《电子线路CAD实训》

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自动化专业

《电子线路CAD训练》实训报告

专业学生姓名班级学号完成日期

盐城工学院电气工程学院自动化（计算机测控）

B自动化(094)

09106034072023.1.13

《电子线路CAD训练》实训报告

内容提要

电子线路CAD的训练，教会了我AltiumDesigner09软件的安装，基本的操作方法和技巧。从一开始的电子线路原理图的设计，电子原理图元件库文件的设计，到电子线路PCB板设计，最终到PCB元件封装库的设计。一步步，由浅入难，循序渐进，真正达到了电子线路CAD的训练要求和目的。

电子线路原理图的设计。原理图编辑是电路CAD设计的前提，因此原理图编辑（SchematicEdit）是电路CAD软件必备的功能。

原理图元件库文件的设计。它包括创立原理图元件库文件和创立复合元件库。

电子线路PCB电路板的设计。PCB（PrintedCircleBoard，印制电路板）设计是电子产品由原理设计转换为产品的一个重要过程，为实现电路原理图所描述的电路，设计者需要设计满足原理图要求的PCB。

PCB元件封装库设计。为了便利用户处理设计中的PCB元件封装，AltiumDesigner09提供了PCB元件封装编辑器，用户可以在该编辑器中对PCB元件封装库进行编辑操作，包括复制PCB元件封装，删除PCB元件封装、新建自定义的PCB元件封装以及修改PCB元件封

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目录

1AltiumDesigner09软件介绍及安装11.1AltiumDesigner09软件的介绍11.2AltiumDesigner09软件的安装11.2.1AltiumDesigner09软件的安装要求。11.2.2安装步骤11.3软件的安装小结22电子线路图原理图设计32.1概述32.2创立项目和原理图32.2.1创立新项目42.2.2创立原理图图纸52.3实训内容及过程52.4电路原理图的小结73电路原理图元件库文件的设计83.1概述83.2元件库文件的设计步骤83.3实训内容和过程93.4对元件库文件设计的看法114电子线路PCB电路板设计124.1PCB电路板的概况124.2创立新的PCB板124.3手工布线134.3.1手工布线的操作。13

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4.3.2手工布线的实训144.4自动布线16

4.4.1自动布线的步骤164.4.2自动布线实训内容174.5PCB的规则204.6电子线路PCB电路板的结语205PCB元件封装库设计215.1PCB元件封装的描述215.2建立新的PCB库215.3PCB元器件封装库225.4元件封装库设计的实训24

5.4.1实训的过程245.4.2实训的元件图255.5对元件封装库的认识和想法28实训体会29《电子线路CAD训练》实训报告

4电子线路PCB电路板设计4.1PCB电路板的概况

PCB即为PrintedCircurtBoard的英文缩写，即我们寻常说的印刷电路板。印刷电路板是电子设备不可缺少的重要组成部分。它既是电路元器件的支撑板，又是提供元器件之间的电气连接，具有机械和电气的双重作用。电路设计的最终目的就是生成印刷电路板，原理图的设计只是从原理上给出了电气的连接关系，电路功能的最终实现还是依靠于电路印刷板的设计，PCB设计是电路设计的最终结果。

在完成了电路板上元器件的布局之后。我们就可以开始对电路板进行布线了。电路板的布线方法同元器件的布局一样也分为两种，即手工布线和自动布线。一般来说，电路的工作性能不同，对电路板上的各种布线的设计者要求也不同，譬如电源线和接地线由于通过的电流较大，布线要求较宽；规律电路只是传输信号，因此布线就可以相对的细一些；为了提高电路板的抗干扰能力，导线在拐角处应采取钝角或是圆角过渡登。所以，在正是进行布线之前，应当根据电路设计的要求，进行电路板布线设计规则的设置，不仅是自动布线的依据，也会给手工布线带来极大的便利。4.2创立新的PCB板一.创立PCB电路板

(1)启动AltiumDesigner，选择“File〞→“New〞→“PCBProject〞命令，则“Project〞面板里将出现一个“PCB＿Project1.PrjPCB〞,单击“File

〞→“SaveProjectAs…〞命令，在弹出的另存为对话框选择自定义的存取路径，然后单击“保存〞按钮即可存盘。有了项目即可新增电路图文件。启动“File〞→“New〞→“Schematic〞命令，则在方才建立的项目下将新建一个Sheet.SchDoc，同时进入电路图编辑环境。同样的，必需在将这个电路图文件存盘，准备好项目及电路图文件后，即可在电路图编辑区里绘制电路图。

