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Altium Designer CAD實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)手冊(cè)

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樓主
ID:312874 發(fā)表于 2018-4-21 10:03 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
對(duì)于剛剛?cè)腴TAD的同學(xué) 有借鑒意義~

華中科技大學(xué)工程實(shí)訓(xùn)中

一、教學(xué)任務(wù)

1、熟悉聲光控開(kāi)關(guān)電路原理;
2、熟悉Altium Designer 15開(kāi)發(fā)工具的使用;
3、利用Altium Designer 15設(shè)計(jì)編輯聲光控開(kāi)關(guān)電路圖;
4、利用Altium Designer 15設(shè)計(jì)PCB 電路板;
5、設(shè)計(jì)原理圖元器件和PCB封裝庫(kù)。


二、環(huán)境準(zhǔn)備

1、啟動(dòng)AltiumDesigner15軟件

啟動(dòng)Altium Designer 15軟件,在的桌面上找到DXP 快捷鍵雙擊鼠標(biāo)左鍵就可以啟動(dòng)該軟件,或用 鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊屏幕下方windows開(kāi)始圖標(biāo),在所有程序中找到Altium—>Altium Designer啟動(dòng)該軟件, 進(jìn)入軟件的設(shè)計(jì)主頁(yè)面,如圖1所示。用戶可以使用該頁(yè)面進(jìn)行項(xiàng)目文件的操作,如創(chuàng)建新項(xiàng)目、打 開(kāi)文件、配置設(shè)計(jì)環(huán)境等。該系統(tǒng)界面由系統(tǒng)主菜單、瀏覽器工具欄、系統(tǒng)工具欄、工作區(qū)和工作區(qū) 面板五大部分組成。






三、建立工程文件
圖 1 Altium Designer 軟件設(shè)計(jì)主頁(yè)面

在菜單欄中,單擊“文件(F)”-“NEW”-“Project”,出現(xiàn)如圖 2 所示界面。

圖 2 新工程界面

在“project Types:”選項(xiàng)中選擇“PCB Projec,在“Project Templates:”選項(xiàng)中,選擇<default>。 在“name”下的欄目中,填寫工程文件名,工程文件名為任意一字母加自己的學(xué)號(hào)和名字組成,

如:U20150101張三.prjpcb。 在“l(fā)ocation ”下的欄目中,填寫設(shè)計(jì)文件存放的路徑,將文件放置的位置設(shè)置為 F 盤,如,

f:\lightdemo3\Projects,完成后,點(diǎn)擊“OK”。出現(xiàn)圖 3 所示的界面。


圖 2 新工程界面

記住自己存放文件的位置,退出計(jì)算機(jī)前一定要把文件拷貝到自己的 U 盤上或存儲(chǔ)在其他的網(wǎng) 絡(luò)介質(zhì)上(如百度網(wǎng)盤、郵箱等),否則當(dāng)機(jī)房計(jì)算機(jī)重啟時(shí)你的文件很可能會(huì)丟失,因?yàn)闄C(jī)房的每 臺(tái)計(jì)算機(jī)上都裝有還原軟件。



2、 建立原理圖文件
在菜單欄中,點(diǎn)擊“文件(F)”-> “NEW” ->“原理圖”,或者在Files面板的New單元選擇:Schematic
Sheet。
通過(guò)選擇“File ” ->“Save As ”來(lái)將新原理圖文件重命名(擴(kuò)展名為*.SchDoc )。出現(xiàn)如圖3
所示界面。


圖3              原理圖工作區(qū)

3、設(shè)置環(huán)境

在菜單欄中,點(diǎn)擊“設(shè)計(jì)(D)”->“文檔選項(xiàng)(O)…”,出現(xiàn)如圖4所示界面。 在“參數(shù)”欄中,采用默認(rèn)值,在“單位”欄中,選用“使用英制單位系統(tǒng)”,在“Template”

采用默認(rèn),不選用模板。 選中“方塊電路選項(xiàng)”,按照?qǐng)D4所示界面上的參數(shù)填寫。設(shè)計(jì)圖紙的圖幅為A4,方向水平;柵格

Grids設(shè)置中,捕捉柵格為“50mil”,也是設(shè)計(jì)時(shí)鼠標(biāo)移動(dòng)的最小間隔;可見(jiàn)柵格為“100mil”,即是 在屏幕上顯示出的最小方格;電氣柵格(Electrical Grid),電氣柵格設(shè)置為“40mil”,電子產(chǎn)品(電 氣原理圖)設(shè)計(jì)時(shí),一定要勾選“使能”(Enable)項(xiàng)。





圖4 環(huán)境設(shè)置界面

4、原理圖設(shè)計(jì)

