altium designer电路设计实验报告.pdf

课程设计报告课程设计报告 利用利用 Altium DesignerAltium Designer 设计设计 单片机实验系统单片机实验系统 PCBPCB 板板 学学 院院 城市轨道交通学院城市轨道交通学院 专专 业业 电气工程与自动化电气工程与自动化 班班 级级 学学 号号 姓姓 名名 指导老师指导老师 刘文杰刘文杰 完成时间完成时间 20122012 年年 5 5 月月 1818 日日 1. 实验目的和要求. 3 1.1. 实验目的. 3 1.2. 基本要求. 3 2. 设计内容和要求. 3 2.1. 设计内容及要求. 3 2.2. 系统设计方案流程图. 4 2.3. PCB 设计基本概念 5 3. 详细设计过程和心得体会. 6 3.1. 熟悉程序. 6 3.2. 创建新项目. 7 3.3. 创建原理图图纸. 8 3.4. 熟悉原理图设计工具栏. 9 3.5. 设计原理图. 错误错误!未定义书签未定义书签 3.5.1. 设置原理图选项 9 3.5.2. 放置元件 11 3.5.3. 进行连线 17 3.5.4. 放置网络标号 19 3.5.5. 调整元器件位置 20 3.5.6. 元件编号 20 3.5.7. 心得体会 20 3.5.7.1. 同时选取多个元件 21 3.5.7.2. 元件的移动 21 3.6. 编译项目. 20 3.7. 保存原理图. 23 1. 实验目的和要求实验目的和要求 1.1. 实验目的实验目的 1.培养学生掌握、使用实用电子线路、计算机系统设计、仿真软件的能力。

2.提高学生读图、分析线路和正确绘制设计线路、系统的能力 1.2. 基本要求基本要求 1.了解原理图设计基础、了解设计环境设置、学习 Altium Designer 软 件的功能及使用方法 2.掌握绘制原理图的各种工具、利用软件绘制原理图 3.掌握编辑元器件的方法构造原理图元件库 4.熟练掌握手工绘制电路版的方法 5.掌握绘制编辑元件封装图的方法，自己构造印制板元件库 6.了解电路板设计的一般规则、利用软件绘制原理图并自动生成印制板图 2. 设计内容和要求设计内容和要求 2.1. 设计内容及要求设计内容及要求 1.根据题目要求的指标，通过查阅有关资料，确定系统设计方案，并设计其 硬件电路图 2.绘制电路原理图，并绘制 PCB 板 2.2. 系统设计方案流程图系统设计方案流程图 1.印刷板总体设计流程，如图 2-1 原理图设计 原理图仿真 印制板设计 信号完整性分析 文件存储及打印 图 2-1 总体设计流程 2.原理图设计流程，如图 2-2 启动原理图编辑器 设置原理图图纸 设置工作环境 装载元件库 放置元件及布局 原理图布线 原理图电气检查 文件存储及打印 图 2-2 原理图设计流程 3.PCB 设计的流程图，如图 2-3。

启动印制板编辑器 设置工作环境 设置PCB设计规则 放置元器件并布局 印制电路板布线 设计规则检查 各种报表生成 文件存储及打印 图 2-3 PCB 设计流程图 2.3. PCB 设计基本概念设计基本概念 1.“层(Layer) ”的概念 这里的层指的是印刷板材料本身实实在在的各铜箔层现今，由于电子 线路的元件密集安装防干扰和布线等特殊要求，一些较新的电子产品中所 用的印刷板不仅有上下两面供走线，在板的中间还设有能被特殊加工的夹层 铜箔，例如，现在的计算机主板所用的印板材料多在 4 层以上这些层因加 工相对较难而大多用于设置走线较为简单的电源布线层，并常用大面积填充 的办法来布线上下位置的表面层与中间各层需要连通的地方用软件中提到 的所谓“过孔（Via） ”来沟通 2.过孔(Via） 为连通各层之间的线路，在各层需要连通的导线的文汇处钻上一个公共 孔，这就是过孔工艺上在过孔的孔壁圆柱面上用化学沉积的方法镀上一层 金属，用以连通中间各层需要连通的铜箔，而过孔的上下两面做成普通的焊 盘形状，可直接与上下两面的线路相通，也可不连需要注意的是，需要的 载流量越大，所需的过孔尺寸越大，如电源层和地层与其它层联接所用的过 孔就要大一些。

