盐工 张教授 电子线路CAD实训

自动化专业

《电子线路CAD训练》实训报告

专 业 工业自动化

学生姓名 啊啊啊

班 级 B自动化091 学 号 完成日期

091啊啊啊啊啊啊 2012.1.13

盐城工学院电气工程学院

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内容提要

在这次电路设计中我们以大量实例为主线，在Altium Designer Winter 09平台下，进行原理图设计以及PCB板设计，本报告共5部分：

（1） Altium Designer Winter 09软件认识；

简要介绍Altium Designer Winter 09的基础知识，包括其Altium Designer Winter 09软件的特点、Altium Designer Winter 09的安装步骤、Altium Designer Winter 09的系统界面及软件参数的设置方法。

（2） 电子线路原理图的设计；

原理图编辑是电路CAD设计的前提，因此原理图编辑（Schematic Edit）是电路CAD软件必备的功能。电路原理图的设计过程实际上是一个不断修改原理图的过程，设计者的大量时间用于修改已有的原理图，使其更加完善或者将其部分修改后应用到新的设计中去。一般步骤是：新建原理图 → 图纸设置 → 装载元件库 → 放置元件 → 元件位置调整 → 连线 → 注解 → 检查修改 → 打印输出。

（3） 原理图元件库文件的设计；

介绍创建自定义原理图元件库的方法。它包括创建原理图元件库文件和创建复合元件库。尽管Altium Designer Winter 09提供了大量的原理图库文件供用户调用，但是在实际的设计过程中总会出现一些当前元件库中找不到的元件，因此Altium Designer Winter 09提供了自定义元件库的功能。用户除了能向原理图元件库中添加自定义的元件原理图外，还能通过复制的方法，将其他的原理图或原理图元件库中的元件添加到自定义的原理图元件库中，这样就能充分利用已有的原理图或原理图库，使元件的管理更为规范。在实际的应用中，也可以将平时使用频率较高的元件集中到一个自定义的元件库中，方便绘制原理图时的调用。

（4） 电子线路PCB电路板的设计；

介绍使用Altium Designer Winter 09进行PCB板设计。PCB（Printed Circle Board ，印制电路板）设计是电子产品由原理设计转换为产品的一个重要过程，为实现电路原理图所描述的电路，设计者需要设计满足原理图要求的PCB。利用Altium Designer Winter 09设计PCB通常需要经过同步PCB文件、

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元件布局、PCB布线等几个步骤，具体的流程如下所示：

绘制编译原理图 → 规划电路板 → 设置各项环境参数 → 载入网络表和元件封装 → 元件自动布局 → 手工调整布局 → 电路板自动布线 → 手动调整布线 → DRC效验 →文件保存 → 加工制作。

（5） PCB元件封装库设计；

简单介绍PCB元件封装编辑器，然后通过具体实例介绍使用元件封装编辑器自定义PCB元件封装的具体步骤。为了方便用户处理设计中的PCB元件封装，Altium Designer Winter 09提供了PCB元件封装编辑器，用户可以在该编辑器中对PCB元件封装库进行编辑操作，包括复制PCB元件封装，删除PCB元件封装、新建自定义的PCB元件封装以及修改PCB元件封装等。PCB元件封装编辑器在用户新建或打开一个PCB元件封装库文件后，将会自动启动，与PCB图编辑器界面相比，PCB元件封装编辑器界面少了一些布线的工具栏，多了一个名为“PCB Library”的工作面板，该工作面板用于管理PCB元件封装库中的元件封装。

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目录

1 Altium Designer Winter 09 软件介绍及安装 ................................................ 1 1.1 Altium Designer Winter 09 软件的简介 ..................................................... 1 1.2 Altium Designer Winter 09的系统需求与安装 .......................................... 2 2 电子线路图原理图设计 .................................................................................. 4 2.1 电子线路原理图的设计流程 ..................................................................... 4 2.2 项目管理 ..................................................................................................... 6 2.3Altium Designer Winter 09原理图设计过程 ............................................... 7 2.4 实训内容 ..................................................................................................... 9 3 电路原理图元件库文件的设计 .................................................................... 14 3.1 创建原理图元件库文件 ........................................................................... 14 3.2 添加元件 ................................................................................................... 14 3.3 提取原理图元件 ....................................................................................... 14 3.4 实训内容 ................................................................................................... 15 4 电子线路PCB电路板设计 .......................................................................... 18

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4.1 电子线路PCB板设计流程图 .................................................................. 18 4.2 新建电子线路PCB板文档 ...................................................................... 18 4.3 PCB编辑环境 ............................................................................................ 19 4.4 PCB板手工布线 ........................................................................................ 19 4.5 PCB设计要求 ............................................................................................ 20 4.6 由原理图自动生成PCB板 ...................................................................... 20 4.7 实训内容 ................................................................................................... 21 5 PCB元件封装库设计 ................................................................................... 25 5.1 PCB元件封装库管理 ................................................................................ 25 5.2利用向导生成PCB元件封装 ................................................................... 26 5.3实训内容 .................................................................................................... 27 实训体会 .............................................................................................................. 31 参考文献 .............................................................................................................. 32

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1 Altium Designer Winter 09 软件介绍及安装

