AltiumDesigner设计实用教案

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1、主要(zhyo)教学内容 基础知识 电路(dinl)原理图的设计 电路板设计(shj)与制作第1页/共83页第一页，共84页。l Altium Designer软件简介l 印刷电路板的基本知识l 印制电路板的设计流程(lichng)l 印制电路板的制作基础知识主要(zhyo)教学内容第2页/共83页第二页，共84页。Altium Designer是一个(y )功能强大的通用电路板设计软件，简称AD。发展历程如下：基础知识软件(run jin)简介1.1985年-TANGO2.1988年-Protel for DOS3.1998年-Protel 984.1999年-Protel 995.2000

2、年-Protel 99 se6.2001年-Protel DXP7.2004年-Protel DXP 20048.2006年-Altium Designer 6.09.2009年-Altium Designer Winter 09（8.3）第3页/共83页第三页，共84页。基础知识软件(run jin)简介1.电路(dinl)原理图设计:SCH、SCHLIB、各种文本编辑器。2.印刷电路板设计(shj):PCB、PCBLIB、电路板组件管理器。3.FPGA及逻辑器设计。Altium Designer主要特点:功能强大，支持多国语言，完全兼容Protel各版本。Altium Designer主要

3、功能:第4页/共83页第四页，共84页。基础知识印刷(ynshu)电路板的基本知识是指说明电路中各个元器件的电气连接关系的图纸。（它不涉及元器件的具体大小(dxio)、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(shj)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：第5页/共83页第五页，共84页。原理图 元器件 印刷(ynshu)电路板举例说明：基础知识印刷(ynshu)电路板的基本知识第6页/共83页第六页，共84页。基础知识分类：1.刚性电路板和柔性电路板；2.酚醛树脂板、环氧树脂(hun yn sh

4、 zh)板、氮化铝板、碳化硅板等；3.目前常用的电路板有单层、双面、四层板、六层板等。印刷(ynshu)电路板（ Printed Circuit Board, PCB ）作用：安装、固定支撑各个实际电路元器件并利用铜箔走线将各种元器件联接起来形成(xngchng)电流通路。印刷电路板的基本知识第7页/共83页第七页，共84页。 单面板(min bn) 早期的电路板主要连接较大体积的元器件，由于(yuy)制造工艺水平不够高，主要是以单面板为主。基础知识印刷(ynshu)电路板的基本知识第8页/共83页第八页，共84页。 双面板 集成电路的出现使电路板的布局更加的复杂，因此出现了双面板，即：两面(

5、lingmin)都可以走线的电路板。基础知识印刷(ynshu)电路板的基本知识第9页/共83页第九页，共84页。多层板的特点是除了(ch le)顶面、底面走线层外，板子中间还有走线层。 多层板基础知识顶层(dn cn)（Top layer）电源(dinyun)/接地板层(VCC or GND)过孔（Via)绝缘层中间层（Mid Layer）VCC or GND底层（Bottom Layer）沉孔4层板简略图印刷电路板的基本知识第10页/共83页第十页，共84页。基础知识印刷(ynshu)电路板的设计流程原理图设计编译原理图生成网络表规划电路板调取网络表设计电路板规则检查加载元件库电子实习.Pr

6、jPcb 第11页/共83页第十一页，共84页。基础知识印刷电路板的设计(shj)流程一般而言，一个电路设计要经过以下步骤：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(xinsh)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）。第12页/共83页第十二页，共84页。基础知识印刷(ynshu)电路板的制作实验室手工

7、(shugng)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第13页/共83页第十三页，共84页。基础知识软件(run jin)的汉化重启后生效！其它(qt)系统设定也是在这里。第14页/共83页第十四页，共84页。电路(dinl)原理图设计主要(zhyo)教学内容l 原理图的设计流程(lichng)l 常用原理图库调用l 生成网络表的方法第15页/共83页第十五页，共84页。电路(dinl)原理图设计原理图设计(shj)流程在E盘下建立以自己的学号命名(mng mng)的文件夹里，新建一个PCB项目工程，点击鼠标右键保存，名字改为“练习1”。第16页/共8

8、3页第十六页，共84页。电路(dinl)原理图设计设计(shj)流程点击鼠标右键 “练习1.PrjPcb”,为工程(gngchng)添加原理图文件，并保存，名字为“练习1”。第17页/共83页第十七页，共84页。电路(dinl)原理图设计设计(shj)流程设置文档选项：在图纸上双击图纸四周的方块(fn kui)电路。第18页/共83页第十八页，共84页。电路(dinl)原理图设计设计(shj)流程安装(nzhung)所有元件库，包括原理图符库和元件封装库。第19页/共83页第十九页，共84页。电路(dinl)原理图设计设计(shj)流程添加图中所有元件，依据原理图进行(jnxng)元器件间的电