(2)电路图设计完成后，则在项目里，新增电路板文件，选择“File〞→“New〞→“PCB〞命令，则在方才建立的项目下，将新增一个

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PCB1.PcbDoc，同时进入电路板编辑环境。同样的，必需再将这个电路板文件存盘。不管有都少电路图或电路板，都属于项目下的源文件放置在项目下的“SourceDocuments〞文件夹里。二．PCB编辑环境

（1）启动AltiumDesigner，选择“File〞→“New〞→“PCBProject〞命令，则“Project〞面板里将出现一个“PCB＿Project1.PrjPCB〞,单击“File

〞→“SaveProjectAs…〞命令，在弹出的另存为对话框选择自定义的存取路径，然后单击“保存〞按钮即可存盘。有了项目即可新增电路图文件。启动“File〞→“New〞→“Schematic〞命令，则在方才建立的项目下将新建一个Sheet.SchDoc，同时进入电路图编辑环境。同样的，必需在将这个电路图文件存盘，准备好项目及电路图文件后，即可在电路图编辑区里绘制电路图。（2）电路图设计完成后，则在项目里，新增电路板文件，选择“File〞→“New〞→“PCB〞命令，则在方才建立的项目下，将新增一个PCB1.PcbDoc，同时进入电路板编辑环境。同样的，必需再将这个电路板文件存盘。不管有都少电路图或电路板，都属于项目下的源文件放置在项目下的“SourceDocuments〞文件夹里。4.3手工布线

4.3.1手工布线的操作。

(1)从主菜单中选择“Place〞→“InteractiveRouting〞命令，移动光标到连线节点，单击鼠标确定连线的其实位置。在工作区移动光标。按“Tab〞键，开启“InteractiveRouting〞对话框，单击“DesignRuleConstraints〞显示设计规则参数，“Menu〞按钮用于开启设置设计规则参数的下拉菜单。

(2)单击“Menu〞按钮，在弹出的下拉菜单中选择“EditWidthRule〞开启一个对话框，在该对话框的“Constraints〞区域的“MaxWidth〞编辑框内输入“20mil〞，单击“OK〞按钮，将最大连线宽度设置为“20mil〞。

(3)在“InteractiveRouting〞对话框的“TraceWidth〞编辑框内输入当前布置的连

线宽度，该值应介于最小连线宽度和最大连线宽度之间。

(4)移动光标到实际连线终止处，单击鼠标布置第一个线段，单击鼠标右键结

束此次连续线段的布置，同样的方法布置其他的连接线段。

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4.3.2手工布线的实训一：手工布线的具体步骤

(1)选择“Place〞→“InteractiveRouting〞命令，移动光标到连线节点，单击鼠标

确定连线的其实位置。在工作区移动光标。按“Tab〞键，开启“InteractiveRouting〞对话框，单击“DesignRuleConstraints〞显示设计规则参数，“Menu〞按钮用于开启设置设计规则参数的下拉菜单。

(2)单击“Menu〞按钮，在弹出的下拉菜单中选择“EditWidthRule〞开启一个

对话框，在该对话框的“Constraints〞区域的“MaxWidth〞编辑框内输入“25mil〞，单击“OK〞按钮，将最大连线宽度设置为“25mil〞。

(3)在“InteractiveRouting〞对话框的“TraceWidth〞编辑框内输入当前布置的

连线宽度，该值应介于最小连线宽度和最大连线宽度之间。

(4)移动光标到实际连线终止处，单击鼠标布置第一个线段，单击鼠标右键

终止此次连续线段的布置，同样的方法布置其他的连接线段。(5)保存手工布好线的PCB板图。二：手工布线图

4.3.2(a)电路原理图

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4.3.2手工布线

图4.3.2(b)反馈电路原理图

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手工布线图

4.4自动布线4.4.1自动布线的步骤

(1)在主菜单中选择“Design〞→“ImportChangesFromDigit＿meter＿PCB.PrjPcb〞命令，开启“EngineeringChangeOrder〞对话框。

