《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 学生姓名 班 级 学 号 完成日期

盐城工学院电气工程学院 自动化（计算机测控）

B自动化(094)

0910603407 2012.1.13

《电子线路CAD训练》实训报告

内容提要

电子线路CAD的训练，教会了我Altium Designer 09软件的安装，基本的操作方法和技巧。从一开始的电子线路原理图的设计，电子原理图元件库文件的设计，到电子线路PCB板设计，最后到PCB元件封装库的设计。一步步，由浅入难，循序渐进，真正达到了电子线路CAD的训练要求和目的。

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。

原理图元件库文件的设计。它包括创建原理图元件库文件和创建复合元件库。

电子线路PCB电路板的设计。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。

PCB元件封装库设计。为了方便用户处理设计中的PCB元件封装，AltiumDesigner 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

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目 录

1 Altium Designer 09软件介绍及安装................................................................. 1 1.1 Altium Designer 09软件的介绍 ...................................................................... 1 1.2 Altium Designer 09软件的安装 ...................................................................... 1 1.2.1 Altium Designer 09 软件的安装要求。 ................................................... 1 1.2.2 安装步骤 ............................................................................................... 1 1.3软件的安装小结............................................................................................ 2 2 电子线路图原理图设计 ................................................................................... 3 2.1概述 .............................................................................................................. 3 2.2创建项目和原理图 ........................................................................................ 3 2.2.1创建新项目 ............................................................................................ 4 2.2.2创建原理图图纸 ..................................................................................... 5 2.3实训内容及过程............................................................................................ 5 2.4电路原理图的小结 ........................................................................................ 7 3 电路原理图元件库文件的设计 ........................................................................ 8 3.1概述 .............................................................................................................. 8 3.2元件库文件的设计步骤................................................................................. 8 3.3实训内容和过程............................................................................................ 9 3.4对元件库文件设计的看法 ........................................................................... 11 4电子线路PCB电路板设计................................................................................ 12 4.1 PCB电路板的概况 ....................................................................................... 12 4.2创建新的PCB板 ......................................................................................... 12 4.3手工布线..................................................................................................... 13 4.3.1手工布线的操作。 ............................................................................... 13

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4. 3.2 手工布线的实训 .................................................................................. 14 4.4自动布线 ....................................................................................................... 16

4.4.1自动布线的步骤.................................................................................... 16 4.4.2自动布线实训内容 ................................................................................ 17 4.5 PCB的规则 .................................................................................................... 20 4.6电子线路PCB电路板的结语 ......................................................................... 20 5 PCB元件封装库设计 ......................................................................................... 21 5.1 PCB元件封装的描述 ..................................................................................... 21 5.2建立新的PCB库............................................................................................ 21 5.3 PCB元器件封装库 ......................................................................................... 22 5.4 元件封装库设计的实训 ................................................................................ 24

5.4.1实训的过程 ........................................................................................... 24 5.4.2实训的元件图 ....................................................................................... 25 5.5对元件封装库的认识和想法.......................................................................... 28 实训体会 ............................................................................................................ 29 参考文献 ............................................................................................................ 30

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1 Altium Designer 09软件介绍及安装 1.1 Altium Designer 09软件的介绍

Altium Designer 09 是Altium 公司推出的高端设计软件，该软件在单一设计环境中集成办级和FPGA系统设计，基于FPGA和分立处理器的嵌入式软件开发，以及混合信号电路仿真，规则驱动PCB布局与编辑，改进型拓展自动布线及全部计算机辅助制造输出能力等，并集成了现代设计数据管理功能，使得Altium designer 成为了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。

Altium Designer 09 在原来已有的三维PCB设计功能被提升到一个更高速的新境界。新增加的应用控制面板帮助我们解决了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加的容易，同时提供在可编程器件的“软”硬环境里的一系列标准服务以供使用。

1.2 Altium Designer 09软件的安装

1.2.1 Altium Designer 09 软件的安装要求。 (1) WindowsXP SP2专业版或以后的版本。

(2) 英特尔2双核/四核2.66GHz或更快的处理器或等同速度的处理器. (3) 至少 2GB 内存。 (4) 至少 10GB 硬盘空间。

(5) 双显示器， 显示器至少1600×1200屏幕分辨率。 1.2.2 安装步骤

(1)将软件光盘放入电脑光盘驱动器中，在显示器上出现安装提示的对话框。 (2)单击Install Altium Designer ,显示安装向导欢迎窗口。

(3)单击安装欢迎向导窗口的Next 按钮，显示License Agreement .

