Altium Designer原理图与PCB设计（第4版）

第1章 Altium Designer简介

1.1 Protel的产生及发展

1.2 Altium Designer的优势及特点

1.3 PCB设计的工作流程

1.4 Altium Designer的安装

1.5 将英文编辑环境切换为中文编辑环境

1.6 Altium Designer的各个编辑环境

第2章 库操作

2.1 创建原理图元器件库

2.1.1 原理图库文件介绍

2.1.2 绘制元器件

2.1.3 库文件输出报表

2.2 制作元器件封装

2.2.1 使用PCB元器件向导制作元器件封装

2.2.2 手工绘制元器件封装

2.2.3 采用编辑方式制作元器件封装

2.3 创建元器件集成库

第3章 绘制电路原理图

3.1 绘制电路原理图的基本知识

3.2 绘制电路原理图的原则及步骤

3.3 原理图编辑环境

3.4 对元器件库的操作

3.5 对元器件的操作

3.6 绘制电路原理图

3.7 电路原理图绘制的相关技巧

3.8 实例介绍

3.9 编译项目及查错

3.10 生成原理图网络表文件

3.11 生成和输出各种报表和文件

第4章 电路原理图绘制的优化方法

4.1 使用网络标签进行电路原理图绘制的优化

4.2 使用端口进行电路原理图绘制的优化

4.3 自上而下的层次电路设计方法

4.4 自下而上的层次电路设计方法

4.5 层次电路设计的特点

4.6 在电路中标注元器件参数

4.7 在电路中标注输入/输出信号

第5章 PCB设计预备知识

5.1 PCB的构成及基本功能

5.2 PCB制造工艺流程

5.3 PCB中的名称定义

5.4 PCB板层

5.5 Altium Designer中的分层设置

5.6 元器件封装技术

5.7 PCB形状及尺寸定义

5.8 PCB设计的一般原则

5.9 PCB测试

第6章 PCB设计基础

6.1 创建PCB文件

6.2 PCB设计环境

6.3 元器件在Altium Designer中的验证

6.4 规划PCB及参数设置

6.5 PCB工作层的设置

6.6 PCB网格及图纸页面的设置

6.7 PCB工作层面的颜色及显示的设置

6.8 PCB系统环境参数的设置

6.9 载入网络表

第7章 元器件布局

7.1 自动布局

7.2 手动布局

7.3 密度分析

7.4 3D效果图

7.5 元器件布局注意事项

第8章 布线

8.1 布线的基本规则

8.2 布线规则的设置

8.3 布线策略的设置

8.4 自动布线

8.5 手动布线

8.6 混合布线

8.7 差分对布线

8.8 设计规则检测

第9章 PCB后续操作

9.1 添加测试点

9.2 补泪滴

9.3 包地

9.4 敷铜

9.5 添加过孔

9.6 PCB的其他功能

9.7 3D环境下精确测量

第10章 Altium Designer的多通道设计

10.1 给出示例电路

10.2 对重复通道的操作

第11章 PCB的输出

11.1 PCB报告输出

11.2 创建Gerber文件

11.3 创建钻孔文件

11.4 用户向PCB加工厂商提交的信息

11.5 PCB和原理图的交叉探针

11.6 智能PDF向导 2100433B

本书以Altium 公司最新开发的软件Altium Designer 16版本为平台，以一个单片机应用为例，按照实际的设计步骤讲解Altium Designer 16的使用方法，详细介绍了Altium Designer的操作步骤，包括Altium Designer环境设置、原理图绘制、优化原理图方案、PCB的基础知识、布局、布线规则、报表文件和光绘文件的输出等内容。读者可以熟悉Altium Designer操作的同时体会电子产品的设计思路。随书配有可上网下载的电子资料包，以便于读者的学习。

内容简介

《Altium Designer 6.0原理图与PCB设计》讲解深入浅出，非常适合从事电路设计工作的技术人员和电路设计爱好者自学使用，也适合相关专业的在校学生学习使用，是一本即学即用型参考书。 2100433B