(2)单击“ExecuteChange〞按钮，应用所有已选择的更新，“EngineeringChange

Order〞对话框内列表的“Statue〞下的“Check〞和“Done〞列将显示检查更新和执行更新后的结果，没有出现错误则执行成功。否则要更该原理图中的错误！

(3)单击“EngineeringChangeOrder〞对话框的“Close〞按钮，关闭该对话框。单

击PCB图中的元件，将其一一拖到PCB板中的“Keep－Out〞区域内。然后调整元件的位置。

(4)自动布线。在主菜单中选择“AutoRoute〞→“All〞命令，开启“SitusRouting

Strategies〞对话框。在该对话框内，单击“RouteAll〞按钮，启动Situs自动布线。布线终止后，系统弹出显示自动布线过程中的信息。(5)单击保存工具按钮，保存PCB文件。

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4.4.2自动布线实训内容一自动布线的过程操作

1.新建工程和项目。“File〞→“New〞→“PCBProject〞命令，则“Project〞面板里将出现一个“PCB＿Project1.PrjPCB〞对其重命名并将其保存。在已经建立的工程上右击，添加已经画好的电路原理图。

2.检查是否有错，Project→CompileDocument和Project→CompilePCB.PrjPCB，若没有出错的提醒，则说明没错。

3．在菜单上单击Designe→UpdatePCBDocument,把原理图添加到工程PCB板旁边。

4.将原理图全部选中，拖PCB板上，并将其依照原图布局，整理。使各部分分开，不相交，布局合理，简明。

5.选择Keep-OutLayer将整个电路图圈住，形成一个封闭的矩形。在菜单栏Designe下选择Rules,将Ruling下的Width改为PreferredWidth为30，MaxWidth为50，点击按钮“OK〞

6.执行菜单下选择“AutoRoute〞→“All〞命令，开启“SitusRoutingStrategies〞对话框。在该对话框内，单击“RouteAll〞按钮，启动Situs自动布线。布线终止后，系统弹出显示自动布线过程中的信息。7.将所布好的图保存。二自动布线图

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图4.4.2(a)万能充电器

万能充电器的自动布线图

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21212121212187651234《电子线路CAD训练》实训报告

图4.4.2(b)LED显示电路

自动布线图19

219161521413121110112121212345678

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4.5PCB的规则

(1)为了便利设置和管理设计规则，AltiumDesigner6.0提供设计规则编辑器。(2)规则的基本操作包括：新建设计规则、删除规则、导出设计规则、导入规

则、设置规则优先级。

(3)根据设计规则的适应范围分为十个类别：“Electrical〞规则类、“Routing〞规则类、“SMT〞规则类、“Mask〞规则类、“Plane〞规则类、“Testpoint〞规则类、“Manufacturing〞规则类、“HighSpeed〞规则类、“Placement〞规则类、“SignalIntegrity〞规则类。

4.6电子线路PCB电路板的结语

在电子线路PCB电路板的设计过程中，PCB的布局对自动不布线的影响很大，所以，我们在设计PCB板的时候一定要把元件的布局设置合理，这样自动布线的效果才理想。假使想重新布线，则选择菜单Tools的Un-route到All命令，就把所有的已布线的线路全部撤销，变成了飞线；假使选择Tools→Un-route→Net命令，可单击需要撤销的网络，这样就可以撤销选中的网络；假使选择Tools→Connection命令，就可以撤销选中的连线；假使选择Tools→Un-route→Component命令，单击元件，相应的元件上的线就会变为飞线。

自动布线的时候，我们往往能发现红色的元件，那是贴片，不是规则所需要的元件，正确的做法是到原电路原理图中替换到相应的元件，使之变为正式的元件，再重新自动布线。假使元件过大，超过默认的PCB板，应当重新定义板型，使所有的元件都处于其中。

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5PCB元件封装库设计5.1PCB元件封装的描述

AltiumDesigner09为PCB设计提供了比较齐全的各类直插元器件和SMD元器件的封装库，这些封装库位于AliumDesigner09的安装盘下的ProgramFile\\AltiumDesigner09\\PCB文件夹下。封装也可以从PCBEditor复制到PCB库，从一个PCB复制到另一个PCB库，也可以是通过PCBLibraryEditor的PCBComponentWizard或绘图工具画出来的。在一个PCB设计中，，假使所有的封装已经放置好，我们可以再PCBEditor中执行Design→MarkPCBLibrary命令来生成一个只包含所有当前封装的PCB库5.2建立新的PCB库1.建立新的PCB库

