AltiumDesigner使用PPT课件

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1、Altium Designer使用 Altium Designer概述提问1： 什么是印刷电路板 (printed circuit board简写为：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。 如下图所示印 刷 电 路 板 (PCB) 电路板设计流程 新 建 项 目建 立 原 理 图建 立 PCB图打 印 、 转 印 、 腐 蚀 、 钻 孔 、 涂 助 焊 剂焊 接 原 件 ， 测 试 电 路 板 功 能元 件 库封 装 库 基础知识 印 刷 电 路 板 的 基 本 知 识是 指 说 明 电 路 中 各 个 元

2、器 件 的 电 气 连 接关 系 的 图 纸 。 （ 它 不 涉 及 元 器 件 的 具 体大 小 、 形 状 ， 而 只 是 关 心 元 器 件 的 类 型 、相 互 之 间 的 连 接 情 况 。 ）是 用 来 安 装 、 固 定 各 个 实 际 电 路 元 器件 并 利 用 铜 箔 走 线 实 现 其 正 确 连 接 关系 的 一块 基 板 。什么是电路原理图？什么是印刷电路板？两个概念： 原 理 图 元 器 件 印 刷 电 路 板举例说明：基础知识 印 刷 电 路 板 的 基 本 知 识 AltiumDesigner的发展 Altium Designer是Altium 公司（澳大利亚）

3、继Protel 系列产品（Tango（1988）、Protel for DOS、Protel forWindows 、Protel 98、Protel 99、Protel 99 SE、Protel DXP、Protel DXP 2004）之后推出的高端设计软件。 2001 年，Protel Technology公司改名为Altium公司，整合了多家EDA软件公司，成为业内的巨无霸。 2006 年，Altium 公司推出新品Altium Designer 6.0，经过Altium Designer 6.3、AltiumDesigner 6.6、Altium Designer 6.7、Altium

4、 Designer 6.8、Altium Designer 6.9、Altium DesignerSummer 08、Altium Designer Winter 09、 Altium Designer Summer09等版本升级，体现了Altium 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计发展趋势要求。 该软件的使用是主要靠自学。 Altium Designer Winter 09 软件认识 1.1 Altium Designer Winter 09软件特点 1.2 Altium Designer Winter 09软件安装 1.3 Altium Desig

5、ner Winter 09 软件界面设置一二三 Altium Designer Winter 09软件特点 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 版 或 以 后 的 版 本 。英 特 尔 R酷 睿 2双 核 /四 核 2.66

6、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 1680 1050（ 宽 屏 ） 或 1600 1200（ 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

7、必 须 支 持 DirectX 9.0c 和 Shader model 3，因 此 建 议 系 统 配 置 独 立 显 卡 。Altium Designer Winter 09软件安装 系统最低配置： Windows 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。 安装时需要注意 Altium Designer Winter 09软件激

8、活 进入AltiumDesignerWinter09破解文件夹，查看破解说明文件，按照说明操作。 Altium Designer Winter 09 软件界面设置 启动Altium Designer Winter 09的同时可以看到它的启动画面,如图1-3所示。 Altium Designer Winter 09启动后，进入主页面如图1-4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1-4 Altium Designer Winter 09软件界面 系 统 主 菜 单系 统 工

9、 具 栏 浏 览 器 工 具 栏工 作 区 面 板 工 作 区工 作 区 面 板 切 换 按 钮 1系统主菜单（System menu）2系统工具栏 (menus)3浏览器工作栏(Navigation) 4工作区面板 （Workspace panel）1面板的访问 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

10、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。 2面板的管理 面板显示模式有三种，分别是Docked Mode（停靠模式） 、Pop-out Mode（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1-5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

11、-6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1-6 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 1-7 面板浮动模式 3.Altium Designer Winter 09 软件参数设置 使用软件前，对系统参数进行设置是重要的环节。用户点击“DXP”“Preferences”命令，系统将弹出如图1-8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。图 1-8 参数设置界面 3.1 切换英文编辑环境到中文编辑环境

