1、 Altium Designer 電子 CAD 教程主編 高立新科 學 出 版 社能力目標1）會使用電子CAD常用軟件。2）掌握電子CAD設計步驟。知識目標1）了解電子CAD的概念和功能。2）了解Altium Designer軟件的功能和特點。 Altium Designer 電子 CAD 教程1-2 Altium Designer 電子 CAD 教程1.1 電子電路及電子CADCAD是Computer Aided Design（計算機輔助設計）的縮寫，電子CAD就是借助計算機軟件來輔助設計電子電路。電子CAD主要包括使用計算機應用軟件繪制電路原理圖、進行電路仿真和設計印刷電路板。繪制電路圖

2、常用的軟件有Protel、PowerLogic（PowerPCB中的原理圖繪制軟件）、OrCAD等。 2. 電路仿真 較為常用的仿真軟件有Protel、OrCAD、Multisim等 。3. 設計印刷電路板 國內最為常用的印刷電路板設計軟件有Altium Designer、PowerPCB、Cadence Allegro等。 Altium Designer 電子 CAD 教程1-3 Altium Designer 電子 CAD 教程1.2 Protel軟件鑒于以上對電子CAD繪制原理圖、電路仿真、設計印刷電路板三方面的綜合比較，本書選用Altium Designer這個國內最為流行的繪制電路原

3、理圖和設計印刷電路板的工具作為載體介紹電子CAD的設計方法。Protel 99Protel 99SEProtel DXP Protel DXP 2004 Altium Designer Altium Designer 電子 CAD 教程1-4 Altium Designer 電子 CAD 教程1.3 電子CAD的設計步驟繪制電路原理圖電路仿真設計印刷電路板制作印刷電路板 Altium Designer 電子 CAD 教程1-5 Altium Designer 電子 CAD 教程1.4 小 結通過本任務的學習，了解電子CAD的概念、電子CAD的功能、電子CAD常用軟件，以及電子CAD設計步驟。1

4、.5 思 考 題1簡述電子CAD的概念。2簡述電子CAD的功能。3電子CAD的常用軟件有哪些？4簡述電子CAD的設計步驟。 Altium Designer 電子 CAD 教程1-6 Altium Designer 電子 CAD 教程 Altium Designer 電子 CAD 教程1-7 Altium Designer 電子 CAD 教程高等職業教育“十二五”規劃教材 主編 高立新科 學 出 版 社能力目標1）能使用Altium Designer軟件創建設計工程和原理圖文件。2）能使用Altium Designer軟件繪制簡單原理圖。知識目標1）了解Altium Designer設計工程和原

5、理圖文件。2）了解使用Altium Designer軟件繪制簡單原理圖的基本步驟。3）掌握加載原理圖元件庫的方法。4）掌握放置原理圖圖形對象及設置屬性的方法。5）掌握原理圖的繪制技巧。 Altium Designer 電子 CAD 教程2-9 Altium Designer 電子 CAD 教程2.1 安裝 Altium Designer軟件Altium Designer軟件的安裝和運行都需要較大的空間，對計算機硬件要求比Protel 99SE等其他電子CAD軟件要高。打開Altium Designer的安裝軟件，運行Setup.exe文件。安裝license文件。完成安裝。 Altium De

6、signer 電子 CAD 教程2-10 Altium Designer 電子 CAD 教程2.2 Altium Designer軟件的運行圖2-1 Altium Designer工作界面主窗口 Altium Designer 電子 CAD 教程2-11 Altium Designer 電子 CAD 教程Altium Designer 軟件繪制原理圖的主要步驟創建設計工程。創建電路原理圖文件。加載原理圖元件庫。在原理圖中放置所需的元件、電源和地，將元件合理布局。用導線連接元件、電源和地。檢查、修改和保存。 Altium Designer 電子 CAD 教程2-12 Altium Designe

7、r 電子 CAD 教程2.3 三極管放大電路分析 Altium Designer 電子 CAD 教程2-13 Altium Designer 電子 CAD 教程2.4 創建設計工程和原理圖文件2.4.1 創建設計工程執行菜單命令“File（文件）New（新建）Project（工程）PCB_Project（PCB工程）”，新建一個PCB工程。在“Name”（名稱）處修改PCB工程的名稱，在“Location”（位置）處選擇保存的位置，選中“Create Project Folder”（創建工程文件夾）創建工程文件夾。2.4.2 創建原理圖文件執行菜單命令“File（文件）New（新建）Schem

8、atic（原理圖）”，在該工程中新建一個原理圖文檔Sheet1.SchDoc，屬于上述PCB_Project1. PrjPcb工程。 Altium Designer 電子 CAD 教程2-14 Altium Designer 電子 CAD 教程2.4 創建設計工程和原理圖文件2.4.3 保存工程及原理圖并更改文件名執行“File（文件）Save Project As（保存工程為）”，更改原理圖文件名稱為“三極管放大電路.SchDoc”，更改工程名稱為“三極管放大電路. PrjPcb”。也可以執行菜單命令“File（文件）Save All（全部保存）”，保存所有設計內容。2.4.4 工程中加入或