(4)选择License Agreeement 窗口的I accept the license agreement 单选项，同意该协议，单击Next按钮，显示User Information窗口。

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(5)在User Information 窗口中的Full Name 文本框内输入用户名称，在Organization本框内输入单位名称，在使用权限选项中选择使用权限的范围：Anyone who uses this computer单选按钮，表示这台计算机上的所有用户都能使用Aitium Designer 09,only for me 单选按钮则表示只有在当前安装Altium Designer 09 的用户账号下才能使用这个软件，单击Next 按钮，显示Destination Folder 窗口。

(6)在Destination Folder 窗口中的Destination Folder区域显示了即将安装Altium Desiger 09的安装路径，若想更改安装路径，单击Brown按钮，打开安装路径的选择对话框。

(7)选择软件安装的路径，单击Next按钮，显示 Board-level Libraries 窗口。 (8)如果需要安装板级的库文件，就钩Board-level Libraries对话框，单击Next

按钮，出现Ready to install the Application 窗口。

(9)确定以上安装信息设定无误后，单击Ready to install the Appliation 窗口中的Next 安装按钮开始安装，安装过程中，文件复制窗口内将显示操作过程和文件的复制进度，以及安装剩余的时间等信息。

(10)文件复制完毕后，系统弹出安装完毕窗口，单击Finish按钮，结束后安装完成。

1.3软件的安装小结

安装前好先建立一个文件夹，用于放置安装的文件，以防文件混乱。或是安装不成功，可以再次找到文件，进行第二次的安装。对于安装路径的选择，如果系统盘有足够的空间的话，最好安装在默认的系统盘内，如果系统盘内存不够，那再安装在其他盘中。再者，在安装的过程中，要关闭电脑的防火墙，因为防火墙会把Altium Designer 09的安装软件当成木马病毒处理，阻止软件的安装。最后在安装的过程中，最好不要联网，联网会造成安装困难，出现各种各样的问题。

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2 电子线路图原理图设计 2.1概述

原理图表示系统、设备的工作原理及其组成部分的相互关系的简图。电子线路原理图的设计是电子线路CAD设计的前提和基础，因此，原理图的编辑是电子线路CAD软件必备的功能。电路原理图的设计过程实际不断修复原理图的过程，设计者的大量时间用于修改已有的原理图，使其更加的完善，或是将修改后的原理图用于新的设计当中。

电子线路原理图的设计步骤分为：创建新项目---创建新的原理图图纸----将原理图图纸添加到项目---设置原理图选项---进行原理图参数设置---在原理图中放置元件---连接电路---注解---检查修改---原理图完成。 2.2创建项目和原理图

(1)新建PCB项目及原理图文件

AltiumDesigner 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。 (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

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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

原理图布线就是利用“Wiring”工具栏的连线工具将图纸上的独立元件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的原理图。 (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。 作空间的修改。 2.2.1创建新项目

(1)在菜单栏选择File→New→Project→PCB Project命令。

(2)Project面板出现。新的项目文件：PCB-Project1.PrjPCB与No Ducuments

Added文件一起出现

(3)重新命名项目文件，通过选择File→Save Project As命令来重新将新的项目重命名。 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。

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2.2.2创建原理图图纸

(1)在菜单栏选择File→New→Project→Schematic命令,或者在Files面板的New区选择：Schematic sheet 一个名为 sheet1.SchDoc的空白原理图纸出现在设计窗口中，并且该原理图自动添加到项目当中。这个原理图图纸会在项目的Source Documents 文件夹下。默认的原理图文件名为sheet1,SchDoc

