电路设计教程

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1、什么是印刷电路板(printed circuit board简写为：PCB)？印刷电路板(PCB)在塑料板上印制导电铜箔，用铜箔取代导线，只要将各种元件安装在印制电路板上，铜箔就可以将它们连接起来组成一个电路。如下图所示 AltiumAltium Designer Designer是是AltiumAltium 公司（澳大利亚）继公司（澳大利亚）继ProtelProtel 系列产品（系列产品（TangoTango（19881988）、）、ProtelProtel for DOS for DOS、Protel Protel forWindowsforWindows 、ProtelProtel 98

2、 98、ProtelProtel 99 99、ProtelProtel 99 SE 99 SE、ProtelProtel DXP DXP、ProtelProtel DXP 2004 DXP 2004）之后推出的高端设计）之后推出的高端设计软件。软件。2001 2001 年，年，ProtelProtel Technology Technology公司改名为公司改名为AltiumAltium公司，公司，整合了多家整合了多家EDAEDA软件公司，成为业内的巨无霸。软件公司，成为业内的巨无霸。2006 2006 年，年，AltiumAltium 公司推出新品公司推出新品AltiumAltium Des

3、igner 6.0 Designer 6.0，经过经过AltiumAltium Designer 6.3 Designer 6.3、AltiumDesignerAltiumDesigner 6.6 6.6、AltiumAltium Designer 6.7 Designer 6.7、AltiumAltium Designer 6.8 Designer 6.8、AltiumAltium Designer 6.9Designer 6.9、Altium DesignerSummerAltium DesignerSummer 08 08、AltiumAltium Designer Winter 09D

4、esigner Winter 09、AltiumAltium Designer Summer09 Designer Summer09等等版本升级，体现了版本升级，体现了AltiumAltium 公司全新的产品开发理念，公司全新的产品开发理念，更加贴近电子设计师的应用需求，更加符合未来电子设更加贴近电子设计师的应用需求，更加符合未来电子设计发展趋势要求。计发展趋势要求。该软件的使用是自学，由于比较时间仓促，水平有限，该软件的使用是自学，由于比较时间仓促，水平有限，书中的错误和不妥之处在所难免，敬请同学提出宝贵的书中的错误和不妥之处在所难免，敬请同学提出宝贵的意见并批评指正，以让教材更加完善。意见

5、并批评指正，以让教材更加完善。了解本课程的教学目标了解本课程的教学方法了解本课程的教学内容了解本课程的考评方法 1234 1、知识方面的要求：、知识方面的要求：要求学生掌握在了解了数字、模拟电路的基础上，熟练掌握电路原理图、PCB板的设计方法，了解相关的概念、了解电路的仿真功能，熟悉Altium Designer软件的使用，为今后的工作打下坚实的基础。2、技能和能力方面的要求：、技能和能力方面的要求：通过本课程的学习，要求学生能够熟练地掌握Altium Designer 软件的设计环境、原理图设计、层次原理图设计、多通道设计、印制电路板（PCB）设计、三维PCB 设计、PCB 规则约束及校验、

6、交互式布线、原理图库、PCB 库、集成库的创建、电路设计与仿真，Protel 99 SE 与Altium Designer的转换等相关技术内容。学会用该软件解决在电路设计中的各种问题，多掌握一种技能，为以后的毕业设计、工作打下坚实的基础。对于理论知识 以“学生自学，教师辅导”的方式进行教学对于技能训练采用“任务驱动”的方式进行教学教材内容：教材第1-14章学时安排：见教学计划：随堂考核+过程考核 从三个方面考核：知识、技能、态度。知识：课堂提问 技能：本堂课的内容、作业 平时成绩+学习态度（基础分为30分）：出勤情况、课堂活动的参与、课堂纪律等 本课程希望全班同学都学会，不要有人补考。新课部分

7、应自学（课前学习），培训自学能力课堂上进行技能实训Altium Designer 软件认识1.1 Altium Designer 软件特点1.2 Altium Designer 软件安装1.3 Altium Designer 软件界面设置一二三Altium Designer Winter 09与之前Altium Designer 6.X相比，新增的技术特征如下：1即插即用的软件平台搭建器2应用控制面板3新的交互式布线功能4设计发布管理功能5方便的供应商数据链接服务6实时制造规则检查7三维PCB可视引擎性能提高 1.2.1 硬件环境需求达到最佳性能的推荐系统配置：Windows XP SP2专业

8、版或以后的版本。英特尔R酷睿 2双核/四核2.66 GHz或更快的处理器或同等速度的处理器。2GB内存。10G 硬盘空间（系统安装+用户文件）。双显示器，至少16801050（宽屏）或16001200（4:3）分辨率。NVIDIA公司的GeForce R 80003 系列，使用256 MB（或更高）的显卡或同等级别的显卡。Internet 连接，以接收更新和在线技术支持。要使用包括三维可视化技术在内的加速图像引擎，显卡必须支持DirectX 9.0c 和Shader model 3，因此建议系统配置独立显卡。1.2 Altium Designer Winter 09软件安装系统最低配置：Win

9、dows XP SP2 Professional1。英特尔R 奔腾 1.8 GHz 处理器或同等处理器。1GB内存。3.5 GB 硬盘空间（系统安装+用户文件）。主显示器的屏幕分辨率至少是12801024（强烈推荐）；次显示器的屏幕分辨率不得低于1024768。独立的显卡或者同等显卡。USB2.0端口。1.2.2 安装 Altium Designer（1）进入AltiumDesigner文件夹，执行autorun.exe文件，只执行第1个选项，在显示器上出现如图1-1所示的安装界面图1-1 软件安装界面 图1-2 安装向导欢迎窗口图1-3“License Agreement”视图 图1-4“U

