Altium Designer 17一體化設計標準教程：從仿真、原理和PCB設計到單片機系統(tǒng)

第1篇　Altium Designer入門指南

第 章 Altium Designer安裝和概述 3

1．1 Altium Designer 17．1的安裝和配置 3

1．1．1 下載Altium Designer 17．1安裝文件 3

1．1．2 安裝Altium Designer 17．1基本應用 5

1．1．3 注冊Altium Designer 17．1集成開發(fā)環(huán)境 7

1．1．4 安裝Altium Designer 17．1擴展應用 9

1．2 Altium Designer 17．1集成設計平臺功能 9

1．2．1 原理圖捕獲工具 10

1．2．2 印刷電路板設計工具 10

1．2．3 FPGA和嵌入式軟件工具 10

1．2．4 發(fā)布/數(shù)據(jù)管理 10

1．2．5 新增加的功能 11

1．3 Altium Designer 17．1“一體化”設計理念 11

1．3．1 傳統(tǒng)電子設計方法的局限性 11

1．3．2 電子設計的未來要求 12

1．3．3 生態(tài)系統(tǒng)對電子設計的重要性 12

1．3．4 電子設計一體化 13

第 章 Altium Designer基本設計流程-原理圖設計 15

2．1 設計思路 15

2．2 創(chuàng)建PCB工程 15

2．3 在工程中添加一個原理圖 17

2．4 設置文檔選項 18

2．5 元件和庫 19

2．5．1 訪問元件 20

2．5．2 添加元件庫 22

2．5．3 在庫中找到元件 22

2．5．4 在可用的庫中定位一個元件 24

2．5．5 使數(shù)據(jù)保險庫可以用于訪問元件 25

2．5．6 在數(shù)據(jù)保險庫中查找元件 26

2．5．7 在數(shù)據(jù)保險庫中工作 26

2．6 在原理圖放置元件 28

2．6．1 放置元件的一些小技巧 28

2．6．2 改變元件位置的一些小技巧 28

2．7 連接原理圖中的元件 30

2．7．1 連線的一些小技巧 30

2．7．2 網(wǎng)絡和網(wǎng)絡標號 30

2．7．3 網(wǎng)絡標號、端口和供電端口 31

2．8 配置和編譯工程 31

2．8．1 配置工程選項 31

2．8．2 編譯工程 32

2．9 檢查原理圖的電氣屬性 32

2．9．1 設置Error Reporting 33

2．9．2 設置連接矩陣 33

2．9．3 配置類產(chǎn)生 34

2．9．4 設置比較器 35

2．9．5 編譯工程檢查錯誤 36

第 章 Altium Designer基本設計流程-PCB圖設計 38

3．1 創(chuàng)建一個新的PCB 38

3．1．1 配置板的形狀和位置 39

3．1．2 將設計從原理圖導入PCB編輯器 40

3．2 設置PCB工作區(qū) 42

3．2．1 配置顯示層 43

3．2．2 物理層和層堆棧管理器 46

3．2．3 單位的選擇（公制/英制） 47

3．2．4 支持多重柵格 48

3．2．5 設置捕獲柵格 49

3．2．6 設置設計規(guī)則 50

3．2．7 布線寬度設計規(guī)則 50

3．2．8 定義電氣間距約束 51

3．2．9 定義布線過孔類型 52

3．2．10 設計規(guī)則沖突 53

3．3 PCB元件布局 54

3．3．1 元件的放置和布局選項 54

3．3．2 放置元件 54

3．4 PCB元件布線 55

3．4．1 準備交互布線 55

3．4．2 開始布線 57

3．4．3 交互布線模式 58

3．4．4 修改和重新布線 59

3．4．5 自動布線模式 60

第 章 Altium Designer基本設計流程-設計檢查和輸出 64

4．1 驗證PCB設計 64

4．1．1 配置規(guī)則沖突顯示 64

4．1．2 配置規(guī)則檢查器 66

4．1．3 運行設計規(guī)則檢查 68

4．1．4 理解錯誤條件 69

4．1．5 解決沖突 72

4．2 查看PCB的3D視圖 74

4．3 輸出文檔 76

4．3．1 可用的輸出類型 76

4．3．2 單個輸出/一個輸出工作文件 77

4．3．3 配置Gerber文件 78

4．3．4 配置BOM文件 79

4．3．5 將設計數(shù)據(jù)映射到BOM 80

第2篇　Altium Designer原理圖設計詳解

第 章 Altium Designer設計環(huán)境基本框架 83

5．1 Altium Designer 17．1的工程及相關(guān)文件 83

