在NI Ultiboard中创建自定义组件

NI Multisim和NI Ultiboard提供了一个集成平台，用于设计，仿真和布局完整的印刷电路板（PCB）。高度灵活的数据库管理器使您可以轻松地将新的SPICE仿真模型添加到自定义定义的原理图符号中，然后可以将准确的封装图传输到布局中。 Multisim中的原理图符号与转移到布局的Ultiboard格局相关。这两个教程构成了一个完整的从A到Z的组件创建指南，从原理图符号和仿真模型到最终的PCB设计图。

在NI Multisim中创建自定义组件和在NI Ultiboard中创建自定义组件是您如何直观，快速地学习如何创建自己的自定义组件的资源。第1部分介绍了如何利用组件向导创建具有原理图符号和SPICE仿真模型的自定义组件。在这一部分中，预定义的数据库覆盖区或格局与新创建的组件相关联。

本教程（第2部分）概述了如何创建自定义的Ultiboard布局模式以进行布局。该平台是手动创建的，以便精确定义表面贴装设备（SMD）的形状，大小和尺寸。本文将概述创建可与创建的自定义组件关联的自定义20针SMD平台的步骤。在NI Multisim教程中创建自定义组件中。

创建过程中的步骤包括：

• 创建数据库组
• 定义自定义PCB零件
• 设置环境网格间距
• 放置SMD焊盘图案焊盘
• 设置参考ID和值
• 使用标尺进行对象定位
• 定义IC封装
• 创建3D模型
• 将Landpattern保存到Ultiboard和Multisim数据库
• 将格局与Multisim符号关联

请注意：在本教程中创建的Landpattern不是商业软件包。垫和包装的尺寸以及间距主要用于展示Ultiboard中有效的设计程序。

在本教程中，术语格局和足迹将互换使用。

创建数据库组

Ultiboard和Multisim都共享一个通用的数据库结构，该结构将各个组件组织成逻辑组。因此，创建任务在Ultiboard数据库管理器中开始。

1. 选择工具>>数据库>>数据库管理器以显示数据库管理器（图1）。

图1-数据库管理器

 

2. 在数据库管理器中，选择用户数据库（上图1中的红色正方形）。

可以在数据库管理器中创建自定义组，以逻辑方式组织存储位置。不必为每个新组件都创建数据库组。创建组是为了帮助适当地组织数据库。如果已经创建了一个可以将自定义组件保存到的组，则可以直接跳到e 。

3. 选择新建数据库组图标（上图1中的黄色正方形）。
4. 将出现一个新的分支，以表示用户数据库根目录中的一个组。输入组名称Custom SMD 。
5. 选择创建新零件图标（上图1中的蓝色正方形）。 NI Ultiboard将显示一个对话框，显示要创建的组件类型的选项，如图2所示。

图2-选择零件

 

6. 在图2所示的对话框中选择PCB部件选项。

Ultiboard设计区域现在将处于足迹编辑模式，并显示x ??。符号（图3）。 X？代表参考标记（RefDes）和？表示组件的值。这些值将在设计过程的稍后步骤4中进行编辑。

 

图3-足迹编辑模式

 

编辑网格间距

重要的是通过设置地形图案设计网格的度量单位来开始设计过程。在放置零部件时，设计网格是对象在移动和/或放置时将捕捉的对象。因此，网格间距定义了可将对象放置在工作区域中的精确度。

1. 选择选项>> PCB属性。
2. 单击网格和单位选项卡。

图4-网格属性

 

3. 在单位部分（图4）中，将设计单位设置为mil。
4. 要设置各种Ultiboard设计网格，请在Grid Step Name组合框（图4中的红色框）中选择Component Grid 。
5. 将网格步长值设置为1 mil
6. 在网格步骤名称组合框中选择铜质网格。
7. 将网格步长值设置为1 mil

通过这些设置，元件和铜都将放置在1 mil x 1 mil设计网格上。

 