10、ser Information”视图（5）在“User Information”视图中的“Full Name”编辑框内输入用户名称，在“Organization”编辑框内输入单位名称，在使用权限选项中选择使用权限的范围：“Anyone who uses this computer”单选项，表示这台计算机上的所有用户都能使用Altium Designer，“Only for me”单选项则表示只有在当前安装Altium Designer 的用户帐号下才能使用Altium Designer软件。单击“Next”按钮，显示如图1-5所示的“Destination Folder”视图。图1-5“Des

11、tination Folder”视图“图1-6 安装路径对话框图1-7 “Board-level Libraries”视图图1-8“Ready to Install the Application”视图图1-9 安装进度视图图1-10 安装结束视图 进入AltiumDesignerWinter09破解文件夹，将ad80.alf、dxp.exe文件拷贝到安装目录下（如：D:program FielsAltium Designer）即可。启动Altium Designer Winter 09的同时可以看到它的启动画面,如图1-16所示。Altium Designer Winter 09启动后，进入

12、主页面如图1-17所示，用户可以使用该页面进行项目文件的操作，如创建新项目、打开文件、配置等。该系统界面由系统主菜单、浏览器工具栏、系统工具栏、工作区和工作区面板五大部分组成。图1-17 Altium Designer Winter 09软件界面 系统主菜单系统主菜单系统工具栏系统工具栏浏览器工具栏浏览器工具栏工作区面板工作区面板工作区工作区工作区面板切工作区面板切换按钮换按钮1.1 Altium Designer 软件特点1.2 Altium Designer 软件安装 1.2.1 硬件环境需求 1.2.2 安装 Altium Designer了解 1.3 Altium Designer 软

13、件界面设置熟悉 工作区面板（Workspace Panel）了解 1.4 Altium Designer 软 件参数设置熟悉 切换英文编辑环境到中文 编辑环境 1234Altium Designer 启动后，进入主页面如图1-17所示，用户可以使用该页面进行项目文件的操作，如创建新项目、打开文件、配置等。该系统界面由系统主菜单、浏览器工具栏、系统工具栏、工作区和工作区面板五大部分组成。图1-17 Altium Designer Winter 09软件界面 系统主菜单系统主菜单系统工具栏系统工具栏浏览器工具栏浏览器工具栏工作区面板工作区面板工作区工作区工作区面板切工作区面板切换按钮换按钮1面板的

14、访问 软件初次启动后，一些面板已经打开，比如File和Project控制面板以面板组合的形式出现在应用窗口的左边，Library控制面板以弹出方式和按钮的方式出现在应用窗口的右侧边缘处。另外在应用窗口的右下端有4个按钮System、DesignComplier、Help、Instrument，分别代表四大类型，点击每个按钮，弹出的菜单中显示各种面板的名称，从而选择访问各种面板，除了直接在应用窗口上选择相应的面板，也可以通过主菜单“View”“workspace panels”“sub menus”选择相应的面板。面面板显示模式有三种，分别是Docked Mode（停靠模式）、Pop-out M

15、ode（弹出模式）、Floating Mode（浮动模式)。Docked Mode指的是面板以纵向或横向的方式停靠在设计窗口的一侧，如图1-23所示。Pop-out Mode指的是面板以弹出隐藏的方式出现于设计窗口，当鼠标点击位于设计窗口边缘的按钮时，隐藏的面板弹出，当鼠标光标移开后，弹出的面板窗口又隐藏回去，如图1-24所示。这两种不同的面板显示模式可以通过面板上的两个按钮互相切换。面板纵向停靠模式面板横向停靠模式 图1-24 面板弹出模式面板处于弹出模式,以按钮的形式显示在主设计窗口的边框上已弹出的面板已弹出的面板图 1-25 面板浮动模式 使用软件前，对系统参数进行设置是重要的环节。用户

16、点击“DXP”“Preferences”命令，系统将弹出如图1-27所示的系统参数设置对话框。对话框具有树状导航结构，可对12个选项内容进行设置，现在主要介绍系统相关参数的设置方法。点击“Preferences”设置窗口中的“System”“General”命令，该窗口包含了5个设置区域，分别是“Startup”、“Default Location”、“System Font”、“General”、和“Localization”区域。在“Localization”区域中，选中“Use Localized resources”复选框，统会弹出提示框，点击“OK”按钮，然后在“System-Gen

17、eral”设置界面中单击“Apply”按钮，使设置生效，再单击“OK”按钮，退出设置界面，关闭软件，重新进入Altium Designer系统，即可进入中文编辑环境。“Startup”区域用来设置启动时状态 “Reopen Last Workspace”：从新启动时打开上一次关机时的屏幕 “Open Home Page if no Documets open”：如果没有文档打开就打开主页 “Show Startup screen”：显示开始屏幕“Default Locations”区域用来设置系统默认的文件路径 “Document Path”：编辑框用于设置系统打开或保存文档、项目和项目组时的

18、默认路径。用户直接在编辑框中输入需要设置的目录的路径，或者单击右侧的按钮，打开“浏览文件夹”对话框，在该对话框内指定一个已存在的文件夹，然后单击“确定”按钮即完成默认路径设置。“Library Path”:编辑框用于设置系统的元件库目录的路径。“System font”：用于设置系统字体、字形和字体大小“General”“Monitor Clipboard Content within this application only”：本应用程序中查看剪切板的内容。点击“Preferences”设置窗口中的“System”“Backup”命令，弹出如图1-30所示的对话框。Auto Save 设置

19、框主要用来设置自动保存的一些参数，选中“Auto save every”复选框，可以在时间编辑框中设置自动保存文件的时间间隔，最长时间间隔为120min。“Number of versions to keep”设置框用来设置自动保存文档的版本数，最多可保存10个版本。点击“Preferences”设置窗口中的“System”“View”命令，在“Popup Panels”区域中拉动滑条来调整面板弹出延时，隐藏延时，如图1-31所示。点击“Preferences”设置窗口中的“System”“Transparency”命令，勾选“Transparency”下的复选框，即选择使用面板在操作的过程中

20、，使浮动面板透明化。勾选“Dynamic transparency”(自动调整透明化程度)复选框，即在操作的过程中，光标根据窗口间的距离自动计算出浮动面板的透明化程度，也可以通过下面的滑条来调整浮动面板的透明程度，其效果如图1-25所示。1.3 Altium Designer 软件界面设置 1.3.1 系统主菜单（System Menu）1.3.2 系统工具栏（Menus）1.3.3 浏览器工具栏（Navigation）1.3.4 工作区面板（Workspace Panel）1.3.5 工作区（Main Design Window）1.4 Altium Designer 软件参数设置 1.4.

