《PCB設(shè)計與制作(基于Altium-Designer)》教材配套電子課件電子教案(全)完整版課件

PCB設(shè)計與制作一、設(shè)計基礎(chǔ)1.學(xué)習(xí)目標(biāo)目錄/CONTENTS2.學(xué)習(xí)內(nèi)容1.1電路板總體設(shè)計流程1.1.1電路原理圖的設(shè)計步驟1.1.2PCB設(shè)計的一般步驟1.2AltiumDesigner的發(fā)展1.3AltiumDesigner的組成1.4設(shè)計環(huán)境1.4.1工作面板管理1.4.2窗口管理1.4.3本地化語言設(shè)置1.5文件管理系統(tǒng)1.5.1項目文件1.5.2自由文件1.5.3存盤文件1.6AltiumDesigner的啟動與退出1.7新建AltiumDesigner設(shè)計工程

3.問題思考&操作訓(xùn)練熟悉電路板設(shè)計的基本流程和方法，包括原理圖和PCB的設(shè)計流程。了解所使用設(shè)計軟件AltiumDesigner的背景知識。熟悉AltiumDesigner的操作環(huán)境，認(rèn)識AltiumDesigner各種圖形用戶界面和常用控件，熟練地進(jìn)行工作面板管理、窗口管理及基本參數(shù)設(shè)置。熟悉AltiumDesigner的工程結(jié)構(gòu)和文檔類型，能夠熟練地對各類文檔進(jìn)行新建、打開、關(guān)閉、復(fù)制、刪除等基本操作。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.1電路板的總體設(shè)計流程

電路板設(shè)計的過程，就是將設(shè)計者的電路設(shè)計思想變成PCB文件，以便生產(chǎn)制作電路板的過程，整個系統(tǒng)的基本設(shè)計流程如圖所示。這其中，最為關(guān)鍵的就是電路原理圖的設(shè)計和PCB設(shè)計兩個部分。1.1.1電路原理圖的設(shè)計步驟

電路原理圖的設(shè)計是整個電路板設(shè)計的基礎(chǔ)，電路原理圖設(shè)計的好壞將直接影響到PCB板能否正常工作。一張好的電路原理圖首先要保證原理圖的元件選擇及連線準(zhǔn)確無誤；其次還要保證原理圖結(jié)構(gòu)清晰，布局合理，便于設(shè)計人員閱讀。電路原理圖的設(shè)計步驟，如圖所示。1.1電路板的總體設(shè)計流程1.1.2PCB設(shè)計的一般步驟

PCB設(shè)計是電路設(shè)計中最重要、最關(guān)鍵的一步。PCB設(shè)計的一般步驟如圖所示。1.1電路板的總體設(shè)計流程1.2AltiumDesinger的發(fā)展AltiumDesinger的發(fā)展19912002推出經(jīng)典的PortelDXP版本軟件2006改進(jìn)并更名為AltiumDesigner軟件1985創(chuàng)始人NickMartin成立Protel公司2019推出Windows版本的Protel軟件推出最新的AD20版本軟件2001年更名為Altium公司AltiumDesigner并不只是一個簡單的電子電路設(shè)計工具，而是一個功能完善的電路設(shè)計、仿真與PCB制作系統(tǒng)，它由四大設(shè)計模塊組成。1.3AltiumDesinger的組成AltiumDesinger的組成原理圖設(shè)計模塊原理圖仿真模塊PCB設(shè)計模塊FPGA設(shè)計模塊1.4設(shè)計環(huán)境主頁顯示界面1.4設(shè)計環(huán)境1.4.1工作面板管理AltiumDesigner中大量的使用工作面板，通過工作面板可以方便地實現(xiàn)打開文件、訪問庫文件、瀏覽每個設(shè)計文件和編輯對象等各種功能。浮動顯示方式自動隱藏方式鎖定顯示方式1.4設(shè)計環(huán)境1.4.2窗口管理

當(dāng)在AltiumDesigner中同時打開多個窗口時，可以將各個窗口按照不同方式在主界面中排列出來。對窗口的管理可以通過【W(wǎng)indow】菜單，或是通過右擊工作窗口的標(biāo)簽欄來設(shè)置，如圖所示。窗口管理菜單欄通過此項操作，可將文字轉(zhuǎn)換為簡體中文。如下頁圖1，點擊主菜單上【DXP】|【Preferences】（參數(shù)），打開【Preferences】面板。如下頁圖2，在【System】|【General】中的【Localization】（本地化）選項中選擇【Uselocalizedresources】，這時會彈出提示對話框，提示用戶需要重新啟動AltiumDesigner程序，新的設(shè)置才能生效，點擊OK即可。然后選擇【Displaylocalizeddialogs】，最后單擊右下角的【OK】按鈕即可。1.4設(shè)計環(huán)境1.4.3本地化語言設(shè)置1.4設(shè)計環(huán)境1.4.3本地化語言設(shè)置圖1圖2AltiumDesigner則采用了目前流行的軟件工程中工程管理的方式組織文件。各電路設(shè)計文件單獨(dú)存儲，并生成相關(guān)的項目工程文件，它包含有指向各個設(shè)計文件的鏈接和必要的工程管理信息。所有文件置于同一個文件夾中，便于管理維護(hù)。常見的AltiumDesigner設(shè)計文件見下表。1.5文件管理系統(tǒng)AltiumDesigner文件管理系統(tǒng)文件類型擴(kuò)展名電路原理圖文件*.SchDocPCB文件*.PcbDoc原理圖元件庫文件*.SchLibPCB元件庫文件*.PcbLibPCB項目工程文件*.PrjPcbFPGA項目工程文件*.PrjFPG項目文件類似于Windows系統(tǒng)中的“文件夾”，在項目文件中可以執(zhí)行對文件的各種操作。項目文件只負(fù)責(zé)管理，在保存文件時，項目中的各個文件是以單個文件的形式保存的。自由文件是指獨(dú)立于項目文件之外的文件，AltiumDesigner通常將這些文件存放在唯一的“FreeDocument”（自由文檔）文件夾中。存盤文件是將項目文件存盤時生成的文件。AltiumDesigner保存文件時并不是將整個項目文件保存，而是單個保存，項目文件只起到管理作用。1.5文件管理系統(tǒng)AltiumDesigner文件管理系統(tǒng)1.6AltiumDesigner的啟動與退出啟動AltiumDesigner，一般有兩種方法：單擊任務(wù)欄上的【開始】按鈕，選擇【所有程序】|【Altium】|【AltiumDesigner】選項，即可啟動AltiumDesigner。通過雙擊已有的設(shè)計文件，也可以間接啟動AltiumDesigner。退出AltiumDesigner，一般有三種方法：單擊AltiumDesigner窗口標(biāo)題欄上的“

