AltiumDesigner使用說明

1、編號(hào)： 日期：Altium Designer 使用說明1. Altium Designer簡介Altium Designer環(huán)境是一個(gè)軟件集成平臺(tái)，匯集了所有必要的工具來創(chuàng)建一個(gè)單一的應(yīng)用程序中的電子產(chǎn)品開發(fā)完整的環(huán)境。 Altium Designer包括所有設(shè)計(jì)任務(wù)的工具：從原理圖和HDL設(shè)計(jì)輸入，電路仿真，信號(hào)完整性分析，PCB設(shè)計(jì)以及基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)。這里主要介紹PCB設(shè)計(jì)。2. 創(chuàng)建PCB工程2.1 PCB工程簡介PCB工程是創(chuàng)建PCB圖的基礎(chǔ)，為了便于后續(xù)的設(shè)計(jì)繪圖，往往需要在PCB工程中添加需要的元件庫、封裝庫、原理圖、PCB圖。2.2 創(chuàng)建過程打開Altium

2、Designer，依次單擊file>new>project>PCB project,創(chuàng)建一個(gè)PCB工程，保存這個(gè)工程，之后便可以將有關(guān)文件如原理圖、封裝圖、PCB圖等添加到工程中。3. 創(chuàng)建原理圖庫及封裝庫3.1創(chuàng)建元件原理圖庫a) 元件原理圖創(chuàng)建在建立好的PCB工程（PCB_Project1）上，單擊右鍵顯示如圖1，建立一個(gè)元件圖。圖1b) 元件圖繪制在已建好的元件圖文件中，繪制所需的元件圖，過程如下：在菜單欄中的place選項(xiàng)下，選擇所需的基礎(chǔ)形狀，根據(jù)需要進(jìn)行合理設(shè)置，以一個(gè)簡單芯片繪制為例。首先在place工具下找到矩形如圖2所示：圖2在圖上根據(jù)需要調(diào)節(jié)矩形的形狀、大

3、小。然后放置引腳，同樣在place工具下找到pin選項(xiàng)，按Tab鍵對(duì)pin的屬性進(jìn)行設(shè)置。如圖3所示：圖3使用空格鍵使pin調(diào)轉(zhuǎn)方向，使得有四個(gè)白點(diǎn)的一端朝外。繪制好圖之后，對(duì)元件圖的屬性進(jìn)行設(shè)置。單擊軟件右下角的SCH圖標(biāo)。如下圖所示：得到如圖4所示對(duì)話框：圖4選擇Edit圖標(biāo)可對(duì)元件屬性進(jìn)行設(shè)置。根據(jù)需要完成設(shè)置之后，將文件保存在新建的工程目錄下，方便選用?；蛘呓⒁粋€(gè)自己的SCH Libraries。3.2元件封裝庫元件封裝繪制的過程中應(yīng)該注意保證封裝的引腳標(biāo)號(hào)與原理圖中引腳標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)。a) 創(chuàng)建元件封裝圖創(chuàng)建過程與元件原理圖創(chuàng)建過程相同，只是最后選擇為PCB Libraries。b) 封

4、裝圖繪制封裝圖繪制有兩種方法，一種是使用Altium Designer自帶的向?qū)?，按照向?qū)У奶崾就瓿擅恳徊降脑O(shè)置，最終完成原理圖的繪制。其具體過程如下：在菜單欄中選擇tools>component Wizard，得到封裝向?qū)鐖D5所示：圖5根據(jù)操作提示一次進(jìn)行設(shè)置。以繪制一個(gè)電阻封裝為例：首先，選擇要繪制的封裝種類，如電阻、電容、二極管等，根據(jù)datasheet的資料選擇繪制過程中使用mil還是mm為單位，如圖6所示。圖6然后，選擇電阻的類型包括兩種：一種是插針式，另一種是貼片式，如圖7所示：圖7若選擇為貼片式，則出現(xiàn)以下對(duì)話框，確定其貼片的大小，如圖8：圖8依次設(shè)置各項(xiàng)完成對(duì)電阻封裝的

