Altium-Designer-电路板设计(教师讲课用)1.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,印刷电路板设计与制作,电子实习,1.,遵守实习纪律，,8,：,00,16,：,00,；,2.,不允许玩游戏，发现一次扣一分；,3.,不允许在机房里吃早饭；,4.,不允许随意走动、聊天、大声喧哗；,5.,不允许更改电脑的设置；,6.,不允许使用,U,盘，文件的传递通过网络；,7.,注意保持机房的卫生；,8.,每天记录电脑使用情况，有问题马上报告。,上机实习规章,ftp:/10.133.40.40,用户名：,301,密 码：,301,电路板设计流程,新建项目,建立原理图,建立,PCB,图,打印、转印、腐蚀、钻孔、涂助焊剂,焊接原件，测试电路板功能,元件库,封装库,主要教学内容,基础知识,电路原理图的设计,电路板设计与制作,Altium,Designer,软件简介,印刷电路板的基本知识,印制电路板的设计流程,印制电路板的制作,基础知识,主要教学内容,Altium,Designer,是一个功能强大的通用电路板设计,软件，简称,AD,。发展历程如下：,基础知识,软件简介,1.1985,年,-TANGO,2.1988,年,-,Protel,for DOS,3.1998,年,-,Protel,98,4.1999,年,-,Protel,99,5.2000,年,-,Protel,99 se,6.2001,年,-,Protel,DXP,7.2004,年,-,Protel,DXP 2004,8.2006,年,-,Altium,Designer 6.0,9.2009,年,-,Altium,Designer Winter 09,（,8.3,）,基础知识,软件简介,1.,电路原理图设计,:SCH,、,SCHLIB,、各种文本编辑器。,2.,印刷电路板设计,:PCB,、,PCBLIB,、电路板组件管理器。,3.FPGA,及逻辑器设计。,Altium,Designer,主要特点,:,功能强大，支持多国语言，完全兼容,Protel,各版本。,Altium,Designer,主要功能,:,基础知识,印刷电路板的基本知识,是指说明电路中各个元器件的电气连接,关系的,图纸,。（它不涉及元器件的具体,大小,、,形状,，而只是关心元器件的,类型,、,相互之间的连接,情况。）,是用来,安装、固定各个实际电路元器,件并利用铜箔走线实现其正确连接关,系,的一块,基板,。,什么是电路原理图？,什么是印刷电路板？,两个概念：,基础知识,分类：,1.,刚性电路板和柔性电路板；,2.,酚醛树脂板、环氧树脂板、氮化铝板、碳化硅板等；,3.,目前常用的电路板有单层、双面、四层板、六层板等。,印刷电路板,（,Printed Circuit Board,PCB,）,作用：安装、固定支撑各个实际电路元器件并利用,铜箔走线将各种元器件联接起来形成电流通路。,印刷电路板的基本知识,原理图 元器件 印刷电路板,举例说明：,基础知识,印刷电路板的基本知识,单面板,早期的电路板主要连接较大体积的元器件，由于制造工艺水平不够高，主要是以单面板为主。,基础知识,印刷电路板的基本知识,双面板,集成电路的出现使电路板的布局更加的复杂，因此出现了双面板，即：两面都可以走线的电路板。,基础知识,印刷电路板的基本知识,多层板的特点是除了顶面、底面走线层外，板子中间还有走线层。,多层板,基础知识,顶层（,Top layer,）,电源,/,接地板层,(VCC or GND),过孔（,Via),绝缘层,中间层（,Mid Layer,）,VCC or GND,底层（,Bottom Layer,）,沉孔,4,层板简略图,印刷电路板的基本知识,基础知识,印刷电路板的设计流程,原,理,图,设,计,编,译,原,理,图,生,成,网,络,表,规,划,电,路,板,调,取,网,络,表,设,计,电,路,板,规,则,检,查,加,载,元,件,库,电子实习,.,PrjPcb,基础知识,印刷电路板的设计流程,一般而言，一个电路设计要经过以下步骤：,建立,pcb,设计工程文件：,(.,PrjPcb,文件,),；,2.,绘制电路原理图，对元件属性赋值,:(.,SchDoc,文件,),；,3.,编译原理图，以消息方式显示错误；,4.,生成网络表,(.NET,文件，系统自动生成）；,5.,生成,PCB,板图，绘制板框：,(.,PcbDoc,文件,),；,6.,调入网络表，完成元件位置布置，设置布线规则，完成全部布线；,7.,电路板规则检查,(.html,文件，系统自动生成）。