5．2 Altium Designer 17．1集成設計平臺界面 84

5．2．1 Altium Designer 17．1 集成設計平臺主界面 84

5．2．2 Altium Designer 17．1工作區(qū)面板 86

5．2．3 Altium Designer 17．1文件編輯空間操作功能 89

5．2．4 Altium Designer 17．1工具欄和狀態(tài)欄 90

第 章 Altium Designer單頁原理圖繪圖功能詳解 98

6．1 放置元器件 98

6．1．1 生成新的設計 98

6．1．2 在原理圖中添加元器件 99

6．1．3 重新分配原件標識符 101

6．2 添加信號線連接 105

6．3 添加總線連接 107

6．3．1 添加總線 107

6．3．2 添加總線入口 108

6．4 添加網(wǎng)絡標號 109

6．5 添加端口連接 111

6．6 添加信號束系統(tǒng) 114

6．6．1 添加信號束連接器 114

6．6．2 添加信號束入口 116

6．6．3 查看信號束定義文件 118

6．7 添加No ERC標識 119

6．7．1 設置阻止所有沖突標識 119

6．7．2 設置阻止指定沖突標識 121

6．8 編譯屏蔽 123

6．9 覆蓋 123

第 章 Altium Digner多頁原理圖平坦式和層次化設計方法 125

7．1 多頁原理圖繪制方法 125

7．1．1 層次化和平坦式原理圖設計結(jié)構(gòu) 125

7．1．2 多頁原理圖中的網(wǎng)絡標識符 126

7．1．3 網(wǎng)絡標號范圍 127

7．2 平坦式原理圖繪制 130

7．2．1 建立新的平坦式原理圖設計工程 130

7．2．2 繪制平坦式設計中第一個放大電路原理圖 130

7．2．3 繪制平坦式設計中第二個放大電路原理圖 132

7．2．4 繪制平坦式設計中其他單元的原理圖 135

7．3 層次化原理圖繪制 138

7．3．1 建立新的層次化原理圖設計工程 138

7．3．2 繪制層次化設計中第一個放大電路原理圖 138

7．3．3 繪制層次化設計中第二個放大電路原理圖 140

7．3．4 繪制層次化設計中頂層放大電路原理圖 142

第3篇　Altium Designer電路仿真功能詳解

第 章 Altium Designer混合電路仿真功能介紹 149

8．1 Altium Designer 17．1軟件SPICE仿真導論 149

8．1．1 Altium Designer 17．1軟件SPICE構(gòu)成 149

8．1．2 Altium Designer 17．1軟件SPICE仿真功能 150

8．1．3 Altium Designer 17．1軟件SPICE仿真流程 156

8．2 電子線路SPICE描述 157

8．2．1 電子線路構(gòu)成 157

8．2．2 SPICE程序結(jié)構(gòu) 158

8．2．3 SPICE程序相關(guān)命令 162

第 章 Altium Designer模擬電路仿真實現(xiàn) 167

9．1 直流工作點分析 167

9．1．1 建立新的直流工作點分析工程 167

9．1．2 添加新的仿真庫 167

9．1．3 構(gòu)建直流分析電路 169

9．1．4 設置直流工作點分析參數(shù) 171

9．1．5 直流工作點仿真結(jié)果的分析 171

9．2 直流掃描分析 173

9．2．1 打開前面的設計 173

9．2．2 設置直流掃描分析參數(shù) 174

9．2．3 直流掃描仿真結(jié)果的分析 174

9．3 傳輸函數(shù)分析 177

9．3．1 建立新的傳輸函數(shù)分析工程 177

9．3．2 構(gòu)建傳輸函數(shù)分析電路 177

9．3．3 設置傳輸函數(shù)分析參數(shù) 179

9．3．4 傳輸函數(shù)仿真結(jié)果的分析 180

9．4 交流小信號分析 182

9．4．1 建立新的交流小信號分析工程 182

9．4．2 構(gòu)建交流小信號分析電路 182

9．4．3 設置交流小信號分析參數(shù) 186

9．4．4 交流小信號仿真結(jié)果的分析 187

9．5 瞬態(tài)分析 189

9．5．1 建立新的瞬態(tài)分析工程 189

9．5．2 構(gòu)建瞬態(tài)分析電路 189

9．5．3 設置瞬態(tài)分析參數(shù) 192

9．5．4 瞬態(tài)仿真結(jié)果的分析 193

9．6 參數(shù)掃描分析 194

9．6．1 打開前面的設計 194