1.1 Altium Designer Winter 09 软件的简介

随着电子工业和微电子设计技术与工艺的飞速发展，电子信息类产品的

开发周期明显缩短，为了满足社会发展的需要，Altium公司推出了Altium Designer软件。该软件在单一设计环境中集成板级和FPGA系统设计、基于FPGA和分立处理器的嵌入式软件开发，以及混合信号电路的仿真、规则驱动PCB布局与编辑、改进型拓扑自动布线及全部计算机辅助制造（CAM）输出能力等，并集成了现代设计数据管理功能，使得Altium Designer成为电子产品开发的完整解决方案，一个既满足当前，也满足未来开发需求的解决方案。

2008年12月4日，开发商Altium发布了其新一代电子设计解决方案Altium Designer的最新版本Winter 09。Altium持续在市场上推出一系列设计新概念和新技术，开发先进技术，帮助电子产品设计人员更快更好地将设计转化为产品。在最新版本Winter09中，原来已有的三维PCB设计功能被提升到了一个更高速的新境界。新功能可以让工程师管理从产品设计到制造的过程转换，尝试新的设计技术并得以深度挖掘可编程器件的潜力。新增加的应用控制面板帮助工程师解决了FPGA测试上的难题，并可以远程监控FPGA内的设计。新的即插即用型软件平台搭建器让系统的整合更容易，同时提供在可编程器件的“软”硬件环境里的一系列标准服务以供使用。

以前版本里已经提供的Altium三维PCB可视设计环境可以让工程师在设计的同时实时观看PCB设计的三维外观。通过可视环境，工程师可以直接将机械CAD信息反应在PCB设计上，帮助在元件的放置和距离上做出最优选择。Winter 09版本优化了内存并将三维PCB可视化系统的速度提升至最高达7倍之多。其他方面性能的提升还包括：二维制图－速度提升3倍；二维透视－性能提升11倍；高亮和对比度调试－性能提升9倍，三维旋转－性能提升5倍。Winter 09版本还提供了一系列目前已有的显卡的性能对比

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供用户参考，更好地保护用户的投资，为软件的投入提供最大的回报。这使设计人员能够更好地利用现有的计算硬件。优化三维PCB图形引擎至关重要，由此可以极大的提高整个软件的性能，并降低对硬件的要求，使得系统的反应速度更快，把图形延迟对设计造成的影响变得最小。

1.2 Altium Designer Winter 09的系统需求与安装

1.2.1硬件环境需求：

达到最佳性能的推存系统配置为：

(1) WindowsXP SP2专业版或以后的版本。

(2) 英特尔R酷睿? 2双核/四核2.66 GHz或更快的处理器或同等速度的处理器。

(3) 2GB内存。

(4) 10G 硬盘空间（系统安装+用户文件）。

(5) 双显示器，至少1680×1050（宽屏）或1600×1200（4:3）分辨率。 (6) NVIDIA公司的GeForce R 80003 系列，使用256 MB （或更高）的显卡或同等级别的显卡。

(7)并行端口（如果连接NanoBoard-NB1）。 (8)USB2.0的端口（如果连接NanoBoard-NB2）。 (9)Adobe Reader软件8或以上。 (10)DVD驱动器。

Internet 连接，以接收更新和在线技术支持。要使用包括三维可视化技术在内的加速图像引擎，显卡必须支持DirectX 9.0c 和Shader model 3，因此建议系统配置独立显卡。

系统最低配置：

(1) Windows XP SP2 Professional1。

(2) 英特尔R 奔腾? 1.8 GHz 处理器或同等处理器。 (3) 1GB内存。

(4) 3.5 GB 硬盘空间（系统安装+ 用户文件）。

(5) 主显示器的屏幕分辨率至少是1280×1024（强烈推荐）；次显示器的

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屏幕分辨率不得低于1024×768。

(6) NVIDIA公司的GeForce R 80003 系列，使用128MB的显卡或同等级别的显卡。

(7)并行端口（如果连接NanoBoard-NB1）。 (8)USB2.0的端口（如果连接NanoBoard-NB2）。 (9)Adobe Reader软件8或更高版本。

(10)DVD驱动器。

1.2.2安装Altium Designer Winter 09：

Altium Designer Winter 09软件安装步骤如下：

(1) 将软件安装盘放入电脑光盘驱动器中，在显示器上弹出安装界面。 (2) 点击“Install Altium Designer”，显示安装向导欢迎窗口。 (3) 单击安装向导欢迎窗口的“Next”按钮，显示的“License Agreement”窗口。

(4) 选择“License Agreement”视图中的“I accept the license agreement”单选项，同意该协议，单击“Next”按钮，显示 “User Information”视图。

(5) 在“User Information”视图中的“Full Name”编辑框内输入用户名称，在“Organization”编辑框内输入单位名称，在使用权限选项中选择使用权限的范围：“Anyone who uses this computer”单选项，表示这台计算机上的所有用户都能使用Altium Designer Winter 09，“Only for me”单选项则表示只有在当前安装Altium Designer Winter 09的用户帐号下才能使用Altium Designer软件。单击“Next”按钮，显示 “Destination Folder”视图。

(6) 在“Destination Folder”视图“Destination Folder”区域显示了即将安装Altium Designer Winter 09的安装路径，若想更改安装路径，单击“Browse”按钮，打开安装路径选择对话框。

(7) 选择软件安装的路径后，点击“ok”按钮，显示 “Board-level Libraries”。

(8) 如果需要安装板级的库文件，就勾选上图的“Install Board-level Libraries”对话框，点击“Next”按钮，出现 “Ready to Install the

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Application”视图。

(9) 确定以上安装信息设定无误后，单击“Ready to Install he Application”视图中的“Next”按钮开始安装，过程中，文件复制窗口内将显示操作过程和文件复制进度，以及安装剩余时间等信息。

