前言
Altium Designer是原Protel軟件開發(fā)商Altium公司推出的一體化的電子產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)，一直以易學(xué)易用的特點(diǎn)，深受廣大電子產(chǎn)品設(shè)計者的喜愛。
Altium Designer 16.0作為Altium公司最新版本的電子設(shè)計軟件，不僅全面繼承了包括Protel 99SE、Protel DXP 2004在內(nèi)的先前版本的功能與優(yōu)點(diǎn)，而且還增加了大量的新功能與改進(jìn)功能，如可視化的安全邊界、智能化元器件布局系統(tǒng)、更智能的xSignals向?qū)�、網(wǎng)絡(luò)顏色同步、3D模型生成向?qū)У龋軌驇椭O(shè)計者在很短的時間內(nèi)進(jìn)一步提升設(shè)計效率，制作出更加優(yōu)良、更加低成本的電子產(chǎn)品。
Altium Designer 16.0可以輕松地定義材料選擇，智能地完成剛?cè)峤Y(jié)合板的布局和布線，在美觀的、原生3D PCB模式中展現(xiàn)所設(shè)計的工程藝術(shù)作品。而且通過Altium Designer 16.0的集中元器件庫管理功能，可以建立一個來源唯一的、可信賴的、共享的元器件庫，并可以在所有的項(xiàng)目中立刻使用、管控和復(fù)用一切有價值的元器件。
Altium Designer 16.0的原生3D可視化與間距檢查功能，能夠確保電路板在第一次安裝時，即可與外殼完美匹配，不再需要昂貴的設(shè)計返工。在3D編輯狀態(tài)下，電路板與外殼的匹配情況可以實(shí)時展現(xiàn)，可以在幾秒鐘內(nèi)解決電路板與外殼之間的碰撞沖突問題，使用起來十分方便。
Altium Designer 16.0具有廣闊的工程應(yīng)用范圍，可以將使用者的設(shè)計與動態(tài)、智能的數(shù)據(jù)管理相連，掌控設(shè)計數(shù)據(jù)和工作流程的效率，發(fā)掘?qū)I(yè)創(chuàng)建設(shè)計內(nèi)容的潛力，節(jié)省創(chuàng)建和管理元器件庫的時間。
本書共分為17章，各章的內(nèi)容如下。
第1章：Altium Designer 16.0概述。
第2章：電路原理圖設(shè)計基礎(chǔ)。
第3章：層次化原理圖的設(shè)計。
第4章：電路原理圖的后續(xù)處理。
第5章：PCB設(shè)計基礎(chǔ)。
第6章：創(chuàng)建元器件庫。
第7章：PCB設(shè)計規(guī)則的設(shè)置。
第8章：元器件封裝的制作與管理。
第9章：PCB元器件庫的管理。
第10章：信號完整性。
第11章：原理圖與PCB圖的交互驗(yàn)證。
第12章：PCB的后續(xù)處理。
第13章：PCB的高級設(shè)計。
第14章：電路仿真設(shè)計。
第15章：單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板電路圖的設(shè)計。
第16章：報警器電路的設(shè)計。
第17章：數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計。
本書提供網(wǎng)絡(luò)下載資源，內(nèi)容包括書中所有實(shí)例的源文件和結(jié)果文件，以及實(shí)例操作過程的視頻文件，讀者可以通過多媒體形式方便直觀地學(xué)習(xí)本書的內(nèi)容。
本書內(nèi)容由淺入深，圖文并茂，對關(guān)鍵的界面功能均采取中英文對照方式編排，兼顧了實(shí)際需求；每一章的知識點(diǎn)都配有案例講解，以加深讀者對知識點(diǎn)的理解；每章的最后，通常還配有一些實(shí)例，幫助讀者進(jìn)一步鞏固并綜合運(yùn)用所學(xué)知識。