(2) 通过选择File→Save Project As命令来重新命名新原理图文件，指定原理

图保存在硬盘中的位置，在文件名栏中键入特定的文件名，并单击“保存”按钮。

(3)当空白的原理图纸打开后，我们就能注意到工作区发生了变化。主工具栏

中增加了一组新的按钮，新的工具栏出现，并且菜单栏中增加了新菜单。 2.3实训内容及过程

实训的内容是从最基本的项目的创建，到原理图的完成。首先，我先建立了一个新项目，在File→New→Project→PCB Project,然后将其保存为电子线路.PrjPCB.然后，创建新的原理图图纸，单击File→New→Schematic，将其保存为反馈电路.SchDoc，

原理图的环境编辑好后，进行原理图设计。第一步，把元件放到原理图中，在默认的安装库Miscellaneous Devices.inLib, Miscellaneous Connectors.inLib,中根据其型号选择我所需要的电容C1,电阻R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8, R9，RP1，以及二极管V1，V2, V3, VD1，VD2，VD3，VD4,三极管V4，V5，V6。单击并将其拉入电路中。第二步，双击选中单个的元件，编辑器属性，使其符合电路中的各个元件特性。第三步，根据原电路图，摆放各个元件的位置，可以选中元件按空格键使元件旋转，翻转。第四步，连接电路，在菜单中选择Place→Wire命令，光标变成十字形状，将光标放在要连接的元件的导线点，拉伸连到另一个元件导线点，会出现红色的十字架，代表两点重合，单击鼠标，确定连线。一个一个的将所有的要连接的元件都连接起来，然后按Esc退出连线。连线完成后，加电路中的注释，完成后，比照原图，进行检查比对，最后电子电路的原理图真正的完成。

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图2.3.1晶体管触发电路原理图

同样按照第一个反馈电路原理图的步骤完成下一个电路原理图的设计。我设计的第二个电路原理图是万能充电器的电路原理图。

对万能充电器的电路原理图，建立独立的项目工程和文件。根据第一个原理图的步骤，设计万能充电器的原理图，不同于第一个电路图，万能充电器的电路图的元件较多，所以在元件的编辑及排版位置上要多做处理，适当的时候，我们可以改变元件的放置形状。此电路原理图中有一个变压器，其形状的体积较大，连接时应多注意。

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图2.3.2或非门

2.4电路原理图的小结

原理图的设计必须按照书上或是老师教的步骤一步步来，不能节省或是跳跃地设计原理图，那可能会原理图处于空的工程 ，文件的混乱及各种其他的状况的发生。在选择元件时，由于库中大量元件的存在，可能造成元件的错选，多选，漏选，也可能使我们浪费时间，所以，一般情况下，为保持正确性，我们应该根据原电路图按照从左到右，从小的元件到大的元件，或是从一般元件到特殊元件的各种顺序一个一个的选择下来。

选择元件时，我们可以使用过滤器快速定位我们需要的元件，例如，我们要选择2N3904的放大器，我们可以在库名下的过滤器栏中输入*3904*，设置过滤器，会自动过滤选择出所有的3904的元件，就能快速的找到。

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3 电路原理图元件库文件的设计 3.1概述

尽管Altium Designer 09软件提供了丰富的元器件库文件供我们使用，但在实际的设计应用过程中总会出现一些当前元器件库文件中找不到的元件。因此，Altium Designer09提供了相应的制作元器件库的工具。

在Altium Designer 09 中，原理图元器件符号是在原理图库编辑环境中创建的，之后原理库中的元器件会分别使用封装库中的封装和模型库中的模型。我们还可以从各元器件库放置元件，也可以将这些元器件符号库，封装库和模型文件编译成集成库。 3.2元件库文件的设计步骤

一：创建新的库库文件和原理图库。

启动Altium Designer ，单击工具栏中的新建按钮 ，在弹出的“File”面板中选择“New”“Library”“Schematic Library”命令，新建一个默认名称“Schlib1.SchLib” 的原理图库文件。