(10)文件复制完毕后，系统弹出安装完毕窗口，单击“Finish”按钮，结束安装。

1.2.3 Altium Designer Winter 09软件激活

进入Altium Designer Winter 09破解文件夹，将hs_ads09.alf、patch.exe文件拷贝到安装目录下（如：C:\\program Fiels\\Altium Designer Winter 09\\）。

运行patch.exe，然后再打开Altium Designer Winter 09软件，添加hs_ads09.alf。此时再退出，软件已经激活。

2 电子线路图原理图设计

2.1 电子线路原理图的设计流程

电路原理图设计是EDA设计的基础，原理图设计的大致流程如图所示。 在Altium Designer Winter 09中进行原理图设计的具体步骤如下： （1） 新建PCB项目及原理图文件

Altium Designer Winter 09的设计是以项目为单位的，通常一个PCB设计项目中包含原理图文件和PCB文件。在进行原理图设计前，需要创建一PCB设计项目，然后再在新建的PCB项目中添加空白原理图文档，当打开新建的原理图文档时，系统会自动进入原理图编辑界面。 (2) 设置原理图编辑界面的系统参数和工作环境

为了适应不同用户的操作习惯，以及不同的项目的原理图格式需求，Altium Designer 允许用设置原理图编辑界面的的工作环境，例如设置网络的大小和类型以及鼠标指针类型等，其中大多数参数可以用系统默认值，但根据用户个人的习惯来适当调整环境设置，将会给设计者带来方便，显著提高设计效率。在对原理图编辑界面进行调整后，用户还需要对原理图的图纸

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尺寸进行设置，以满足图纸使用者的要求，图纸的格式、规格要根据实际情况进行选择，良好的图纸格式会使图纸管理工作变得更加轻松。尤其是在一个项目汇总包含多张原理图时候。

新建PCB项目及原理图文件 设置原理图环境参数 放置元件 设置元件连接关系 编译 项目 正确 出现 错误 修改原理图 出现 错误 修改原理图 仿真 验证 正确 输出原理图报告 保存文件，打印输出 (3) 布置元件并调整元件属性和布局

这一步是原理图设计的关键，用户根据实际电路的需要，选择合适的电子元件，然后载入包含所需元件的集成元件库，从元件库中提取元件放置到原理图纸上，同时还需设定零件的标识、封装等属性。 (4) 原理图布线

连线起着在设计者的电路中的各种元器件之间建立连接的作用。为了使电路图清晰，可以使用Page Up键来放大，或Page Down键来缩小；保持Ctrl键按下，使用鼠标的滑轮也可以放大或缩小；如果要查看全部视图，从菜单

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选择View → Fit All Objects（热键V，F）。从菜单选择Place → Wire（热键P，W）或从连线工具栏单击\工具进入连线模式，光标将变为十字形状。当设计者放对位置时，一个红色的连接标记会出现在光标处，这表示光标在元件的一个电气连接点上。

(5) 检查、仿真、校对及线路调整

当原理图绘制完成以后，用户还需要利用系统所提供的各种工具对项目进行编译，找出原理图中的错误，进行修改。如果需要，也可以在绘制好的电路图中添加信号进行软件模拟仿真，检验原理图的功能。 (6) 输出报表，保存文件

原理图校对结束后，用户可利用系统提供的各种报表生成服务模块创建各种报表，例如网络列表、元件列表等。为后续的PCB设计做准备。获得报表输出后，保存原理图文档或打印输出原理图，设计工作结束。

2.2 项目管理

新建设计空间

（1） 启动“Altium Designer”，在“Projects”工作面板中的设计空 间下拉列表中选择新建的自定义设计空间。

（2） 在主菜单中选择“File”→“New”→“Project” →“PCB Project”

命令或者单击“Projects”工作面板中的“Project”按钮在弹出的菜单中选择“Add New Project” →“PCB Project”命令，打开一个对话框。

（3） 在该对话框中选择“Protel Pcb”单选项，单击“OK”按钮，新

建一个默认名称为“PCB＿Project1.PrjPcb”的空白PCB项目。 （4） 在主菜单中选择“File”→ “Save Project As”命令，或者单

击“Projects”工作面板中的“Project”按钮，然后再弹出的菜单中选择“Save Project As”命令，即会打开一个对话框。 （5） 在该对话框的“文件名”编辑框中输入用户自定义的项目文件名

“ExamplePCB＿Project”单击“保存”按钮，将新建的PCB项目更名为“ExamplePCB＿Project1.PrjPcb”。

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（6） 在主菜单中选择“File”→“Save Workspace”命令，保存对当

前工作空间的修改。

添加已有项目

（1） 启动“Altium Designer”，在“Projects”工作面板中选择名为

“Example＿Workspace1.DSNWRK”的设计空间。

（2） 单击“Workspace”按钮，在弹出的菜单中选择“Add Existing

Project”命令，打开“Choose Project to Open”对话框。 （3） 在“Choose Project to Open”对话框中选择需要添加到设计空

间中的项目文件名，然后单击“打开”按钮，即可将所选择的项目添加到设计空间中。

（4） 在主菜单中选择“File”→“Save Workspace”命令，保存对前

工作空间的修改。

2.3Altium Designer Winter 09原理图设计过程

(1) 新建一个PCB项目：

在菜单栏选择 file→new→project→pcb project，在弹出的project工程面板中出现新建的工程文件。

再执行菜单命令 file→save project as，在弹出的保存文件对话框中更改文件名称，并保存。 (2) 新建原理图文件：

执行菜单命令 file→new→schematic，在该工程文件夹中新建一个电路原理图，默认文件名为sheet1.SchDoc。然后执行菜单命令 file→save project as，在弹出的保存文件对话框中更改文件名，并保存。 (3) 在原理图中放置元件