5、繪制，注意以上所有尺寸均需與datasheet中保持一致。4.繪制原理圖4.1 創(chuàng)建原理圖（Schematic）.方法同創(chuàng)建創(chuàng)建SCH Libraries。4.2加載元件將所需元件加載到Libraries中，加載方式如下：單擊Libraries對(duì)話框中的Libraries，如圖9所示：圖9單擊Install，選擇所需元件所在的目錄，選擇相應(yīng)元件，如圖10所示。圖10將元件加載到元件庫中之后，直接點(diǎn)擊放置元件（Place component），在原理圖中合適的位置放置元件。對(duì)元件的屬性進(jìn)行設(shè)置、首先，雙擊元件得到有關(guān)設(shè)置對(duì)話框。對(duì)于component Properties設(shè)置。在Paramete

6、r這一項(xiàng)中應(yīng)填寫元件基本信息，例如：元件型號(hào)，生產(chǎn)廠家，價(jià)格等，方便隨時(shí)更新元件，制作元件清單報(bào)表。如圖11所示：圖11按照需求設(shè)置其中的分類，將沒有使用的分類刪除。對(duì)Properties設(shè)置，如圖12所示：圖12可將Designator這項(xiàng)設(shè)置為標(biāo)號(hào)加問號(hào)。最后原理圖繪制好之后，用自動(dòng)排序就可以了。將元件封裝添加到原理圖中，如圖13所示：圖13選擇相應(yīng)的封裝，將其加入。4.3原理圖連接將所需元件載入原理圖后，按照芯片引腳定義，功能需求等點(diǎn)擊按鈕連接原理圖。連接過程中，盡量不要使用較長導(dǎo)線，如需連接可使用標(biāo)號(hào)。具有相同標(biāo)號(hào)的引腳是連接在一起的。這樣可以使整個(gè)原理圖模塊化，便于復(fù)雜原理圖的分析、

7、改錯(cuò)、閱讀。4.4編譯原理圖按照要求完成原理圖后，需要對(duì)原理圖進(jìn)行編譯，方法如圖14所示：圖14完成原理圖的編譯后，如果有錯(cuò)軟件會(huì)自動(dòng)彈出消息窗口。根據(jù)提示消息，對(duì)原理圖進(jìn)行修改。5.繪制PCB板5.1 建立pcb文件在已建立的工程中加入PCB文件，將原理圖導(dǎo)入PCB文件中，具體操作如下：首先，選擇Design>Update PCB document,得到如圖15所示：圖15這便將原理圖中的元件封裝導(dǎo)入到了PCB文件中，接下來就可以對(duì)PCB板進(jìn)行具體的布局設(shè)計(jì)了。5.2 PCB板形狀根據(jù)實(shí)際需求確定PCB板的外形。有以下幾種方法：方法一：由向?qū)蒔CB板的形狀，具體操作如下：在文件中選

8、擇PCB board，如圖16所示：圖16根據(jù)向?qū)崾?，設(shè)置PCB板的外形。方法二：利用菜單欄中的Design>board shape>根據(jù)需要選擇不同的方式定義PCB板的形狀。5.3 有關(guān)規(guī)則設(shè)置PCB中的規(guī)則包括走線寬度、元件之間的最小間距等的設(shè)置。設(shè)置方法同樣包括手動(dòng)設(shè)置與使用設(shè)置向?qū)煞N方式。對(duì)于手動(dòng)設(shè)置，說明如下：首先，選擇菜單欄中Design>rules，得到PCB rules and constraints editor.如圖17所示：下圖中標(biāo)注出了有關(guān)對(duì)走線、過孔、元件間距的設(shè)置，具體需要對(duì)哪些項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置，據(jù)具體情況而定。圖17對(duì)于利用設(shè)置向?qū)У氖褂谜f明說明如

9、下：利用菜單欄中Design>rules Wizards，如下圖18所示：圖18根據(jù)提示完成設(shè)置。5.4 元件放置與布線對(duì)于PCB板的元件放置主要由板的功能需求已經(jīng)外觀要求所確定。對(duì)于布線有手動(dòng)布線與自動(dòng)布線。自動(dòng)布線時(shí)，需要必須對(duì)所有規(guī)則進(jìn)行設(shè)置，對(duì)于走線較為簡單的PCB板還是可行的對(duì)于手動(dòng)布線，一般來說遵循這樣一些原則：先布信號(hào)線，后電源線與地線；先布模塊之間的連線，后模塊內(nèi)部連線；對(duì)于一些對(duì)位置無特殊要求的元件，在布線的過程中可以調(diào)整其位置，但不能因?yàn)椴季€而使元件排列不整齊。布線時(shí)可以選擇對(duì)一些圖層的可見性，如圖19所示為調(diào)整單層模式的選擇方式：圖195.5 鋪銅在工具欄中選擇鋪銅