12、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-General”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。图 1-9

13、中文环境设置 3.2 System-General选项卡 “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

14、，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。 “Librar y 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。 3.3 系统备份设置 点击“Preferences”设置窗口中的“System”“Backup”命令，弹出如图1-10所示的对话框。 Auto Save 设置框主要用来设置自动保存的一些参数，选中“Auto save

15、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。 3.4调整面板弹出、隐藏速度，调整浮动面板的透明程度 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1-11所示。 调整浮动面板的透明程度设置 点击“Preferences”设置窗口中的“System”“Transparency”命令，勾选“Transparency”下的复选框，

16、即选择使用面板在操作的过程中，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1-7所示。 第 2章 绘 制 多 谐 振 荡 器 电 路 原 理 图 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 重 点 、 难 点 ： 绘制电路原理图 2.1项 目 及 工 作 空 间 介 绍 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、

17、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Windows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。 2.2创 建 一 个

18、新 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 。 图2-1创建新项目 2.3创 建

19、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 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）。 2.3.2将 原 理 图 图 纸 添 加 到 项 目 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2-2，那么在Projects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

20、Source document上即可。 图2-2 自由文件夹下的原理图 2.3.3设 置 原 理 图 选 项 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。 2.3.4进 行 一 般 的 原 理 图 参 数 设 置 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(具体设置请查阅其他书籍或资料的详细介绍)。 2在对话框左边的目录中单击Schematic Default Pri

21、mitives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。 电路原理图设计 常 用 元 件 库 如 果 库 里 没 有 ,要 自 定 义 其 图 符 及 封 装 。 Miscellaneous Devices.IntLib: 包 含 常 用 的 电 阻 、 电 容 、 二 极 管 、 三 极 管 等 的 符 号 ； Miscellaneous Connectors.IntLib: 包 含 常 用 的 接 插 器 件 等 ； 厂 家 名 称 .IntLib: 包 含

22、 各 自 厂 家 生 产 的 元 器 件 的 符 号 和 封 装 ， 可 以 在 安 装 目 录 下 的 “ 库 ” 文 件 夹 中 找 到 。 l Ctrl+C: 复制 Ctrl+X: 剪切 Ctrl+V: 粘贴l Ctrl+R:复制多个 Ctrl+D:复 制 一 个 （ 先 选 中 元 件 ） l SA（XA）：选中（释放）所有的元件l 鼠标左键点中元件X：元件水平方向切换；Y垂直l 点中元件TAB键：打开元件属性编辑器l 鼠标左键点中某元件空格：元器件旋转l 鼠标右键+移动鼠标：上下左右移动视图l Ctrl+滚轮：放大、缩小视图l 滚动滚轮（+Shift）：视图上下（左右）移动 快 捷

23、键 要 在 输 入 法 是 英 文 的 状 态 下 才 起 作 用 。电路原理图设计 常 用 快 捷 操 作 2.4绘 制 原 理 图2.4.1在 原 理 图 中 放 置 元 件 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“安装的库名”栏内，从库下拉列表中选择

24、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Component Properti

25、es（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。在本教程中，我们已经使用了集成库，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。 2.下 面 放 置 四 个 电 阻 （ resistors） 。 （1）在Libraries面板中，确认Miscellaneous Devices.IntLib库为当前。在库名

26、下的过滤器栏里键入res1来设置过滤器。 （2）在元件列表中单击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2-3所示），将Visible关闭。 图2-3 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

27、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，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 3.现 在 放 置 两 个 电 容 （ capacitors） 。 (1)在Libraries面板的元件过滤器栏键入cap。 方法同上。 4.最 后 要 放

28、 置 的 元 件 是 连 接 器 （ connector） 。 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Miscellaneous 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

