印制電路板設計：Altium Designer 15

第1章 印制電路板與Altium Designer概述……………………………………………… 1
1.1 印制電路板設計的基本知識……………………………………………………… 1
1.1.1 印制電路板———PCB ………………………………………………………… 1
1.1.2 印制電路板的組成…………………………………………………………… 1
1.1.3 元件封裝的基本知識………………………………………………………… 2
1.2 AltiumDesigner15簡介………………………………………………………… 3
1.2.1 AltiumDesigner15的發(fā)展歷史…………………………………………… 3
1.2.2 AltiumDesigner15的新特性……………………………………………… 3
1.2.3 AltiumDesigner15的組成………………………………………………… 4
1.3 AltiumDesigner15的安裝及優(yōu)化……………………………………………… 4
1.3.1 AltiumDesigner15的安裝………………………………………………… 4
1.3.2 AltiumDesigner15的中英文界面轉(zhuǎn)換…………………………………… 5
1.3.3 AltiumDesigner15的庫文件和實例文件………………………………… 6
1.3.4 AltiumDesigner15的工作環(huán)境介紹……………………………………… 6
1.4 AltiumDesigner15的文件管理………………………………………………… 9
1.4.1 AltiumDesigner15的文件結構…………………………………………… 9
1.4.2 AltiumDesigner15的文件管理系統(tǒng)……………………………………… 10
1.4.3 AltiumDesigner15的原理圖和PCB設計系統(tǒng)………………………… 10
習 題…………………………………………………………………………………… 14
第2章 繪制第一張原理圖………………………………………………………………… 16
2.1 設置原理圖圖紙…………………………………………………………………… 16
2.1.1 原理圖設計的基本步驟……………………………………………………… 16
2.1.2 新建原理圖…………………………………………………………………… 17
2.1.3 圖紙設置……………………………………………………………………… 19
2.1.4 設置柵格尺寸和光標形狀…………………………………………………… 20
2.2 單管放大電路原理圖的設計……………………………………………………… 20
2.2.1 設置自定義圖紙和自定義標題欄…………………………………………… 20
2.2.2 設置元件庫…………………………………………………………………… 20
2.2.3 原理圖設計配線……………………………………………………………… 24
2.2.4 放置元件……………………………………………………………………… 24
2.2.5 調(diào)整元件布局………………………………………………………………… 27
2.2.6 電氣連接……………………………………………………………………… 30
2.2.7 元件屬性的調(diào)整……………………………………………………………… 32
2.2.8 放置電源和接地符號………………………………………………………… 38
2.2.9 放置電路的I/O端口……………………………………………………… 40
2.2.10 文件的存盤與退出………………………………………………………… 41
習 題…………………………………………………………………………………… 42
第3章 繪制總線形式接口電路及說明文字……………………………………………… 44
3.1 繪制總線形式接口電路…………………………………………………………… 44
3.1.1 放置總線及總線分支………………………………………………………… 45
3.1.2 放置網(wǎng)絡標號………………………………………………………………… 46
3.1.3 靈巧粘貼……………………………………………………………………… 47
3.2 繪制說明性信息…………………………………………………………………… 49
3.2.1 繪圖工具介紹……………………………………………………………… 49
3.2.2 繪制直線和曲線……………………………………………………………… 50
3.2.3 繪制不規(guī)則多邊形…………………………………………………………… 51
3.2.4 放置單行文字和區(qū)塊文字…………………………………………………… 52
3.2.5 放置規(guī)則圖形………………………………………………………………… 53
3.2.6 放置圖片……………………………………………………………………… 53
3.2.7 靈巧粘貼……………………………………………………………………… 53
3.2.8 圖件的層次轉(zhuǎn)換……………………………………………………………… 54
習 題…………………………………………………………………………………… 54
第4章 層次原理圖設計…………………………………………………………………… 55
4.1 層次原理圖設計的基本概念……………………………………………………… 55
4.1.1 概 述………………………………………………………………………… 55
4.1.2 設 計………………………………………………………………………… 57
4.2 層次電路圖的設計………………………………………………………………… 57
4.2.1 自頂向下的層次原理圖設計………………………………………………… 57
4.2.2 自底向上的層次原理圖設計………………………………………………… 64
4.3 層次電路原理圖的切換…………………………………………………………… 69
4.4 實例———采用自頂向下的方法設計函數(shù)波形發(fā)生器層次原理圖…………………… 69