放置格局图钉

THT（通孔技术）引脚和SMD（表面安装器件）焊盘均可放置在自定义焊盘图案上。以下步骤将概述如何添加SMD焊盘阵列。

1. 选择位置>>引脚。这将显示放置引脚对话框（图5）。

图5-引脚属性对话框

现在，您将为我们的自定义焊盘图案定义10 x 2的SMD引脚阵列。

2. 选择SMD引脚单选按钮。以下值（例如，顶部，引脚长度，引脚宽度和引脚半径）定义每个引脚的形状和物理尺寸。在表1中设置以下值以定义引脚属性（如图6所示）；

表1：引脚尺寸

栏位名称	值	栏位说明
最佳	圆角矩形	顶部字段描述了垫的形状。其他选项包括圆形，矩形等。
针长	58.34	插针长度定义了插针的垂直尺寸
针脚宽度	15	插针宽度定义了插针的水平尺寸
Pin Radius	7.5	对于圆形物体，销钉半径定义物体圆形部分的半径

 

图6-设置SMD引脚属性

 

3. 现在，您将创建10 by 2 SMD引脚阵列以放置在焊盘图案上。现在将设置的垂直和水平间距表示相邻插针之间的中心距。在表2中设置以下间距值。对话框应如图7所示。
4. 单击确定按钮以将焊盘放置到焊盘图案上

表2：引脚间距

栏位名称	值	栏位说明
垂直	25	相邻引脚之间的中心到中心垂直间距。
卧式	200	相邻引脚之间的中心到中心水平间距。
行数	10	引脚阵列中的行数
列	2	引脚阵列中的列数

注意：可以更改上述对话框设置以适合您的特定格局。例如，如果行和列都设置为1 ，则可以放置单独的引脚。

图7-设置SMD引脚间距

针脚阵列的针脚1是左上角的焊盘，并固定在鼠标光标上。要准确放置打击垫，使参考点位于打击垫中间，请按右侧数字键盘上的星号键（*） （不按Shift + 8）。笔记本电脑用户必须按FN + 0 。

Ultiboard工作区现在将如图8所示。您将注意到我们的销钉方向不正确（垂直而不是水平），并且必须旋转90度。

图8-引脚设置

5. 在选择工具栏中，单击启用选择SMD焊盘图标，如图9所示。

图9-选择工具箱（SMD垫）

 

6. 在设计区域上拖动鼠标以创建一个选择框，该选择框将选择所有SMD引脚
7. 双击选定的引脚之一。将出现SMT引脚属性对话框。选择常规选项卡。
8. 选择角度（度）组合框，并将其设置为90度（如图10中的红色框所示）。单击确定按钮以保存更改。您会注意到SMD引脚已经旋转，现在看起来如图11所示。

图10-销角

图11-最终SMD引脚方向

 

更改引脚名称和值

在创建新的焊盘图形期间，可以以随机顺序将销钉放置到设计上。因此，可能有必要编辑与每个引脚相关的值，以使它们在封装周围依次编号。

1. 在选择工具栏中，单击启用选择SMD焊盘图标，如图9所示。
2. 双击右下角的图钉。将出现SMT引脚属性对话框。选择属性选项卡。
3. 属性列表（图12）显示了一个标签，该标签存储了插针编号（ NUMBER ），插针值（ 20 ）及其可见性（ None ）。
4. 在属性列表中选择NUMBER标签，这将激活Change按钮（图12中的红色框）。单击更改按钮。

图12-SMD引脚属性

5. 在属性对话框中，更改值字段（图13中的红色框）将更改引脚的值。

图13-SMD引脚属性

 

通常，诸如此类的包装具有沿逆时针方向顺序编号的销。因此，插针10应该在左下角，插针11应该在右下角。此设计的最终引脚号配置应如图14所示。

6. 将值字段更改为11，然后单击确定按钮。单击SMT引脚属性对话框中的确定按钮以保存更改。
7. 重复4 ，5和6 。用于所需配置的所有引脚（如图14所示）。

图14-组件引脚设置图

 

设置参考ID和值的位置

在图11中，您将继续注意到x ??。符号，代表参考标志和土地格局的价值。

参考指示符是组件的关键标识符，用x？表示。 。可以更改此x ，使其与关联的组件类型相对应。例如，如果此焊盘图案是为一电阻该值可以被设置为R的？代表一个数字，表示设计中的不同组件。因此，以电阻器为例，将放置在设计上的电阻器命名为R1，R2，R3等…

价值，由？符号，是组件的物理值。再次以电阻器为例，等于20k等于20k

在此步骤中，您将选择，移动和更改RefDes和值。

1. 在选择工具箱中，单击启用选择属性图标，如图15所示（在红色框中）。这将使您可以将地形图上的零部件选择缩小为仅RefDes和Value属性。

图15-选择工具箱（选择属性）

 

