基于Altium Designer的PCB設計指南

（一）Altium Designer16軟件概括

一、常用軟件推薦設置介紹

二、快捷鍵設置

按住ctrl鍵的同時用鼠標左鍵點擊相應圖形界面按鈕，就可以設置快捷鍵：

1.電氣走線：F2

2.差分走線：Alt+F2

3.過孔：F3

4.鋪銅：F4

5.線選：2（按s，接觸線）

6.框選：3（按s，區域內部）

7.左對齊：Num4（按a,左對齊）

8.右對齊：Num6（按a,右對齊）

9.上對齊：Num8（按a,頂對齊）

10.下對齊：Num2（按a,底對齊）

11.水平等間距：Num7（按a,水平分布）

12.垂直等間距：Num9（按a,垂直分布）

13.測量邊緣距離：Alt+F1（選擇Reports->Measure Primitives）

14.放置FILL：Alt+F3（右上角方塊圖標，表示填充銅）

15.重新鋪銅：Alt+F4（選擇Tools->Polygon Pours->Repour Selected）

16.刪除物理連接：Alt+`：（選擇Tools->Un-Route->Connection，表示只要是跟該網絡連接在一起的都可以刪掉，如果只刪除一段的話就選中按Delete即可）

17.選擇物理連接：1（按s->Physical Connection）

              18.坐標移動：6（框選后按m->Move Slection by X,Y）

19.差分等長：Alt+4（選擇Tools->Interactive Diff Pair Length Tuning）

20.等間距走線：Alt+5（選擇Tools->Legacy Tools->Multiple Traces）

（二）兩層PCB設計前期部分

一、原理圖的分析及編譯檢查

              1.創建工程：File->New->Project,輸入工程名和位置

              2.將原理圖和PCB庫加載到工程中：右擊Project->Add Existing to Project->選擇原理圖和PCB庫并點擊確定

              3.創建PCB：File->New->PCB，保存并改一下PCB文件名

              4.分析原理圖（清楚每個器件的作用，方便在設計時通過其作用定位位置和走線）：

              （1）MCU：四個濾波電容

              （2）IO引腳：將引腳進行引出

              （3）復位電路：通過電阻分壓進行高電平復位

              （4）晶振電路：兩邊是耦合電容

              （5）供電電路：電源正極通過二極管導通對系統進行供電

              （6）按鍵電路：按鍵按下KEY端就變成低電平

              （7）電源供電：第3腳進行輸入，第2腳和第4腳進行輸出；左邊是輸入的濾波電容，一個大電容一個小電容；右邊一個LED燈指示電源是否通了；

              （8）ISP接口：左邊D+和D-是一對差分輸入，右邊是一個控制腳，通過高電平對其進行控制；

              （9）蜂鳴器：通過三極管進行高電平導通，通了之后就會進行鳴叫；

              （10）232電路：左邊C14、C15是旁路電容，要靠近芯片進行擺放；C16是濾波電容，靠近管腳進行濾波；（485電路是一樣的）

              （11）IIC存儲：C21是濾波電容，右邊是兩個上拉電阻；

              （12）數碼管顯示：74HC595是兩個驅動芯片，驅動右邊的數碼管，通過三極管對其進行控制；

5.編譯檢查：

              （1）設置檢查選項：在Project上單擊右鍵，點擊Project Opinion，設置錯誤報告；

              I.位號重復：Duplicate Part Designators設置成Fatal Error；

II.網絡懸浮（一個元件每連接其他元件單獨放置）：Floating net labels和Floating power objects 設置成Fatal Error；

                            III.單端網絡（連接線只有一端連接到了孤立的網絡上）：Nets with only one pin設置為Fatal Error；如果確認就是需要單端網絡就把該連接線刪除。

                  設置完成后按OK；

              （2）在Project上單擊右鍵，點擊Compile PCB Project，對工程進行編譯；

點擊右下角system，點擊Message，調出編譯信息；

注意：I.該線是不具備電氣連接屬性的，必須用進行電氣連接；

                            上面表示元件位號，下面表示元件名稱或阻值、容值；

                II.如果要修改原理圖庫，就點擊Design->Make Schematic Library->對話框選擇第一項，OK；

                            原理圖中元件引腳上的十字星應該在芯片外；

                            修改完之后在相應元件上單擊右鍵選擇Update Schematic Sheets；

二、PCB封裝完整性檢查及封裝創建

1.將原理圖導入PCB：

兩種方法：1.確保原理圖和PCB在同一工程中，然后在PCB中點擊Design->Import Changes From XX.PrjPcb  2.在原理圖中點擊Design->Update PCB Document XX.PcbDoc

把最后一項Room去掉，然后點擊Excute Changes；

              2.檢查封裝

              （1）點擊Only Show Errors顯示錯誤，查找封裝未找到的元件；Report->Export->以xls的形式保存到桌面，以方便檢查；

（2）在原理圖中逐一進行查找：在原理圖上按J，選擇Jump Component，輸入器件位號，雙擊器件；如果有封裝但沒有匹配上，那就是路徑設置有問題，直接在PCB Library中選擇Any即可；

              （3）封裝庫管理器

              I.如果有多個器件都是同樣的問題，需要用封裝庫管理器：在Tools里選擇Footprint Manager；

              Designator表示器件位號，Comment表示器件阻值、容值，Current Footprint表示當前的封裝庫；在左邊框中批量選擇后，在右邊點擊Add并同一添加封裝；