9．6．2 設置參數(shù)掃描分析參數(shù) 194

9．6．3 參數(shù)掃描結(jié)果的分析 195

9．7 零點-極點分析 196

9．7．1 建立新的零點-極點分析工程 196

9．7．2 構(gòu)建零點-極點分析電路 196

9．7．3 設置零點-極點分析參數(shù) 199

9．7．4 零點-極點仿真結(jié)果的分析 200

9．8 傅里葉分析 201

9．8．1 建立新的傅里葉分析工程 201

9．8．2 構(gòu)建傅里葉分析電路 201

9．8．3 設置傅里葉分析參數(shù) 204

9．8．4 傅里葉仿真結(jié)果分析 205

9．8．5 修改電路參數(shù)重新執(zhí)行傅里葉分析 206

9．9 噪聲分析 208

9．9．1 建立新的噪聲分析工程 210

9．9．2 構(gòu)建噪聲分析電路 210

9．9．3 設置噪聲分析參數(shù) 213

9．9．4 噪聲仿真結(jié)果分析 214

9．10 溫度分析 215

9．10．1 建立新的溫度分析工程 215

9．10．2 構(gòu)建溫度分析電路 215

9．10．3 設置溫度分析參數(shù) 218

9．10．4 溫度仿真結(jié)果分析 219

9．11 蒙特卡羅分析 220

9．11．1 建立新的蒙特卡羅分析工程 220

9．11．2 構(gòu)建蒙特卡羅分析電路 220

9．11．3 設置蒙特卡羅分析參數(shù) 223

9．11．4 蒙特卡羅仿真結(jié)果分析 225

第 章 Altium Designer模擬行為仿真實現(xiàn) 226

10．1 模擬行為仿真概念 226

10．2 基于行為模型的增益控制實現(xiàn) 227

10．2．1 建立新的行為模型增益控制工程 227

10．2．2 構(gòu)建增益控制行為模型 227

10．2．3 設置增益控制行為仿真參數(shù) 229

10．2．4 分析增益控制行為仿真結(jié)果 230

10．3 基于行為模型的調(diào)幅實現(xiàn) 231

10．3．1 建立新的行為模型AM工程 231

10．3．2 構(gòu)建AM行為模型 231

10．3．3 設置AM行為仿真參數(shù) 233

10．3．4 分析AM行為仿真結(jié)果 234

10．4 基于行為模型的濾波器實現(xiàn) 235

10．4．1 建立新的濾波器行為模型工程 235

10．4．2 構(gòu)建濾波器行為模型 235

10．4．3 設置濾波器行為仿真參數(shù) 237

10．4．4 分析濾波器行為仿真結(jié)果 238

10．5 基于行為模型的壓控振蕩器實現(xiàn) 239

10．5．1 建立新的壓控振蕩器行為模型工程 239

10．5．2 構(gòu)建壓控振蕩器行為模型 239

10．5．3 設置壓控振蕩器行為仿真參數(shù) 242

10．5．4 分析壓控振蕩器行為仿真結(jié)果 243

第 章 Altium Designer數(shù)字電路仿真實現(xiàn) 245

11．1 數(shù)字邏輯仿真庫的構(gòu)建 245

11．1．1 導入與數(shù)字邏輯仿真相關(guān)的原理圖庫 245

11．1．2 構(gòu)建相關(guān)的mdl文件 246

11．2 時序邏輯電路的門級仿真 247

11．2．1 有限自動狀態(tài)機的實現(xiàn)原理 247

11．2．2 3位8進制計數(shù)器實現(xiàn)原理 248

11．2．3 建立新的3位計數(shù)器電路仿真工程 249

11．2．4 構(gòu)建3位計數(shù)器仿真電路 250

11．2．5 設置3位計數(shù)器電路的仿真參數(shù) 252

11．2．6 分析3位計數(shù)器電路的仿真結(jié)果 254

11．3 基于HDL語言的數(shù)字系統(tǒng)仿真及驗證 254

11．3．1 HDL功能及特點 254

11．3．2 建立新的IP核設計工程 255

11．3．3 建立新的FPGA設計工程 264

第 章 Altium Designer數(shù)?；旌想娐贩抡鎸崿F(xiàn) 272

12．1 建立數(shù)?；旌想娐贩抡婀こ?272

12．2 構(gòu)建數(shù)模混合仿真電路 272

12．3 分析數(shù)?；旌想娐穼崿F(xiàn)原理 274

12．4 設置數(shù)模混合仿真參數(shù) 275

12．5 遇到仿真不收斂時的處理方法 277

12．5．1 修改誤差容限 277

12．5．2 直流分析幫助收斂策略 277

12．5．3 瞬態(tài)分析幫助收斂策略 278