装入元件库：执行命令 Design→Browse Library，弹出元件库对话框 添加元件库：单击元件库对话框中的“Install”，弹出的对话框中显示的是Altium Designer 09 默认的元件库。根据所需要的元件的厂家选择相应的元件库文件并打开。装入元件后可以选择 Move Up或者 Move Down来更改元件库在列表中的位置。

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卸载元件库：在元件库列表中，可以先选中某个元件库，再点击Remove按钮即可卸载元件库。

查找元件：单击“Library”对话框中的“Search”按钮，弹出查找对话框。

放置元件：打开软件，从菜单中选择View—Fit Document命令确认设计者的原理图显示在整个窗口中。

从Library面板中的安装的库名下拉列表中选择Miscellaneous Devices.IntLib来激活这个库使用过滤器快速定位设计者需要的元件。默认通配符（*）可以列出所有能在库中找到的元件。

在列表中寻找需要的元件，然后单击Place按钮，另外还可以双击元件名。

在原理图上放置元件前，要编辑其属性。在悬浮的光标上，按下TAB键，这将打开Component Properties对话框，设置对话框。

现在准备放置元件，步骤如下：

移动光标到图纸中间偏左一点的位置，调整好位置后单击放在原理图之上。

要将悬浮的光标上的元件翻转，按X键，这就可以使元件水平翻转，Y键则是垂直翻转。

按Page Up键两次可以放大两倍，能将元件的位置放的更精确些。 由于已经放下了所有的元件，右击或者按Esc键来退出元件放置状态，光标会回复到原始状态。

(4) 连接线路

在电路中连线起着连接各元件的作用。当所有的电路对象与电源元件放置完毕后，可以着手进行原理图中各对象间的连线（Wiring）。连线的最主要目的是按照电路设计的要求建立网络的实际连通性。

要进行连线操作时，可单击电路绘制工具栏上的按钮“Wiring” 或执行Place →Wire 命令将编辑状态切换到连线模式，此时鼠标指针的形状也会由空心箭头变为大十字。这时只需将鼠标指针指向预拉线的一端，单击鼠标左键，就会出现一个可以随鼠标指针移动的预拉线当鼠标指针移动到连线的转弯点时，每单击鼠标左键一次可以定位一次转弯。当拖动虚线到元件的

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引脚上并单击鼠标左键时，就可以连接到该元件的引脚上。当单击鼠标右键可以终止该次连线，但是还处于连线状态，可以继续连接新的连线。若想将编辑状态切回到待命模式，可以单击鼠标右键两次或按下 键。

2.4 实训内容

（一）设计如下图所示的音量控制电路原理图：（如图（1））

音量控制电路 图（1）

步骤简述如下：

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（1）启动Altium Designer Winter 09。在菜单栏选择File → New → Project → PCB Project。此时Projects面板出现。点击工作区右侧的“Projects”，打开“Project”工作面板。并将其设置为当前的工作空间。通过选择File →Save Project As来将新项目重命名（扩展名为.PrjPCB）。指定把这个项目保存在设计者硬盘上的“音量控制电路”文件夹的位置，在文件名栏里键入文件名: 音量控制电路.PrjPCB并单击保存按钮。 在菜单栏选择File → New →Schematic,这样在新建的PCB项目中添加一个默认为“Sheet1.SchDoc”的原理图文件。在主菜单中选择“File”→“Save”命令，打开“Save[Sheet1.SchDoc] As”对话框。在“Save[Sheet1.SchDoc] As”对话框的“文件名”编辑框中输入需要的文件名，单击“保存”按钮，将原理图文件存到规定的文件夹中。

（2）在定义好的原理图纸上加载原理图所需要的元器件。（元器件的添加如上2.3中加载元件库所叙述的步骤）

（3）依次在原理图图纸上布置其他的元器件，可以双击该元件，在弹出的“Component Properties”对话框中修改它的属性。布置好元器件后，开始布置导线（可以设置导线的属性），需要放置电气节点的要放置电气节点。然后放置电源和接地符号。

（4）在工作区单击鼠标右键，在弹出的右键菜单中选择“Option”→“Document Parameters”命令，打开“Document Parameters”对话框，选择“Properties”选项卡。

在“Document Parameters”对话框中的参数列表中的“Value”列中输入各参数的内容，输入完成后单击“OK”按钮，关闭该对话框。 （5）保存电路原理图。

（二）设计如下图所示的数字电路分析原理图：（如图（2））

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图（2）

步骤简述如下：

（1）启动Altium Designer Winter 09。在菜单栏选择File → New → Project → PCB Project。此时Projects面板出现。点击工作区右侧的“Projects”，打开“Project”工作面板。并将其设置为当前的工作空间。通过选择File →Save Project As来将新项目重命名（扩展名为.PrjPCB）。指定把这个项目保存在设计者硬盘上的“数字电路分析”文件夹的位置，在文件名栏里键入文件名: 数字电路分析.PrjPCB并单击保存按钮。 在菜单栏选择File → New →Schematic,这样在新建的PCB项目中添加一个默认为“Sheet1.SchDoc”的原理图文件。在主菜单中选择“File”→“Save”命令，打开“Save[Sheet1.SchDoc] As”对话框。在“Save[Sheet1.SchDoc] As”对话框的“文件名”编辑框中输入需要的文件