3.丝印层（Overlay） 为方便电路的安装和维修等，在印刷板的上下两表面印刷上所需要的标 志图案和文字代号等，例如元件标号和标称值、元件外廓形状和厂家标志、 生产日期等等不少初学者设计丝印层的有关内容时，只注意文字符号放置 得整齐美观，忽略了实际制出的 PCB 效果他们设计的印板上，字符不是被 元件挡住就是侵入了助焊区域被抹赊，还有的把元件标号打在相邻元件上， 如此种种的设计都将会给装配和维修带来很大不便正确的丝印层字符布置 原则是： ”不出歧义，见缝插针，美观大方” 4.焊盘( Pad） 焊盘是 PCB 设计中最常接触也是最重要的概念，但初学者却容易忽视它 的选择和修正，在设计中千篇一律地使用圆形焊盘选择元件的焊盘类型要 综合考虑该元件的形状、大小、布置形式、振动和受热情况、受力方向等因 素Altium Dseigner 在封装库中给出了一系列不同大小和形状的焊盘，如 圆、方、八角、圆方和定位用焊盘等，但有时这还不够用，需要自己编辑 例如，对发热且受力较大、电流较大的焊盘，可自行设计成“泪滴状” ，一 般而言，自行编辑焊盘时除了以上所讲的以外，还要考虑以下原则： （1）形状上长短不一致时要考虑连线宽度与焊盘特定边长的大小差异 不能过大； （2）需要在元件引角之间走线时选用长短不对称的焊盘往往事半功 倍； （3）各元件焊盘孔的大小要按元件引脚粗细分别编辑确定，原则是孔 的尺寸比引脚直径大 0.2-0.4 毫米。

3. 详细设计过程和心得体会详细设计过程和心得体会 3.1. 熟悉程序熟悉程序 本次试验我在电脑上安装的是 Altium Designer Summer 09，启动后首先看 到的是主页（home page）可以在该页面上进行各种操作，如创建新项目、打开 文件、配置等该系统界面由系统主菜单、浏览器工具栏、系统工具栏、工作区 和工作区面板五大部分组成如图 3-1-1 所示 图 3-1 -1 主页的各部分功能 3.2. 创建新项目创建新项目 在 Altium Designer 里，一个工程包括所有文件之间的关联和设计的相关 设置我们必须先创建项目文件，然后再在其中创建原理图以及 PCB 图，在菜单 栏选择 File → New → Project → PCB Project如图 3-2-1 所示 图 3-2 -1 创建新的项目 通过选择 File →Save Project As 来将新项目重命名（扩展名为.PrjPCB） 指定把这个项目保存在桌面上的“PCB 报告”文件夹的位置，在文件名栏里键入 文件名:PCB_Rrpot.PrjPCB 并单击保存按钮 如图 3-2-2 所示 图 3-2-2 将新项目重新命名并保存 3.3. 创建原理图图纸创建原理图图纸 右击项目 PCB_Rrport 在菜单中选择 Add New to Project→Schematic.在设 计窗口中将出现了一个命名为 Sheet1.SchDoc 的空白电路原理图并且该电路原 理图将自动被添加到工程当中。