21、1 切换英文编辑环境到中文编辑环境 1.4.2 System-General选项卡 启动、文件路径、系统字体 1.4.3 系统备份设置 1.4.4 调整面板弹出、隐藏速度，调整浮动面板的透明程度 学生在计算机上练习上述内容，并完成以下的作业。预习：第2章 下次课提问 P17 2-4 教学目的及要求：熟悉项目及工作空间的概念 熟练掌握创建一个新的原理图图纸 熟练掌握绘制电路原理图教学重点、难点：绘制电路原理图 1.1 Altium Designer 软件特点 1.2 Altium Designer 软件安装 1.3 认识Altium Designer 软件界面 1.3.1 系统主菜单（Syste

22、m Menu）1.3.2 系统工具栏（Menus）1.3.3 浏览器工具栏（Navigation）1.3.4 工作区面板（Workspace Panel）1.3.5 工作区（Main Design Window）1.4 Altium Designer 软件参数设置 1.4.1 切换英文编辑环境到中文编辑环境 1.4.2 系统备份设置 1.4.3 调整面板弹出、隐藏速度，调整浮动面板的透明程度解释项目的含义？解释工作空间的含义？项目是每项电子产品设计的基础，在一个项目文件中包括设计中生成的一切文件，比如原理图文件、PCB图文件、各种报表文件及保留在项目中的所有库或模型。一个项目文件类似Windo

23、ws系统中的“文件夹”，在项目文件中可以执行对文件的各种操作，如新建、打开、关闭、复制与删除等。但需注意的是，项目文件只是起到管理的作用，在保存文件时，项目中的各个文件是以单个文件的形式保存的。项目大约有6种类型PCB 项目、FPGA 项目、内核项目、嵌入式项目、脚本项目和库封装项目（集成库的源）。Workspace（工作空间）比项目高一层次，可以通过Workspace（工作空间）连接相关项目，设计者通过Workspace（工作空间）可以轻松访问目前正在开发的某种产品相关的所有项目。1在菜单栏选择File New Project PCB Project。2Projects面板出现。3重新命名项

24、目文件。在E:盘上建立“多谐振荡器”文件夹工作空间项目文件项目文件通过选择File Save Project As来将新项目重命名（扩展名为.PrjPCB）。指定把这个项目保存在设计者硬盘上的“多谐振荡器”文件夹的位置，在文件名栏里键入文件名:Multivibrator.PrjPCB并单击保存按钮。1单击File New Schematic，或者在Files面板的New单元选择:Schematic Sheet。2通过选择File Save As来将新原理图文件重命名（扩展名为*.SchDoc）。如果设计者想添加到一个项目文件中的原理图图纸是作为自由文件夹被打开如图2-6，那么在Projects

25、面板的Free Documents单元 Source document文件夹下用鼠标拖拽要移动的文件sheet1.sch到目标项目文件夹下的Source document上即可。图2-6 自由文件夹下的原理图1从菜单选择Design Document Options，在此唯一需要修改的是将图纸大小（sheet size）设置为标准A4格式。1从菜单选择Tools Schematic Preferences（热键T，P）打开原理图参数对话框。这个对话框允许设计者设置全部参数，这些设置将应用到设计者继续工作的所有原理图图纸(具体设置我们将在后面章中详细介绍)。2在对话框左边的目录中单击Schema

26、tic Default Primitives目录，勾选Permanent使其为当前，单击OK按钮关闭对话框。3在开始绘制原理图之前，保存这个原理图图纸，因此选择File Save（热键F，S）或按工具栏上的“”图标。1.下面将介绍从默认的安装库中首先放置两个三极管Q1和Q2。（1）从菜单选择View Fit Document（热键V、D）确认设计者的原理图纸显示在整个窗口中。（2）单击Libraries标签以显示Libraries面板。（3）Q1和Q2是型号为2N3904的三极管，该三极管放在Miscellaneous Devices.IntLib集成库内，所以从Libraries面板“安装的

27、库名”栏内，从库下拉列表中选择Miscellaneous Devices.IntLib来激活这个库。（4）使用过滤器快速定位设计者需要的元件。默认通配符（*）可以列出所有能在库中找到的元件。在库名下的过滤器栏内键入*3904*设置过滤器，将会列出所有包含“3904”的元件。（5）在列表中单击2N3904以选择它，然后单击Place按钮。另外，还可以双击元件名。光标将变成十字状，并且在光标上“悬浮”着一个三极管的轮廓。现在设计者处于元件放置状态，如果设计者移动光标，三极管轮廓也会随之移动。（6）在原理图上放置元件之前，首先要编辑其属性。在三极管悬浮在光标上时，按下TAB键，这将打开Compone

28、nt Properties（元件属性）对话框，现在要设置对话框选项如图2-9所示。（7）在对话框Properties单元，在Designator栏中键入Q1以将其值作为第一个元件序号。（8）下面将检查在PCB中用于表示元件的封装。在课本的第三章有集成库的介绍，这些库已经包括了封装和电路仿真的模型。确认在模型列表中（Models for Q?-2N3904）含有模型名TO-92A的封装，保留其余栏为默认值，并单击OK按钮关闭对话框。（1）在Libraries面板中，确认Miscellaneous Devices.IntLib库为当前。在库名下的过滤器栏里键入res1来设置过滤器。（2）在元件列表