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名，单击“保存”按钮，将原理图文件存到规定的文件夹中。

（2）在定义好的原理图纸上加载原理图所需要的元器件。（元器件的添加如上2.5中加载元件库所叙述的步骤）

（3）依次在原理图图纸上布置其他的元器件，可以双击该元件，在弹出的“Component Properties”对话框中修改它的属性。布置好元器件后，开始布置导线（可以设置导线的属性），需要放置电气节点的要放置电气节点。然后放置电源和接地符号。

（4）在工作区单击鼠标右键，在弹出的右键菜单中选择“Option”→“Document Parameters”命令，打开“Document Parameters”对话框，选择“Properties”选项卡。

在“Document Parameters”对话框中的参数列表中的“Value”列中输入各参数的内容，输入完成后单击“OK”按钮，关闭该对话框。 （5）保存电路原理图。

（三）设计如下图所示的SCMBoard电路原理图：（如图（3）） 步骤类似以上(一)、(二)图的步骤所述。

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图(3)

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3 电路原理图元件库文件的设计

3.1 创建原理图元件库文件

执行命令 File→New→Project→Integrated Library，新建一个项目并保存，得到一个包装库项目。在包装库项目下打开或者新建一个原理图库文件。执行命令 File→New→Library→Schematic Library，新建一个原理图库文件并保存。

3.2 添加元件

首先单击界面右下角的SCH按钮，会弹出SCH Library选项。单击SCH Library对话框中Add按钮，出现原理文件名对话框，输入器件名称后点击OK得到一个新建的元件。在绘制元件之前，对编辑环境的参数进行设置，以方便绘图。执行菜单命令Tools→Document Options，弹出原理图库属性设置对话框。单击绘图工具栏上的方框按钮，画出元件图。然后双击该图片，会弹出如图所示的对话框，对改图进行属性设置。这样就可以得到一个元件的大概外形。

接下来是添加管脚。执行菜单命令Place→pin，得到添加引脚的模式。将管脚移动到框图，按空格键可以改变所要添加的管脚的方向，通过电气捕捉单击左键即可放置管脚。添加完管脚后，双击管脚，会弹出管脚属性编辑的对话框。根据所需要的元件数据进行更改。

3.3 提取原理图元件

Altium Designer 为用户提供了大量的原理图库管理功能，用户除了能向原理图元件库中添加自定义的元件原理图外，还能通过复制的方法，将其他原理图或原理图元件库中的元件添加到自定义的原理图元件库中，这样就能充分利用已有的原理图或原理图库，使元件的管理更为规范。

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3.4 实训内容

（一）电路原理图元件图：（计数器 如下图（4））

图（4）

步骤简述如下：

设计者可在一个已打开的库中执行Tools→New Component命令新建一个原理图元件。由于新建的库文件中通常已包含一个空的元件，因此一般只需要将Component_1重命名就可开始对第一个元件进行设计。 在原理图新元件的编辑界面内：

1． 在SCH Library面板上的Components列表中选中Component_1选项，执行Tools→ Rename Component命令，弹出重命名元件对话框输入一个新的、可唯一标识该元件的名称，并单击“确定”按钮。同时显示一张中心位置有一个巨大十字准线的空元件图纸以供编辑。

2． 如有必要，执行Edit→Jump→Origin命令（快捷键J，O），将设计图纸的原点定位到设计窗口的中心位置。检查窗口左下角的状态栏，确认光标已移动到原点位置。新的元件将在原点周围上生成，此时可看到在图纸中心有一个十字准线。设计者应该在原点附近创建新的元件，因为在以后放置该元件时，系统会根据原点附近的电气热点定位该元件。

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3. 可在“Library Editor Workspace”对话框设置单位、捕获网格(Snap)和可视网格(Visible)等参数，执行Tools→Document Options命令（快捷键T，D），弹出Library Editor Workspace对话框。针对当前使用的例子，此处需要对话框中各项参数。选择Always Show Comment/Designator复选框，以便在当前文档中显示元器件的注释和标识符。单击Units标签，选中Use Imperial Unit System复选框，其它使用默认值，单击OK按钮关闭对话框。注意缩小和放大均围绕光标所在位置进行，所以在缩放时需保持光标在原点位置。

4.首先需定义元件主体。在第1象限画矩形框：1000*1400mil；执行Place→Rectangle命令，此时鼠标箭头变为十字光标，并带有一个矩形的形状。在图纸中移动十字光标到坐标原点（0，0），单击鼠标左键确定矩形的一个顶点，然后继续移动十字光标到另一位置(100,-140)，单击鼠标左键，确定矩形的另一个顶点，这时矩形放置完毕。十字光标仍然带有矩形的形状，可以继续绘制其他矩形。

5. 元件引脚代表了元件的电气属性，为元件添加引脚的步骤如下。 （1）单击Place→Pin命令（快捷键P，P）或单击工具栏按钮，光标处浮现引脚，带电气属性。

（2）放置之前，按Tab键打开Pin ProPerties对话框，如图4-6所示。如果设计者在放置引脚之前先设置好各项参数，则放置引脚时，这些参数成为默认参数，连续放置引脚时，引脚的编号和引脚名称中的数字会自动增加。 （3）在Pin Properties对话框中,Display Name文本框输人引脚的名字：P3.0(RXD)，在Designator文本框中输人唯一（不重复）的引脚编号：2，此外，如果设计者想在放置元件时，引脚名和标识符可见，则需选中Visible复选框。