9、移出原理圖文件右擊“三極管放大電路.SchDoc”項，執行“Remove from Project”（從工程中移除），右擊“三極管放大電路. PrjPcb”項，執行 “Add Existing to Project”（添加現有的文件到工程），加入原理圖文件。 Altium Designer 電子 CAD 教程2-15 Altium Designer 電子 CAD 教程2.5 加載原理圖元件庫在Altium Designer中繪制電路原理圖，并不需要繪制電路中的元件圖標，而是將Altium Designer中已有的元件圖標取出，放置到原理圖中。Altium Designer中的元件圖標位于Alt

10、ium Designer的元件庫中。 Libraries元件庫System標簽Libraries元件庫標簽 Altium Designer 電子 CAD 教程2-16 Altium Designer 電子 CAD 教程2.6 放置原理圖圖形對象2.6.1 放置元件 Altium Designer 電子 CAD 教程2-17 Altium Designer 電子 CAD 教程2.6 放置原理圖圖形對象2.6.2 設置元件屬性 Altium Designer 電子 CAD 教程2-18 Altium Designer 電子 CAD 教程2.6 放置原理圖圖形對象2.6.2 設置元件屬性2.6.3

11、旋轉元件2.6.4 移動、刪除元件2.6.5 放置電源和地2.6.6 放置輸入/輸出端口2.6.7 放置導線2.6.8 手工放置節點2.6.9 放置說明文字 Altium Designer 電子 CAD 教程2-19 Altium Designer 電子 CAD 教程2.7 完成原理圖的繪制保存原理圖Altium Designer原理圖文件的組成可變電阻和極性電容元件圖標不完全一樣 Altium Designer 電子 CAD 教程2-20 Altium Designer 電子 CAD 教程2.8 原理圖繪制技巧2.8.1 設置原理圖圖紙2.8.2 連續放置多個同類元件2.8.3 使用菜單命令

12、放置原理圖元件2.8.4 繪制原理圖工具2.8.5 調整原理圖可視范圍2.8.6 顯示默認界面2.8.7 Windows界面下更改文件名稱 Altium Designer 電子 CAD 教程2-21 Altium Designer 電子 CAD 教程2.9 鞏 固 練 習2.9.1 繪制直流穩壓電源原理圖 Altium Designer 電子 CAD 教程2-22 Altium Designer 電子 CAD 教程2.9 鞏 固 練 習2.9.2 繪制電源單元原理圖 Altium Designer 電子 CAD 教程2-23 Altium Designer 電子 CAD 教程2.10 小 結通

13、過本任務的學習，掌握繪制簡單原理圖的基本方法，包括繪制簡單原理圖的基本步驟、創建設計工程和原理圖文件、加載原理圖元件庫、放置原理圖圖形對象及設置屬性、掌握原理圖繪制技巧等。2.11 思 考 題1簡述Altium Designer軟件繪制原理圖的流程。2如何創建設計工程和原理圖文件？3如何將Altium Designer軟件工作界面由英文設置為中文？4如何將原理圖文件加入到工程中或從工程中移出原理圖文件？5元件屬性設置對話框中有哪些內容？6如何改變元件方向？7如何設置原理圖圖紙？8如何連續放置多個同類元件？9如何改變原理圖的可視范圍？10如何恢復顯示Altium Designer原理圖默認的初始

14、界面？ Altium Designer 電子 CAD 教程2-24 Altium Designer 電子 CAD 教程 Altium Designer 電子 CAD 教程高等職業教育“十二五”規劃教材 主編 高立新科 學 出 版 社能力目標1）能繪制較為復雜的原理圖。2）能加載各集成電路廠家的元件庫。3）能在眾多集成電路生產廠家元件庫中搜索元件。4）能使用網絡標號來建立電氣連接。5）能對電路圖中的元件進行自動編號。6）能對電路圖進行電氣規則檢查。7）能生成網絡表并分析網絡表。8）能輸出原理圖元件報表。知識目標1）熟悉Altium Designer軟件中各集成電路廠家的元件庫。2）了解多個單元的

15、集成電路元件。3）掌握元件管腳方向的顯示或隱藏方法。4）理解捕獲網格、網絡標號、電氣規則檢查和網絡表等概念。 Altium Designer 電子 CAD 教程3-263.1 搶答器電路分析 Altium Designer 電子 CAD 教程3-273.2 創建搶答器電路工程和原理圖文件 執行菜單命令File（文件）New（新建）Project（工程）PCB Project（PCB工程），新建一個PCB工程，默認工程名為PCB_Project1. PrjPcb。 執行菜單命令File（文件）New（新建）Schematic（原理圖），新建一個原理圖文件，默認原理圖文件名為Sheet1.SchD

16、oc。 更改工程名稱為“搶答器.PrjPcb”，并更改原理圖文件的名稱為“搶答器.SchDoc”。 Altium Designer 電子 CAD 教程3-283.3 加載集成塊元件庫在Altium Designer元件庫存放的位置，即C:UsersPublicDocumentsAltiumAD15Library中 Altium Designer 電子 CAD 教程3-293.4 放置搶答器電路原理圖圖形對象3.4.1 放置多單元元件 在TI Logic Gate 1.IntLib元件庫找到元件SN7400N，集成塊SN7400N與集成塊74LS00都可以提供4個與非門，元件圖標相同，在繪制原理

