《Altium-Designer-案例教程》课件(完整版)

第一讲《AltiumDesigner概述》提问1：什么是印刷电路板(printedcircuitboard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AltiumDesigner的发展AltiumDesigner是Altium公司（澳大利亚）继Protel系列产品（Tango（1988）、ProtelforDOS、ProtelforWindows、Protel98、Protel99、Protel99SE、ProtelDXP、ProtelDXP2004）之后推出的高端 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 软件。2001年，ProtelTechnology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AltiumDesigner6.0，经过6.3、6.6、6.7、6.8、6.9、AltiumDesignerSummer08、AltiumDesignerwinter09、AltiumDesignerSummer09、AltiumDesigner10、AltiumDesigner2013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意见并批评指正，以让教材更加完善。学习目标：希望你能——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1234一、教学目标1、知识方面的要求：要求学生在掌握了数字、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AltiumDesigner软件的使用，为今后的电路设计工作打下坚实的基础。2、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AltiumDesigner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 编码规则下载淘宝规则下载天猫规则下载麻将竞赛规则pdf麻将竞赛规则pdf 约束及校验、交互式布线；原理图库、PCB库、集成库的创建；电路设计与仿真等相关技术内容。二、本课程的教学方法对于理论知识以“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”的方式进行教学三、教学内容教材内容：教材第1-13章学时安排：见教学 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 四、本课程的考评方法：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30分期末考试60分。考查学习态度（基础分为10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。学分：4分五、学习方法建议新课部分应自学（课前学习），培训自学能力课堂上进行技能实训（随堂到教师机上给同学们演示）项目1　AltiumDesigner2013软件认识1.1AltiumDesigner2013软件新特性1.2AltiumDesigner2013软件安装1.3AltiumDesigner2013软件界面设置一二三1.1AltiumDesigner2013软件新特性·PCB对象与层透明度（Layertransparency）设置·丝印层至阻焊层设计规则·用于PCB多边形填充的外形顶点编辑器·多边形覆盖区·原理图引脚名称/指示器位置，字体与颜色的个性设置·端口高度与字体控制·原理图超链接——在原理图文件中的文本对象现已支持超链接。·智能PDF文件包含组件参数·MicrochipTouchControls支持·升级的DXP平台1.2.1硬件环境需求达到最佳性能的推荐系统配置：Windows7(32-bitor64bit)英特尔®酷睿™2双核/四核2.66GHz或更快的处理器或同等速度的其他处理器4G内存10G硬盘空间（系统安装+用户文件）双显示器，至少1680x1050（宽屏）或1600x1200（4:3）屏幕分辨率NVIDIA公司的GeForce®8000系列，使用256MB（或更高）的显卡或同等级别的显卡USB2.0的端口（如果连接NanoBoard-NB2orNanoBoard-3000）DVD驱动器Adobe®Reader®软件8或以上连接互联网IE8浏览器或以上微软的Excel(产生元器件的材料清单需要)1.2AltiumDesigner2013软件安装系统最低配置：WindowsXPProfessionalSP2（或以上）英特尔®奔腾™1.8GHz处理器或同等处理器2G内存3.5GB硬盘空间（系统安装+用户文件）主显示器的屏幕分辨率至少1280x1024强烈推荐：次显示器的屏幕分辨率不得低于1024x768NVIDIA®Geforce®6000/7000系列，128MB显卡2或者同等显卡USB2.0端口（如果连接NanoBoard-NB2orNanoBoard-3000）DVD驱动器Adobe®Reader®8或更高版本连接互联网IE8浏览器或以上微软的Excel(产生元器件的材料清单需要)1.2.2安装AltiumDesigner2013（1）执行AltiumInstaller.exe文件，在显示器上出现如图1-1所示的安装界面。（2）点击Next按钮，显示如图1-2所示的LicenseAgreement窗口。图1-1软件安装界面图1-2LicenseAgreement窗口（3）在图1-2中的Selectlanguage处，可以选择所用的语言(English）；选择Iaccepttheagreement单选项，单击Next按钮，显示如图1-3所示的PlatformRepositoryandVersion(安装文件所在目录及安装文件的版本)窗口。