（4）在Electrical Type栏，从下拉列表中设置引脚的电气类型。该参数可用于在原理图设计图纸中编译项目或分析原理图文档时检查电气连接是否错误。大部分引脚的Electrical Type设置成Passive，如果是VCC或GND引脚的Electrical Type设置成Power。 6. 保存原理图元件库文件。

（二）电路原理图元件图：（如图（5））

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图（5）

步骤简述如下：（1）首先File→New→Project→Integrated Library，先建一个库文件包，保存此库文件包，不用默认名。

(2)然后右击空白处在选择菜单中选择Place,在其中选择Rectangle,把元件的外形绘制出来。

(3)接着在Place选项中选择Pin，复制出所需要的引脚数。

(4)根据元件图形布置引脚，然后双击引脚修改参数，引脚可以旋转，内端和外端形状也可以改变。 （5）保存原理图元件库文件。

（三）电路原理图元件图：（LCD 如图（6））

图（6）

步骤简述类似上述（一）、（二）图所述的步骤。

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4 电子线路PCB电路板设计

4.1 电子线路PCB板设计流程图

4.2 新建电子线路PCB板文档

（1）启动Altium Designer，选择“File”→“New”→“PCB Project”命令，则“Project”面板里将出现一个“PCB＿Project1.PrjPCB”,单击“File

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”→“Save Project As?”命令，在弹出的另存为对话框选择自定义的存取路径，然后单击“保存”按钮即可存盘。有了项目即可新增电路图文件。启动“File”→“New”→“Schematic”命令，则在刚才建立的项目下将新建一个Sheet.SchDoc，同时进入电路图编辑环境。同样的，必须在将这个电路图文件存盘，准备好项目及电路图文件后，即可在电路图编辑区里绘制电路图。

（2）电路图设计完成后，则在项目里，新增电路板文件，选择“File”→“New”→“PCB”命令，则在刚才建立的项目下，将新增一个PCB1.PcbDoc，同时进入电路板编辑环境。同样的，必须再将这个电路板文件存盘。不管有都少电路图或电路板，都属于项目下的源文件放置在项目下的“Source Documents”文件夹里。

4.3 PCB编辑环境

（1）启动Altium Designer，在工作区打开新建的PCB文件，启动PCB设计界面。

（2）在主菜单选择“Tools”→“Preference”命令，打开一个对话框，在该对话框可以对PCB设计模块进行系统的设置。

（3）选项卡内的选项功能有：“General”页面、“Display”页面、“Board Insight Display”页面、“Board Insight Modes”页面、Board Insight Lens”页面......。

4.4 PCB板手工布线

（1）从主菜单中选择“Place”→“Interactive Routing”命令，移动光标到连线节点，单击鼠标确定连线的其实位置。在工作区移动光标。按“Tab”键，打开“Interactive Routing”对话框，单击“Design Rule Constraints”显示设计规则参数，“Menu”按钮用于打开设置设计规则参数的下拉菜单。

（2）单击“Menu”按钮，在弹出的下拉菜单中选择“Edit Width Rule ”

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打开一个对话框，在该对话框的“Constraints”区域的“Max Width”编辑框内输入“20mil”，单击“OK”按钮，将最大连线宽度设置为“20mil”。 （3）在“Interactive Routing”对话框的“Trace Width”编辑框内输入当前布置的连线宽度，该值应介于最小连线宽度和最大连线宽度之间。 （4）移动光标到实际连线结束处，单击鼠标布置第一个线段，单击鼠标右键结束此次连续线段的布置，同样的方法布置其他的连接线段。

4.5 PCB设计要求

(1)走线长度尽量短和直，在这样的走线上电信号完整性较好。 (2)走线中尽量少的使用过孔。 (3)走线的宽度尽量宽。

(4)输入输出端的边线应避免相邻平行，一面产生发射干扰，必要时应该加地线隔离。

(5)两相邻间层的布线要互相垂直，平行则容易产生耦合。

(6)自动布线是一个优秀的电路设计辅助软件所必需的功能之一，对于散热电磁干扰及高频等要求较低的大型电路设计来说，采用自动布线操作可以大大的降低布线的工作量，同时，还能减少布线的漏洞，如果自动布线不能满足实际工程设计的要求。可以通过手工布线进行调整。

4.6 由原理图自动生成PCB板

（1）在主菜单中选择“Design”→“Import Changes From Digit＿meter＿PCB.PrjPcb”命令，打开“Engineering Change Order”对话框。 （2）单击“Execute Change”按钮，应用所有已选择的更新，“Engineering Change Order”对话框内列表的“Statue”下的“Check”和“Done”列将显示检查更新和执行更新后的结果，没有出现错误则执行成功。否则要更该原理图中的错误！

（3）单击“Engineering Change Order”对话框的“Close”按钮，关闭该对话框。单击PCB图中的元件，将其一一拖到PCB板中的“Keep－Out”

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区域内。然后调整元件的位置。

（4）自动布线。在主菜单中选择“Auto Route”→“All”命令，打开“Situs Routing Strategies”对话框。在该对话框内，单击“Route All”按钮，启动Situs自动布线。布线结束后，系统弹出显示自动布线过程中的信息。

（5）单击保存工具按钮，保存PCB文件。

4.7 实训内容

（一）手工布线的PCB电路板图：（如图（7））

图（7）

步骤简述如下：

按照原理图放置适当的PCB模型，并做适当的元件排列。从主菜单中选

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择Place→Interactive Routing命令，移动光标到连线节点，单击鼠标确定连线的其实位置。在工作区移动光标。在Interactive Routing对话框的Trace Width编 mnjhjhg辑框内输入当前布置的连线宽度，该值应介于最小连线宽度和最大连线宽度之间。移动光标到实际连线结束处，单击鼠标布置第一个线段，单击鼠标右键结束此次连续线段的布置，同样的方法布置其他的连接线段。保存手工布好线的PCB板图。