9、气联接。画导线快捷:PW注意：要捕捉到元件的电气节点才能画正确的线第20页/共83页第二十页，共84页。电路(dinl)原理图设计设计(shj)流程双击元件编辑修改(xigi)其属性：标识、注释、封装等。第21页/共83页第二十一页，共84页。电路(dinl)原理图设计设计(shj)流程编译(biny)（规则检查）：没错误，则Messages为空白。如果有错误，则要把错误修改好，警告有时可以忽略。第22页/共83页第二十二页，共84页。电路(dinl)原理图设计设计(shj)流程查看封装管理器，器件的标识(biozh)、注释栏不能有空白。第23页/共83页第二十三页，共84页。电路(dinl)

10、原理图设计设计(shj)流程 生成网络表文件(wnjin)（练习1.NET)。第24页/共83页第二十四页，共84页。电路(dinl)原理图设计常用(chn yn)元件库如果(rgu)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。第25页/共83页第二十五页，共84页。电路(dinl)原理图设计在工程中新建一

11、个Schematic Library文件(wnjin)，并打开。数码管画法(hu f)第26页/共83页第二十六页，共84页。电路(dinl)原理图设计放置一个(y )大小合适的矩形。数码管画法(hu f)第27页/共83页第二十七页，共84页。电路(dinl)原理图设计用画直线和椭圆(tuyun)的命令绘制“8.8.8.”。数码管画法(hu f)第28页/共83页第二十八页，共84页。电路(dinl)原理图设计放置(fngzh)10个元件管脚：管脚上的十字叉朝外。双击每个管脚，修改其名称(mngchng)和编号。数码管画法双击每个管脚，修改其名称和编号。十字叉第29页/共83页第二十九页，共

12、84页。电路(dinl)原理图设计绘制(huzh)完成的数码管：数码管画法(hu f)第30页/共83页第三十页，共84页。电路(dinl)原理图设计修改元件(yunjin)名称。把绘制完成(wn chng)的数码管文件安装到库中，可以正常使用该元件。参考PPT第22页。数码管画法第31页/共83页第三十一页，共84页。lCtrl+C: 复制 Ctrl+X: 剪切 Ctrl+V: 粘贴lCtrl+R:复制多个 Ctrl+D:复制一个（先选中元件） lSA（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(chuzh)l点中元件TAB键：打开元件属性编辑器l鼠标左键点

13、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lCtrl+滚轮：放大、缩小视图l滚动滚轮（+Shift）：视图上下（左右）移动快捷键要在输入法是英文的状态(zhungti)下才起作用。电路(dinl)原理图设计常用快捷操作第32页/共83页第三十二页，共84页。 名称 封装名称 元件名称 所属元件库传感器: SEN （改） Optoisolator1 Miscellaneous Devices直插电阻: 默认 RES2 Miscellaneous Devices瓷片电容: RAD-0.1 CAP Miscellaneous Devices运算放大器: 默认 LM741CN NS

14、C Amplifier反相器: 默认 HCC4049UBF ST Logic Gate整流二极管: 默认 DIODE 1N4007 Miscellaneous Devices开关二极管: 默认 DIODE 1N4148 Miscellaneous Devices发光(f un)二极管： LED （改） LED0 Miscellaneous Devices单列直插接口: 默认 HEADER 2 Miscellaneous Connectors电解电容: RB.1.2(改） Cap Pol2 Miscellaneous Devices电路(dinl)原理图设计常用元件(yunjin)说明心率计1传

15、感器、放大、负电源第33页/共83页第三十三页，共84页。电路(dinl)原理图设计常用元件(yunjin)说明心率(xn l)计2单片机部分 名称 封装名称 元件名称 所属元件库7805: 默认 MC7805CT ON Semi Power Mgt Voltage Regulator直插电阻: 默认 RES2 Miscellaneous Devices瓷片电容: RAD-0.1（改） CAP Miscellaneous Devices单片机: 默认 P89C51RC2HBP Philips Microcontroller 8-Bit拨动开关: 默认 SW-SPDT Miscellaneous