”關(guān)閉按鈕。在窗口主菜單欄中，單擊【File】|【Exit】選項。右鍵標(biāo)題欄的快捷菜單中，選擇【關(guān)閉】選項。退出時，軟件會彈出確認(rèn)對話框，提示用戶保存文件及工程。執(zhí)行【File】|【New】|【Project】|【PCBProject】命令，新建一個空白的PCB工程文件。創(chuàng)建后，會在主界面的【Project】標(biāo)簽中顯示出一個空的工程“PCB_Project1.PrjPCB”，如下頁圖1所示，【NoDocumentsAdded】表示這是一個空的工程。執(zhí)行【File】|【New】|【Schematic】命令，新建一個空白的原理圖設(shè)計文件。如下頁圖2所示，直接將“FreeDocuments”中的原理圖文件拖入工程里面即可。若要將相關(guān)設(shè)計文件從從工程中移除，也只需將文件從工程中拖到下面的空白處即可。1.7新建AltiumDesigner設(shè)計工程新建PCB及原理圖文件1.7新建AltiumDesigner設(shè)計工程新建PCB及原理圖文件圖1圖2單擊菜單【File】中的【SaveProject】命令，將工程命名，并將工程中其它項目文件保存在同一個文件夾中。1.電路設(shè)計的基本流程是什么？2.繪制原理圖與PCB有哪些基本的步驟？3.AltiumDesigner中工作面板有哪幾種顯示方式？它們之間是怎樣切換的?4.任選一種方法，啟動和關(guān)閉AltiumDesigner。5.分別新建PCB工程、原理圖、PCB文件。問題思考&操作訓(xùn)練謝謝觀看PCB設(shè)計與制作二、電路原理圖繪制1.學(xué)習(xí)目標(biāo)目錄/CONTENTS2.學(xué)習(xí)內(nèi)容3.問題思考&操作訓(xùn)練2.1認(rèn)識原理圖編輯器界面2.1.1主菜單欄2.1.2工具欄2.2原理圖的圖紙設(shè)置2.3原理圖環(huán)境參數(shù)設(shè)置2.4查找元件符號2.4.1加載/卸載元件庫2.4.2查找元件2.5元件符號及其它對象的放置和編輯2.5.1用布線工具欄繪制原理圖2.5.2電路原理圖的編輯2.6電氣連線2.7編譯與查錯2.7.1設(shè)定錯誤報告2.7.2連接矩陣設(shè)定2.7.3編譯工程2.7.4核對和排查錯誤2.8生成各種報表文件2.8.1生成網(wǎng)絡(luò)表2.8.2生成元件清單熟悉電路原理圖的編輯環(huán)境，并能夠根據(jù)設(shè)計需求進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。能夠根據(jù)繪圖需要加載/卸載相應(yīng)的元件庫。能夠熟練地在原理圖中對元件及其它電路對象進(jìn)行放置、選擇、移動、復(fù)制、粘貼、刪除等操作。能夠熟練地對原理圖中的對象進(jìn)行相關(guān)的屬性設(shè)置。能夠?qū)﹄娐吩韴D進(jìn)行電氣規(guī)則檢查，并通過錯誤報告定位錯誤信息；能夠分析錯誤原因并修正錯誤。學(xué)習(xí)目標(biāo)2.1認(rèn)識原理圖編輯器界面原理圖編輯環(huán)境2.1認(rèn)識原理圖編輯器界面2.1.1主菜單欄【File】（文件）菜單：主要用于文件的新建、打開、關(guān)閉、保存與打印等操作?！綞dit】（編輯）菜單：用于對象的選取、復(fù)制、粘貼與查找等操作。?！綪roject】（項目）菜單：用于與項目有關(guān)的各種操作?！綪lace】（放置）菜單：用于放置原理圖中的各種組成部分?！綝esign】（設(shè)計）菜單：用于對元件庫進(jìn)行操作、生成網(wǎng)絡(luò)報表等操作?！綯ools】（工具）菜單：可以為原理圖設(shè)計提供各種工具?！維imulator】（仿真器）菜單：用于創(chuàng)建VHDL或Verilog仿真平臺?！綬eports】（報告）菜單：可以用于生成原理圖中各種報表?！網(wǎng)indow】（窗口）菜單：可以對窗口進(jìn)行各種操作?！綡elp】（幫助）菜單：幫助菜單。2.1認(rèn)識原理圖編輯器界面2.1.2工具欄標(biāo)準(zhǔn)工具欄：提供新建、保存文件，視圖調(diào)整，元件編輯和選擇等功能。布線工具欄：提供了電氣布線時的常用工具，包括放置導(dǎo)線、總線、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號、層次圖設(shè)計工具，以及C語言的接口等快捷方式，在Place菜單中有與之相對應(yīng)的命令。實體工具欄：可以放置常見的電器元件、電源和地網(wǎng)絡(luò)，以及一些非電氣圖形，并可以對元件進(jìn)行排列等操作。2.2原理圖的圖紙設(shè)置原理圖圖紙設(shè)置單擊主菜單中【Design】|【DocumentOptions】命令，或者在原理圖編輯窗口中右鍵單擊，在彈出的右鍵快捷菜單中單擊【Options】|【DocumentOptions】命令?？梢栽O(shè)置圖紙尺寸、圖紙方向、標(biāo)題欄、圖紙柵格。2.3原理圖環(huán)境參數(shù)設(shè)置原理圖參數(shù)設(shè)置單擊主菜單【Tools】|【SchematicPreferences】命令，或者在編輯窗口內(nèi)單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中執(zhí)行【Option】（選項）|【SchematicPreferences】命令，打開原理圖設(shè)置對話框?？蛇M(jìn)行常規(guī)設(shè)置、圖形編輯、鼠標(biāo)滾輪設(shè)置、編譯器、自動獲得焦點、庫擴(kuò)充方式、網(wǎng)格、斷開連線、默認(rèn)單位、默認(rèn)圖元、Orcad端口操作。將光標(biāo)放置在工作區(qū)右側(cè)的【Libraries】標(biāo)簽上，此時會自動彈出如右圖所示的彈出式【Libraries】面板。若工作區(qū)右側(cè)沒有【Library】面板，只需單擊繪圖區(qū)底部的面板控制欄中的【System】菜單，選擇其中的【Library】即可顯示。單擊【Library】面板上的【Libraries】按鈕，會出現(xiàn)如下頁左圖所示的【AvailableLibraries】（可用元件庫）對話框。2.4查找元件符號2.4.1加載/卸載元件庫單擊【Install】，彈出如右圖所示的【打開元件庫】對話框。選擇確定的庫文件夾，打開后選擇相應(yīng)文件，單擊【打開】按鈕，所選的庫文件就會出現(xiàn)在如左圖所示的可用元件庫對話框中。在該對話框中選中一個庫文件，單擊【Remove】按鈕，即可將該元件庫卸載。2.4查找元件符號2.4.1加載/卸載元件庫可用元件庫對話框【打開元件庫】對話框

在很多情況下，設(shè)計者并不知道使用的芯片的生成公司和分類，或者系統(tǒng)元件庫中根本沒有該元件的原理圖模型，但可以尋找不同公司生產(chǎn)的類似元件來代替，這就需要在系統(tǒng)元件庫中查找自己所需的元件。單擊【Libraries】面板左上角的【Search】按鈕，進(jìn)入如圖所示的【LibrariesSearch】（元件庫搜索）對話框?！綟ield】下拉菜單中包含名稱等各類屬性；【Operator】中包括“等于”、“包含”、“起始于”和“終止于”等關(guān)系；【Value】中表示要查找的值；【Scope】表示搜索的范圍；【Searchin】表示搜索的類型，是搜索Components（元件）、Footprints（封裝）、3DModels（3D模型），還是DatabaseComponents（數(shù)據(jù)庫元件）。2.4查找元件符號2.4.2查找元件2.5元件符號及其他對象的放置和編輯2.5.1用布線工具欄繪制原理圖命令功能命令功能畫導(dǎo)線放置元件畫總線放置電路框圖畫總線分支放置電路框圖進(jìn)出點放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號放置輸入/輸出端口放置電源和接地符號放置忽略ERC測試點2.5元件符號及其他對象的放置和編輯2.5.2電路原理圖的編輯元件的選取元件的剪切元件的刪除元件的移動元件的排列和對齊元件的轉(zhuǎn)動菜單中與選取有關(guān)的命令菜單中與取消有關(guān)的命令2.6電氣連線電氣連線連線的主要目的是按照電路設(shè)計的要求建立網(wǎng)絡(luò)的實際連通性。所有元件放置完畢后，就可以進(jìn)行電路圖中各對象間的連線（Wiring）?？蓤?zhí)行菜單命令【Place】|【W(wǎng)ire】或單擊電路繪制工具欄上的按鈕將編輯狀態(tài)切換到連線模式。完成電氣連線的單管放大器電路2.7編譯與查錯2.7.1設(shè)定錯誤報告執(zhí)行菜單命令【Project】|【ProjectOptions】，彈出右圖所示的工程選項設(shè)置對話框，在這里可以對【ErrorReporting】（錯誤報告）、【ConnectionMatrix】（連接矩陣），以及【DefaultPrints】（默認(rèn)輸出）等常見的項目進(jìn)行設(shè)置。工程選項設(shè)置對話框2.7編譯與查錯2.7.1設(shè)定錯誤報告電氣規(guī)則檢查總線相關(guān)的電氣規(guī)則檢查元件相關(guān)的電氣規(guī)則檢查文件相關(guān)的電氣規(guī)則檢查網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的電氣規(guī)則檢查參數(shù)相關(guān)的電氣規(guī)則檢查代碼符號相關(guān)的電氣規(guī)則檢查配置相關(guān)的電氣規(guī)則檢查線束相關(guān)的電氣規(guī)則檢查其他電氣規(guī)則檢查錯誤報告類型綠色：不產(chǎn)生錯誤報告橙黃色：錯誤提示黃色：警告紅色：嚴(yán)重錯誤提示2.7編譯與查錯2.7.2連接矩陣設(shè)定連接矩陣是用來設(shè)置不同類型的引腳、輸入/輸出端口間電氣連接時系統(tǒng)給出的錯誤報告種類。在【ProjectOptions】（工程選項設(shè)置）對話框中單擊【ConnectionMatrix】標(biāo)簽進(jìn)入連接矩陣設(shè)置選項卡。矩陣采用的是縱橫交叉匯合的方式。在其交叉點上，紅色，表示會產(chǎn)生嚴(yán)重錯誤提示；綠色，表示不產(chǎn)生錯誤報告；黃色，表示警告提示；橘黃色，表示錯誤提示。若要改變不同端口連接的錯誤提示等級，只需用鼠標(biāo)單擊相應(yīng)的小方塊，顏色就會在紅、綠、黃色和橘黃色之間切換。連接矩陣設(shè)置2.7編譯與查錯2.7.3編譯工程電氣規(guī)則編輯完成后，就可以對原理圖或工程進(jìn)行編譯，執(zhí)行菜單命令【Project】|【CompilePCBProjectMCU51.PrjPCB】對整個工程中所有文件進(jìn)行編譯；執(zhí)行【Project】|【CompileDocumentMCU51.Sch】僅僅對選中的原理圖文件進(jìn)行編譯。編譯錯誤信息提示2.7編譯與查錯2.7.3編譯工程在【Messages】面板中雙擊錯誤提示，彈出右圖所示的【CompileErrors】編譯錯誤面板，同時界面將跳轉(zhuǎn)到原理圖出錯處，產(chǎn)生錯誤的元件或連線呈高亮顯示，便于設(shè)計者修正錯誤。編譯錯誤的詳細(xì)信息2.7編譯與查錯2.7.4核對和排查錯誤繪圖錯誤：例如，連線與引腳重疊，用幾何連線代替了電氣連接線，文字標(biāo)注和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號相混淆，連線的端點與元件引腳沒有嚴(yán)格地相互連接，連接或總線的終點不是終止在元件的引腳而是元件的其他部位等。語法錯誤：例如，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號拼寫錯誤，出現(xiàn)非法字符及總線標(biāo)號的格式錯誤等。元件錯誤：所用的元件不正確。引腳方向不正確：使引腳的連線端點在元件的內(nèi)側(cè)而不是外側(cè)，元件引腳的輸入/輸出類型不正確等。設(shè)計錯誤：例如，兩個輸出引腳連接在一起，不同網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號的網(wǎng)絡(luò)連接在一起，以及電源與輸出引腳連接在一起等。2.8生成各種報表文件2.8.1生成網(wǎng)絡(luò)表AltiumDesigner的各種類型網(wǎng)絡(luò)表可為整個設(shè)計工程或者單張原理圖生成網(wǎng)絡(luò)表，執(zhí)行菜單命令【Design】|【NetlistforProject】生成工程網(wǎng)絡(luò)表，執(zhí)行【NetlistforDocument】生成單張原理圖網(wǎng)絡(luò)表，二者提供的類型相同。網(wǎng)絡(luò)表包括元件定義和網(wǎng)絡(luò)定義兩部分。每個元件的定義部分都是以“〔”開始，以“〕”結(jié)束。每個網(wǎng)絡(luò)的定義部分都以“（”開始，以“）”結(jié)束。2.8生成各種報表文件2.8.2生成元件清單工程元件清單對話框元件清單也叫元件列表或元件報表，即電路原理圖中所有元件的詳細(xì)信息列表，主要用于記錄一個電路或一個項目中的所有零件，其中主要包括零件的名稱、標(biāo)注和封裝等內(nèi)容。執(zhí)行菜單命令【Report】|【BillofMaterials】，彈出右圖所示的工程元件清單對話框。2.8生成各種報表文件CSV格式的元件清單也可以生成簡單元件清單。執(zhí)行菜單命令【Report】|【SimpleBOM】，系統(tǒng)會生成兩個不同格式的簡單元件清單。2.8.2生成元件清單BOM格式的元件清單1.怎樣進(jìn)行原理圖環(huán)境下的圖紙設(shè)置？2.怎樣加載/卸載所需的元件庫?3.在繪制原理圖時，怎樣選中/撤銷選中元件？有幾種方法？4.在繪制原理圖時，怎樣刪除元件？有幾種方法？5.在繪制原理圖時，怎樣調(diào)整元件的位置和方向？要注意些什么？6.按照要求完成本章電路原理圖的繪制。問題思考&操作訓(xùn)練謝謝觀看PCB設(shè)計與制作三、元件庫操作1.學(xué)習(xí)目標(biāo)目錄/CONTENTS2.學(xué)習(xí)內(nèi)容3.問題思考&操作訓(xùn)練3.1元件庫介紹3.1.1元件庫的文件格式3.1.2元件庫操作的基本步驟3.2創(chuàng)建原理圖元件庫3.2.1新建與打開原理圖元件庫文件3.2.2認(rèn)識原理圖元件庫編輯器界面3.2.3創(chuàng)建新的原理圖庫元件3.2.4元件屬性編輯3.2.5創(chuàng)建含有子部件的原理圖庫元件3.3創(chuàng)建PCB元件封裝庫3.3.1封裝概述3.3.2打開與新建PCB封裝庫文件3.3.3熟悉PCB封裝庫編輯器界面3.3.4創(chuàng)建元件的PCB封裝3.4集成元件庫操作3.4.1為原理圖庫元件添加封裝模型3.4.2編譯集成元件庫

