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1、Altium Designer 6 电路设计大型作业设计 说明书课题：多路抢答器设计班级 ：应用电子090132姓名：指导教师：2010年12月17日摘 要随着电子技术的迅速发展，大规模、超大规模集成电路的应用使印制电路板（PCB)的布线更加精密和复杂，因此很多厂商都推出了自己的电子线路CAD（Computer Aided Design计算机辅助设计）软件，其中Protel以其界面友好、功能完善、操作简单、易学易用等优点，在EDA（Electronic Design Automation电子设计自动化）领域得到广泛使用，深受广大电子爱好者欢迎并作为首选的软件。Altium Designer 6
2、是原Protel软件开发商Altium(澳大利亚）公司于2006年推出的一体化的电子产品开发系统，主要运行在Windows XP、Win7操作系统上。1988年，Protel Technology公司设计的DOS版电路设计软件以其“易学、实用”的特点受到广大电路设计人员的欢迎。进入20世纪90年代，Protel Technology公司及时推出了基于Windows的Protel软件Protel for Windows 1.0版 。1994年和1997年分别推出了Protel for Windows 2.0版和Protel for Windows 3.0版 。1998年Protel公司推出了Pr
3、otel 98，特别是出色的自动布线功能得到了用户的支持 。1999年和2000年分别推出了Protel 99 和Protel 99SE。 前 言电路设计自动化(Electronic Design Automtion, EDA)技术,是将电路设计中各种工作交由计算机来协助完成,是在电子计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)技术基础上发展起来的计算机设计技术。它集计算机、电子、信息和计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing，CAM）、计算机辅助测试（Computer Aided Test，CAT）等技术于一体，不仅具有强大的设计能力，
4、而且具有测试、分析及管理的功能。它改变了以往采用定量计算和电路实验为基础的传统设计方式，使电路的分析与设计方法发生了重大的变革、Protel系列软件已拥有大量的用户群，已经成为电路设计者必备的基础工具之一。Altium Designer 6.x是Altium公司最新一代的板级电路设计程序，除了全面继承包括Protel 99SE、Protel DXP在内的先前一系列版本的功能和优点外，还增加了许多改进和很多高端功能。它将原理图绘制、电路仿真、集成化印制电路板（Printed Circuit Board，PCB）设计、涉及规则检出、文档报表输出、可编程序器件及逻辑器件设计等完美融合，为用户提供了全
5、面的设计解决方案，是电子线路设计者首选的EDA设计软件。Altium Designer 6.0，它是完全一体化电子产品开发系统的下一个版本。Altium Designer 是业界首例将设计流程、集成化PCB 设计、可编程器件（如FPGA）设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合在一起的产品。 Altium Designer 6.0以强大的设计输入功能为特点，在FPGA和板级设计中，同时支持原理图输入和HDL硬件描述输入模式；同时支持基于VHDL的设计仿真，混合信号电路仿真、布局前/后信号完整性分析.Altium Designer 6.0的布局布线采用完全规则驱动模式，并且在PCB布线中采用
6、了无网格的SitusTM拓扑逻辑自动布线功能；同时，将完整的CAM输出功能的编辑结合在一起。 多路抢答器电路是就是在Altium Designer 6软件下经过原理图绘制、电路仿真、集成化印制电路板（Printed Circuit Board，PCB）设计和集成化印制电路板（Printed Circuit Board，PCB）3D效果图设计等完成电路的设计。利用电路仿真来检测电路是与否能正常使用。目 录第1章 原理图设计51.1 项目文件建立51.2 原理图图样设计61.3原理图元件库装载71.4 元件放置与调整91.5原理图布局与连线101.6放置网络标号10第2章 元件封装绘制112.1原
