使用Altium Designer进行电路板设计.pptx

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1、l Altium Designer Altium Designer软件简介软件简介l 印刷电路板的基本知识印刷电路板的基本知识l 印制电路板的设计流程印制电路板的设计流程l 印制电路板的制作印制电路板的制作基础知识主要教学内容主要教学内容第1页/共77页Altium Designer是一个功能强大的通用电路板设计软件，简称AD。发展历程如下：基础知识软件简介软件简介1.19851.1985年年-TANGO-TANGO2.19882.1988年年-Protel for DOS-Protel for DOS3.19983.1998年年-Protel 98-Protel 984.19994.1999

2、年年-Protel 99-Protel 995.20005.2000年年-Protel 99 se-Protel 99 se6.20016.2001年年-Protel DXP-Protel DXP7.20047.2004年年-Protel DXP 2004-Protel DXP 20048.20068.2006年年-Altium Designer 6.0-Altium Designer 6.09.20099.2009年年-Altium Designer Winter 09-Altium Designer Winter 09（8.38.3）第2页/共77页基础知识软件简介软件简介1.电路原理图设

3、计:SCH、SCHLIB、各种文本编辑器。2.印刷电路板设计:PCB、PCBLIB、电路板组件管理器。3.电路模拟仿真。4.FPGA及逻辑器设计。5.高级信号完整性分析。Altium Designer主要特点:功能强大，支持多国语言，完全兼容Protel各版本。Altium Designer主要功能:第3页/共77页基础知识印刷电路板的基本知识印刷电路板的基本知识是指说明电路中各个元器件的电气连接是指说明电路中各个元器件的电气连接关系的关系的图纸图纸。（它不涉及元器件的具体。（它不涉及元器件的具体大小大小、形状形状，而只是关心元器件的，而只是关心元器件的类型类型、相互之间的连接相互之间的连接情

4、况。）情况。）是用来是用来安装、固定各个实际电路元器安装、固定各个实际电路元器件并利用铜箔走线实现其正确连接关件并利用铜箔走线实现其正确连接关系系的一块的一块基板基板。什么是电路原理图？什么是印刷电路板？两个概念：第4页/共77页基础知识分类：分类：1.1.刚性电路板和柔性电路板；刚性电路板和柔性电路板；2.2.酚醛树脂板、环氧树脂板、氮化铝板、碳化硅板等；酚醛树脂板、环氧树脂板、氮化铝板、碳化硅板等；3.3.目前常用的电路板有单层、双面、四层板、六层板等。目前常用的电路板有单层、双面、四层板、六层板等。印刷电路板（Printed Circuit Board,PCB）作用：安装、固定支撑各个实

5、际电路元器件并利用作用：安装、固定支撑各个实际电路元器件并利用铜箔走线将各种元器件联接起来形成电流通路。铜箔走线将各种元器件联接起来形成电流通路。印刷电路板的基本知识印刷电路板的基本知识第5页/共77页原理图原理图 元器件元器件 印刷电路板印刷电路板举例说明：基础知识印刷电路板的基本知识印刷电路板的基本知识第6页/共77页 单面板单面板 早期的电路板主要连接较大体积的元器件，由于制造工艺水平不够高，主要是以单面板为主。基础知识印刷电路板的基本知识印刷电路板的基本知识第7页/共77页 双面板双面板 集成电路的出现使电路板的布局更加的复杂，因此出现了双面板，即：两面都可以走线的电路板。基础知识印刷

6、电路板的基本知识印刷电路板的基本知识第8页/共77页多层板的特点是除了顶面、底面走线层外，板子中间还多层板的特点是除了顶面、底面走线层外，板子中间还有走线层。有走线层。多层板基础知识顶层（Top layer）电源/接地板层(VCC or GND)过孔（Via)绝缘层中间层（Mid Layer）VCC or GND底层（Bottom Layer）沉孔4层板简略图印刷电路板的基本知识印刷电路板的基本知识第9页/共77页基础知识印刷电路板的设计流程印刷电路板的设计流程原理图设计编译原理图生成网络表规划电路板调取网络表设计电路板规则检查加载元件库.SchDoc.Net.PcbDoc电子实习.PrjPc

