工程軟件實(shí)訓(xùn)2013秋季2

1、電工電氣技術(shù)實(shí)訓(xùn) 工程軟件-Altium Designer應(yīng)用基礎(chǔ)工程訓(xùn)練中心工程訓(xùn)練中心實(shí)訓(xùn)3 Altium Designer原理圖設(shè)計(jì) 一一. 實(shí)訓(xùn)目的實(shí)訓(xùn)目的 1. 熟悉電路設(shè)計(jì)概念，熟悉電路設(shè)計(jì)工具熟悉電路設(shè)計(jì)概念，熟悉電路設(shè)計(jì)工具Altium Designer的使用方法；的使用方法； 2. 熟悉原理圖的設(shè)計(jì)。熟悉原理圖的設(shè)計(jì)。 二二. 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容實(shí)訓(xùn)內(nèi)容 1. 學(xué)習(xí)原理圖設(shè)計(jì)流程及運(yùn)算放大器電路原理圖學(xué)習(xí)原理圖設(shè)計(jì)流程及運(yùn)算放大器電路原理圖設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)； 2. 進(jìn)行多諧振蕩器的電路原理圖設(shè)計(jì)。進(jìn)行多諧振蕩器的電路原理圖設(shè)計(jì)。電路與繪畫3Copyright 2009 Altium Limi

2、ted 電路設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上與繪畫是異曲同工的，只是運(yùn)用的素材和達(dá)到的目的上有所區(qū)別。 電路（電子線路）設(shè)計(jì)是由電氣設(shè)備和元器件按一定方式聯(lián)接起來，為電流流通提供了路徑的總體。一個(gè)成功的電子設(shè)計(jì)一個(gè)成功的電子設(shè)計(jì) = 完善的設(shè)計(jì)構(gòu)想 + 高效的設(shè)計(jì)工具 + 合格的設(shè)計(jì)者4Copyright 2009 Altium Limited 設(shè)計(jì)一個(gè)成功的電子產(chǎn)品最核心的要素就是設(shè)計(jì)者自身，而擁有完善的設(shè)計(jì)構(gòu)想和高效的設(shè)計(jì)工具能加速實(shí)現(xiàn)的這一過程。電子設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)5Copyright 2009 Altium Limited電子設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)有那些？電子設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)有那些？電子設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)電路原理圖 PCB版圖PCB制板、加工元器

3、件參數(shù)機(jī)械工藝制圖FPGA組合邏輯電路嵌入式軟件元件倉(cāng)儲(chǔ)數(shù)據(jù)元件供應(yīng)商數(shù)據(jù) 6Copyright 2009 Altium Limited元件符號(hào)模型、元件Spice仿真模型元件封裝模型、元件SI分析仿真模型光圈數(shù)據(jù)、鉆孔數(shù)據(jù)、CAM數(shù)據(jù)等元件數(shù)據(jù)手冊(cè)、典型應(yīng)用設(shè)計(jì)案例等二維平面數(shù)據(jù)、三維元件模型等元件IP模型、HDL函數(shù)等.h頭文件、標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫(kù)等元件名稱、編碼、數(shù)量等元件名稱、價(jià)格、數(shù)量等電子設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)有那些形式？電子設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)有那些形式？電子設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的核心？電子設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的核心？原理圖設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)PCB設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)嵌入式軟件代碼元器件模型數(shù)據(jù)7Copyright 2009 Altium Limited一個(gè)

4、真實(shí)的完整設(shè)計(jì)過程8Copyright 2009 Altium Limited統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理9Copyright 2009 Altium Limited層次更清晰協(xié)同更流暢數(shù)據(jù)更連貫過程控制更簡(jiǎn)單電子產(chǎn)品（早期）電子產(chǎn)品（早期）11Copyright 2008 Altium Limited原理圖設(shè)計(jì)習(xí)慣12Copyright 2008 Altium Limited原理圖設(shè)計(jì)習(xí)慣原理圖設(shè)計(jì)編輯界面 原理圖設(shè)計(jì)編輯界面原理圖標(biāo)準(zhǔn)工具欄布線工具欄實(shí)用工具欄原理圖設(shè)計(jì)案例-運(yùn)算放大器電路設(shè)計(jì) 創(chuàng)建工程與原理圖文件 1、通過菜單創(chuàng)建PCB工程 File - New - Project - PCB Proj

