电子电路CAD操作基础.ppt

电子电路CAD AltiumDesigner10电路设计 AltiumDesigner原理图与PCB设计及仿真 谢龙汉鲁力张桂东电子工业出版社 AltiumDesigner教程 原理图 PCB设计与仿真 第2版 谷树忠 倪虹霞 张磊 AltiumDesigner原理图与PCB设计教程机械出版社江思敏胡烨AltiumDesigner10入门与PCB设计实例王建农王伟 学习目标 希望你能 了解本课程的教学目标了解本课程的教学方法了解本课程的教学内容了解本课程的考评方法 1 2 3 4 一 教学目标 1 知识方面的要求 要求学生掌握在了解了数字 模拟电路的基础上 熟练掌握电路原理图 PCB板的设计方法 了解相关的概念 了解电路的仿真功能 熟悉AltiumDesigner软件的使用 为今后的工作打下坚实的基础 2 技能和能力方面的要求 通过本课程的学习 要求学生能够熟练地掌握AltiumDesigner软件的设计环境 原理图设计 层次原理图设计 多通道设计 印制电路板 PCB 设计 三维PCB设计 PCB规则约束及校验 交互式布线 原理图库 PCB库 集成库的创建 电路设计与仿真 Protel99SE与AltiumDesigner的转换等相关技术内容 学会用该软件解决在电路设计中的各种问题 多掌握一种技能 为以后的毕业设计 工作打下坚实的基础 二 本课程的教学方法 对于理论知识以 学生自学 教师辅导 的方式进行教学对于技能训练采用 任务驱动 的方式进行教学 三 教学内容 教材内容 教材第1 14章学时安排 24学时 上机8学时 四 本课程的考评方法 随堂考核 过程考核 结课作业从三个方面考核 知识 技能 态度 知识 课堂提问技能 本堂课的内容 作业平时成绩 学习态度 出勤情况 课堂活动的参与 课堂纪律等本课程希望全班同学都学会 不要有人补考 考核方法 本课为考试课成绩包括 出勤 7分 旷课一次 扣2分作业 8分 少交一次或抄作业扣3分提问 不会减5分 会加分试验 20分考试 65分 五 学习方法建议 新课部分应自学 课前学习 培训自学能力课堂上进行技能实训 第一章操作基础 本章内容 AltiumDesigner的组成AltiumDesigner的安装与运行AltiumDesigner基本参数设置AltiumDesigner的面板操作 1 1AltiumDesigner10 0简介 AltiumDesigner 顾名思义 是Altium公司推出的新一代电子电路辅助设计软件 1 1 1AltiumDesigner发展演变 Protel公司成立于1985年 2001年更名为Altium 主要产品是PCB设计的EDA平台 1991年 PROTEL公司推出PROTELFORWINDOWS1 01997年 推出Protel98 实现了原理图 布局 布线 仿真等功能的综合 1988年 美国ACCELTechnologies公司推出TANGO电路板设计软件 这是第一个用于电路板设计的软件 PROTEL公司 推出PROTELFORDOS升级版本 1999年 推出Protel99 Protel99SE Protel99SE是一个精典版本 至今很多公司都还在使用 2001年 Protel公司改名为Altium公司2002年 发布ProtelDXP2005年 推出AltiumDesigner6 02009年 推出AltiumDesignerSummer09 2011年推出的AltiumDesigner10 0将ECAD和MCAD两种文件格式结合在一起 在其一体化设计解决方案中为电子工程师带来了全面验证机械设计 如外壳与电子组件 与电气特性关系的能力 Altium软件在中国的市场占有率 有73 的工程师和80 的电子工程相关专业在校学生正在使用此软件 1 1 2AltiumDesigner10 0新特性 集成ECAD与MCAD AltiumDesigner的三维功能增强 能够连接由各种MCAD软件制作的STEP模型 允许在设计中对任何对象之间进行全面的干扰和间隙检查 例如元件 支架及其周围的封装 新增交互式布线引擎 AltiumDesigner引进了一个全新的交互式布线引擎 提供高速的线路和过孔推铲功能 实现线路快速放置的导向布线功能 布线时对现有线路自动套索的功能 以及增强的布线自动完成功能 DesignerInsight功能 DocumentInsight和ConnectivityInsight带来的弹出式预览和鼠标悬停时的上下敏感导航功能让设计师无需打开多个图纸即可预览文档和线路网 定制虚拟仪器元件 AltiumDesigner虚拟仪器库新增定制仪器 该仪器经过充分定制后 可用于监控FPGA设计中的所有信号 基于C的定制FPGA逻辑开发 能够将C源代码连接至基于原理图的FPGA设计 符号引用的代码被转换成VHDL 并作为硬件与系统的其他部分整合 使得设计者能够直接使用C语言创建功能 AllegroPCB导入 AltiumDesigner导入向导得到增强 能够支持CadenceAllegroPCB文档的自动转换和导入 增强的内层视图 可在PCB编辑器中对内层进行建模 DRC还纳入了实时电路层连接检查功能 可探测到由电路层意外分离 焊盘和通孔隔离以及散热连接匮乏所造成的网络故障 1 2AltiumDesigner的组成 