16、 Devices整流二极管: 默认 DIODE 1N4007 Miscellaneous Devices发光二极管: LED（改） LED0 Miscellaneous DevicesPNP三极管: 默认 2N3906 Miscellaneous Devices单列直插接口: 默认 HEADER 2 Miscellaneous Connectors数码管: DIS DIS 无按钮: SW（改） SW-PB Miscellaneous Devices晶振: JZ （改） XTAL Miscellaneous Devices电解电容: 第34页/共83页第三十四页，共84页。电路(dinl)原理图

17、设计常用(chn yn)元件说明心率(xn l)计2计数、显示、门控 名称 封装名称 元件名称 所属元件库555: 默认 NE555N ST Analog Timer Circuit4543: 默认 HCC4543BF ST Interface Display Driver4553: 默认 MC14553BCL ON Semi Logic Counter瓷片电容: RAD-0.1（改） CAP Miscellaneous Devices单片机: 默认 P89C51RC2HBP Philips Microcontroller 8-Bit拨动开关: 默认 SW-SPDT Miscellaneous

18、 DevicesNPN三极管: 默认 2N3904 Miscellaneous DevicesPNP三极管: 默认 2N3906 Miscellaneous Devices 发光二极管: LED（改） LED0 Miscellaneous Devices单列直插接口: 默认 HEADER 2 Miscellaneous Connectors数码管: DIS DIS 无电阻: 默认 RES2 Miscellaneous Devices可调电阻: 默认 RPOT Miscellaneous Devices电解电容: 第35页/共83页第三十五页，共84页。电容：10pF10uF, 常用封装：060

19、3,0805,1005.电阻：几欧数百K，常用封装： 0603,0805,1005.集成电路：SO4SO20,依据IC手册选用.三极管：SOT-23,SOT-89.选用贴片集成电路时一定要仔细查阅该器件(qjin)手册.确保选用的封装符合所用元件的尺寸要求.发光二极管:0805电解电容:1206LM7805:DSO-G3接插件用直插的封装电路(dinl)原理图设计常用(chn yn)元件说明心率计贴片元件说明第36页/共83页第三十六页，共84页。电路板设计(shj)l PCB绘图的基础知识l 电路板的设计(shj)流程l 元件放置和走线的原则主要(zhyo)教学内容第37页/共83页第三十七

20、页，共84页。 电路板中常用(chn yn)各个层的含义：Toplayer:顶层(dn cn)走线层（默认红色）；Bottomlayer:底层走线层（默认蓝色）；TopOverlayer:顶层(dn cn)丝印层，用于字符的丝网露印 （默认黄色）；BottomOverlayer:(可选）底层丝印层；KeepOutlayer:禁止层，用于定义PCB板框；Multilayer:穿透层（焊盘镀锡层）；MechanicalLayer14:机械层，用于尺寸标注等。电路板设计(shj)基础知识第38页/共83页第三十八页，共84页。 常用(chn yn)元件所在的封装库名称1）PCB Footprints

21、.PCBLIB:大多数常见元件的封装库，如贴片电阻、直插电阻、电容、二、三极管，DIP直插集成电路等，电位器等；2）Transistors.PCBLIB:晶体管封装库；3）各个厂家基本上都有自己的元件库；4）建议把常用的元件封装整理成单独(dnd)的库文件。基础知识电路板设计(shj)第39页/共83页第三十九页，共84页。建立PCB文件(wnjin)并保存，名字改成“练习1”。电路板设计(shj)流程电路板设计(shj)第40页/共83页第四十页，共84页。安装(nzhung)标准PCB封装库和自定义元件封装库。电路板设计(shj)流程电路板设计(shj)第41页/共83页第四十一页，共84

22、页。电路板设计(shj)流程电路板设计(shj)导入元件，如果有错返回原理图修改。点击，元件被调出，如下图：方法1：第42页/共83页第四十二页，共84页。导入元件，如果有错返回(fnhu)原理图修改。电路板设计(shj)流程电路板设计(shj)点击，元件被调出，如下图：方法2:第43页/共83页第四十三页，共84页。元件被调出后，元件之间由飞线连接。飞线代表元件的连接关系(gun x)，并不存在PCB中。删除暗红色ROOM。电路板设计(shj)流程电路板设计(shj)第44页/共83页第四十四页，共84页。运行规则检查，把元件上的绿色(l s)报警取消。电路板设计(shj)流程电路板设计(s

23、hj)把勾去掉复位错误检查第45页/共83页第四十五页，共84页。按照一定的原则(yunz)排列元件和元件的编号。电路板设计(shj)流程电路板设计(shj)第46页/共83页第四十六页，共84页。规划(guhu)电路板的大小。在软件界面下面层的选择中，选中Keep-Out Layer。即：禁止布线层，来定义板子(bn zi)大小。如下图：用画线的命令(mng lng)画一个比排列的元件稍微大一些的矩形。电路板设计流程电路板设计在边框的左下角设定原点：EditOriginSet第47页/共83页第四十七页，共84页。用上述(shngsh)菜单操作选中电路板的尺寸范围，重新定义板子的外形。电路板