本書可以作為大中專院校汽車電子類、電氣類、計算機(jī)類、電氣自動化類及機(jī)電一體化類專業(yè)的EDA授課教材，也可作為從事電子產(chǎn)品設(shè)計的工程技術(shù)人員與電子制作愛好者的參考書。
本書由溫州職業(yè)技術(shù)學(xué)院的邊立健、李敏濤、胡允達(dá)老師編著。其中，邊立健老師編寫了第1~8章內(nèi)容，李敏濤老師編寫了第9~14章內(nèi)容，胡允達(dá)老師編寫了第15~17章內(nèi)容。其他參加編寫的人員還有于香芝、楊旺功、江俊浩、王勁、田萬勇、趙一飛、韓成斌、周艷山、田君、張博、吳艷臣、徐昱、王永忠、李明玉、武可元、于秀青等。
由于編者水平有限，不足之處在所難免，希望廣大讀者批評指正。
編者
目錄
第1章 Altium Designer 16.0概述 1
1.1
Altium Designer 16.0簡介 1
1.1.1
Altium Designer 16.0的特點(diǎn) 2
1.1.2
Altium Designer的發(fā)展歷程 4
1.1.3
Altium Designer 16.0的
新增技術(shù) 5
1.2
Altium Designer 16.0的安裝、
激活與升級 5
1.2.1
Altium Designer 16.0的
系統(tǒng)需求 5
1.2.2
Altium Designer 16.0的
系統(tǒng)安裝 6
1.2.3
Altium Designer 16.0
系統(tǒng)的激活 8
1.2.4
Altium Designer 16.0的啟動 9
1.2.5
Altium Designer 16.0系統(tǒng)的
升級 11
1.3
Altium Designer 16.0的文件管理
系統(tǒng) 11
1.3.1
項(xiàng)目文件 11
1.3.2
自由文件 12
1.3.3
存盤文件 12
1.4
Altium Designer 16.0軟件界面的
設(shè)置 12
1.4.1
系統(tǒng)主菜單 13
1.4.2
系統(tǒng)工具欄 13
1.4.3
瀏覽器工具欄 13
1.4.4
工作區(qū)面板 14
1.4.5
工作區(qū) 14
1.5
Altium Designer 16.0系統(tǒng)的設(shè)置 15
1.6
Altium Designer 16.0界面的自定義 21
1.7
Altium Designer 16.0入門 23
1.7.1
實(shí)例非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器 23
1.7.2
實(shí)例濾波器電路
仿真設(shè)計 27
第2章 電路原理圖設(shè)計基礎(chǔ) 32
2.1 電路原理圖的設(shè)計步驟 32
2.1.1
印制電路板設(shè)計的一般步驟 32
2.1.2
Altium Designer 16.0原理圖
設(shè)計的一般步驟 33
2.2 電路原理圖圖紙的設(shè)置 34
2.2.1
創(chuàng)建新原理圖文件 34
2.2.2
圖紙操作 35
2.2.3
原理圖圖紙設(shè)計信息的設(shè)置 38
2.3 電路原理畫面管理 40
2.3.1
放大與縮小 40
2.3.2
移動和刷新 41
2.3.3
復(fù)制與粘貼 43
2.4 電路原理圖工作環(huán)境的設(shè)置 43
2.4.1
原理圖常規(guī)環(huán)境的參數(shù)設(shè)置 44
2.4.2
設(shè)置圖形編輯環(huán)境參數(shù) 47
2.5 電路元件的電氣連接 49
2.5.1
放置元器件 49
2.5.2
編輯元器件 53
2.5.3
元器件位置調(diào)整 55
2.5.4
繪制導(dǎo)線 57
2.5.5
放置電源和接地符號 59
2.5.6
放置節(jié)點(diǎn) 59
2.5.7
繪制總線 61
2.5.8
繪制總線分支線 61
2.5.9
實(shí)例開關(guān)電路的
原理圖 62
2.6 實(shí)用工具繪圖 67