17、圖時可以互換。 Altium Designer 電子 CAD 教程3-303.4.2 用Search法搜索元件 Altium Designer 電子 CAD 教程3-313.4.3 顯示元件管腳輸入/輸出方向 執行菜單命令Tools（工具）Schematic Preferences（設置原理圖參數），選中Pin Direction（管腳方向）。 Altium Designer 電子 CAD 教程3-323.4.4 放置原理圖圖形對象可視柵格Visible Grid捕捉柵格 Snap Grid電氣柵格Electrical Grid3.4.5 設置原理圖網格 放置元件電阻Res2、電容Cap、可變

18、電阻RPot、按鍵SW-PB、發光二極管LED等通用元件，到原理圖中。放置電源端口，放置導線連接。 Altium Designer 電子 CAD 教程3-333.4.6 元件自動編號 原理圖設計完成后，可以使用Altium Designer 軟件提供的自動編號功能，將元件統一編號，以保證元件編號的唯一性和統一性，避免元件編號重復和遺漏。Tools（工具）Annotate Schematics（注解或注釋） Altium Designer 電子 CAD 教程3-343.5 網絡標號和總線1. 網絡標號 在原理圖中，有些需要連接的元件距離較遠，或隔有其他導線，不方便用導線直接連接，則可以使用網絡標

19、號（Net Label）建立電氣連接關系。Altium Designer規定如果一些導線或管腳上放置相同名稱的網絡標號，那么這些導線或管腳之間就建立了電氣連接關系，等同于用導線將這些導線或管腳連接在一起。 Place（放置）Net Label（網絡標號） 2. 總線 所謂總線（Bus），是指一組性質相同的導線，如數據總線和地址總線。在繪制原理圖時，可以使用總線來代替這一組導線，通常還需要總線入口相配合。但是，使用總線只是為了便于閱讀，以及看清連線走向，總線本身沒有電氣連接的性能，真正的連接是通過在導線或管腳上放置相同名稱的網絡標號來實現的。 Place（放置）Bus（總線） Altium De

20、signer 電子 CAD 教程3-353.6 繪制說明性圖形 在電路圖中常常要繪制一些圖形或者信號波形幫助說明電路工作原理，這些圖形和波形并不是電路電氣組成部分，但是非常有助于理解電路。 Place（放置）Drawing Tools（繪圖工具） 繪制脈沖波形 Altium Designer 電子 CAD 教程3-363.7 電氣規則檢查 電氣規則檢查是檢查原理圖中有一些不應該出現的短路、開路、輸入管腳未連接等電氣錯誤。執行編譯設計工程和原理圖，可以檢查原理圖是否有電氣規則錯誤。 執行菜單命令 ProjectCompile PCB Project 搶答器.PRJPCB Altium Desig

21、ner 電子 CAD 教程3-373.8 原理圖生成網絡表 網絡表是將原理圖中的所有信息提取出來，用文字形式來表示，共包含兩部分內容。第一部分是原理圖中所有元件及其屬性；第二部分是原理圖中元件的所有連接關系，也就是網絡（Net）。網絡是指在電路圖中連接在一起的管腳，包括用導線直接相連和用網絡標號的電氣連接。 將原理圖生成網絡表的方法：執行菜單命令DesignNetlist for Projet（工程的網絡表 ）PCAD，則在設計工程中生成“搶答器.NET”的網絡表文件. Altium Designer 電子 CAD 教程3-383.9 輸出原理圖信息 繪制電路原理圖后，可以輸出原理圖信息，包括

22、元器件清單、打印原理圖、復制原理圖到Word文檔。 Reports（報告）Bill of Materials（材料清單） Altium Designer 電子 CAD 教程3-393.10 鞏 固 練 習3.10.1 繪制計數器電路原理圖 Altium Designer 電子 CAD 教程3-403.10.2 繪制波形發生器電路原理圖 Altium Designer 電子 CAD 教程3-413.11 小 結完成任務三后，掌握了繪制較為復雜原理圖的步驟和技巧，包括：加載各集成電路廠家的元件庫、在眾多集成電路生產廠家元件庫中搜索元件、放置可以提供多個單元的集成塊、顯示或隱藏元件管腳方向、設置網格

23、、元件的自動編號、放置網絡標號來建立電氣連接、電氣規則檢查、生成網絡表、輸出原理圖信息等。3.12 思 考 題1如何加載原理圖元件庫？2如何放置多單元元件？3如何用Search法搜索元件？4如何隱藏管腳輸入/輸出箭頭？5如何設置捕獲網格？6如何對元件自動編號？7什么是網絡標號，有什么作用？8什么是電氣規則檢查？如何進行電氣規則檢查？9什么是網絡表？如何通過網絡表檢查原理圖的元件和連接？ Altium Designer 電子 CAD 教程3-42 Altium Designer 電子 CAD 教程高等職業教育“十二五”規劃教材 主編 高立新科 學 出 版 社能力目標1）能創建原理圖元件庫。2）能