AltiumDesigner10 0并不是一个简单的电子电路设计工具 而是一个功能完善的电路设计 仿真与PCB制作系统 他由4个大的设计模块组成 即 原理图 SCH 设计模块原理图 SCH 仿真模块印刷电路板 PCB 设计模块可编程逻辑器件 FPGA 设计模块 1 2 1原理图设计系统 原理图系统主要用于电路原理图的设计 并生成原理图的网络表文件 以便于进行下一步的电路仿真或是PCB电路板的设计 图1 1就是一个典型的电路原理图设计界面 1 2 2电路原理图仿真系统 AltiumDesigner10 0的电路仿真系统界面 该系统主要用于电路原理图的模拟运行 用来检验电路在原理设计过程中是否存在意想不到的缺陷 它可以通过对设计电路引入运行的必备条件 使电路在模拟真实的环境下运行 从而检验电路是否达到理想的运行效果 1 2 3印制电路板设计系统 AltiumDesigner10 0的印刷电路板设计系统 在该系统中将SCH原理图设计成现实的印刷电路图 由它生成的PCB文件将直接应用到印刷电路板的生产 1 2 4可编程逻辑器件设计系统 AltiumDesigner10 0的VHDL编辑系统 该系统可对印刷电路板上的可编程逻辑器件 如CPLD FPGA等 编程 通过编译后 再将文件烧录到逻辑器件中 生成具备特定功能的元器件 1 3AltiumDesigner10 0的安装和启动 1 3 1AltiumDesigner10 0运行的系统需求AltiumDesigner10 0与以前的Protel版本之间的巨大差异 使得其对计算机系统的配置有了更高的要求 要想在自己的计算机上顺利安装并正常运行AltiumDesigner10 0 您的计算机必须至少具备以下配置 建议配置 操作系统 WindowsXP 支持Professional和Home版 CPU Pentium4 3GHz以上内存 1GBRAM硬盘空间 40GB显示配置 1280 x1024分辨率 32位彩色显示 64MB显存 基本配置 操作系统 Windows2000Professional SP2 CPU Pentium4 2GHz内存 512MBRAM硬盘空间 20GB显示配置 1024 768分辨率 32位彩色显示 32MB显存 AltiumDesigner10的文件大小大约为2 8GB 占用空间2 82G 用户可以与当地的Altium销售和支持中心或增值代理商联系 获得软件及许可证 拥有AltiumDesigner许可证的用户 可以获得3个月免费的无限制电话和E mail支持 以帮助用户快速掌握AltiumDesigner系统的使用方法和有关的细节信息 还可以免费访问Altium公司网站定期发布的补丁包 这些补丁包会给用户的AltiumDesigner系统带来更多新技术 以及更多的器件支持和增强功能 以确保用户始终保持最新的设计技术 Altium公司英文网站 http 1 3 2AltiumDesigner10的安装与启动 1 3 2AltiumDesigner10的安装与启动 过程如下 1 打开安装文件夹 2 双击autorun exe文件进入安装界面 3 点击 InstallAltiumDesigner 显示如下图所示的安装向导欢迎窗口 4 单击安装向导欢迎窗口的 Next 按钮 显示如图所示的 LicenseAgreement 视图 5 选择 LicenseAgreement 视图中的 Iacceptthelicenseagreement 单选项 同意该协议 单击 Next 按钮 显示所示的 UserInformation 视图 6 单击 Next 按钮 显示 DestinationFolder 视图 7 单击 Next 按钮 显示如图所示的 Board levelLibraries 视图 8 单击 Next 按钮 出现如图的 ReadytoInstalltheApplication 视图 9 确定以上安装信息设定无误后 单击 ReadytoInstalltheApplication 视图中的 Next 按钮开始安装 过程中 文件复制窗口内将显示操作过程和文件复制进度 以及安装剩余时间等信息 如图所示 10 文件复制完毕后 系统弹出安装完毕窗口 单击 Finish 按钮 结束安装如图所示 1 3 3AltiumDesigner软件激活 进入AltiumDesignerWinter10破解文件夹 将jack alf patch exe文件拷贝到安装目录下 如 C programFiels Altium AD10 即可 1 3 4AltiumDesigner软件界面设置 启动AltiumDesigner10的同时可以看到它的启动画面 如图所示 AltiumDesigner10的启动画面 AltiumDesigner10启动后 进入主页面如图所示 用户可以使用该页面进行项目文件的操作 如创建新项目 打开文件 配置等 该系统界面由系统主菜单 浏览器工具栏 系统工具栏 工作区和工作区面板五大部分组成 图1 17AltiumDesignerWinter10软件界面 1 4AltiumDesigner操作环境 1 4 1工作环境俗话说 工欲善其事 必先利其器 要想熟练的使用AltiumDesigner10 0 首先必须对AltiumDesigner10 0的工作环境了如指掌 整个工作环境主要包括菜单栏 