内容简介

本书通过众多实例，由浅入深、从易到难地讲述了Altium Designer 16.0的知识精髄，使读者能快速掌握使用该软件进行设计的技巧。

本书按知识结构分为17章，主要包括Altium Designer 16.0概述、电路原理图设计基础、层次化原理图设计、电路原理图的后续处理、PCB设计基础、创建元器件库、PCB设计规则的设置、元器件封装的制作与管理、PCB元器件库的管理、信号完整性、原理图与PCB图的交互验证、PCB的后续处理、PCB的高级设计、电路仿真设计等内容，最后通过三个综合实例，详细介绍了使用Altium Designer 16.0的设计过程。

本书提供网络下载资源，内容包括书中所有实例的源文件和结果文件，以及实例操作过程的视频文件。

  本书入门简单、层次清楚、内容翔实、图文并茂、由浅入深，不仅可用作本科、高职等院校相关专业的教材，而且也适合Altium Designer 16.0的初、中级学习者作为自学教材使用。

前言　　

　　Altium Designer是原Protel软件开发商Altium公司推出的一体化的电子产品开发系统，一直以易学易用的特点，深受广大电子产品设计者的喜爱。

　　Altium Designer 16.0作为Altium公司最新版本的电子设计软件，不仅全面继承了包括Protel 99SE、Protel DXP 2004在内的先前版本的功能与优点，而且还增加了大量的新功能与改进功能，如可视化的安全边界、智能化元器件布局系统、更智能的xSignals向导、网络颜色同步、3D模型生成向导等，能够帮助设计者在很短的时间内进一步提升设计效率，制作出更加优良、更加低成本的电子产品。

　　Altium Designer 16.0可以轻松地定义材料选择，智能地完成刚柔结合板的布局和布线，在美观的、原生3D PCB模式中展现所设计的工程艺术作品。而且通过Altium Designer 16.0的集中元器件库管理功能，可以建立一个来源唯一的、可信赖的、共享的元器件库，并可以在所有的项目中立刻使用、管控和复用一切有价值的元器件。

　　Altium Designer 16.0的原生3D可视化与间距检查功能，能够确保电路板在第一次安装时，即可与外壳完美匹配，不再需要昂贵的设计返工。在3D编辑状态下，电路板与外壳的匹配情况可以实时展现，可以在几秒钟内解决电路板与外壳之间的碰撞冲突问题，使用起来十分方便。

　　Altium Designer 16.0具有广阔的工程应用范围，可以将使用者的设计与动态、智能的数据管理相连，掌控设计数据和工作流程的效率，发掘专业创建设计内容的潜力，节省创建和管理元器件库的时间。

　　本书共分为17章，各章的内容如下。

　　第1章：Altium Designer 16.0概述。

　　第2章：电路原理图设计基础。

　　第3章：层次化原理图的设计。

　　第4章：电路原理图的后续处理。

　　第5章：PCB设计基础。

　　第6章：创建元器件库。

　　第7章：PCB设计规则的设置。

　　第8章：元器件封装的制作与管理。

　　第9章：PCB元器件库的管理。

　　第10章：信号完整性。

　　第11章：原理图与PCB图的交互验证。

　　第12章：PCB的后续处理。

　　第13章：PCB的高级设计。

　　第14章：电路仿真设计。

　　第15章：单片机实验板电路图的设计。

　　第16章：报警器电路的设计。

　　第17章：数码管显示电路的设计。

　　本书提供网络下载资源，内容包括书中所有实例的源文件和结果文件，以及实例操作过程的视频文件，读者可以通过多媒体形式方便直观地学习本书的内容。

　　本书内容由浅入深，图文并茂，对关键的界面功能均采取中英文对照方式编排，兼顾了实际需求；每一章的知识点都配有案例讲解，以加深读者对知识点的理解；每章的最后，通常还配有一些实例，帮助读者进一步巩固并综合运用所学知识。