熟悉原理圖庫文件和PCB封裝庫編輯環(huán)境的界面和基本操作。會瀏覽集成庫，了解不同類型的元器件屬性及參數(shù)。能夠利用多種方法創(chuàng)建新的元件庫及元件，包括原理圖元件符號與PCB封裝。能夠創(chuàng)建集成庫，編譯集成庫工程。學(xué)習(xí)目標(biāo)IntegratedLibraries（*.IntLib）：集成元件庫SchematicLibraries（*.SchLib）：原理圖元件庫DatabaseLibraries（*.DBLib）：數(shù)據(jù)庫SVNDatabaseLibraries（*.SVNDBLib）：SVN數(shù)據(jù)庫ProtelFootprintLibrary（*.PcbLib）：PCB封裝庫PCB3DModelLibrary（*.PCB3DLib）：PCB3D模型庫

其它格式還有（*.VHDLLib）為VHDL語言宏元件庫，（*.Lib）為Protel99SE以前版本的元件庫。AltiumDesigner元件庫格式向下兼容，可以使用Protel以前版本的元件庫。3.1元件庫介紹3.1.1元件庫的文件格式新建元件庫文件：包括原理圖元件庫和PCB封裝庫。添加新的原理圖庫元件：在原理圖元件庫中添加新元件。繪制原理圖庫元件：包括幾何圖形的繪制和引腳屬性編輯。原理圖庫元件屬性編輯：編輯元件的整體屬性。繪制元件的PCB封裝：即繪制原理圖庫元件所對應(yīng)的PCB封裝。元件檢查與報表生成：檢查所繪制元件，并生成相應(yīng)的報表。生成集成庫：將原理圖庫和PCB封裝庫編譯生成集成元件庫。3.1元件庫介紹3.1.2元件庫操作的基本步驟執(zhí)行菜單命令【File】|【New】|【SchematicLibrary】，系統(tǒng)生成一個原理圖庫文件，默認(rèn)名稱為“Schlib1.lib”，同時啟動原理圖庫文件編輯器，如右圖所示。3.2創(chuàng)建原理圖元件庫3.2.1新建與打開原理圖元件庫文件也可以通過打開現(xiàn)有的集成庫文件來打開元件庫。執(zhí)行菜單命令【File】|【Open】，進(jìn)入選擇打開文件對話框，如右上圖所示，選擇要打開的集成庫文件名。單擊【打開】按鈕，彈出【釋放或安裝】對話框，如右下圖所示。單擊【InstallLibrary】按鈕，安裝集成庫，完成后可在【Libraries】面板中找到該庫文件。單擊【ExtractSources】按鈕，釋放集成庫，將集成庫分解為原理圖庫文件和封裝庫文件，雙擊釋放后的原理圖庫文件即可打開原理圖庫文件編輯器。3.2創(chuàng)建原理圖元件庫3.2.1新建與打開原理圖元件庫文件3.2創(chuàng)建原理圖元件庫3.2.2認(rèn)識原理圖元件庫編輯界面【SCHLibrary】面板繪圖工具欄IEEE工具欄3.2創(chuàng)建原理圖元件庫3.2.3創(chuàng)建新的原理圖庫元件

創(chuàng)建新的原理圖庫元件有兩種方法：利用畫圖工具欄和IEEE符號工具欄直接在設(shè)計窗口繪制。從現(xiàn)有的元件庫中選擇一個相似零件，復(fù)制到設(shè)計窗口，再對其進(jìn)行編輯。