24、设计(shj)流程电路板设计(shj)第48页/共83页第四十八页，共84页。板子大小定义完成(wn chng)的图纸。电路板设计(shj)流程电路板设计(shj)定义图纸大小的过程。第49页/共83页第四十九页，共84页。定义布线规则：主要(zhyo)修改一下三项。电路板设计(shj)流程电路板设计(shj)第50页/共83页第五十页，共84页。-1定义最小间距：改为0.3mm。单位快速(kui s)切换Q键。电路板设计(shj)流程电路板设计(shj)第51页/共83页第五十一页，共84页。 -2定义线粗细(cx)：信号线0.5mm，电源线加粗且优先。电路板设计(shj)流程电路板设计(s

25、hj)第52页/共83页第五十二页，共84页。电路板设计(shj)流程电路板设计(shj)把VCC网络的线改为0.6mm。鼠标右键第53页/共83页第五十三页，共84页。电路板设计(shj)流程电路板设计(shj)把GND网络(wnglu)的线改为0.8mm。鼠标右键第54页/共83页第五十四页，共84页。电路板设计(shj)流程电路板设计(shj)注意优先权的选择！否则布出来的线宽一样第55页/共83页第五十五页，共84页。 -3走线层：把Top Layer上的勾去掉，则是底层(d cn)走线的单面板；反之是顶层走线的单面板。电路板设计(shj)流程电路板设计(shj)第56页/共83页第五

26、十六页，共84页。手工画线或自动布线(b xin)，手工修改不合适的线。电路板设计(shj)流程电路板设计(shj)把飞线取代即可第57页/共83页第五十七页，共84页。修改电路(dinl)前先删除已经布好的线。电路板设计(shj)流程电路板设计(shj)第58页/共83页第五十八页，共84页。布线(b xin)规则检查。Messages对话框应该是空白，如果(rgu)有致命的错误则要返回电路板图进行修该。电路板设计(shj)流程电路板设计第59页/共83页第五十九页，共84页。电路板的三维显示(xinsh)。相同的菜单操作(cozu)可以切换为2维显示。电路板设计(shj)流程电路板设计第6

27、0页/共83页第六十页，共84页。电路板的3D显示(xinsh)（立体显示(xinsh)）。电路板设计(shj)流程电路板设计(shj)菜单操作：ToolsLegacy ToolsLegacy 3D View*3D视图可以翻转第61页/共83页第六十一页，共84页。PCB后续(hux)处理。A：加泪滴。（修改布线(b xin)之前先删除泪滴）电路板设计(shj)流程电路板设计菜单操作：ToolsTeardropsOK前后比较第62页/共83页第六十二页，共84页。B：铺铜网单面板只要底层(d cn)铺铜双面板铺顶层和底层(d cn)电路板设计(shj)流程电路板设计(shj)*电路板在修改前首

28、先把铜网删除。第63页/共83页第六十三页，共84页。C：放置(fngzh)字符串电路板设计(shj)流程电路板设计(shj)第64页/共83页第六十四页，共84页。用向导建立(jinl)PCB文件的方法（55mm88mm）：向导(xingdo)建立PCB电路板设计(shj)第65页/共83页第六十五页，共84页。向导(xingdo)建立PCB电路板设计(shj)第66页/共83页第六十六页，共84页。向导(xingdo)建立PCB电路板设计(shj)第67页/共83页第六十七页，共84页。向导(xingdo)建立PCB电路板设计(shj)第68页/共83页第六十八页，共84页。向导(xing

29、do)建立PCB电路板设计(shj)第69页/共83页第六十九页，共84页。电路板的尺寸：长宽以3：2或4：3为最佳。当大于200mm长和150mm宽时，考虑强度。高频元器件之间的连线越短越好，隶属于输入或输出电路的元器件之间的距离越远越好。具有高电位差的元器件应加大与其它连线之间的距离。一般200V/mm比较合适。发热元器件应该远离热敏元器件。可以调节的元器件应该注意位置，应该放在比较容易调节的地方，要与整机的面板一致(yzh)。太重或发热量多的元器件不宜安装在电路板上。对于(duy)电路板和元器件的要求：元件布局(bj)和走线原则电路板设计第70页/共83页第七十页，共84页。按照(nzh

