庫文件創(chuàng)建中存在的問題與策略

摘 要： 學生在學習創(chuàng)建原理圖庫、印制電路板封裝庫和集成元件庫三個庫文件的過程中，存在理不清原理圖庫文件與其中元件的關(guān)系、理不清印刷電路板封裝庫文件與其中封裝的關(guān)系、不知怎樣給原理圖元件符號追加封裝、不知怎樣創(chuàng)建集成元件庫及怎樣調(diào)用等問題。針對這些問題，采用任務驅(qū)動、教學做一體化教學的解決方案，使學生在反復練習中構(gòu)建知識、獲得技能，達成教學培養(yǎng)目標。實踐表明，該方案達到了預期效果。

關(guān)鍵詞： Protel DXP 2004； 原理圖庫； PCB封裝庫； 集成元件庫； 任務驅(qū)動

中圖分類號： TN710?34； TP311 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）10?0147?03

Abstract： In order to solve the problems in creation process of three library files for students to learn the principle of gallery PCB encapsulation library and integrated component library， because the relation of schematic library files with their elements， and printed circuit board package library files with their packages is not clear， and the students don't know how to add packages for schematic element symbols， don't know how to create integrated element library and how to call them， some solutions are proposed in this paper. The task driver teaching and integration teaching are adopted to solve these problems and achieve the teaching goals of enabling the students to construct knowledgeand acquire skills by practice more.

Keywords： Protel DXP 2004； schematic library； PCB encapsulation library； integrated component library； task driver

0 引 言

Protel DXP 2004教學中發(fā)現(xiàn)，學生在學習原理圖庫、印刷電路板封裝庫和集成元件庫三個庫文件創(chuàng)建中的創(chuàng)建多個元件或封裝內(nèi)容時，存在理不清原理圖庫文件與其中的元件的關(guān)系、理不清PCB封裝庫文件與其中封裝的關(guān)系、不知怎樣給原理圖元件符號追加封裝，不知怎樣創(chuàng)建集成元件庫及怎樣調(diào)用等問題。

針對這些，采用“任務驅(qū)動”、“教學做”一體化教學方法，以“聲光控開關(guān)電路PCB圖形設計”項目中麥克風、4011、光敏電阻的元件符號和封裝設計為例，說明有關(guān)問題，邊講邊練，在反復練習中歸納總結(jié)、構(gòu)建知識、獲得技能。

1 創(chuàng)建原理圖庫文件

1.1 創(chuàng)建帶有“+”符號的元件麥克風 “MIC”

首先創(chuàng)建原理圖庫文件，它的更名是通過執(zhí)行【保存】或【另存為】，并更名為“MY. SchLib”。

其次創(chuàng)建原理圖元件符號文件，在剛打開庫文件的同時，也打開了元件符號編輯器界面，單擊【SCH Library】面板標簽，元件符號命名通過執(zhí)行【工具】/【重新命名元件】，命名為“MIC”， 按要求和步驟創(chuàng)建元件麥克風 “MIC”符號。在設置引腳時，帶X的一端放在外側(cè)，并且處在柵格相交點上，有利于元件的正確連線[1]，兩引腳名稱和標識雖都為“不可視”，但一定要輸入。在引腳1旁放置“+”號，起提醒作用，軟件自帶符號沒有極性，給許多初學者安裝帶來了麻煩 [2]。

最后編輯元件屬性，單擊“元件區(qū)”的“編輯”按鈕或執(zhí)行【工具】/【元件屬性】，將默認標識符設為“MK？”，“？”是為自動編號提供方便，將注釋設為“MIC”。

1.2 創(chuàng)建多組件元件“4011”

在剛創(chuàng)建MY. Schlib庫文件中，增設“4011”元件符號。為方便管理，一個庫文件可以“裝” N個元件，方法是單擊 “元件區(qū)” 的“追加”按鈕或執(zhí)行【工具】/【新元件】，打開一個新的作圖區(qū)，保存并更名為“4011”。