對于方塊形結(jié)構(gòu)、外形比較規(guī)則的集成元件我們可以采用第一種方法直接繪制，也可以查找相似元件編輯；而對于那些形狀極不規(guī)則的分立元件，采用第二種方法創(chuàng)建是比較好的選擇。3.2創(chuàng)建原理圖元件庫3.2.3創(chuàng)建新的原理圖庫元件——直接繪制進(jìn)入原理圖元件庫編輯窗口，新建元件，進(jìn)行命名。適當(dāng)縮放窗口，一般把元件放在第四象限，各象限的交點就是元件的基準(zhǔn)點。放置矩形框。放置引腳（要注意引腳的方向性，以及引腳序號的重要作用）。保存。STC89C52原理圖符號3.2創(chuàng)建原理圖元件庫3.2.3創(chuàng)建新的原理圖庫元件——編輯相似庫元件瀏覽元件庫面板中的MiscellaneousDevices.IntLib（常用元件集成庫），找到與實例十分接近的元件（NPN1）。編輯相似元件實例3.2創(chuàng)建原理圖元件庫3.2.3創(chuàng)建新的原理圖庫元件——編輯相似庫元件釋放集成庫MiscellaneousDevices.IntLib，進(jìn)入釋放后的MiscellaneousDevices.SchLib并顯示（NPN1）。進(jìn)入系統(tǒng)自帶的原理圖庫3.2創(chuàng)建原理圖元件庫3.2.3創(chuàng)建新的原理圖庫元件——編輯相似庫元件選中NPN1，并選擇【Edit】|【Copy】命令將其復(fù)制到用戶建立的庫文件中。在用戶建立的庫文件中，選擇【Edit】|【Paste】命令，粘貼NPN1。然后根據(jù)實際需要對元件進(jìn)行編輯，刪掉多余的部分。編輯后的NPN13.2創(chuàng)建原理圖元件庫3.2.3創(chuàng)建新的原理圖庫元件——編輯相似庫元件利用相同的方法，可以從其他器件中再復(fù)制出兩個表示發(fā)光的小箭頭，結(jié)果就可以得到如實例所示的元件。對新元件進(jìn)行命名，然后保存到當(dāng)前庫文件中?？衫玫南嗨圃?.2創(chuàng)建原理圖元件庫3.2.4元件屬性編輯DefaultDesignator默認(rèn)標(biāo)號：設(shè)置該元件時系統(tǒng)給元件的默認(rèn)標(biāo)號，設(shè)置為“U？”，并選中Visible，使之可見。其他設(shè)置請閱讀配套教材P50內(nèi)容：3.2.4元件屬性編輯。庫元件屬性設(shè)置對話框3.2創(chuàng)建原理圖元件庫3.2.5創(chuàng)建含有子部件的原理圖庫元件對于很多數(shù)字集成電路來說，其內(nèi)部往往是由結(jié)構(gòu)完全相同的各單元組成。如右圖所示?？梢钥吹?，74HC00由4個完全相同的二輸入與非門組成，采用14引腳的DIP封裝形式，7腳是接地腳，14腳為電源VCC。14引腳DIP封裝的74HC00內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3.2創(chuàng)建原理圖元件庫3.2.5創(chuàng)建含有子部件的原理圖庫元件——繪制元件的第一個子部件選擇與門符號在原理圖庫文件中，新建元件，命名為74HC00，單擊OK按鈕確認(rèn)。單擊主工具欄上的按鈕或選擇【Place】|【IEEESymbols】命令打開IEEE工具欄，選擇放置與門符號。3.2創(chuàng)建原理圖元件庫在引腳屬性對話框中設(shè)置3號引腳放置引腳。選擇【Place】|【Pins】命令，或單擊繪圖工具欄中的按鈕，依次放置3個引腳。雙擊輸出引腳，在引腳屬性對話框中，選擇【Symbols】|【OutsideEdge】|【Dot】，將引腳設(shè)置為取非。3.2.5創(chuàng)建含有子部件的原理圖庫元件——繪制元件的第一個子部件3.2創(chuàng)建原理圖元件庫在引腳屬性對話框設(shè)置地引腳放置電源、接地引腳。在原理圖中，為了使電源和接地引腳自動和原理圖中的電源網(wǎng)絡(luò)VCC、接地網(wǎng)絡(luò)GND相連，還必須設(shè)置引腳的網(wǎng)絡(luò)屬性。設(shè)置電氣特性后，再選中【Hide】復(fù)選框，在【ConnectTo】后輸入應(yīng)接入的網(wǎng)絡(luò)。3.2.5創(chuàng)建含有子部件的原理圖庫元件——繪制元件的第一個子部件3.2創(chuàng)建原理圖元件庫隱藏了電源、接地引腳的PartA至此，74HC00的第一個子部件繪制完畢，含隱藏的電源、接地引腳。3.2.5創(chuàng)建含有子部件的原理圖庫元件——繪制元件的第一個子部件3.2創(chuàng)建原理圖元件庫在元件中生成四個子部件單擊繪圖工具欄中的按鈕，或選擇【Tools】|【NewPart】命令，在當(dāng)前元件內(nèi)添加新部件。執(zhí)行該命令后，在【SCHLibrary】面板上庫元件74HC00的名稱前面多了一個符號，單擊該符號打開，可看到該元件中有兩個子部件。繼續(xù)執(zhí)行添加命令，添加PartC、PartD。添加新部件3.2.5創(chuàng)建含有子部件的原理圖庫元件——繪制其他部件3.2創(chuàng)建原理圖元件庫將PartA中第一個子部件圖形選中，復(fù)制、粘貼到PartB界面，并按照元件內(nèi)部結(jié)構(gòu)引腳邏輯關(guān)系修改引腳號碼。按上述方法，即可完成PartC、PartD的繪制。注意：隱藏的電源、接地引腳只需要出現(xiàn)在第一個子部件上。PartBPartCPartD3.2.5創(chuàng)建含有子部件的原理圖庫元件——繪制其他部件3.3創(chuàng)建PCB元件封裝庫3.3.1封裝概述——PCB封裝芯片封裝是指半導(dǎo)體集成電路芯片的外殼，它能起到安放、固定、密封、保護(hù)芯片和增強(qiáng)電熱性能的作用。PCB封裝是電子元件在PCB線路板上的投影輪廓圖，指實際元件焊接到電路板時所指示的外觀和焊點的位置，具有與實際元件相同的屬性。是純粹的空間概念。Footprint

Footprint3.3創(chuàng)建PCB元件封裝庫3.3.1封裝概述——封裝的分類按照元件安裝方式，元件封裝可以分為兩大類：直插式表面粘貼式3.3創(chuàng)建PCB元件封裝庫3.3.1封裝概述——封裝的分類直插式封裝元件焊接時先要將元件引腳插入焊盤通孔中，然后再焊錫，所以其封裝的焊盤中心必須有通孔，焊盤貫穿整個電路板。直插式元件PCB封裝3.3創(chuàng)建PCB元件封裝庫3.3.1封裝概述——封裝的分類表面粘貼式封裝的焊盤只限于表面板層，采用這種封裝的元件引腳占用板上的空間小，不影響其他層的布線，一般引腳比較多的元件常采用這種封裝形式。表面粘貼式元件PCB封裝3.3創(chuàng)建PCB元件封裝庫3.3.1封裝概述——常見封裝形式單列直插型封裝雙列直插型封裝小外形封裝球柵陣列型封裝插針柵格陣列型封裝執(zhí)行菜單命令【File】|【New】|【Library】|【PCBLibrary】，系統(tǒng)生成一個PCB庫文件，默認(rèn)名稱為“PcbLib1.PcbLib”，同時啟動PCB封裝庫編輯器界面。3.3創(chuàng)建PCB元件封裝庫3.3.2打開與新建PCB封裝庫文件3.3創(chuàng)建PCB元件封裝庫認(rèn)識PCB封裝庫編輯界面層標(biāo)簽菜單欄工具欄文檔欄封裝編輯區(qū)彈出式面板欄屏蔽查詢欄封裝列表框封裝圖元明細(xì)框封裝預(yù)覽框3.3.3熟悉PCB封裝庫編輯器界面3.3創(chuàng)建PCB元件封裝庫3.3.4創(chuàng)建元件的PCB封裝

創(chuàng)建PCB封裝時，一定要根據(jù)實際尺寸來確定各個部分，特別是焊點的位置一定要精確，如果焊點間的相對位置和實際情況不符，會影響電路板的設(shè)計和后面的焊接過程。

在AltiumDesigner中創(chuàng)建元件PCB封裝的方法可分為三種：利用元件封裝向?qū)ЮL制元件封裝利用IPC元件封裝向?qū)ЮL制元件封裝手工繪制元件封裝

利用向?qū)?chuàng)建元件封裝適用于創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)的元件封裝，而手工創(chuàng)建元件封裝適用于制作外形或焊盤布局都不是很標(biāo)準(zhǔn)的元件。3.3創(chuàng)建PCB元件封裝庫3.3.4創(chuàng)建元件的PCB封裝——元件封裝向?qū)Х蠂H標(biāo)準(zhǔn)的芯片封裝利用元件封裝向?qū)ЮL制（ComponentWizard）3.3創(chuàng)建PCB元件封裝庫3.3.4創(chuàng)建元件的PCB封裝——元件封裝向?qū)栴}1：顏色代表什么？3.3創(chuàng)建PCB元件封裝庫Layers&Colors板層和顏色3.3創(chuàng)建PCB元件封裝庫3.3.4創(chuàng)建元件的PCB封裝——元件封裝向?qū)栴}2：利用元件封裝向?qū)?chuàng)建的封裝是否符合實際繪制要求？元件封裝代表的是實際元件焊接到電路板時所指示的外觀和焊點的位置。同一個元件的封裝可以有多種不同的表現(xiàn)形式，但是焊盤的位置必須與元件嚴(yán)格對應(yīng)。3.3創(chuàng)建PCB元件封裝庫3.3.4創(chuàng)建元件的PCB封裝——手工繪制手工繪制方式一般適用于不規(guī)則的或不通用的元件封裝設(shè)計。一般步驟：確定元件封裝的尺寸信息新建元件封裝（元件封裝的原點要設(shè)置在1腳或者中間）放置焊盤，設(shè)置焊盤屬性畫出封裝輪廓（絲印層）修改封裝名稱保存封裝3.4集成元件庫操作集成庫3.4集成元件庫操作創(chuàng)建集成庫執(zhí)行菜單命令【File】|【New】|【Project】|【IntegratedLibrary】，系統(tǒng)生成一個集成庫文件，默認(rèn)名稱為“Integrated_Library1.LibPkg”。修改名稱為MCU51（與原理圖庫文件、PCB封裝庫文件名稱一致），并將原理圖庫文件、PCB封裝庫文件拖入集成庫下，如右圖所示。打開原理圖元件庫MCU51，切換到【SCHLibrary】面板，為每個元件添加PCB封裝。注意PCB封裝與原理圖庫元件的對應(yīng)關(guān)系。3.4集成元件庫操作3.4.1為原理圖庫元件添加封裝模型3.4集成元件庫操作3.4.1為原理圖庫元件添加封裝模型3.4集成元件庫操作3.4.2編譯集成庫執(zhí)行菜單命令【Project】|【CompileIntegratedLibraryMCU51.LibPkg】，對創(chuàng)建的集成庫進(jìn)行編譯。3.4集成元件庫操作3.4.2編譯集成庫3.4集成元件庫操作3.4.2編譯集成庫點擊按鈕菜單【System】|【Messages】打開信息面板，查看編譯集成庫是否存在錯誤。若無錯誤，顯示：CompileSuccessful，noerrorsfound。3.4集成元件庫操作3.4.2編譯集成庫常見錯誤：個別原理圖庫元件沒有指定相應(yīng)的PCB元件封裝。原理圖庫元件或PCB元件封裝的引腳標(biāo)號有重復(fù)。原理圖庫元件與對應(yīng)的PCB元件封裝引腳數(shù)目不匹配。原理圖庫元件與對應(yīng)的PCB元件封裝引腳標(biāo)號不能一一對應(yīng)。AltiumDesigner中，元件庫操作的基本步驟是什么？完成配套教材P73各元件庫操作訓(xùn)練題目。問題思考&操作訓(xùn)練謝謝觀看PCB設(shè)計與制作四、原理圖繪制高級操作1.學(xué)習(xí)目標(biāo)目錄/CONTENTS2.學(xué)習(xí)內(nèi)容3.問題思考&操作訓(xùn)練4.1原理圖的全局編輯4.1.1元件的標(biāo)注4.1.2元件屬性的全局編輯4.1.3字符串的全局編輯4.2模板的使用4.2.1設(shè)計模板文件4.2.2調(diào)用模板文件4.3層次電路圖的設(shè)計4.3.1自上而下的層次電路圖設(shè)計方法4.3.2自下而上的層次圖設(shè)計方法4.3.3重復(fù)性層次圖的設(shè)計4.3.4層次電路圖之間的切換

