使用AltiumDesigner繪制PCB板的課程設計報告蘇州大學城市軌道交通學院課程設計實驗告利用AltiumDesigner設計單片機實驗系統PCB板XXX10控制工程2013-5-19利用AltiumDesigner設計單片機實驗系統PCB板(2)一、課程設計目的(2)二、設計工具(AltiumDesigner)簡介(2)三、設計過程規劃(3)四、原理圖繪制(4)A.新建工作空間和原理圖(4)B.在原理圖中放置元器件(6)C.繪制電路(10)D.編譯與查錯(13)A.PCB板設計流程(15)B.在Project中新建PCB文件(16)C.導入設計(19)D.定義板框(20)E.規則設置(21)F.組件的放置和布局(23)G.連接與布線(23)H.操作中的快捷方式簡介(26)I.DRC檢測(28)六、部分特殊元器件的處理(29)A.SN74F04D和SN74F02D(29)B.SWDIP-2(29)C.去耦電容(29)D.Phonejack2TN(30)七、課程設計心得(31)利用AltiumDesigner設計單片機實驗系統PCB板一、課程設計目的1.培養學生掌握、使用實用電子線路、計算機系統設計、仿真軟2.提高學生讀圖、分析線路和正確繪制設計線路、系統的能力。Designer軟件的功能4.掌握繪制原理圖的各種工具、利用軟件繪制原理圖。5.掌握編輯元器件的方法構造原理圖元件庫。6.熟練掌握手工繪制電路版的方法，并掌握繪制編輯元件封裝圖的方法，自己7.了解電路板設計的一般規則、利用軟件繪制原理圖并自動生成二、設計工具(AltiumDesigner)簡介AltiumDesigner基于一個軟件集成平臺，把為電子產品開發提供完整環境所需的工具全部整合在一個應用軟件中。AltiumDesigner包含所有設計任務所需的工具：原理圖和HDL設計輸入、電路仿真、信號完整性分析、PCB設計、基于FPGA的嵌其主要特點有：FPGA設計及打印這些功能有機地結合在一起，提供了一個集成開發環境。2.提供了混合電路仿真功能，為設計實驗原理圖電路中某些功能模塊的正確與3.提供了豐富的原理圖組件庫和PCB封裝庫，并且為設計新的器件提供了封裝。4.提供了層次原理圖設計方法，支持“自上向下”的設計思想，使大型電路設計5.提供了強大的查錯功能。原理圖中的ERC(電氣法則檢查)工具和PCB的DRC (設計規則檢查)工具能幫助設計者更快地查出和改正錯誤。6.全面兼容Protel系列以前版本的設計文件，并提供了OrCAD格式文件的轉換三、設計過程規劃流程圖：1.方案分析決定電路原理圖如何設計，同時也影響到PCB板如何規劃。根據設計要求進行方案比較、選擇，元器件的選擇等，這是開發項目中最2.設計原理圖組件AltiumDesigner6.0提供了豐富的原理圖組件庫，但不可能包括所有組件，必要時需動手設計原理圖組件，建立自己的組件庫。3.繪制原理圖找到所有需要的原理組件后，開始原理圖繪制。完成原理圖后，用ERC(電氣法則檢查)工具查錯。找到出錯原因并修改原理圖電路，重新查錯到沒有原則性錯誤為止。4.制作元器件封裝和原理圖組件庫一樣，AltiumDesigner6.0也不可能提供所有組件的封裝。需要時自行設計并建立新的組件封裝庫。5.設計PCB板確認原理圖沒有錯誤之后，開始PCB板的繪制。首先繪出PCB板的輪廓，確定工藝要求(使用幾層板等)。然后將原理圖傳輸到PCB板中來，在網絡表、設計規則和原理圖的引導下布局和布線。使用 (設計規則檢查)工具查錯。電路設計時另一個關鍵環節，它將決定該產品的實用性能，需要考慮的因素很多，不同的電路有不同要求。四、原理圖繪制A.新建工作空間和原理圖項目是每項電子產品設計的基礎，在一個項目文件中包括設計中PCB件及保留在項目中的所有庫或模型。