24、制作原理圖的新元件。3）能在原理圖中使用新元件。知識目標1）熟悉Altium Designer原理圖的元件庫。2）了解原理圖元件圖形、管腳和屬性。 Altium Designer 電子 CAD 教程4-444.1 Altium Designer原理圖元件庫圖4-1 Altium Designer的Library元件庫存放位置 圖4-2 提取元件庫源文件對話框 Altium Designer 電子 CAD 教程4-452. 分析Altium Designer原理圖元件庫 圖4-4 元件庫列表中的可變電阻RPot及形狀 Altium Designer 電子 CAD 教程4-464.2 制作原理圖新

25、元件4.2.1 創建原理圖元件庫執行FileNewLibrary（元件庫）Schematic Library（原理圖元件庫） Altium Designer 電子 CAD 教程4-474.2.2 制作原理圖新元件 繪制電位器的方框 繪制電位器的三角箭頭 放置管腳圖4-10 制作電位器元件4.2.3 復制已有元件修改制作新元件 復制Rpot電位器 復制電阻 修改 制作成電位器圖4-13 復制、粘貼、修改制作Rpot電位器元件 Altium Designer 電子 CAD 教程4-484.2.4 元件重命名4.2.5 設置元件參數 圖4-14 元件庫控制面板Edit 按鍵 圖4-15 設置元件參數

26、 Altium Designer 電子 CAD 教程4-494.3 在電路圖中使用制作的新元件 加載Schlib.SchLib元件庫 選中MYRPOT元件 放置MYRPOT元件到原理圖 Altium Designer 電子 CAD 教程4-504.4 制作集成塊新元件 圖4-19 制作集成塊新元件 圖4-20 設置管腳屬性 Altium Designer 電子 CAD 教程4-514.5 鞏 固 練 習4.5.1 制作電解電容新元件 圖4-22繪制電解電容形狀 圖4-23放置電解電容管腳 Altium Designer 電子 CAD 教程4-524.5.2 制作單片機芯片新元件圖4-24 單片

27、機芯片元件 Altium Designer 電子 CAD 教程4-534.6 小 結完成任務四后掌握了繪制原理圖元件的步驟和技巧。包括查看Altium Designer原理圖元件庫、創建原理圖元件庫、繪制元件圖形、放置并設置管腳、設置元件屬性、給新元件命名、在原理圖中使用新元件等。4.7 思 考 題1什么要制作原理圖新元件？2如何復制Altium Designer元件庫中已有的元件？3如何對制作的元件重命名及設置元件參數？4如何在電路圖中使用制作的新元件？ Altium Designer 電子 CAD 教程4-54 Altium Designer 電子 CAD 教程高等職業教育“十二五”規劃教

28、材 主編 高立新科 學 出 版 社能力目標1）能熟練制作原理圖的新元件及在原理圖中使用新元件。2）能熟練繪制大型復雜的電路原理圖。3）能使用層次原理圖的方法繪制電路原理圖。知識目標1）了解層次原理圖的概念。2）理解層次原理圖各圖紙之間的關系。3）掌握自上而下繪制層次原理圖的方法。4）掌握自下而上繪制層次原理圖的方法。 Altium Designer 電子 CAD 教程5-565.1 單片機控制板電路分析單片機控制板電路原理圖有以下五大部分組成：單片機最小系統部分電源部分串口通信程序下載部分上拉電阻和管腳引出部分輸入輸出設備部分 Altium Designer 電子 CAD 教程5-575.2

29、創建單片機控制板電路原理圖創建單片機控制板工程、原理圖文件 加載元件庫 Altium Designer 電子 CAD 教程5-585.3 制作單片機控制板原理圖元件5.3.1 創建原理圖元件庫5.3.2 制作電阻排原理圖元件5.3.3 設置電阻排元件參數 Altium Designer 電子 CAD 教程5-595.3 制作單片機控制板原理圖元件5.3.4 復制修改Altium Designer已有電阻排元件 復制電阻排 刪除管腳和邊框 繪制直線 放置方框 剪切內部圖形 粘貼內部圖形圖5-8 復制、粘貼、修改，制作電阻排元件 Altium Designer 電子 CAD 教程5-605.3 制

30、作單片機控制板原理圖元件5.3.5 制作兩位數碼管元件 Altium Designer 電子 CAD 教程5-615.4 繪制單片機控制板電路原理圖 5.4.1 在電路圖中放置制作的新元件5.4.2 在電路圖中修改元件5.4.3 連接單片機控制板電路5.4.4 編譯單片機控制電路原理圖并生成網絡表 Altium Designer 電子 CAD 教程5-625.5 繪制單片機控制板層次原理圖 當電路原理圖比較復雜時，用一張電路原理圖來繪制顯得比較困難，此時可以采用層次電路原理圖的方法來繪制。層次電路原理圖是將一個龐大的電路原理圖分成若干個模塊，在頂層圖紙中繪制出各模塊的方框圖及其連接關系，在底層

31、圖紙中繪制具體電路圖，底層電路圖分別對應頂層的各模塊方框圖。這樣，整個電路層次分明、清晰。同時，不同模塊可以分工完成，提高了設計效率。 Altium Designer 電子 CAD 教程5-635.6 自上而下繪制層次原理圖 根據電路結構，將整個電路原理圖劃分為不同功能的子模塊，在頂層原理圖繪制各模塊方框圖，再將頂層的各方框圖生成下一層的子圖圖紙，繪制子圖原理圖，完成整個系統原理圖的設計。 Altium Designer 電子 CAD 教程5-645.6 自上而下繪制層次原理圖 5.6.1 繪制層次原理圖的頂層方框圖File（文件）New（新建）Schematic（原理圖） Place（放置）