　　本书可以作为大中专院校汽车电子类、电气类、计算机类、电气自动化类及机电一体化类专业的EDA授课教材，也可作为从事电子产品设计的工程技术人员与电子制作爱好者的参考书。

　　本书由温州职业技术学院的边立健、李敏涛、胡允达老师编著。其中，边立健老师编写了第1~8章内容，李敏涛老师编写了第9~14章内容，胡允达老师编写了第15~17章内容。其他参加编写的人员还有于香芝、杨旺功、江俊浩、王劲、田万勇、赵一飞、韩成斌、周艳山、田君、张博、吴艳臣、徐昱、王永忠、李明玉、武可元、于秀青等。

　　由于编者水平有限，不足之处在所难免，希望广大读者批评指正。

　　

　　　

 

　　                                                                    编者

目录

第1章  Altium Designer 16.0概述 1

1.1  Altium Designer 16.0简介 1

1.1.1  Altium Designer 16.0的特点 2

1.1.2  Altium Designer的发展历程 4

1.1.3  Altium Designer 16.0的

新增技术 5

1.2  Altium Designer 16.0的安装、

激活与升级 5

1.2.1  Altium Designer 16.0的

系统需求 5

1.2.2  Altium Designer 16.0的

系统安装 6

1.2.3  Altium Designer 16.0

系统的激活 8

1.2.4  Altium Designer 16.0的启动 9

1.2.5  Altium Designer 16.0系统的

升级 11

1.3  Altium Designer 16.0的文件管理

系统 11

1.3.1  项目文件 11

1.3.2  自由文件 12

1.3.3  存盘文件 12

1.4  Altium Designer 16.0软件界面的

设置 12

1.4.1  系统主菜单 13

1.4.2  系统工具栏 13

1.4.3  浏览器工具栏 13

1.4.4  工作区面板 14

1.4.5  工作区 14

1.5  Altium Designer 16.0系统的设置 15

1.6  Altium Designer 16.0界面的自定义 21

1.7  Altium Designer 16.0入门 23

1.7.1  实例——非稳态多谐振荡器 23

1.7.2  实例——滤波器电路

仿真设计 27

第2章  电路原理图设计基础 32

2.1  电路原理图的设计步骤 32

2.1.1  印制电路板设计的一般步骤 32

2.1.2  Altium Designer 16.0原理图

设计的一般步骤 33

2.2  电路原理图图纸的设置 34

2.2.1  创建新原理图文件 34

2.2.2  图纸操作 35

2.2.3  原理图图纸设计信息的设置 38

2.3  电路原理画面管理 40

2.3.1  放大与缩小 40

2.3.2  移动和刷新 41

2.3.3  复制与粘贴 43

2.4  电路原理图工作环境的设置 43

2.4.1  原理图常规环境的参数设置 44

2.4.2  设置图形编辑环境参数 47

2.5  电路元件的电气连接 49

2.5.1  放置元器件 49

2.5.2  编辑元器件 53

2.5.3  元器件位置调整 55

2.5.4  绘制导线 57

2.5.5  放置电源和接地符号 59

2.5.6  放置节点 59

2.5.7  绘制总线 61

2.5.8  绘制总线分支线 61

2.5.9  实例——开关电路的

原理图 62

2.6  实用工具绘图 67

2.6.1  实用工具 67

2.6.2  折线的绘制 67

2.6.3  椭圆与圆弧的绘制 68

2.6.4  放置文本 69

2.6.5  实例——电感元器件的绘制 71

2.7  电路原理图设计实例 72

2.7.1  实例——设计直流稳压

电路图 72

2.7.2  实例——设计定时器

电路图 75

第3章  层次化原理图的设计 80

3.1  层次原理图的基本概念与结构 80

3.1.1  基本概念 80