,基础知识,印刷电路板的制作,实验室手工制作电路板的过程,电路设计,打印图纸,转印图纸,修补线条,腐蚀铜箔,去除碳膜,打孔,清洗,涂助焊剂,基础知识,软件的汉化,重启后生效！,其它系统设定,也是在这里。,电路原理图设计,主要教学内容,原理图的设计流程,常用原理图库调用,生成网络表的方法,电路原理图设计,原理图设计流程,在,E,盘,下建立,以自己的学号命名的文件夹里，,新建一个,PCB,项目工程，点击鼠标右键,保存,，,名字改为,“,练习,1,”,。,电路原理图设计,设计流程,点击鼠标右键,“,练习,1.PrjPcb,”,为工程添加原理图文件，,并,保存,，名字为,“,练习,1,”,。,电路原理图设计,设计流程,设置文档选项：在图纸上双击图纸四周的方块电路。,电路原理图设计,设计流程,安装所有元件库，包括原理图符库和元件封装库。,电路原理图设计,设计流程,添加图中所有元件，依据原理图进行元器件间的电气联接。,画导线,快捷,:PW,注意：要捕捉到,元件的电气节点,才能画正确的线,电路原理图设计,设计流程,双击元件编辑修改其属性：标识、注释、封装等。,电路原理图设计,设计流程,编译（规则检查）：没错误，则,Messages,为空白。,如果有错误,，则,要把错误修改好，警告有时可以忽略。,电路原理图设计,设计流程,查看封装管理器，器件的标识、注释栏不能有空白。,电路原理图设计,设计流程,生成网络表文件（练习,1.NET),。,电路原理图设计,常用元件库,如果库里没有,要自定义其图符及封装。,Miscellaneous,Devices.IntLib,:,包含常用的电阻、电容、二极管、三极管等的符号；,Miscellaneous,Connectors.IntLib,:,包含常用的接插器件等；,厂家名称,.,IntLib,:,包含各自厂家生产的元器件的符号和封装，可以在安装目录,下的,“,库,”,文件夹中找到。,电路原理图设计,在工程中新建一个,Schematic Library,文件，并打开。,数码管画法,电路原理图设计,放置一个大小合适的矩形。,数码管画法,电路原理图设计,用画直线和椭圆的命令绘制“,8.8.8.”,。,数码管画法,电路原理图设计,放置,10,个元件管脚：,管脚上的十字叉朝外,。,双击每个管脚，,修改其名称和编号。,数码管画法,双击每个管脚，,修改其名称和编号。,十字叉,电路原理图设计,绘制完成的数码管：,数码管画法,电路原理图设计,修改元件名称。,把绘制完成的数码管,文件安装到库中，可,以正常使用该元件。,参考,PPT,第,22,页。,数码管画法,Ctrl+C,:,复制,Ctrl+X,:,剪切,Ctrl+V,:,粘贴,Ctrl+R,:,复制多个,Ctrl+D,:,复制一个（,先选中元件,）,SA,（,XA,）：选中（释放）所有的元件,鼠标左键,点中,元件,X,：元件水平,方向,切换；,Y,垂直,点中元件,TAB,键：打开元件属性编辑器,鼠标左键点中某元件空格：元器件旋转,鼠标右键,+,移动鼠标：上下左右移动视图,Ctrl+,滚轮：放大、缩小视图,滚动滚轮（,+Shift,）：视图上下（,左右,）移动,快捷键要在输入法是英文的状态下才起作用。,电路原理图设计,常用快捷操作,名称 封装名称 元件名称 所属元件库,传感器,:SEN,（自绘）,Optoisolator1,Miscellaneous Devices,直插电阻,:,默认,RES2,Miscellaneous Devices,瓷片电容,:RAD-0.1(,改,),CAP,Miscellaneous Devices,运算放大器,:,默认,LM741CN,NSC Operational Amplifier,反相器,:,默认,HCC4049UBF,ST Logic Gate,整流二极管,:,默认,DIODE 1N4007,Miscellaneous Devices,开关二极管,:,默认,DIODE 1N4148 Miscellaneous Devices,发光二极管：,LED,（自绘）,LED0,Miscellaneous