图1-3PlatformRepositoryandVersion窗口（4）在图1-3中，在PlatformRepository处显示安装文件所在的文件夹，在AltiumDesignerVersion显示文件的版本，确认无误后，单击Next按钮，显示如图1-4所示的SelectDesignFunctionality对话框。（5）在图1-4中选择设计功能，如果只进行PCB设计，不用来仿真，选择第一个；同样，如果只用来仿真，而不做PCB设计，选择第二个；如果上述两种功能都需要，选择第三个。点击Next按钮，打开如图1-5所示的DestinationFolder对话框。图1-4SelectDesignFunctionality对话框（6）图1-5中，在DestinationFolder对话框DestinationFolder区域显示了即将安装AltiumDesigner2013的安装路径，若想更改安装路径，单击Default按钮。图1-5安装路径对话框缺省程序文件（ProgramFiles）的安装路径C:\ProgramFiles(x86)\Altium\AD13----forWindows7C:\ProgramFiles\Altium\AD13----forWindowsXP缺省用户文档（SharedDocuments）的安装路径C:\Users\Public\Documents\Altium\AD13----forWindows7C:\DocumentsandSettings\AllUsers\Documents\Altium\AD13----forWindowsXP图1-6准备安装对话框对于软件安装路径，由于软件较大，不建议安装在C盘；用户文档主要用于存放PCB例程，PCB库等，用户文档的路径，根据自己喜好选择，安装后也可以更改；选择无误后，点击Next按钮，显示如图1-6所示ReadytoInstall对话框。（7）确定以上安装信息无误后，单击ReadytoInstall对话框中的Next按钮开始安装，安装时间稍长，显示如图1-7所示InstallingAltiumDesigner对话框。如果需要改变任何信息，点击Back按钮；如果要退出安装，点击Cancel按钮。图1-7安装进度视图（8）在图1-7中，显示操作过程和文件复制进度，文件复制完毕后，系统弹出安装完毕窗口如图1-8所示，单击Finish按钮，结束安装。图1-8安装结束对话框1.2.3破解（AltiumDesigner2013软件激活）（1）运行安装好的AltiumDesigner，Home页显示Youarenotusingavalidlicense,ClickSignintoretrievethelistofavailablelicenses.(你没有有效的许可证，点击获得有效的许可证)，如图1-9所示。图1-9没有有效的许可证（2）在图1-9中，点击AddstandaloneLicensefile,如图1-10所示，显示License文件路径选择对话框，如图1-11所示。图1-10AddstandaloneLicensefile（3）在图1-11中，选择License文件夹，显示所有的License文件，如图1-12所示。图1-12License文件（4）在图1-12中的前10个文件中任选一个打开即可，有效期到2025年，够用了吧，如图1-13所示。图1-13激活成功窗口至此，安装破解完成，软件可以使用了。对Windows7（orWindowsVista）操作系统AltiumDesigner软件缺省的安装文件夹为：\ProgramFiles(x86)\Altium\AD13库或例子缺省的安装文件夹为：\Users\Public\Documents\Altium\AD13系统的应用数据（缓存，更新等）和安全文件（许可证）可以在以下两个目录中找到：\ProgramData\Altium\AD\ProgramData\Altium\AD_Security对WindowsXP操作系统AltiumDesigner软件缺省的安装文件夹为：\ProgramFiles\Altium\AD13库或例子缺省的安装文件夹为：\DocumentsandSettings\AllUsers\Documents\Altium\AD13系统的应用数据（缓存，更新等）和安全文件（许可证）可以在以下两个目录中找到：\DocumentsandSettings\AllUsers\ApplicationData\Altium\AD\DocumentsandSettings\AllUsers\ApplicationData\Altium\AD_Security1.3AltiumDesigner2013软件界面设置启动AltiumDesigner2013的同时可以看到它的启动画面,如图1-14所示。图1-14AltiumDesigner2013的启动画面AltiumDesigner2013启动后，进入主页面如图1-15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。系统主菜单系统工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图1-15AltiumDesigner2013软件界面1.3.1系统主菜单（Systemmenu）1.3.2系统工具栏(menus)1.3.3浏览器工作栏(Navigation)1.3.4工作区面板（Workspacepanel）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，弹出的菜单中显示各种面板的名称，从而选择访问各种面板，如图1-16所示图1-16工作区面板按钮2．面板的管理面板显示模式有三种，分别是DockedMode（停靠模式）、Pop-outMode（弹出模式）、FloatingMode（浮动模式)。