Altium Designer 14原理圖與PCB設計教程（簡體書）

本書從實際出發，以Altium Designer軟件（版本14.3.15）為基礎，詳細介紹了原理圖和印製電路板（PCB）的設計過程。全書內容共11章，分為四部分，第一部分（包括第1章），主要介紹Altium Designer 14的基本操作界面、工程建立和文檔管理。第二部分（包括第2章至第5章），主要介紹原理圖繪製方法，元器件符號編輯和常用編輯功能，以及層次原理圖設計等知識。第三部分（包括第6章至第9章），主要介紹PCB的繪製方法，如何繪製元器件的PCB封裝等知識。第四部分（包括第10章和第11章），用兩個具體的實例來展現PCB工程的全部設計過程，將第2章至第9章的知識融會貫通，此外還對Altium Designer設計和Protel 99 SE設計之間的互相轉化做了詳細介紹。第1～9章均配有針對性很強的練習題，便於讀者複習。本書結構合理、內容詳盡、實例豐富、由淺入深，逐步引導讀者熟悉原理圖和PCB的繪製過程。

隨著電子科技的蓬勃發展，新型元器件層出不窮，電子線路變得越來越複雜，電路的設計工作已經無法單純依靠手工來完成，電子線路的計算機輔助設計已經成為必然趨勢，越來越多的設計人員使用快捷、高效的CAD設計軟件來進行輔助電路原理圖、印製電路板圖的設計，打印各種報表。電路設計自動化（EDA，Electronic Design Automation）就是將電路設計中各種工作交由計算機來協助完成，如電路原理圖（Schematic）的繪製、印製電路板（PCB）文件的製作、執行電路仿真（Simulation）等設計工作。
Altium Designer 是原Protel軟件開發商Altium公司推出的一體化的電子產品開發系統，這套軟件通過把原理圖設計、電路仿真、PCB繪製編輯、拓撲邏輯自動佈線、信號完整性分析和設計輸出等技術進行完美融合，為設計者提供了全新的設計解決方案，使設計者可以輕鬆進行設計。Altium Designer除了全面繼承包括Protel 99 SE、Protel DXP在內的先前一系列版本的功能和優點外，還增加了許多改進功能和很多高端功能。該平臺拓寬了板級設計的傳統界面，全面集成了FPGA設計功能和SOPC設計實現功能，從而允許工程設計人員能將系統設計中的FPGA與PCB設計及嵌入式設計集成在一起。
本書以Altium Designer軟件（版本14.3.15）為基礎，詳細介紹了在電子產品設計中非常重要的環節―原理圖和PCB的設計過程。本書為案例型教材，書中所涉及的命令均通過實例操作進行介紹；在介紹操作步驟的同時，介紹命令的使用場合和使用條件，使讀者對命令的應用有更深入的瞭解，且每個命令所選實例均可單獨實現，避免了必須完成前面內容才能進行後續操作的煩瑣關聯；在編排順序上，根據從易到難、由淺入深、循序漸進的原則和學生的學習特點進行精心安排，同時兼顧了PCB的設計流程和設計規律，逐步引導讀者熟悉原理圖和PCB的繪製過程；本書所選實例中，既有典型電路也有新型元器件，在PCB板圖設計中，盡可能包含新的工藝和技術。第1～9章均配有針對性很強的練習題，便於邊學邊練。
本書內容共11章，分為四部分，各部分構成如下。
第1章即為第一部分，主要介紹Altium Designer 14的基本操作界面、工程建立和文檔管理。
第2章至第5章為第二部分，詳細介紹原理圖的繪製方法，元器件符號編輯和常用編輯功能，以及層次原理圖設計等知識。
第6章至第9章為第三部分，詳細介紹PCB的繪製方法，如何繪製元器件的PCB封裝等知識。
第10章至第11章為第四部分，用兩個具體的實例來展現PCB工程的全部設計過程，將第2章至第9章的知識融會貫通。另外這部分內容還對Altium Designer設計和Protel 99 SE設計之間的互相轉化展開詳細介紹。
本書第1章和第3章由劉松編寫，第2章、第11章和附錄由及力編寫，第4章、第5章和第10章由張智彬編寫，第6章至第9章由張書源編寫，書中的習題及素材由沈慶緒編寫並製作完成。全書由劉松教授負責統籌和審校工作。其他參與本書編寫的人員有：李娜、劉南平、王述欣、羅慧欣、張錫芳、趙志新、聶強、劉春憐、呂本傑、周春明。

第1章 Altium Designer使用基礎 1
1.1 Altium Designer簡介 1
