电子产品设计案例教程（微课版）—基于嘉立创EDA（专业版）

内容实用：案例丰富、图文并茂、深入浅出、通俗易懂。

产教融合：校企协作联合编写，教学内容精心设计。

能力提升：以国产EDA软件推广应用为基础，提升电子设计开发能力。

资源丰富：配套微课视频、电子教案，方便师生教与学。

党的二十大报告的主题是：高举中国特色社会主义伟大旗帜，全面贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想，弘扬伟大建党精神，自信自强、守正创新，踔厉奋发、勇毅前行，为全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴而团结奋斗。

为了实现高水平科技自立自强，进入创新型国家前列，必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，开辟发展新领域新赛道，不断塑造发展新动能新优势。

青年强，则国家强。育人的根本在于立德，要培养学生爱党、爱国，德才兼备。

嘉立创EDA是一款基于浏览器的、友好易用的、强大的电子设计自动化工具，发布于2010年，由中国独立研发，拥有完全自主知识产权，服务于广大电子工程师、教育者、学生、电子制造商和爱好者等。嘉立创EDA软件把原理图设计、PCB设计、PCB制板（下单）、购买元器件（元件下单）、机箱设计、面板设计、制作等功能融合统一在一个交互界面上，把ECAD与MCAD设计融为一体，操作简单、实用方便。

编写有关嘉立创EDA的教材，服务于读者熟悉嘉立创EDA软件，便于推广国产EDA软件的应用，具有广阔的市场前景，有利于工业界解决“卡脖子”难题。

教材编写的思路是将知识与技能结合，把知识难点融入到实际案例中，以案例为主线来讲授知识点，案例的讲授贯穿整个教材。传统教材把原理图设计与PCB设计分离，前半部分讲原理图设计，后半部分讲PCB设计，缺乏整体性。而本教材打破传统教材的编写方式，从实际电路设计的需求出发，将原理图设计与PCB设计看作一个整体，通过3个案例由浅入深、由易到难的学习，不知不觉间读者已在案例训练中掌握了知识，提高了能力。

本书共分13章：第1章介绍嘉立创EDA（专业版）的基础知识，包括嘉立创EDA（专业版）软件的安装步骤、界面简介、系统环境设置等，学习完本章后读者可对嘉立创EDA（专业版）软件有直观的了解，消除新手对软件使用的陌生感；第2章和第3章以“多谐振荡器”为案例介绍原理图及PCB设计的基础知识，让读者对软件的功能有一个初步了解，并能进行简单的原理图及PCB设计；第4章介绍嘉立创EDA（专业版）的版本管理，将网上的工程保存到本地，导入保存在本地的工程；在云端自动/手动保存工程、删除工程，恢复误删的工程等，学习完本章读者能够完成线上版本的更新、线上线下版本的切换等操作；第5章介绍原理图、PCB绘制的操作界面配置，面板/面板库的设置，常用字体、属性、快捷键及顶部工具栏的设置等，让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6章介绍器件库、符号库、封装库的创建，嘉立创EDA拥有百万云端元件库，软件使用者可以根据需求直接在线搜索使用，但绘制库文件也是设计者必须掌握的本领，所以本章对如何创建属于自己的器件库进行了详细介绍；第7章介绍自定义原理图图纸模板，用该模板绘制数字钟电路原理图，学习完本章将能够快捷高效地使用嘉立创EDA的原理图编辑器进行原理图的设计；第8章完成“数字钟电路”的PCB板设计，因为PCB设计是在设计规则的实时检测下完成的，所以本章首先介绍设计规则并开启实时DRC检测，然后介绍绘制异形PCB边框，介绍原理图与PCB的交叉选择、布局传递、自动布局、手动布局、自动布线、手动布线等知识要点；第9章介绍交互式布线的处理方式、放置泪滴、放置尺寸标注、设置坐标原点、放置Logo、绘制多边形覆铜区域、异形覆铜的创建、对象快速定位、PCB板的3D显示等；第10章介绍生产文件的导出与使用，为PCB的后期制作、元件采购、文件交流等提供方便；第11章介绍嘉立创EDA（专业版）提供的3D建模功能，以第2个案例“数字钟”为基础设计适配“数字钟”的3D外壳结构，学习完本章后读者能够将PCB与3D结构设计结合起来，熟悉外壳设计的基本理念，掌握结构设计的基本方法；第12章以如何为第2个案例“数字钟”设计合适的面板为主要内容，讲解如何使用嘉立创EDA（专业版）创建面板工程，完成面板设计和生产，学习完本章后读者能够基本掌握亚克力面板的工艺、设计和生产；第13章通过第3个案例“51单片机开发板”介绍复用图块（层次原理图）设计方法，并完成相应的PCB设计，学习完本章后读者能够掌握自顶向下、自底向上的复用图块设计方法及总线的绘制方法。