29、中单击RES1以选择它，然后单击Place按钮，现在设计者会有一个“悬浮”在光标上的电阻符号。（3）按TAB键编辑电阻的属性。在对话框的Properties单元，在Designator栏中键入R1以将其值作为第一个元件序号。（4）在对话框的Properties单元，单击Comment栏并从下拉列表中选择=Value（如图2-11所示），将Visible关闭。图2-11 选择Comment=Value 使用Comment栏可以输入元件的描述，例如74LS04或者10K。当原理图与PCB图同步时，这一栏的值将更新到PCB文件中。也可以把这一栏的值当成字符串，也可以从这一栏的下拉列表中选择一种参数，

30、下拉列表显示了当前有效的所有参数。当“=Value”这个参数被使用时，这个参数将被用于电路仿真，也将被传到PCB文件中。（5）PCB元件的内容由原理图映射过去，所以在Parameters栏将R1的值(Value)改为100K（6）在模型列表中确定封装“AXIAL-0.3”已经被包含如图2-10所示，单击OK按钮返回放置模式。（7）按SPACEBAR（空格键）将电阻旋转90(1)在Libraries面板的元件过滤器栏键入cap。方法同上。连接器在Miscellaneous Connectors.IntLib库里。从Libraries面板“安装的库名”栏内，从库下拉列表中选择Miscellaneo

31、us Connectors.IntLib来激活这个库。（1）我们想要的连接器是两个引脚的插座，所以设置过滤器为H*2*。（2）在元件列表中选择HEADER2并单击Place按钮。按TAB编辑其属性并设置Designator为Y1，检查PCB封装模型为HDR1X2。由于在仿真电路时我将把这个元件换为电压源，所以不需要作规则设置，单击OK关闭对话框。（3）以放置连接器之前，按X作水平翻转，在原理图中放下连接器。右击或按ESC退出放置模式。（4）从菜单选择File Save（热键F，S）保存设计者的原理图。现在已经放完了所有的元件。元件的摆放如图2-12所示，从中可以看出元件之间留有间隔，这样就有大

32、量的空间用来将导线连接到每个元件引脚上。如果设计者需要移动元件，鼠标左击并拖动元件体，拖到需要的位置放开鼠标左键即可。第2章 绘制多谐振荡器电路原理图 2.1 项目及工作空间介绍 2.2 创建一个新项目 2.3 创建一个新的原理图图纸 2.3.1 创建一个新的原理图图纸的步骤 2.3.2 将原理图图纸添加到项目 2.3.3 设置原理图选项 2.3.4 进行一般的原理图参数设置 2.4 绘制原理图 2.4.1 在原理图中放置元件上机题:教学目的及要求：1.熟悉电路中的各种元器件之间建立连接 2.熟悉网络标记的含义，会正确放置网络标记 3.熟练掌握检查设计电路图中的错误教学重点：检查设计电路图中的

33、错误教学难点：检查设计电路图中的错误第2章 绘制多谐振荡器电路原理图2.1 项目及工作空间介绍2.2 创建一个新项目2.3 创建一个新的原理图图纸 2.3.1 创建一个新的原理图图纸的步骤 2.3.2 将原理图图纸添加到项目 2.3.3 设置原理图选项 2.3.4 进行一般的原理图参数设置2.4 绘制原理图 2.4.1 在原理图中放置元件 连线起着在设计者的电路中的各种元器件之间建立连接的作用。要在原理图中连线，参照图2-1所示并完成以下步骤：1为了使电路图清晰，可以使用Page Up键来放大，或Page Down键来缩小；保持Ctrl键按下，使用鼠标的滑轮也可以放大或缩小；如果要查看全部视图

34、，从菜单选择View Fit All Objects（热键V，F）。2首先用以下方法将电阻R1与三极管Q1的基极连接起来。从菜单选择Place Wire（热键P，W）或从连线工具栏单击 工具进入连线模式，光标将变为十字形状。3将光标放在R1的下端，当设计者放对位置时，一个红色的连接标记会出现在光标处，这表示光标在元件的一个电气连接点上。4左击或按ENTER固定第一个导线点，移动光标设计者会看见一根导线从光标处延伸到固定点。5将光标移到R1的下边Q1的基极的水平位置上，设计者会看见光标变为一个红色连接标记如图2-13所示，左击或按ENTER在该点固定导线。在第一个和第二个固定点之间的导线就放好了

35、。6完成了这根导线的放置，注意光标仍然为十字形状，表示设计者准备放置其它导线。要完全退出放置模式恢复箭头光标，设计者应该再一次右击或按ESC键。-但现在还不能这样做。图2-13 连线时的红色标记7现在我们要将C1连接到Q1和R1的连线上。将光标放在C1左边的连接点上，左击或按ENTER开始新的连线。8水平移动光标一直到Q1的基极与R1的连线上，左击或按ENTER放置导线段，然后右击或按ESC表示设计者已经完成该导线的放置。注意两条导线是怎样自动连接上的。9参照图2-1连接电路中的剩余部分。10在完成所有的导线之后，右击或按ESC退出放置模式，光标恢复为箭头形状。11如果想移动元件，让连接该元件

36、的连线一起移动，当移动元件的时候按下并保持按下Ctrl键，或者从菜单上选择Edit Move Drag。彼此连接在一起的一组元件引脚的连线称为网络（net）。例如，一个网络包括Q1的基极、R1的一个引脚和C1的一个引脚。在设计中识别重要的网络是很容易的，设计者可以添加网络标记（net labels）。在两个电源网络上放置网络标记：1从菜单选择Place Net Label或者在工具栏上按 。一个带点的Netlabel1框将悬浮在光标上。2在放置网络标记之前应先编辑，按TAB键显示Net Label（网络标记）对话框。3在Net栏键入+12V，然后单击OK关闭对话框。4在电路图上，把网络标记放置