32、Sheet Symbol（圖表符或方框圖符號）5.6.2 頂層方框圖中放置圖紙入口Place（放置）Add Sheet Entry（添加圖紙入口）5.6.3 用導線連接電路方框圖圖紙入口5.6.4 用網絡標號電氣連接方框圖圖紙入口5.6.5 生成底層圖紙并繪制原理圖Design（設計）Creat Sheet From Sheet Symbol（產生圖紙由圖標符）5.6.6 頂層底層之間的切換Tools（工具）Up/Down Hierarchy（上下層次） 5.6.7 編譯層次原理圖并生成網絡表 Altium Designer 電子 CAD 教程5-655.6 自上而下繪制層次原理圖 圖5-13

33、 導線連接的單片機控制板頂層方框圖 Altium Designer 電子 CAD 教程5-665.7 自下而上繪制單片機控制板層次原理圖 電路的常規設計是自上而下的設計，因此繪制原理圖也是使用自上而下繪制層次原理圖的方法。但是，有時也會根據已有的電路模塊的組合設計出整個電路，從而使用自下而上繪制層次原理圖的方法。首先繪制底層的電路原理圖，再由底層的原理圖生成頂層圖中的電路方框圖符號，Design（設計）Creat Sheet Symbol From Sheet or HDL（HDL文件或圖紙生成圖表符）。在頂層圖中建立各個模塊電氣連接關系，從而完成整個系統原理圖的設計。 Altium Desi

34、gner 電子 CAD 教程5-675.8 鞏 固 練 習 5.8.1 繪制兩級三極管放大電路層次原理圖 Altium Designer 電子 CAD 教程5-685.8 鞏 固 練 習5.8.2 繪制數據采集器電路層次原理圖將數據采集器電路分為電源模塊、CPU模塊、顯示模塊、輸出模塊、通信模塊、AD采集模塊、實時時鐘模塊等七部分，改用層次原理圖的方法繪制出來。 Altium Designer 電子 CAD 教程5-695.9 小 結在繪制單片機控制板電路原理圖中，制作了電阻排和兩位數碼管等元件，掌握了制作原理圖的新元件以及在原理圖中使用新元件的方法；同時，學習了使用層次原理圖來繪制大型電路原

35、理圖，掌握了自上而下和自下而上繪制層次原理圖的方法等。5.10 思 考 題1簡述繪制單片機控制板電路原理圖的步驟。2什么是層次原理圖？為什么要繪制層次原理圖？3簡述自上而下繪制層次原理圖的步驟。4簡述自下而上繪制層次原理圖的步驟。 Altium Designer 電子 CAD 教程5-70 Altium Designer 電子 CAD 教程高等職業教育“十二五”規劃教材 主編 高立新科 學 出 版 社能力目標1）能繪制仿真電路圖。2）能進行電路仿真。3）能分析仿真結果。知識目標1）會使用電子CAD軟件對電路仿真。2）熟悉仿真元件和仿真源及其參數。3）掌握電路仿真方式及相應的設置。 Altium

36、 Designer 電子 CAD 教程6-726.1 繪制三極管放大電路仿真原理圖6.1.1 仿真元件庫Altium Designer進行電路仿真，要求原理圖中的元件是具有仿真模型的仿真元件。Altium Designer中的Miscellaneous Devices.IntLib元件庫中的通用元件一般都具有仿真模型。Altium Designer專用仿真元件存放在LibrarySimulation庫中，如仿真電路中的電源、激勵源位于Simulation Sources.IntLib庫中。 Altium Designer 電子 CAD 教程6-736.1.2 放置仿真元件并設置參數 6.1.3

37、 放置仿真源并設置參數 Altium Designer 電子 CAD 教程6-746.2 進行三極管放大電路仿真6.2.1 設置仿真類型和仿真參數6.2.2 運行仿真6.2.3 分析仿真結果 Altium Designer 電子 CAD 教程6-756.3 Altium Designer仿真功能匯總 除了以上的直流工作點分析和瞬態分析外，Altium Designer軟件還提供以下仿真功能，如圖6-6所示：DC Sweep Analysis（直流掃描分析）、AC Small Signal Analysis（交流小信號分析）、Noise Analysis（噪聲分析）、 Pole-Zero Ana

38、lysis（極點-零點分析）、 Transfer Function Analysis（傳輸特性分析）、Temperature Sweep（溫度掃描分析）、 Parameter Sweep（參數掃描分析）、Monte Carlo Analysis（蒙特卡洛分析）。 Altium Designer 電子 CAD 教程6-766.4 鞏 固 練 習6.4.1 搶答器電路仿真 Altium Designer 電子 CAD 教程6-776.4.2 直流穩壓電源電路仿真 Altium Designer 電子 CAD 教程6-786.5 小 結通過完成三極管放大電路仿真，掌握進行電路仿真的基本方法，掌握了以