DockedMode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1-17所示。Pop-outMode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1-18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。面板停靠模式面板弹出模式面板纵向停靠模式面板横向停靠模式图1-17面板停靠模式图1-18面板弹出模式已弹出的面板面板处于弹出模式,以按钮的形式显示在主设计窗口的边框上面板纵向停靠模式图1-19面板浮动模式1.4AltiumDesigner2013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1-20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11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1-20Preferences设置窗口1.4.1切换英文编辑环境到中文编辑环境点击Preferences设置窗口中的System→General选项，如图1-20所示，该窗口包含了4个设置区域，分别是Startup、General、ReloadDocumentModifiedOutsideofAltiumDesigner和Localization区域。在Localization区域中，选中UseLocalizedresources复选框，系统会弹出提示框，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AltiumDesigner系统，即可进入中文编辑环境，如图1-21所示。图1-21AltiumDesigner中文编辑环境1.4.2系统备份设置点击Preferences设置窗口中的DateManagement→Backup命令，弹出如图1-22所示的窗口。图1-22文件备份参数设置1.4.2系统备份设置图1-23文件备份参数设置AutoSave设置框主要用来设置自动保存的一些参数，选中Autosaveevery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。Numberofversionstokeep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。1.4.3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PopupPanels区域中拉动滑条来调整面板弹出延时，隐藏延时，如图1-24所示。图1-24面板弹出速度调整对话框快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，如图1-25所示。勾选Transparencyfloatingwindows下的复选框，即选择使用面板在操作的过程中，使浮动面板透明化。勾选Dynamictransparency(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1-19所示。图1-25面板弹出速度调整对话框小结1.1了解AltiumDesigner2013软件1.2AltiumDesigner2013软件安装1.2.1硬件环境需求1.2.2安装AltiumDesigner20131.3AltiumDesigner2013软件界面设置1.3.1系统主菜单（SystemMenu）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（WorkspacePanel）1.3.5工作区（MainDesignWindow）1.4AltiumDesigner2003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上机练习学生在计算机上练习上述内容，并完成以下的作业。作业预习：项目2下次课提问P232-3再见！项目2绘制多谐振荡器电路原理图教学目的及要求：熟悉 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 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熟练掌握在原理图中放置元件熟练掌握连接电路熟练掌握网络与网络标记熟练掌握编译项目教学重点、难点：绘制电路原理图图2-1多谐振荡器电路原理图复习1.1了解AltiumDesigner2003软件1.2AltiumDesigner2003软件安装1.3认识AltiumDesigner2003软件界面1.3.1系统主菜单（SystemMenu）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（WorkspacePanel）1.3.5工作区（MainDesignWindow）1.4AltiumDesigner2003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系统备份设置讲评P24习题4在Preferences对话框中设置面板在交互式的操作过程（如放置元件）中，使浮动面板透明化。首先将工作面板拖为浮动。点击Preferences设置窗口中的System→Transparency命令，勾选Transparency下的复选框，勾选Dynamictransparency(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Highesttransparency的滑条来调整浮动面板的透明程度，越往右透明化程度越高。在原理图交互式模式下（放置元件或移动元件）即可看到浮动面板的透明化程度。提问：解释项目(工程)的含义？解释工作空间的含义？