Altium Designer(Protel)原理图与PCB设计精讲教程

本书通过众多实例，由浅入深、从易到难地讲述了Altium Designer 16.0的知识精髄，使读者能快速掌握使用该软件进行设计的技巧。本书按知识结构分为17章，主要包括Altium Designer 16.0概述、电路原理图设计基础、层次化原理图设计、电路原理图的后续处理、PCB设计基础、创建元器件库、PCB设计规则的设置、元器件封装的制作与管理、PCB元器件库的管理、信号完整性、原理图与PCB图的交互验证、PCB的后续处理、PCB的不错设计、电路仿真设计等内容，很后通过三个综合实例，详细介绍了使用Altium Designer 16.0的设计过程。本书提供网络下载资源，内容包括书中所有实例的源文件和结果文件，以及实例操作过程的视频文件。本书入门简单、层次清楚、内容翔实、图文并茂、由浅入深，不仅可用作本科、高职等院校相关专业的教材，而且也适合Altium Designer 16.0的初、中级学习者作为自学教材使用。

边立健，工学硕士，2013～2016年参加国家自然科学基金重点基金1项，国家自然科学基金1项。在《仪器仪表学报》、《振动与冲击》发表中文核心期刊2篇。在International Journal of Hybrid Information Technology期刊发表英文核心期刊1篇。发明专利4项，实用新型专利3项。
李敏涛，工学硕士，2009～2011年温州职业技能培训部负责人。2012～2014年温州汽车安全设备有限公司技术顾问。在《激光杂志》发表中文核心期刊1篇。实用新型专利10项。
胡允达，工学硕士，副教授，主持完成科研课题4项，获得实用新型专利7项，公开发表论文多篇，为多家企业提供技术服务，担任机动车司法鉴定事务所交通事故鉴定专家。主持完成中央财政支持职业教育实训基地（汽车维修技术）建设工作。现从事汽车电子技术专业汽车发动机构造及项目实训、汽车构造及项目实训等课程教学教研工作。

第1章 Altium Designer 16.0概述 1
1.1 Altium Designer 16.0简介 1
1.1.1 Altium Designer 16.0的特点 2
1.1.2 Altium Designer的发展历程 4
1.1.3 Altium Designer 16.0的
新增技术 5
1.2 Altium Designer 16.0的安装、
激活与升级 5
1.2.1 Altium Designer 16.0的
系统需求 5
1.2.2 Altium Designer 16.0的
系统安装 6
1.2.3 Altium Designer 16.0
系统的激活 8
1.2.4 Altium Designer 16.0的启动 9
1.2.5 Altium Designer 16.0系统的
升级 11
1.3 Altium Designer 16.0的文件管理
系统 11
1.3.1 项目文件 11
1.3.2 自由文件 12
1.3.3 存盘文件 12
1.4 Altium Designer 16.0软件界面的
设置 12
1.4.1 系统主菜单 13
1.4.2 系统工具栏 13
1.4.3 浏览器工具栏 13
1.4.4 工作区面板 14
1.4.5 工作区 14
1.5 Altium Designer 16.0系统的设置 15
1.6 Altium Designer 16.0界面的自定义 21
1.7 Altium Designer 16.0入门 23
1.7.1 实例——非稳态多谐振荡器 23
1.7.2 实例——滤波器电路
仿真设计 27
第2章 电路原理图设计基础 32
2.1 电路原理图的设计步骤 32
2.1.1 印制电路板设计的一般步骤 32
2.1.2 Altium Designer 16.0原理图
设计的一般步骤 33
2.2 电路原理图图纸的设置 34
2.2.1 创建新原理图文件 34
2.2.2 图纸操作 35
2.2.3 原理图图纸设计信息的设置 38
2.3 电路原理画面管理 40
2.3.1 放大与缩小 40
2.3.2 移动和刷新 41
2.3.3 复制与粘贴 43
2.4 电路原理图工作环境的设置 43
2.4.1 原理图常规环境的参数设置 44
2.4.2 设置图形编辑环境参数 47
2.5 电路元件的电气连接 49
2.5.1 放置元器件 49
2.5.2 编辑元器件 53
2.5.3 元器件位置调整 55
2.5.4 绘制导线 57