5、ect，即可在當(dāng)前工作區(qū)創(chuàng)建新的PCB工程 新建工程并不直接在硬盤中創(chuàng)建文件，需要保存：在工程面板中，右鍵單擊新建的工程名 - Save Project，在彈出的對(duì)話框中輸入“uA741”, 單擊“保存”按鈕，即以名稱“uA741.PrjPCB”保存在默認(rèn)文件夾“Examples”中創(chuàng)建工程與原理圖文件 2、通過菜單或工程面板向工程中添加原理圖文件 在工程面板中，右鍵單擊新建的工程 - Add New to Project - Schematic 新建文件并不直接在硬盤中創(chuàng)建文件，需要保存：?jiǎn)螕艄ぞ邫谥械谋４嫖募D標(biāo)，然后在彈出的對(duì)話框中選擇目錄并命名文件，同樣將其保存為”uA741.SchD

6、oc”。原理圖選項(xiàng) 3、設(shè)置圖紙參數(shù) 快捷鍵“D - O” - Sheet Options圖紙尺寸圖紙放置方向，橫、縱標(biāo)題欄一般可使用默認(rèn)的“標(biāo)準(zhǔn)”標(biāo)題欄，也可自行繪制，存為模板標(biāo)題欄中圖紙?zhí)枴盨heet of”的間距圖紙引用區(qū)域圖紙尺邊框邊框顏色和背景顏色“捕捉”柵格自定義圖紙尺寸視圖柵格電氣柵格原理圖選項(xiàng) 柵格 柵格幾乎是任何計(jì)算機(jī)輔助圖形設(shè)計(jì)工具中必有的概念 在AD的原理圖編輯其中，包含以下三種柵格： 捕捉柵格在原理圖中進(jìn)行操作時(shí)，光標(biāo)在捕捉柵格上移動(dòng)，移動(dòng)步長(zhǎng)即為柵格大小 視圖柵格原理圖中顯示的柵格 電氣柵格對(duì)具有電氣意義的元素操作時(shí)，光標(biāo)能達(dá)到的柵格原理圖選項(xiàng) 單位使用英制單位使用公

7、制單位具體單位在原理圖中，尺寸單位并沒有重要的實(shí)際意義(只與圖紙打印效果相關(guān))，一般使用“Dxp Default” (10mil)即可安裝元器件庫(kù) 4、安裝元器件庫(kù) Altium Designer 系統(tǒng)默認(rèn)打開的集合元器件庫(kù)有很多，其中常用分立元器件庫(kù)Miscellaneous Devices.Intlib和常用接插件庫(kù)Miscellaneous Connectors.Intlib是最常用的，本例的uA741AN不在這兩個(gè)庫(kù)中，在C：Program FilesAD 10LibraryST Operational Amplifier.IntLib集成庫(kù)，因此必須先將其加入到系統(tǒng)中。添加庫(kù)移除庫(kù)(

8、并不在硬盤中刪除)使用庫(kù) 執(zhí)行設(shè)計(jì)瀏覽庫(kù)，打開庫(kù)文件面板在元件名稱中找到UA741AN,雙擊或單擊Place UA741AN，將UA741AN移動(dòng)到圖紙適當(dāng)位置，按空格鍵元件將逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90，采用同樣的方法，將“Miscellaneous Devices.Intlib”設(shè)置為當(dāng)前庫(kù)，放置電阻Res3;再將“Miscellaneous Connector.Intlib”置為當(dāng)前庫(kù)，放置接插件 使用庫(kù) 當(dāng)需要一個(gè)元件時(shí)，建議先搜索AD已有的庫(kù)文件查找結(jié)果放置元件5、放置元件電阻電容等無源元件的屬性無源元件的參數(shù)列表中，一般含有“Value”參數(shù)，它同時(shí)是元件的仿真參數(shù)一般應(yīng)將元件數(shù)值填寫在“Val

9、ue”參數(shù)中，并設(shè)置為“Visible”“Comment”用于填寫元件型號(hào)，對(duì)于一般阻容元件無具體型號(hào)的，可將其設(shè)置為參數(shù)引用“=Value”并隱藏電阻的功率、電容的耐壓等參數(shù)，可在參數(shù)列表中添加新的自定義參數(shù)放置元件 元件的封裝選擇 對(duì)于集成庫(kù)里的元件，一般封裝已經(jīng)選定，不用關(guān)心 對(duì)于自己繪制的元件，若繪制庫(kù)時(shí)未指定封裝，可在繪制原理圖時(shí)指定 可單擊元件屬性對(duì)話框右下方的“Add” - “Footprint”添加封裝或選定已有封裝單擊“Edit”編輯已有封裝可更改封裝的顯示模式若Library下拉列表中沒有需要的封裝庫(kù)，可以通過這個(gè)按鈕添加繪制電路連線 6、繪制線路 執(zhí)行PlaceWire或