一個項目文件類似Windows系統中的“文件夾”，在項目文件中可以執行對文件的各種操作，如新建、打開、關閉、復制與刪除等。但需注意的是，項目文件只是起到管理的作用，在保存文件時，項目中的各個文件是以單個文件的形式保存的。新建工作空間1.在菜單欄選擇File→New→Project→PCBProject。Projects出現。新建原理圖紙1.單擊File→New→Schematic，或者在Files面板的New單元選擇:SchematicSheet。2.通過選擇File→SaveAs來將新原理圖文件重命名(擴展名為*.SchDoc)將原理圖添加進Project如果設計者想添加到一個項目文件中的原理圖圖紙是作為自由文件夾被打開，那么在Projects面板的FreeDocuments單元Sourcedocument文件夾下用鼠標拖拽要移動的文件sheet1.sch到目標項目文件夾下的Sourcedocument上即可。B.在原理圖中放置元器件元器件的查找AltiumDesigner為了管理數量巨大的電路標識，電路原理圖編輯器提供了強大的庫搜索功能。我們調用相應的元件時只需找到相應公司的相應元器件種類就可方便的找到所需的元器件。1.將你所需要用的庫文件添加進Libraries2.尋找所需元器件直接在Libraries面板中的關鍵字過濾欄中輸入查找元器件或者選擇Place→part，在彈出的對話框中選中choose，在Browserlibraries對話框中選擇find，進行元器件的尋找。放置元器件找到所需元器件后，直接將其拖動至原理圖中的相應位置。在拖動過程中，可以使用快捷鍵對元器件進行一些操作：3)Tab修改元件屬性5)左鍵單擊放置元件6)右鍵單擊停止放置元器件的屬性設置可以在放置元件時按“Tab”鍵修改，也可以在放置好的元件雙擊2.電阻電容等無源元件的屬性設置1)無源元件的參數列表中，一般含有“Value”參數，它同時是元件的仿真參數，一般應將元件數值寫在“Value”參數中，并設置為“Visible”2)“Comment”用于填寫元件型號，對于一般阻容元件無具體型號的，可將其設置為參數引用“Value”并隱藏3)電阻的功率、電容的耐壓等參數，可在參數列表中添加新的自對于已添加的庫中的元器件來說，一般封裝都已給定，無特殊要對于未指定封裝或者自己繪制的元器件來講，可以在封裝庫中查找所需封裝并選用，選擇時注意區分貼片式和直插式封裝。C.繪制電路使用導線連接器件1)為了使原理圖圖紙有很好的視圖效果，可以使用以下三種方法，執行菜單命令View/FitAllObjects；第二種在原理圖圖紙上右擊鼠標，在彈出的菜單中選擇FitAllObjects選項；第三種是使用熱鍵(V，F)。2)執行主菜單命令Place/Wire，進人繪制導線狀態，并繪制原理圖上的所有導線。把十字形游標放在第一個器件的引腳上，把游標移動到合適的位置時，一個紅色的星形連接標志出現在游標處，這表明游標在個電氣連接點上。3)單擊鼠標固定第一個導線點，移動鼠標會看到一根導線從固定點處沿鼠標的方向移動。如果需要轉折，在轉折處單擊鼠標確定導線的位置，每轉折一次都需要單擊鼠標一次。4)移動鼠標到第二個器件的引腳處，游標又變成紅色的星形連接標志，單擊鼠5)移動光標，繪制出導線，默認情況下導線只會90度拐彎，這時：◆“Space”：更改出線方向(先水平或先垂直)◆“ShiftSpace”：更改拐彎角度(90度、45度、任意角度)◆“Tab”:更改導線屬性(粗細、顏色等)。批量操作1.查找相似對象2.進行批量修改元器件標號1.單個器件標號雙擊器件，可在彈出的對話框中對選中器件進行包括標號、賦值2.多個器件標號使用Tools→AnnotateSchematic菜單命令進行批量標號。使用封裝管理器進行封裝的確認和更改編譯原理圖文件點擊“Project”菜單中的compile命令，彈出編譯結果。