Altium Designer winter 09电路设计案例教程

  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。

Altium Designer是Altium公司继Protel 系列产品（Tango、Protel for DOS、Protel for Windows 、Protel 98、Protel 99、Protel 99 SE、Protel DXP、Protel DXP 2004）之后推出的高端设计软件。

  2001年，Protel Technology公司改名为Altium公司，整合了多家EDA软件公司，成为业内的巨无霸。

2006年，Altium公司推出新品Altium Designer 6.0，经过Altium Designer 6.3、Altium Designer 6.6、Altium Designer 6.7、Altium Designer 6.8、Altium Designer 6.9、Altium Designer Summer 08、Altium Designer Winter 09等版本升级，体现了Altium 公司全新的产品开发理念，更加贴近电子设计师的应用需求，更加符合未来电子设计发展趋势要求。

本教材以Altium Designer Winter 09为基础，从实用角度出发，以丰富、专业的电路实例为基础，由浅入深、循序渐进地讲解了从基础的原理图设计到复杂的印制电路板设计与应用。同时注重与Protel老版本的联系，便于熟悉Protel老版本的读者利用自己的设计元器件库进行开发设计。

  本教材打破了传统教材中原理图部分讲完后，再讲PCB设计部分的写作手法，使读者不知不觉地在学习由简单到复杂的案例中快速掌握该软件的使用方法，并且教材中的案例前后贯通，如第2章的多谐振荡器电路，在第13章中用来仿真，所以练习的案例最好保留。

本教材共分为14章，简介如下：

第1章为Altium Designer Winter 09的基础知识。介绍Altium Designer 软件的安装步骤、操作界面及系统环境的设置。读完该章后，读者对Altium Designer 平台有一定的了解，消除新手对于Altium Designer 平台使用的陌生感。

第2～3章以“多谐振荡器电路”为例介绍原理图及PCB设计的基础知识，通过这两章的学习，使读者对该软件的功能有一个初步的了解，并能进行简单的原理图及PCB设计。

第4～5章介绍原理图库、PCB封装库、集成库。常设计PCB板的读者可能有这样的体会：在设计PCB板时，经常有些元器件在软件提供的库里面找不到，所以读者掌握了这两章的知识后，就不会为找不到元器件而苦恼。

第6章介绍原理图绘制的环境参数及设置方法，以方便读者根据自己的使用习惯进行参数设置，得心应手地使用该软件。

第7章通过“数码管显示电路原理图绘制”实例验证第4章建立的元件库的正确性，以及第6章设置的原理图环境是否合理，并介绍原理图编辑的高级应用，如在SCH Inspector面板、SCH List面板中编辑对象等。

第8章介绍PCB板的编辑环境及参数设置。

第9章完成“数码管显示电路”的PCB设计，并通过该实例验证第5章建立的封装库的正确性及PCB编辑环境设置的合理性，并进行设计规则介绍。

第10章在设计的“数码管显示电路”的PCB板的基础上，进行交互式布线及PCB板的设计技巧介绍。

第11章通过“机器人电机驱动电路”实例介绍层次原理图设计方法；通过“多路滤波器的原理图”设计介绍多通道电路设计方法，并完成相应的PCB设计。

第12章通过“机器人电机驱动电路”实例介绍各种输出文件的建立，如输出PDF文件、生成Gerber文件、输出Pick文件、创建BOM文件等。

第13章通过3个实例介绍电路的仿真分析。

第14章完成Altium Designer与Protel 99 SE的转换。

本教材由王静担任主编。各章主要编写人员分工如下：徐宏英编写第1、13、14章，王静编写第2～11章，李斌编写第12章，全书由王静统稿。

  本教材在编写过程中得到亿道电子公司许世奇、金黎杰、郑晶翔等高级工程师的技术支持和指导；得到重庆电子工程职业学院包华林、龚小勇、武春岭、梅晓莉、李晓斌、唐云、李毅、林婧、李永前等老师，学生郑昌帝及四川外语学院刘亭亭的关心和帮助；得到好友徐惠香、刘毅的帮助和指导。在此，对他们无私的指导和帮助表示衷心的感谢。