2.1工程（项目）及工作空间介绍工程（项目）是每项电子产品设计的基础，在一个工程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工程中的所有库或模型。一个工程文件类似Windows系统中的“文件夹”，在工程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，工程文件只是起到管理的作用，在保存文件时，工程中的各个文件是以单个文件的形式保存的。工程大约有6种类型–PCB工程、FPGA工程、内核工程、嵌入式工程、脚本工程和库封装工程（集成库的源）。Workspace（工作空间）比工程高一层次，可以通过Workspace（工作空间）连接相关工程，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工程。2.2创建一个新工程1．在菜单栏选择File→New→Project→PCBProject。2．Projects面板出现。3．重新命名工程文件。在E:盘上建立“多谐振荡器”文件夹工作空间工程文件工程文件通过选择File→SaveProjectAs来将新工程重命名（扩展名为.PrjPCB）。指定把这个工程保存在设计者硬盘上的“多谐振荡器”文件夹内，在文件名栏里键入文件名:Multivibrator.PrjPCB并单击保存按钮。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1．单击File→New→Schematic，或者在Files面板的New单元选择:SchematicSheet。2．通过选择File→SaveAs来将新原理图文件重命名为：Multivibrator.SchDoc（注意扩展名为*.SchDoc）。2.3.2将原理图图纸添加到工程如果设计者想添加到一个工程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面板的FreeDocuments单元Sourcedocument文件夹下用鼠标拖拽要移动的文件Multivibrator.SchDoc到目标工程文件夹下的Multivibrator.PrjPCB上即可。图2-6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→DocumentOptions，在此唯一需要修改的是将图纸大小（sheetsize）设置为标准A4 格式 pdf格式笔记格式下载页码格式下载公文格式下载简报格式下载 ,如图2-7所示。图2-7修改图纸大小2.3.4进行一般的原理图参数设置1．从菜单选择Tools→SchematicPreferences（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，具体设置我们将在后面的项目6中详细介绍。2．在对话框左边的目录中单击Schematic→DefaultPrimitives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。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→FitDocument（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，如图2-8所示。（3）Q1和Q2是型号为2N3904的三极管，该三极管放在MiscellaneousDevices.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MiscellaneousDevices.IntLib来激活这个库。图2-8Libraries面板安装的库名元件过滤器原理图符号PCB封装符号（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ComponentProperties（元件属性）对话框，如图2-9所示。图2-9元件属性对话框在图2-9中设置好元件属性后，单击OK按钮关闭对话框。在原理图上的合适位置，然后左击或按ENTER键放下元件2.下面放置四个电阻（resistors）。（1）在Libraries面板中，确认MiscellaneousDevices.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，Comment栏的内容不显示，将Visible前复选框的√去掉，如图2-10所示。（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Models(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。图2-10元件属性对话框（7）按SPACEBAR（空格键）将电阻旋转90°。（8）将电阻放在Q1基极的上边（参见图2-1中的原理图）然后左击或按ENTER键放下元件。（9）接下来在Q2的基极上边放另一个100K电阻R2。（10）剩下两个电阻，R3和R4，阻值为1K，按TAB键显示ComponentProperties对话框，改变Value栏为1K,单击OK按钮关闭对话框。(11)参照图2-1中的原理图所示定位并放置R3和R4。(12)放完所有电阻后，右击或按ESC键退出元件放置模式。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.最后要放置的元件是连接器（connector）。连接器在MiscellaneousConnectors.IntLib库里。从Libraries面板“安装的库名”栏内，从库下拉列表中选择MiscellaneousConnectors.