29、，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2-4所示，从中可以看出元件之间留有间隔，这样就有大量的空间用来将导线连接到每个元件引脚上。 图2-4 元件摆放完后的电路图 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。 2.4.2连 接 电 路 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

30、；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，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2-5所

31、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。 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 2-5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。 1

32、0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。 2.4.3网 络 与 网 络 标 记 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

33、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。 如 果 电 路 图 有 某 处 画 错 了 ， 需 要 删 除 ，

34、 方 法 如 下 ： 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2-6，然后按Delete键即可。 图 2-6 删 除 元 器 件 2.5编 译 项 目 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

35、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。 项 目 编 译 完 后 ， 在 Navigator面 板 中 将 列 出 所 有 对 象 的 连 接 关 系 。 （ 如 图2-7所 示 ） 图2-7 Navigator面板 现 在 故 意 在 电 路 中 引 入 一 个 错 误 ， 并 重 新 编 译 一 次 项 目 ： 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Project

36、 Project Options,弹出Options for PCB Project Multivibrator.PrjPCB对话框， 选择Connectoin Matrix标签，如图2-8所示。 图 2-8 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

37、）来检查错误，自动弹出“Messages”窗口如图2-9所示，指出错误信息：Q1-2脚没有连接。 图 2-9 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。原理图元器件库的建立 3.1 印 制 电 路 板 的 基 础 知 识 印制电路板英文简称为PCB（P

38、rinted Circle Board）如图3-1所示。印制电路板的结构原理为：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。 图 3-1 PCB板 1 印 制 电 路 板 的 种 类 根据层数分类，印制电路板可分为单面板、双面板和多层板。 （l）单面板 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，不适用于复杂的电子设备。 （ 2） 双 面 板 双

39、面板包括两层：顶层（Top Layer）和底层（Bottom Layer）。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3-2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电圆孔。 图 3-2 双 面 板 （ 3） 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3-2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，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

40、统。 图 3-2 多 层 板 基础知识 印 刷 电 路 板 的 设 计 流 程一般 而 言 ， 一个 电 路 设 计 要 经 过 以 下 步 骤 ：1. 建 立 pcb设 计 工 程 文 件 ： (.PrjPcb文 件 )；2. 绘 制 电 路 原 理 图 ， 对 元 件 属 性 赋 值 : (.SchDoc文 件 )；3. 编 译 原 理 图 ， 以 消 息 方 式 显 示 错 误 ；4. 生 成 网 络 表 (.NET文 件 ， 系 统 自 动 生 成 ） ；5. 生 成 PCB板 图 ， 绘 制 板 框 ： (.PcbDoc文 件 )；6. 调 入 网 络 表 ， 完 成 元 件 位 置

41、 布 置 ， 设 置 布 线 规 则 ， 完 成 全 部 布 线 ；7. 电 路 板 规 则 检 查 (.html文 件 ， 系 统 自 动 生 成 ） 。 基础知识 印 刷 电 路 板 的 制 作实验室手工制作电路板的过程电路设计 打印图纸 转印图纸 修补线条 腐蚀铜箔 去除碳膜 打孔 清洗 涂助焊剂 2 元 件 的 封 装 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，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，要求在设计印制电路板时，用铜

42、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件。这里的形状与大小是指实际元件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圆形符号。 （ l） 元 件 封 装 的 分 类 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。 典型直插式元件封装外型及其PCB板上的焊接点如图3-4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。 图 3-4 穿 孔 安 装 式 元 件 外 型 及 其 PCB焊 盘 典型的表

43、面粘贴式封装的PCB图如图3-5所示。此类封装的焊盘只限于表面板层，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工焊接难度相对较大，多用于大批量机器生产。 图 3-5 表 面 粘 贴 式 封 装 的 器 件 外 型 及 其 PCB焊 盘 （ 2） 元 件 封 装 的 编 号常见元件封装的编号原则为：元件封装类型+焊盘距离（焊盘数）+元件外型尺寸。可以根据元件的编号来判断元件封装的规格。例如有极性的电解电容，其封装为RB.2-.4，其中“.2”为焊盘间距，“.4”为电容圆筒的外径，“RB7.6-15”表示