“4011”元件符號為多組件元件，其內(nèi)部含4只功能相同的二輸入與非門組件Part A至Part D，繪制原理圖時分別調(diào)用，但它們在 PCB中封裝在一起[3]。設計第一組件Part A元件符號，執(zhí)行【工具Tools】/【新元件New Component】，但設計第二單元、第N單元是執(zhí)行【工具】/ 【NewPart創(chuàng)建部件】，此時元件區(qū)的元件標記符號前立刻出現(xiàn)“+” 號，展開+號，有Part A、Part B等等，“NewPart”是創(chuàng)建元件中的一個子部件 [1，4] 。電源和接地引腳放在任一組件符號旁都可，名稱和標識符輸入完成，設置為“隱藏”。 按照要求，完成“光敏電阻GMDZ”元件符號的創(chuàng)建，即在MY. Schlib庫中有“MIC、4011、GMDZ”三個元件。

2 創(chuàng)建元件封裝庫文件

2.1 創(chuàng)建麥克風封裝“MK”

手工創(chuàng)建方法，創(chuàng)建PCB庫文件，庫文件命名是通過執(zhí)行【保存】或【另存為】實現(xiàn)，保存并更名為“MY. PCBLIB”；在剛打開庫文件的同時，也打開了元件封裝編輯器的界面，元件封裝命名是執(zhí)行【工具】/ 【元件屬性】，并更名為“MK”。按要求，創(chuàng)建麥克風封裝“MK”，不忘將序號為“1”的焊盤設置為參考點。

2.2 創(chuàng)建光敏電阻封裝“GR”

在剛創(chuàng)建PCB封裝庫文件中，增設光敏電阻的封裝。在MK名稱上單擊右鍵，出現(xiàn)下拉菜單，選擇“新建空元件”，或執(zhí)行【工具】/【新元件】，都會打開一個空白的作圖區(qū)，命名為“GR” 并保存。一個PCB 庫文件可“裝”N個封裝，完成“光敏電阻GR”封裝創(chuàng)建，即在MY.PCBlib中有“MK、GR”兩個元件封裝。

3 給元件符號追加封裝

（1） 為自創(chuàng)元件“GMDZ”追加名稱為自創(chuàng)“GR”的封裝，且元件符號與其封裝處在同一項目

在【Projects】面板，選擇原理圖庫文件“MY. SCHLIB”， 并切換到【SCH Library】面板，選中名為“GMDZ”元件，在模型區(qū)點擊“追加”或在元件區(qū)點擊“編輯”，再點擊“追加”，都會出現(xiàn)“加新的模型”對話框，選擇要添加的“Footprint封裝”模型，又出現(xiàn)“PCB模型”對話框，點擊“瀏覽”， 立即看到剛創(chuàng)建的 “MY. PCBLIB”及其中的封裝模型，選中封裝“GR”，三次點擊“確認”， 追加封裝完成任務。同樣方法，為“MIC” 元件追加封裝“MK”。

（2） 為自創(chuàng)元件“4011”追加軟件自帶封裝模型“DIP?14”，元件與其封裝不在同一項目

出現(xiàn)“庫瀏覽” 對話框前，操作步驟與第一種情況相同，接著在此界面點擊“…”按鈕，至“可用元件庫” 對話框，點擊“安裝”選項下的“安裝” 按鈕，至“打開”對話框，在查找范圍中，找到所需的封裝庫文件C：＼Program Files＼Altium2004＼Library＼Pcb＼Dual ? In? Line Package，選中并點擊“打開”，此庫文件出現(xiàn)在安裝元件庫列表中，點擊“關(guān)閉”回至“庫瀏覽” 對話框，選擇“DIP?14”，執(zhí)行二次 “確定”。