10、單擊 按鈕，進(jìn)行連線操作，系統(tǒng)默認(rèn)單擊鼠標(biāo)左鍵的兩個(gè)電氣點(diǎn)為導(dǎo)線的起點(diǎn)和終點(diǎn)，如果不再放置導(dǎo)線，單擊右鍵即可取消系統(tǒng)的導(dǎo)線放置狀態(tài)。 導(dǎo)線放置完成后，在布線工具欄中單擊 ，光標(biāo)上即出現(xiàn)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)為“VCC”的“T”形電源符號(hào)，本例中有兩種電源，即“VCC”（+12V）和“VEE”（-12V）。在電源符號(hào)的預(yù)放置狀態(tài)時(shí)按下鍵盤的鍵，即可打開“Power Port（電源端口）屬性設(shè)置對(duì)話框繪制電路“P-O”繪制電源端口 “Tab”鍵更改屬性 移動(dòng)光標(biāo)確定位置，單擊放置 端口形式（Style）僅決定圖形符號(hào)，并不具有電氣意義，電氣意義完全取決于網(wǎng)絡(luò)名 Circle Arrow Bar Wave P

11、ower Ground Signal Ground Earth網(wǎng)絡(luò)名，同時(shí)也是顯示的名字形式是否顯示名字電氣規(guī)則檢查 7、元件放置及電路連接完成后進(jìn)行編輯檢查 執(zhí)行工程Compile PCB Project Ua741.PrjPCB,單擊右鍵，選擇工程區(qū)面板systemmessage，message面板在原理圖編輯正確時(shí)是空白的實(shí)訓(xùn)要求實(shí)訓(xùn)要求 采用Altium Designer設(shè)計(jì)多諧振蕩器電路原理圖元件符號(hào)描述封裝C1，C2CapRAD-0.3Q1,Q22N3904TO-92AR1R4Res1AXIAL-0.3Y1Header2HDR1X2實(shí)訓(xùn)步驟實(shí)訓(xùn)步驟 l. 按下列步驟用Altium

12、Designer 設(shè)計(jì)多諧振蕩器電路原理圖 （1）創(chuàng)建新的PCB工程文件 （2）添加新的原理圖文件 （3）安裝元器件庫(kù) （4）放置電路元件 （5）繪制電路連線 （6）編譯（電氣規(guī)則檢查）無誤 2. 經(jīng)指導(dǎo)教師檢查無誤后，恢復(fù)實(shí)驗(yàn)初始狀態(tài)。電工電氣技術(shù)實(shí)訓(xùn) 工程軟件-Altium Designer應(yīng)用基礎(chǔ)工程訓(xùn)練中心工程訓(xùn)練中心實(shí)訓(xùn)4 Altium Designer PCB設(shè)計(jì) 一一. 實(shí)訓(xùn)目的實(shí)訓(xùn)目的 1. 進(jìn)一步熟悉進(jìn)一步熟悉Altium Designer 設(shè)計(jì)環(huán)境；設(shè)計(jì)環(huán)境； 2. 學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)PCB的設(shè)計(jì)。的設(shè)計(jì)。 二二. 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容實(shí)訓(xùn)內(nèi)容 1. 學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)PCB設(shè)計(jì)流程及電源板的設(shè)計(jì)流程及電

13、源板的PCB設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)； 2. 學(xué)習(xí)多諧振蕩器的學(xué)習(xí)多諧振蕩器的PCB板圖設(shè)計(jì)。板圖設(shè)計(jì)。PCB編輯環(huán)境33Copyright 2009 Altium Limited布線和繪圖布線和繪圖工具欄工具欄34Copyright 2009 Altium Limited（1） Utility Tools：繪圖工具。Alignment Tools：對(duì)齊工具。Find Selection：查找選擇工具。Interactively Route Connections：交互式布線。Interactively Route Multiple Connections：差分對(duì)布線。Interactively Route

14、 Differential Connections：靈巧交互工布線。Place Pad：放置焊盤。Place Via：放置過孔。Place Arc by Edge：放置邊緣弧。 Place Component：放置元件Place Fill：放置矩形填充。Place Polygon Plane：放置多邊形填充。Grids：網(wǎng)格工具。Place Room：放置工作區(qū)工具。Place Dimension：尺寸標(biāo)工具。35Copyright 2009 Altium Limited原理圖 PCB數(shù)據(jù)同步 a. 原理圖向PCB更新 b. PCB導(dǎo)入原理圖數(shù)據(jù)36Copyright 2009 Altium