44、极性电容类元件封装，引脚间距为7.6mm，元件直径为15mm。 3 铜 箔 导 线 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，所以铜箔导线简称为导线（Track）。印制电路板的设计主要是布置铜箔导线。 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，它不是实际的导线。 4 焊 盘 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。焊盘的形式有圆形、方形和八角形，常见的焊盘如图3-7所示。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；而针脚式焊盘要求钻孔，它有过孔直径和焊盘直径两个参数。 在设计焊盘时，

45、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（后面章节会介绍）。 图 3-7 常 见 焊 盘 5 助 焊 膜 和 阻 焊 膜为了使印制电路板的焊盘更容易粘上焊锡，通常在焊盘上涂一层助焊膜Paste Mask Layer。另外，为了防止印制电路板不应粘上焊锡的铜箔不小心粘上焊锡，在这些铜箔上一般要涂一层绝缘层（通常是绿色透明的膜），这层膜称为阻焊膜Solder Mask Layer。 6 过 孔 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进行电气连接，可以通过过孔实现。过孔的制作方法

46、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，如3-8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，也可以从底层通到内层。 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。 图 3-8 过 孔 的 两 种 形 式 7 丝 印 层除了导电层外，印制电路板还有丝印层。丝印层主要采用丝印印刷的方法在印制电路板的顶层和底层印制元件的标号、外形和一些厂家的信息。 3.2创 建 一 个 新 的 PCB文 件在将原理图设计转换为PCB设计之前，需要创建一个有最基本的板子轮廓的空白PC

47、B。在Altium Designer中创建一个新的PCB设计的最简单方法是使用PCB向导，它可让设计者根据行业标准选择自己创建的PCB板的大小。在向导的任何阶段，设计者都可以使用Back按钮来检查或修改以前页的内容。 要 使 用 PCB向 导 来 创 建 PCB， 完 成 以 下 步 骤 ： 1在Files面板的底部的New from template单元单击PCB Board Wizard创建新的PCB。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一些单元。 2PCB Board Wizard打开,设计者首先看见的是介绍页,点Next按钮继续。 3设置度量单位为英制（Imper

48、ial）。注意：1000 mils = 1 inch(英寸)、 1 inch=2.54cm（厘米）。 4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子尺寸，从板轮廓列表中选择Custom，单击Next。 5在下一页，进入了自定义板选项。在本例电路中，一个2 x 2 inch的板便足够了。选择Rectangular并在Width和Height栏键入2000。取消Title Block 电容RAD0.2间距200mil5.08mm； 直插IC相邻管脚间距100mil=2.54mm。Altium Designer的绘图单位： 单位切换：“Q” 。电路板设计 3.7 在 3D

49、模 式 下 查 看 电 路 板 设 计 如果设计者能够在设计过程中使用设计工具直观地看到自己设计板子的实际情况，将能够有效的帮助他们的工作。Altium Designer软件提供了这方面的功能，下面研究一下它的3D模式。在3D模式下可以让设计者从任何角度观察自己设计的板。 Altium Designer软件的3D环境的要求支持DirectX9.0C及相关技术，并使用一块独立的显卡。对于如何测试系统，以及让Altium Designer可以使用DirectX，单击菜单Tools Preferences打开 Preferences对话框中如图3-39所示，选择PCB Editor的Display选

50、项，按“Test DirectX”按钮，测试显卡是否支持DirectX，以下按提示做，如果显卡支持DirectX，就可进行如下操作。 注意：DirectX9.0C软件可以从网上下载，然后进行安装。 图3-39 参数设置对话框 3.7.1 设 计 时 的 3D显 示 状 态 要在PCB编辑器中切换到3D，只需单击ViewSwitch To 3D命令（快捷键：3）或者从列表中PCB标准工具栏中选择一个3D视图配置，如图3-40所示。 图 3-40 选 择 3D显 示 进入3D模式时，一定要使用下面的操作来显示3D，否则就要出错，提示：“Action not available in 3d view