7、b.html第10页/共77页基础知识印刷电路板的设计流程印刷电路板的设计流程一般而言，一个电路设计要经过以下步骤：一般而言，一个电路设计要经过以下步骤：1.1.建立建立pcbpcb设计工程文件：设计工程文件：(.PrjPcb(.PrjPcb文件文件)；2.2.绘制电路原理图，对元件属性赋值绘制电路原理图，对元件属性赋值:(.SchDoc:(.SchDoc文件文件)；3.3.编译原理图，以消息方式显示错误；编译原理图，以消息方式显示错误；4.4.生成网络表生成网络表 (.NET(.NET文件，系统自动生成）；文件，系统自动生成）；5.5.生成生成PCBPCB板图，绘制板框：板图，绘制板框：(.

8、PcbDoc(.PcbDoc文件文件)；6.6.调入网络表，完成元件位置布置，设置布线规则，完成全部调入网络表，完成元件位置布置，设置布线规则，完成全部布线；布线；7.7.电路板规则检查电路板规则检查 (.html(.html文件，系统自动生成）。文件，系统自动生成）。第11页/共77页基础知识印刷电路板的制作印刷电路板的制作实验室手工制作电路板的过程电路设计打印图纸转印图纸修补线条腐蚀铜箔去除碳膜打孔清洗涂助焊剂第12页/共77页基础知识软件的汉化软件的汉化重启后生效！第13页/共77页电路原理图设计主要教学内容主要教学内容l 原理图的设计流程l 常用原理图库调用l 生成网络表的方法第14页

9、/共77页电路原理图设计原理图设计流程原理图设计流程 在E盘下建立以自己的学号命名的文件夹里，新建一个PCB项目工程。并保存，名字改为“电子实习”。第15页/共77页电路原理图设计设计流程设计流程 右键点击“电子实习.PrjPcb”,为工程添加原理图文件，并保存，名字为“练习1”。其它文件名为心率计1、2等。第16页/共77页电路原理图设计设计流程设计流程 设置文档选项：在图纸上点击鼠标右键。第17页/共77页电路原理图设计设计流程设计流程 安装所有元件库，包括原理图符库和元件封装库。第18页/共77页电路原理图设计设计流程设计流程添加图中所有元件，依据原理图进行元器件间的电气联接。画导线快捷

10、:PW注意：要捕捉到元件的电气节点才能画正确的线第19页/共77页电路原理图设计设计流程设计流程双击元件编辑修改其属性：标识、参数、封装等。鼠标右键第20页/共77页电路原理图设计设计流程设计流程第21页/共77页电路原理图设计设计流程设计流程 编译（规则检查）：没错误，则Messages为空白。下图为出错和有警告的Messages。要把错误修改好。第22页/共77页电路原理图设计设计流程设计流程 生成网络表文件（练习1.NET)第23页/共77页如标准库里没有,要自定义其图符及封装。电路原理图设计 Miscellaneous Devices.SCHLIB:包含常用的电阻、电容、二极管、三极管

11、、接插件（端口）、MOS管等的符号；Protel DOS Schematic 4000 CMOS.SCHLIB Protel DOS Schematic Intel.SCHLIB Protel DOS Schematic Linear.SCHLIB Protel DOS Schematic Operational Amplifiers.SCHLIB Protel DOS Schematic Voltage Regulators.SCHLIB常用元件库常用元件库第24页/共77页电路原理图设计在工程中新建一个Schematic Library文件，并打开。数码管画法数码管画法第25页/共77页电

12、路原理图设计放置一个大小合适的矩形。数码管画法数码管画法第26页/共77页电路原理图设计用画直线和椭圆的命令绘制“8.8.8.”。数码管画法数码管画法第27页/共77页电路原理图设计放置10个元件管脚：管脚上的十字叉朝外。双击每个管脚，修改其名称和编号。十字叉数码管画法数码管画法第28页/共77页电路原理图设计绘制完成的数码管：数码管画法数码管画法第29页/共77页电路原理图设计修改元件名称。把绘制完成的数码管文件安装到库中，可以正常使用该元件。参考PPT第22页。数码管画法数码管画法第30页/共77页lCtrl+C:复制 Ctrl+X:剪切 Ctrl+V:粘贴lCtrl+R:复制多个 Ctr