7、理图封装库编辑器启动 112.2启动PCB Lbrary 122.3绘制元件封装12第3章 PCB 电路设计133.1新建PCB文件133.2 元件封装修改153.3 元件封装网络导入153.4 手工布局163.5 自动布线173.6 补泪滴193.7 敷铜193.8 放置安装孔203.9 3D显示20总 结 22参考文献22第1章 原理图设计1.1.1新建工程项目文件启动Altium Designer6,执行主菜单File/New/ Project /PCB Project后，Projects面板出现一个，新的项目文件。如图1. 图 1.1 PCB项目文件创建对话框保存项目文件，执行主菜单F
8、ile/Save Project As找到“电子CAD大型作业设计”文件夹，并将文件命名为“多路抢答器电路设计.PrijPCB”,如图1.2，所示，单击“确定”完成保存。 图1.3 原理图编辑窗口 图1. 2 保存文档对话框1.1.2新建原理图 执行主菜单File/New/Schematic,启动原理图编辑器，进入原理图编辑窗口，如图1.3所示。系统默认的文件名为“Sheet1.SchDoC”。执行菜单命令File/Save，在弹出对话框中找到“电子CAD大型作业设计”文件夹，并将原理图命名为“多路抢答器电路图”，单击“保存”按钮完成保存。这时在Projects面板中会看到一个名为“多路抢答器
9、电路原理图.SchDoc”原理图文件已加入到“多路抢答器电路设计.PRJPCB”当中了，如图1.4所示。图1.4 保存后的“多路抢答器电路原理图”1.2原理图图样设计 图 1.5 “Document Options”对话框1.2.1执行菜单栏“DesignDocument Options”命令，或双击原理图的边框,打开“Document Options”对话框，如图1.5所示。1.2.2在该对话框中单击“Standard styles”右侧下拉按钮选择A4，“Snap”(捕获栅格)设置为5，Visible(可视栅格)设置为10，“Gird Range”（电气栅格置为）4，“Sheet Colo
10、r”（工作区颜色），此处默认为白色，“Border Color”(边框颜色)。1.3原理图元件库装载多路抢答器电路中所包含元器件类型有：电阻、电容、发光二极管、三极管、开关常用元件在集成库 Miscellanous Devices.LntLib 中均可找到。默认情况下，创建原理图文件时，该库会自动加载，有的元件库需要加载。1.3.1在原理图下方，依次单击“SystemLibraries或可以执行菜单命令DesignBrowse Library，系统将弹出如图7所示的元件库管理器。”调处Libraries工作面板，在Libraries工作面板上单击Libraries，弹出如图1.6所示。1.3.
11、2在图1.6所示的Libraries工作面板中单击【Libraries】按钮，也可以直接执行菜单命令DesignAddRemove Library。系统将弹出如图1.7所示的“Available Libraries”对话框；调处 图1.7 “Available Libraries”对话框 图1.6 调出Libraries工作面板 1.3.3在不需要的原理库后去掉“”单击【Install】按钮，找到所需元件库Query Result，选中后单击【打开】按钮，关闭对话框。如图1.8所示。 图1. 8 “Query Result”元件库的添加1.4元器件的放置与调整1.4.1在Miscellaneo
12、us Devices.IntLib元件库中查找电阻如图1.9所示。单击放置电阻R1。光标变为十字，此时按下Tab键，设置元件属性，弹出如图1.10所示的“Component Properties”对话框。 图1.8 图1. 91.4.2在图1.9中设置标号（Designator）：R1、标示值（Value）：1K。Comment(标注)：不可视。单击“OK”按钮。按同样的方法放置其它按钮。1.4.3 电源、接地符号和信号源单击连线工具栏的快捷按钮，旁按钮，找到。光标变为十字状。如图1.10。此时按下Tab键弹出“Power Port” 其属性对话框，如图11所示。编辑后单击OK确定退出。用类似