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2-11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2-11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PageUp键来放大，或PageDown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，从菜单选择View→FitAllObjects（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，如图2-12所示。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2-12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。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2-12连线时的红色标记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（netlabels）。在两个电源网络上放置网络标记：1．从菜单选择Place→NetLabel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NetLabel（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，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2-13，然后按Delete键即可。图2-13选中的原件2.5编译工程编译工程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工程，选择Project→CompilePCBProjectMultivibrator.PrjPcb。2．当工程被编译后，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。工程编译完后，在Navigator面板中将列出所有对象的连接关系。（如图2-14所示）图2-14Navigator面板现在故意在电路中引入一个错误，并重新编译一次工程：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→BreakWire,光标处“悬浮”着一个切断连线的符号（如图2-15所示），将该符号放在连线上，按鼠标左键，即将连线切断，如图2-16所示。要退出该状态，按鼠标右键即可。图2-15切断连线的符号图2-16制造一个错误现在故意在电路中引入一个错误，并重新编译一次工程：3.从菜单选择Protect→ProtectOptions,弹出OptionsforPCBProtectMultivibrator.PrjPCB对话框，选择ConnectoinMatrix标签，如图2-17所示。4．点击鼠标箭头所示的地方（即Unconnected与PassivePin相交处的方块），在方块变为图例中的FatalErrors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)。图2-17设置错误检查条件5．重新编译工程（Project→CompilePCBProjectMultivibrator.PrjPcb）来检查错误，自动弹出“Messages”窗口如图2-18所示，指出错误信息：Q1-2脚没有连接。图2-18给出错误信息6．双击Messages面板中的错误或者警告，弹出CompileError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，重新编译工程（Project→CompilePCBProjectMultivibrator.PrjPcb）来检查。Messages面板没有信息显示。8.如果Messages面板没有弹出，从菜单选择View→WorkspscePanels→System→Messages或单击状态栏上的System，弹出菜单选择Messages。9．从菜单选择View→FitAllObjects（热键V，F）恢复原理图视图，并保存没有错误的原理图。现在已经完成了设计并且检查了原理图，下一项目将介绍创建多谐振荡器的PCB文件了。小结：项目2绘制多谐振荡器电路原理图2.1工程及工作空间介绍2.2创建一个新工程·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工程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2.4.2连接电路2.4.3网络与网络标记2.5编译工程在电路中引入一个错误，并重新编译一次工程作业：P363-10项目3多谐振荡器PCB图的设计图3-1多谐振荡器的PCB图教学目的及要求：1.熟悉印刷电路板的基础知识2.熟悉掌握用PCB向导来创建PCB板3.熟练掌握用封装管理器检查所有元件的封装4.熟练掌握用UpdatePCB命令原理图信息导入到目标PCB文件复习并导入新课项目2绘制多谐振荡器电路原理图2.1工程及工作空间介绍2.2创建一个新工程·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工程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2.4.2连接电路2.4.3网络与网络标记2.5编译工程3.1印制电路板的基础知识印制电路板英文简称为PCB（Printedcircuitboard）如图3-2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3-2PCB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）双面板双面板包括两层：顶层（TopLayer）和底层（BottomLayer）。