12．6 分析數(shù)?；旌戏抡娼Y(jié)果 278

第4篇　Altium Designer高級電路設計實例

第 章 Altium Designer自定義元件設計 283

13．1 自定義元件設計流程 283

13．2 打開和瀏覽PCB封裝庫 285

13．3 打開和瀏覽集成封裝庫 287

13．4 創(chuàng)建元件PCB封裝 288

13．4．1 使用IPC Footprint Wizard創(chuàng)建PCB封裝 289

13．4．2 使用Component Wizard創(chuàng)建元件PCB封裝 296

13．4．3 使用IPC Footprints Batch Generator創(chuàng)建元件PCB封裝 299

13．4．4 不規(guī)則焊盤和PCB封裝的繪制 302

13．4．5 檢查元件PCB封裝 312

13．5 創(chuàng)建元件原理圖符號封裝 313

15．5．1 元件原理圖符號術(shù)語 313

13．5．2 為LM324器件創(chuàng)建原理圖符號封裝 314

13．5．3 為XC3S100E-CP132器件創(chuàng)建原理圖符號封裝 318

13．6 分配模型和參數(shù) 326

13．6．1 分配器件模型 326

13．6．2 器件主要參數(shù)功能 330

13．6．3 使用供應商數(shù)據(jù)分配器件參數(shù) 331

第 章 Altium Designer原理圖參數(shù)設置與繪制 335

14．1 原理圖繪制流程 335

14．2 原理圖設計規(guī)劃 336

14．3 原理圖繪制環(huán)境參數(shù)設置 337

14．3．1 設置圖紙選項標簽欄 338

14．3．2 設置參數(shù)標簽欄 339

14．3．3 設置單位標簽欄 341

14．4 所需元件庫的安裝 342

14．5 繪制原理圖 343

14．5．1 添加剩余的圖紙 343

14．5．2 放置原理圖符號 345

14．5．3 連接原理圖符號 351

14．5．4 檢查原理圖設計 352

14．6 將原理圖設計導入PCB 356

14．6．1 設置導入PCB編輯器工程選項 356

14．6．2 使用同步器將設計導入PCB編輯器 357

第 章 Altium Designer PCB繪制基礎(chǔ)知識 359

15．1 PCB設計流程 359

15．2 PCB層標簽 360

15．3 PCB視圖查看命令 360

15．3．1 自動平移 361

15．3．2 顯示連接線 361

15．4 PCB繪圖對象 362

15．4．1 電氣連接線（Track） 363

15．4．2 普通線（Line） 365

15．4．3 焊盤（Pad） 365

15．4．4 過孔（Via） 366

15．4．5 弧線（Arcs） 367

15．4．6 字符串（Strings） 368

15．4．7 原點（Origin） 369

15．4．8 尺寸（Dimension） 370

15．4．9 坐標（Coordinate） 370

15．4．10 填充（Fill） 370

15．4．11 固體區(qū)（Solid Region） 371

15．4．12 多邊形灌銅（Polygon Pour） 372

15．4．13 禁止布線對象（Keepout object） 375

15．4．14 捕獲向?qū)В⊿nap Guide） 375

15．5 PCB繪圖環(huán)境參數(shù)設置 376

15．5．1 板選項對話框參數(shù)設置 376

15．5．2 柵格尺寸設置 377

15．5．3 視圖配置 379

15．5．4 PCB坐標系統(tǒng)的設置 381

15．5．5 設置選項快捷鍵 382

15．6 PCB形狀和邊界設置 383

15．6．1 通過板規(guī)劃模式定義板形狀 383

15．6．2 通過2D模式定義板形狀 386

15．6．3 通過3D模式定義板形狀 387

15．6．4 PCB板中間掏空的設計 388

15．7 PCB疊層設置 388

15．7．1 柔性電路制造技術(shù)的發(fā)展 389

15．7．2 打開疊層管理器 390

15．7．3 添加/刪除多個層堆疊 391

15．7．4 添加/刪除疊層 392

15．7．5 更改疊層順序 394

15．7．6 編輯疊層屬性 395

15．7．7 層設置 395

15．7．8 鉆孔對 396

15．7．9 內(nèi)部電源層 396

15．8 PCB面板的使用 398

15．8．1 PCB面板 398

15．8．2 PCB規(guī)則和沖突 398