2.5.5 放置电源和接地符号 59
2.5.6 放置节点 59
2.5.7 绘制总线 61
2.5.8 绘制总线分支线 61
2.5.9 实例——开关电路的
原理图 62
2.6 实用工具绘图 67
2.6.1 实用工具 67
2.6.2 折线的绘制 67
2.6.3 椭圆与圆弧的绘制 68
2.6.4 放置文本 69
2.6.5 实例——电感元器件的绘制 71
2.7 电路原理图设计实例 72
2.7.1 实例——设计直流稳压
电路图 72
2.7.2 实例——设计定时器
电路图 75
第3章 层次化原理图的设计 80
3.1 层次原理图的基本概念与结构 80
3.1.1 基本概念 80
3.1.2 基本结构 81
3.2 层次化原理图的设计方法 81
3.2.1 自上而下的设计方法 82
3.2.2 自下而上的设计方法 87
3.2.3 层次化原理图的切换 88
3.2.4 层次设计表 90
3.3 综合实例 91
3.3.1 实例——波峰检测电路层次
原理图的设计 91
3.3.2 实例——声控变频器
原理图的设计 96
第4章 电路原理图的后续处理 99
4.1 在原理图中添加PCB设计规则 99
4.1.1 在对象属性中添加设计规则 99
4.1.2 在原理图中放置
PCB Layout标志 100
4.2 原理图的基本编辑 102
4.2.1 选取图元 102
4.2.2 解除对象的选取状态 103
4.2.3 图元对象的剪切 104
4.2.4 智能粘贴 105
4.2.5 阵列粘贴 107
4.2.6 删除图元对象 108
4.2.7 图元对象的组合 109
4.2.8 电路连线的编辑 110
4.3 查找与替换操作 111
4.3.1 文本的查找 111
4.3.2 文本的替换 112
4.3.3 查找下一处 113
4.3.4 查找相似对象 113
4.4 原理图查错及其编辑 114
4.4.1 原理图的自动检测设置 114
4.4.2 原理图的编译 117
4.4.3 原理图的修正 117
4.5 打印与输出原理图 119
4.5.1 打印输出 119
4.5.2 网络报表 120
4.5.3 生成原理图文件的网络表 121
4.5.4 生成元件报表 123
4.5.5 实例——音量控制电路的
输出 125
4.6 工具的使用 133
4.7 使用SCHFilter和Navigator
面板进行快速浏览 135
4.8 综合实例 137
4.8.1 实例——门铃控制电路
报表的输出 137
4.8.2 实例——AD转换电路的
打印输出 140
第5章 PCB设计基础 145
5.1 PCB概述 145
5.1.1 PCB的发展和种类 145
5.1.2 PCB编辑器的功能特点 147
5.2 PCB的设计界面简介 148
5.2.1 PCB菜单栏 149
5.2.2 PCB主工具栏 149
5.3 PCB设计流程图 150
5.4 PCB的设置 150
5.4.1 PCB板层的设置 150
5.4.2 PCB板层颜色的修改 151
5.4.3 PCB编辑器的设置 153
5.5 在PCB文件中导入原理图
网络表信息 155
5.5.1 设置同步比较的规则 155
5.5.2 导入网络报表 156
5.5.3 原理图与PCB图的
同步更新 158
5.6 元件的布局 160
5.6.1 自动布局约束参数 161
5.6.2 元件的手动布局 164
5.6.3 推挤式自动布局 165
5.6.4 导入自动布局文件进行
布局 166
5.6.5 实例——单片机的
布局设计 166
5.7 电路板的布线 169
5.7.1 设置PCB自动布线的策略 170
5.7.2 电路板自动布线的操作 172
5.7.3 电路板手动布线 173
5.7.4 实例——LED显示电路的
布线设计 173
5.8 PCB基本图元对象的布置 175
5.8.1 线段布置 175
5.8.2 连线布置 176
5.8.3 焊盘布置 177
5.8.4 过孔布置 178
5.8.5 填充布置 179
5.8.6 字符串布置 180
5.8.7 元件封装布置 181
5.8.8 覆铜 181
5.8.9 补泪滴 183
5.8.10 实例——单片机覆铜制作 183
5.9 综合实例 184
5.9.1 实例——整流滤波电路的
设计 184
5.9.2 实例——彩灯控制
电路设计 188
第6章 创建元器件库 193
6.1 创建原理图的元件库 193
6.1.1 元件库面板介绍 193
6.1.2 工具栏介绍 195