本书由重庆电子工程职业学院与深圳嘉立创科技集团股份有限公司联合编写，重庆大学微电子与通信工程学院的万俊博士任技术顾问，在此对编者间的无私指导、关心和帮助表示感谢；在本书编写过程中，编者参阅了同行专家的相关文献资料，在此真诚致谢。

由于时间仓促及编者水平有限，书中不妥甚至错误之处在所难免，恳请读者批评指正，编者电子邮箱：wjlttlw＠126.com。

编 者

2023年6月

第1章 认识嘉立创EDA（专业版）软件 1
1.1 嘉立创EDA是什么 1
1.2 嘉立创EDA软件概述 2
1.2.1 嘉立创EDA软件的下载 2
1.2.2 嘉立创EDA软件的安装 4
1.2.3 嘉立创EDA软件的注册 8
1.2.4 加载激活文件 9
1.2.5 嘉立创EDA软件的登录 11
1.3 设置运行模式 11
1.4 熟悉嘉立创EDA使用界面 12
1.4.1 顶部菜单 13
1.4.2 工程列表 13
1.4.3 轮播图 14
1.4.4 专业版教程及特色功能的链接 14
1.4.5 快捷入口 14
1.4.6 快捷方式 14
1.4.7 最近设计 14
1.4.8 消息区 14
1.5 嘉立创EDA专业版文件类型介绍 15
1.6 嘉立创EDA个人（参数）设置 15
1.6.1 系统模块通用设置 16
1.6.2 系统模块分类设置 18
本章小结 19
习题1 19
第2章 多谐振荡器的原理图设计 20
2.1 工程介绍 20
2.2 创建一个新工程 21
2.3 什么是原理图 22
2.4 原理图编辑器 23
2.5 绘制原理图 24
2.5.1 在原理图中放置元件 25
2.5.2 连接电路 30
2.5.3 网络与网络标签 30
2.5.4 元器件及导线位置的调整 31
2.5.5 放置电源及接地 31
2.6 原理图的检查 32
2.6.1 原理图检查 32
2.6.2 引入一个错误并重新检查 33
本章小结 33
习题2 34
第3章 多谐振荡器PCB图的设计 35
3.1 印制电路板的基础知识 35
3.2 创建一个新的PCB文件 39
3.2.1 打开PCB文件 39
3.2.2 自定义绘制板框 39
3.3 用封装管理器检查所有元件的封装 41
3.4 原理图信息导入PCB 41
3.5 印刷电路板（PCB）设计 42
3.5.1 布局传递 42
3.5.2 手动布局 43
3.5.3 设置新的设计规则 45
3.5.4 自动布线 48
3.5.5 手动布线 50
3.6 验证设计者的板设计 52
3.7 在3D模式下查看电路板设计 54
本章小结 56
习题3 56
第4章 嘉立创EDA（专业版）的版本管理 57
4.1 数据目录说明 57
4.2 新建工程 58
4.3 保存工程在本地 58
4.4 导入保存在本地的工程压缩包 60
4.5 版本管理 60
4.5.1 自动创建版本 60
4.5.2 手动创建版本 60
4.5.3 切换版本 61
4.5.4 恢复误删除的版本 62
4.5.5 版本管理 63
4.5.6 删除工程 65
4.6 导入嘉立创EDA标准版的文件 66
4.7 嘉立创EDA专业版支持导入
Altium Designer 70
本章小结 73
习题4 73
第5章 嘉立创EDA（专业版）的环境参数及设置方法 74
5.1 原理图/符号的参数设置 74
5.1.1 通用 75
5.1.2 主题 76
5.2 PCB/封装参数设置 78
5.2.1 PCB板层（图层）介绍 78
5.2.2 画布属性 79
5.2.3 通用（PCB偏好）设置 81
5.2.4 主题设置 83
5.2.5 常用网格/栅格尺寸设置 84
5.2.6 常用线宽设置 84
5.2.7 常用过孔尺寸设置 84
5.2.8 吸附 85
5.3 面板/面板库设置 89
5.4 常用字体 90
5.5 图纸 91
5.6 属性 93
5.7 快捷键 94
5.8 顶部工具栏 95
5.9 保存 96
本章小结 97
习题5 97
第6章 器件库、符号库、封装库 98
6.1 概述 98
6.1.1 常用库的设置 99
6.1.2 器件库 100
6.1.3 符号库 101
6.1.4 封装库 101
6.2 创建器件库 102
6.2.1 新建贴片电阻 102
6.2.2 新建贴片电阻符号 104
6.2.3 新建贴片电阻封装 108
6.2.4 用向导创建2输入与非门
74LS00的符号 115
6.3 创建多部件原理图符号 120
6.3.1 多部件符号的创建—2输入
与门74LS08 121
6.3.2 用向导创建DIP14封装 123
6.3.3 设置2输入与门74LS08的属性 125
6.3.4 高级符号向导 125
6.3.5 规格书提取向导 125