15、Limited工程變更訂單 ECO 37Copyright 2009 Altium Limited元器件布局 編輯區(qū) 零件布置區(qū)間 38Copyright 2009 Altium Limited布局與布線布局與布線合理合理的元器件布局對(duì)于的元器件布局對(duì)于PCB Layout至關(guān)重要至關(guān)重要！基本基本PCBPCB布局的規(guī)則布局的規(guī)則電路的功能單元與布局設(shè)計(jì)電路的功能單元與布局設(shè)計(jì)按照電路的流向安排各個(gè)功能單元的位置，使信號(hào)盡可能保持一致的方向以每個(gè)功能電路的核心組件為中心來進(jìn)行步局，盡量縮短各元器件之間的引線和連接對(duì)于在高頻下工作的電路，要考慮元件之間的分布參數(shù)，一般盡量元件平行排列位于電路板邊

16、緣的元器件，離電路板邊緣的距離一般不小于2mm,電路板的最佳形狀為矩形，其長(zhǎng)寬比為3：2或4：3時(shí)鐘發(fā)生器、晶振和CPU的時(shí)鐘輸入端應(yīng)盡量相互靠近且遠(yuǎn)離其他低頻器件考慮印刷電路板在機(jī)箱中的位置和方向時(shí)，應(yīng)保證發(fā)熱量大的器件處在上方。PCB設(shè)計(jì)案例設(shè)計(jì)案例-電源板的設(shè)計(jì)電源板的設(shè)計(jì) （1）準(zhǔn)備原理圖新建一個(gè)PCB工程，命名為DCPOWER.PrjPCB,建立一個(gè)原理圖文件，如圖所示：將其保存為DCPOWER.SchDOC，并編譯成功。PCB設(shè)計(jì)案例設(shè)計(jì)案例-電源板的設(shè)計(jì)電源板的設(shè)計(jì)（2）新建PCB文件在工程面板中單擊右鍵，執(zhí)行給工程添加新的PCB,則在項(xiàng)目中新創(chuàng)建了一個(gè)PCB文件，命名為DCPO

17、WER.PcbDoc（3）設(shè)置工作層面執(zhí)行設(shè)計(jì)層疊管理，在彈出的對(duì)話框中單擊Menu,然后選擇“雙層”PCB設(shè)計(jì)案例設(shè)計(jì)案例-電源板的設(shè)計(jì)電源板的設(shè)計(jì)（4）定義電路板的邊界 單擊板層標(biāo)簽中的“Keep-Out Layer”標(biāo)簽，將其設(shè)置為當(dāng)前層，執(zhí)行畫線，在“Keep-Out Layer”中畫出一個(gè)外框，確定電路板的電氣邊界。（5）導(dǎo)入原理圖設(shè)計(jì)文件 打開原理圖DCPOWER.SchDoc，執(zhí)行設(shè)計(jì)Update PCB Document DCPOWER.PcbDoc,將當(dāng)前原理圖中的設(shè)計(jì)導(dǎo)入PCB文件中，并打開“工程更改順序”對(duì)話框，該對(duì)話框中列出了對(duì)PCB文件加載網(wǎng)表的一些具體操作。PCB設(shè)

18、計(jì)案例設(shè)計(jì)案例-電源板的設(shè)計(jì)電源板的設(shè)計(jì)依次點(diǎn)擊生效更改按鈕和執(zhí)行更改按鈕，若“Status”狀態(tài)欄無錯(cuò)誤顯示，關(guān)閉對(duì)話框。 PCB設(shè)計(jì)案例設(shè)計(jì)案例-電源板的設(shè)計(jì)電源板的設(shè)計(jì) （6）元器件的布局 執(zhí)行設(shè)計(jì)Rooms移動(dòng) Room將Room空間內(nèi)的全部或部分元件移到PCB上，然后再執(zhí)行編輯刪除，移動(dòng)光標(biāo)到Room空間的DCPOWER上，單擊左鍵刪除空間。用鼠標(biāo)拖動(dòng)各個(gè)器件，放到合適的位置。 （7）手動(dòng)布線 執(zhí)行設(shè)計(jì)規(guī)則，在“PCB Rules and Constraints Editors”對(duì)話框的“Width”規(guī)則的設(shè)置窗口中，將“Min Width”、“Preferred Width”和“Max Width”分別設(shè)置為10mil、20mil 、80mil,如圖所示PCB設(shè)計(jì)案例設(shè)計(jì)案例-電源板的設(shè)計(jì)電源板的設(shè)計(jì)PCB設(shè)計(jì)案例設(shè)計(jì)案例-電源板的設(shè)計(jì)電源板的設(shè)計(jì) 單擊工具欄內(nèi)的按鈕開始布線，在布線過程中，可隨時(shí)按鍵，在彈出的對(duì)話框中修改導(dǎo)線的寬度。