（二）自动布线的电路原理图及PCB板：（如图（8（a））和（8（b））） 步骤简述如下：

（1）在主菜单中选择“Design”→“Import Changes From Digit＿meter＿PCB.PrjPcb”命令，打开“Engineering Change Order”对话框。 （2）单击“Execute Change”按钮，应用所有已选择的更新，“Engineering Change Order”对话框内列表的“Statue”下的“Check”和“Done”列将显示检查更新和执行更新后的结果，没有出现错误则执行成功。否则要更该原理图中的错误！

（3）单击“Engineering Change Order”对话框的“Close”按钮，关闭该对话框。单击PCB图中的元件，将其一一拖到PCB板中的“Keep－Out”区域内。然后调整元件的位置。

（4）自动布线。在主菜单中选择“Auto Route”→“All”命令，打开“Situs Routing Strategies”对话框。在该对话框内，单击“Route All”按钮，启动Situs自动布线。布线结束后，系统弹出显示自动布线过程中的信息。

（5）单击保存工具按钮，保存PCB文件。

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图（8（a））

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图（8（b））

（三）自动布线的电路原理图及PCB板：（如图（9（a））和（9（b））） 步骤同上（二）所述：

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图（9（a））

图（9（b））

5 PCB元件封装库设计

Altium Designer为PCB设计提供了比较齐全的各类直插元器件和SMD元器件的封装库，这些封装库位于Altium Designer安装目录下的Library/Pcb文件夹中。封装可以从PCB Editor复制到PCB库，从一个PCB库复制到另一个PCB库，也可以是通过PCB Library Editor的PCB Component Wizard 或绘图工具画出来的。在一个PCB设计中，如果所有的封装已经放置好，设计者可以在PCB Editor中执行Design→Make PCBLibrary命令生成一个只包含所以当前封装的PCB库。

5.1 PCB元件封装库管理

执行File→New→Library→PCB Library命令，建立一个新的PCB库文件，同时显示名为PCBComponent_1的空白元件页，并显示PCB Library库

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面板。保存新建的库文件，给该库文件命名。然后单击PCB Library标签进入PCB Library面板。现在就可以利用PCB Library Editor提供的命令在新建的PCB库文件中添加、删除或者编辑封装了。

5.2利用向导生成PCB元件封装

对于符合标准的PCB元件封装，如果采用手工方式定义，定义的过程比较间接繁琐，容易出现错误，针对这种情况，Atium Designer 为用户提供了PCB元件封装向导，帮助用户完成焊盘较多的PCB元件封装的制作。 使用PCB元件封装向导生成PCB元件封装步骤如下：

(1)启动Atium Designer，在主菜单中选择“File”→“Open”命令，打开“Choose Document to Open”对话框，在该对话框中选择新建的“Custom_Pcb.PcbLib”库文件，启动PCB元件封装编辑器。

(2)在主菜单中选择“Tools”→“Component Wizard”命令，或者直接在“PCB Library”工作面板的“Component Wizard”列表中单击右键，在弹出的菜单中选择“Component Wizard”命令，打开“Component Wizard”对话框，显示“PCB Component Wizard”页面。

(3)单击“PCB Component Wizard”对话框中的“Next”按钮，显示“Component patterns”页面。

在“Component patterns”页面中选择“Dual In-Line Packages(DIP)”项，在“Select a unit”下拉列表中选择“Imperial(mil)”，单击“Next”按钮，打开“Dual In-Line Packages(DIP)”页面，显示“Define the pads dimensions”视图。“Define the pads dimensions”用于设置焊盘的尺寸。

(4)“Define the pads dimensions”视图中示意左侧的焊盘尺寸编辑框中设置焊盘的纵向尺寸为“60mil”置焊盘中孔的直径为“25mil”，设置焊盘横向外径为“60mil”单击“ Next”按钮，显示“Define the pads layout”视图。“Define the pads layeout”视图用于设置焊盘之间的间距。

接受默认间距，单击“Next”按钮，显示“Define the outline width”视图。“Define the outline width”视图用于设置丝印线框中线的宽度。

(5)单击“Define the outline width”视图中的线框的导线宽度尺寸

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标注，将其文字该为“8mil”，设置轮廓线的宽度为8mil,然后单击“Next”按钮，显示“Set number of the pads”视图。“Set number of the pads”视图用于设置元件封装中引脚焊盘的数据。

“Set number of the pads”视图中的编辑框中输入“？？”，设置总焊盘数为“？？”，单击“Next”按钮，显示“Set the component name”页面。“Set the component name”页面用于设置元件封装的名称。

(6)在“Set the component name”页面中的编辑框中输入“DIP？-100”，作为PCB元件封装的名称，单击“Next”按钮，显示结束视图。

(7)单击PCB元件封装向导视图中的“Finish”按钮，创建的PCB元件封装。

选择主菜单中的“File”→“Save”命令，或单击标准工具栏中的保存工具按钮，保存该PCB文件封装库。

5.3实训内容

（一）PCB元件封装：（如图（10）） 步骤简述：

(1) 在主菜单中选择File→Open命令，打开Choose Document to Open对话框，在该对话框中选择新建的Custom_Pcb.PcbLib库文件，启动PCB元件封装编辑器。