该电路原理图会在工程的 Source Documents 目 录下如图 3-3-1 所示 图 3-3-1 建立新的原理图图纸 通过文件 FileSave As 可以对新建的电路原理图进行重命名，可以将通 过文件保存导航保存到用户所需要的硬盘位置， 如输入文件名字 Report.SchDoc 并且点击保存如图 3-3-2 所示 图 3-3-2 修改原理图名称 3.4. 熟悉原理图设计工具栏熟悉原理图设计工具栏 打开该空白电路原理图时，发现工程目录改变了工具栏有 Schematic Standard Tools 工具栏、Wiring 工具栏、Utilities 具栏和混合信号仿真工具 栏其中 Utilities 实用工具栏包括多个子菜单，即 Drawing Tools 子菜单、 Alignment Tools 子菜单、Power Sources 子菜单、 Digital Devices 子菜单、 Simulation Sources 子菜单、Grids 子菜单等 Schematic Standard 工具栏（原理图标准工具栏）如图 3-4-1 所示 图 3-4-1 原理图标准工具栏 Wiring 工具栏（走线工具栏）如图 3-4-2 所示。

图 3-4-2 走线工具栏 Utilities 工具栏（多用工具栏）如图 3-4-3 所示 图 3-4-3 多用工具栏 3.4.1. 设置原理图选项设置原理图选项 从菜单选择 Design → Document Options，在此唯一需要修改的是将图纸 大小（sheet size）设置为标准 A3 格式如图 3-4-4 所示 图 3-4-4 设置为标准 A3 纸 3.4.2. 放置元件放置元件 （1）通过输入元件名放置元件 根据原理图示例在 Sheet1.SchDoc中放置原件， 从菜单栏选择 Place→Part 打开 Place Part 对话框，如图 3-4-5 所示 图 3-4-5 放置元件 可放置的对象有下列三种情况： 图 3-4-6 Place Part 对话框 图 3-4-7 Place Part History 对话框 图 3-4-8 浏览元件库对话框 放置最近一次放置过的元件，即“Physical Component”所指示的元件，点 击【OK】按钮即可； 放置历史元件（以前放置过的元件） 点击对话框中【History】按钮，打开 图 3-5-3 所示的历史元件列表“Placed Parts History”对话框，从中选择目 标元件后单击 “Placed Parts History” 对话框的 【OK】 按钮， 再单击 “Place Part” 对话框的【OK】按钮即可放置前次放置的元器件； 放置指定库中的元件。

点击【History】之后的省略号按钮，打开如图 2-29 所示的浏览元件库对话框“Browse Libraries”对话框，从指定库中选择目标元 件后首先点击“Browse Libraries”对话框的【OK】按钮，再单击“Place Part” 对话框的【OK】按钮即可放置选中的元器件 （其中 Mask 区域用来设置过滤条 件，以便从元件库中精确定位目标元件） （2）从元件管理器的元件列表中选取放置 下面以放置一个 LED 封装器件为例， 说明从元件库管理面板中选取一个元件 并进行放置的过程首先在原理图编辑平面上找到“Libraries”面板标签并单 击左键，就会弹出如图 3-4-9 所示的元件管理器 图 3-4-9 元件库管理器 首先在元件管理器的“Libraries”栏的下拉列表框中选取“Miscellaneous Devices.IntLib” ，然后在元件列表框中找到“Dpy Blue-CA” ，并选定它然后 单击【Place Dpy Blue-CA】按钮，此时屏幕上会出现一个随鼠标指针移动的元 件图形，将它移动到适当的位置后单击鼠标左键使其定位即可也可以直接在元 件列表中用鼠标左键双击 “Dpy Blue-CA” 将其放置到原理图中， 如图 3-4-10 所 示。

图 3-4-10 放置的Dpy Blue-CA 元件 （3）使用常用数字工具栏放置元件 系统还提供了 Digital Objects（常用数字元件）工具栏，如图 3-5-7 所 示常用数字元件工具栏为设计者提供了常用规格的电阻、电容、与非门、寄存 器等元件，使用该工具栏中的元件按钮，设计者可以方便地放置这些元件，放置 这些元件的操作与前面所讲的元件放置操作类似 Digital Objects 工具栏可以通过执行菜单命令 。