37、在连线的上面，当网络标记跟连线接触时，光标会变成红色十字准线，左击或按ENTER键即可（注意：网络标记一定要放在连线上）。5放完第一个网络标记后，设计者仍然处于网络标记放置模式，在放第二个网络标记之前再按TAB键进行编辑。6在Net栏键入GND，单击OK关闭对话框并放置网络标记，右击或按ESC键退出放置网络标记模式。7选择File Save（热键F，S）保存电路。方法1：从菜单栏选择Edit Delete（热键E，D）,然后选择需要删除的元件、连线或网络标记等即可。右击或按ESC键退出删除状态。方法2：可以先选择要删除的元件、连线或网络标记等，选中的元件有绿色的小方块包围住如图2-14，然后按

38、Delete键即可。编译项目可以检查设计文件中的设计草图和电气规则的错误，并提供给设计者一个排除错误的环境。1要编译Multivibrator项目，选择Project Compile PCB Project Multivibrator.PrjPcb。2当项目被编译后，任何错误都将显示在Messages面板上，如果电路图有严重的错误，Messages面板将自动弹出，否则Messages面板不出现。1在设计窗口的顶部单击Multivibrator.SchDoc标签，以使原理图为当前文档。2在电路图中将R1与Q1基极的连线断开。从菜单选择Edit Break Wire。3.从菜单选择Protect

39、Protect Options,弹出Options for PCB Protect Multivibrator.PrjPCB对话框，选择Connectoin Matrix标签，如图2-18所示。图2-18 设置错误检查条件 4点击鼠标箭头所示的地方（即Unconnected与Passive Pin相交处的方块），在方块变为图例中的Fatal Errors表示的颜色(红色)时停止点击，表示元件管脚如果未连线，报告错误(默认是一个绿色方块，表示运行时不给出错误报告)。5重新编译项目（Project Compile PCB Project Multivibrator.PrjPcb）来检查错误，自动弹

40、出“Messages”窗口如图2-19所示，指出错误信息：Q1-2脚没有连接。图2-19 给出错误信息6双击Messages面板中的错误或者警告，弹出Compile Error 窗口，将显示错误的详细信息。从这个窗口，设计者可单击一个错误或者警告直接跳转到原理图相应位置去检查或修改错误。7将删除的线段连通以后，重新编译项目（Project Compile PCB Project Multivibrator.PrjPcb）来检查。Messages面板没有信息显示。2.4 绘制原理图 2.4.1 在原理图中放置元件 2.4.2 连接电路 2.4.3 网络与网络标记2.5 编译项目 在电路中引入一个

41、错误，并重新编译一次项目：上机题:P29 4-121.熟悉印刷电路板的基础知识熟悉印刷电路板的基础知识2.熟悉掌握用熟悉掌握用PCB向导来创建向导来创建PCB板板3.熟练掌握用封装管理器检查所有元件熟练掌握用封装管理器检查所有元件的封装的封装4.熟练掌握用熟练掌握用Update PCB命令原理图信息命令原理图信息导入到目标导入到目标PCB文件文件 第第2章章 绘制多谐振荡器电路原理图绘制多谐振荡器电路原理图 2.1 项目及工作空间介绍项目及工作空间介绍 2.2 创建一个新项目创建一个新项目 2.3 创建一个新的原理图图纸创建一个新的原理图图纸 2.3.1 创建一个新的原理图图纸的步骤创建一个新

42、的原理图图纸的步骤 2.3.2 将原理图图纸添加到项目将原理图图纸添加到项目 2.3.3 设置原理图选项设置原理图选项 2.3.4 进行一般的原理图参数设置进行一般的原理图参数设置 2.4 绘制原理图绘制原理图 2.4.1 在原理图中放置元件在原理图中放置元件 2.4.2 连接电路连接电路 2.4.3 网络与网络标记网络与网络标记 2.5 编译项目编译项目印制电路板英文简称为印制电路板英文简称为PCB（Printed Circle Board）如图）如图3-2所示。所示。印制电路板的结构原理印制电路板的结构原理为：在塑料板上印制导为：在塑料板上印制导电铜箔，用铜箔取代导电铜箔，用铜箔取代导线，

43、只要将各种元件安线，只要将各种元件安装在印制电路板上，铜装在印制电路板上，铜箔就可以将它们连接起箔就可以将它们连接起来组成一个电路。来组成一个电路。图图3-2 PCB板板根据层数分类，印制电路板可分为单面板、根据层数分类，印制电路板可分为单面板、双面板和多层板。双面板和多层板。（l）单面板）单面板单面印制电路板只有一面有导电铜箔，另一单面印制电路板只有一面有导电铜箔，另一面没有。在使用单面板时，通常在没有导电面没有。在使用单面板时，通常在没有导电铜箔的一面安装元件，将元件引脚通过插孔铜箔的一面安装元件，将元件引脚通过插孔穿到有导山铜箔的一面，导电铜箔将元件引穿到有导山铜箔的一面，导电铜箔将元件

44、引脚连接起来就可以构成电路或电子设备。单脚连接起来就可以构成电路或电子设备。单面板成本低，但因为只有一面有导电铜箔，面板成本低，但因为只有一面有导电铜箔，不适用于复杂的电子设备。不适用于复杂的电子设备。双面板包括两层：顶层（双面板包括两层：顶层（Top Layer）和底层（）和底层（Bottom Layer）。与单面板不同，双面板的两层都有导电铜）。与单面板不同，双面板的两层都有导电铜箔，其结构示意图如图箔，其结构示意图如图3-3所示。双面板的每层都可所示。双面板的每层都可以直接焊接元件，两层之间可以通过穿过的元件引以直接焊接元件，两层之间可以通过穿过的元件引脚连接，也可以通过过孔实现连接。过