2.6.1
實(shí)用工具 67
2.6.2
折線的繪制 67
2.6.3
橢圓與圓弧的繪制 68
2.6.4
放置文本 69
2.6.5
實(shí)例電感元器件的繪制 71
2.7 電路原理圖設(shè)計實(shí)例 72
2.7.1
實(shí)例設(shè)計直流穩(wěn)壓
電路圖 72
2.7.2
實(shí)例設(shè)計定時器
電路圖 75
第3章 層次化原理圖的設(shè)計 80
3.1 層次原理圖的基本概念與結(jié)構(gòu) 80
3.1.1
基本概念 80
3.1.2
基本結(jié)構(gòu) 81
3.2 層次化原理圖的設(shè)計方法 81
3.2.1
自上而下的設(shè)計方法 82
3.2.2
自下而上的設(shè)計方法 87
3.2.3
層次化原理圖的切換 88
3.2.4
層次設(shè)計表 90
3.3 綜合實(shí)例 91
3.3.1
實(shí)例波峰檢測電路層次
原理圖的設(shè)計 91
3.3.2
實(shí)例聲控變頻器
原理圖的設(shè)計 96
第4章 電路原理圖的后續(xù)處理 99
4.1 在原理圖中添加PCB設(shè)計規(guī)則 99
4.1.1 在對象屬性中添加設(shè)計規(guī)則 99
4.1.2
在原理圖中放置
PCB Layout標(biāo)志 100
4.2 原理圖的基本編輯 102
4.2.1
選取圖元 102
4.2.2
解除對象的選取狀態(tài) 103
4.2.3
圖元對象的剪切 104
4.2.4
智能粘貼 105
4.2.5
陣列粘貼 107
4.2.6
刪除圖元對象 108
4.2.7
圖元對象的組合 109
4.2.8
電路連線的編輯 110
4.3 查找與替換操作 111
4.3.1
文本的查找 111
4.3.2
文本的替換 112
4.3.3
查找下一處 113
4.3.4
查找相似對象 113
4.4 原理圖查錯及其編輯 114
4.4.1
原理圖的自動檢測設(shè)置 114
4.4.2
原理圖的編譯 117
4.4.3
原理圖的修正 117
4.5 打印與輸出原理圖 119
4.5.1
打印輸出 119
4.5.2
網(wǎng)絡(luò)報表 120
4.5.3
生成原理圖文件的網(wǎng)絡(luò)表 121
4.5.4
生成元件報表 123
4.5.5
實(shí)例音量控制電路的
輸出 125
4.6 工具的使用 133
4.7 使用SCHFilter和Navigator
面板進(jìn)行快速瀏覽 135
4.8 綜合實(shí)例 137
4.8.1
實(shí)例門鈴控制電路
報表的輸出 137
4.8.2
實(shí)例AD轉(zhuǎn)換電路的
打印輸出 140
第5章 PCB設(shè)計基礎(chǔ) 145
5.1
PCB概述 145
5.1.1
PCB的發(fā)展和種類 145
5.1.2
PCB編輯器的功能特點(diǎn) 147
5.2
PCB的設(shè)計界面簡介 148
5.2.1
PCB菜單欄 149
5.2.2
PCB主工具欄 149
5.3
PCB設(shè)計流程圖 150
5.4
PCB的設(shè)置 150
5.4.1
PCB板層的設(shè)置 150
5.4.2
PCB板層顏色的修改 151
5.4.3
PCB編輯器的設(shè)置 153
5.5 在PCB文件中導(dǎo)入原理圖
網(wǎng)絡(luò)表信息 155
5.5.1
設(shè)置同步比較的規(guī)則 155
5.5.2
導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)報表 156
5.5.3
原理圖與PCB圖的
同步更新 158
5.6 元件的布局 160
5.6.1
自動布局約束參數(shù) 161
5.6.2
元件的手動布局 164
5.6.3
推擠式自動布局 165
5.6.4
導(dǎo)入自動布局文件進(jìn)行
布局 166
5.6.5
實(shí)例單片機(jī)的