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3-3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3-3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3-4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统。图3-4多层板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3-5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3-5穿孔安装式元件外型及其PCB焊盘典型的表面粘贴式封装的PCB图如图3-6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3-6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，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。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。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两种形式，如图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PCB。在AltiumDesigner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。使用PCB向导来创建PCB，完成以下步骤：1．在Files面板的底部的Newfromtemplate单元单击PCBBoardWizard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，如图3-9所示。图3-9运行PCB向导2．PCBBoardWizard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（Imperial）。注意：1000mils=1inch(英寸)、1inch=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2x2inch的板便足够了。选择Rectangular并在Width和Height栏键入2000。取消TitleBlock&Scale、LegendString和DimensionLines以及CornerCutoff和InnerCutoff复选框如图3-10。单击Next继续。图3-10PCB板形状设置6．在这一页允许选择板子的层数。例子中需要两个SignalLayers，不需要PowerPlanes，所以将PowerPlanes下面的选择框改为0。单击Next继续。7．在设计中使用过孔（via）样式选择ThruholeViasonly，单击Next。8．在下一页允许设计者设置元件/导线的技术（布线）选项。选择Through-holecomponents选项，将相邻焊盘（pad)间的导线数设为OneTrack。单击Next继续。9．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，导线之间的最小距离如图3-11，在这里设为默认值。点Next按钮继续。10．单击Finish按钮。PCBBoardWizard已经设置完所有创建新PCB板所需的信息。PCB编辑器现在将显示一个新的PCB文件，名为PCB1.PcbDoc，如图3-12所示。图3-11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图3-12定义好的一个空白的PCB板形状11．PCB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。PCB编辑器将显示一个名为PCB1.PcbDoc的新的PCB文件。12．PCB文档显示的是一个空白的板子形状（带栅格的黑色区域）。13．选择View→FitBoard（热键V，F）将只显示板子形状。14．选择File→SaveAs来将新PCB文件重命名（用*.PcbDoc扩展名）。指定设计者要把这个PCB保存在设计者的硬盘上的位置，在文件名栏里键入文件名Multivibrator.PcbDoc并单击保存按钮。15．如果添加到工程的PCB是以自由文件打开的，在Projects面板的FreeDocuments单元右击PCB文件，选择AddtoProject。这个PCB文件已经被列在Projects下的SourceDocuments中，并与其他工程文件相连接。设计者也可以直接将自由文件夹下的Multivibrator.PcbDoc文件拖到工程文件夹下。保存工程文件如图3-13所示。图3-13Multivibrator.PcbDoc文件在工程文件夹下3.3用封装管理器检查所有元件的封装在将原理图信息导入到新的PCB之前，请确保所有与原理图和PCB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，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Tools→FootprintManager命令，显示如图3-14所示封装管理器检查对话框。在该对话框的元件列表（ComponeneList）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Add按钮的下方，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都正确，按Close按钮关闭对话框。