6.1.3 设置元件库编辑器的
工作区参数 196
6.1.4 库元件的绘制 197
6.1.5 编辑元件属性 200
6.1.6 子部件库元件的绘制 201
6.2 创建原理图元件 202
6.2.1 原理图 202
6.2.2 创建新的原理图库 203
6.2.3 创建新的原理图元件 204
6.2.4 给原理图元件添加引脚 205
6.2.5 设置原理图中元件的属性 206
6.2.6 向原理图元件中添加模型 207
6.2.7 向原理图元件添加
PCB封装模型 208
6.2.8 添加电路仿真模型 209
6.2.9 加入信号完整性分析模型 211
6.2.10 添加元件参数 211
6.2.11 间接字符串 212
6.2.12 实例——制作变压器
元件 213
6.3 综合实例 216
6.3.1 实例——七段数码管元件 216
6.3.2 实例——制作LCD元件 218
第7章 PCB设计规则的设置 224
7.1 PCB设计规则简述 224
7.2 电气规则 224
7.2.1 安全间距 225
7.2.2 允许短路 226
7.2.3 未布线网络 227
7.2.4 未连接引脚 227
7.2.5 修改多边形 228
7.3 PCB布线规则 228
7.3.1 布线线宽 228
7.3.2 布线拓扑 229
7.3.3 优先布线 230
7.3.4 布线层 231
7.3.5 布线转角 232
7.3.6 过孔类型 232
7.3.7 扇出类型 233
7.4 PCB设计规则向导 234
7.4.1 PCB设计规则检查 236
7.4.2 取消错误标记 237
7.4.3 导入与导出设计规则 237
7.5 综合实例 238
7.5.1 实例——USB鼠标
电路设计 238
7.5.2 实例——窃.听器电路板的
设计 243
第8章 元器件封装的制作与管理 247
8.1 元器件封装简介 247
8.2 常用元器件封装介绍 248
8.2.1 元件封装编辑器 248
8.2.2 利用向导创建元器件封装 250
8.2.3 手工创建元器件封装 253
8.3 创建含有多个部件的原理图元件 256
8.3.1 创建元件的外形 256
8.3.2 创建一个新的部件 258
8.3.3 创建部件的另一个
可视模型 259
8.3.4 从其他库中添加元件 259
8.3.5 复制多个元件 259
8.3.6 元件报告 260
8.3.7 库报告 260
8.3.8 元件规则检查 260
8.3.9 实例——制作三极管
2N3094元件 261
8.4 综合实例 263
8.4.1 实例——U盘电路的
IC1114元器件 263
8.4.2 实例——制作LED元器件 265
第9章 PCB元器件库的管理 268
9.1 PCB元件封装的管理 268
9.1.1 复制PCB元件封装 268
9.1.2 导入旧版本的PCB封装 269
9.2 自定义PCB元件封装 272
9.3 利用向导生成PCB元件封装 275
9.4 综合实例 277
9.4.1 实例——创建计时器集成
元器件库 277
9.4.2 实例——绘制运算单元 280
第10章 信号完整性 285
10.1 信号完整性概述 285
10.1.1 信号完整性简介 285
10.1.2 自动信号分析器 287
10.2 信号完整性分析 287
10.2.1 启动信号完整性分析器 287
10.2.2 信号完整性分析工具 289
10.2.3 信号完整性分析器的设置 291
10.2.4 将信号完整性集成进
标准板卡的设计流程 294
10.3 综合实例 294
10.3.1 实例——计数器的完整性
分析 294
10.3.2 实例——信号完整性中的
反射和串扰分析 298
第11章 原理图与PCB图的
交互验证 305
11.1 以原理图和PCB图输出
PDF文件 305
11.2 原理图与PCB图关联 308
11.3 原理图与PCB的交互 309
11.4 PCB与原理图的相互更新 310
11.4.1 由PCB原理图更新PCB 310

11.4.2 由PCB更新原理图 311
11.5 综合实例 312
11.5.1 实例——风扇电路
原理图的设计 312
11.5.2 实例——风扇电路PCB的
设计 317
第12章 PCB的后续处理 321
12.1 电路板的测量 321
12.1.1 测量电路板上两点间的
距离 321
12.1.2 测量电路板上对象间的
距离 322
12.1.3 测量电路板上导线的长度 322