13、l+D:复制一个（先选中元件）lSA：选中所有的元件lXA:释放被选中所有的元件l鼠标左键点中某元件X：元件方向水平切换l鼠标左键点中某元件Y：元件方向垂直切换l点中元件TAB键：打开元件属性编辑器l鼠标左键点中某元件空格：元器件旋转lPP：放置元器件快捷键要在输入法是英文的状态下才起作用。电路原理图设计常用快捷操作常用快捷操作第31页/共77页名称名称封装封装(footprint)SCHLIB名称名称直插电阻:AXIAL0.3 RES2无极性电容:RAD0.1 CAPLM741:DIP8 LM741CD4049：DIP16 4049普通二极管:DIODE0.4 DIODE单列直插接口：SIP

14、2、SIP1等 CON2、CON1等电解电容：RB.1/.2 ELECTRO1发光二极管：LED LED(自定义)传感器：SEN OPTOISO1(自定义)电路原理图设计常用元件说明常用元件说明心率计1传感器、放大、负电源第32页/共77页名称名称封装封装(footprint)SCHLIB名称名称直插电阻:AXIAL0.3 RES2无极性电容:RAD0.1 CAP单片机:DIP40 8051单列直插接口：SIP3 CON3三极管：TO92C NPN、PNP拨动开关：SIP3 SW SPDT电解电容:RB.1/.2 ELECTRO1发光二极管：LED LED（自定义）数码管：DIS DIS（自定

15、义）按钮开关：SW SW-PB（自定义）晶振：CRYSTAL CRYSTAL（自定义）电路原理图设计常用元件说明常用元件说明心率计2单片机部分第33页/共77页名称名称封装封装(footprint)SCHLIB名称名称无极性电容:RAD0.1 CAPIC6:DIP16 4553IC7：DIP16 4543IC5：DIP8 555单列直插接口：SIP2、SIP3等 CON1、CON2等三极管：TO92C NPN、PNP电位器：VR5 POT2电解电容:RB.1/.2 ELECTRO1发光二极管：LED LED（自定义）数码管：DIS DIS（自定义）按钮开关：SW SW-PB（自定义）电路原理图

16、设计常用元件说明常用元件说明心率计2计数、显示、门控第34页/共77页电容：10pF10uF,常用封装：0603,0805,1005.电阻：几欧数百K，常用封装：0603,0805,1005.集成电路：SO4SO20,依据IC手册选用.三极管：SOT-23,SOT-89.选用贴片集成电路时一定要仔细查阅该器件手册.确保选用的封装符合所用元件的尺寸要求.电路原理图设计常用元件说明常用元件说明第35页/共77页电路板设计l PCB绘图的基础知识l 电路板的设计流程l 元件放置和走线的原则主要教学内容主要教学内容第36页/共77页Altium Designer提供了两种绘图尺寸的单位：英制（impe

17、rial)和公制（Metric)。1000mil=25.4mm=1英寸。电阻、电容、集成电路等绝大多数器件的管脚间距是以英制单位定义的。例如：电阻AXIAL0.3表示管脚间距300mil=7.62mm;电容RAD0.2间距200mil5.08mm；直插IC相邻管脚间距100mil=2.54mm。Altium Designer的绘图单位：单位切换：“Q”。电路板设计基础知识基础知识第37页/共77页电路板设计基础知识基础知识元件封装的尺寸介绍第38页/共77页 电路板中常用各个层的含义：Toplayer:顶层走线层（默认红色）；Bottomlayer:底层走线层（默认蓝色）；TopOverlay