掌握原理圖全局編輯的方法。掌握設(shè)計、調(diào)用模板的方法。掌握層次原理圖的設(shè)計方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)4.1原理圖的全局編輯4.1.1元件的標(biāo)注在原理圖中，每一個元件的標(biāo)號都必須是唯一的，如果標(biāo)注重復(fù)或者未定義，系統(tǒng)編譯時都會產(chǎn)生錯誤。最好的方法是在原理圖編輯完成后，使用系統(tǒng)的標(biāo)注功能——Annotate工具統(tǒng)一為元件編號。單擊【Tools】菜單欄，可以看到系統(tǒng)提供的一系列的元件標(biāo)注命令，在展開的命令中有各種方式的元件標(biāo)注功能，如右圖所示。元件標(biāo)注命令4.1原理圖的全局編輯4.1.1元件的標(biāo)注

執(zhí)行【Tools】|【AnnotateSchematics…】，彈出如下圖所示的【元件標(biāo)注工具】對話框。執(zhí)行順序排序匹配選項設(shè)定參與元件標(biāo)注的文檔變更列表4.1原理圖的全局編輯4.1.2元件屬性的全局編輯AltiumDesigner提供了非常有用的【FindSimilarObjects】（查找相似對象，簡稱FSO）命令來對屬性相似的元件進(jìn)行整體編輯。單擊【Edit】|【FindSimilarObjects】命令，光標(biāo)變成十字，移動光標(biāo)在編輯區(qū)待編輯對象上單擊鼠標(biāo)左鍵，彈出如右圖所示的【FindSimilarObjects】對話框，設(shè)置要進(jìn)行全局編輯的元件的屬性匹配條件。4.1原理圖的全局編輯4.1.2元件屬性的全局編輯匹配操作設(shè)置【SCHInspector】面板，列出了元件所有可供修改的共同屬性。4.1原理圖的全局編輯4.1.3字符串的全局編輯【FindSimilarObjects】命令除了能對元件屬性進(jìn)行全局編輯外，還可以對字符串進(jìn)行字體設(shè)置等全局編輯。具體操作過程與上述元件屬性匹配條件設(shè)置完全一樣，確認(rèn)匹配條件后，可以在【SCHInspector】面板中修改選中字符串的屬性。還可以使用【Edit】菜單中的【FindText】命令來查找字符串，或用【ReplaceText】命令替換字符串。這兩個命令執(zhí)行后彈出的窗口如右圖所示，二者內(nèi)容相似。查找和替換字符串4.2模板的使用4.2.1設(shè)計模板文件新建一個原理圖文件，另存為擴(kuò)展名為“.SchDot”的文檔。設(shè)置模板的圖紙屬性。單擊【Design】|【DocumentOptions】命令，彈出文檔選項卡，在其中自行設(shè)置圖紙的顏色、大小等各項屬性，并取消【TitleBlock】選項框，去掉標(biāo)題欄，如右圖所示。用戶可以根據(jù)設(shè)計需要，在模板中再自定義一個個性化的標(biāo)題欄。4.2模板的使用4.2.2調(diào)用模板文件新建或打開需要使用模板的原理圖文件，執(zhí)行菜單命令【Design】|【ProjectTemplate】|【ChooseaFile…】或者執(zhí)行【Design】|【GeneralTemplate】調(diào)用模板文件，之后會彈出如圖右所示的【UpdateTemplate】模板設(shè)置對話框，該對話框用來設(shè)置模板的應(yīng)用范圍。4.3層次電路圖的設(shè)計4.3.1自上而下的層次電路圖設(shè)計方法系統(tǒng)方塊圖子系統(tǒng)方塊圖子系統(tǒng)方塊圖基本模塊原理圖基本模塊原理圖……基本模塊原理圖基本模塊原理圖…………所謂自上而下，就是指將總的電路系統(tǒng)劃分為若干子系統(tǒng)模塊，然后再繼續(xù)分割為基本模塊，也就是先在層次式母圖中繪制電路方塊圖以及電氣連線，再由系統(tǒng)生成各方塊圖的實際電路圖并繪制實際電路。4.3層次電路圖的設(shè)計4.3.2自下而上的層次電路圖設(shè)計方法此方法與自上而下的設(shè)計方法正相反，是由原理圖生成電路方塊圖。系統(tǒng)方塊圖子系統(tǒng)方塊圖子系統(tǒng)方塊圖基本模塊原理圖基本模塊原理圖……基本模塊原理圖基本模塊原理圖…………4.3層次電路圖的設(shè)計4.3.3重復(fù)性層次圖的設(shè)計重復(fù)性層次圖是指在層次電路圖設(shè)計中，有一個或多個電路圖被重復(fù)地調(diào)用，為方便調(diào)用，采用重復(fù)性設(shè)計的方法，可以省去很多工作量，不必重復(fù)繪制相同的電路圖。主電路原理圖(Main.Sch)原理圖A（A.Sch）原理圖B（B.Sch）原理圖B（B.Sch）原理圖A（A.Sch）原理圖B（B.Sch）原理圖B（B.Sch）原理圖A（A.Sch）原理圖B（B.Sch）原理圖B（B.Sch）4.3層次電路圖的設(shè)計4.3.4層次電路圖之間的切換設(shè)計瀏覽器可以管理項目中各個層次的電路圖，利用它可以很方便地在項目的各個部分間進(jìn)行切換。在母圖中，按住【Ctrl】鍵的同時雙擊電路方塊圖符號，就可以打開方塊圖所關(guān)聯(lián)的電路原理圖文件。將光標(biāo)停留在電路方塊圖上一小段時間，系統(tǒng)就會自動彈出電路方塊圖所對應(yīng)的電路來預(yù)覽原理圖。通過菜單中的【Up/DownHierarchy】命令可以更為方便地查看電路原理圖的結(jié)構(gòu)和原理圖之間信號的流向。1.將模塊二問題思考與操作訓(xùn)練中各原理圖中的元件進(jìn)行標(biāo)注，并對各元件屬性進(jìn)行全局編輯。2.根據(jù)自己的需要設(shè)計一個原理圖模板，并調(diào)用它。3.繪制附錄中十個電路原理圖，并結(jié)合本章學(xué)習(xí)的高級技巧，將它們綜合在一起。問題思考&操作訓(xùn)練謝謝觀看PCB設(shè)計與制作五、PCB設(shè)計1.學(xué)習(xí)目標(biāo)目錄/CONTENTS2.學(xué)習(xí)內(nèi)容3.問題思考&操作訓(xùn)練5.1AltiumDesigner的PCB設(shè)計環(huán)境5.1.1PCB設(shè)計文檔的創(chuàng)建與啟動5.1.2PCB編輯器界面5.1.3PCB設(shè)計面板5.2PCB環(huán)境設(shè)置5.2.1PCB工作層設(shè)置5.2.2PCB圖紙設(shè)置5.2.3PCB邊框設(shè)置5.3載入網(wǎng)絡(luò)表5.4元件布局5.4.1元件布局的基本原則5.4.2手工預(yù)布局5.4.3設(shè)置自動布局參數(shù)5.4.4自動布局5.4.5手工調(diào)整元件布局5.5PCB布線5.5.1PCB布線規(guī)則5.5.2設(shè)置自動布線規(guī)則5.5.3自動布線5.5.4手工修改5.5.5設(shè)計規(guī)則檢查5.6PCB布線的后續(xù)處理5.6.1敷銅5.6.2補(bǔ)淚滴5.6.3包地5.6.4生成Gerber文件和鉆孔文件