51、”。 1.缩放按Ctrl键十鼠标右拖，或者Ctrl十鼠标滚轮，或者Page UpPage Down键。 2.平移按鼠标滚轮：向上向下移动，Shift十鼠标滚轮：向左右移动，向右拖动鼠标来向任何方向移动。 3.旋转按住Shift键不放，再按鼠标右键，进人3D旋转模式。光标处以一个定向圆盘的方式来表示如图3-41。该模型的旋转运动是基于圆心的，使用以下方式控制。 图3-41 PCB板的3D显示 用鼠标右键拖拽圆盘中心点Center Dot，任意方向旋转视图。 用鼠标右键拖拽圆盘水平方向箭头（Horizontal Arrow），关于Y轴旋转视图。 用鼠标右键拖拽圆盘垂直方向箭头（Vertical A

52、rrow），关于X轴旋转视图。 3.7.2 3D显 示 设 置 使用上述的操作命令，设计者可以非常方便的在3D显示状态实时查看正在设计板子的每一个细节。使用板层和颜色设置对话框可以修改这些设置，通过菜单DesignBoard Layers &Colors或者快捷键L来访问此对话框如图3-42所示。用该对话框，设计者根据板子的实际情况设置相应的板层颜色，或者调用已经存储的板层颜色设置。这样，3D显示的效果会更加逼真。 图3-42 板层和颜色设置对话框 3.7.3 3D模 型 介 绍 如果需要把板子紧密的放在特殊形状的壳体中，通常要把板子的文件转换到M-CAD系统的格式。 您也可以在PCB元件库的

53、封装中导入STEP模型，从而产生了一个完整的从E-CAD 到M-CAD的3D解决方案。 元件形状的建模可以使用Altium Designer的3D body对象（后面章节进行介绍）或通过导入STEP格式的元件模型来实现，这两种模式都可以输出到板子的STEP文件。 3.7.4 为 元 器 件 封 装 导 入 3D实 体 Altium Designer软件的3D环境提供了一个逼真的检查PCB组装的环境。 元器件封装本身存储有3D模型，用于在3D环境下渲染该元件。这里设计的板已经包含了器件的3D模型，板和元器件的3D模型可以在Altium Designer软件安装中的ExamplesTutorial

54、smultivibrator_step文件夹中找到。方法：单击菜单FileOpen选择 ExamplesTutorialsmultivibrator_step/multivibrator_step.PcbDoc文件，导入3D实体的PCB如图3-43所示： 图3-43 导入3D实体PCB图 1.按快捷键：3，显示如图3-44的3D实体PCB图。 图3-44 PCB板3D实体图 2按住Shift键不放，再按鼠标右键，进人3D旋转模式，用鼠标右键拖拽圆盘中心点，任意方向旋转视图（如图3-45）。 图 3-45 任 意 旋 转 的 PCB板 3D实 体 图 3.设计者可以将3DSTEP格式模型导入到元

55、器件的封装和PCB设计中并创建自己的3D物体，也可以以STEP和DWGDXF格式来输出PCB文件，以便用于其他程序中。The legacy 3D viewer(方法：Tools Legacy Tools Legacy 3D View)可以导人VRML1.0IGESSTEP格式的3D物体（如图3-46所示），也可以导出IGES和STEP格式的3D物体。 图3-46 VRML1.0IGESSTEP格式的3D物体 注：任何时候在3D模式下，设计者都可以以各种分辨率创建实时“快照”，使用CtrlC快捷键复制，这样就可以将图像（Bitmap格式）存储在Windows剪贴板中，用于其他应用程序。 第4章