第1章 Altium Designer的简介与安装 1

1.1 Altium Designer介绍 1

1.1.1 Altium Designer的历史 1

1.1.2 Altium Designer的优点 2

1.2 Altium Designer的安装 3

1.2.1 对硬件的需求 3

1.2.2 Altium Designer安装 3

1.3 汉化Altium Designer操作环境 6

1.4 PCB设计的工作流程概论 8

1.4.1 方案分析 8

1.4.2 电路仿真 8

1.4.3 设计原理图库文件 8

1.4.4 绘制原理图 8

1.4.5 设计电子元器件封装 9

1.4.6 设计PCB板 9

1.4.7 文档整理 9

第2章 Altium Designer的编译环境与软件设置 10

2.1 原理图编译环境 10

2.2 PCB编译环境 11

2.3 原理图库文件编译环境 11

2.4 PCB封装库文件编译环境 12

2.5 PCB 3D库编译环境 12

2.6 集成库 13

2.7 Altium Designer预备知识 14

2.7.1 设计参数 14

2.7.2 【Tab】键的应用 16

2.7.3 原理图布线 16

2.7.4 原理图电子元器件编号 17

2.7.5 电子元器件放置 17

2.7.6 电子元器件的创建与封装 17

2.7.7 电路图的层次化 18

2.7.8 电子元器件引脚标识查询 18

2.7.9 报表 19

第3章 电路原理图设计 20

3.1 原理图设计简述 20

3.2 创建原理图文件 20

3.3 原理图编译环境 22

3.3.1 主菜单 22

3.3.2 工具栏 22

3.3.3 原理图图纸设置 27

3.3.4 电子元器件库的操作 34

3.4 对电子元器件的操作 36

3.4.1 电子元器件的放置与删除 36

3.4.2 编辑电子元器件的属性 37

3.4.3 调整电子元器件的位置 39

3.5 电子元器件的电气连接 40

3.5.1 导线连接 40

3.5.2 总线连接 41

3.5.3 放置电气节点 42

3.5.4 放置网络标号 42

3.5.5 放置忽略电器规则检查符号 44

3.5.6 放置PCB布线标志 44

3.5.7 智能粘贴 45

3.6 编译项目及查错 46

3.7 生成原理图网络表文件 46

3.8 报表生成 46

3.9 小试牛刀 46

3.9.1 直流稳压电源设计 47

3.9.2 信号发生器设计 49

3.10 原理图库文件简介 51

3.10.1 库文件编译环境介绍 51

3.10.2 工具条介绍 54

3.11 电子元器件的绘制 55

3.12 库文件输出报表 60

第4章 PCB电子元器件设计基础知识 62

4.1 印制电路板的构成 62

4.2 层的概念 63

4.3 电子元器件封装 66

4.3.1 封装类型 66

4.3.2 常用封装 67

4.4 导线、焊盘 75

4.4.1 导线 75

4.4.2 焊盘 76

第5章 PCB设计基础知识 78

5.1 PCB设计环境 78

5.1.1 菜单栏 79

5.1.2 工具栏 79

5.1.3 PCB编辑窗口 80

5.2 PCB文件的创建 80

5.2.1 使用向导创建PCB文件 80

5.2.2 自行创建PCB文件 84

5.3 电路板设计规划 84

5.3.1 重新定义板子形状 84

5.3.2 依照选择对象定义 86

5.4 网格设计 87

5.5 原理图向PCB转换 88

5.5.1 转换初始工作 88

5.5.2 原理图向PCB的转换 88

5.5.3 飞线 90

5.6 小试牛刀 90

第6章 PCB布局与布线设计 93

6.1 手动布局 93

6.2 自动布局 97

6.2.1 布局规则介绍 97

6.2.2 电子元器件自动布局 98

6.3 三维预览 101

6.4 手动布线 102

6.5 自动布线 105

6.6 PCB布线技巧 111

第7章 PCB库文件的设计 113

7.1 手工封装设计 113

7.1.1 8-Pin MOSP手动绘制 113

7.1.2 碳膜电位器R2410NSXB1 116

7.1.3 散热器封装 118

7.1.4 SMT贴片0805封装绘制 119

7.2 利用封装向导绘制电子元器件封装图 121

第8章 PCB电路优化设计 124

8.1 DRC检查 124

8.2 利用端口和文本框工具优化电路 126

8.3 添加测试点 129

8.3.1 测试点规则 129

8.3.2 自动搜索并创建合适的测试点 131

8.4 加泪滴 132

8.5 批量更改 133

8.6 增设电子元器件、焊盘 135

8.7 铺铜 136