1)加載元器件庫(kù) 將鼠標(biāo)移到右上角的“庫(kù)…”菜單上,會(huì)出現(xiàn)如圖5所示界面,點(diǎn)擊libraries…,出現(xiàn)如圖6所示

界面。

圖5



圖6


在 圖 6 中 , 點(diǎn) 擊 “ 添 加 庫(kù) ( A ) … ” , 出 現(xiàn) 如 圖 7 所 示 界 面 , 分 別 將 自 己 建 立 的 元 件 符 號(hào) 庫(kù)
(light.schlib)和封裝庫(kù)(light.pcblib)加入到設(shè)計(jì)工程中。


圖7 加入元件庫(kù)后,再將鼠標(biāo)移到右上角的“庫(kù)…”上,會(huì)出現(xiàn)如圖8所示的界面。選擇light.schlib,

在它的下面就會(huì)出現(xiàn)該器件庫(kù)的全部元器件,選中需要放置的元件(如:cap),然后,點(diǎn)擊“place cap”,

選中的元器件就會(huì)粘貼在鼠標(biāo)的光標(biāo)上,再按tab鍵,出現(xiàn)如圖8所示界面,在此界面中可以填寫該元 器件的參數(shù)和封裝形式,在“Designator”欄目中填寫c1,在“Comment”欄目中填寫電容:0.1uF。 封裝形式填寫RAD4。




圖8



圖9

按照表1,繼續(xù)放置剩下的其他元器件。

表1              聲光控電路元器件與封裝表

器件
器件標(biāo)號(hào)
SCH庫(kù)名
SCH庫(kù)中器件名字
PCB庫(kù)中封裝
電阻
R1——R7

Miscellaneous
Devices.lib
RES2
AXIAL0.4
電解電容
C1
CAP
RAD4

C2

ELECTRO2
RB5/8

C3
RB4/5
三極管
Q
NPN

T3-4或T3X5
可控硅
VS
SCR
穩(wěn)壓二極管
VZ
DIODE TUNNEL

DIODE6
二極管
VD
DIODE

V3——V6
DIODE_1
DIODE8
電源插頭
J1
CON2
RAD0.1
集成電路
IC
4011
DIP14
麥克風(fēng)
MIC
用戶自己的庫(kù)
MIC
RB5/9
光敏電阻
RG
用戶自己的庫(kù)
RG
RB5/8-D







放置完元器件后,


圖6


完成器件放置后,開(kāi)始放置器件引腳間的連線——電路中的等電位點(diǎn)! 執(zhí)行Place菜單下的Wire命令,找到需要連接的器件引腳端點(diǎn),鼠標(biāo)移動(dòng)到該引腳時(shí),軟件會(huì)提

示如圖:

顯示一圓點(diǎn),表示可以開(kāi)始連線,點(diǎn)鼠標(biāo)左鍵確定,開(kāi)始連接,到另外一個(gè)需要連接的器件引腳

時(shí),會(huì)再提示,點(diǎn)鼠標(biāo)左鍵確定即可。 電源、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)和接地,使用下圖中的工具按鈕。


電源使用的是網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào),上圖中的NET1,如VCC、V+、V1、V2等,接地使用的是地符號(hào),按上面 的原理圖連接好電路。這部分不使用直接連接,是為了方便后面PCB設(shè)計(jì)時(shí),在布線規(guī)則中定義布線 寬度。

仔細(xì)檢查原理圖設(shè)計(jì),要求保證沒(méi)有任何錯(cuò)誤。

4、 編譯項(xiàng)目 編譯項(xiàng)目可以檢查設(shè)計(jì)文件中的設(shè)計(jì)草圖和電氣規(guī)則的錯(cuò)誤,并提供給設(shè)計(jì)者一個(gè)排除錯(cuò)誤的環(huán)

境。
1)要編譯u20150101張三項(xiàng)目,選擇Project → Compile PCB Project u20150101張三.PrjPcb。
2)當(dāng)項(xiàng)目被編譯后,任何錯(cuò)誤都將顯示在Messages面板上,如果電路圖有嚴(yán)重的錯(cuò)誤,Messages

面板將自動(dòng)彈出,否則Messages面板不出現(xiàn)。 項(xiàng)目編譯完后,在Navigator面板中將列出所有對(duì)象的連接關(guān)系。(如圖2-15所示)





5、PCB設(shè)計(jì)
圖2-15




1)建立用戶的PCB設(shè)計(jì)文件
點(diǎn)擊菜單欄中“文件(F)”-“NEW”-PCB(P),出現(xiàn)如下界面。



圖2-16

執(zhí)行File菜單下的保存命令,在對(duì)話框中選擇PCB 1缺省名(也可以自己重新命名),點(diǎn)OK確定。

1)設(shè)置設(shè)計(jì)環(huán)境 首先注意我們的操作環(huán)境: PCB設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)中肯定會(huì)需要確定位置和大小等尺寸,在設(shè)計(jì)窗口左下角有坐標(biāo)及單