在编写过程中，编者参阅了许多同行专家的编著文献，在此一并真诚致谢。

  由于编者水平有限，时间比较仓促，书中的错误和不妥之处在所难免，敬请读者通过E-mail（wangjingad09＠126.com）提出宝贵的意见并批评指正。

前言
 
第1章  Altium Designer Winter 09软件认识 1
1.1  Altium Designer Winter 09软件特点 1
1.2  Altium Designer Winter 09软件安装 2
1.2.1  硬件环境需求 2
1.2.2  安装Altium Designer Winter 09 3
1.2.3  Altium Designer Winter 09软件激活 7
1.3  Altium Designer Winter 09 软件界面设置 9
1.3.1  系统主菜单（System Menu） 10
1.3.2  系统工具栏（Menus） 11
1.3.3  浏览器工具栏（Navigation） 11
1.3.4  工作区面板（Workspace Panel） 11
1.3.5  工作区（Main Design Window） 14
1.4  Altium Designer Winter 09软件参数设置 15
1.4.1  切换英文编辑环境到中文编辑环境 15
1.4.2  系统备份设置 15
1.4.3  调整面板弹出、隐藏速度，调整浮动面板的透明程度 16
习题 17
第2章  绘制多谐振荡器电路原理图 18
2.1  项目及工作空间介绍 18
2.2  创建一个新项目 19
2.3  创建一个新的原理图图纸 19
2.3.1  创建一个新的原理图图纸的步骤 19
2.3.2  将原理图图纸添加到项目 20
2.3.3  设置原理图选项 20
2.3.4  进行一般的原理图参数设置 21
2.4  绘制原理图 21
2.4.1  在原理图中放置元件 21
2.4.2  连接电路 25
2.4.3  网络与网络标记 26
2.5  编译项目 27
2.6  习题 29
第3章  多谐振荡器PCB图的设计 31
3.1  印制电路板的基础知识 31
3.2  创建一个新的PCB文件 34
3.3  用封装管理器检查所有元件的封装 37
3.4  导入设计 37
3.5  印刷电路板（PCB）设计 39
3.5.1  设置新的设计规则 39
3.5.2  在PCB中放置元件 42
3.5.3  修改封装 43
3.5.4  手动布线 44
3.5.5  自动布线 46
3.6  验证设计者的板设计 47
3.7  在3D模式下查看电路板设计 51
3.7.1  设计时的3D显示状态 52
3.7.2  3D显示设置 52
3.7.3  3D模型介绍 53
3.7.4  为元器件封装导入3D实体 53
习题 54
第4章  创建原理图元器件库 56
4.1  原理图库、模型和集成库 56
4.2  创建原理图元器件 56
4.3  创建新的库文件包和原理图库 57
4.4  创建新的原理图元件 59
4.5  设置原理图元件属性 63
4.6  为原理图元件添加模型 64
4.6.1  模型文件搜索路径设置 65
4.6.2  为原理图元件添加封装模型 65
4.6.3  用模型管理器为元件添加封装模型 67
4.7  从其他库复制元件 68
4.7.1  在原理图中查找元件 68
4.7.2  从其他库中复制元件 68
4.7.3  修改元件 70
4.8  创建多部件原理图元件 71
4.8.l  建立元件轮廓 72
4.8.2  添加信号引脚 73
4.8.3  建立元件其余部件 73
4.8.4  添加电源引脚 74
4.8.5  设置元件属性 75
4.9  检查元件并生成报表 75
4.9.1  元件规则检查器 75
4.9.2  元件报表 75
4.9.3  库报表 75
习题 75
第5章  元器件封装库的创建 77
5.1  建立PCB元器件封装 77
5.1.l  建立一个新的PCB库 77
5.1.2  使用PCB Component Wizard创建封装 79
5.1.3  使用IPC Footprint Wizard创建封装 81
5.1.4  手工创建封装 81
5.1.5  创建带有不规则形状焊盘的封装 86
5.1.6  其他封装属性 87
5.2  添加元器件的三维模型信息 89
5.2.1  为PCB封装添加高度属性 89
5.2.2  为PCB封装添加三维模型 89
5.2.3  手工放置三维模型 90
5.2.4  从其他来源添加封装 93
5.2.5  交互式创建三维模型 93
5.2.6  其他方式形成三维模型 95