单击工具栏中保存按钮，打开“Save〔Schlib1.SchLib〕As”对话框，在文件名编辑框中输入“custom”，单击“保存”按钮，将原理图元件库文件名称改为所需的文件名。 二：添加元件

(1)启动Altium Designer，打开“custom SchLib”文件，在工作区单击鼠标右键，在弹出的右键菜单中选择“Options”→“Document Options”命令打开一个对话框，单击该对话框上部的“Units”标签，即打开“Units”选项卡，在该选项卡中勾选“Use Imperial Unit System”复选项。在“Library Editor Options”对话框中的“Grids”选项区域内的“Snap”编辑框内输入“1”单击“OK”按钮，关闭该对话框。

(2)选择“Place”→“Polygon”命令，按键盘上的“Tab”键，打开“Polygon”对话框，

单击该对话框的“Fill Color”色彩板。打开“Choose Color”对话框，在该对话框中单击要选的色彩，单击“OK”按钮即填充选中的色彩，同样的方法设置“Border Color”。

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(3)分别在工作区内定坐标，单击鼠标右键结束绘制。

(4)选择“Place”→“Polygon”命令，按键盘上的“Tab”键，打开“Pin Properties”

对话框。在该对话框内编辑引脚名称以及描述。

(5)布置引脚（要注意引脚的编号要正确），单击工作区域右侧的“SCH Library”标签。在“SCH Library”选项页上部的元件列表中选择当前元件“Component－1”，单击“Edit”按钮。打开一个对话框，单击该对话框下方的“Edit Pin”按钮，在打开的对话框中编辑各引脚的各种属性。 (6)保存原理图元件库文件。 三： 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。 3.3实训内容和过程

在学习了书本上的元件库文件设计方法后，我选择了本学期已学过的数字电子技术基础，电工电子实验技术这两本书作为我的练习书。因为，一是这两本书我已经学过，对书中的各个元件和电路有了一定的了解，二是这两本书中包含着各种各样不同的元器件，适合我由简单的元件入门，再到复杂的元件熟练的掌握技巧。在本次的实训中我选择的是74LS18，74LS194，两个芯片作为实训的元件。

在“File”面板中选择“New”“Library”“Schematic Library”命令，新建一个文件名称为元件1.SchLib原理图库文件，并保存。在其界面下，右击Place下的Rectangle画出适当的大小。接着右击Place下的Pin,由于74LS138有16根引脚，所以要引出16根Pin。完成之后，按照74LS138的引脚排列的标注，分别对应编辑引脚。

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图3.3.1

其中要特别注意对引脚得出Display Name ，Desigator对芯片的里面，外面进行标注，没有任何标注时要去掉Visible功能。

图3.3.2

在inside ,inside edge ,outside, outside edge中我们可以编辑我们想要的圆圈，三角形等特殊的符号。

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图 3.3.3

3.4对元件库文件设计的看法

实际的操作中会出现一些元器件库找不到的元件，所以说，元器件库的创建是非常重要的。在设计的过程中，要注意：

1．放置元件后引脚后，如想要设置或改变其属性，可以双击引脚或在SCH

Library面板中的Pins列表双击引脚，打开Pin Properties对话框。如果想一次改变多个引脚的属性，可按住Shift键，一次选定每个引脚，再按F11键显示Inspector面板，就可以在该面板中编辑多个引脚。 2．在字母使用\\(反斜线符号)表示引脚名中该字母带有上划线。

3．若希望隐藏电源和接地引脚，可选中Hide复选项框，当这些引脚被隐藏

时，系统将按Connect To区将他们连接到电源和接地网络。

4．选择View→Show Hidden Pin 命令，可查看引脚，不选择该命令，引脚的

名称和编号将被隐藏。

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4电子线路PCB电路板设计 4.1 PCB电路板的概况

PCB即为Printed Circurt Board的英文缩写，即我们通常说的印刷电路板。印刷电路板是电子设备不可缺少的重要组成部分。它既是电路元器件的支撑板，又是提供元器件之间的电气连接，具有机械和电气的双重作用。电路设计的最终目的就是生成印刷电路板，原理图的设计只是从原理上给出了电气的连接关系，电路功能的最终实现还是依赖于电路印刷板的设计，PCB设计是电路设计的最终结果。