RefDes和Value当前与地形图案放置重叠，如图11所示。

2. 单击X？符号并将其放置在填充阵列的右上角。
3. 点击？符号并将其放置在填充阵列的右上角。
4. 双击X？然后选择属性标签
5. 在值字段中，将REFDES标记设置为U？如图16（在红色框中）
6. 单击确定以应用更改。

图16-REFDES属性属性

 

现在放置自定义组件时，用于地形图的RefDes将为U1，U2，U3等。

通常，根据需要在最终设计上突出显示格局的值，将Value属性（？）设置为可见或不可见。在此示例中，它将设置为不可见。

7. 双击X？然后选择属性标签
8. 在属性的“可见性”部分中，设置“不可见”单选按钮

 

使用标尺栏

Ultiboard设计区域的顶部和左侧都是图11中的标尺。如果看不到标尺，请转到查看>>标尺。这些标尺允许将虚线定位，以在设计区域内精确地将一个对象与另一个对象的形状对齐。有关以下步骤，请参见图14的引脚号。

1. 在水平（顶部）标尺栏区域中单击鼠标左键，将出现一个小的箭头标记，并将标记立即移到针1的右侧（图17）。
2. 左键单击以放置一个标记，距离放置在a中的标记右侧5密耳。您会注意到，两个标记之间的距离显示在标尺栏中（图17）
3. 在垂直（左）标尺栏上，在针1上方直接放置另一个标记（图17）
4. 重复1.，2。和3。在SMD焊盘阵列的右侧和底部对齐标尺标记，如图17所示。

图17-标尺条

 

这些标记现在将作为步骤7中丝印层上焊盘图案开始位置的指导。

如果在任何时候都需要清除标记，则可以右键单击特定的标记并选择“清除”，或者选择“全部清除”以删除所有标记。

 

将Landpattern图形放置在丝印上

丝印层上形状的位置定义了自定义组件在设计中的显示方式。它代表包装的物理尺寸。在这一步中，您将利用在第4步中设置的标尺标记来放置矩形地形图案形状。

1. 在Design Toolbox（图18）中，双击Silkscreen Top，以使该特定层处于活动状态。这将以红色突出显示该层。

图18-设计工具箱

 

2. 选择位置>>形状>>矩形。
3. 现在处于绘制模式的Ultiboard准备绘制矩形。将鼠标对准左上角（距离图钉1针5密耳，如图16中的标尺标记所示）。
4. 左键单击并拖动鼠标，在图11的内部矩形内绘制一个矩形。
5. 矩形将显示为实心填充形状。单击选择工具栏中的启用选择其他对象图标（图19），然后双击实心矩形。

图19-选择工具箱（选择其他对象）

 

6. 在矩形属性对话框中，选择常规选项卡。在区域部分中，单击样式按钮，将黑色矩形更改为矩形轮廓，如图20（红色框）所示。单击确定按钮。

图20-矩形属性

 

现在将显示格局，如图21所示。

图21-最终格局

 

创建3D格局

在Ultiboard中，可以以3D预览设计以虚拟表示最终设计。为了为此3D预览设置自定义图案，应在创建阶段设置必要的信息。

1. 在Design Toolbox（图18）中，双击Silkscreen Top，以使该层处于活动状态。这将以红色突出显示该层。
2. 单击选择工具栏中的“启用选择其他对象”图标（图19），然后右键单击矩形包形状。在弹出菜单中选择复制。
3. 选择编辑>>粘贴，然后将重影的图像放置在地形图右侧的Ultiboard工作区上。
4. 双击复制的矩形，然后在矩形属性对话框中选择位置选项卡。
5. 在Layer组合框中，选择3D-info Top选项，如图22所示。单击OK。

图22-3D矩形属性

 

6. 您可能会注意到，复制的3D框现在与3D层（当前不是活动层）关联时消失了。要再次查看该矩形，请双击设计工具箱中的3D-InfoTop图层以将其激活。 3D矩形将显示为红色。
7. 选择3D信息矩形并将其移动，使其直接位于原始丝网形状的顶部。
8. 双击黑色工作区，然后选择3D数据标签
9. 设置3D信息的属性（表3），对话框将如图23所示（在红色框中）。单击确定按钮。