图3-14封装管理器对话框3.4导入设计如果工程已经编辑并且在原理图中没有任何错误，则可以使用UpdatePCB命令来产生ECO（EngineeringChangeOrders工程变更命令），它将把原理图信息导入到目标PCB文件。更新PCB将工程中的原理图信息发送到目标PCB：1．打开原理图文件Multivibrator.SchDoc。2．在原理图编辑器选择Design→UpdatePCBDocumentMultivibrator.PcbDoc命令。工程变更命令(EngineeringChangeOrder)对话框出现。如图3-15所示。图3-15工程变更命令对话框3．单击ValidateChanges按钮，验证一下有无不妥之处，如果执行成功则在状态列表(Status)Check中将会显示符号；若执行过程中出现问题将会显示符号，关闭对话框。检查Messages面板查看错误原因，并清除所有错误。4．如果单击ValidateChanges按钮，没有错误，则单击ExecuteChanges按钮，将信息发送到PCB。当完成后，Done那一列将被标记。如图3-16所示。图3-16执行了ValidateChanges、ExecuteChanges后的对话框5．单击Close按钮，目标PCB文件打开，并且元件也放在PCB板边框的外面以准备放置。如果设计者在当前视图不能看见元件，使用热键V、D（菜单View→FitDocument）查看文档。如图3-17所示。图3-17信息导入到PCB6．PCB文档显示了一个默认尺寸的白色图纸，要关闭图纸，选择Design→BoardOptions，在BoardOptions对话框取消选择DesignSheet。小结：3.1印制电路板的基础知识3.2创建一个新的PCB文件使用PCB向导来创建PCB。在Files面板的底部的Newfromtemplate单元单击PCBBoardWizard创建新的PCB。3.3用封装管理器检查所有元件的封装在原理图编辑器内，执行Tools→FootprintManager命令3.4导入设计在原理图编辑器选择Design→UpdatePCBDocumentMultivibrator.PcbDoc命令。3.5印刷电路板（PCB）设计教学目的及要求：3.5熟悉印刷电路板的PCB设计3.5.1了解PCB设计的规则3.5.2熟练掌握在PCB中放置元件、修改封装，手动布线、自动布线3.6熟练掌握验证用户的PCB板设计教学重点：印刷电路板的PCB设计教学难点：验证用户的PCB板设计复习并导入新课3.1印制电路板的基础知识3.2创建一个新的PCB文件使用PCB向导来创建PCB。在Files面板的底部的Newfromtemplate单元单击PCBBoardWizard创建新的PCB。3.3用封装管理器检查所有元件的封装在原理图编辑器内，执行Tools→FootprintManager命令3.4导入设计在原理图编辑器选择Design→UpdatePCBDocumentMultivibrator.PcbDoc命令。现在设计者可以开始在PCB上放置元件并在板上布线。在开始设计PCB板之前有一些设置需要做，本项目只介绍设计PCB板的必要设置，其它的设置使用缺省值，详细的介绍将在项目8完成。3.5.1设置新的设计规则AltiumDesigner的PCB编辑器是一个规则驱动环境。这意味着，在设计者改变设计的过程中，如放置导线、移动元件或者自动布线，AltiumDesigner都会监测每个动作，并检查设计是否仍然完全符合设计规则。如果不符合，则会立即警告，强调出现错误。在设计之前先设置设计规则以让设计者集中精力设计，因为一旦出现错误，软件就会提示。设计规则总共有10个类，包括电气、布线、制造、放置、信号完整性等的约束。现在来设置必要的新的设计规则，指明电源线、地线的宽度。具体步骤如下：1．激活PCB文件，从菜单选择Design→Rules。2．PCBRulesandConstraintsEditor对话框出现。每一类规则都显示在对话框的设计规则面板的左边DesignRules文件夹的下面，如图3-18所示。双击Routing展开显示相关的布线规则，然后双击Width显示宽度规则。图3-18设计规则对话框3．单击选择每条规则。当设计者单击每条规则时，右边的对话框的上方将显示规则的范围（设计者想要的这个规则的目标）如图3-19所示，下方将显示规则的限制。这些规则都是默认值，或在新的PCB文件创建时在PCBBoardWizard(PCB板向导)中设置的信息。图3-19设置Width规则4．单击Width规则，显示它的范围和约束，如图3-19所示，本规则适用于整个板。AltiumDesigner的设计规则系统的一个强大功能是：同种类型可以定义多种规则，每个规则有不同的对象，每个规则目标的确切设置是由规则的范围决定的，规则系统使用预定义优先级，来确定规则适用的对象。例如，设计者可以有对接地网络（GND）的宽度约束规则，也可以有一个对电源线(+12V)的宽度约束规则（这个规则忽略前一个规则），可能有一个对整个板的宽度约束规则（这个规则忽略前两个规则，即所有的导线除电源线和地线以外都必须是这个宽度），规则依优先级顺序显示。现在设计者要为+12V和GND网络各添加一个新的宽度约束规则，要添加新的宽度约束规则，完成以下步骤：（1）在DesignRules规则面板的Width类被选择时，右击并选择NewRule，一个新的名为Width_1的规则出现；然后鼠标再右击并选择NewRule，一个新的名为Width_2的规则出现，如图3-20所示。图3-20添加Width_1、Width_2线宽规则（2）在DesignRules面板单击新的名为Width_1的规则以修改其范围和约束，如图3-21所示。（3）在名称（Name）栏键入+12V，名称会在DesignRules栏里自动更新。（4）在WhereTheFirstObjectMatches栏选择单选按钮Net，在选择框内单击向下的箭头，选择+12V，如图3-21