AltiumDesigner的PCB简单应用.ppt

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1、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

2、刷电路板的基本知识,基础知识,印刷电路板的设计流程,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,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

3、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，名字改为“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。,注意：要捕捉到元件的电气节点才能画正确的

4、线,找不到的器件用过滤器筛选,（Header2）,（Header2）,（Res2）,（Cap Pol1）,（2N3904）,（Res2）,（Res2）,（Res2）,（Cap Pol1）,（Cap Pol1）,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

5、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,以数码管为例，讲解如何制作集成库。新建一个Integrated Library文件，保存为“数码管”，并打开。,集成库的画法,电路原理图设计,绘制元件：在工程中添加一个Schematic Library文件，保存为“数码管元件”，并打开。,集成库的画法,电路原理图设计,在

6、绘制元件的图纸中心放置一个大小合适的矩形。,集成库的画法,电路原理图设计,用画直线和椭圆的命令绘制“8.8.8.”。,集成库的画法,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。,集成库的画法,电路原理图设计,绘制完成的数码管：,集成库的画法,电路原理图设计,修改元件属性：名称、封装、标识等。,集成库的画法,电路原理图设计,集成库的画法,电路原理图设计,绘制封装：向工程添加一个PCB Library，保存为“数码管封装”，并打开。,集成库的画法,电路原理图设计,设置栅格：菜单操作“Tools-Library Options”。Grid1、2改成10m

7、il和100mil，（为了方便绘图）。,集成库的画法,电路原理图设计,在TopoverLayer，绘制元件外形、放焊盘（PP）。,集成库的画法,电路原理图设计,设置基准点：使元件在坐标的原点附近。,集成库的画法,电路原理图设计,修改封装名字：改成PPT要求的footprint名称（DIS）。,集成库的画法,电路原理图设计,编译集成库：把元件和封装打包输出，在文件存放的目录下生成一个文件夹，里面为制作好的集成库。编译的同时也把该集成库安装到了库中。,集成库的画法,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

8、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（改）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

9、大器:默认 LM741CN NSC 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（改）LED0 Miscellaneous Devices单列直插接口:默认 HEADER 2 Miscellaneous Connectors电解电容:B(改)CAP POL1 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

10、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:PIN3（改）SW-SPDT Miscellaneous Devices整流二极管:默认 DIODE 1N4007 Miscellaneous Devices发光二

11、极管:LED（改）LED0 Miscellaneous DevicesPNP三极管:默认 2N3906 Miscellaneous Devices单列直插接口:默认 HEADER 2 Miscellaneous Connectors数码管:DIS（加）DIS 无（需要自己绘制）按钮:SW（改）SW-PB Miscellaneous Devices晶振:JZ（改）XTAL Miscellaneous Devices电解电容:B（改）CAP POL1 Miscellaneous Devices,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

12、 NE555N ST Analog Timer Circuit4543:默认 HCC4543BF ST Interface Display Driver4553:默认 MC14553BCL ON Semi Logic Counter瓷片电容:RAD-0.1（改）CAP Miscellaneous Devices按钮开关:PIN3（改）SW-PB Miscellaneous DevicesNPN三极管:默认 2N3904 Miscellaneous DevicesPNP三极管:默认 2N3906 Miscellaneous Devices 发光二极管:LED（改）LED0 Miscellaneo

13、us Devices单列直插接口:默认 HEADER 2 Miscellaneous Connectors数码管:DIS（加）DIS 无（需要自己绘制）电阻:默认 RES2 Miscellaneous Devices可调电阻:默认 RPOT Miscellaneous Devices电解电容:B（改）CAP POL1 Miscellaneous Devices,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

14、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,基础知识,电路板设计,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

15、件的符号和封装，可以在安装目录 下的“库”文件夹中找到。,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。,安装PCB封装库下和自己画的标准库和自己画的几个元件的封装库。如右图：,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。,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:原理图修改过后，想改变PCB板，可以用此方法,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

16、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：主要修改以下三项。,电路板设计流程,电路板

17、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,电路板设计流程,电路板设计,把GND网络的线改为0.8mm。,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

18、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

19、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（55mm88mm）：,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

20、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

21、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A

22、XIAL-0.4表示管脚间距400mil=10.16mm;电容RAD-0.1间距100mil2.54mm；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。

23、（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）新建一个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：菜单操作“Tools-Library Options”。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,