3.1.2  基本结构 81

3.2  层次化原理图的设计方法 81

3.2.1  自上而下的设计方法 82

3.2.2  自下而上的设计方法 87

3.2.3  层次化原理图的切换 88

3.2.4  层次设计表 90

3.3  综合实例 91

3.3.1  实例——波峰检测电路层次

原理图的设计 91

3.3.2  实例——声控变频器

原理图的设计 96

第4章  电路原理图的后续处理 99

4.1  在原理图中添加PCB设计规则 99

4.1.1　在对象属性中添加设计规则 99

4.1.2  在原理图中放置

PCB Layout标志 100

4.2  原理图的基本编辑 102

4.2.1  选取图元 102

4.2.2  解除对象的选取状态 103

4.2.3  图元对象的剪切 104

4.2.4  智能粘贴 105

4.2.5  阵列粘贴 107

4.2.6  删除图元对象 108

4.2.7  图元对象的组合 109

4.2.8  电路连线的编辑 110

4.3  查找与替换操作 111

4.3.1  文本的查找 111

4.3.2  文本的替换 112

4.3.3  查找下一处 113

4.3.4  查找相似对象 113

4.4  原理图查错及其编辑 114

4.4.1  原理图的自动检测设置 114

4.4.2  原理图的编译 117

4.4.3  原理图的修正 117

4.5  打印与输出原理图 119

4.5.1  打印输出 119

4.5.2  网络报表 120

4.5.3  生成原理图文件的网络表 121

4.5.4  生成元件报表 123

4.5.5  实例——音量控制电路的

输出 125

4.6  工具的使用 133

4.7  使用SCHFilter和Navigator

面板进行快速浏览 135

4.8  综合实例 137

4.8.1  实例——门铃控制电路

报表的输出 137

4.8.2  实例——AD转换电路的

打印输出 140

第5章  PCB设计基础 145

5.1  PCB概述 145

5.1.1  PCB的发展和种类 145

5.1.2  PCB编辑器的功能特点 147

5.2  PCB的设计界面简介 148

5.2.1  PCB菜单栏 149

5.2.2  PCB主工具栏 149

5.3  PCB设计流程图 150

5.4  PCB的设置 150

5.4.1  PCB板层的设置 150

5.4.2  PCB板层颜色的修改 151

5.4.3  PCB编辑器的设置 153

5.5  在PCB文件中导入原理图

网络表信息 155

5.5.1  设置同步比较的规则 155

5.5.2  导入网络报表 156

5.5.3  原理图与PCB图的

同步更新 158

5.6  元件的布局 160

5.6.1  自动布局约束参数 161

5.6.2  元件的手动布局 164

5.6.3  推挤式自动布局 165

5.6.4  导入自动布局文件进行

布局 166

5.6.5  实例——单片机的

布局设计 166

5.7  电路板的布线 169

5.7.1  设置PCB自动布线的策略 170

5.7.2  电路板自动布线的操作 172

5.7.3  电路板手动布线 173

5.7.4  实例——LED显示电路的

布线设计 173

5.8  PCB基本图元对象的布置 175

5.8.1  线段布置 175

5.8.2  连线布置 176

5.8.3  焊盘布置 177

5.8.4  过孔布置 178

5.8.5  填充布置 179

5.8.6  字符串布置 180

5.8.7  元件封装布置 181

5.8.8  覆铜 181

5.8.9  补泪滴 183

5.8.10  实例——单片机覆铜制作 183

5.9  综合实例 184

5.9.1  实例——整流滤波电路的

设计 184

5.9.2  实例——彩灯控制

电路设计 188

第6章  创建元器件库 193

6.1  创建原理图的元件库 193

6.1.1  元件库面板介绍 193

6.1.2  工具栏介绍 195

6.1.3  设置元件库编辑器的

工作区参数 196

6.1.4  库元件的绘制 197