39、下技能：繪制電路仿真原理圖、放置仿真源、設置元件仿真參數、設置仿真類型、運行仿真、正確分析仿真結果。6.6 思 考 題1電路仿真原理圖與普通原理圖的區別是什么？2簡述電路仿真的步驟。3簡述常用的仿真類型。4如何設置仿真類型和仿真參數？5如何分析仿真結果？ Altium Designer 電子 CAD 教程6-79 Altium Designer 電子 CAD 教程高等職業教育“十二五”規劃教材 主編 高立新科 學 出 版 社能力目標1）能在原理圖添加元件封裝。2）能創建PCB文件。3）能將原理圖中的內容更新到PCB。4）能對PCB元件進行手動布局。5）能對PCB元件進行自動布局。6）能對PCB

40、進行自動布線。7）能設置禁止布線區和PCB板大小。8）能顯示PCB的3D圖形。知識目標1）了解PCB基礎知識及設計PCB的基本流程。2）熟悉元件PCB封裝。3）了解PCB文件及PCB板層分析。4）掌握PCB元件布局及PCB布線。5）掌握禁止布線區和PCB板大小的設置。 Altium Designer 電子 CAD 教程7-817.1 PCB基本知識7.1.1 PCB簡介PCB（Printed Circuit Board）是印刷電路板的簡稱，是在絕緣板材上，通過銅膜導線、焊盤、金屬過孔，實現板上元件管腳之間的電氣連接。印刷電路板本身的基板是由絕緣的材質制成的，表面細小導線材料是銅箔，原來銅箔是覆

41、蓋在整個板子上的，制造過程中部分被腐蝕處理掉，留下的細小的線路用來提供電路板上元器件的電路連接。由于板上的導電圖形（如導線、焊盤、過孔）以及輔助說明性圖形文字等均通過印刷方法實現，因此，得了印刷電路板之名。7.1.2 印刷電路板分類 印刷電路板根據銅膜導線分布在不同的層面，分為單面板、雙面板和多層板。1）單面板：2）雙面板：3）多層板： Altium Designer 電子 CAD 教程7-827.2 設計三極管放大電路PCB7.2.1 Altium Designer設計PCB的基本流程1）創建工程（PCB project）。2）創建并繪制原理圖（Schematic Document），添加元

42、件封裝。3）創建PCB文件（PCB Document）。4）將原理圖中的內容更新到PCB。5）PCB元件布局。6）設置布線規則。7）自動布線、人工修改。8）打印、輸出制板文件。 Altium Designer 電子 CAD 教程7-837.2.2 三極管放大電路工程及原理圖 7.2.3 在原理圖中添加元件封裝 Altium Designer 電子 CAD 教程7-847.3 PCB板層分析及板層控制器7.3.1 創建PCB文件 File（文件）New（新建）PCB（PCB文件） 7.3.2 PCB板層分析 在Design菜單欄的Board Layers and Colors（板層顏色） 7.3

43、.3 板層管理器 Design（設計）Layer Stack Manager（層疊管理） Altium Designer 電子 CAD 教程7-857.4 原理圖內容更新到PCB 1）在原理圖編輯環境下更新 PCB：切換到原理圖編輯界面，執行菜單命令Design（設計）Update PCB Document（更新PCB文檔）。2）在PCB編輯環境下更新 PCB：切換到PCB編輯界面，執行菜單命令Design（設計）Import Changes From（引入原理圖中的更改）。7.4.1 不能執行更新PCB的原因7.4.2 更新PCB出現的錯誤7.4.3 更新到PCB的內容 Altium Des

44、igner 電子 CAD 教程7-867.5 PCB元件布局 7.5 PCB元件布局所謂PCB元件布局就是把元件合理地安排到有限面積的PCB板上。布局的基本原則是：1）考慮印刷電路板的尺寸2）劃分電路單元3）按照信號流程布局4）高頻元件之間的距離盡可能短；集成塊的去耦電容應放置在集成塊的電源管腳附近。5）對于電位器、可變電容器等可調元件應放在電路板上便于調節的位置。 Altium Designer 電子 CAD 教程7-87 7.5.1 PCB元件手動布局 Altium Designer 電子 CAD 教程7-887.5.2 設置禁止布線層7.5.3 設置PCB板大小7.5.4 PCB元件自動

45、布局7.6.5 集群方法自動布局7.5.6 統計方法自動布局 Altium Designer 電子 CAD 教程7-89 所謂布線就是將PCB圖中的表示元件管腳之間連接關系而預拉的飛線，以銅膜導線的形式布置在信號層上。Auto Route（自動布線）All（全部） 7.6 PCB自動布線 Altium Designer 電子 CAD 教程7-90 Altium Designer軟件通過調用內部元件三維模型，可以顯示印刷電路板的三維圖像，從而更清楚生動地顯示印刷電路板上元器件布局及布線的情況。View（察看）3D Layout Mode（切換到三維顯示） 7.7 PCB的3D展示 Altium

46、Designer 電子 CAD 教程7-917.8 鞏 固 練 習7.8.1 設計穩壓電源的PCB Altium Designer 電子 CAD 教程7-927.8.2 設計電源單元的PCB Altium Designer 電子 CAD 教程7-937.9 小 結完成三極管放大電路PCB設計的任務后，掌握了PCB基礎知識及設計PCB的基本流程。包括：在原理圖里添加元件封裝、創建PCB文件、PCB板層分析、將原理圖中的內容更新到PCB、PCB元件手動布局、PCB元件自動布局、PCB自動布線、設置禁止布線區和PCB板大小、PCB的3D展示等。7.10 思 考 題1印刷電路板按布線板層是如何分類的？