會設(shè)置PCB板的設(shè)計環(huán)境，會在PCB編輯器中放置、選擇、移動、復(fù)制、粘貼、刪除元件封裝及其它印刷電路板對象。會設(shè)置PCB設(shè)計規(guī)則。掌握在PCB中自動與手工布局的方法。掌握在PCB中自動與手工布線的方法。能夠?qū)υO(shè)計好的PCB文件進(jìn)行設(shè)計規(guī)則檢查并改正出現(xiàn)的錯誤。能夠?qū)υO(shè)計好的PCB文件進(jìn)行后續(xù)處理。學(xué)習(xí)目標(biāo)5.1AltiumDesigner的PCB設(shè)計環(huán)境5.1.1PCB設(shè)計文檔的創(chuàng)建與啟動通過【File】菜單創(chuàng)建PCB設(shè)計文檔通過【File】面板創(chuàng)建PCB設(shè)計文檔打開現(xiàn)有PCB文檔5.1AltiumDesigner的PCB設(shè)計環(huán)境5.1.2PCB編輯器界面5.1AltiumDesigner的PCB設(shè)計環(huán)境5.1.2PCB編輯器界面菜單欄：編輯器中所有操作命令都可以通過菜單命令來實現(xiàn)，而且菜單中的常用命令在工具欄中均有相應(yīng)的快捷鍵按鈕。工具欄：AltiumDesigner的PCB編輯器提供了標(biāo)準(zhǔn)工具欄【PCBStandard】、布線工具欄【W(wǎng)iring】、實體工具欄【Utilities】和導(dǎo)航欄【Navigation】等，其中有些工具欄的功能是AltiumDesigner中所有編輯環(huán)境所共有的，這里僅介紹PCB設(shè)計所獨(dú)有的工具欄。布線工具欄：與原理圖中的不同，提供了各種各樣的實際電氣走線功能。實體工具欄：與原理圖中相似，主要提供PCB設(shè)計過程中的編輯、排列等操作功能，每個按鈕對應(yīng)一組相關(guān)命令。層標(biāo)簽欄：列出了當(dāng)前PCB設(shè)計文檔中所有的層，各層用不同的顏色表示，可以單擊各層的標(biāo)簽在各層之間切換。5.1AltiumDesigner的PCB設(shè)計環(huán)境5.1.3PCB設(shè)計面板項目選擇網(wǎng)絡(luò)PCB預(yù)覽網(wǎng)絡(luò)類走線及焊盤AltiumDesignerPCB編輯器中提供了一個功能強(qiáng)大的PCB設(shè)計面板，如右圖所示，在標(biāo)簽式面板中選中PCB設(shè)計面板，該面板中可以對PCB中所有的網(wǎng)絡(luò)、元件、設(shè)計規(guī)則等進(jìn)行定位或是設(shè)置其屬性。在面板上部的下拉菜單中可以選擇需要查找的項目類別，單擊下拉菜單可以看到系統(tǒng)所支持的所有項目分類，如下圖所示。5.2PCB環(huán)境設(shè)置5.2.1PCB工作層設(shè)置PCB設(shè)計過程中用不同顏色表示不同板層，執(zhí)行菜單命令【Design】|【BoardLayers&Colors】打開如右圖所示的【視圖設(shè)置】對話框，該對話框中有三個選項卡，其中【BoardLayerAndColors】選項卡用來設(shè)置各板層是否顯示及板層的顏色。注意：不建議大家隨意修改顏色！5.2PCB環(huán)境設(shè)置5.2.2PCB圖紙設(shè)置【MeasurementUnit】：測量單位設(shè)定?！綝esignatorDisplay】顯示不同的標(biāo)號?！綬outeToolPath】在“Layer”對應(yīng)下拉列表中顯示所對應(yīng)層?！維napOptions】用于捕捉設(shè)置?！維heetPosition】PCB圖紙設(shè)置?？梢詫D紙在X軸的位置、Y軸的位置、圖紙的寬度、圖紙的高度、圖紙顯示狀態(tài)以及圖紙的鎖定狀態(tài)等進(jìn)行設(shè)置。5.2PCB環(huán)境設(shè)置5.2.3PCB邊框設(shè)置電路板的物理邊界即為PCB的實際大小和形狀，板形的設(shè)置是在工作層面“Mechanical1”上進(jìn)行的，根據(jù)所設(shè)計的PCB在產(chǎn)品中的位置、空間的大小、形狀以及與其它部件的配合來確定PCB的外形和尺寸。電路板的電氣邊界規(guī)定了PCB板上放置元件和布線的范圍，在“Keep-OutLayer”（禁止布線層）上對布線框進(jìn)行設(shè)置，主要是為自動布局和自動布線打基礎(chǔ)的。新建的PCB文件只有一個默認(rèn)的板形，并無布線框，因此用戶若需要用到AltiumDesigner系統(tǒng)提供的自動布局和自動布線功能就需要自己創(chuàng)建一個布線框。5.3載入網(wǎng)絡(luò)表原理圖和電路板規(guī)劃的工作都完成后，就需要將原理圖的設(shè)計信息傳遞到PCB編輯器中，進(jìn)行PCB設(shè)計。從原理圖向PCB編輯器傳遞的設(shè)計信息主要包括網(wǎng)絡(luò)表文件、元件的封裝和一些設(shè)計規(guī)則信息。AltiumDesigner實現(xiàn)了真正的雙向同步設(shè)計，網(wǎng)絡(luò)表與元件封裝的裝入既可以通過在原理圖編輯器內(nèi)更新PCB來實現(xiàn)，也可以通過在PCB編輯器內(nèi)導(dǎo)入原理圖的變化來完成。但是在裝入網(wǎng)絡(luò)連接與元件封裝之前，必須先裝入元件庫，否則將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)表和元件裝入失敗。5.3載入網(wǎng)絡(luò)表在原理圖編輯器中執(zhí)行菜單命令【Design】|【UpdatePCBDocument*.PcbDoc】，即可彈出【EngineeringChangeOrder】對話框，如右圖所示。如果出現(xiàn)錯誤，一般是因為原理圖中的元件在PCB圖中的封裝找不到，這時應(yīng)打開相應(yīng)的原理圖文件，檢查元件封裝名是否正確或添加相應(yīng)的元件封裝庫文件。5.4元件布局5.4.1元件布局的基本原則元件位置安排的一般原則：優(yōu)先擺放核心元件及體積較大的元器件，再以核心元件為中心擺放周圍電路元器件；先放置與結(jié)構(gòu)關(guān)系密切的元件，如接插件，開關(guān)，電源插座等；功率大的元件擺放在有利于散熱的位置上；考慮信號流向，合理安排布局使信號流向盡可能保持一致；PCB板布局應(yīng)均勻，整齊，緊湊；如果電路系統(tǒng)同時存在數(shù)字電路、模擬電路以及大電流電路，則必須分開布局，再單點接地，使各系統(tǒng)之間耦合達(dá)到最小。5.4元件布局5.4.1元件布局的基本原則元件離印制板邊框的最小距離必須大于2mm。元件放置方向盡可能沿水平或垂直兩個方向排列。元件間距適當(dāng)。對小尺寸高熱量的元件加散熱器，大功率元件下敷銅散熱，周圍盡量不要放熱敏元件。電路板上重量較大的元件應(yīng)盡量靠近印制電路板支撐點。雙面都有元件的PCB板，較大較密的元件放在板的頂層，底層只能放較小較松散的元件。需要調(diào)節(jié)的元件——充分考慮整機(jī)結(jié)構(gòu)要求；機(jī)外調(diào)節(jié)的元件——其安裝位置與調(diào)節(jié)旋鈕在機(jī)箱面板上的位置一致；機(jī)內(nèi)調(diào)節(jié)的元件——其放置位置以打開機(jī)蓋后即可方便調(diào)節(jié)為原則。IC去耦電容盡量靠近IC芯片的電源和地線引腳。在每一IC芯片的電源和地之間均應(yīng)設(shè)置IC去耦電容。時鐘電路元件應(yīng)盡量靠近CPU時鐘引腳。5.4元件布局5.4.1元件布局的基本原則通用原則：5.4元件布局5.4.1元件布局的基本原則重要元件布局原則：5.4元件布局5.4.1元件布局的基本原則元件盡量平行布局晶振靠近電容放置接插件盡量布置在PCB邊緣按鍵的布局應(yīng)符合人機(jī)工程的要求5.4元件布局5.4.2手工預(yù)布局按元件布局一般規(guī)則，用手工方式安排并固定核心元件、輸入信號處理芯片、輸出信號驅(qū)動芯片、大功率元件、熱敏元件、數(shù)字IC去耦電容、電源濾波電容、時鐘電路元件等的位置，為自動布局做準(zhǔn)備。在PCB編輯器窗口內(nèi)，通過移動、旋轉(zhuǎn)元件等操作方法，即可將特定的元件封裝移到指定位置。操作方法與在SCH編輯器窗口內(nèi)移動、旋轉(zhuǎn)元件的操作方法完全相同。如右圖所示。