4 創(chuàng)建集成元件庫文件

集成庫是指將元器件的原理圖符號和相關(guān)的PCB封裝、Spice仿真模型、信號完整性模型等信息集成到一起而形成的庫文件，其文件擴展名為“*.InLib”[5?7]。Protel DXP 2004使用了集成庫的管理模式，集成庫的管理模式給元器件庫的加載、網(wǎng)絡表的導入及原理圖與PCB之間的同步更新帶來了方便[8]。盡管為元件追加了封裝，但應用環(huán)境變了，網(wǎng)絡表導入時，會出現(xiàn)元件丟失的錯誤，因此有必要創(chuàng)建集成元件庫。

4.1 創(chuàng)建集成元件庫

執(zhí)行【文件】/【創(chuàng)建】/【項目】/【集成元件庫】，創(chuàng)建一個集成元件庫項目，在【Projects】面板中出現(xiàn)新建的文件包項目“Integrated_Library1.LibPkg” [6]，保存并命名為“集成庫. LibPkg”，此文件包目前是空的，必須為該項目添加需要的原理圖庫和封裝庫源文件 [9]。

添加原理圖庫源文件“MY. SCHLIB”， 方法是在“集成庫. LibPkg”名稱上單擊右鍵，在彈出的菜單中選擇【追加已有文件到項目中】，在查找范圍對話框，找到要添加的庫文件，單擊“打開”按鈕。同樣方法，將PCB封裝庫源文件“MY.PCBLIB”添加到“集成庫.libPkg”。

接下來給元件符號添加封裝模型，前面已為元件“MIC” 和“GMDZ” 追加了各自封裝。最后是編譯集成庫，單擊【項目管理】/【Compile Integrated Library集成庫 .LIBPkg】，編譯后的系統(tǒng)將自動激活【Libraries】面板，生成了“.IntLib”格式且與集成元件庫項目同名的“集成庫.IntLib”文件，如圖 1 所示，無論源庫文件在什么地方，元件信息被存儲在一起，使集成庫真正可以隨意移動[10]。

4.2 調(diào)用集成元件庫文件

自創(chuàng)“集成庫.IntLib” 庫文件，按一般元件庫加載方法進行加載。加載關(guān)鍵是知其保存的位置，它保存的位置“隱蔽”。當編譯集成庫項目結(jié)束，系統(tǒng)在用戶指定位置自動生成“集成庫.IntLib” 庫文件，并同時產(chǎn)生一個名為 “Project Outputs for 集成庫”的文件夾，而“集成庫.IntLib” 庫文件“藏”于文件夾中，它才是用戶真正所需。

5 結(jié) 語

通過具體的任務驅(qū)動、教學做一體化練習，學生理解了原理圖庫文件與其中元件、PCB封裝庫文件與其中封裝的關(guān)系，學會在庫文件創(chuàng)建第2個或第N個元件或封裝的方法，掌握了給元件追加封裝的方法，掌握了創(chuàng)建集成元件庫庫文件及調(diào)用的方法。為鞏固這些知識和技能，又發(fā)布任務，設計收音機的音量電位器和雙連電容符號與封裝、設計單片機最小系統(tǒng)CPU和下載芯片的元件符號及相應封裝，并創(chuàng)建集成庫，繪圖效率大大提高了，達成教學培養(yǎng)目標。

參考文獻

[1] 吳中華.Altium Designer 10使用快速入門[J].電子制作，2012（6）：77?78.

[2] 王明秋.論元器件電氣符號與封裝有無的組合關(guān)系[J].價值工程，2013（11）：22?23.

[3] 鄭曉霞.Protel DXP 2004軟件常見問題及對癥處理[J].電子測試，2013（12）：59?60.

[4] 韓國棟，趙月飛，婁建安，等.Altium Designer Winter 09 電路設計入門與提高[M].北京：化學工業(yè)出版社，2010.

[5] 崔玉美.在Protel DXP 2004中自建集成元件庫的方法[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，34（8）：130?132.

[6] 王淵峰，戴旭輝.Altium Designer 10電路設計標準教程[M].北京：科學出版社，2013.

[7] 陳立新，肖飛，陳義欽.基于PROTEL 2004的元件集成性分析及其模式調(diào)整[J].自動化技術(shù)與應用，2010（12）：71?76.