47、2簡述Altium Designer設計PCB的基本流程。3簡述PCB元件布局的幾種方法。4為什么要設置PCB工作區禁止布線區？5如何進行PCB自動布線？6如何進行PCB的3D展示？ Altium Designer 電子 CAD 教程7-94 Altium Designer 電子 CAD 教程高等職業教育“十二五”規劃教材 主編 高立新科 學 出 版 社能力目標1）能設置PCB布線寬度、間隔、布線層的布線規則。2）能對PCB自動布線不合理之處進行人工修改。3）能對PCB進行設計規則檢查。知識目標1）掌握PCB布線規則。2）掌握PCB設計規則檢查。 Altium Designer 電子 CAD

48、教程8-968.1 創建搶答器電路PCB文件8.1.1 搶答器電路原理圖8.1.2 創建搶答器電路PCB文件8.1.3 使用向導創建PCB文件 Altium Designer 電子 CAD 教程8-978.2 原理圖內容更新到搶答器PCB8.2.1 原理圖中的內容更新到搶答器PCB8.2.2 搶答器PCB的內容 Altium Designer 電子 CAD 教程8-988.3 在PCB圖中修改元件封裝8.3.1 在PCB圖中直接修改封裝8.3.2 在原理圖中修改元件封裝 AXIAL-0.4封裝 選用AXIAL-0.3封裝 Altium Designer 電子 CAD 教程8-998.3.3 在

49、原理圖中修改多個同類元件封裝 圖8-11 找出類似的元件 圖8-12 選項中的any改為same8.3.4 更新修改封裝到PCB Altium Designer 電子 CAD 教程8-1008.4 搶答器電路PCB元件布局8.4.1 設置PCB柵格8.4.2 手動搶答器電路PCB的布局8.4.3 在PCB中顯示元件標稱值 Altium Designer 電子 CAD 教程8-1018.5 PCB布線寬度規則設置Altium Designer提供了10種不同的布線設計規則，包括導線寬度、導線與元件導線之間的最小間距、雙面布線還是單面布線等。根據設定不同的設計規則，布線。8.5.1 PCB布線寬度

50、規則設置 Altium Designer 電子 CAD 教程8-1028.5 PCB布線寬度規則設置8.5.2 電源和GND布線寬度規則設置8.5.3 布線寬度規則優先級設置 Altium Designer 電子 CAD 教程8-1038.5 PCB布線寬度規則設置8.5.4 安全間距電氣規則設置8.5.5 布線層規則設置8.5.6 PCB制造規則設置8.5.7 按布線規則設置進行布線 Altium Designer 電子 CAD 教程8-1048.5 PCB布線寬度規則設置8.5.6 PCB制造規則設置8.5.7 按布線規則設置進行布線 Altium Designer 電子 CAD 教程8-

51、1058.6 PCB手工布線盡管Altium Designer自動布線器提供了一個容易而強大的布線功能，然而自動布線還仍然存在一些問題，如走線比較凌亂、拐彎太多，重復布線等。此外，對于電路的電氣特性需要特殊考慮的一些問題，自動布線不能很好解決。在這些狀況下，可以在自動布線的基礎上進行人工修改，或者全部進行手工布線。 Altium Designer 電子 CAD 教程8-1068.7 在PCB圖中查找元件8.7.1 根據元件名稱查找在PCB圖中的位置8.7.2 追蹤原理圖中的元件在PCB圖中的位置 Altium Designer 電子 CAD 教程8-1078.8 PCB設計規則檢查PCB圖設計

52、完成后，需檢查布局布線設計是否符合所制定的規則，同時也需確認是否符合印刷電路板生產工藝的需求。DRC（設計規則檢查）分為兩種，一種是在線DRC，另一種是批處理DRC。 Altium Designer 電子 CAD 教程8-1088.9 鞏 固 練 習8.9.1 設計計數器電路PCB Altium Designer 電子 CAD 教程8-1098.9.2 設計波形發生器電路PCB Altium Designer 電子 CAD 教程8-1108.10 小 結完成“設計搶答器電路PCB”的任務后，掌握了對布線寬度、間隔、布線層的布線規則的設置；掌握了對自動布線不合理之處進行的人工修改；掌握了PCB設

53、計規則的檢查，確保整個設計符合設計規則。8.11 思 考 題1如何修改電路PCB圖封裝？2如何設置PCB布線寬度規則（包括布線寬度規則、電氣規則、布線層規則、PCB制造規則）？3簡述PCB板布線的一般原則。4簡述PCB設計規則檢查。 Altium Designer 電子 CAD 教程8-111 Altium Designer 電子 CAD 教程高等職業教育“十二五”規劃教材 主編 高立新科 學 出 版 社能力目標1）能創建PCB封裝庫。2）能使用向導制作PCB封裝。3）能手工制作元件PCB封裝。4）能添加元件PCB封裝信息。知識目標1）掌握元件的直插封裝和貼片封裝以及常用元器件的封裝。2）了解