5.4元件布局5.4.2手工預(yù)布局粗調(diào)元件位置：按布局規(guī)則大致調(diào)節(jié)元件位置隱藏飛線選擇【Components】作為瀏覽對象優(yōu)先安排核心元件及重要元件的放置位置放置位置有特殊要求的元件顯示所有飛線進(jìn)一步細(xì)調(diào)放置位置有特殊要求的元件：使飛線盡可能少固定對放置位置有特殊要求的元件5.4元件布局5.4.3設(shè)置自動布局參數(shù)在PCB編輯狀態(tài)下，單擊【Design】|【Rules…】菜單命令；在【DesignRules】窗口內(nèi)，單擊【Placement】|【ComponentClearance】，即可在如右圖所示的窗口內(nèi)，觀察到元件間距設(shè)置信息?？梢愿鶕?jù)需要設(shè)置元件之間的最小安全間距。5.4元件布局5.4.4自動布局執(zhí)行【Tools】|【ComponentPlacement】|【AutoPlacer】（自動放置）命令選擇自動布局方式和自動布局選項。若選擇【ClusterPlacer】（菊花鏈狀）放置方式，只將組內(nèi)元件放在一起，布局速度較快。若選擇【StatisticalPlacer】（統(tǒng)計學(xué)）放置方式時，以連線距離最短作為布局效果好壞的判斷標(biāo)準(zhǔn)?？赏ㄟ^設(shè)置選項干預(yù)布局結(jié)果，因此布局效果較好，但耗時長。單擊【OK】按鈕，即可啟動元件自動布局。自動布局結(jié)束后，將自動更新PCB窗口內(nèi)元件位置。5.4元件布局5.4.5手工調(diào)整元件布局粗調(diào)元件位置精確調(diào)整元件位置暫時隱藏元件序號、注釋信息顯示所有飛線元件引腳焊盤對準(zhǔn)格點選擇電路板外形尺寸：布線區(qū)要小于印制電路板外形尺寸繪制出印制電路板外邊框和對準(zhǔn)孔5.5PCB布線5.5.1PCB布線規(guī)則（1）印制導(dǎo)線轉(zhuǎn)折點內(nèi)角不能小于90°，一般選擇135°或圓角；導(dǎo)線與焊盤、過孔的連接處要圓滑，避免出現(xiàn)小尖角，且必須以45°或90°相連。連線應(yīng)盡可能短。電源線、地線盡量短和粗，電源和地構(gòu)成的環(huán)路盡量小。整塊線路板布線、打孔要均勻。兩焊點間距很小時，焊點間不得直接相連，從貼盤引出的過孔盡量離焊盤遠(yuǎn)些。在雙面、多面印制板中，上下兩層信號線的走線方向要相互垂直或斜交叉，盡量避免平行走線；對于數(shù)字、模擬混合系統(tǒng)來說，模擬信號走線和數(shù)字信號走線應(yīng)分別位于不同面內(nèi)，且走線方向垂直，以減少相互間的信號耦合。高壓或大功率元件盡量與低壓小功率元件分開布線。5.5PCB布線5.5.1PCB布線規(guī)則（2）在數(shù)據(jù)總線間，加信號地線，來實現(xiàn)彼此的隔離；小信號線和模擬信號線應(yīng)盡量靠近地線，遠(yuǎn)離大電流和電源線；數(shù)字信號布線時必須認(rèn)真處理好數(shù)據(jù)總線的走線，必要時可加電磁屏蔽罩或屏蔽板。數(shù)字電路、模擬電路以及大電流電路的電源線、地線必須分開走線，最后再接到系統(tǒng)電源線、地線上，形成單點接地形式。在高頻電路中必須嚴(yán)格限制平行走線的最大長度，時鐘線和高頻信號線要根據(jù)特性阻抗要求考慮線寬，做到阻抗匹配。時鐘的布線應(yīng)少打過孔，盡量避免和其他信號線并行走線，且應(yīng)遠(yuǎn)離一般信號線；避開板上的電源部分；當(dāng)一塊PCB板上有多個不同頻率的時鐘時，兩根不同頻率的時鐘線不可并行走線；時鐘線避免接近輸出接口，防止高頻時鐘耦合到輸出的CABLE線并發(fā)射出去；如板上有專門的時鐘發(fā)生芯片，其下方不可走線，應(yīng)在其下方鋪銅，必要時對其專門割地。5.5PCB布線5.5.2設(shè)置自動布線規(guī)則自動布線前，必須執(zhí)行【Design】菜單下的【Rules】命令，檢查有關(guān)布線規(guī)則是否滿足要求，否則將采用缺省參數(shù)布線，但缺省設(shè)置難以滿足各式各樣印制電路板的布線要求。設(shè)置的布線規(guī)則越嚴(yán)格，限制條件越多，自動布線時間就越長，布通率就越低。5.5PCB布線5.5.2設(shè)置自動布線規(guī)則Width——設(shè)置布線寬度RoutingLayers——選擇布線層RoutingCorners——選擇印制導(dǎo)線轉(zhuǎn)角模式RoutingViaStyle——過孔類型及尺寸Clearance——布線與焊盤（包括過孔）之間的最小安全間距5.5PCB布線5.5.3自動布線自動布線菜單設(shè)置布線規(guī)則后，就可以使用【AutoRoute】菜單（如右圖所示）下的有關(guān)命令進(jìn)行自動布線。AltiumDesigner中自動布線的方式靈活多樣，根據(jù)用戶需要，既可以進(jìn)行全局布線，也可以對指定網(wǎng)絡(luò)、區(qū)域、元件以及具體的連接進(jìn)行布線。在自動布線過程中，若發(fā)現(xiàn)異常，可執(zhí)行該菜單下的【Stop】命令，停止布線。5.5PCB布線5.5.3自動布線布線策略對話框執(zhí)行菜單命令【AutoRoute】|【All】命令，啟動全局自動布線進(jìn)程，將彈出布線策略對話框，以使用戶確定布線的報告內(nèi)容和所選的布線策略，如右圖所示。其中的【RoutingSetupReport】區(qū)域包含錯誤與警告、報告內(nèi)容列表和布線策略列表框。單擊【RouteAll】按鈕，系統(tǒng)開始按照布線規(guī)則自動布線，同時自動打開信息面板，顯示布線進(jìn)程信息。修改走線的具體步驟（1）執(zhí)行【Tools】菜單下的【Un-Route】|【Connection】命令。（2）將光標(biāo)移到待拆除的連線上。（3）單擊鼠標(biāo)左鍵，光標(biāo)下的連線即可變?yōu)轱w線。（4）單擊編輯區(qū)下的特定工作層，選擇連線所在層。（5）單擊【Place】工具欄內(nèi)的“導(dǎo)線”工具。（6）必要時，按下【Tab】鍵，在導(dǎo)線屬性選項窗內(nèi)選擇導(dǎo)線寬度、鎖定狀態(tài)等選項。（7）將光標(biāo)移到與飛線相連的焊盤上，單擊左鍵固定連線起點，移動鼠標(biāo)用手工方式繪制印制導(dǎo)線。5.5PCB布線5.5.4手工修改修改走線的基本方法：利用【Tools】菜單下的【Un-Route】（取消布線）命令組拆除已有連線，如對指定節(jié)點取消布線、對指定飛線取消布線和對指定元件取消布線。然后再通過手工或【AutoRoute】菜單下的【Net】、【Connection】、【Component】等命令重新布線。修改走線的具體步驟（1）執(zhí)行【Tools】菜單下的【Un-Route】|【Connection】命令。（2）將光標(biāo)移到待拆除的連線上。（3）單擊鼠標(biāo)左鍵，光標(biāo)下的連線即可變?yōu)轱w線。（4）單擊編輯區(qū)下的特定工作層，選擇連線所在層。（5）單擊【Place】工具欄內(nèi)的“導(dǎo)線”工具。（6）必要時，按下【Tab】鍵，在導(dǎo)線屬性選項窗內(nèi)選擇導(dǎo)線寬度、鎖定狀態(tài)等選項。（7）將光標(biāo)移到與飛線相連的焊盤上，單擊左鍵固定連線起點，移動鼠標(biāo)用手工方式繪制印制導(dǎo)線。修改走線的具體步驟：執(zhí)行取消布線命令。鼠標(biāo)左鍵單擊待拆除的連線。選擇連線所在層。手工方式繪制印制導(dǎo)線，并設(shè)置導(dǎo)線屬性。5.5PCB布線5.5.4手工修改修改后的走線應(yīng)該比原來拐彎、過孔更少，連線長度更短，更為整潔美觀。PCB設(shè)計是一門“缺陷的藝術(shù)”，沒有最好，只有更好，魚與熊掌不可兼得。好的設(shè)計絕不是一蹴而就的，而是與設(shè)計人員的經(jīng)驗值息息相關(guān)的。4*4矩陣鍵盤PCB走線5.5PCB布線5.5.5設(shè)計規(guī)則檢查完成PCB設(shè)計后，執(zhí)行設(shè)計規(guī)則檢查命令，來檢驗自動布線及手工調(diào)整后，是否違反了通過【Design】菜單下的【Rules…】命令設(shè)定的布線規(guī)則。執(zhí)行【Tools】菜單下的【DesignRuleCheck…】命令，出現(xiàn)如右圖所示的【設(shè)計規(guī)則檢查】對話框，適當(dāng)設(shè)置檢查選項后，單擊【RunDesignRuleCheck…】按鈕啟動檢查進(jìn)程。如果選擇產(chǎn)生報告文件，則檢查結(jié)束后，顯示檢查結(jié)果文件（擴(kuò)展名為.html）。設(shè)計規(guī)則檢查后，要認(rèn)真分析報告文件中的錯誤信息，修正所有致命性錯誤。然后再運(yùn)行設(shè)計規(guī)則檢查，直到不再出現(xiàn)錯誤信息，或至少沒有致命性錯誤為止。5.6PCB布線的后續(xù)處理5.6.1敷銅