[8] 馬安良.計算機輔助電路設計 Protel 2004[M].西安：西安電子科技大學出版社，2010.

[9] 張淑慧.創(chuàng)建集成庫的方法[J].職業(yè)，2009（3）：133?134.

[10] 李秀春.如何創(chuàng)建和管理DXP的集成庫[J].科技傳播，2011（4）：192.

[11] 周澤湘.Excel在Protel DXP PCB設計中定位查錯研究與實現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2013，36（4）：65?67.

[12] 崔玉美.在Protel DXP 2004中自建集成元器件庫的方法[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，34（8）：130?132.

2.2 創(chuàng)建光敏電阻封裝“GR”

在剛創(chuàng)建PCB封裝庫文件中，增設光敏電阻的封裝。在MK名稱上單擊右鍵，出現(xiàn)下拉菜單，選擇“新建空元件”，或執(zhí)行【工具】/【新元件】，都會打開一個空白的作圖區(qū)，命名為“GR” 并保存。一個PCB 庫文件可“裝”N個封裝，完成“光敏電阻GR”封裝創(chuàng)建，即在MY.PCBlib中有“MK、GR”兩個元件封裝。

3 給元件符號追加封裝

（1） 為自創(chuàng)元件“GMDZ”追加名稱為自創(chuàng)“GR”的封裝，且元件符號與其封裝處在同一項目

在【Projects】面板，選擇原理圖庫文件“MY. SCHLIB”， 并切換到【SCH Library】面板，選中名為“GMDZ”元件，在模型區(qū)點擊“追加”或在元件區(qū)點擊“編輯”，再點擊“追加”，都會出現(xiàn)“加新的模型”對話框，選擇要添加的“Footprint封裝”模型，又出現(xiàn)“PCB模型”對話框，點擊“瀏覽”， 立即看到剛創(chuàng)建的 “MY. PCBLIB”及其中的封裝模型，選中封裝“GR”，三次點擊“確認”， 追加封裝完成任務。同樣方法，為“MIC” 元件追加封裝“MK”。

（2） 為自創(chuàng)元件“4011”追加軟件自帶封裝模型“DIP?14”，元件與其封裝不在同一項目

出現(xiàn)“庫瀏覽” 對話框前，操作步驟與第一種情況相同，接著在此界面點擊“…”按鈕，至“可用元件庫” 對話框，點擊“安裝”選項下的“安裝” 按鈕，至“打開”對話框，在查找范圍中，找到所需的封裝庫文件C：＼Program Files＼Altium2004＼Library＼Pcb＼Dual ? In? Line Package，選中并點擊“打開”，此庫文件出現(xiàn)在安裝元件庫列表中，點擊“關(guān)閉”回至“庫瀏覽” 對話框，選擇“DIP?14”，執(zhí)行二次 “確定”。

4 創(chuàng)建集成元件庫文件

集成庫是指將元器件的原理圖符號和相關(guān)的PCB封裝、Spice仿真模型、信號完整性模型等信息集成到一起而形成的庫文件，其文件擴展名為“*.InLib”[5?7]。Protel DXP 2004使用了集成庫的管理模式，集成庫的管理模式給元器件庫的加載、網(wǎng)絡表的導入及原理圖與PCB之間的同步更新帶來了方便[8]。盡管為元件追加了封裝，但應用環(huán)境變了，網(wǎng)絡表導入時，會出現(xiàn)元件丟失的錯誤，因此有必要創(chuàng)建集成元件庫。

4.1 創(chuàng)建集成元件庫

執(zhí)行【文件】/【創(chuàng)建】/【項目】/【集成元件庫】，創(chuàng)建一個集成元件庫項目，在【Projects】面板中出現(xiàn)新建的文件包項目“Integrated_Library1.LibPkg” [6]，保存并命名為“集成庫. LibPkg”，此文件包目前是空的，必須為該項目添加需要的原理圖庫和封裝庫源文件 [9]。