54、PCB封裝庫。3）了解封裝坐標參考點。 Altium Designer 電子 CAD 教程9-1139.1 PCB 封裝元件封裝是指實際元器件在PCB板上的輪廓及管腳焊接處（稱為焊盤）的大小和位置，以器件的俯視圖來表示。合適的元件封裝對設計PCB板很重要，如果元件的外觀輪廓取得太大，則浪費了PCB板的空間，而且元件的管腳也達不到焊接處；如果元件的外觀輪廓取得太小，則PCB板沒有預留足夠的空間安裝元件。因此，要為元件選用或繪制合適的封裝。 圖9-1 直插式電阻封裝 圖9-2 貼片元件封裝圖9-3 電解電容封裝圖9-4 瓷片電容封裝 圖9-5 直插式二極管封裝 圖9-6 貼片二極管封裝圖 圖9-9

55、 直插式三極管封裝 圖9-10 單排直插插座封裝 Altium Designer 電子 CAD 教程9-1149.1.7 集成塊封裝（1）DIP（Dual Inline Package）雙列直插封裝 （2） SOP（3） PGA BGA 圖9-11 雙列直插集成塊封裝 圖9-12 SOP貼片集成塊封裝 圖9-13 PGA BGA集成塊封裝 Altium Designer 電子 CAD 教程9-1159.2 查看Altium Designer的PCB 庫及封裝查看Altium Designer的PCB 庫及封裝，打開其中的 Miscellaneous Devices PCB.PcbLib庫（它是

56、常用電子元器件的封裝方式庫）單擊控制板中Component欄中的封裝名稱，顯示對應的封裝。 Altium Designer 電子 CAD 教程9-1169.3 創建新的PCB封裝庫9.4.1 使用向導創建集成塊DIP封裝9.4.2 使用向導創建電容、發光二極管封裝 9.4 使用PCB元件向導創建封裝 Altium Designer 電子 CAD 教程9-1179.5 手工制作元件PCB封裝9.5.1 測量實際元件尺寸9.5.2 手工制作電源插座封裝 圖9-30 電源插座實物 圖9-31 游標卡尺圖9-36 制作的電源插座封裝 Altium Designer 電子 CAD 教程9-1189.6

57、使用新封裝9.6.1 在元件庫里添加元件封裝9.6.2 在原理圖中添加PCB封裝 Altium Designer 電子 CAD 教程9-1199.7 將PCB中的元件生成封裝庫執行菜單命令Design（設計）Make PCB Library（生成PCB庫），可以將PCB電路板上的所有元件新建成一個封裝元件庫。 Altium Designer 電子 CAD 教程9-1209.8 鞏 固 練 習9.8.1 制作兩位數碼管封裝 Altium Designer 電子 CAD 教程9-1219.8.2 制作按鍵開關封裝 Altium Designer 電子 CAD 教程9-1229.9 小 結在完成制作

58、PCB封裝的過程中，掌握了以下知識和技能：PCB元件的直插封裝和貼片封裝分類、常用元器件的封裝、手工和向導制作封裝方法、設置封裝原點、添加元件封裝方法等。9.10 思 考 題1簡述常用元器件PCB的封裝。2簡述使用PCB元件向導創建封裝的步驟。3簡述手工創建元件封裝的步驟。4如何在原理圖元件庫中添加元件PCB封裝？5如何在原理圖中添加元件PCB封裝？ Altium Designer 電子 CAD 教程9-123 Altium Designer 電子 CAD 教程高等職業教育“十二五”規劃教材 主編 高立新科 學 出 版 社能力目標1）能設計大型復雜電路的PCB。(格式)2）能設置補淚滴、覆銅、

59、單面板跳線等PCB設計技巧。3）能輸出PCB圖信息和生成光繪文件。知識目標1）掌握補淚滴、覆銅、單面板跳線等PCB設計技巧。2）理解PCB圖信息、光繪文件。 Altium Designer 電子 CAD 教程10-12510.1 制作單片機控制板元件封裝10.1 制作單片機控制板元件封裝10.1.1 創建單片機控制板封裝庫10.1.2 制作兩位數碼管封裝10.1.3 制作按鍵開關封裝10.1.4 制作撥動開關封裝10.1.5 制作電源插座封裝10.1.6 制作電阻排封裝10.1.7 制作發光二極管封裝10.1.8 制作瓷片電容封裝10.1.9 制作晶體振蕩器封裝 Altium Designer

60、 電子 CAD 教程10-12610.2 添加單片機控制板元件封裝10.2.1 在原理圖元件庫里添加元件封裝 原理圖元件庫里創建的元件有電阻排RP和兩位數碼管Dpy，對創建的元件添加對應的封裝。 10.2.2 在原理圖中添加元件封裝 直接在單片機控制板的原理圖上添加按鍵開關、撥動開關、電源插座、發光二極管、瓷片電容、晶體振蕩器的封裝。 Altium Designer 電子 CAD 教程10-127使用PCB Board Wizard（PCB板向導）創建PCB文件。 Board Size（板尺寸）中選擇Width（寬度）= 4500mil、Heigth（高度）= 2700 mil，Board L