13、方法放置接地符号。 图1.10 图1.11 “Power Port” 属性对话框. 调整元件位置，布局如图1.12所示。图1. 12元件布局1.5原理图布局与连线1.5.1单击菜单Place/Wire，或者在图纸内单击鼠标右键，选择Place/Wire原理图编辑器处于连线状态。鼠标变为十字形。1.5.2移动鼠标指针至连线起点，单击鼠标左键，确定导线起点依次连接各个元器件。1.6放置网络标号单击“Wiring”工具栏内的放置网络标号按钮，光标变为十字状按下Tab键弹出“Power Port” 其属性对话框如图1.15所示。1.6.1在Net设置为：+9V,同样方法放置GND。 图1.15“Pow
14、er Port” 属性对话框1.6.2放置文本框输入“多路抢答器电路图”保存。最终绘制原理图如图1.16所示图1.16多路抢答器电路图第二章 元件封装绘制2.1原理图封装库编辑器启动2.1.1单击菜单File/New/ Library /PCB Library，如图2.1.，进入元件库编辑器。图2.1启动原理图封装库编辑器命名“多路抢答器封装库”，保存.2.1.2在编辑器中单击右键，依次单击“OptionsLibrary Options”进入Board Options对话框，设置在元件封装编辑区中，可见栅格1(Grid 1)设置为50mil，可见栅格2(Grid 2)设置为100mil。 如图
15、2.2所示。图2.2 Board Options对话框2.2启动PCB Library2.2.1编辑器右下角单击“PCB/PCB Library”调出PCB Library面板。2.2.2在PCB/PCB Library面板中，右单击“PCBCOMPONE/New Blank Componet”,系统自动弹出“PCB Library Componet ”如图2.2所示。Name 输入元件封装名“R?”，单击OK. 图 2.3启动PCB Library对话框2.3绘制元件封装单击中 绘制电阻封装。2.3.1 放置第一个焊盘执行菜单命令PlacePad，或者单击放置工具栏的中按钮，启动命令后，光标
16、变成十字形状，按Tab系统弹出焊盘属性对话如图2.4所示。2.3.2焊盘布置在(0，0)位置，形状为方形，设置如下内容。Degnoter:1,X-Size50mil, Y-Size50mil。Round。Laywer:Miulti-Layer。.Net:No Net。单击“OK”。相同的方法放置其它焊盘。绘制电阻如图2.5所示图2.4 焊盘属性设置图2.5 电阻封装图2.3.3按照相同方法绘制其它元件封装图，并保存。第三章PCB电路设计3.1新建PCB文件3.1.1在Files面板中，在New from template栏中选择PCB Board Wizard 选项，打开PCB创建向导，利用向
17、导创建一个尺寸为4500mil2200mil禁止布线边界为50mil的电路板，重命名为“稳压电源PCB”并保存文件，如图3.1.所示。 图3 .1“Files”面板 3.1.2依次单击按钮，其中在显示自定义电路板对话框，如图3.2所示。设置PCB为20001500的矩形电路板。 图3.2 电路板层数设置对话框图 3.3 自定义电路板选项单击按钮，显示电路板层数设置对话框，如图3.3所示。设置信号层(Signal Layers)数:2和电源层(Power Planes)数:2。3.1.3其他设置选择默认，依次单击，最后单击.。3.2元件封装修改。3.2.1修改原件封装，在原理图中双击电阻R1,系
18、统自动弹出对话框，在该对话框中双击Footprint”弹出如图3.4所示框。“Library Path”选择“应用电子090132关志超/电子CAD大型作业设计/多路抢答器封装库PcbLib.”。在Name:键入：R? 按相同的方法修改其他元件封装，保存。图3.4 电阻封装加载3.3 导入元件封装与网络3.3.1在PCB环境中执行菜单命令DesignImport Changes From多路抢答器电路图.Prjpcb，这时将弹出“Engineering Chang Order（工程改变顺序）”对话框，如图3.5所示图3.5 “Engineering Chang Order（工程改变顺序）”对话