18、er:顶层丝印层，用于字符的丝网露印 （默认黄色）；BottomOverlayer:(可选）底层丝印层；KeepOutlayer:禁止层，用于定义PCB板框；Multilayer:穿透层（焊盘镀锡层）；MechanicalLayer14:机械层，用于尺寸标注等。电路板设计基础知识基础知识第39页/共77页 常用元件所在的封装库名称1）PCB Footprints.PCBLIB:大多数常见元件的封装库，如贴片电阻、直插电阻、电容、二、三极管，DIP直插集成电路等，电位器等；2）Transistors.PCBLIB:晶体管封装库；3）各个厂家基本上都有自己的元件库；4）建议把常用的元件封装整理成单

19、独的库文件。基础知识基础知识电路板设计第40页/共77页建立PCB文件并保存，名字改成“练习1”。电路板设计流程电路板设计流程电路板设计第41页/共77页安装标准PCB封装库和自定义元件封装库。点击点击“库库”，安装，安装标准封装库下的标准封装库下的PCB FootprintsPCB Footprints和和TransistorsTransistors两个两个标准库和自己画标准库和自己画的几个元件的几个元件.如右图：如右图：电路板设计流程电路板设计流程电路板设计第42页/共77页加载网络表，如果有错返回原理图修改。点击，元件被调出，如下图：电路板设计流程电路板设计流程电路板设计第43页/共77

20、页元件被调出后，元件之间由飞线连接。飞线代表元件的连接关系，并不存在PCB中。电路板设计流程电路板设计流程电路板设计第44页/共77页元件被调出后，元件之间由飞线连接。飞线代表元件的连接关系，并不存在PCB中。按照一定的原则排列元件。电路板设计流程电路板设计流程电路板设计第45页/共77页规划电路板的大小。在软件界面下面层的选择中，选中Keep-Out Layer。即：禁止布线层，来定义板子大小。如下图：用画线的命令画一个比排列的元件稍微大一些的矩形。电路板设计流程电路板设计流程电路板设计第46页/共77页用上述菜单操作重新定义板子的外形。电路板设计流程电路板设计流程电路板设计第47页/共77

21、页板子大小定义完成的图纸。电路板设计流程电路板设计流程电路板设计第48页/共77页定义布线规则：主要修改一下三项。电路板设计流程电路板设计流程电路板设计第49页/共77页-1定义最小间距：改为20mil。电路板设计流程电路板设计流程电路板设计第50页/共77页-2定义线粗细：最小15mil，最大30mil，首选20mil。电路板设计流程电路板设计流程电路板设计第51页/共77页-3走线层：把Top Layer上的勾去掉，则是单面板。电路板设计流程电路板设计流程电路板设计第52页/共77页手工画线或自动布线，手工修改不合适的线。点击，则自动布线如下图：电路板设计流程电路板设计流程电路板设计第53

22、页/共77页布线完成，可以把Messages关掉，看最后的结果。电路板设计流程电路板设计流程电路板设计第54页/共77页修改电路前先删除已经布好的线。元件变绿（报警）的修改方法保留几个勾电路板设计流程电路板设计流程电路板设计第55页/共77页布线规则检查。Messages对话框应该是空白，如果有错再修该PCB文件。电路板设计流程电路板设计流程电路板设计第56页/共77页电路板的三维显示。相同的菜单操作可以切换为2维显示。电路板设计流程电路板设计流程电路板设计第57页/共77页电路板的3D显示（立体显示）。3D图，可以翻转。电路板设计流程电路板设计流程电路板设计第58页/共77页PCB后续处理A

23、：加泪滴修改布线之前要先删除泪滴电路板设计流程电路板设计流程电路板设计第59页/共77页B：铺铜网单面板只要底层铺铜双面板铺顶层和底层删除铜网电路板设计流程电路板设计流程电路板设计第60页/共77页C：放置字符串电路板设计流程电路板设计流程电路板设计第61页/共77页用向导建立PCB文件的方法（55mm88mm）：向导建立向导建立PCBPCB电路板设计第62页/共77页向导建立向导建立PCBPCB电路板设计第63页/共77页向导建立向导建立PCBPCB电路板设计第64页/共77页向导建立向导建立PCBPCB电路板设计第65页/共77页电路板的尺寸：长宽以3：2或4：3为最佳。当大于200mm长