6.1.5  编辑元件属性 200

6.1.6  子部件库元件的绘制 201

6.2  创建原理图元件 202

6.2.1  原理图 202

6.2.2  创建新的原理图库 203

6.2.3  创建新的原理图元件 204

6.2.4  给原理图元件添加引脚 205

6.2.5  设置原理图中元件的属性 206

6.2.6  向原理图元件中添加模型 207

6.2.7  向原理图元件添加

PCB封装模型 208

6.2.8  添加电路仿真模型 209

6.2.9  加入信号完整性分析模型 211

6.2.10  添加元件参数 211

6.2.11  间接字符串 212

6.2.12  实例——制作变压器

元件 213

6.3  综合实例 216

6.3.1  实例——七段数码管元件 216

6.3.2  实例——制作LCD元件 218

第7章  PCB设计规则的设置 224

7.1  PCB设计规则简述 224

7.2  电气规则 224

7.2.1  安全间距 225

7.2.2  允许短路 226

7.2.3  未布线网络 227

7.2.4  未连接引脚 227

7.2.5  修改多边形 228

7.3  PCB布线规则 228

7.3.1  布线线宽 228

7.3.2  布线拓扑 229

7.3.3  优先布线 230

7.3.4  布线层 231

7.3.5  布线转角 232

7.3.6  过孔类型 232

7.3.7  扇出类型 233

7.4  PCB设计规则向导 234

7.4.1  PCB设计规则检查 236

7.4.2  取消错误标记 237

7.4.3  导入与导出设计规则 237

7.5  综合实例 238

7.5.1  实例——USB鼠标

电路设计 238

7.5.2  实例——窃听器电路板的

设计 243

第8章  元器件封装的制作与管理 247

8.1  元器件封装简介 247

8.2  常用元器件封装介绍 248

8.2.1  元件封装编辑器 248

8.2.2  利用向导创建元器件封装 250

8.2.3  手工创建元器件封装 253

8.3  创建含有多个部件的原理图元件 256

8.3.1  创建元件的外形 256

8.3.2  创建一个新的部件 258

8.3.3  创建部件的另一个

可视模型 259

8.3.4  从其他库中添加元件 259

8.3.5  复制多个元件 259

8.3.6  元件报告 260

8.3.7  库报告 260

8.3.8  元件规则检查 260

8.3.9  实例——制作三极管

2N3094元件 261

8.4  综合实例 263

8.4.1  实例——U盘电路的

IC1114元器件 263

8.4.2  实例——制作LED元器件 265

第9章  PCB元器件库的管理 268

9.1  PCB元件封装的管理 268

9.1.1  复制PCB元件封装 268

9.1.2  导入旧版本的PCB封装 269

9.2  自定义PCB元件封装 272

9.3  利用向导生成PCB元件封装 275

9.4  综合实例 277

9.4.1  实例——创建计时器集成

元器件库 277

9.4.2  实例——绘制运算单元 280

第10章  信号完整性 285

10.1  信号完整性概述 285

10.1.1  信号完整性简介 285

10.1.2  自动信号分析器 287

10.2  信号完整性分析 287

10.2.1  启动信号完整性分析器 287

10.2.2  信号完整性分析工具 289

10.2.3  信号完整性分析器的设置 291

10.2.4  将信号完整性集成进

标准板卡的设计流程 294

10.3  综合实例 294

10.3.1  实例——计数器的完整性

分析 294

10.3.2  实例——信号完整性中的

反射和串扰分析 298

第11章  原理图与PCB图的

交互验证 305

11.1  以原理图和PCB图输出

 PDF文件 305

11.2  原理图与PCB图关联 308

11.3  原理图与PCB的交互 309

11.4  PCB与原理图的相互更新 310

11.4.1  由PCB原理图更新PCB 310

 

