AltiumDesigner10电路设计基础入门教学教育资料.doc

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目录

目录 2

第一部分应用电子技术实训教学大纲，要求与实训资源简介 5

1.1应用电子技术实训教学大纲 5

1.2实训内容与学时分配 6

1.3实训安排与考核方式 9

第二部分AltiumDesigner10电路设计实训入门 10

2.1印制电路板与Protel概述 10

2.1.1印制电路板设计流程 10

2.2原理图设计 12

2.2.1原理图设计步骤：

12

2.2.2原理图设计具体操作流程 12

2.3原理图库的建立 19

2.3.1原理图库概述 19

2.3.2编辑和建立元件库 19

2.4创建PCB元器件封装 25

2.4.1元器件封装概述 25

2.4.2创建封装库大体流程 26

2.4.3绘制PCB封装库具体步骤和操作 26

2.5PCB设计 35

2.5.1重要的概念和规则 35

2.5.2PCB设计流程 36

2.5.3详细设计步骤和操作 36

2.6实训项目 42

2.6.1任务分析 42

2.6.2任务实施 44

第三部分PCB板基础知识、布局原则、布线技巧、设计规则 73

3.1PCB板基础知识 73

3.2PCB板布局原则 75

3.3PCB板布线原则 76

3.4AlitumDesigner的PCB板布线规则 77

第四部分自制电路板实训入门 89

4.1自制电路板最常用方法及工具介绍 89

4.2描绘法自制电路板 92

4.3感光板法制作电路板（图解说明全过程） 98

4.4热转印法制作电路板 102

4.5丝网印法制作电路板（图解说明全过程） 107

4.6感光干膜法制作电路板 112

第五部分PCB线路板雕刻机系统实训入门 113

5.1PCB线路板雕刻机概述 113

5.2雕刻机的使用 115

5.2.1如何生成加工文件 115

5.2.2硬件使用说明 119

5.2.3软件使用功能介绍 121

5.3线路板制作操作步骤 126

第六部分电路板抄板入门 129

6.1PCB抄板 129

6.1.1概述 129

6.1.2抄板步骤 129

6.2BOM清单的制作 136

6.3PCB反推原理图 138

第七部分实训项目 140

实训一PCB焊接技术 140

实训二AD绘制原理图 144

实训三AD绘制PCB图 146

实训四刀刻法（描绘法）制作PCB板 148

实训五热转印法印制PCB板 150

实训六雕刻机印制PCB板 152

实训七产品装配与调试 153

实训八PCB抄板 156

实训九PCB抄板——反推原理图 158

实训十原理图与PCB的相互推演练习 160

实训十一电子产品实训总结汇报 162

第八部分实训电路模块库 163

8.1单片机电路模块 163

1.AT89S5X单片机模块 163

2.AVR单片机模块 165

3.STM32F103单片机模块 167

4.EPM240可编程数字逻辑模块 169

8.2传感器电路模块 171

1.温湿度传感器模块 171

2.火焰烟雾传感器模块 173

3.光敏传感器模块 174

4.人体红外传感器模块 175

5.震动传感器模块 177

6.超声波测距传感器模块 179

7.RFID刷卡模块 180

8.三轴加速度、三轴角速度、三轴磁阻传感器模块 181

9.空气质量传感器模块 183

10.声音传感器模块 184

11.电流传感器模块 185

12.霍尔传感器模块 186

13.颜色传感器模块 187

8.3信号采集处理模块 189

1.高速AD采集模块 189

2.高速DA转换模块 191

8.4通信接口模块 193

1.RS232串口模块 193

2.RS485总线模块 194

3.USB接口模块 195

4.CAN总线模块 198

5.NRF24L01无线通信模块 199

6.蓝牙通信模块 201

7.WIFI通信模块 202

8.ZIGBEE模块 203

9.GSM/GPRS通信模块 205

8.5执行器件模块 208

1.直流电机模块 208

2.步进电机模块 209

3.继电器控制模块 210

8.6人机交互接口模块 212

1.键盘模块 212

2.旋转编码开关模块 214

3.数码管模块 215

4.点阵液晶模块 216

5.流水灯与交通灯模块 218

8.7其他模块 220

1.时钟与存储器模块 220

第二部分AltiumDesigner10电路设计实训入门

2.1印制电路板与Protel概述

随着电子技术的飞速发展和印制电路板加工工艺不断提高，大规模和超大规模集成电路的不断涌现，现代电子线路系统已经变得非常复杂。

同时电子产品有在向小型化发展，在更小的空间内实现更复杂的电路功能，正因为如此，对印制电路板的设计和制作要求也越来越高。

快速、准确的完成电路板的设计对电子线路工作者而言是一个挑战，同时也对设计工具提出了更高要求，像Cadence、PowerPCB以及Protel等电子线路辅助设计软件应运而生。