10、選項(xiàng)。根據(jù)需要選擇鋪銅的厚度以及位置。如下圖20所示：圖20最后，檢查完成PCB板的繪制，檢測(cè)包括對(duì)元件位置的確定，以及元件是否違反規(guī)則的檢查，對(duì)于規(guī)則檢查方法如圖21所示：圖21若發(fā)現(xiàn)有規(guī)則沖突，則需對(duì)規(guī)則沖突進(jìn)行分析，若為無必要的規(guī)則可以直接忽略沖突，通過反復(fù)檢查修改，確定PCB板無誤。6. PCB加工對(duì)于大多數(shù)PCB加工廠家需要我們提供Gerber文件與CN文件。生成Gerber文件，files>Frabrication output>Gerber files.得到如圖22所示對(duì)話框：圖22完成好對(duì)Gerber 文件的設(shè)置后，生成了.Cam文件，但是這個(gè)文件我們并不需要，而是

11、需要與這同時(shí)生成的一系列文件，如圖23所示：圖23PCB廠家利用這些文件，分別做出PCB板的每一層。同時(shí)還需要NC文件，來提供有關(guān)孔洞的信息，其生成方式如圖所示24：File>Frabrication output>NC Drill files.圖24PCB廠家利用以上文件便可以完成對(duì)PCB板的加工了。附錄1. 有關(guān)PCB板中各層功能說明a) 頂層信號(hào)層(Top Layer)： 也稱元件層,主要用來放置元元件,對(duì)于比層板和多層板可以用來布線；b) 中間信號(hào)層(Mid Layer)： 最多可有30層,在多層板中用于布信號(hào)線.c) 底層信號(hào)層(Bootom Laye

12、r)： 也稱焊接層,主要用于布線及焊接,有時(shí)也可放置元元件.d) 頂部絲印層(Top Overlayer)： 用于標(biāo)注元元件的投影輪廓、元元件的標(biāo)號(hào)、標(biāo)稱值或型號(hào)及各種注釋字符。e) 底部絲印層(Bottom Overlayer)： 與頂部絲印層作用相同，如果各種標(biāo)注在頂部絲印層都含有，那么在底部絲印層就不需要了。f) 內(nèi)部電源層(Internal Plane)：通常稱為內(nèi)電層，包括供電電源層、參考電源層和地平面信號(hào)層。內(nèi)部電源層為負(fù)片形式輸出。g) 機(jī)械數(shù)據(jù)層(Mechanical Layer)： 定義設(shè)計(jì)中電路板機(jī)械數(shù)據(jù)的圖層。電路板的機(jī)械板形定義通

13、過某個(gè)機(jī)械層設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。h) 阻焊層(Solder Mask-焊接面)： 有頂部阻焊層(Top solder Mask)和底部阻焊層(Bootom Solder mask)兩層，是Protel PCB對(duì)應(yīng)于電路板文件中的焊盤和過孔數(shù)據(jù)自動(dòng)生成的板層，主要用于鋪設(shè)阻焊漆本板層采用負(fù)片輸出，所以板層上顯示的焊盤和過孔部分代表電路板上不鋪?zhàn)韬钙岬膮^(qū)域，也就是可以進(jìn)行焊接的部分i) 錫膏層(Past Mask-面焊面)： 有頂部錫膏層(Top Past Mask)和底部錫膏層(Bottom Past mask)兩層，它是過焊爐時(shí)用來對(duì)應(yīng)元件焊點(diǎn)的，也是負(fù)片形式輸出板層上顯示的焊盤和過孔部分代表電路板上不鋪錫膏的區(qū)域，也就是不可以進(jìn)行焊接的部分。j) 禁止布線層(Keep Ou Layer)定義信號(hào)線可以被放置的布線區(qū)域，放置信號(hào)線進(jìn)入位定義的功能范圍。k) 多層(MultiLayer)： l) 通常與過孔或通孔焊盤設(shè)計(jì)組合出現(xiàn)，用于描述空洞的