在完成了电路板上元器件的布局之后。我们就可以开始对电路板进行布线了。电路板的布线方法同元器件的布局一样也分为两种，即手工布线和自动布线。一般来说，电路的工作性能不同，对电路板上的各种布线的设计者要求也不同，比如电源线和接地线因为通过的电流较大，布线要求较宽；逻辑电路只是传输信号，因此布线就可以相对的细一些；为了提高电路板的抗干扰能力，导线在拐角处应采取钝角或是圆角过渡登。所以，在正是进行布线之前，应当根据电路设计的要求，进行电路板布线设计规则的设置，不仅是自动布线的依据，也会给手工布线带来极大的方便。 4.2创建新的PCB板 一.创建PCB电路板

(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

”→“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

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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。 二．PCB编辑环境

（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

”→“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手工布线

4.3.1手工布线的操作。

(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 ”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。

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4. 3.2 手工布线的实训 一：手工布线的具体步骤

(1)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 ”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“25mil”，单击“OK”按钮，将最大连线宽度设置为“25mil”。

(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。 (5)保存手工布好线的PCB板图。 二：手工布线图

4.3.2(a)电路原理图

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4.3.2手工布线

图4.3.2(b)反馈电路原理图

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手工布线图

4.4自动布线 4.4.1自动布线的步骤

(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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4.4.2自动布线实训内容 一自动布线的过程操作

1.新建工程和项目。“File”→“New”→“PCB Project”命令，则“Project”面板里将出现一个“PCB＿Project1.PrjPCB”对其重命名并将其保存。 在已经建立的工程上右击，添加已经画好的电路原理图。

2.检查是否有错，Project→Compile Document 和Project→Compile PCB.PrjPCB，若没有出错的提示，则说明没错。

3．在菜单上单击Designe→Update PCB Document ,把原理图添加到工程PCB板旁边。

4.将原理图全部选中，拖PCB板上，并将其按照原图布局，整理。使各部分分开，不相交，布局合理，简明。

5.选择Keep-Out Layer 将整个电路图圈住，形成一个封闭的矩形。在菜单栏 Designe下选择Rules,将Ruling下的Width改为Preferred Width 为30，Max Width 为50，点击按钮“OK”

6.执行菜单下选择“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。 7.将所布好的图保存。 二自动布线图

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图4.4.2 (a)万能充电器

万能充电器的自动布线图

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21 212121212187651234《电子线路CAD训练》实训报告

图4.4.2(b)LED显示电路

自动布线图 19

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4.5 PCB的规则

(1)为了方便设置和管理设计规则，Altium Designer6.0提供设计规则编辑器。 (2)规则的基本操作包括：新建设计规则、删除规则、导出设计规则、导入规

则、设置规则优先级。

(3)根据设计规则的适应范围分为十个类别：“Electrical”规则类、“Routing”规则类、“SMT”规则类、“Mask”规则类、“Plane”规则类、“Testpoint”规则类、“Manufacturing”规则类、“High Speed”规则类、“Placement”规则类、“Signal Integrity”规则类。

4.6电子线路PCB电路板的结语

在电子线路PCB电路板的设计过程中，PCB的布局对自动不布线的影响很大，所以，我们在设计PCB板的时候一定要把元件的布局设置合理，这样自动布线的效果才理想。如果想重新布线，则选择菜单Tools的Un-route到All命令，就把所有的已布线的线路全部撤销，变成了飞线；如果选择Tools→Un-route→Net命令，可单击需要撤销的网络，这样就可以撤销选中的网络；如果选择Tools→Connection命令，就可以撤销选中的连线；如果选择Tools→Un-route→Component命令，单击元件，相应的元件上的线就会变为飞线。

自动布线的时候，我们往往能发现红色的元件，那是贴片，不是规则所需要的元件，正确的做法是到原电路原理图中替换到相应的元件，使之变为正式的元件，再重新自动布线。如果元件过大，超过默认的PCB板，应该重新定义板型，使所有的元件都处于其中。