45、孔是一种穿脚连接，也可以通过过孔实现连接。过孔是一种穿透印制电路板并将两层的铜箔连接起来的金属化导透印制电路板并将两层的铜箔连接起来的金属化导电圆孔。电圆孔。图图3-3 双面板双面板多层板是具有多个导电层的电路板。多层板多层板是具有多个导电层的电路板。多层板的结构示意图如图的结构示意图如图3-4所示。它除了具有双面所示。它除了具有双面板一样的顶层和底层外，在内部还有导电层，板一样的顶层和底层外，在内部还有导电层，内部层一般为电源或接地层，顶层和底层通内部层一般为电源或接地层，顶层和底层通过过孔与内部的导电层相连接。多层板一般过过孔与内部的导电层相连接。多层板一般是将多个双面板采用压合工艺制作而

46、成的，是将多个双面板采用压合工艺制作而成的，适用于复杂的电路系统。适用于复杂的电路系统。图图3-4 多层板多层板印制电路板是用来安装元件的，而同印制电路板是用来安装元件的，而同类型的元件，如电阻，即使阻值一样，类型的元件，如电阻，即使阻值一样，也有大小之分。因而在设计印制电路也有大小之分。因而在设计印制电路板时，就要求印制电路板上大体积元板时，就要求印制电路板上大体积元件焊接孔的孔径要大、距离要远。为件焊接孔的孔径要大、距离要远。为了使印制电路板生产厂家生产出来的了使印制电路板生产厂家生产出来的印制电路板可以安装大小和形状符合印制电路板可以安装大小和形状符合要求的各种元件，要求在设计印制电要求

47、的各种元件，要求在设计印制电路板时，用铜箔表示导线，而用与实路板时，用铜箔表示导线，而用与实际元件形状和大小相关的符号表示元际元件形状和大小相关的符号表示元件。这里的形状与大小是指实际件。这里的形状与大小是指实际元件元件在印制电路板上的投影。这种与实际在印制电路板上的投影。这种与实际元件形状和大小相同的投影符号称为元件形状和大小相同的投影符号称为元件封装。例如，电解电容的投影是元件封装。例如，电解电容的投影是一个圆形，那么其元件封装就是一个一个圆形，那么其元件封装就是一个圆形符号。圆形符号。按照元件安装方式，元件封装可以分为直插按照元件安装方式，元件封装可以分为直插式和表面粘贴式两大类。式和表

48、面粘贴式两大类。典型直插式元件封装外型及其典型直插式元件封装外型及其PCB板上的焊板上的焊接点如图接点如图3-5所示。直插式元件焊接时先要将所示。直插式元件焊接时先要将元件引脚插入焊盘通孔中，然后再焊锡。由元件引脚插入焊盘通孔中，然后再焊锡。由于焊点过孔贯穿整个电路板，所以其焊盘中于焊点过孔贯穿整个电路板，所以其焊盘中心必须有通孔，焊盘至少占用两层电路板。心必须有通孔，焊盘至少占用两层电路板。图图3-5 穿孔安装式元件外型及其穿孔安装式元件外型及其PCB焊盘焊盘典型的表面粘贴式封装的典型的表面粘贴式封装的PCB图如图图如图3-6所示。此类封装的焊盘只限于表面板层，所示。此类封装的焊盘只限于表面

49、板层，即顶层或底层，采用这种封装的元件的即顶层或底层，采用这种封装的元件的引脚占用板上的空间小，不影响其他层引脚占用板上的空间小，不影响其他层的布线，一般引脚比较多的元件常采用的布线，一般引脚比较多的元件常采用这种封装形式，但是这种封装的元件手这种封装形式，但是这种封装的元件手工焊接难度相对较大，多用于大批量机工焊接难度相对较大，多用于大批量机器生产。器生产。图图3-6 表面粘贴式封装的器件外型及其表面粘贴式封装的器件外型及其PCB焊盘焊盘常见元件封装的编号原则为：元常见元件封装的编号原则为：元件封装类型件封装类型+焊盘距离（焊盘数）焊盘距离（焊盘数）+元件外型尺寸。可以根据元件元件外型尺寸。

50、可以根据元件的编号来判断元件封装的规格。的编号来判断元件封装的规格。例如有极性的电解电容，其封装例如有极性的电解电容，其封装为为RB.2-.4，其中，其中“.2”为焊盘间距，为焊盘间距，“.4”为电容圆筒的外径，为电容圆筒的外径，“RB7.6-15”表示极性电容类元件表示极性电容类元件封装，引脚间距为封装，引脚间距为7.6mm，元件，元件直径为直径为15mm。印制电路板以铜箔作为导线将安装印制电路板以铜箔作为导线将安装在电路板上的元件连接起来，所以在电路板上的元件连接起来，所以铜箔导线简称为导线（铜箔导线简称为导线（Track）。印）。印制电路板的设计主要是布置铜箔导制电路板的设计主要是布置铜

51、箔导线。线。与铜箔导线类似的还有一种线，称与铜箔导线类似的还有一种线，称为飞线，又称预拉线。飞线主要用为飞线，又称预拉线。飞线主要用于表示各个焊盘的连接关系，指引于表示各个焊盘的连接关系，指引铜箔导线的布置，它不是实际的导铜箔导线的布置，它不是实际的导线。线。焊盘的作用是在焊接元件时放置焊锡，将元焊盘的作用是在焊接元件时放置焊锡，将元件引脚与铜箔导线连接起来。焊盘的形式有件引脚与铜箔导线连接起来。焊盘的形式有圆形、方形和八角形，常见的焊盘如图圆形、方形和八角形，常见的焊盘如图3-7所所示。焊盘有针脚式和表面粘贴式两种，表面示。焊盘有针脚式和表面粘贴式两种，表面粘贴式焊盘无须钻孔；而针脚式焊盘要