15．9 PCB設計規(guī)則 399

15．9．1 添加設計規(guī)則 399

15．9．2 如何檢查規(guī)則 401

15．9．3 規(guī)則應用場合 403

15．10 PCB高級繪圖對象 405

15．10．1 對象類 405

15．10．2 房間 407

15．11 運行設計規(guī)則檢查 411

15．11．1 設計規(guī)則檢查報告 411

15．11．2 定位設計規(guī)則沖突 412

第 章 Altium Designer PCB圖繪制實例操作 414

16．1 PCB板形狀和尺寸設置 414

16．1．1 定義PCB形狀 414

16．1．2 定義PCB的邊界 415

16．2 PCB布局設計 416

16．2．1 PCB布局規(guī)則的設置 416

16．2．2 PCB布局原則 416

16．2．3 PCB布局中的其他操作 417

16．3 PCB布線設計 418

16．3．1 交互布線線寬和過孔大小的設置 419

16．3．2 交互布線線寬和過孔大小規(guī)則設置 420

16．3．3 處理交互布線沖突 421

16．3．4 其他交互布線選項 422

16．3．5 交互多布線 424

16．3．6 交互差分對布線 424

16．3．7 交互布線長度對齊 427

16．3．8 自動布線 429

16．3．9 布線中淚滴的處理 433

16．3．10 布線阻抗控制 434

16．3．11 設計中關(guān)鍵布線策略 435

16．4 測試點系統(tǒng)設計 441

16．4．1 測試點策略的考慮 442

16．4．2 焊盤和過孔測試點支持 442

16．4．3 測試點設計規(guī)則設置 443

16．4．4 測試點管理 445

16．4．5 檢查測試點的有效性 446

16．4．6 測試點相關(guān)查詢字段 446

16．4．7 生成測試點報告 447

16．5 PCB覆銅設計 449

16．6 PCB設計檢查 452

第 章 Altium Designer生成加工PCB的相關(guān)文件 457

17．1 生成和配置輸出工作文件 457

17．1．1 生成輸出工作文件 457

17．2．2 設置打印工作選項 458

17．2 生成CAM文件 460

17．2．1 生成料單文件 461

17．2．2 生成光繪文件 462

17．2．3 生成鉆孔文件 465

17．2．4 生成貼片機文件 466

17．3 生成PDF格式文件 467

17．4 CAM編輯器 467

17．4．1 導入數(shù)據(jù)設置 468

17．4．2 導入/導出CAM文件 470

17．5 生成和打印3D視圖 473

17．5．1 生成3D視圖 473

17．5．2 打印3D視圖 474

第5篇　基于單片機的嵌入式設計

第 章 Altium Designer 8051單片機應用開發(fā) 479

18．1 實現(xiàn)簡單的8051嵌入式應用開發(fā) 479

18．1．1 建立新的設計工程 479

18．1．2 添加新的設計文件 479

18．1．3 設置工程屬性 481

18．1．4 編譯并下載設計 482

18．2 實現(xiàn)帶有中斷的8051嵌入式應用開發(fā) 484

18．2．1 建立新的設計工程 484

18．2．2 添加新的設計文件 484

18．2．3 設置工程屬性 485

18．2．4 編譯并下載設計 485

18．3 8051軟件仿真環(huán)境的使用 486

18．3．1 建立新的設計工程 486

18．3．2 添加新的設計文件 486

18．3．3 設置工程屬性 487

18．3．4 進入調(diào)試器界面 487

18．3．5 查看變量的值和存儲位置 488

18．3．6 查看存儲器的內(nèi)容 490

18．3．7 查看寄存器的內(nèi)容 491

18．3．8 查看Debug Console內(nèi)容 492

18．4 實現(xiàn)包含定時器3的8051嵌入式應用開發(fā) 492

18．4．1 建立新的設計工程 493

18．4．2 添加新的設計文件 493

18．4．3 設置工程屬性 494

18．4．4 編譯并下載設計 494

18．5 實現(xiàn)包含ADC模塊的8051嵌入式應用開發(fā) 495

18．5．1 建立新的設計工程 496

18．5．2 添加新的設計文件 496

18．5．3 設置工程屬性 500

18．5．4 編譯并下載設計 501

附錄A 第14章設計的原理圖 503

附錄B 第16章設計的PCB圖 511

附錄C STC單片機開發(fā)板原理圖 512