(2)在主菜单中选择“Tools”→“Component Wizard”命令，或者直接在“PCB Library”工作面板的“Component Wizard”列表中单击右键，在弹出的菜单中选择“Component Wizard”命令，打开“Component Wizard”对话框，显示“PCB Component Wizard”页面。

(3)单击“PCB Component Wizard”对话框中的“Next”按钮，显示“Component patterns”页面。在“Component patterns”页面中选择“Dual In-Line Packages(DIP)”项，在“Select a unit”下拉列表中选择“Imperial(mil)”，单击“Next”按钮，打开“Dual In-Line Packages(DIP)”页面，显示“Define the pads dimensions”视图。

（4）接受默认间距，单击“Next”按钮，显示“Define the outline width”

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视图。“Define the outline width”视图用于设置丝印线框中线的宽度。

(5)单击“Define the outline width”，修改视图中的线框的导线宽度尺寸标注。

(6)在“Set the component name”页面中的编辑框中输入“DIP18”，作为PCB元件封装的名称，单击“Next”按钮，显示结束视图。

(7)单击PCB元件封装向导视图中的“Finish”按钮，创建的PCB元件封装。选择主菜单中的“File”→“Save”命令，或单击标准工具栏中的保存工具按钮，保存该PCB文件封装库。

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DIP18图（10）

（二）PCB元件封装：（如图（11））

LED-10图（11）

步骤简述：

(1) 在主菜单中选择File→Open命令，打开Choose Document to Open对话框，在该对话框中选择新建的Custom_Pcb.PcbLib库文件，启动PCB元件封装编辑器。

(2)在主菜单中选择“Tools”→“Component Wizard”命令，或者直接

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在“PCB Library”工作面板的“Component Wizard”列表中单击右键，在弹出的菜单中选择“Component Wizard”命令，打开“Component Wizard”对话框，显示“PCB Component Wizard”页面。

(3)单击“PCB Component Wizard”对话框中的“Next”按钮。 （4）接受默认间距，单击“Next”按钮，显示“Define the outline width”视图。“Define the outline width”视图用于设置丝印线框中线的宽度。

(5)单击“Define the outline width”，修改视图中的线框的导线宽度尺寸标注。

(6)在“Set the component name”页面中的编辑框中输入“LED-10”，作为PCB元件封装的名称，单击“Next”按钮，显示结束视图。

(7)单击PCB元件封装向导视图中的“Finish”按钮，创建的PCB元件封装。选择主菜单中的“File”→“Save”命令，或单击标准工具栏中的保存工具按钮，保存该PCB文件封装库。 （三）PCB元件封装：（如图（12））

图（12）

步骤简述类似上述（一）的步骤。

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实训体会

为期2个星期的电子线路CAD实训，我在2个星期的实习中学到了很多在课堂上根本就学不到的知识，收益非浅.现在我对这2个星期的实习做一个工作小结。

首先我们知道了Altium Designer Winter 09是一个电路设计系统，它完美地综合了原理图绘制、电路仿真、PCB设计、设计规则检查、FPGA及逻辑器件设计等功能，为用户提供了全面的设计解决方案。在当前的信息高度发展的时代，Altium Designer Winter 09对于我们自动化专业的学生来说它是非常实用的也是必不可少的工具。

在实训时间内我学到了关于Altium Designer Winter 09软件的安装、电子线路原理图的设计、电路原理图元件库文件的设计、电子线路PCB电路板设计、PCB元件封装库设计等等。这些内容对于我们今后的所用是远远不够的，为此，在以后的时间里要进一步的去学习和思考，对Altium Designer Winter 09要有近一步的认识，更好能熟练地掌握各种操作。这两周的时间里，在老师的带领下我们以作图为主，渐渐地了解Altium Designer Winter 09这一电路设计系统。在作图的过程中我常常碰到很多的困难，但是在老师、同学的帮助下我改正了很多不足。总之在这两星期的实训中我学会了很多，我感觉这些绘图技巧是在平时学不到的，我每天都过的很充实。

在我们这个学期学完《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《电力电子技术》和《微机原理与接口》等课程后，通过电子线路CAD训练这一训练实习环节，可以进一步巩固我们所学的自动化专业中的基础知识，掌握构成自动化系统的电子线路设计的学习兴趣，培养我们对本专业的学习兴趣，培养学生实际工作的技巧和能力，使我们具有进行本专业电路的设计能力，为后续课程的学习奠定坚实的基础。

最后我要感谢我们兢兢业业的张老师，他总会耐心的为我们讲解，直到我们听懂为止。张老师也是一个负责任的好老师，对我们严格要求，从而培养了我们严谨，认真的学习态度。

希望以后能够有更多的这种实训的机会，这样我们的专业能力能够提高

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的更快，更好的理论联系实践。

参考文献

[1] 王静.Altium Designer Winter 09电路设计案例教程，中国水利出版

社，2010

[2] 韩国栋 赵月飞 等, Altium Designer Winter 09 电路设计入门与提

高,北京：化学工业出版社，2010.

[3] 徐向民、邢晓芬、华文龙、李磊，Altium Designer 快速入门，北京：

北京航空航天大学出版社，2008.

[4] 三恒星科技公司.Altium Designer 设计教程，电子工业出版社，2007 [5] 张义和,Altium Designer 完全电路设计.电路板篇,北京：机械工业出

版社，2007.

[6] 谈世哲，Protel DXP 2004电路设计基础，机械工业出版社，2010

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/8vb3.html