52、求钻粘贴式焊盘无须钻孔；而针脚式焊盘要求钻孔，它有过孔直径和焊盘直径两个参数。孔，它有过孔直径和焊盘直径两个参数。在设计焊盘时，要考虑到元件形状、引脚大在设计焊盘时，要考虑到元件形状、引脚大小、安装形式、受力及振动大小等情况。例小、安装形式、受力及振动大小等情况。例如，如果某个焊盘通过电流大、受力大并且如，如果某个焊盘通过电流大、受力大并且易发热，可设计成泪滴状（后面章节会介易发热，可设计成泪滴状（后面章节会介绍）。绍）。图图3-7 常见焊盘常见焊盘为了使印制电路板的焊盘为了使印制电路板的焊盘更容易粘上焊锡，通常在更容易粘上焊锡，通常在焊盘上涂一层助焊膜。另焊盘上涂一层助焊膜。另外，为了防止印

53、制电路板外，为了防止印制电路板不应粘上焊锡的铜箔不小不应粘上焊锡的铜箔不小心粘上焊锡，在这些铜箔心粘上焊锡，在这些铜箔上一般要涂一层绝缘层上一般要涂一层绝缘层（通常是绿色透明的膜），（通常是绿色透明的膜），这层膜称为阻焊膜。这层膜称为阻焊膜。双面板和多层板有两个以上的导电层，导电双面板和多层板有两个以上的导电层，导电层之间相互绝缘，如果需要将某一层和另一层之间相互绝缘，如果需要将某一层和另一层进行电气连接，可以通过过孔实现。过孔层进行电气连接，可以通过过孔实现。过孔的制作方法为：在多层需要连接处钻一个孔，的制作方法为：在多层需要连接处钻一个孔，然后在孔的孔壁上沉积导电金属（又称电然后在孔的孔壁

54、上沉积导电金属（又称电镀），这样就可以将不同的导电层连接起来。镀），这样就可以将不同的导电层连接起来。过孔主要有穿透式和盲过式街中问剑过孔主要有穿透式和盲过式街中问剑缤缤3-8所示。穿透式过孔从顶层一直通到底层，而所示。穿透式过孔从顶层一直通到底层，而盲过孔可以从顶层通到内层，也可以从底层盲过孔可以从顶层通到内层，也可以从底层通到内层。通到内层。过孔有内径和外径两个参数，过孔的内径和过孔有内径和外径两个参数，过孔的内径和外径一般要比焊盘的内径和外径小。外径一般要比焊盘的内径和外径小。图图3-8 过孔的两种形式过孔的两种形式除了导电层外，印制除了导电层外，印制电路板还有丝印层。电路板还有丝印层。

55、丝印层主要采用丝印丝印层主要采用丝印印刷的方法在印制电印刷的方法在印制电路板的顶层和底层印路板的顶层和底层印制元件的标号、外形制元件的标号、外形和一些厂家的信息。和一些厂家的信息。在将原理图设计转换为在将原理图设计转换为PCB设计之前，设计之前，需要创建一个有最基本的板子轮廓的空需要创建一个有最基本的板子轮廓的空白白PCB。在。在Altium Designer中创建一个新中创建一个新的的PCB设计的最简单方法是使用设计的最简单方法是使用PCB向导，向导，它可让设计者根据行业标准选择自己创它可让设计者根据行业标准选择自己创建的建的PCB板的大小。在向导的任何阶段，板的大小。在向导的任何阶段，设计

56、者都可以使用设计者都可以使用Back按钮来检查或修按钮来检查或修改以前页的内容。改以前页的内容。1在在Files面板的底部的面板的底部的New from template单元单击单元单击PCB Board Wizard创建创建新的新的PCB。如果这个选项没有显示在屏。如果这个选项没有显示在屏幕上，单击向上的箭头图标关闭上面的幕上，单击向上的箭头图标关闭上面的一些单元。一些单元。2PCB Board Wizard打开打开,设计者首先看设计者首先看见的是介绍页见的是介绍页,点点Next按钮继续。按钮继续。3设置度量单位为英制（设置度量单位为英制（Imperial）。）。注意：注意：1000 mil

57、s=1 inch(英寸英寸)、1 inch=2.54cm（厘米）。（厘米）。4向导的第三页允许设计者选择要使用向导的第三页允许设计者选择要使用的板轮廓。在本例中设计者使用自定义的板轮廓。在本例中设计者使用自定义的板子尺寸，从板轮廓列表中选择的板子尺寸，从板轮廓列表中选择Custom，单击，单击Next。5在下一页，进入了自定义板选项。在本例在下一页，进入了自定义板选项。在本例电路中，一个电路中，一个2 x 2 inch的板便足够了。选择的板便足够了。选择Rectangular并在并在Width和和Height栏键入栏键入2000。取。取消消Title Block&Scale、Legend St

58、ring 和和 Dimension Lines 以及以及 Corner Cutoff 和和 Inner Cutoff复选框如图复选框如图3-9。单击。单击Next继续。继续。图图3-9 PCB板形状设置板形状设置6在这一页允许选择板子的层数。例在这一页允许选择板子的层数。例子中需要两个子中需要两个Signal Layers，不需要，不需要Power Planes，所以将，所以将Power Planes下面下面的选择框改为的选择框改为0。单击。单击Next继续。继续。7在设计中使用过孔（在设计中使用过孔（via）样式选择）样式选择Thruhole Vias only，单击，单击Next。8在下一