Devices,单列直插接口,:,默认,HEADER 2,Miscellaneous Connectors,电解电容,:RB.1.2(,自绘）,Cap Pol2 Miscellaneous Devices,电路原理图设计,常用元件说明,心率计,1,传感器、放大、负电源,电路原理图设计,常用元件说明,心率计,2,单片机部分,名称 封装名称 元件名称 所属元件库,7805:,默认,MC7805CT,ON Semi Power Mgt Voltage Regulator,直插电阻,:,默认,RES2,Miscellaneous Devices,瓷片电容,:RAD-0.1,（改）,CAP,Miscellaneous Devices,单片机,:,默认,P89C51RC2HBP,Philips Microcontroller 8-Bit,拨动开关,:,默认,SW-SPDT,Miscellaneous Devices,整流二极管,:,默认,DIODE 1N4007,Miscellaneous Devices,发光二极管,:LED,（自绘）,LED0,Miscellaneous Devices,PNP,三极管,:,默认,2N3906 Miscellaneous Devices,单列直插接口,:,默认,HEADER 2,Miscellaneous Connectors,数码管,:DIS,（自绘）,DIS,（自绘）无,按钮,:SW,（自绘）,SW-PB Miscellaneous Devices,晶振,:JZ,（自绘）,XTAL Miscellaneous Devices,电解电容,:,电路原理图设计,常用元件说明,心率计,2,计数、显示、门控,名称 封装名称 元件名称 所属元件库,555:,默认,NE555N,ST Analog Timer Circuit,4543:,默认,HCC4543BF,ST Interface Display Driver,4553:,默认,MC14553BCL ON Semi Logic Counter,瓷片电容,:RAD-0.1,（改）,CAP,Miscellaneous Devices,单片机,:,默认,P89C51RC2HBP,Philips Microcontroller 8-Bit,拨动开关,:,默认,SW-SPDT,Miscellaneous Devices,NPN,三极管,:,默认,2N3904,Miscellaneous Devices,PNP,三极管,:,默认,2N3906 Miscellaneous Devices,发光二极管,:LED,（改）,LED0,Miscellaneous Devices,单列直插接口,:,默认,HEADER 2,Miscellaneous Connectors,数码管,:DIS,DIS,无,电阻,:,默认,RES2 Miscellaneous Devices,可调电阻,:,默认,RPOT Miscellaneous Devices,电解电容,:,电容：,10pF,10uF,常用封装：,0603,0805,1005.,电阻：几欧数百,K,，,常用封装：,0603,0805,1005.,集成电路：,SO4,SO20,依据,IC,手册选用,.,三极管：,SOT-23,SOT-89.,选用贴片集成电路时一定要仔细查阅该器件手册,.,确保选用的封装符合所用元件的尺寸要求,.,发光二极管,:,0805,电解电容,:,1206,LM7805:,DSO-G3,接插件用直插的封装,电路原理图设计,常用元件说明,心率计贴片元件说明,电路板设计,PCB,绘图的基础知识,电路板的设计流程,元件放置和走线的原则,主要教学内容,电路板中常用各个层的含义：,Toplayer,:,顶层走线层（默认红色）；,Bottomlayer,:,底层走线层（默认蓝色）；,TopOverlayer,:,顶层丝印层，用于字符的丝网露印 （默认黄色）；,BottomOverlayer,:,(,可选）底层丝印层；,KeepOutlayer,:,禁止层，用于定义,PCB,板框；,Multilayer:,穿透层（焊盘镀锡层）；,MechanicalLayer14:,机械层，用于尺寸标注等。