1.2 Altium Designer文檔管理 5
練習題 9
第2章 繪製原理圖 10
2.1 原理圖圖紙設置和畫面管理 10
2.1.1 原理圖編輯器界面 10
2.1.2 畫面管理 13
2.2 繪製簡單原理圖 13
2.2.1 加載元器件庫 14
2.2.2 放置元器件符號 17
2.2.3 繪製導線 19
2.2.4 放置電源和接地符號 20
2.3 元器件符號屬性和導線屬性 編輯 21
2.3.1 編輯元器件符號屬性 21
2.3.2 編輯導線屬性 25
2.3.3 全域編輯 25
2.4 創建元器件清單和原理圖打印 27
2.4.1 創建元器件清單 27
2.4.2 原理圖打印 30
2.5 在原理圖中快速查找元器件 符號和網絡連接 31
2.5.1 快速查找元器件符號 31
2.5.2 快速查找網絡連接 32
2.6 在元器件符號庫中查找元器件 符號 32
2.6.1 精確查找 32
2.6.2 模糊查找 33
練習題 33
第3章 原理圖元器件符號編輯 37
3.1 原理圖元器件符號庫、集成庫概念 37
3.2 庫文件包和元器件符號庫 37
3.2.1 創建庫文件包 37
3.2.2 直接在項目中創建元器件符號庫 39
3.3 元器件符號編輯器 40
3.3.1 工作窗口 40
3.3.2 SCH Library面板 40
3.3.3 有關參數設置 42
3.4 元器件符號繪製 43
3.5 從其他庫文件中複製元器件符號 46
3.6 為元器件符號添加封裝模型 48
3.6.1 元器件封裝與原理圖符號的關係 49
3.6.2 為元器件符號添加封裝模型的具體方法 49
3.7 檢查元器件符號 54
3.8 生成報表 56
3.8.1 元器件符號報表 56
3.8.2 生成完整報表 57
3.9 多部件元器件符號繪製 58
3.10 使用自己繪製的元器件符號 62
3.10.1 在原理圖中加載元器件庫 62
3.10.2 直接從庫文件中放置 63
3.10.3 放置多部件符號中的指定單元 63
3.10.4 更新原理圖文件中元器件符號 64
3.11創建當前原理圖文檔的元器件符號庫 65
練習題 65
第4章 原理圖編輯器常用編輯功能 67
4.1 對象的複製、粘貼、刪除和 移動 67
4.1.1 選擇對象 67
4.1.2 複製 74
4.1.3 粘貼 75
4.1.4 智能粘貼 76
4.1.5 特殊粘貼 79
4.1.6 刪除 81
4.1.7 移動 83
4.2 繪圖工具 86
4.2.1 繪製直線 86
4.2.2 單行文字標注 92
4.2.3 多行文字標注 93
4.2.4 繪製多邊形 97
4.2.5 繪製橢圓弧線和圓形弧線 99
4.2.6 繪製橢圓圖形 102
4.2.7 繪製曲線 104
4.3 改變對象疊放層次 105
4.3.1 移到最上層 105
4.3.2 移到最下層 106
4.3.3 將一個對象移到另一個對象上面（下面） 106
練習題 107
第5章 總線、層次和多通道原理圖設計 108
5.1 多部件元器件符號和總線 繪製 108
5.1.1 多部件元器件符號的概念與放置 108
5.1.2 放置端口 109
5.1.3 總線的概念與繪製 112
5.2 層次原理圖設計 116
5.2.1 層次原理圖的概念 116
5.2.2 自上而下的層次原理圖設計 117
5.2.3 自下而上的層次原理圖設計 121
5.3 多通道原理圖設計 123
練習題 125
第6章 PCB設計基礎 127
6.1 印製電路板結構 127
6.1.1 印製電路板的基本構成 127
6.1.2 印製電路板分類 127
6.2 印製電路板中的各種對象及其 在軟件中的表示 128
6.2.1 印製電路板中的各種對象 128
6.2.2 各種對象在軟件中的表示 129
6.3 元器件封裝 130
6.3.1 元器件封裝概述 130
6.3.2 元器件封裝的分類 131
6.3.3 常見元器件的封裝 131
6.3.4 元器件的封裝編號 135
6.4 PCB編輯器 135
6.4.1 在項目中創建PCB文件 135
6.4.2 PCB編輯器參數設置 141
練習題 147
第7章 PCB設計 149
7.1 PCB設計流程 149