布局設(shè)計 166
5.7 電路板的布線 169
5.7.1
設(shè)置PCB自動布線的策略 170
5.7.2
電路板自動布線的操作 172
5.7.3
電路板手動布線 173
5.7.4
實(shí)例LED顯示電路的
布線設(shè)計 173
5.8
PCB基本圖元對象的布置 175
5.8.1
線段布置 175
5.8.2
連線布置 176
5.8.3
焊盤布置 177
5.8.4
過孔布置 178
5.8.5
填充布置 179
5.8.6
字符串布置 180
5.8.7
元件封裝布置 181
5.8.8
覆銅 181
5.8.9
補(bǔ)淚滴 183
5.8.10
實(shí)例單片機(jī)覆銅制作 183
5.9 綜合實(shí)例 184
5.9.1
實(shí)例整流濾波電路的
設(shè)計 184
5.9.2
實(shí)例彩燈控制
電路設(shè)計 188
第6章 創(chuàng)建元器件庫 193
6.1 創(chuàng)建原理圖的元件庫 193
6.1.1
元件庫面板介紹 193
6.1.2
工具欄介紹 195
6.1.3
設(shè)置元件庫編輯器的
工作區(qū)參數(shù) 196
6.1.4
庫元件的繪制 197
6.1.5
編輯元件屬性 200
6.1.6
子部件庫元件的繪制 201
6.2 創(chuàng)建原理圖元件 202
6.2.1
原理圖 202
6.2.2
創(chuàng)建新的原理圖庫 203
6.2.3
創(chuàng)建新的原理圖元件 204
6.2.4
給原理圖元件添加引腳 205
6.2.5 設(shè)置原理圖中元件的屬性 206
6.2.6
向原理圖元件中添加模型 207
6.2.7
向原理圖元件添加
PCB封裝模型 208
6.2.8
添加電路仿真模型 209
6.2.9
加入信號完整性分析模型 211
6.2.10
添加元件參數(shù) 211
6.2.11
間接字符串 212
6.2.12
實(shí)例制作變壓器
元件 213
6.3 綜合實(shí)例 216
6.3.1
實(shí)例七段數(shù)碼管元件 216
6.3.2
實(shí)例制作LCD元件 218
第7章 PCB設(shè)計規(guī)則的設(shè)置 224
7.1
PCB設(shè)計規(guī)則簡述 224
7.2 電氣規(guī)則 224
7.2.1
安全間距 225
7.2.2
允許短路 226
7.2.3
未布線網(wǎng)絡(luò) 227
7.2.4
未連接引腳 227
7.2.5
修改多邊形 228
7.3
PCB布線規(guī)則 228
7.3.1
布線線寬 228
7.3.2
布線拓?fù)?229
7.3.3
優(yōu)先布線 230
7.3.4
布線層 231
7.3.5
布線轉(zhuǎn)角 232
7.3.6
過孔類型 232
7.3.7
扇出類型 233
7.4
PCB設(shè)計規(guī)則向?qū)?234
7.4.1
PCB設(shè)計規(guī)則檢查 236
7.4.2
取消錯誤標(biāo)記 237
7.4.3
導(dǎo)入與導(dǎo)出設(shè)計規(guī)則 237
7.5 綜合實(shí)例 238
7.5.1
實(shí)例USB鼠標(biāo)
電路設(shè)計 238
7.5.2
實(shí)例竊聽器電路板的
設(shè)計 243
第8章 元器件封裝的制作與管理 247
8.1 元器件封裝簡介 247
8.2 常用元器件封裝介紹 248
8.2.1
元件封裝編輯器 248
8.2.2
利用向?qū)?chuàng)建元器件封裝 250
8.2.3
手工創(chuàng)建元器件封裝 253
8.3 創(chuàng)建含有多個部件的原理圖元件 256
8.3.1
創(chuàng)建元件的外形 256
8.3.2
創(chuàng)建一個新的部件 258
8.3.3
創(chuàng)建部件的另一個
可視模型 259
8.3.4
從其他庫中添加元件 259
8.3.5
復(fù)制多個元件 259