第9章 电路的层次化设计 140

9.1 自上而下的层次化电路设计 140

9.1.1 将电路划分为多个电路功能模块 140

9.1.2 创建工程 141

9.1.3 主(顶层)原理图绘制 141

9.1.4 连线 142

9.1.5 在子电路模块中输入电路原理图 143

9.1.6 使用网络表查看网络连接 145

9.2 自下而上的层次化电路设计 145

9.2.1 创建项目 146

9.2.2 连线 148

9.3 层次设计电路的特点 148

9.4 层次化原理图之间的切换 148

9.4.1 从顶层切换到子图层 148

9.4.2 从子图层切换到顶层 149

9.5 PCB电路转换 150

9.6 PCB图纸打印软件设置 153

9.7 打印案例分析(一) 154

9.8 打印案例分析(二) 159

第10章 印制电路板制作技术 164

10.1 设计印制电路板基础 164

10.1.1 印制电路板的材料及分类 165

10.1.2 设计印制电路板前的准备工作 166

10.2 印制电路板的排版布局设计 174

10.2.1 印制电路板的排版布局 174

10.2.2 印制电路板干扰的产生及抑制 176

10.2.3 电子元器件排列安装定位方式 179

10.2.4 焊盘及孔的设计 183

10.2.5 印制导线设计 185

10.3 印制电路板设计文件与制板工艺文件 187

10.4 印制电路板制造工艺简介 191

10.4.1 印制电路板生产制造过程 192

10.4.2 印制电路板生产工艺 196

10.5 手工自制印制电路板的几种方法 197

10.5.1 漆图法 198

10.5.2 贴图法 199

10.5.3 铜箔粘贴法 199

10.5.4 刀刻法 199

10.6 现代印制电路板制板技术简介 200

10.6.1 概述 200

10.6.2 计算机辅助设计 201

10.6.3 印制电路板技术的发展趋势 202

10.6.4 环保与高性能电路板 204

10.6.5 特殊电路板 205

10.7 印制电路板制作设备解决方案 208

10.7.1 实验室解决方案 208

10.7.2 PCB线路板雕刻机解决方案 212

10.7.3 多功能环保PCB快速制板系统 213

10.7.4 小型工业PCB制作解决方案 213

第11章 PCB设计综合案例 217

11.1 PIC单片机小规模开发板的设计 217

11.1.1 PIC单片机小规模开发板介绍 217

11.1.2 PIC单片机小规模开发板原理图绘制 217

11.1.3 PIC单片机小模块开发板PCB设计 220

11.2 射频宽带放大器PCB设计 221

11.2.1 原理图设计 222

11.2.2 PCB电路规划 222

11.3 多通道案例分析讲解 224

附录 233

附录A 常用电子元器件标识及常用库 233

附录B 电子元器件布局参考 234

附录C 附图 235

参考文献 240 2100433B

第1章 Altium Designer 18概述 1

1.1 Altium的发展史 1

1.2 新版Altium特点 3

1.2.1 Altium Designer 18的新特点 3

1.2.2 Altium Designer 18的特性 3

1.3 Altium Designer 18 软件的安装和卸载 4

1.3.1 Altium Designer 18的安装 4

1.3.2 Altium Designer 18的卸载 7

1.4 Altium 电路板总体设计流程 8

第2章 电路原理图环境设置 9

2.1 原理图的设计步骤 9

2.2 原理图的编辑环境 10

2.2.1 创建、保存和打开原理图文件 10

2.2.2 创建新的项目文件 14

2.2.3 原理图编辑器界面介绍 17

2.3 图纸的设置 19

2.3.1 图纸大小的设置 19

2.3.2 图纸字体的设置 22

2.3.3 图纸方向、标题栏和颜色的设置 22

2.3.4 网格和光标设置 23

2.3.5 填写图纸设计信息 27

2.4 原理图工作环境设置 28

2.4.1 General选项卡的设置 29

2.4.2 Graphical Editing 选项卡的设置 31

2.4.3 Complier选项卡的设置 34

2.4.4 AutoFocus选项卡的设置 35

2.4.5 元件自动缩放设置 36

2.4.6 Grids选项卡的设置 37

2.4.7 Break Wire选项卡的设置 37

2.4.8 Default选项卡的设置 38

2.4.9 Orcad（tm）选项卡的设置 40

第3章 绘制电路原理图 42

3.1 原理图的组成 42

3.2 Altium Designer 18元器件库 43