位,缺省狀態(tài)下是毫英寸——mil。 當(dāng)前電子產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)始使用多層電路板,在PCB設(shè)計(jì)狀態(tài)下,設(shè)計(jì)窗口的下面一行,是PCB層切換

的“面”,與層相關(guān)的操作,必須進(jìn)入對(duì)應(yīng)的層,不然,操作將是錯(cuò)誤的。 在鍵盤上按“Q”鍵,將將坐標(biāo)單位切換到mm。 執(zhí)行Design菜單下Options命令,Layers是層管理頁(yè)面,可以打開(kāi)或關(guān)閉目前使用的層,方便觀

察PCB的設(shè)計(jì)。
在PCB工作區(qū),點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵,選擇“跳轉(zhuǎn)柵格”-“柵格屬性”,出現(xiàn)如圖所示界面。



圖2-17 操作環(huán)境設(shè)置

在步進(jìn)x(x)欄目中,填寫1mm。然后,點(diǎn)擊適用按鍵,再點(diǎn)擊確定退出界面。


2)確定電路板尺寸

電路板尺寸使用機(jī)械層Multi Layer,是外框;布線區(qū)間使用的層是禁止布線區(qū)層Keep Out Layer, 是內(nèi)框。先設(shè)置電路板尺寸,將層切換到MultiLayer,執(zhí)行一般布線命令Place——Line,鍵盤P/L, 注意坐標(biāo),確定尺寸,在放置中,按Tab鍵,設(shè)置線寬為0.254mm。



在菜單上,選編輯-原點(diǎn),設(shè)置圖紙的參考原點(diǎn)坐標(biāo)。 設(shè)置好電路板尺寸后,按一次鼠標(biāo)右鍵,退出當(dāng)前操作,但沒(méi)有退出布線命令,按鍵盤數(shù)字鍵盤

區(qū)的+/-號(hào)鍵,將層切換到Keep Out Layer層,在距離電路板尺寸邊框2mm處點(diǎn)鼠標(biāo)左鍵開(kāi)始布線。布 線要求見(jiàn)下圖。




確定布線區(qū)間使用層——Keep Out Layer



圖2-18 電路板尺寸要求和布線區(qū)間要求



1、              放置定位螺釘孔

電路板螺釘孔使用機(jī)械層Multi Layer,執(zhí)行Plcae菜單下Via命令,開(kāi)始放置電路板的螺釘孔, 按TAB鍵設(shè)置孔屬性,僅僅需要在對(duì)話框中,將Diameter設(shè)置為3mm,如下圖2-19所示。


圖2-19




圖2-19              Via尺寸設(shè)置




2、              加載網(wǎng)絡(luò)表

執(zhí)行設(shè)計(jì)(D)菜單下的Import changes from u20150101.prjpcb命令,打開(kāi)加載網(wǎng)絡(luò)表對(duì)話框, 如下圖2-20所示。



圖2-20 點(diǎn)擊生效更改,然后再點(diǎn)擊執(zhí)行更改,出現(xiàn)如圖2-21所示的界面。







再點(diǎn)擊關(guān)閉,出現(xiàn)如圖2-22所示界面。
圖2-21



圖2-22



3、確定定位器件并布局電路 本次設(shè)計(jì),需要對(duì)麥克風(fēng)和光敏電阻進(jìn)行定位操作——將器件放置在指定位置,這在大部分產(chǎn)品

中,都有相應(yīng)的要求,如硬盤的插頭等。將紅色矩形框中的元器件逐個(gè)移入紫色的設(shè)計(jì)框中,并進(jìn)行
布局。用鼠標(biāo)拖動(dòng)對(duì)應(yīng)器件到指定位置,注意不是選中狀態(tài),僅僅用鼠標(biāo)拖。!




圖2-23 麥克風(fēng)和光敏電阻的定位圖


定位好麥克風(fēng)和光敏電阻后,再對(duì)其他器件進(jìn)行位置調(diào)整——布局。 布局的要求:

(1)、全局張弛有度,避免局部器件密集,其他部位器件很少。

(2)、注意前后、左右器件的相互關(guān)系,相關(guān)的器件應(yīng)該在附近,習(xí)慣器件間不要放置無(wú)關(guān)的器 件。

(3)、器件間保留足夠的空間,方便以后的布線。

(4)、注意拖動(dòng)器件時(shí),軟件的提示!。 布局考慮的因素:

(1)、中心器件,如本電路中的4011和三極管,整體電路是以4011為中心的,則4011不能放置的 太靠邊,并且,其他器件應(yīng)該圍繞4011;三極管是一局部中心器件,電容C1和電阻R2、R3是圍繞三極 管的,應(yīng)該靠近。