7.2 自動佈局與自動佈線基本步驟 149
7.2.1 準備原理圖 150
7.2.2 利用封裝管理器檢查所有元器件封裝 150
7.2.3 規劃印製電路板 150
7.2.4 繪製電路板輪廓 150
7.2.5 導入數據 154
7.2.6 元器件自動佈局 156
7.2.7 手動調整佈局 158
7.2.8 自動佈線規則 159
7.2.9 自動佈線 162
7.2.10 拆線 163
7.3 佈線前的其他設置 164
7.3.1 電氣設計規則 164
7.3.2 佈線設計規則 165
7.3.3 SMT元器件規則 167
7.3.4 阻焊層設計規則 167
7.3.5 內層設計規則 167
7.3.6 佈線規則設置實例 168
7.4 設計規則檢查 177
7.5 電路板的3D顯示 179
7.6 原理圖與PCB圖的一致性 179
7.6.1 將PCB圖中的改變更新到原理圖 179
7.6.2 將原理圖中的改變更新到PCB圖 181
7.6.3 原理圖與PCB圖的一致性檢查 182
7.7 根據PCB文件產生元器件 清單 183
7.8 創建當前PCB文件封裝庫 183
7.9 在PCB文件中快速查找有關 內容 184
7.10 單面板、多層板設計 184
7.10.1 單面板設計 184
7.10.2 多層板設計 186
練習題 188
第8章 PCB編輯器常用編輯方法 193
8.1 放置各種對象 193
8.1.1 放置元器件封裝 193
8.1.2 放置焊盤 194
8.1.3 放置過孔 195
8.1.4 放置字符串 196
8.1.5 放置位置標注 198
8.1.6 放置尺寸標注 198
8.1.7 放置矩形填充 206
8.1.8 放置多邊形填充 207
8.1.9 鋪銅 210
8.1.10 繪製連線 213
8.1.11 繪製線段 216
8.1.12 繪製圓弧 216
8.1.13 補淚滴操作 217
8.2 對象的剪切、複製、粘貼、刪除、排列、旋轉等 219
8.2.1 對象的剪切、複製、粘貼和刪除 219
8.2.2 對象的排列 222
8.2.3 對象的旋轉 223
8.3 導入圖片 223
練習題 226
第9章 元器件封裝符號設計 229
9.1 PCB元器件封裝編輯器 229
9.1.1 創建新的PCB封裝庫文件 229
9.1.2 工作窗口 230
9.1.3 PCB Library面板 232
9.1.4 有關參數設置 233
9.2 使用PCB Component Wizard 繪製封裝 235
9.3 手工繪製封裝 238
9.4 繪製不規則形狀焊盤的 封裝 242
9.4.1 利用焊盤對象的設置或疊加構成不規則形狀焊盤 242
9.4.2 封裝庫阻焊層和助焊層 243
9.4.3 利用其他對象構成不規則形狀焊盤 243
9.5 設計實例 245
9.6 添加元器件封裝的三維模型 信息 250
9.6.1 利用自帶的3D Body製作簡單的三維模型 250
9.6.2 調用現有的STEP三維模型 257
9.7 創建集成庫 260
9.7.1 集成庫概念 260
9.7.2 集成庫製作 261
9.7.3 加載和移除集成庫 268
9.7.4 集成庫的編輯 270
9.8 從其他庫中複製封裝 271
練習題 274
第10章 PCB設計實例 282
10.1 PCB設計原則簡介 282
10.1.1 佈局原則 282
10.1.2 佈線原則 283
10.1.3 接地線佈線原則 283
10.1.4 焊盤尺寸 284
10.2 設計實例 284
第11章 Protel 99 SE與Altium Designer文件轉換 303
11.1 將Protel 99 SE元器件庫導入 Altium Designer 303
11.2 將Altium Designer元器件庫 轉換為Protel 99 SE格式 311
11.3 在Altium Designer中打開 Protel 99 SE格式的設計數據庫 文件 312
11.4 將Protel 99 SE文件加入工程 項目中 314
11.5 將Altium Designer文件保存 為Protel 99 SE格式 315
附錄A 常用元器件符號名稱與所在元器件庫 316
附錄B 快捷鍵 318
參考文獻 319