添加原理圖庫源文件“MY. SCHLIB”， 方法是在“集成庫. LibPkg”名稱上單擊右鍵，在彈出的菜單中選擇【追加已有文件到項目中】，在查找范圍對話框，找到要添加的庫文件，單擊“打開”按鈕。同樣方法，將PCB封裝庫源文件“MY.PCBLIB”添加到“集成庫.libPkg”。

接下來給元件符號添加封裝模型，前面已為元件“MIC” 和“GMDZ” 追加了各自封裝。最后是編譯集成庫，單擊【項目管理】/【Compile Integrated Library集成庫 .LIBPkg】，編譯后的系統(tǒng)將自動激活【Libraries】面板，生成了“.IntLib”格式且與集成元件庫項目同名的“集成庫.IntLib”文件，如圖 1 所示，無論源庫文件在什么地方，元件信息被存儲在一起，使集成庫真正可以隨意移動[10]。

4.2 調(diào)用集成元件庫文件

自創(chuàng)“集成庫.IntLib” 庫文件，按一般元件庫加載方法進行加載。加載關(guān)鍵是知其保存的位置，它保存的位置“隱蔽”。當編譯集成庫項目結(jié)束，系統(tǒng)在用戶指定位置自動生成“集成庫.IntLib” 庫文件，并同時產(chǎn)生一個名為 “Project Outputs for 集成庫”的文件夾，而“集成庫.IntLib” 庫文件“藏”于文件夾中，它才是用戶真正所需。

5 結(jié) 語

通過具體的任務驅(qū)動、教學做一體化練習，學生理解了原理圖庫文件與其中元件、PCB封裝庫文件與其中封裝的關(guān)系，學會在庫文件創(chuàng)建第2個或第N個元件或封裝的方法，掌握了給元件追加封裝的方法，掌握了創(chuàng)建集成元件庫庫文件及調(diào)用的方法。為鞏固這些知識和技能，又發(fā)布任務，設計收音機的音量電位器和雙連電容符號與封裝、設計單片機最小系統(tǒng)CPU和下載芯片的元件符號及相應封裝，并創(chuàng)建集成庫，繪圖效率大大提高了，達成教學培養(yǎng)目標。

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[9] 張淑慧.創(chuàng)建集成庫的方法[J].職業(yè)，2009（3）：133?134.

[10] 李秀春.如何創(chuàng)建和管理DXP的集成庫[J].科技傳播，2011（4）：192.

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[12] 崔玉美.在Protel DXP 2004中自建集成元器件庫的方法[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，34（8）：130?132.

2.2 創(chuàng)建光敏電阻封裝“GR”

在剛創(chuàng)建PCB封裝庫文件中，增設光敏電阻的封裝。在MK名稱上單擊右鍵，出現(xiàn)下拉菜單，選擇“新建空元件”，或執(zhí)行【工具】/【新元件】，都會打開一個空白的作圖區(qū)，命名為“GR” 并保存。一個PCB 庫文件可“裝”N個封裝，完成“光敏電阻GR”封裝創(chuàng)建，即在MY.PCBlib中有“MK、GR”兩個元件封裝。

3 給元件符號追加封裝

（1） 為自創(chuàng)元件“GMDZ”追加名稱為自創(chuàng)“GR”的封裝，且元件符號與其封裝處在同一項目

在【Projects】面板，選擇原理圖庫文件“MY. SCHLIB”， 并切換到【SCH Library】面板，選中名為“GMDZ”元件，在模型區(qū)點擊“追加”或在元件區(qū)點擊“編輯”，再點擊“追加”，都會出現(xiàn)“加新的模型”對話框，選擇要添加的“Footprint封裝”模型，又出現(xiàn)“PCB模型”對話框，點擊“瀏覽”， 立即看到剛創(chuàng)建的 “MY. PCBLIB”及其中的封裝模型，選中封裝“GR”，三次點擊“確認”， 追加封裝完成任務。同樣方法，為“MIC” 元件追加封裝“MK”。