12.2 设计规则检查(DRC) 322
12.2.1 在线设计规则检查 324
12.2.2 批处理设计规则检查 325
12.2.3 对未布线的PCB文件执行
批处理设计规则检查 325
12.2.4 对已布线完毕的PCB文件
执行批处理设计规则检查 327
12.3 电路板的报表输出 327
12.3.1 PCB图的网络表文件 327
12.3.2 PCB板信息总报表 328
12.3.3 元件报表 328
12.3.4 网络表状态报表 329
12.3.5 实例——电路板元件
清单报表 330
12.4 电路板的打印输出 331
12.4.1 打印PCB文件 332
12.4.2 生成Gerber文件 334
12.5 综合实例 335
12.5.1 实例——PCB图纸的
打印输出 335
12.5.2 实例——生产加工
文件输出 337
第13章 PCB的高级设计 341
13.1 布局布线空间 341
13.2 对象分类管理器 342
13.2.1 类 342
13.2.2 组合 344
13.3 元件体管理器 345
13.3.1 选择元件体的形状 346
13.3.2 添加元件体到封装 347
13.3.3 设置元件体参数 347
13.3.4 元件体的批处理设置 348
13.4 PCB布线进阶 348
13.4.1 阻抗决定的线宽 348
13.4.2 PCB走线切割 350
13.4.3 拖动时保持导线角度 350
13.4.4 蛇形线 351
13.4.5 交互式长度调整 353
13.4.6 撤消布线 353
13.4.7 屏蔽导线 353
13.4.8 实例——恒电位仪控制
电路PCB设计 354
13.5 综合实例 358
13.5.1 实例——读卡器
PCB设计 358
13.5.2 实例——带弱电的电路板
PCB设计 361
第14章 电路仿真设计 368
14.1 电路仿真的基本概念 368
14.2 放置电源及仿真激励源 369
14.2.1 直流电压/电流源 369
14.2.2 正弦信号激励源 370
14.2.3 周期脉冲源 371
14.2.4 分段线性激励源 371
14.2.5 指数激励源 372
14.2.6 单频调频激励源 373
14.3 仿真分析的参数设置 373
14.3.1 一般设置 374
14.3.2 静态工作点分析 374
14.3.3 瞬态分析 375
14.3.4 交流小信号分析 376
14.4 特殊仿真元器件的参数设置 376
14.4.1 节点电压初值 376
14.4.2 节点电压 377
14.4.3 仿真数学函数 378
14.4.4 实例——电源电路的
仿真分析 378
14.5 电路仿真的基本方法 382
14.6 综合实例 384
14.6.1 实例——混合信号仿真 384
14.6.2 实例——数字电路仿真 385
第15章 单片机实验板电路图的
设计 388
15.1 新建工程 388
15.2 载入元器件 390
15.3 原理图输入 395
15.3.1 元件布局 396
15.3.2 元件手工布线 396
15.4 PCB设计 398
15.4.1 准备工作 398
15.4.2 资料转移 399
15.4.3 零件布置 400
15.4.4 网络分类 401
15.4.5 布线 403
15.5 生成报表文件 405
第16章 报警器电路的设计 407
16.1 电路分析 407
16.2 报警器电路原理图的设计 407
16.3 印制电路板的设计 412
第17章 数码管显示电路的设计 417
17.1 建立文件夹 417
17.2 原理图绘制前的准备 417
17.3 建立库文件 419
17.3.1 建立AT89C2051元件 419
17.3.2 建立AT89C2051元件
封装 422
17.3.3 创建AT89C2051集成
元器件库 423
17.3.4 建立DpyBule-CC元件 425
17.3.5 建立DpyBule-CC
元件封装 428
17.3.6 创建DpyBule-CC集成
元器件库 430
17.3.7 编译库文件 431
17.4 原理图的绘制 432
17.4.1 查找元件 432
17.4.2 元件布局 435
17.4.3 元件手工布线 435
17.5 PCB的绘制 437
17.5.1 新建PCB文档 437
17.5.2 PCB板布局 438
17.5.3 PCB板布线 439
17.5.4 放置安装孔 441
17.5.5 覆铜制作 442