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5 PCB元件封装库设计 5.1 PCB元件封装的描述

Altium Designer 09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Alium Designer 09的安装盘下的Program File \\Altium Designer 09\\PCB文件夹下。封装也可以从PCB Editor复制到PCB库，从一个PCB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，我们可以再PCB Editor 中执行Design→Mark PCB Library 命令来生成一个只包含所有当前封装的PCB库 5.2建立新的PCB库 1.建立新的PCB 库

(1)执行File→New→Library→PCB Library命令，建立一个名为Pcbib1.PcbLib

文档，同时显示名为PCBComponent-1的空白元件页，并显示PCB Library库面板。

(2)重新命名该PCB库文档为PCB Footprints.PcbLib. (3)单击PCB Library标签进入PCB Library面板。

(4)单击一次PCB Library Editor工作区的灰色区域并按住Page Up键进入放

大知道能够看清栅格。 2. PCB Library编辑器面板

PCB Library Editor的PCB Library面板提供修改操作，包括PCB Library

面板的Components区域列出了当前选中库的所有元器件。

(1)在Components区域右击将显示菜单选项，我们可以新建器件，编辑器件

属性，复制或粘贴选定的器件，或更新开放PCB的器件封装。支持： 在库内部执行复制和粘贴操作。 从PCB板复制，粘贴到库。

在PCB库之间执行粘贴，复制操作。

(2)Componenets Primitives区域列出了属于当前选中的元器件的图元，单击列

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表中的图元，在设计窗口中加亮显示。

(3)在Componenets Primitives区域下面是元器件封装模型显示区，该去有一

个选择框，选择框选择那一部分，设计窗口就显示那一部分，可以调节选择框的大小。 5.3 PCB元器件封装库 一：PCB元器件封装库的管理

在PCB元件封装编辑器的“PCB Library”工作面板中，用户可对PCB元件封装库中的PCB元件库进行管理，即进行复制、粘贴、导入、删除PCB元件封装操作。

打开包含有需要复制的PCB元件封的PCB元件封装库文件，启动PCB元件封装编辑器。单击工作区左侧的“PCB Library”工作面板标签，打开“PCB Library”工作面板，在该工作面板上方的“Mask”编辑框中输入“BNC*”，将所有名称前3个字母为“BNC”的PCB元件封装筛选出来。筛选结果将在“Components”列表中显示。在“PCB Library”工作面板中“Components”列表中的选择名为“BNC＿RACON”的PCB元件封装，单击鼠标右键，弹出右键菜单选择“Copy”命令，复制已选中的名为“BNC＿RACON”的PCB元件封装。在主菜单中选择“File”→“New”→“Library” →“PCB Library”命令，新建一个默认名称为“PcbLib1.PcbLib”的新PCB元件封装库。在新PCB元件封装库的“PCB Library”工作面板中的“Components”列表单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“Paste 1 components”命令，将名为“BNC＿RACON””的PCB元件封装复制到新的PCB元件封装库中。单击工具栏中的保存按钮，在弹出的对话框中设置文件名称为“Save(PcbLib1.PcbLib)As”，单击保存按钮“保存”该PCB元件封装库文件。 二：创建元器件的封装

元器件的封装方法有很多，如使用PCB Component Wizard创建封装，手工创建封装。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

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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。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

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钮，保存该PCB文件封装库。 5.4 元件封装库设计的实训 5.4.1实训的过程 PCB元件封装： 步骤简述：

(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。

(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”视图中的线框的导线宽度尺寸标注，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“40”，设置总焊盘数为“40”，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“DIP40-100”，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

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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。 5.4.2实训的元件图 第一种方法：手工制作

