рисунке 7 видна схема в составе проекта.

рис. 7

Можно начинать рисовать схему.

Начнем с добавления компонента в схему через Главное менюPlacePart… Появляется окно выбора компонентов (рис. 8).

рис. 8

Здесь Placement Type – From Standard Libraries оставляем, будем на первом этапе пользоваться встроенными библиотеками. В окне остались артефакты от моих проектов, но по идее поля должны быть пусты. Жмем кнопку с тремя точками, чтобы выбрать библиотеку, компонентами нужно использовать.

Появилось окно выбора библиотеки компонентов (рис. 9).

рис. 9

На данном примере оно пустое, я намеренно удалил все ссылки для имитации самого тяжелого случая. В вашем случае там должны быть прописаны стандартные библиотеки. Т.е. в случае пустого окна или необходимости добавить библиотеку жмем кнопку с тремя точками. Появляется окошко с настройками библиотек (рис. 10).

рис. 10

Жмем кнопку Install… Далее в окне выбора файла находим стандартные библиотеки (рис. 11, я специально подсветил тип файла - IntLib).

рис. 11

Путь к библиотекам я указывал ранее. Выделяем и жмем Открыть. Повторяем операцию для второй библиотеки. На рис. 12 приведен вид окна с установленными библиотеками. Жмем Close.

рис. 12

Теперь окно выбора библиотеки и компонента (рис. 13) приобрело другой вид. Сверху окна видно наименование библиотеки, появился список компонентов и справа символ, и посадочное место.

рис. 13

Выбираем подходящий (рис. 14) и жмем OK.

рис. 14

Возвращаемся в окно выбора компонентов (рис. 15). Здесь уже заполнены все поля и есть возможность изменить некоторые параметры, например позиционное обозначение или тип посадочного места. Знак вопроса в позиционном обозначении – служебный символ, необходим для автоматической нумерации. Вместо него можно сразу поставить номер, но не нужно.

рис. 15

рис. 16

Жмем ОК. После выбора компонента в библиотеке он «прикрепляется» к курсору (рис. 16; в данном случае это транзистор).

рис. 17

Установка компонента производится нажатием левой кнопки мыши в нужном месте рабочего поля (установка компонента вне рабочего поля не допускается, хотя и возможна; к этому моменту я постараюсь вернуться в последующих статьях.). После установки компонент по прежнему «прикреплен» к курсору (рис. 17) и есть возможность установить еще один такой же.

Но в схеме требуется его зеркальная копия, поэтому жмем кнопку X на клавиатуре (рис. 18). Устанавливаем компонент.

рис. 18

Так как больше транзисторы не нужны, нужно вернуться к выбору компонентов в библиотеке. Жмем правую кнопку мыши и возвращаемся в окно выбора компонентов. Выбираем резистор и устанавливаем горизонтально. Следующий нужно повернуть на 90 градусов, для этого жмем пробел (рис. 19). Повторяем операцию для конденсаторов и разъема, который находится в другой библиотеке.

рис. 19

Закрыть окно выбора компонентов можно кнопкой Esc. Передвигать рабочее поле можно «зацепив» его правой кнопкой мыши за свободное от элементов место, но этот режим не работает, если мы выбрали компонент. В этом случае можно подтянуть курсор с прикрепленным к курсору компонентом к нужному краю экрана и рабочее поле плавно передвинется. Масштабируется изображение стандартно – колесиком мыши при нажатой кнопке Ctrl. Компоненты можно передвинуть «зацепив» их левой кнопкой мыши, при этом их можно повернуть и сделать зеркальными. На рис. 20 приведен пример расстановки компонентов.

рис. 20

Приступаем к проводникам. Идем в Главное меню|PlaceWire. Подводим курсор к выводу компонента, где он подсвечивается диагональным красным крестом, что означает возможность сделать соединение (рис. 21).

рис. 21

рис. 22

Жмем левую кнопку мыши, и тянем проводник до следующего вывода. На примере рис. 22 видно, что проводник тянется не так, как хотелось бы.

Поворачиваем его пробелом, так же как и компонент (рис. 23, 24).

рис. 23

рис. 24

Дальше есть два пути. Можно присоединить проводник к выводу ближайшего резистора, в этом случае проводник «оборвется», но мы останемся в режиме прокладки проводника (рис. 24). Второй путь – тянуть проводник до следующего резистора, а ближайшему резистору, ввиду пересечения с контактом, проводник «зацепится» сам (рис. 25, 26). Сменить угол прокладки проводника с 90º на 45º можно сочетанием клавиш Shift+пробел.