,电路板设计,基础知识,常用元件所在的封装库名称,1,）,PCB,Footprints,.PCBLIB,:,大多数常见元件的封装库，如贴片电阻、直插电阻、电容、二、三极管，,DIP,直插集成电路等，电位器等；,2,）,Transistors.PCBLIB,:,晶体管封装库；,3,）各个厂家基本上都有自己的元件库；,4,）建议把常用的元件封装整理成单独的库文件。,基础知识,电路板设计,建立,PCB,文件并保存，名字改成,“,练习,1,”,。,电路板设计流程,电路板设计,安装标准,PCB,封装库和自定义元件封装库。,电路板设计流程,电路板设计,电路板设计流程,电路板设计,导入元件，如果有错返回原理图修改。,点击，元件被调出，如下图：,方法,1,：,导入元件，如果有错返回原理图修改。,电路板设计流程,电路板设计,点击，元件被调出，如下图：,方法,2:,元件被调出后，元件之间由飞线连接。飞线代表元件,的连接关系，并不存在,PCB,中。删除暗红色,ROOM,。,电路板设计流程,电路板设计,运行规则检查，把元件上的绿色报警取消,。,电路板设计流程,电路板设计,把勾去掉,复位错,误检查,按照一定的原则,排列,元件,和,元件的编号,。,电路板设计流程,电路板设计,规划电路板的大小。,在软件界面下面层的选择中，选中,Keep-Out Layer,。,即：禁止布线层，来定义板子大小。如下图：,用画线的命令画一个比排列的元件稍微大一些的矩形。,电路板设计流程,电路板设计,在边框的左下角设定原点：,EditOriginSet,用上述菜单操作选中电路板的尺寸范围，,重新定义板子的外形。,电路板设计流程,电路板设计,板子大小定义完成的图纸。,电路板设计流程,电路板设计,定义图纸大小的过程。,定义布线规则：主要修改一下三项。,电路板设计流程,电路板设计,-1,定义最小间距：改为,0.3mm,。,单位快速切换,Q,键。,电路板设计流程,电路板设计,-2,定义线粗细：信号线,0.5mm,，电源线,加粗,且,优先,。,电路板设计流程,电路板设计,电路板设计流程,电路板设计,把,VCC,网络的线改为,0.6mm,。,鼠标右键,电路板设计流程,电路板设计,把,GND,网络的线改为,0.8mm,。,鼠标右键,电路板设计流程,电路板设计,注意优先权的选择！,否则布出来的线宽一样,-3,走线层：把,Top Layer,上的勾去掉，则是底层走线,的单面板；反之是顶层走线的单面板。,电路板设计流程,电路板设计,手工画线或,自动布线，,手工修改,不合适的线。,电路板设计流程,电路板设计,把飞线取代即可,修改电路前先删除已经布好的线。,电路板设计流程,电路板设计,布线规则检查。,Messages,对话框应该是空白，如果有致命的,错误则要返回电路板图进行修该。,电路板设计流程,电路板设计,电路板的三维显示。,相同的菜单操作可以切换为,2,维显示。,电路板设计流程,电路板设计,电路板的,3D,显示（立体显示）。,电路板设计流程,电路板设计,菜单操作：,ToolsLegacy ToolsLegacy 3D View,*3D,视图可以翻转,PCB,后续处理。,A,：加泪滴。,（修改布线之前先删除泪滴）,电路板设计流程,电路板设计,菜单操作：,ToolsTeardropsOK,前后,比较,B,：铺铜网,单面板只要底层铺铜,双面板铺顶层和底层,电路板设计流程,电路板设计,*,电路板在修改前,首先把铜网删除。,C,：放置字符串,电路板设计流程,电路板设计,用向导建立,PCB,文件的方法（,55mm,88mm,）：,向导建立,PCB,电路板设计,向导建立,PCB,电路板设计,向导建立,PCB,电路板设计,向导建立,PCB,电路板设计,向导建立,PCB,电路板设计,电路板的尺寸：长宽以,3,：,2,或,4,：,3,为最佳。当大于,200mm,长和,150mm,宽时，考虑强度。,高频元器件之间的连线越短越好，隶属于输入或输出电路的元器件之间的距离越远越好。,具有高电位差的元器件应加大与其它连线之间的距离。一般,200V/mm,比较合适。,发热元器件应该远离热敏元器件。,可以调节的元器件应该注意位置，应该放在比较容易调节的地方，要与整机的面板一致。,太重或发热量多的元器件不宜安装在电路板上。,对于电路板和元器件的要求：,元件布局和走线原则,电路板设计,按照电路功能布局：,如果没有特殊要求，尽可能的按照原理图的元件安排对元件进行布局，信号从左边进入，从右边输出，从上边输入，从下边输出。