59、页允许设计者设置元件在下一页允许设计者设置元件/导线导线的技术（布线）选项。选择的技术（布线）选项。选择Through-hole components选项，将相邻焊盘（选项，将相邻焊盘（pad)间间的导线数设为的导线数设为One Track。单击。单击Next继续。继续。9下一页用于设置一些设计规则，如下一页用于设置一些设计规则，如线的宽度、焊盘的大小，焊盘孔的直径，线的宽度、焊盘的大小，焊盘孔的直径，导线之间的最小距离如图导线之间的最小距离如图3-10，在这里，在这里设为默认值。点设为默认值。点Next按钮继续。按钮继续。10单击单击Finish按钮。按钮。PCB Board Wizard已

60、经设已经设置完所有创建新置完所有创建新PCB板所需的信息。板所需的信息。PCB编辑编辑器现在将显示一个新的器现在将显示一个新的PCB文件，名为文件，名为PCB1.PcbDoc，如图，如图3-11所示。所示。图图3-10 设置线的宽度、焊盘的大小，设置线的宽度、焊盘的大小，焊盘孔的直径，导线之间的最小距离焊盘孔的直径，导线之间的最小距离v图图3-11 定义好的一个空白的定义好的一个空白的PCB板形状板形状11PCB向导现在收集了它需要的所有的信息向导现在收集了它需要的所有的信息来创建设计者的新板子。来创建设计者的新板子。PCB编辑器将显示编辑器将显示一个名为一个名为PCB1.PcbDoc的新的的

61、新的PCB文件。文件。12PCB文档显示的是一个空白的板子形状文档显示的是一个空白的板子形状（带栅格的黑色区域）。（带栅格的黑色区域）。13选择选择View Fit Board（热键（热键V，F）将只）将只显示板子形状。显示板子形状。14选择选择File Save As来将新来将新PCB文件重命文件重命名（用名（用*.PcbDoc扩展名）。指定设计者要把这扩展名）。指定设计者要把这个个PCB保存在设计者的硬盘上的位置，在文保存在设计者的硬盘上的位置，在文件名栏里键入文件名件名栏里键入文件名Multivibrator.PcbDoc并单并单击保存按钮。击保存按钮。15如果添加到项目如果添加到项目的

62、的PCB是以自由文件是以自由文件打开的，在打开的，在Projects面面板的板的Free Documents单单元右击元右击PCB文件，选文件，选择择Add to Project。这个。这个PCB文件已经被列在文件已经被列在Projects下的下的Source Documents中，并与其中，并与其他项目文件相连接。他项目文件相连接。设计者也可以直接将设计者也可以直接将自由文件夹下的自由文件夹下的Multivibrator.PcbDoc文文件拖到项目文件夹下。件拖到项目文件夹下。保存项目文件如图保存项目文件如图3-12所示。所示。图图3-12 Multivibrator.PcbDoc文件在项目

63、文件夹下文件在项目文件夹下在将原理图信息导入到新的在将原理图信息导入到新的PCB之前，请确之前，请确保所有与原理图和保所有与原理图和PCB相关的库都是可用的。相关的库都是可用的。由于在本例中只用到默认安装的集成元件库，由于在本例中只用到默认安装的集成元件库，所有元件的封装也已经包括在内了。但是为所有元件的封装也已经包括在内了。但是为了掌握用封装管理器检查所有元件的封装的了掌握用封装管理器检查所有元件的封装的方法，所以设计者还是执行以下操作：方法，所以设计者还是执行以下操作：在原理图编辑器内，执行在原理图编辑器内，执行ToolsFootprint Manager命令，显示如图命令，显示如图3-1

64、3所示封装管理器所示封装管理器检查对话框。在该对话框的元件列表检查对话框。在该对话框的元件列表（Componene List）区域，显示原理图内的所）区域，显示原理图内的所有元件。用鼠标左键选择每一个元件，当选有元件。用鼠标左键选择每一个元件，当选中一个元件时，在对话框的右边的封装管理中一个元件时，在对话框的右边的封装管理编辑框内设计者可以添加、删除、编辑当前编辑框内设计者可以添加、删除、编辑当前选中元件的封装。如果对话框右下角的元件选中元件的封装。如果对话框右下角的元件封装区域没有出现，可以将鼠标放在封装区域没有出现，可以将鼠标放在Add按钮按钮的下方，把这一栏的边框往上拉，就会显示的下方，

65、把这一栏的边框往上拉，就会显示封装图的区域。如果所有元件的封装检查完封装图的区域。如果所有元件的封装检查完都正确，按都正确，按Close按钮关闭对话框。按钮关闭对话框。图图3-13 封装管理器对话封装管理器对话框框如果项目已经编辑并且在如果项目已经编辑并且在原理图中没有任何错误，原理图中没有任何错误，则可以使用则可以使用Update PCB命命令来产生令来产生ECO（Engineering Change Orders工程变更命工程变更命令），它将把原理图信息令），它将把原理图信息导入到目标导入到目标PCB文件。文件。将项目中的原理图信将项目中的原理图信息发送到目标息发送到目标PCB：1打开原理

66、图文件打开原理图文件Multivibrator.SchDoc。2在原理图编辑器在原理图编辑器选择选择Design Update PCB Document Multivibrator.PcbDoc命令。工程变更命令命令。工程变更命令(Engineering Change Order)对话框出现。对话框出现。如图如图3-14所示。所示。图图3-14 工程变更命令对话框工程变更命令对话框3单击单击Validate Changes按钮，验证一下有无按钮，验证一下有无不妥之处，如果执行成功则在状态列表不妥之处，如果执行成功则在状态列表(Status)Check中将会显示中将会显示 符号；若执行过符号；若执行过程中出现问题将会显示程中出现问题将会显示 符号，关闭对话框。符号，关闭对话框。检查检查Messages面板查看错误原因，并清除所面板查看错误原因，并清除所有错误。有错误。4如果单击Validate Changes按钮，没有错误，则单击Execute Changes按钮，将信息发送到PCB。当完成后，Done那一列将被标记。如图3-15所示。图图3-15 执行了执行了Validate Chan