4.4.1 建立工程……………………………………………………………………… 69
4.4.2 函數(shù)波形發(fā)生器原理圖……………………………………………………… 70
4.4.3 工程編譯……………………………………………………………………… 71
習 題…………………………………………………………………………………… 72
第5章 原理圖報表生成與打印輸出……………………………………………………… 75
5.1 工程編譯…………………………………………………………………………… 75
5.1.1 工程編譯設置………………………………………………………………… 75
5.1.2 執(zhí)行編譯……………………………………………………………………… 80
5.2 生成報表…………………………………………………………………………… 82
5.2.1 網(wǎng)絡表………………………………………………………………………… 83
5.2.2 材料清單報表………………………………………………………………… 84
5.2.3 原理圖文件層次結構報表…………………………………………………… 85
5.3 原理圖的打印輸出………………………………………………………………… 86
5.3.1 頁面設置……………………………………………………………………… 87
5.3.2 打印預覽和打印輸出………………………………………………………… 87
習 題…………………………………………………………………………………… 88
第6章 繪制原理圖元件…………………………………………………………………… 89
6.1 元件符號概述……………………………………………………………………… 89
6.2 元件符號的創(chuàng)建和保存…………………………………………………………… 89
6.3 元件設計界面……………………………………………………………………… 90
6.4 簡單元件繪制實例………………………………………………………………… 92
6.4.1 設置圖紙……………………………………………………………………… 92
6.4.2 新建/打開一個元件符號…………………………………………………… 93
6.4.3 示例元件的信息……………………………………………………………… 94
6.4.4 繪制邊框……………………………………………………………………… 94
6.4.5 放置引腳……………………………………………………………………… 96
6.4.6 原理圖中元件的更新……………………………………………………… 100
6.4.7 為元件符號添加Footprint模型………………………………………… 101
6.5 修改集成元件庫中的元件……………………………………………………… 104
6.6 多功能多單元元件的繪制……………………………………………………… 105
6.6.1 分部分繪制元件符號……………………………………………………… 105
6.6.2 繪制多單元元件SN74LS00 ……………………………………………… 105
6.6.3 新建/刪除一個部分………………………………………………………… 106
6.6.4 設置元件符號的屬性……………………………………………………… 107
6.7 元件的檢錯和報表……………………………………………………………… 108
6.7.1 元件符號信息報表………………………………………………………… 108
6.7.2 元件符號錯誤信息報表…………………………………………………… 108
6.7.3 元件符號庫信息報表……………………………………………………… 109
6.8 元件的管理……………………………………………………………………… 109
6.8.1 元件符號庫中符號的管理………………………………………………… 109
6.8.2 元件符號庫與當前原理圖………………………………………………… 109
習 題…………………………………………………………………………………… 110
第7章 印制電路板設計基礎知識………………………………………………………… 111
7.1 印制電路板……………………………………………………………………… 111
7.1.1 印制電路板概述…………………………………………………………… 112
7.1.2 PCB基本組件……………………………………………………………… 114
7.1.3 印制電路板工作層面……………………………………………………… 115
7.1.4 PCB設計流程……………………………………………………………… 116
7.1.5 創(chuàng)建PCB文件的方法……………………………………………………… 118
7.2 AltiumDesignerPCB編輯器………………………………………………… 122
7.3 PCB工作環(huán)境參數(shù)設置………………………………………………………… 123
7.3.1 坐標系統(tǒng)的設置…………………………………………………………… 123
7.3.2 PCB板選項的設置………………………………………………………… 123
7.3.3 系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)先設定……………………………………………………… 123
7.4 規(guī)劃PCB ………………………………………………………………………… 127
7.4.1 設置板層結構……………………………………………………………… 127
7.4.2 設置板層顏色……………………………………………………………… 127
7.4.3 規(guī)劃PCB邊界……………………………………………………………… 128
7.5 PCB編輯器畫面管理…………………………………………………………… 131
7.5.1 放置圖件對象……………………………………………………………… 131
7.5.2 圖件的選擇與撤銷選擇…………………………………………………… 141
7.5.3 圖件的跳轉(zhuǎn)查詢…………………………………………………………… 142