рис. 25

рис. 26

Теперь хочу отметить нюансы перемещения проводников и присоединенных к ним компонентов. По умолчанию при попытке перемещения проводника, его сегмент (от одного угла или вывода компонента, до другого) «отрывается» от компонентов и, если он изначально рисовался как сегмент, проводника (рис. 27).

рис. 27

рис. 28

Компонент при перемещении просто «отрывается» от проводников (рис. 28). В общем, это удобно. Но в некоторых случаях желательно чтобы проводник тянулся или компонент тянул за собой проводники. В этом случае просто перед перемещением нажимаем кнопку Ctrl и удерживаем еЈ во время перемещения (рис. 29, 30).

рис. 29

рис. 30

Хотя, как видно на рисунке 30 могут появиться артефакты. Готовая схема приведена на рис. 31. Я по привычке добавил символ земли через Главное менюPlacePower Port, который автоматически именует присоединенную цепь. Добавить имя для других цепей, можно поставив ярлык через Главное менюPlaceNet Label.

рис. 31

Я рассмотрел основные операции при рисовании схемы, остальное я предлагаю опробовать самостоятельно.

Не забываем сохраняться.

Теперь вернемся к позиционным обозначениям. На этапе добавления компонента в схему я обращал внимание на знак вопроса в позиционном обозначении, он и будет заменяться на цифру или цифро-буквенный код. AD позволяет сделать это автоматически. Идем в Главное менюToolsAnnotate… Получаем окно расстановки позиционных обозначений (рис. 32).

рис. 32

Сначала выбираем порядок расстановки (отмечен стрелкой) – Down Then Across, картинка под списком наглядно показывает процесс. Далее жмем Update Changes List. Всплывающее окно информации (рис. 33) показывает, сколько позиционных обозначений обновлено.

рис. 33

Теперь в окне справа мы видим изменения в списке – колонка Proposed. Если все устраивает, а оно устраивает – жмем Accept Changes (create ECO). Только сейчас изменения вносятся в схему. Мы получаем окошко со списком изменений, которые должны быть внесены в схему (рис. 34).

рис. 34

Жмем кнопку ValidateChanges, и система проверяет возможность внесения изменений без ошибок. Смотрим статус (рис. 35) – все в порядке.

рис. 35

Жмем кнопку Execute Changes. Если все прошло удачно – получаем рис. 36. Все, изменения внесены в схему.

рис. 36

Еще несколько моментов. По умолчанию сортировка компонентов производится по полю Comment, и если что-то не устраивает, можно попробовать изменить правило. Еще нужно обратить внимание на количество обновленных позиционных обозначений относительно количества компонентов в схеме. Если у одного или нескольких компонентов уже проставлены позиционные обозначения, то они обновлены не будут. Это позволяет задать некоторые позиционные обозначения вручную. В случае необходимости обновления всех позиционных обозначений, их необходимо предварительно сбросить. Эта операция повторяет аннотацию, только вместо кнопки UpdateChanges List, жмем ResetAll.

Теперь окошко можно закрыть. На рис. 37 представлена схема с проставленными позиционными обозначениями.

рис. 37

У каждого компонента видны три атрибута: позиционное обозначение, комментарий, номинал. У транзисторов, по понятной причине – номинал отсутствует. Изменить атрибуты можно прямо на схеме. Двойной клик на номинале вызовет окно свойств атрибута. Все атрибуты для компонента можно изменить в окне свойств компонента, дважды кликнув на компоненте (рис. 38). Стрелками я указал основные, это позиционное обозначение и комментарий с флажками видимости, номинал, посадочное место.

рис. 38

Изменяем необходимые. Далее, для красоты, можно подвигать атрибуты. Однако нам мешает большой шаг сетки перемещения – 10. Изменим на меньший через Главное менюViewGridsSet Snap Grid… В окошке выбора шага сетки меняем значение на 5. Отмечу, что предыдущее значение шага сетки осталось стеке и межу ним и новым значением можно переключаться клавишей G. Текущее значение выводится в строке состояния в левом нижнем углу. Теперь можно более точно установить атрибуты. Просто «цепляем» их мышкой и тянем на нужное место. После этого, можно скрыть комментарии у резисторов и конденсаторов, через окно свойств, и готовую схему сохранить. Безусловно, для больших схем установить атрибуты для каждого компонента – весьма утомительная задача. Нам на помощь, здесь, приходит «конек» AD – инспектор. Это инструмент для правки групп параметров.