1. 打开元器件封装库文件，选取菜单命令Tools，或是用快捷键T/C,执行 2. 这时系统就会弹出元器件封装生成向导，单击对话框中的Cancel按钮，

这时在元件封装库编辑器管理窗口的浏览器栏中会出现一个新的元器件，从它的工作区域来看，这是一个空元器件。

3. 首先绘制元器件的外形，将当前的工作层面设置成TopOverlay,根据变压

器的外形尺寸参数，绘制元器件的外形。

4. 接下来放置该元器件的焊盘，在编辑元器件封装的工作窗口中放置26

个焊盘。

5. 在放置完毕焊盘后，双击焊盘，即可打开Pad设置对话框。

6. 根据元器件实物的精确数据，调整焊盘间距。根据元器件的其他尺寸完

成元器件的其他外形线。

7. 选取菜单Tools,或单击管理器窗口中浏览器的Rename按钮，在弹出的

对话框中将当前的元器件更名为“Trans”。 8. 保存元器件封装。

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图5.4.2.1(a)非标准变压器的封装

第二种方法：利用向导生成元器件的封装

1. 在元器件封装库编辑器中选取菜单Tools,即可打开Component Wizard对

话框。

2. 单击Next按钮，就可以进入选择元器件封装类型对话框，在此设定元

器件的类型。

3. 单击Next按钮，就可以进入选择设置焊盘尺寸的对话框，再连续双击

Next分别进入焊盘间距设置对话框和元器件封装的高度和宽度的对话

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框。

4. 单击Next按钮，给元器件命名。

5. 单击Next按钮，这是元器件所有参数的设置工作已经完成，进入下一

个对话框。

6. 单击Finish按钮，这时程序将自动生成元器件的封装。

图5.4.2(b)

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图5.4.2(c)

5.5对元件封装库的认识和想法

我们在正式绘制元器件的封装之前，必须掌握元器件实物尺寸的精确数据，其中包括元器件的外形尺寸，焊盘尺寸，焊盘间距和元器件外形与焊盘之间的间距。元器件的封装是在元器件封装库编辑器中设计完成的，利用系统提供的生成向导创建元器件封装时，我们一般不需要实事先对元器件封装编辑器工作窗口图纸层区域栅格参数进行设置，然而当采取手工制作的方法时，为了提高制作元器件封装的效率，我们就应该先设置工作窗口图纸层区域栅格参数，然后，再进行元器件的封装制作。

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实训体会

两周的电子线路CAD实训中我学到了很多，首先我对Atium Designer 09这一软件有了一定的认识和了解。学会了一些基本的功能，操作方法和实际应用技巧。从实际点的应用出发，以典型的例子为模板，进行练习，这次实训中，我了解到实在的学习内容，掌握了学习方法和内容。

通过这一训练实习环节，我能使用Altium Designer 进行电子线路原理图设计，掌握使用Altium Designer 进行电子线路原理图元件库的设计，熟练地掌握使用Altium Designer 进行电子线路PCB板的设计以及PCB元件封装库的设计。

电子线路CAD的实训，使我进一步巩固了我所学的自动化专业的各种基础和重点的知识，掌握工程自动化系统的电子线路设计方法，使我了解和掌握自动化专业的特点，提高了我对本专业的学习兴趣，培养了我实际工作的技巧和能力。我因此而具有本专业电路设计的能力，为我以后的课程设计奠定了坚实的基础。

在这次的训练中，我以积极认真的态度投入其中，仔细的研究，发现问题，分析问题，思考问题，进而解决问题，渐渐地培养我的独立的工作能力；在遇到自己不能解决的问题时，我没有立刻去询问同学和老师，而是先自己思考，去查找教材，相关的资料和工具书，培养了自我思考，自己学习的能力；直到自己不能解决，再请教同学和老师，培养了我和同学之间的团结合作的精神。

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参考文献

[1]张伟，孙颖，电路设计与制板Protel 99SE高级应用，人民邮电出版社，

2008.

[2]阎石，数字电子技术基础，高等教育出版社，2004

[3]吕曙东，孙宏国，电工电子实验技术，东南大学出版社，2009 [4]康华光，电子技术基础，高等教育出版社，2005

[5]王静，Altium，Designer Winter 09电路设计案例教程，中国水利水电出版

社，2009

[6] 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.

[7]胡继胜，杜贵敏，电子CAD技能与实训，电子工业出版社，2009

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/v2mr.html