7.5.4 特殊粘貼…………………………………………………………………… 143
7.6 載入網(wǎng)絡表與元器件…………………………………………………………… 144
習 題…………………………………………………………………………………… 146
第8章 印制電路板布局、布線及后期處理……………………………………………… 148
8.1 印制電路板設計的基本原則…………………………………………………… 148
8.1.1 布局基本原則……………………………………………………………… 148
8.1.2 布線基本原則……………………………………………………………… 149
8.1.3 抗干擾原則………………………………………………………………… 149
8.2 元件布局………………………………………………………………………… 150
8.2.1 自動布局…………………………………………………………………… 150
8.2.2 手動布局…………………………………………………………………… 151
8.2.3 修改部分焊盤的連接關系………………………………………………… 153
8.3 PCB布線………………………………………………………………………… 153
8.3.1 布線規(guī)則設置……………………………………………………………… 153
8.3.2 自動布線…………………………………………………………………… 166
8.3.3 手動布線…………………………………………………………………… 173
8.3.4 文件的雙向更新…………………………………………………………… 177
8.4 PCB抗干擾處理………………………………………………………………… 177
8.4.1 補淚滴……………………………………………………………………… 178
8.4.2 包 地……………………………………………………………………… 178
8.4.3 敷 銅……………………………………………………………………… 179
8.5 設計規(guī)則檢測…………………………………………………………………… 183
8.5.1 DRC設置…………………………………………………………………… 183
8.5.2 常規(guī)DRC校驗…………………………………………………………… 184
8.5.3 設計規(guī)則校驗報告………………………………………………………… 186
8.6 PCB的3D預覽………………………………………………………………… 188
8.7 PCB后期處理…………………………………………………………………… 188
8.7.1 生成報表…………………………………………………………………… 188
8.7.2 生成輸出制造文件………………………………………………………… 190
8.7.3 打印輸出PCB圖…………………………………………………………… 196
習 題…………………………………………………………………………………… 198
第9章 PCB元件封裝設計……………………………………………………………… 200
9.1 制作元器件封裝………………………………………………………………… 200
9.1.1 創(chuàng)建新的元件封裝庫……………………………………………………… 200
9.1.2 進入元件封裝庫管理器…………………………………………………… 201
9.1.3 手工制作DIP8元器件封裝……………………………………………… 203
9.1.4 利用向?qū)Чぞ咧谱鱀IP14元件封裝……………………………………… 208
9.2 集成庫的生成與維護…………………………………………………………… 212
9.2.1 集成庫簡介………………………………………………………………… 212
9.2.2 生成集成庫………………………………………………………………… 213
9.2.3 集成庫的維護……………………………………………………………… 218
習 題…………………………………………………………………………………… 218
第10章 實例篇…………………………………………………………………………… 219
10.1 U 盤PCB設置………………………………………………………………… 219
10.1.1 設計任務…………………………………………………………………… 219
10.1.2 創(chuàng)建項目…………………………………………………………………… 220
10.1.3 創(chuàng)建元件庫………………………………………………………………… 220
10.1.4 創(chuàng)建原理圖文件…………………………………………………………… 221
10.1.5 創(chuàng)建元件封裝庫…………………………………………………………… 224
10.1.6 添加封裝…………………………………………………………………… 224
10.1.7 規(guī)劃電路板………………………………………………………………… 225
10.1.8 網(wǎng)絡表與元器件封裝的裝入……………………………………………… 228
10.1.9 布局與布線………………………………………………………………… 228
10.1.10 3D效果圖………………………………………………………………… 233
10.1.11 元件屬性………………………………………………………………… 234
10.2 FPGA 開發(fā)板原理圖與PCB板制作………………………………………… 234
10.2.1 建立工程…………………………………………………………………… 235
10.2.2 FPGA 開發(fā)板原理圖設計………………………………………………… 235
10.2.3 FPGA 開發(fā)板PCB制作………………………………………………… 243
10.2.4 3D效果圖………………………………………………………………… 244
習 題…………………………………………………………………………………… 245
參考文獻……………………………………………………………………………………… 247