рис. 39

Попробуем с помощью инспектора скрыть атрибуты у резисторов и конденсаторов. Выделяем на схеме атрибут, щелкаем на нем правой кнопкой мыши и выбираем Find Similar Objects… (рис. 39) и получаем окошко – мастер ввода параметров (рис. 40), в котором выбираем параметры запроса, точнее изменяем по необходимости.

рис. 40

В нашем случае меняем параметры совпадения в Object SpecificValue и Object SpecificParameter Name с Any на Same. Т.е. получается, что мы выбираем все комментарии с именем Res1. Ставим галочку Select Matching (выбрать все подходящие). Далее нажимаем Apply, на схему будет «наложена» маска, подсвеченными останутся только комментарии для резисторов (рис. 41). Проверяем, чтобы стояла галочка Run Inspector.

рис. 41

Смотрим на схему - все ли выделилось. Если все нормально, жмем OK. Запустится SCH inspector (рис. 42). Это собственно говоря и есть средство редактирования.

рис. 42

Там ставим галочку GraphicalHide и смотрим на результат (рис. 43).

рис. 43

Закрываем инспектор и в правом нижнем углу программы жмем кнопку Clear, чтобы отменить маскирование (рис. 44, 45). Не забываем сохраняться.

рис. 44

рис. 45

В общем, схема готова, и ее можно передать на плату. Но остался неосвещенным еще вопрос. Для подготовки схемы мы воспользовались интегрированной библиотекой. Изменение/добавление компонентов библиотеки не допускается, что ограничивает возможности редактирования схемы. Чтобы обойти это ограничение, создадим свои библиотеки.

Нужно отметить, что в схеме содержится полная информация о компоненте и еЈ можно «добыть» из схемы. Эта же особенность позволяет изменять компоненты прямо на схеме. К примеру, назначение и имена выводов, ссылку на посадочное место и другие, но это придется делать для каждого компонента отдельно. Это выручает в случае с простейшей схемой, но увеличивает вероятность что-то забыть в сложных, не считая труда по редактированию каждого компонента. Многие параметры изменить в схеме нельзя, например – графическое изображение.

Воспользуемся схемой, как заготовкой будущей библиотеки. На экране перед нами схема – это важно. Как я упоминал ранее, в оболочке AD может быть открыто несколько документов. Все действия производятся в текущем, в зависимости от этого меняется состав главного меню и панелей. Переключаться между документами можно с помощью панели, под главным меню, работающей как панель задач Windows. Теперь идем в Главное менюDesignMake Schematic Library. Извлекаются символы из схемы, и создается библиотека (схемная). Появляется боковая панель – SCH Library и открывается первый по списку символ для редактирования. Окошко информации подсказывает, сколько извлечено символов из схемы (рис. 46).

рис. 46

Но библиотека, как таковая, еще не прописана в проекте и связи еще не обновлены. Об этом, косвенно, говорит отсутствие вида посадочного места в окошке просмотра (рис. 47).

рис. 47

Теперь необходимо вернуться к дереву проектов. Переключение между открытыми панелями осуществляется с помощью закладок (рис. 48). В дереве проекта появилась библиотека символов. Сохраняем библиотеку аналогично сохранению проекта и схемы.

рис. 48

Это важный момент! После каждого внесения изменений в библиотеку еЈ нужно сохранить, только после этого изменения вступают в силу. Возвращаемся к панели SCHLibrary. Заменим компоненты в схеме на только что созданные. Для этого щелкаем правой кнопкой мыши на названии компонента в боковой панели и выбираем в контекстном меню Update Schematic Sheets(рис. 49).

рис. 49

Информационное окошко сообщит нам о количестве замененных компонентов (рис. 50), здесь не лишним будет «прикинуть», все ли обновилось и на тех ли схемах.

рис. 50

Отмечу, что изменения вносятся в открытые документы. Заменяются компоненты с совпадающими именами. Об этом нужно помнить. В нашем случае все имена совпадают, так как мы сформировали библиотеку из схемы.

Проверить результат можно с помощью инспектора (вызывается клавишей F11). Выделяем компонент и смотрим в инспекторе поле Object SpecificLibrary (рис. 51), в нем должно быть имя вновь созданной библиотеки. Далее мы передадим информацию на плату.