30、o)电路功能布局：如果没有特殊要求，尽可能的按照(nzho)原理图的元件安排对元件进行布局，信号从左边进入，从右边输出，从上边输入，从下边输出。按照(nzho)电路的流程，安排各个功能电路单元的位置，使信号流通更加顺畅和保持一致。以每个功能电路为核心，围绕这个核心电路进行布局，元件安排应该均匀、整齐、紧凑。数字部分与模拟部分的地线分开。元件布局(bj)和走线原则电路板设计第71页/共83页第七十一页，共84页。对于(duy)布线的要求：线长：铜线应该尽可能的短。拐角为圆角或斜角。线宽：一般1-1.5mm的线宽，可以流过2A的电流。但是一般要选择大于0.3mm。手工制板大于0.5mm。线间距：相

31、临铜线之间的距离应该满足电气安全要求，同时为了便于生产。间距越宽越好，最小间距应该能承受所加的电压的峰值。屏蔽与接地：铜线的公共地，应该尽可能的放在电路板的边缘部分。在电路板上应该尽可能多的保留铜箔做地线，这样可以使屏蔽能力增强。地线的形状最好做成环路或网络状。顶层(dn cn)、底层走线应尽量相互垂直，避免相互平行，尽量减少过孔的数量。元件布局(bj)和走线原则电路板设计第72页/共83页第七十二页，共84页。Altium Designer提供了两种绘图(hu t)尺寸的单位：英制（imperial)和公制（Metric)。1000mil=25.4mm=1英寸。电阻、电容、集成电路等绝大多数

32、器件的管脚间距是以英制单位定义的。例如：电阻AXIAL0.3表示管脚间距300mil=7.62mm; 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(hu t)单位：单位(dnwi)切换：“Q”。电路板设计第73页/共83页第七十三页，共84页。电路板设计(shj)基础知识元件封装的尺寸(ch cun)介绍第74页/共83页第七十四页，共84页。（1）测量元件的管脚直径、形状，元件外形的长、宽。（2）在绘制元件封装时，定义的焊盘(pad）钻孔直径比 测量管脚直径大0.20.4mm(经验值），特殊情况可 适当大

33、些；焊盘的外径X,Y尺寸比孔径(kngjng)直径上大0.6 0.8mm（经验值，外焊接方便可靠）。（3）绘制元件外形一般在顶层丝印层进行，也就是显示 在PCB板上的白色文字。（4）必须定义参考原点，否则在PCB中找不到该元件或 该元件无法移动。对于封装库里没有的元件，必须精确绘制其封装，才能把PCB设计完整。任何(rnh)元件的封装错误都可以导致所设计的电路板报废。绘制元件应注意：电路板设计(shj)第75页/共83页第七十五页，共84页。（1）向工程添加(tin ji)一个PCB Library，双击打开， 保存成“自定义封装”的名字。电路板设计(shj)第76页/共83页第七十六页，共8

34、4页。（2）设置栅格大小：菜单命令(mng lng)为“工具-器件库选项”。 Grid1、2改成10mil和100mil，（为了方便绘图）。电路板设计(shj)第77页/共83页第七十七页，共84页。（3）在TopoverLayer，绘制(huzh)元件外形、放焊盘（PP）。元件(yunjin)封装的知识电路板设计(shj)第78页/共83页第七十八页，共84页。（4）修改(xigi)封装名字：改成PPT要求的footprint名称。元件(yunjin)封装的绘制方法电路板设计(shj)第79页/共83页第七十九页，共84页。（5）设置(shzh)参考点：即把器件的原点设定在元件附近。元件封装

35、的绘制(huzh)方法电路板设计(shj)原点第80页/共83页第八十页，共84页。（6）绘制(huzh)第二个元件，其它步骤同上。元件封装的绘制(huzh)方法电路板设计(shj)第81页/共83页第八十一页，共84页。第82页/共83页第八十二页，共84页。感谢您的观赏(gunshng)！第83页/共83页第八十三页，共84页。NoImage内容(nirng)总结主要教学内容。建立pcb设计工程文件：(.PrjPcb文件)。放置10个元件(yunjin)管脚：管脚上的十字叉朝外。三极管：SOT-23,SOT-89.。Multilayer:穿透层（焊盘镀锡层）。手工画线或自动布线，手工修改不合适的线。电路板的3D显示（立体显示）。数字部分与模拟部分的地线分开。1000mil=25.4mm=1英寸。电容RAD0.2间距200mil5.08mm。感谢您的观赏第八十四页，共84页。