結果分error和warning兩種，error一定需要處理，warning視具體情況而定查錯與修改點擊具體error信息，將彈出該錯誤的具體位置并在原理圖中高亮放置忽略ERC測試點放置忽略ERC測試點的主要目的是讓系統在進行電氣規則檢查 (ERC)時，忽略對某些節點的檢查。例如系統默認輸入型引腳必須連接，但實際上某些輸入型引腳不連接也是常事，如果不放置忽略ERC測試點，那么系統在編譯時就會生成錯誤信息，并在引腳上放置啟動放置忽略ERC測試點命令，主要有兩種方法：繪制電路圖工具欄中的圖示。◆執行主菜單命令Place/Directives/NOERC。A.PCB板設計流程1)設計原理圖這是設計PCB電路的第一步，就是利用原理圖設計工具先繪制好原理圖文件。如果在電路圖很簡單的情況下，也可以跳過這一步直接進入PCB電路設計步驟，進行手工布線或自動布線。2)定義組件封裝原理圖設計完成后，組件的封裝有可能被遺漏或有錯誤。正確加入網表后，系統會自動地為大多數組件提供封裝。但是對于用戶自己設計的組件或者是某些特殊組件必須由用戶自己定義或修改組件的封3)PCB圖紙的基本設置這一步用于PCB圖紙進行各種設計，主要有：設定PCB電路板的結構及尺寸，板層數目，通孔的類型，網格的大小等，既可以用系統提供的PCB設計模板進行設計，也可以手動設計PCB板。4)生成網表和載入網表網表是電路原理圖和印刷電路板設計的接口，只有將網表引人PCB系統后，才能進行電路板的自動布線。在設計好的PCB板上生成網表和加載網表，必須保證產生的網表已沒有任何錯誤，其所有組件能夠很好的加載到PCB板中。加載網表后系統將產生一個內部的網表，形成飛線。5)組件布局組件布局是由電路原理圖根據網表轉換成的PCB圖，一般組件布局都不很規則，甚至有的相互重疊，因此必須將組件進行重新布局。組件布局的合理性將影響到布線的質量。在進行對于雙面板等設計時，如果組件布局不合理，布線時。將會放置很多過孔，使電路板6)布線規則設置飛線設置好后，在實際布線之前，要進行布線規則的設置，這是PCB板設計所必須的一步。在這里用戶要定義布線的各種規則，比如7)自動布線AltiumDesigner提供了強大的自動布線功能，在設置好布線規則之后，可以用系統提供的自動布線功能進行自動布線。本次課程設計我們不使用自動布線功能。但可以作為手動布線方法的參考。8)手動布線在自動布線結束后，有可能因為組件布局或別的原因，自動布線無法完全解決問題或產生布線沖突時，即需要進行手動布線加以設置或調整。如果自動布線完全成功，則可以不必手動布線。在組件很少且布線簡單的情況下，也可以直接進行手動布線，當然這需要一定的熟練程度和實踐經驗。9)生成報表文件印刷電路板布線完成之后，可以生成相應的各類報表文件，比如組件清單、電路板信息報表等。這些報表可以幫助用戶更好的了解所設計的印刷板和管理所使用的組件。B.在Project中新建PCB文件1)在Files面板的底部的Newfromtemplate單元單擊PCBBoardWizard創建新的PCB。如果這個選項沒有顯示在屏幕上，單擊向上的箭頭圖標2)PCBBoardWizard打開,設計者首先看見的是介紹頁,點Next按3)設置度量單位為英制(Imperial)。1000mils=1inch(英寸)、1inch=2.54cm(厘米)。4)向導的第三頁允許設計者選擇要使用的板輪廓。在本例中設計者使用自定義的板子尺寸，從板輪廓列表中選擇Custom，單擊Next。5)在下一頁，進入了自定義板選項。在本次設計中，因為涉及到板子不是規則的矩形，所以尺寸定義的稍大，便于切割。單擊Next繼續。6)在這一頁允許選擇板子的層數。例子中需要兩個SignalLayers，不需要PowerPlane