56、创建原理图元器件库 任务描述： 图 4-1 数 码 管 显 示 器 电 路 原 理 图 目的及要求： 熟悉原理图库、模型和集成库的概念 熟练掌握创建库文件包及原理图库的方法 熟练掌握创建原理图元件的方法 熟练掌握为原理图元件添加模型的方法 熟练掌握从其他库中复制元件然后修改为自己需要的元件的方法 重点：创建原理图元件 难点：原理图库、模型和集成库的概念 4.1 原理图库、模型和集成库 在Altium Designer中，原理图元器件符号是在原理图库编辑环境中创建的(.SchLib文件)。之后原理图库中的元器件会分别使用封装库中的封装和模型库中的模型。设计者可从各元器件库放置元件，也可以将这些元

57、器件符号库、封装库和模型文件编译成集成库(.IntLib文件)。在集成库中的元器件不仅具有原理图中代表元件的符号，还集成了相应的功能模块，如Foot Print封装、电路仿真模块、信号完整性分析模块等。 集成库是通过分离的原理图库、PCB封装库等编译生成的。在集成库中的元器件不能够被修改，如要修改元器件可以在分离的库中编辑然后再进行编译产生新的集成库即可。 Altium Designer的集成库文件位于软件安装路径下的Library文件夹中，它提供了大量的元器件模型（大约80000个符合ISO规范的元器件）。设计者可以打开一个集成库文件，执行Extract Sources命令从集成库中提取出库

58、的源文件，在库的源文件中可以对元器件进行编辑。 l库 文 件 包 （ .LibPkg文 件 ） 是 集 成 库 文 件 的 基 础 ， 它 将 生 成 集 成 库 所 需 的 那 些 分立 的 原 理 图 库 、 封 装 库 和 模 型 文 件 有 机 地 结 合 在 一起 。库 文 件 包 （ .LibPkg文 件 ） 编 译 生 成 集 成 库 (.IntLib文 件 ） 4.3 创建新的库文件包和原理图库 设计者创建元件之前，需要创建一个新的原理图库来保存设计内容。这个新创建的原理图库可以是分立的库，与之关联的模型文件也是分立的。另一种方法是创建一个可被用来结合相关的库文件编译生成集成库

59、的原理图库。使用该方法需要先建立一个库文件包，库文件包（.LibPkg文件）是集成库文件的基础，它将生成集成库所需的那些分立的原理图库、封装库和模型文件有机地结合在一起。 新建一个集成库文件包和空白原理图库步骤如下： l执行 File New Project Integrated Library命令，Projects面板将显示新建的库文件包，默认名为Integrated_Libraryl.LibPkg。 2在Projects面板上右击库文件包名，在弹出菜单上单击Save Project As命令，在弹出的对话框中使用浏览功能选定适当的路径，然后输人名称New Integrated_ Libra

60、ry1.LibPkg，单击Save按钮。注意如果不输人后缀名的话，系统会自动添加默认名。 3添加空白原理图库文件。执行File New Library Schematic Library命令，Projects面板将显示新建的原理图库文件，默认名为Schlibl.SchLib。自动进入电路图新元件的编辑界面，如图4-3所 示。 图4-3 原理图库新元件的编辑界面 4单击File Save As命令，将库文件保存为New Schlibl.SchLib。 5单击SCH Library标签打开SCH Library面板如图4-2所示。如果SCH Library标签未出现，单击主设计窗口右下角的SCH按

61、钮并从弹出的菜单中选择SCH Library即可（ 表示选中）。 6原理图库元器件编辑器（SCH Library）面板介绍。 原理图库元器件编辑器管理面板如图4-2所示，其各组成部分介绍如下： 图4-4 元件库管理面板 过滤区元件区别名区引脚区 模型区 （l）Components区域。 Components区域用于对当前元器件库中的元件进行管理。可以在Components区域对元件进行放置、添加、删除和编辑等工作。在图4-2中，由于是新建的一个原理图元件库，其中只包含一个新的名称为Component_l的元件。Components区域上方的空白区域用于设置元器件过滤项，在其中输人需要查找的元器