表3：3D信息

栏位名称	值	栏位说明
为该对象启用3D	已检查	使Ultiboard渲染3D对象
高度	45.27555	3D对象的高度（以密耳为单位）
抵消	1.96850	离板的偏移高度
使用2D数据创建3D形状	已检查	在丝印层上使用2D形状创建包装形状
实心形状	已选	创建实体3D表示

图23-3D设置

 

10. 在3D数据标签中，选择引脚部分
11. 如表4所示设置3D Pin信息的属性。单击OK按钮。

表4：3D引脚

栏位名称	值	栏位说明
垫角	90	设置Ultiboard相对于封装的插针连接角度。
针形	已检查	定义3D引脚的形状
类型	贴片	呈现特定类型的图钉

 

在3D预览中，您应立即注意到组件左侧的销钉背对包装。这是因为默认情况下，水平SMD引脚上的引线将指向左侧。因此，必须通过将销旋转180度来将销重新对准包装。

12. 在选择工具栏中，单击启用选择SMD焊盘图标，如图9所示。
13. 按住CTRL键，然后在焊盘图上选择右列的图钉
14. 双击选定的打击垫之一。
15. 在 SMT引脚属性对话框中，选择常规选项卡

 

回想一下，在第3步中，将销设置为90度以用于水平方向。

由于旋转了90度，因此在上述步骤中，我们必须再旋转180度，以便3D引线现在指向组件。 90 + 180 = 270度。

16. 在角度（度）组合框中，将角度设置为270 。
17. 单击确定按钮。

如果双击黑色工作区域并选择3D数据选项卡，您会注意到，如图24所示，引脚相对于3D封装正确放置。

图24-3D引脚设置

 

 

保存格局

创建了格局后，剩下的全部保存到Ultiboard数据库中。

1. 选择文件>>保存到数据库。
2. 在数据库部分中，选择在步骤1中创建的Custom SMD组（图25中的蓝色框）。
3. 将组件SMD20命名为图20（红色框）。
4. 单击确定按钮。

图25-“保存”对话框

 

将Landpattern添加到Multisim数据库

在Multisim中可以使用自定义环境模式之前，必须将其添加到数据库中。一旦添加到数据库，就可以将其视为可用的格局或覆盖区，并添加到组件中。

在此步骤中，创建的SMD20教程环境格局将与在教程的第1部分中创建的符号相关联。如果尚未创建自定义Multisim组件，请单击此处查看教程的第1部分。

1. 打开NI Multisim。
2. 选择工具>>数据库>>数据库管理器。
3. 在数据库管理器中选择组件 标签。在数据库名称下，选择用户数据库。
4. 在组件列表中，选择THS7001组件，然后单击编辑按钮。
5. 在组件属性对话框中，单击“足迹”选项卡。
6. 单击从数据库添加按钮。
7. 在选择足迹对话框中，选择用户数据库 （图22中的红色框）。您会注意到，当前用户数据库看不到在本教程的步骤1至9中创建的格局。
8. 要添加格局，请单击Add按钮（图26中的蓝色框）。

 

图26-Multisim数据库管理器

 

9. 在添加足迹对话框中，设置以下数据，如表5所示。该对话框将如图27所示（红色框）。

表5：添加足迹

栏位名称	值	栏位说明
数据库名称	用户数据库	在Ultiboard中保存了格局的数据库
制造商	泛型	附加的制造商标识符
脚印	贴片20	这是一个CASE SENSITIVE字段，并且必须准确地标识保存在Ultiboard中的格局
Ultiboard足迹	贴片20	这是一个区分大小写的字段。当“封装”字段标识组件的特定封装名称时，它可以与“ Ultiboard封装”相关联，以便可以将具有相同尺寸的通用封装转移到布局中
针数	20	焊盘图案上的引脚数
SMT / TH	贴片机	引脚技术的类型表面安装或通孔

 

图27-添加足迹

10. 单击确定按钮。
11. 您会注意到，现在可以在对话框中预览SMD20。单击选择按钮以选择新添加的SMD。
12. 单击确定按钮以保存组件设置。
13. 将组件保存到适当的数据库和组（与最初保存到的数据库相同），然后单击确定按钮。系统将提示您覆盖原始组件。选择是按钮。

 

成功！！您已经创建了自定义的Ultiboard格局，定义了3D模型并将其关联到Multisim符号。