11.4.2  由PCB更新原理图 311

11.5  综合实例 312

11.5.1  实例——风扇电路

原理图的设计 312

11.5.2  实例——风扇电路PCB的

设计 317

第12章  PCB的后续处理 321

12.1  电路板的测量 321

12.1.1  测量电路板上两点间的

距离 321

12.1.2  测量电路板上对象间的

距离 322

12.1.3  测量电路板上导线的长度 322

12.2  设计规则检查(DRC) 322

12.2.1  在线设计规则检查 324

12.2.2  批处理设计规则检查 325

12.2.3  对未布线的PCB文件执行

批处理设计规则检查 325

12.2.4  对已布线完毕的PCB文件

执行批处理设计规则检查 327

12.3  电路板的报表输出 327

12.3.1  PCB图的网络表文件 327

12.3.2  PCB板信息总报表 328

12.3.3  元件报表 328

12.3.4  网络表状态报表 329

12.3.5  实例——电路板元件

清单报表 330

12.4  电路板的打印输出 331

12.4.1  打印PCB文件 332

12.4.2  生成Gerber文件 334

12.5  综合实例 335

12.5.1  实例——PCB图纸的

打印输出 335

12.5.2  实例——生产加工

文件输出 337

第13章  PCB的高级设计 341

13.1  布局布线空间 341

13.2  对象分类管理器 342

13.2.1  类 342

13.2.2  组合 344

13.3  元件体管理器 345

13.3.1  选择元件体的形状 346

13.3.2  添加元件体到封装 347

13.3.3  设置元件体参数 347

13.3.4  元件体的批处理设置 348

13.4  PCB布线进阶 348

13.4.1  阻抗决定的线宽 348

13.4.2  PCB走线切割 350

13.4.3  拖动时保持导线角度 350

13.4.4  蛇形线 351

13.4.5  交互式长度调整 353

13.4.6  撤消布线 353

13.4.7  屏蔽导线 353

13.4.8  实例——恒电位仪控制

电路PCB设计 354

13.5  综合实例 358

13.5.1  实例——读卡器

PCB设计 358

13.5.2  实例——带弱电的电路板

PCB设计 361

第14章  电路仿真设计 368

14.1  电路仿真的基本概念 368

14.2  放置电源及仿真激励源 369

14.2.1  直流电压/电流源 369

14.2.2  正弦信号激励源 370

14.2.3  周期脉冲源 371

14.2.4  分段线性激励源 371

14.2.5  指数激励源 372

14.2.6  单频调频激励源 373

14.3  仿真分析的参数设置 373

14.3.1  一般设置 374

14.3.2  静态工作点分析 374

14.3.3  瞬态分析 375

14.3.4  交流小信号分析 376

14.4  特殊仿真元器件的参数设置 376

14.4.1  节点电压初值 376

14.4.2  节点电压 377

14.4.3  仿真数学函数 378

14.4.4  实例——电源电路的

仿真分析 378

14.5  电路仿真的基本方法 382

14.6  综合实例 384

14.6.1  实例——混合信号仿真 384

14.6.2  实例——数字电路仿真 385

第15章  单片机实验板电路图的

设计 388

15.1  新建工程 388

15.2  载入元器件 390

15.3  原理图输入 395

15.3.1  元件布局 396

15.3.2  元件手工布线 396

15.4  PCB设计 398

15.4.1  准备工作 398

15.4.2  资料转移 399

15.4.3  零件布置 400

15.4.4  网络分类 401

15.4.5  布线 403

15.5  生成报表文件 405

第16章  报警器电路的设计 407

16.1  电路分析 407

16.2  报警器电路原理图的设计 407

16.3  印制电路板的设计 412

第17章  数码管显示电路的设计 417

17.1  建立文件夹 417

17.2  原理图绘制前的准备 417

17.3  建立库文件 419

17.3.1  建立AT89C2051元件 419

17.3.2  建立AT89C2051元件

封装 422

17.3.3  创建AT89C2051集成

元器件库 423

17.3.4  建立DpyBule-CC元件 425

17.3.5  建立DpyBule-CC

元件封装 428

17.3.6  创建DpyBule-CC集成

元器件库 430

17.3.7  编译库文件 431

17.4  原理图的绘制 432

17.4.1  查找元件 432

17.4.2  元件布局 435

17.4.3  元件手工布线 435

17.5  PCB的绘制 437

17.5.1  新建PCB文档 437

17.5.2  PCB板布局 438

17.5.3  PCB板布线 439

17.5.4  放置安装孔 441

17.5.5  覆铜制作 442