5.2.7  检查元器件封装 97
5.3  简介3D PCB模型库 98
5.4  创建集成库 98
5.5  集成库的维护 99
5.5.1  将集成零件库文件拆包 100
5.5.2  集成库维护的注意事项 100
习题 101
第6章  原理图绘制的环境参数及设置方法 102
6.1  原理图编辑的操作界面设置 102
6.2  图纸设置 103
6.2.1  图纸尺寸 103
6.2.2  图纸方向 105
6.2.3  图纸颜色 106
6.3  栅格（Grids）设置 106
6.4  其他设置 107
6.4.1  Document Options对话框中的系统字体设置 107
6.4.2  图纸设计信息 107
6.5  原理图图纸模板设计 109
6.5.1  创建原理图图纸模板 109
6.5.2  原理图图纸模板文件的调用 112
6.6  原理图工作环境设置 114
6.6.1  General选项页 115
6.6.2  Graphical Editing选项页 118
6.6.3  Mouse Wheel Configuration选项页 121
6.6.4  Compiler选项页 122
6.6.5  Grids选项页 123
6.6.6  Break Wire选项页 124
6.6.7  Default Units选项页 125
6.6.8  Default Primitives选项页 125
习题 127
第7章  数码管显示电路原理图绘制 128
7.1  数码管原理图的绘制 128
7.1.1  绘制原理图首先要做的工作 128
7.1.2  加载库文件 129
7.1.3  放置元件 132
7.1.4  导线放置模式 133
7.1.5  放置总线和总线引入线 135
7.1.6  放置网络标签 138
7.1.7  检查原理图 139
7.2  原理图对象的编辑 140
7.2.1  对已有导线的编辑 141
7.2.2  移动和拖动原理图对象 142
7.2.3  使用复制和粘贴 143
7.2.4  标注和重标注 144
7.3  原理图编辑的高级应用 145
7.3.1  通过属性对话框编辑顶点 145
7.3.2  在SCH Inspector面板中编辑对象 146
5.3.3  在SCH List面板中编辑对象 147
5.3.4  使用过滤器选择批量目标 148
习题 149
第8章  PCB板的编辑环境及参数设置 151
8.1  Altium Designer中的PCB设计环境简介 151
8.2  PCB编辑环境设置 154
8.2.1  General选项页 154
8.2.2  Display选项页 155
8.2.3  Board Insight Modes选项页 157
8.2.4  Board Insight Lens选项页 159
8.2.5  Interactive Routing选项页 160
8.2.6  True Type Fonts选项页 161
8.2.7  Mouse Wheel Configuration选项页 161
8.2.8  Defaults选项页 162
8.2.9  PCB Legacy 3D选项页 162
8.2.10  Reports选项页 163
8.2.11  Layer Colors选项页 163
8.3  PCB板设置 163
8.3.1  PCB板层介绍 163
8.3.2  PCB板层设置 164
8.3.3  PCB板层及颜色设置 165
习题 167
第9章  数码管显示电路的PCB设计 168
9.1  创建PCB板 168
9.1.1  在项目中新建PCB文档 168
9.1.2  设置PCB板 168
9.2  PCB板布局 169
9.2.1  导入元件 169
9.2.2  元件布局 171
9.2.3  检查绿色高亮显示 173
9.2.4  更改元件封装 176
9.3  设计规则介绍 177
9.3.1  Electrical规则类 177
9.3.2  Routing规则类 178
9.3.3  SMT设计规则类 181
9.3.4  Mask规则类 182
9.3.5  Plane规则类 183
9.3.6  Manufacturing规则类 185
9.4  PCB板布线 186
9.4.1  自动布线 186
9.4.2  调整布线 188
9.4.3  验证PCB设计 190
习题 191
第10章  交互式布线及PCB板设计技巧 192
10.1  交互式布线 192
10.1.1  放置走线 192
10.1.2  连接飞线自动完成布线 195
10.1.3  处理布线冲突 195