62、件起始字母或者数字，在Components区域便显示相应的元器件。 Place按钮将Componens区域中所选择的元器件放置到一个处于激活状态的原理图中。如果当前工作区没有任何原理图打开，则建立一个新的原理图文件，然后将选择的元器件放置到这个新的原理图文件中。 Add按钮可以在当前库文件中添加一个新的元件。 Delete按钮可以删除当前元器件库中所选择的元件。 Edit按钮可以编辑当前元器件库中所选择的元件。单击此按钮，屏幕将弹出元件属性设置窗口，可以对该元件的各种参数进行设置。 （2）Aliases区域。 该区域显示在Components区域中所选择的元件的别名。单击Add按钮，可为Com

63、ponents区域中所选中的元件添加一个新的别名。 单击Delete按钮，可以删除在Aliases区域中所选择的别名。单击Edit按钮，可以编辑Aliases区域中所选择的别名。 （3）Pins信息框。 Pins信息框显示在Component区域中所选择元件的引脚信息，包括引脚的序号、引脚名称和引脚类型等相关信息。 单击Add按钮，可以为元件添加引脚。单击Delete按钮，可以删除在Pins区域中所选择的引脚。 （4）Model信息框。 设计者可以在Model信息框中为Components区域中所选择元件添加PCB封装(PCB Footprint)模型、仿真模型和信号完整性分析模型等。 4.4

64、 创建新的原理图元件 设计者可在一个已打开的库中执行Tools New Component命令新建一个原理图元件。由于新建的库文件中通常已包含一个空的元件，因此一般只需要将Component_1重命名就可开始对第一个元件进行设计，这里以AT89C2051单片机（如图4-7所示）为例介绍新元件的创建步骤。 在原理图新元件的编辑界面内： 1在SCH Library面板上的Components列表中选中Component_1选项，执行Tools Rename Component命令，弹出重命名元件对话框输入一个新的、可唯一标识该元件的名称，如AT89C2051，并单击“确定”按钮。同时显示一张中心位

65、置有一个巨大十字准 线的空元件图纸以供编辑。 2如有必要，执行Edit Jump Origin命令（快捷键J，O），将设计图纸的原点定位到设计窗口的中心位置。检查窗口左下角的状态栏，确认光标已移动到原点位置。新的元件将在原点周围上生成，此时可看到在图纸中心有一个十字准线。设计者应该在原点附近创建新的元件，因为在以后放置该元件时，系统会根据原点附近的电气热点定位该元件。 3可在“Library Editor Workspace” 对话框设置单位、捕获网格(Snap)和可视网格(Visible)等参数，执行Tools Document Options命令（快捷键T，D），弹出Library Edi

66、tor Workspace对话框如图4-5所示。针对当前使用的例子，此处需要图4-5所示对话框中各项参数。选择Always Show Comment/Designator复选框，以便在当前文档中显示元器件的注释和标识符。单击Units标签，选中Use Imperial Unit System复选框，其它使用默认值，单击OK按钮关闭对话框。注意缩小和放大均围绕光标所在位置进行，所 以在缩放时需保持光标在原点位置。 l图 4-5在 对 话 框 设 置 单 位 和 其 他 图 纸属 性 4为了创建AT89C2051单片机，首先需定义元件主体。在第4象限画矩形框：1000*1400mil；执行Place Rectangle命令或单击“ ”图标，此时鼠标箭头变为十字光标，并带有一个矩形的形状。在图纸中移动十字光标到坐标原点（0，0），单击鼠标左键确定矩形的一个顶点，然后继续移动十字光标到另一位置(100,-140)，单击鼠标左键，确定矩形的另一个顶点，这时矩形放置完毕。十字光标仍然带有矩形的形状，可以继续绘制其他矩形。 5元件引脚代表了元件的电气属性，为元件添加引脚的步骤如下。 （1）单击Pla