(1)执行File→New→Library→PCBLibrary命令，建立一个名为Pcbib1.PcbLib

文档，同时显示名为PCBComponent-1的空白元件页，并显示PCBLibrary库面板。

(2)重新命名该PCB库文档为PCBFootprints.PcbLib.(3)单击PCBLibrary标签进入PCBLibrary面板。

(4)单击一次PCBLibraryEditor工作区的灰色区域并按住PageUp键进入放

大知道能够看清栅格。2.PCBLibrary编辑器面板

PCBLibraryEditor的PCBLibrary面板提供修改操作，包括PCBLibrary

面板的Components区域列出了当前选中库的所有元器件。

(1)在Components区域右击将显示菜单项选择项，我们可以新建器件，编辑器件

属性，复制或粘贴选定的器件，或更新开放PCB的器件封装。支持：在库内部执行复制和粘贴操作。从PCB板复制，粘贴到库。

在PCB库之间执行粘贴，复制操作。

(2)ComponenetsPrimitives区域列出了属于当前选中的元器件的图元，单击列

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表中的图元，在设计窗口中加亮显示。

(3)在ComponenetsPrimitives区域下面是元器件封装模型显示区，该去有一

个选择框，选择框选择那一部分，设计窗口就显示那一部分，可以调理选择框的大小。5.3PCB元器件封装库一：PCB元器件封装库的管理

在PCB元件封装编辑器的“PCBLibrary〞工作面板中，用户可对PCB元件封装库中的PCB元件库进行管理，即进行复制、粘贴、导入、删除PCB元件封装操作。

开启包含有需要复制的PCB元件封的PCB元件封装库文件，启动PCB元件封装编辑器。单击工作区左侧的“PCBLibrary〞工作面板标签，开启“PCBLibrary〞工作面板，在该工作面板上方的“Mask〞编辑框中输入“BNC*〞，将所有名称前3个字母为“BNC〞的PCB元件封装筛选出来。筛选结果将在“Components〞列表中显示。在“PCBLibrary〞工作面板中“Components〞列表中的选择名为“BNC＿RACON〞的PCB元件封装，单击鼠标右键，弹出右键菜单项选择择“Copy〞命令，复制已选中的名为“BNC＿RACON〞的PCB元件封装。在主菜单中选择“File〞→“New〞→“Library〞→“PCBLibrary〞命令，新建一个默认名称为“PcbLib1.PcbLib〞的新PCB元件封装库。在新PCB元件封装库的“PCBLibrary〞工作面板中的“Components〞列表单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“Paste1components〞命令，将名为“BNC＿RACON〞〞的PCB元件封装复制到新的PCB元件封装库中。单击工具栏中的保存按钮，在弹出的对话框中设置文件名称为“Save(PcbLib1.PcbLib)As〞，单击保存按钮“保存〞该PCB元件封装库文件。二：创立元器件的封装

元器件的封装方法有好多，如使用PCBComponentWizard创立封装，手工创立封装。对于符合标准的PCB元件封装，假使采用手工方式定义，定义的过程比较间接繁琐，简单出现错误，针对这种状况，AtiumDesigner

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为用户提供了PCB元件封装向导，帮助用户完成焊盘较多的PCB元件封装的制作。

使用PCB元件封装向导生成PCB元件封装步骤如下：

(1)启动AtiumDesigner，在主菜单中选择“File〞→“Open〞命令，开启“ChooseDocumenttoOpen〞对话框，在该对话框中选择新建的“Custom_Pcb.PcbLib〞库文件，启动PCB元件封装编辑器。

(2)在主菜单中选择“Tools〞→“ComponentWizard〞命令，或者直接在“PCBLibrary〞工作面板的“ComponentWizard〞列表中单击右键，在弹出的菜单中选择“ComponentWizard〞命令，开启“ComponentWizard〞对话框，显示“PCBComponentWizard〞页面。

(3)单击“PCBComponentWizard〞对话框中的“Next〞按钮，显示“Componentpatterns〞页面。

在“Componentpatterns〞页面中选择“DualIn-LinePackages(DIP)〞项，在“Selectaunit〞下拉列表中选择“Imperial(mil)〞，单击“Next〞按钮，开启“DualIn-LinePackages(DIP)〞页面，显示“Definethepadsdimensions〞视图。“Definethepadsdimensions〞用于设置焊盘的尺寸。

(4)“Definethepadsdimensions〞视图中示意左侧的焊盘尺寸编辑框中设置焊

盘的纵向尺寸为“60mil〞置焊盘中孔的直径为“25mil〞，设置焊盘横向外径为“60mil〞单击“Next〞按钮，显示“Definethepadslayout〞视图。“Definethepadslayeout〞视图用于设置焊盘之间的间距。