（2） 為自創(chuàng)元件“4011”追加軟件自帶封裝模型“DIP?14”，元件與其封裝不在同一項目

出現(xiàn)“庫瀏覽” 對話框前，操作步驟與第一種情況相同，接著在此界面點擊“…”按鈕，至“可用元件庫” 對話框，點擊“安裝”選項下的“安裝” 按鈕，至“打開”對話框，在查找范圍中，找到所需的封裝庫文件C：＼Program Files＼Altium2004＼Library＼Pcb＼Dual ? In? Line Package，選中并點擊“打開”，此庫文件出現(xiàn)在安裝元件庫列表中，點擊“關(guān)閉”回至“庫瀏覽” 對話框，選擇“DIP?14”，執(zhí)行二次 “確定”。

4 創(chuàng)建集成元件庫文件

集成庫是指將元器件的原理圖符號和相關(guān)的PCB封裝、Spice仿真模型、信號完整性模型等信息集成到一起而形成的庫文件，其文件擴展名為“*.InLib”[5?7]。Protel DXP 2004使用了集成庫的管理模式，集成庫的管理模式給元器件庫的加載、網(wǎng)絡表的導入及原理圖與PCB之間的同步更新帶來了方便[8]。盡管為元件追加了封裝，但應用環(huán)境變了，網(wǎng)絡表導入時，會出現(xiàn)元件丟失的錯誤，因此有必要創(chuàng)建集成元件庫。

4.1 創(chuàng)建集成元件庫

執(zhí)行【文件】/【創(chuàng)建】/【項目】/【集成元件庫】，創(chuàng)建一個集成元件庫項目，在【Projects】面板中出現(xiàn)新建的文件包項目“Integrated_Library1.LibPkg” [6]，保存并命名為“集成庫. LibPkg”，此文件包目前是空的，必須為該項目添加需要的原理圖庫和封裝庫源文件 [9]。

添加原理圖庫源文件“MY. SCHLIB”， 方法是在“集成庫. LibPkg”名稱上單擊右鍵，在彈出的菜單中選擇【追加已有文件到項目中】，在查找范圍對話框，找到要添加的庫文件，單擊“打開”按鈕。同樣方法，將PCB封裝庫源文件“MY.PCBLIB”添加到“集成庫.libPkg”。

接下來給元件符號添加封裝模型，前面已為元件“MIC” 和“GMDZ” 追加了各自封裝。最后是編譯集成庫，單擊【項目管理】/【Compile Integrated Library集成庫 .LIBPkg】，編譯后的系統(tǒng)將自動激活【Libraries】面板，生成了“.IntLib”格式且與集成元件庫項目同名的“集成庫.IntLib”文件，如圖 1 所示，無論源庫文件在什么地方，元件信息被存儲在一起，使集成庫真正可以隨意移動[10]。

4.2 調(diào)用集成元件庫文件

自創(chuàng)“集成庫.IntLib” 庫文件，按一般元件庫加載方法進行加載。加載關(guān)鍵是知其保存的位置，它保存的位置“隱蔽”。當編譯集成庫項目結(jié)束，系統(tǒng)在用戶指定位置自動生成“集成庫.IntLib” 庫文件，并同時產(chǎn)生一個名為 “Project Outputs for 集成庫”的文件夾，而“集成庫.IntLib” 庫文件“藏”于文件夾中，它才是用戶真正所需。

5 結(jié) 語

通過具體的任務驅(qū)動、教學做一體化練習，學生理解了原理圖庫文件與其中元件、PCB封裝庫文件與其中封裝的關(guān)系，學會在庫文件創(chuàng)建第2個或第N個元件或封裝的方法，掌握了給元件追加封裝的方法，掌握了創(chuàng)建集成元件庫庫文件及調(diào)用的方法。為鞏固這些知識和技能，又發(fā)布任務，設計收音機的音量電位器和雙連電容符號與封裝、設計單片機最小系統(tǒng)CPU和下載芯片的元件符號及相應封裝，并創(chuàng)建集成庫，繪圖效率大大提高了，達成教學培養(yǎng)目標。

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