19、框3.3.2在弹出的“Engineering Change Order”对话框中，依次单击【Validate】、【Execute Changes】按钮，导入元件封装与网络，如图3.6所示 图3.6 导入元件封装与网络后的效果3.4手工布局，。3.4.1选中被排列的元件，执行菜单EditAlign或执行工具栏按钮，进行手工布局下各子菜单命令，以整齐美观为标准选择实际需要的排列方式即可完成。调整后的效果如图3.7所示。 图3.7手工调整后布局效果3.5自动布线3.5.1执行菜单命令DesignRules，打开如图3.8所示的“PCB Rules and constraints Editor （PC
20、B规则和约束编辑）”对话框。在Routing项中Width子项设置布线宽度规则，鼠标右键选择New Rule.创建新的规则，重命名Name为GND，选择Net为GND，设置线宽为20mil，。用同样方法创建并设置+9V网络的布线宽度规则，并单击【Apply】按钮应用规则。如图3.9所示 图3.8 PCB Rules and constraints Editor 图3.9 +9V网络布线规则设置3.5.2在“PCB Rules and constraints Editor”单击：“Elearance选项”+”打开Elearance子菜单” 为20mil,。如图3.103.5.3执行菜单命令Aut
21、o RouteAll，打开如图13所示的“Situs Routing Strategies”（自动布线设置）对话框。单击【Routing All】按钮，程序就开始对电路板进行自动布线，同时打开Message窗口显示自动布线信息。如图3.11所示 图3.10安全间距设置图 3.10自动动布线设置”对话框 图3.11 自动布线信息窗口布线完成如.如图3.12图3.12布线完成后的电路图 3.6补泪滴3.6.1执行菜单命令Tools/Teardrops.打开“Teardrop Options”对话框，如图3.13所示。对在该对话框中对补泪滴选项进行设置。焊盘D2-1经过补泪滴操作，放大后效果如图3.
22、14所示。 图3.13 “Teardrop Options”对话框 图3.14 焊盘D2-1放大效果 3.7 放置多边形覆铜执行菜单命令Place/Polygon Pour.，鼠标变成十字光标，在需要覆铜区圈出封闭图形。如图3.14图3.14 覆铜后PCB板3.8 放置安装孔在电路板四个角放置焊盘设置属性为X-Size为100mil，Y-Size为100mil，Hole Size为80mil，圆形，Multi-Layer，所属网络分别为无网络。保存3.9 3D显示执行菜单命令View/Legacy 3D，可生成PCB的3D显示文件如图3.15所示。图3.15 多路抢答器3D视图 总 结通过这次
23、作业设计，对Altium Designer 6有了深入了解，掌握了有关电子CAD制作电路图的技能，对CAD课程进行了复习，系统的掌握了软件操作，能够独立绘图，利用微机生成电路图。多路抢答器设计过程中由于对软件掌握不过熟练，制作中也遇到一些困难，不过经过查阅资料，询问同学，解决了遇到的问题，顺利的完成了多路抢答器作业设计，同时，对Altium Designer 6 有了更深一层的了解，掌握了原理图设计的基本知识，能熟练的画出实验原理图。并且可以自己创建元件封装库以及制作元件封装，对以前学的知识更加巩固了，重要的是我掌握了手工布局布线设计单面板的操作方法和技巧，以及有关PCB设计后期的一些处理方法
24、。PCB图设计的好坏将直接影响到最终电子产品性能的优劣，所以要求精确度高，技术含量高，我们在设计时，不能粗心大意，更不能生搬硬套。要设计的美观。通过这次设计，提高了自己的实践能力和动手能力，也让我懂得了许多道理，社会发展这么快，我们要不断提高自己的各方面能力，包括动手能力和操作能力和专业能力，这样才能在社会上立足，才能适应社会。 参考文献1. Altium Designer 6电路设计使用教程胡应战.河南科学技术出版社，2009。2. 电子CAD实验实训指导书. 田磊 邢鹏康：河南工业职业技术学院，2009。3.电子线路CAD Protel 99使用指南王延才 北京机械工业出版社，2001。4. 刘华东.，电子CAD技术Protel电路设计王延才 清华大学出版社。5. Altium Designer 快速入门徐向民 北京航空航天大学出版社。 23