接受默认间距，单击“Next〞按钮，显示“Definetheoutlinewidth〞视图。“Definetheoutlinewidth〞视图用于设置丝印线框中线的宽度。

(5)单击“Definetheoutlinewidth〞视图中的线框的导线宽度尺寸标注，将其文字该为“8mil〞，设置轮廓线的宽度为8mil,然后单击“Next〞按钮，显示“Setnumberofthepads〞视图。单击“Next〞按钮，显示“Setthecomponentname〞页面。“Setthecomponentname〞页面用于设置元件封装的名称。

(6)在“Setthecomponentname〞页面中的编辑框中输入“DIP-100〞，作为PCB元件封装的名称，单击“Next〞按钮，显示终止视图。

(7)单击PCB元件封装向导视图中的“Finish〞按钮，创立的PCB元件封装。选择主菜单中的“File〞→“Save〞命令，或单击标准工具栏中的保存工具按

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钮，保存该PCB文件封装库。5.4元件封装库设计的实训5.4.1实训的过程PCB元件封装：步骤简述：

(1)启动AtiumDesigner，在主菜单中选择“File〞→“Open〞命令，开启“ChooseDocumenttoOpen〞对话框，在该对话框中选择新建的“Custom_Pcb.PcbLib〞库文件，启动PCB元件封装编辑器。

(2)在主菜单中选择“Tools〞→“ComponentWizard〞命令，或者直接在“PCBLibrary〞工作面板的“ComponentWizard〞列表中单击右键，在弹出的菜单中选择“ComponentWizard〞命令，开启“ComponentWizard〞对话框，显示“PCBComponentWizard〞页面。

(3)单击“PCBComponentWizard〞对话框中的“Next〞按钮，显示“Componentpatterns〞页面。在“Componentpatterns〞页面中选择“DualIn-LinePackages(DIP)〞项，在“Selectaunit〞下拉列表中选择“Imperial(mil)〞，单击“Next〞按钮，开启“DualIn-LinePackages(DIP)〞页面，显示“Definethepadsdimensions〞视图。

(4)接受默认间距，单击“Next〞按钮，显示“Definetheoutlinewidth〞视图。“Definetheoutlinewidth〞视图用于设置丝印线框中线的宽度。

(5)单击“Definetheoutlinewidth〞视图中的线框的导线宽度尺寸标注，将其文字该为“8mil〞，设置轮廓线的宽度为8mil,然后单击“Next〞按钮，显示“Setnumberofthepads〞视图。“Setnumberofthepads〞视图用于设置元件封装中引脚焊盘的数据。“Setnumberofthepads〞视图中的编辑框中输入“40〞，设置总焊盘数为“40〞，单击“Next〞按钮，显示“Setthecomponentname〞页面。“Setthecomponentname〞页面用于设置元件封装的名称。

(6)在“Setthecomponentname〞页面中的编辑框中输入“DIP40-100〞，作为PCB元件封装的名称，单击“Next〞按钮，显示终止视图。

(7)单击PCB元件封装向导视图中的“Finish〞按钮，创立的PCB元件封装。选

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择主菜单中的“File〞→“Save〞命令，或单击标准工具栏中的保存工具按钮，保存该PCB文件封装库。5.4.2实训的元件图第一种方法：手工制作

1.开启元器件封装库文件，选取菜单命令Tools，或是用快捷键T/C,执行2.这时系统就会弹出元器件封装生成向导，单击对话框中的Cancel按钮，

这时在元件封装库编辑器管理窗口的浏览器栏中会出现一个新的元器件，从它的工作区域来看，这是一个空元器件。

3.首先绘制元器件的外形，将当前的工作层面设置成TopOverlay,根据变压

器的外形尺寸参数，绘制元器件的外形。

4.接下来放置该元器件的焊盘，在编辑元器件封装的工作窗口中放置26

个焊盘。

5.在放置完毕焊盘后，双击焊盘，即可开启Pad设置对话框。

6.根据元器件实物的确切数据，调整焊盘间距。根据元器件的其他尺寸完

成元器件的其他外形线。

7.选取菜单Tools,或单击管理器窗口中浏览器的Rename按钮，在弹出的

对话框中将当前的元器件更名为“Trans〞。8.保存元器件封装。

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图5.4.2.1(a)非标准变压器的封装

其次种方法：利用向导生成元器件的封装

1.在元器件封装库编辑器中选取菜单Tools,即可开启ComponentWizard对

话框。

2.单击Ne