6.4 如何打造属于个人的常用库 125
6.4.1 自定义常用库 126
6.4.2 相同组合下产生下拉 127
6.4.3 PCB的常用库 129
6.5 系统库内器件到个人库的复制
与修改 130
6.5.1 复制系统库内的器件到个人库 130
6.5.2 修改刚导入到个人库的器件 131
6.6 工程库 132
本章小结 132
习题6 132
第7章 数字钟电路原理图绘制 133
7.1 编辑当前原理图图纸模板 134
7.1.1 修改Logo 135
7.1.2 修改原理图图纸的幅面 136
7.2 创建自定义图纸模板 137
7.2.1 新建标题栏 139
7.2.2 原理图图纸模板的调用 140
7.3 数字钟电路原理图的绘制 141
7.3.1 新建数字钟电路工程 141
7.3.2 搜索器件 142
7.3.3 放置元件 146
7.3.4 放置导线 150
7.3.5 放置网络标签 154
7.3.6 绘制原理图的其他部分 156
7.3.7 元器件位号的重新编号 157
7.4 检查原理图 158
7.4.1 设计规则设置 159
7.4.2 设计规则检查（DRC） 159
7.5 左侧面板“对象”“元件”“网络” 161
7.6 右侧面板“属性” 162
7.7 过滤 163
本章小结 164
习题7 164
第8章 数字钟电路的PCB设计 166
8.1 创建PCB板 166
8.1.1 检查元件的封装 166
8.1.2 将原理图的信息导入到PCB中 167
8.1.3 绘制板框 168
8.2 设计规则 172
8.2.1 规则管理 173
8.2.2 规则编辑 173
8.2.3 间距规则 174
8.2.4 实时DRC 175
8.3 布局 176
8.3.1 自动布局 176
8.3.2 原理图与PCB图的交叉选择 177
8.3.3 手动布局 178
8.4 布线 182
8.4.1 飞线 182
8.4.2 自动布线 183
8.4.3 自动调整位号位置 185
8.4.4 手动布线 185
8.5 修改工程名称 191
本章小结 192
习题8 192
第9章 交互式布线PCB设计后期处理 193
9.1 交互式布线 193
9.2 DRC检查 196
9.3 PCB设计后期处理 198
9.3.1 泪滴的添加与删除 198
9.3.2 绘制多边形铺铜区域 200
9.3.3 异形铺铜的创建 202
9.3.4 放置Logo 204
9.3.5 放置文本 206
9.3.6 设置坐标原点 206
9.3.7 放置尺寸标注 207
9.3.8 对象快速定位 209
9.4 PCB板的3D显示 210
9.4.1 修改封装 211
9.4.2 3D预览 213
本章小结 218
习题9 218
第10章 生产文件的导出与使用 220
10.1 物料清单（BOM）导出 220
10.2 导出PCB制板文件Gerber 224
10.2.1 Gerber文件导出操作 225
10.2.2 Gerber预览 227
10.3 坐标文件导出 229
10.4 PDF文件导出 231
10.5 下单 236
10.5.1 元件下单 236
10.5.2 PCB下单 237
本章小结 241
习题10 241
第11章 数字钟的外壳设计 242
11.1 3D外壳设计背景 242
11.2 外壳边框设置 243
11.3 螺丝柱放置 247
11.3.1 螺丝柱属性 249
11.3.2 加强筋设置 249
11.3.3 沉头孔设置 249
11.4 挖槽区域 251
11.4.1 侧面挖槽 251
11.4.2 顶层/底层挖槽 252
11.5 实体区域 254
11.6 3D文件的导出与生产 255
本章小结 258
习题11 258
第12章 嘉立创EDA（专业版）面板设计 260
12.1 面板介绍 260
12.2 创建工程 260
12.3 面板编辑界面介绍 262
12.4 面板绘制 264
12.4.1 导出/导入DXF 264
12.4.2 整理面板对象 266
12.4.3 2D/3D预览 274
12.5 面板下单制作 275
12.5.1 一键下单 275
12.5.2 导出文件下单 276
本章小结 277
习题12 277
第13章 复用图块（层次原理图设计） 278
13.1 复用图块介绍 278
13.2 新建复用图块 278
13.3 51单片机开发板的复用图块（层次
原理图设计） 280
13.3.1 自顶向下的复用图块设计 281
13.3.2 自底向上的复用图块设计 288
13.4 系统框图 295
13.5 51单片机开发板的PCB设计 296
本章小结 303
习题13 303
参考文献 304