24、和150mm宽时，考虑强度。高频元器件之间的连线越短越好，隶属于输入或输出电路的元器件之间的距离越远越好。具有高电位差的元器件应加大与其它连线之间的距离。一般200V/mm比较合适。发热元器件应该远离热敏元器件。可以调节的元器件应该注意位置，应该放在比较容易调节的地方，要与整机的面板一致。太重或发热量多的元器件不宜安装在电路板上。对于电路板和元器件的要求：元件布局和走线原则元件布局和走线原则电路板设计第66页/共77页按照电路功能布局：如果没有特殊要求，尽可能的按照原理图的元件安排对元件进行布局，信号从左边进入，从右边输出，从上边输入，从下边输出。按照电路的流程，安排各个功能电路单元的位置，使

25、信号流通更加顺畅和保持一致。以每个功能电路为核心，围绕这个核心电路进行布局，元件安排应该均匀、整齐、紧凑。数字部分与模拟部分的地线分开。元件布局和走线原则元件布局和走线原则电路板设计第67页/共77页对于布线的要求：线长：铜线应该尽可能的短。拐角为圆角或斜角。线宽：一般1-1.5mm的线宽，可以流过2A的电流。但是一般要选择大于0.3mm。手工制板大于0.5mm。线间距：相临铜线之间的距离应该满足电气安全要求，同时为了便于生产。间距越宽越好，最小间距应该能承受所加的电压的峰值。屏蔽与接地：铜线的公共地，应该尽可能的放在电路板的边缘部分。在电路板上应该尽可能多的保留铜箔做地线，这样可以使屏蔽能力

26、增强。地线的形状最好做成环路或网络状。顶层、底层走线应尽量相互垂直，避免相互平行，尽量减少过孔的数量。元件布局和走线原则元件布局和走线原则电路板设计第68页/共77页（1）测量元件的管脚直径、形状，元件外形的长、宽。（2）在绘制元件封装时，定义的焊盘(pad）钻孔直径比 测量管脚直径大0.20.4mm(经验值），特殊情况可 适当大些；焊盘的外径X,Y尺寸比孔径直径上大0.6 0.8mm（经验值，外焊接方便可靠）。（3）绘制元件外形一般在顶层丝印层进行，也就是显示 在PCB板上的白色文字。（4）必须定义参考原点，否则在PCB中找不到该元件或 该元件无法移动。对于封装库里没有的元件，必须精确绘制其

27、封装，对于封装库里没有的元件，必须精确绘制其封装，才能把才能把PCBPCB设计完整。任何元件的封装错误都可以设计完整。任何元件的封装错误都可以导致所设计的电路板报废。绘制元件应注意：导致所设计的电路板报废。绘制元件应注意：元件封装的绘制方法元件封装的绘制方法电路板设计第69页/共77页（1）向工程添加一个PCB Library，双击打开，保存成“自定义封装”的名字。元件封装的绘制方法元件封装的绘制方法电路板设计第70页/共77页（2）设置栅格大小：菜单命令为“工具-器件库选项”。栅格1、2改成10mil和100mil，（为了方便绘图）；元件封装的绘制方法元件封装的绘制方法电路板设计第71页/共

28、77页（3）在TopoverLayer，绘制元件外形、放焊盘（PP）；所有元件的焊盘大小改为：外径：1.8mm孔径：0.6mm元件封装的绘制方法元件封装的绘制方法电路板设计第72页/共77页（4）修改封装名字：菜单命令为“工具-元件属性”改成要求的footprint名称，比如“LED”；元件封装的绘制方法元件封装的绘制方法电路板设计第73页/共77页（5）设置参考点：菜单操作为“编辑-设置参考-1脚”元件封装的绘制方法元件封装的绘制方法电路板设计第74页/共77页（6）绘制第二个元件，其它步骤同上。元件封装的绘制方法元件封装的绘制方法电路板设计第75页/共77页第76页/共77页感谢您的观看！第77页/共77页