3.2.1 元器件库的分类 43

3.2.2 打开Libraries（库）选项 区域 44

3.2.3 加载元件库 44

3.2.4 元器件的查找 44

3.2.5 元器件库的加载与卸载 46

3.3 元器件的放置和属性编辑 48

3.3.1 在原理图中放置元器件 48

3.3.2 编辑元器件属性 49

3.3.3 元器件的删除 54

3.4 元器件位置的调整 55

3.4.1 元器件的选取和取消选取 55

3.4.2 元器件的移动 56

3.4.3 元器件的旋转 57

3.4.4 元器件的复制与粘贴 58

3.4.5 元器件的排列与对齐 60

3.5 绘制电路原理图 61

3.5.1 绘制原理图的工具 61

3.5.2 绘制导线和总线 62

3.5.3 设置网络标签 68

3.5.4 放置电源和接地符号 70

3.5.5 放置输入/输出端口 72

3.5.6 放置通用ERC检查测试点 74

3.5.7 设置PCB布线标志 75

3.5.8 放置文本字和文本框 77

3.5.9 添加图形 81

3.5.10 放置离图连接器 82

3.5.11 线束连接器 83

3.5.12 预定义的线束连接器 85

3.5.13 线束入口 86

3.5.14 信号线束 87

3.6 综合实例 87

3.6.1 单片机最小应用系统原理图 88

3.6.2 绘制串行显示驱动器PS7219

及单片机的SPI接口电路 92

第4章 原理图高级编辑 96

4.1 窗口操作 96

4.2 项目编译 99

4.2.1 项目编译参数设置 99

4.2.2 执行项目编译 105

4.3 报表的输出 107

4.3.1 网络报表 107

4.3.2 元器件报表 111

4.3.3 元器件简单元件清单报表 116

4.3.4 元器件测量距离 117

4.3.5 端口引用参考表 117

4.4 输出任务配置文件 118

4.4.1 打印输出 118

4.4.2 创建输出任务配置文件 118

4.5 综合实例——音量控制电路 120

第5章 层次原理图的设计 133

5.1 层次原理图概述 133

5.1.1 层次原理图的基本概念 133

5.1.2 层次原理图的基本结构 134

5.2 层次结构原理图的设计方法 134

5.2.1 自上而下的层次原理图设计 134

5.2.2 自下而上的层次原理图设计 140

5.3 层次结构原理图之间的切换 143

5.3.1 由顶层原理图中的页面符切换到相应的子原理图 143

5.3.2 由子原理图切换到顶层原理图 144

5.4 层次设计表 145

5.5 综合实例 145

5.5.1 声控变频器电路层次原理图设计 146

5.5.2 存储器接口电路层次原理图设计 149

第6章 印制电路板的环境设置 155

6.1 印制电路板的设计基础 155

6.1.1 印制电路板的概念 155

6.1.2 印制电路板的设计流程 157

6.1.3 印制电路板设计的基本原则 158

6.2 PCB编辑环境 159

6.2.1 启动印制电路板编辑环境 159

6.2.2 PCB编辑环境界面介绍 160

6.2.3 PCB面板 161

6.3 使用菜单命令创建PCB文件 162

6.3.1 PCB板层设置 163

6.3.2 工作层面颜色设置 165

6.3.3 环境参数设置 167

6.3.4 PCB板边界设定 170

6.4 PCB视图操作管理 173

6.4.1 视图移动 173

6.4.2 视图的放大或缩小 173

6.4.3 整体显示 174

第7章 印制电路板的设计 177

7.1 PCB编辑器的编辑功能 177

7.1.1 选取和取消选取对象 177

7.1.2 移动和删除对象 179

7.1.3 对象的复制、剪切和粘贴 181

7.1.4 对象的翻转 183

7.1.5 对象的对齐 184

7.1.6 PCB图纸上的快速跳转 185

7.2 PCB图的绘制 186

7.2.1 绘制铜膜导线 186

7.2.2 绘制直线 188

7.2.3 放置元器件封装 188

7.2.4 放置焊盘和过孔 191

7.2.5 放置文字标注 193

7.2.6 放置坐标原点 194

7.2.7 放置尺寸标注 194

7.2.8 绘制圆弧 196

7.2.9 绘制圆 197

7.2.10 放置填充区域 197

7.3 在PCB编辑器中导入网络报表 199

7.3.1 准备工作 199

7.3.2 导入网络报表 199

7.4 元器件的布局 201

7.4.1 自动布局 202

7.4.2 手工布局 205

7.5 3D效果图 207

7.5.1 三维效果图显示 207

7.5.2 View Configuration（视图设置）面板 209