所謂敷銅，就是在電路板上沒有布線的地方敷設(shè)銅膜。往往將敷銅與地線或電源線連接起來，以提高PCB的抗干擾能力，改善散熱條件。

敷銅技巧：可設(shè)置不同區(qū)域采用不同的敷銅方式。敷銅可覆蓋不同連線，如覆蓋所有地線網(wǎng)絡(luò)，這樣可以保證地線有足夠的寬度，便于散熱。當(dāng)敷銅與地線相連接時，也叫做大面積鋪地。敷銅的形狀可以改變。若敷銅線寬大于或等于敷銅的柵格間距，敷的銅膜將會是沒有間隙的全銅。5.6PCB布線的后續(xù)處理5.6.1敷銅執(zhí)行【Place】|【PolygonPour】（多邊形敷銅），或者單擊【Placement】工具欄中

圖標(biāo)，即出現(xiàn)敷銅設(shè)置對話框，如右圖所示。在該對話框中可以選擇敷銅的填充模式、設(shè)置敷銅的具體參數(shù)。針對不同的填充模式，具有不同的設(shè)置參數(shù)選項。還可以設(shè)置敷銅屬性及網(wǎng)絡(luò)選項。5.6PCB布線的后續(xù)處理5.6.1敷銅敷銅的放置與編輯在上頁圖所示的敷銅設(shè)置對話框中，指定敷銅的有關(guān)參數(shù)后，單擊【OK】按鈕退出。用光標(biāo)沿著Keep-out邊界線，畫一個閉合的邊框。用戶不必費(fèi)力將多邊形框線閉合，系統(tǒng)會自動將起點和終點連接起來構(gòu)成閉合框線。修改敷銅區(qū)屬性。將鼠標(biāo)移到敷銅區(qū)內(nèi)任一位置，雙擊鼠標(biāo)左鍵，均可激活敷銅層屬性窗，然后即可重新設(shè)定敷銅層參數(shù)，如線條寬度、線條間距、形狀等。敷銅區(qū)的刪除。執(zhí)行【Edit】菜單下的【Select】|【ToggleSelection】命令，選定需要刪除的敷銅區(qū)或元件。執(zhí)行【Edit】菜單下的【Clear】清除命令，即可刪除已選定的敷銅區(qū)。5.6PCB布線的后續(xù)處理5.6.2補(bǔ)淚滴在加工PCB板鉆孔時，應(yīng)力易集中在導(dǎo)線與焊盤的連接處，而使接觸處斷裂。為了防止這種應(yīng)力破壞PCB板，需要在連接處加寬銅膜導(dǎo)線來避免上述情況的發(fā)生，將過渡區(qū)域設(shè)計為淚滴形狀，稱為補(bǔ)淚滴。補(bǔ)淚滴是為了提高PCB板的抗拉伸強(qiáng)度，提高PCB板的可靠性。此外，補(bǔ)淚滴后的連接會變得比較光滑，不易因殘留化學(xué)藥劑而導(dǎo)致銅膜導(dǎo)線的腐蝕。5.6PCB布線的后續(xù)處理5.6.2補(bǔ)淚滴選擇將要淚滴化的區(qū)域。執(zhí)行【Tools】|【Teardrops…】命令，進(jìn)入如右圖所示的【淚滴選項】對話框進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。該對話框有三個設(shè)置區(qū)域：【General】：可以設(shè)置淚滴操作的適用范圍；忽略規(guī)則約束，強(qiáng)制為焊盤或過孔加淚滴（此操作可能導(dǎo)致DRC發(fā)現(xiàn)違規(guī)）；建立補(bǔ)淚滴的報告文件?！続ction】：添加還是刪除相應(yīng)范圍的淚滴?！綯eardropStyle】：淚滴的形式，是直線還是圓弧，系統(tǒng)默認(rèn)為圓弧?！緶I滴選項】對話框5.6PCB布線的后續(xù)處理5.6.3包地在PCB設(shè)計中，特別是高頻板中，需要注意進(jìn)行抗干擾處理，包地，則是抗干擾處理中非常常見的一種手段。包地，顧名思義，就是在某些選定的網(wǎng)絡(luò)布線范圍，特別地圍繞一圈接地布線，目的是為了保護(hù)這些網(wǎng)絡(luò)布線，避免噪聲信號的干擾。用地網(wǎng)絡(luò)把信號線給包住5.6PCB布線的后續(xù)處理5.6.3包地執(zhí)行【Edit】|【Select】|【ComponentNets】命令，選中將要包線的網(wǎng)絡(luò)，如下頁左圖所示。執(zhí)行【Tools】|【OutlineSelectedObjects】命令，如下頁右圖所示，完成包線操作。包絡(luò)線與所包圍的圖元之間的間距取決于安全間距規(guī)則的設(shè)定值。雙擊打開每段包線的屬性對話框，將其網(wǎng)絡(luò)改為GND，然后執(zhí)行自動布線，完成接地工作，或者直接采用手工布線來接地。如果要刪除包線，執(zhí)行【Edit】|【Select】|【ConnectedCopper】命令，光標(biāo)變?yōu)槭中?，單擊選中包線，再按【Delete】鍵刪除即可。進(jìn)行包地操作時要注意選取網(wǎng)絡(luò)，不能使用【Edit】|【Select】|【PhysicalConnection】命令，否則會產(chǎn)生不正確的結(jié)果。5.6PCB布線的后續(xù)處理5.6.3包地選中包線網(wǎng)絡(luò)5.6PCB布線的后續(xù)處理5.6.4生成Gerber文件和鉆孔文件為什么要轉(zhuǎn)換為Gerber文件交PCB廠制板？國際上比較流行的做法是將PCB文件轉(zhuǎn)換為Gerber文件和鉆孔數(shù)據(jù)后交PCB廠，為何要“多此一舉”呢？因為電子工程師和PCB工程師對PCB的理解不一樣,由PCB工廠轉(zhuǎn)換出來的Gerber文件可能不是您所要的。比如您在設(shè)計時，將元件的參數(shù)都定義在PCB文件中，又不想讓這些參數(shù)顯示在PCB成品上。如果未作說明，PCB廠依葫蘆畫瓢將這些參數(shù)都留在了PCB成品上。還有就是為了保護(hù)自己的勞動成果不被竊取，公司的機(jī)密不被盜竊。Gerber文件是一種符合EIA標(biāo)準(zhǔn)，用于將PCB電路板圖中的布線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為膠片的光繪數(shù)據(jù)，可以被光繪圖機(jī)處理的文件格式。PCB生產(chǎn)廠家用這種文件來進(jìn)行PCB制作。PCB布線及后處理完成后，我們可以直接把PCB文件交給生產(chǎn)廠家，廠家會將其轉(zhuǎn)換成Gerber格式。但有經(jīng)驗的PCB設(shè)計者通常會將PCB文件按自己的要求生成Gerber文件，再交給PCB生產(chǎn)廠家制作，以確保制作出來的PCB效果符合個人的設(shè)計需要。5.6PCB布線的后續(xù)處理5.6.4生成Gerber文件和鉆孔文件生成Gerber文件：執(zhí)行菜單命令【File】|【FabricationOutput】|【GerberFile】，彈出【GerberSetup】對話框?！綠eneral】：設(shè)置單位和為PCB加工指定對象放置的精度?！綥ayers】：設(shè)置需要生成Gerber文件的層面?！綝rillDrawing】：指定哪些層對需要鉆孔圖，指定用于表示各種尺寸鉆孔符號的類型和大小，指定哪些層對需要鉆孔向?qū)募??！続pertures】：可以使能或設(shè)置設(shè)計中特定的光圈信息。【Advanced】：提供與光繪膠片相關(guān)的各個選項。完成Gerber設(shè)置后，單擊【OK】，系統(tǒng)將自動生成各個圖層的Gerber文件，并加入到【Project】面板中該項目的“Generated”文件夾中。5.6PCB布線的后續(xù)處理5.6.4生成Gerber文件和鉆孔文件生成鉆孔文件：執(zhí)行菜單命令【File】|【FabricationOutput】|【NCDrillFile】，彈出【NCDrillSetup】對話框，如左圖所示。單擊圖左圖中的【OK】按鈕，在彈出的如右圖所示的【ImportDrillData】對話框中，單擊【OK】按鈕進(jìn)行第二次輸出，第二次輸出生成如下3個文件。*.TXT：鉆孔機(jī)驅(qū)動文件，是文本格式文件。*.DRR：鉆孔報告文件，內(nèi)容包括使用的鉆頭、鉆孔尺寸及鉆孔數(shù)量等。*.DRL：鉆孔機(jī)驅(qū)動文件，是二進(jìn)制格式文件。以上兩次輸出的文件都保存在工程目錄下的“ProjectOutputsfor*”文件夾中，只要把該文件夾中的所有文件打包壓縮，發(fā)送到PCB加工廠家進(jìn)行加工即可。1.為模塊二問題思考與操作訓(xùn)練中各原理圖分別建立PCB工程，并在工程中生成相應(yīng)的PCB文件，練習(xí)布局、布線以及后處理等操作。2.為模塊四問題思考與操作訓(xùn)練中各原理圖（分別建立PCB工程，并在工程中生成相應(yīng)的PCB文件，練習(xí)布局、布線以及后處理等操作。3.為模塊四問題思考與操作訓(xùn)練中的“MCU51單片機(jī)開發(fā)板電路