(2)、信號(hào)流向,電路中,信號(hào)總是一級(jí)、一級(jí)的傳遞的,所以,相關(guān)的電路應(yīng)該按信號(hào)的流向 逐級(jí)排布,連續(xù)的兩級(jí)間,不應(yīng)該插入其他電路,避免電路連接的混亂。

(3)、考慮好電磁特性,強(qiáng)弱信號(hào)間的干擾,避免電源線因?yàn)樾枰獙挼牟幌逕o(wú)法操作,避免高頻 信號(hào)的相互干擾。

布局是電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中很重要的能力,需要綜合思考,也需要多的鍛煉。

3、 設(shè)置設(shè)計(jì)規(guī)則 執(zhí)行設(shè)計(jì)(D)菜單下規(guī)則(R)命令




圖2-24 設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)置對(duì)話框


1) 安全距離



圖2-25


安全距離設(shè)置Clearance采用默認(rèn)值(0.254mm);

2、設(shè)置線寬 將光標(biāo)放在上圖中左邊菜單Routing下的Width菜單上,點(diǎn)擊右鍵,出現(xiàn)對(duì)話框,在對(duì)話框中選擇

新規(guī)則(W),并單擊它,如圖2-26所示界面。



圖2-26


修改后的線寬設(shè)置如圖2-27所示。






4、 設(shè)置單面布線
圖2-27


圖2-28

其他規(guī)則設(shè)置,本次設(shè)計(jì)都使用缺省值——不修改,三項(xiàng)設(shè)置情況見(jiàn)下圖。雙擊項(xiàng)目,進(jìn)入設(shè) 置!

最后是Routing Layers是布線層的使用;




5、 自動(dòng)布線、手工修改布線
執(zhí)行Auto Route菜單下All命令,對(duì)話框見(jiàn)下圖2-29所示。





圖2-29


選擇對(duì)應(yīng)的布線要求,點(diǎn)擊Route All按鈕,對(duì)全電路自動(dòng)布線。 計(jì)算機(jī)的自動(dòng)布線,總有不盡人意的地方,所以,需要人工修改;布完線后,選擇Bottom Layer,

執(zhí)行Place菜單下的Interactive Routing命令,進(jìn)行交互式布線(不需要?jiǎng)h除前面的布線,軟件會(huì)自 動(dòng)處理)。

6、 檢查電路 檢查內(nèi)容有:1.電氣布線是否連線正確,焊盤間的連接關(guān)系應(yīng)該和上圖完全一致。

2.布線要求盡量短,不要人為增加布線長(zhǎng)度。
3.PCB中所有的安全距離要求大于0.5mm。
4.布線寬度設(shè)置使用有兩個(gè),圖中最細(xì)的是0.5mm,電源和地線是1mm。
7、 放置學(xué)號(hào)
操作的層是Top Overlay,執(zhí)行Place下String 命令,鍵盤P/S。按Tab鍵設(shè)置字符Text為自己的學(xué)號(hào)。



為當(dāng)前設(shè)計(jì)生成用戶器件庫(kù)


在當(dāng)前的用戶設(shè)計(jì)文件中,建立用戶使用的器件庫(kù),作為用戶設(shè)計(jì)文件的捆綁器件庫(kù)。 建立原理圖器件庫(kù)

選擇當(dāng)前的原理圖設(shè)計(jì)文件,執(zhí)行Design菜單下Make Project Library命令,軟件自動(dòng)搜索當(dāng)前 文件夾(目錄)下所有用戶原理圖,然后自動(dòng)生成使用到的器件對(duì)應(yīng)的器件庫(kù),文件名稱為當(dāng)前原理 圖的文件名稱,當(dāng)使用了PRJ模塊管理文件時(shí),文件名為模塊文件的文件名。

建立PCB文件器件庫(kù)

執(zhí)行Design菜單下Mark Library命令,軟件根據(jù)當(dāng)前PCB文件中使用的器件建立對(duì)應(yīng)的器件庫(kù), 器件庫(kù)名為當(dāng)前PCB的文件名。




5、思考與練習(xí)

1)預(yù)習(xí)元件符號(hào)的設(shè)計(jì),原理圖器件引腳設(shè)置注意事項(xiàng):引腳方向、引腳名字、引 腳編號(hào)、電氣特性等
2) 熟悉如何應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的作用于使用方法?
3) 預(yù)習(xí)封裝庫(kù)的制作方法。PCB 器件設(shè)計(jì)的要求?器件的層需要考慮哪些因素?
4) PCB 器件與實(shí)物器件的對(duì)應(yīng)關(guān)系?
5) 工作電路板的層,電氣層有哪些?非電氣層的用途?
6) 布局的要求?


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CAD設(shè)計(jì)任務(wù)(2017).pdf (2.02 MB, 下載次數(shù): 21)


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