8.3.6
元件報告 260
8.3.7
庫報告 260
8.3.8
元件規(guī)則檢查 260
8.3.9
實(shí)例制作三極管
2N3094元件 261
8.4 綜合實(shí)例 263
8.4.1
實(shí)例U盤電路的
IC1114元器件 263
8.4.2
實(shí)例制作LED元器件 265
第9章 PCB元器件庫的管理 268
9.1
PCB元件封裝的管理 268
9.1.1
復(fù)制PCB元件封裝 268
9.1.2
導(dǎo)入舊版本的PCB封裝 269
9.2 自定義PCB元件封裝 272
9.3 利用向?qū)蒔CB元件封裝 275
9.4 綜合實(shí)例 277
9.4.1
實(shí)例創(chuàng)建計時器集成
元器件庫 277
9.4.2
實(shí)例繪制運(yùn)算單元 280
第10章 信號完整性 285
10.1
信號完整性概述 285
10.1.1
信號完整性簡介 285
10.1.2
自動信號分析器 287
10.2
信號完整性分析 287
10.2.1
啟動信號完整性分析器 287
10.2.2
信號完整性分析工具 289
10.2.3
信號完整性分析器的設(shè)置 291
10.2.4
將信號完整性集成進(jìn)
標(biāo)準(zhǔn)板卡的設(shè)計流程 294
10.3
綜合實(shí)例 294
10.3.1
實(shí)例計數(shù)器的完整性
分析 294
10.3.2
實(shí)例信號完整性中的
反射和串?dāng)_分析 298
第11章 原理圖與PCB圖的
交互驗(yàn)證 305
11.1
以原理圖和PCB圖輸出
PDF文件 305
11.2
原理圖與PCB圖關(guān)聯(lián) 308
11.3
原理圖與PCB的交互 309
11.4
PCB與原理圖的相互更新 310
11.4.1
由PCB原理圖更新PCB 310
11.4.2
由PCB更新原理圖 311
11.5
綜合實(shí)例 312
11.5.1
實(shí)例風(fēng)扇電路
原理圖的設(shè)計 312
11.5.2
實(shí)例風(fēng)扇電路PCB的
設(shè)計 317
第12章 PCB的后續(xù)處理 321
12.1
電路板的測量 321
12.1.1
測量電路板上兩點(diǎn)間的
距離 321
12.1.2
測量電路板上對象間的
距離 322
12.1.3
測量電路板上導(dǎo)線的長度 322
12.2
設(shè)計規(guī)則檢查(DRC) 322
12.2.1
在線設(shè)計規(guī)則檢查 324
12.2.2
批處理設(shè)計規(guī)則檢查 325
12.2.3
對未布線的PCB文件執(zhí)行
批處理設(shè)計規(guī)則檢查 325
12.2.4
對已布線完畢的PCB文件
執(zhí)行批處理設(shè)計規(guī)則檢查 327
12.3
電路板的報表輸出 327
12.3.1
PCB圖的網(wǎng)絡(luò)表文件 327
12.3.2
PCB板信息總報表 328
12.3.3
元件報表 328
12.3.4
網(wǎng)絡(luò)表狀態(tài)報表 329
12.3.5
實(shí)例電路板元件
清單報表 330
12.4
電路板的打印輸出 331
12.4.1
打印PCB文件 332
12.4.2
生成Gerber文件 334
12.5
綜合實(shí)例 335
12.5.1
實(shí)例PCB圖紙的
打印輸出 335
12.5.2
實(shí)例生產(chǎn)加工
文件輸出 337
第13章 PCB的高級設(shè)計 341
13.1
布局布線空間 341
13.2
對象分類管理器 342
13.2.1
類 342
13.2.2
組合 344
13.3
元件體管理器 345
13.3.1
選擇元件體的形狀 346
13.3.2
添加元件體到封裝 347
13.3.3
設(shè)置元件體參數(shù) 347
13.3.4
元件體的批處理設(shè)置 348