10.1.4  布线中添加过孔和切换板层 198
10.1.5  交互式布线中的线路长度调整 199
10.1.6  交互式布线中更改线路宽度 201
10.2  修改已布线的线路 204
10.3  在多线轨布线中使用智能拖拽工具 205
10.4  放置和会聚多线轨线路 205
10.5  PCB板的设计技巧 206
10.5.1  放置泪滴 207
10.5.2  放置过孔作为安装孔 208
10.5.3  布置多边形敷铜区域 210
10.5.4  放置尺寸标注 213
10.5.5  设置坐标原点 216
10.5.6  对象快速定位 217
10.6  PCB板的3D显示 218
10.7  原理图信息与PCB板信息的一致性 222
习题 223
第11章  层次原理图及其PCB设计 224
11.1  层次设计 224
11.1.1  自上而下层次电路图设计 225
11.1.2  自下而上的层次电路图设计 233
11.1.3  层次电路图的PCB设计 238
11.2  多通道电路设计 241
11.2.1  多路滤波器的原理图设计 241
11.2.2  多路滤波器的PCB设计 243
习题 248
第12章  输出文件 251
12.1  输出PDF文件 251
12.2  生成Gerber文件 256
12.2.1  Gerber文件简单介绍 256
12.2.2  用Altium Designer输出Gerber文件 257
12.3  创建BOM 262
12.4  输出Pick文件 264
12.5  其他辅助输出文件 265
习题 267
第13章  电路仿真分析 268
13.1  仿真元件库 268
13.1.1  仿真信号源元件库（Simulation Sources.IntLib） 269
13.1.2  仿真数学函数元件库（Simulation Math Function. IntLib） 271
13.1.3  仿真特殊功能元件库（Simulation Special Function. IntLib） 271
13.1.4  信号仿真传输线元件库（Simulation Transmission Line. IntLib） 271
13.1.5  仿真Pspice功能元件库（Simulation Pspice Functions.IntLib） 272
13.2  仿真器的设置 272
13.2.1  一般设置（General Setup） 272
13.2.2  静态工作点分析（Operating Point Analysis） 273
13.2.3  瞬态分析（Transient Analysis） 273
13.2.4  交流小信号分析（AC Small Signal Analysis） 274
13.3  多谐振荡器电路仿真实例 275
13.3.1  绘制仿真原理图 275
13.3.2  仿真器参数设置 276
13.3.3  信号仿真分析 277
13.4  模拟放大电路仿真实例 278
13.4.1  绘制仿真原理图 278
13.4.2  建立仿真库文件 279
13.4.3  添加仿真模型 281
13.4.4  仿真器的设置 281
13.4.5  信号仿真分析 283
13.5  BCD-7段译码电路仿真实例 285
13.5.1  绘制原理图 285
13.5.2  建立仿真库文件 285
13.5.3  添加仿真模型 287
13.5.4  仿真器的设置 287
13.5.5  信号仿真分析 288
习题 288
第14章  Altium Designer与Protel 99 SE的转换 290
14.1  将Protel 99 SE器件库导入Altium Designer中 290
14.2  将Altium Designer的元件库转换成99 SE的格式 297
14.3  将Protel 99 SE设计的文件导入Altium Designer中 298
14.4  将Altium Designer设计的文件转换为Protel 99 SE格式 302
参考文献 305
 

1. 电路设计与PCB制作实操教程 [主编 周永宏]
2. Altium Designer 20 电路设计案例教程 [主编 王静 谢蓉]
3. 电子设计与制作简明教程（第二版） [主编 邓延安]
4. 数字设计基础及应用 [主 编 余建坤]
5. Altium Designer 17电路设计案例教程 [主编 王静]
6. ARM/ST全国大学生智能设备创新大赛参赛指南及获奖作品案例实战（2016） [亿科未来]
7. ARM/ST全国大学生智能设备创新大赛参赛指南及获奖作品案例实战（2015） [亿科信息（360eet） 编]