1. 输水管线工程风险管理 [张勇 党亥生 著]
2. 民用航空飞机标准线路施工 [主编　王志敏　陈明]
3. 不息的水脉—大运河讲谈录 [赵珩　著]
4. 实用运筹学 [主编　邢育红　于晋臣]
5. 三峡梯级电站水资源决策支持系统研究与开发 [姚华明 潘红忠 汤正]
6. 海南黎族民俗文化鉴赏 [庞国华　著]
7. 石墨烯在太赫兹及中红外频段电磁器件设计中的应用 [李艳秀 庄华伟 著]
8. 电子技术（第二版） [主编 覃爱娜 李飞]
9. 办公自动化高级应用 [陈萍 朱晓玉]
10. 信息处理技术员考试32小时通关 [薛大龙]
11. C程序设计实践教程 [刘卫国]
12. C程序设计（慕课版） [刘卫国]
13. Web技术开发教程（基于.NET开源MVC框架） [王合闯 韩红玲 王青正 陈海蕊]
14. 商务英语翻译教程（笔译）（第四版） [主编 王军平]
15. 智慧零售技术与应用 [洪旭 著]
16. 建设工程法规实务 [主编 余滢]
17. 商务秘书理论与实务（第三版） [主编 张同钦]
18. 程序设计基础实践教程（C/C++语言版） [张桂芬 葛丽娜]
19. C++案例项目精讲 [主编 杨国兴]
20. 劳动争议处理实务 [主编 王秀卿 罗静]
21. 工程数学 [主编 郭立娟 王海]
22. 语音识别理论与实践 [主编　莫宏伟]
23. 信息系统项目管理师章节习题与考点特训（第二版） [主编 薛大龙]
24. 武术基础教程 [主编 李代勇 谢志民]
25. 计算机网络实训教程 [主编 张浩军 赵玉娟]
26. 画法几何与机械制图习题集（多学时） [主编 赵军]
27. HCIA-Datacom认证题库分类精讲 [主 编 韩立刚]
28. SwiftUI完全开发 [李智威 著]
29. 网络规划设计师备考一本通 [夏杰 编著]
30. 电工电子技术基础 [主编 刘 军 杨国龙 刘天成]