рис. 51

Снова возвращаемся к дереву проектов. Щелкаем правой кнопкой на названии проекта и контекстном меню выбираем Add New To ProjectPCB. Откроется заготовка платы, и в дереве проекта появится ссылка с названием по умолчанию (рис. 52). Сохраним плату, щелкнув правой кнопкой мыши на ссылке, выбрав Save As…, и потом - удобоваримое имя.

рис. 52

Напомню, сохраняем все в папку проекта. Возвращаемся к схеме через панель документов. Теперь передадим информацию на плату. Идем в (рис. 53).

рис. 53

Вообще-то выражение «передача информации на плату» несколько некорректно. С точки зрения AD, таким образом, мы нивелируем различия между схемой и платой. А так как на плате отсутствуют элементы, присутствующие в схеме, то они добавляются. Напомню так же, что изменения вносятся в открытый документ. Если бы мы создали две заготовки платы и открыли их, то в меню появились бы два пункта Update PCB Document с соответствующими именами. Но лучше придерживаться правила: один проект – одна плата.

Появляется уже знакомое нам окно ECO (рис. 54).

рис. 54

Жмем кнопку Validate Changes. Смотрим на результат и видим первый «сюрприз», - отсутствие посадочного места (рис. 55, ситуация была создана искусственно, для примера действий в нештатной ситуации).

рис. 55

Закрываем окошко. Переходим в окно библиотеки. Открываем панель SCHLibrary. Щелкаем дважды по названию элемента. В окне свойств смотрим на окошко предварительного просмотра посадочного места. В нем пусто, что косвенно говорит нам о проблеме с поиском посадочного места. Выделяем имя посадочного места (рис. 56) и жмем кнопку Edit… В окне выбора посадочного места, снова смотрим в окно предварительного просмотра.

рис. 56

Посадочное место есть, однако в критерии поиска библиотеки указано Use footprint from integrated library (рис. 57). Замечу, что мы заменили в схеме все элементы из интегрированной библиотеки, на элементы из схемной, что подразумевает поиск библиотеке посадочных мест, а таковую мы еще не создали.

рис. 57

Исправим недоразумение. Изменим состояние переключателя PCB Libraryна Any, тем самым, разрешив поиск подходящего посадочного места во всех подключенных библиотеках. И несмотря на пропавшее изображение посадочного места, закрываем окошко. Повторяем действие для остальных элементов. Сохраняем библиотеку. Обновляем компоненты в схеме. Снова пробуем передать информацию на плату (рис. 58). На этот раз, все в порядке.

рис. 58

Жмем кнопку Execute Changes. Изменения успешно внесены (рис. 59).

рис. 59

Сейчас мы видим на экране заготовку платы. Однако на ней нет элементов . Паниковать не нужно . Если в окне ECO, все прошло нормально, значит элементы есть. Просто они за пределами поля видимости. Сдвинем изображение влево, «зацепив» его правой кнопкой мыши (в редакторе печатных плат действую те же приемы, что и в редакторе схем) и увидим искомые компоненты (рис. 60). Не забываем сохраняться.

рис. 60

Создадим свою библиотеку посадочных мест. Для этого воспользуемся приемом, использованным при создании библиотеки символов. Идем в Главное менюDesignMake PCB Library. Сохраняем библиотеку. Процесс аналогичен созданию библиотеки символов, за одним исключением. Библиотека создалась как свободный документ, т.е. не входит в проект (рис. 61).

рис. 61

Добавим еЈ в проект, просто «перетащив» мышкой в дереве проекта на папку Libraries (рис. 62).

рис. 62

После чего идем в библиотеку символов. Последовательно открываем окно свойств каждого компонента и далее окно выбора посадочного места (рис. 63). Убеждаемся, что обновились ссылки на посадочные места;

рис. 63

На всякий пожарный случай, обновляем компоненты на схеме. Для этого, в боковой панели SCH Library, в списке компонентов, щелкаем на названии компонента правой кнопкой мыши и выбираем пункт Update Schematic Sheets. Информационное окошко любезно подскажет нам, все ли компоненты обновились. Эту операцию мы уже выполняли, но в контексте замены библиотечных компонентов.

Теперь обновляем плату. Для этого переключаемся на схему и выполняем Главное меню|DesignUpdate PCB Document Outstage.PcbDoc. Если на этапе обновления библиотек, мы не затронули непосредственно компоненты и схему, то информационное окошко подскажет нам, что схема и плата соответствуют друг другу. Это можно считать еще одной стадией проверки. Если же компоненты или схема были изменены, то появится окно ECO. Здесь мы можем обновить компоненты на плате или вернуться к схеме и поискать, что же мы изменяли J