13.4
PCB布線進(jìn)階 348
13.4.1
阻抗決定的線寬 348
13.4.2
PCB走線切割 350
13.4.3
拖動時保持導(dǎo)線角度 350
13.4.4
蛇形線 351
13.4.5
交互式長度調(diào)整 353
13.4.6
撤消布線 353
13.4.7
屏蔽導(dǎo)線 353
13.4.8
實(shí)例恒電位儀控制
電路PCB設(shè)計 354
13.5
綜合實(shí)例 358
13.5.1
實(shí)例讀卡器
PCB設(shè)計 358
13.5.2
實(shí)例帶弱電的電路板
PCB設(shè)計 361
第14章 電路仿真設(shè)計 368
14.1
電路仿真的基本概念 368
14.2
放置電源及仿真激勵源 369
14.2.1
直流電壓/電流源 369
14.2.2
正弦信號激勵源 370
14.2.3
周期脈沖源 371
14.2.4
分段線性激勵源 371
14.2.5
指數(shù)激勵源 372
14.2.6
單頻調(diào)頻激勵源 373
14.3
仿真分析的參數(shù)設(shè)置 373
14.3.1
一般設(shè)置 374
14.3.2
靜態(tài)工作點(diǎn)分析 374
14.3.3
瞬態(tài)分析 375
14.3.4
交流小信號分析 376
14.4
特殊仿真元器件的參數(shù)設(shè)置 376
14.4.1
節(jié)點(diǎn)電壓初值 376
14.4.2
節(jié)點(diǎn)電壓 377
14.4.3
仿真數(shù)學(xué)函數(shù) 378
14.4.4
實(shí)例電源電路的
仿真分析 378
14.5
電路仿真的基本方法 382
14.6
綜合實(shí)例 384
14.6.1
實(shí)例混合信號仿真 384
14.6.2
實(shí)例數(shù)字電路仿真 385
第15章 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板電路圖的
設(shè)計 388
15.1
新建工程 388
15.2
載入元器件 390
15.3
原理圖輸入 395
15.3.1
元件布局 396
15.3.2
元件手工布線 396
15.4
PCB設(shè)計 398
15.4.1
準(zhǔn)備工作 398
15.4.2
資料轉(zhuǎn)移 399
15.4.3
零件布置 400
15.4.4
網(wǎng)絡(luò)分類 401
15.4.5
布線 403
15.5
生成報表文件 405
第16章 報警器電路的設(shè)計 407
16.1
電路分析 407
16.2
報警器電路原理圖的設(shè)計 407
16.3
印制電路板的設(shè)計 412
第17章 數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計 417
17.1
建立文件夾 417
17.2
原理圖繪制前的準(zhǔn)備 417
17.3
建立庫文件 419
17.3.1
建立AT89C2051元件 419
17.3.2
建立AT89C2051元件
封裝 422
17.3.3
創(chuàng)建AT89C2051集成
元器件庫 423
17.3.4
建立DpyBule-CC元件 425
17.3.5
建立DpyBule-CC
元件封裝 428
17.3.6
創(chuàng)建DpyBule-CC集成
元器件庫 430
17.3.7
編譯庫文件 431
17.4
原理圖的繪制 432
17.4.1
查找元件 432
17.4.2
元件布局 435
17.4.3
元件手工布線 435
17.5
PCB的繪制 437
17.5.1
新建PCB文檔 437
17.5.2
PCB板布局 438
17.5.3
PCB板布線 439
17.5.4
放置安裝孔 441
17.5.5
覆銅制作 442
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