7.5.3 三维动画制作 211

7.5.4 三维动画输出 213

7.5.5 三维PDF输出 217

7.6 PCB的布线 219

7.6.1 自动布线 219

7.6.2 手工布线 221

7.7 综合实例 222

7.7.1 停电报警器电路设计 222

7.7.2 LED显示电路的布局设计 230

第8章 电路板高级编辑 240

8.1 PCB设计规则 240

8.1.1 设计规则概述 240

8.1.2 电气设计规则 242

8.1.3 布线设计规则 245

8.1.4 阻焊层设计规则 251

8.1.5 内电层设计规则 252

8.1.6 测试点设计规则 254

8.1.7 生产制造规则 256

8.1.8 高速信号相关规则 258

8.1.9 元件放置规则 260

8.1.10 信号完整性规则 260

8.2 建立铺铜、补泪滴以及包地 262

8.2.1 建立铺铜 262

8.2.2 补泪滴 266

8.3 距离测量 267

8.3.1 两元素间距离测量 267

8.3.2 两点间距的测量 267

8.3.3 导线长度测量 268

8.4 PCB的输出 268

8.4.1 设计规则检查（DRC） 268

8.4.2 生成电路板信息报表 270

8.4.3 元器件清单报表 272

8.4.4 网络状态报表 272

8.4.5 PCB图及报表的打印输出 273

8.5 综合实例 274

8.5.1 电路板信息及网络状态报表 274

8.5.2 电路板元件清单报表 276

8.5.3 PCB图纸打印输出 278

8.5.4 生产加工文件输出 281

第9章 电路仿真 285

9.1 电路仿真的基本概念 285

9.2 电路仿真的基本步骤 285

9.3 常用电路仿真元器件 286

9.4 电源和仿真激励源 294

9.4.1 直流电压源和直流电流源 294

9.4.2 正弦信号激励源 295

9.4.3 周期性脉冲信号源 296

9.4.4 随机信号激励源 297

9.4.5 调频波激励源 298

9.4.6 指数函数信号激励源 298

9.5 仿真模式设置 299

9.5.1 通用参数设置 300

9.5.2 静态工作点分析 301

9.5.3 瞬态分析和傅里叶分析 302

9.5.4 直流扫描分析 303

9.5.5 交流小信号分析 304

9.6 综合实例——使用仿真数学函数 305

第10章 信号完整性分析 312

10.1 信号完整性分析概述 312

10.1.1 信号完整性分析的概念 312

10.1.2 信号完整性分析工具 313

10.2 信号完整性分析规则设置 314

10.3 设定元件的信号完整性模型 322

10.3.1 在信号完整性分析之前设定元件的SI模型 322

10.3.2 在信号完整性分析过程中设定元件的SI模型 325

10.4 信号完整性分析器设置 326

10.5 综合实例 330

第11章 绘制元器件 335

11.1 绘图工具介绍 335

11.1.1 绘图工具 335

11.1.2 绘制直线 336

11.1.3 绘制弧 337

11.1.4 绘制圆 338

11.1.5 绘制矩形 338

11.1.6 绘制椭圆 340

11.2 原理图库文件编辑器 341

11.2.1 启动原理图库文件编辑器 341

11.2.2 原理图库文件编辑环境 341

11.2.3 实用工具栏介绍 342

11.2.4 工具菜单的库元器件管理命令 344

11.2.5 原理图库文件面板介绍 346

11.2.6 新建一个原理图元器件库文件 346

11.2.7 绘制库元器件 347

11.3 库元器件管理 351

11.4 综合实例 353

11.4.1 制作LCD元件 353

11.4.2 制作串行接口元件 359

第12章 汉字显示屏电路设计实例 364

12.1 实例设计说明 365

12.2 创建项目文件 365

12.3 原理图输入 366

12.3.1 绘制层次结构原理图的顶层电路图 366

12.3.2 绘制层次结构原理图子图 369

12.3.3 自下而上的层次结构原理图设计方法 374

12.4 层次原理图间的切换 375

12.4.1 从顶层原理图切换到原理图符号对应的子图 376

12.4.2 从子原理图切换到顶层原理图 377

12.5 元件清单 377

12.5.1 元件材料报表 377

12.5.2 元件分类材料报表 379

12.5.3 元件网络报表 379

12.5.4 元器件简单的元件清单报表 380

12.6 设计电路板 381

12.6.1 印制电路板设计初步操作 381

12.6.2 3D效果图 383

12.6.3 布线设置 386

12.7 项目层次结构组织文件 390 2100433B