,按照电路的流程，安排各个功能电路单元的位置，使信号流通更加顺畅和保持一致。,以每个功能电路为核心，围绕这个核心电路进行布局，元件安排应该,均匀、整齐、紧凑,。,数字部分与模拟部分的地线分开。,元件布局和走线原则,电路板设计,对于布线的要求：,线长：铜线应该尽可能的短。拐角为圆角或斜角。,线宽：一般,1-1.5mm,的线宽，可以流过,2A,的电流。但是一般要选择大于,0.3mm,。手工制板大于,0.5mm,。,线间距：相临铜线之间的距离应该满足电气安全要求，同时为了便于生产。间距越宽越好，最小间距应该能承受所加的电压的峰值。,屏蔽与接地：铜线的公共地，应该尽可能的放在电路板的边缘部分。在电路板上应该尽可能多的保留铜箔做地线，这样可以使屏蔽能力增强。地线的形状最好做成环路或网络状。,顶层、底层走线应尽量相互垂直，避免相互平行，尽量减少过孔的数量。,元件布局和走线原则,电路板设计,Altium,Designer,提供了两种绘图尺寸的单位：英制（,imperial),和公制（,Metric),。,1000mil=25.4mm=1,英寸,。,电阻、电容、集成电路等绝大多数器件的管脚间距是以,英制,单位定义的,。,例如：电阻,AXIAL0.3,表示管脚间距,300mil=7.62mm;,电容,RAD0.2,间距,200mil,5.08mm,；,直插,IC,相邻管脚间距,100mil=2.54mm,。,Altium,Designer,的绘图单位：,单位切换：,“,Q,”,。,电路板设计,电路板设计,基础知识,元件封装的尺寸介绍,（,1,）,测量元件的管脚直径、形状，元件外形的长、宽。,（,2,）在绘制元件封装时，定义的焊盘,(pad,）钻孔直径比,测量管脚直径大,0.20.4mm(,经验值），特殊情况可,适当大些；焊盘的外径,X,Y,尺寸比孔径直径上大,0.6,0.8mm,（经验值，外焊接方便可靠）。,（,3,）绘制元件外形一般在,顶层丝印层,进行，也就是显示,在,PCB,板上的白色文字。,（,4,）必须定义参考原点，否则在,PCB,中找不到该元件或,该元件无法移动。,对于封装库里没有的元件，必须精确绘制其封装，,才能把,PCB,设计完整。任何元件的封装错误都可以,导致所设计的电路板报废。绘制元件应注意：,电路板设计,（,1,）向工程添加一个,PCB Library,，双击打开，,保存成,“,自定义封装,”,的名字。,电路板设计,（,2,）设置栅格大小：菜单命令为,“,工具,-,器件库选项,”,。,Grid1,、,2,改成,10mil,和,100mil,，（为了方便绘图）,。,电路板设计,（,3,）在,TopoverLayer,，绘制元件外形、放焊盘（,PP,）。,元件封装的知识,电路板设计,（,4,）修改封装名字：改成,PPT,要求的,footprint,名称。,元件封装的绘制方法,电路板设计,（,5,）设置参考点：即把器件的原点设定在元件附近。,元件封装的绘制方法,电路板设计,原点,（,6,）绘制第二个元件，其它步骤同上。,元件封装的绘制方法,电路板设计,谢谢!,考试用,元器件,名称及封装名,名称 封装名称 元件名称 所属元件库,IC2:,默认,MC7805CT,ON Semi Power Mgt Voltage Regulator,IC3:,默认,MC7905CT,ON Semi Power Mgt Voltage Regulator,IC1(555):,默认,NE555N,ST Analog Timer Circuit,直插电阻,:,默认,RES2,Miscellaneous Devices,瓷片电容,:RAD-0.1,（改）,CAP,Miscellaneous Devices,整流二极管,:,默认,DIODE 1N4007,Miscellaneous Devices,PNP,三极管,:,默认,2N3906 Miscellaneous Devices,NPN,三极管,:,默认,2N3904 Miscellaneous Devices,单列直插接口,:,默认,HEADER 2(3),Miscellaneous Connectors,电解电容,:RB.1.2(,改）,Cap Pol2 Miscellaneous Devices,