工具栏 面板控制栏 工作区等项目 其中工具栏 菜单栏里面的项目都会随着所打开的文件的属性而不同 1 4 2工作面板管理 AltiumDesigner的面板大致可分为三类 弹出式面板 活动式面板和标签式面板 各面板之间可以相互转换 弹出式面板 顾名思义 就是只有用鼠标点击或触摸时才能弹出 如图所示 在主界面的右上方有一排弹出式面板栏 当用鼠标触摸隐藏的面板栏 鼠标停留在标签上一段时间 不用点击 即可弹出相应的弹出式面板 当指针离开该面板后 面板会迅速缩回去 倘若希望面板停留在界面上而不缩回 可用鼠标单击相应的面板标签 需要隐藏时再次点击标签面板即自动缩回 活动式面板 界面中央的面板即为活动式面板 使用者可用鼠标拖动活动式面板的标题栏使面板在主界面中随意停放 标签式面板 界面左边为标签式面板 左下角为标签栏 标签式面板同时只能显示一个标签的内容 可单击标签栏的标签进行面板切换 系统界面右下角有一个面板控制栏 控制拉面上有四个按钮 如图1 19 通过该控制栏可设置相应的面板是否在界面上显示 单机各项按钮后弹出的菜单项目见表1 1 图1 19面板控制栏 表1 1面板控制栏显示菜单项 1 4 3窗口管理 同时打开多个窗口时 可以将各个窗口按不同的方式在主界面中排列显示出来 对窗口的管理可通过 Window 菜单 或是通过右击工作窗口的标签栏 在弹出的菜单中进行设置 图1 20窗口管理菜单项 平铺窗口 执行 Window Tile 命令 即可将当前所有打开的窗口在工作区平铺显示 如图1 21所示 图1 21窗口的平铺显示 垂直平铺显示 执行 Window TileVertically 命令 即可将当前所有打开的窗口垂直平铺显示 如图1 22所示 图1 22窗口的垂直平铺显示 水平平铺显示 执行 Window TileHorizontally 命令 即可将当前所有打开的窗口水平平铺显示 执行效果如图1 23 图1 23窗口的水平平铺显示 隐藏所有窗口 执行 Window HideAll 命令 可以将当前所有打开的窗口隐藏 关闭文件 执行 Window CloseAll 命令 关闭当前所有打开的文件并关闭相应的窗口 执行 Window CloseDocuments 则关闭当前打开的文件 窗口的切换 要在多个文件之间进行窗口切换只需点击工作窗口中的各个文件名 如图1 24所示 图1 24不同文件之间窗口的切换 图1 24不同文件之间窗口的切换 将一个窗口和其他窗口垂直分割显示 右键点击标题栏 在图1 20所示的弹出菜单中选择 SplitVertical 命令 即可将该窗口与其他窗口垂直分割显示 将一个窗口和其他窗口水平分割显示 右键点击标题栏 在图1 20所示的弹出菜单中选择 SplitHorizontal 命令 即可将该窗口与其他窗口水平分割显示 合并所有窗口 在图1 20所示的弹出菜单中选择 MergeAll 可将所有窗口合并 只显示一个窗口 在新的窗口中打开文件 在图1 20所示的弹出菜单中选择 OpenInNewWindow 程序会自动打开一个新的AltiumDesigner10 0界面 并单独显示该文件 1 4 4基本参数设置 点击软件左上角的图标弹出的菜单 较常用的设置选项包括Customize和Preferences 图1 25参数设置选项 单击customize按钮 弹出个性化设置选项卡 如图1 26 图1 26Commands选项卡 Commands用于设置常用的命令及其快捷方式 左边是命令的分类 右边为命令列表 双击相应的命令如open即可显示该命令的信息 如图1 27 图1 27命令的编辑 Toolbars选项卡用于设置Altiumdesigner操作界面的上方是否显示菜单栏 工具栏等项目 默认都显示 图1 28Toolbars选项卡 Preferences 选项卡用于设置系统整体和各模块的参数 如图1 29所示 选项卡左侧列出了系统中所有需要参数设定的项目 一般情况下是不需要对系统默认参数进行任何改动的 不过读者可进行一些个性化设置 如 General 选项里面就可以设定系统启动时默认所打开的页面 还可以设定系统的默认文件存放目录和库文件存放目录 中英文转换 单击Preference General UseLocalizedresource出现如下对话框 图1 30改变设置警告框 单击OK按钮确认 当下次启动时 系统就变成中文界面 图1 31AltiumDesigner10 0的中文操作界面 Altiumdesigner中文支持水平不是很完善 很多菜单还存在中英文夹杂情况 而且翻译准确度不是很高 为了不引起误解 讲课采用英文原版操作界面 1 4 5AltiumDesigner的英文界面 1 AltiumDesigner的主菜单栏 1 系统菜单 1 4 5AltiumDesigner的英文界面 1 AltiumDesigner的主菜单栏 2 文件 File 菜单 1 4 5AltiumDesigner的英文界面 1 4 5AltiumDesigner的英文界面 1 AltiumDesigner的主菜单栏 3 显示 View 菜单 1 4 5AltiumDesigner的英文界面 1 AltiumDesigner的主菜单栏 4 项目 Project 菜单 1 4 5AltiumDesigner的英文界面 1 AltiumDe