其中Protel在国内使用最为广泛。

本书所有讲解均使用AltiumDesignerRelease10（Protel新版本）。

2.1.1印制电路板设计流程

用AltiumDesignerRelease10绘制印制电路板的流程图如图2.1-1所示。

生成网络表

否

开始

新建原理图文件

设置工作环境

放置元件

原理图的布线

原理图电气检查

编译和调整

新建工程（项目文件）

创建PCB

是否合格？

是

规划PCB

加载元件封装

加载网络表

元件布局及其调整

设置布线规则

布线及其调整

电气规则检查

生成报表文件

保存并打印输出

结束

图2.1-1电路板绘制流程图

2.2原理图设计

2.2.1原理图设计步骤：

生成网络表

编译和调整

存盘和报表输出

结束

开始

新建原理图文件

设置工作环境

放置元件

原理图的布线

原理图电气检查

设置图纸大小以及颜色栅格等

放置元件；调整元件位置；对名称、封装进行定义和设定

通过导线或网络标号将元件联接起来

通过项目编译，完成错误检查

修改和调整错误

是否合格？

原理图设计过程如下图2.2-1所示。

图2.2-1原理图设计流程

2.2.2原理图设计具体操作流程

（说明：

以设计“两级放大电路”为例，电路原理图如图2.2-2所示）

注意：

建议先建立好PCB工程（项目）文件后再进行原理图的绘制工作，原理图文件需加载到项目文件中，且保存到同一文件夹下。

2.2-2两级放大电路

（1）创建PCB工程（项目文件）

启动ProtelDXP后，选择菜单【File】/【New】/【Project】/【PCBProject】命令；完成后如图2.2-3所示。

图2.2-3新建工程后

（2）保存PCB项目（工程）文件

选择【File】/【SaveProject】菜单命令，弹出保存对话框【Save[PCB_Project1.PrjPCB]AS…】对话框如图2.2-4所示；选择保存路径后在【文件名】栏内输入新文件名保存到自己自己建立的文件夹中。

（3）创建原理图文件

注意：

在新建的PCB项目（工程）下新建原理图文件

在新建的PCB项目（工程）下，选择菜单【File】/【New】/【Schematic】命令；完成后如图2.2-5所示。

（4）保存原理图文件

选择【File】/【Save】菜单命令，弹出保存对话框【Save[Sheet1.SchDoc]AS…】对话框如图2.2-6所示；选择保存路径后在【文件名】栏内输入新文件名保存到自己建立的文件夹中。

图2..2-4保存工程文件图2.2-5新建原理图

（5）设置工作环境

注意：

建议初学者保持默认，暂时不需要设置，等到一定水平后再进行设置。

选择【Design】/【DocumentOptions…】菜单命令，在系统弹出的【DocumentOptions】中进行设置。

图2.2-6保存原理图文件

（6）放置元件

注意：

在放置元件之前需要加载所需要的库（系统库或者自己建立的库）。

方法一：

安装库文件的方式放置

如果知道自己所需要的元件在哪一个库，则只需要直接将该库加载，具体加载方法如下：

选择【Design】/【Add/Removelibrary…】菜单命令，弹出【AvailableLibrary】对话框，如图2.2-7所示；单击安装找到库文件即可。

图2.2-7安装库文件

方法二：

搜索元件方式放置

在我们不知道某个需要用的元件在哪一个库的情况下，可以采用搜索元件的方式进行元件放置。

具体操作如下：

选择【Place】/【Part…】菜单命令，弹出【PlacePart】对话框如图2.2-8所示。

图2.2-8放置元器件

接着选择【Choose】，弹出【BrowseLibrarys】对话框如图2.2-9所示。

单击【Find】进行查找。

图2.2-9浏览元器件

单击【Find】后弹出【LibrarysSearch】对话框如图2.2-10所示；

图2.2-10查找元器件

设置完成后单击【Search】，弹出如图2.2-11所示的对话框。

图2.2-11查找元器件列表

选中所需的元件后单击【OK】后操作如图2.2-12所示：

图2.2-12放置元器件

此时元件就粘到了鼠标上，如图：

，单击鼠标左键即可放置元件。

方法三：

自己建立元件库

具体建库步骤参见原理图库的建立一章。

添加元件同方法一，不在赘述。

注意：

在放置好元件后需要对元件的位置、名字、封装、序号等进行修改和定义。

（除元件位之外其他修改也可以放到布线以后再进行）

元件属性修改方法如下：

在元件上双击鼠标左键，弹出【PropertiesforSchematicComponentinSheet[原理图文件名]】对话框，属性修改如图2.2-13所示。

封装修改过程如下：

如图2.2-13所示对话框中选择Footprint，进行单击，过程如图2.2-14所示。

图2.2-13元器件属性

图2.2-14封装修改过程

（7）原理图布线

在放好元件位置后即可对原理图进行布线操作。

选择【Place】/【Wire】工具菜单，此时将带十字型的光标放到元件引脚位置单击鼠标左键即可进行连线（注意拉线过程不应一直按住鼠标左键不放），将导线拉到另一引脚上单击鼠标左键即放完一根导线，放置完导线单击右键或者【Esc】键结束放置。

选择【Place】菜单命令，里面的操作和【Wire】类似。

具体功能自己下来查阅。

（注意：

【Place】里面的工具基本上都要求会用）。

（8）原理图电气