              點擊Accept Changes，再點擊Excute Changes；

（4）如果沒有封裝就需要自己創建封裝：在PCB Library中單擊右鍵，選擇New Blank Component，把名字改為其封裝名->OK；

              I.首先在規格書中找到焊盤大小并放置一個焊盤，雙擊在Layer中改為Top Layer，在Shape中改為長方形，根據規格書輸入焊盤寬度：在X-size處輸入0.55mm（規格書上寬度是0.49mm，為了放置芯片貼偏，多加一點寬度作為補償），根據規格書輸入焊盤長度：在Y-size處輸入2mm（規格書上寫的是1mm，為了保險起見翻一倍）；

II.根據規格書焊盤間距是1.27mm，數量是8個：選中焊盤按Ctrl+C復制，再按Ctrl+V粘貼，按m選擇move命令后輸入1.27mm向右移動額定距離\直接使用陣列復制；選中第8個焊盤焊盤按Ctrl+C等鼠標變成十字光標后點擊焊盤中心復制，再按Ctrl+V粘貼于原第8焊盤中心，按m選擇move命令后輸入5mm向上移動額定距離（要確保焊盤外距大于規格書上外間距，內距小于規格書上給定內間距），再通過陣列復制的方式完成剩下8個焊盤；

              III.焊盤陣列的快捷復制方式：選中后按Ctrl+C，鼠標變成十字光標后點擊焊盤中心；然后Edit->Paste Special->Paste Array->填寫Item Count、Text Increment、X-Spacing等，OK；鼠標變成十字光標后點擊焊盤中心即可；

              IV.設置原點：點擊Edit->Set Reference->Center；

              V.設置絲印：在絲印層Top Overlay中心點畫一條線（寬度5mile），選中左右移5mm；同樣上下絲印也是一樣的，但如果焊盤在絲印內部，上下絲印也可以不要；為了美觀可以在左邊絲印中心位置畫一個圓，然后寬度同樣改為5mile，并改成半圓旋轉90°；

              VI.1腳標識：在1腳處畫一個圓形以作為標識；

回到原理圖后就可以看到封裝庫已經顯示了。

              （5）如果錯誤中有Unknow Pin意味著封裝名字都沒填寫，在原理圖上找到該元件雙擊，點擊Add->OK，然后點擊Browse選擇相應封裝后點擊OK；

              如果存在多個都沒添加封裝的情況，就去封裝庫管理器中選中這些器件，然后點擊Add進行添加，最后點擊Accept Changes->Excute Changes，然后在重新導入一遍PCB；

再點擊Only Show Errors就發現沒有錯誤了，即原理圖與PCB進行了完全的匹配；

三、PCB的導入及導入常見問題

1.按Shift+h鍵可以隱藏\顯示掉左上角坐標；

              2.推薦設置1：在導入PCB之后會有一些綠色的自動報錯，其解決辦法是：選擇Tools->Design Rule Check->Placement->Component Clearence中Online給勾選掉；其他的可以全部勾選掉，只保留第一個Electrical（電氣性能的檢測，包括開路、短路）

              3.推薦設置2：Ctrl+G設置格點，Step X改為1mil，右上設置為Dots，抓取格點選擇5x；此時一個大點表示5mil，一個小點表示1mil；

4.原理圖中連接多頁的方法：選擇Place->Off Sheet，將其和要跨頁的引腳相連接；

（三）PCB的布局布線

一、PCB的布局

1.幾個重要命令

（1）飛線的顯示和隱藏：按n后可以選擇將飛線進行顯示或隱藏；

（2）對器件在矩形框內進行排布：先框選一部分器件，然后點擊Arrange Components Inside Area（Num1）激活該命令，然后在空白區域畫一個框，就會發現被選中器件全部排布在了該框中；

（3）交互映射：點擊，在PCB中點擊某一器件，該器件就會在原理圖中高亮顯示（方便我們核對、定位原理圖）；

（4）分屏：在屏幕左上文件名旁邊的空白處右擊，選擇Split Vertical；

（5）交互布局：選擇Tools->Cross Select Mode即可，在原理圖和PCB中該選項都要打開；可以實現在原理圖或PCB一方中選中某一器件，另一方也會被選中；

（6）對器件在矩形框內進行排布、分屏、交互布局綜合應用：先在原理圖中選中某模塊全部器件，然后選擇對器件在矩形框內進行排布，最后在空白處畫一個區域，則該模塊的全部元器件都會集中到這個矩形區域內；

2.設計板框

（1）在Keep Out Layer層點擊畫一個近似正方形的框，按空格是走直角，按Ctrl拖動可以整體拖動邊框；

              （2）選擇Place->Dimension->Linear，按Tab調整為mm并保留兩位小數，對邊框的長和寬進行測量；

              （3）從測量結果可知板子可定位100mmx100mm：選擇Edit->Origin->Set，在板框左下角設置中心點，然后點擊板框的左側邊和下側邊，將其長度分別改為100mm；然后線選兩個邊框，復制粘貼后旋轉與其對接；

              （4）將板框選中，然后選擇Design->Board Shape->Define from selected objects，將板框定義為工作區域；

              （5）由于是開發板，所以加一個3mm的定位孔：點擊Place Pad放置一個過孔在邊框左下角，雙擊大小改為3mm，并將Plated勾掉（非金屬化過孔）；

              將過孔放在參考點處，輸入移動坐標X、Y都為3mm，對其進行移動；

              選中過孔，按Ctrl+C并點擊參考點，再按Ctrl+V并點擊其他四個角的點分別進行對稱粘貼；

              （6）倒角：雙擊左、下邊框，在start處改為1mm，然后選擇Place->Arc（Edge）在邊框缺口處補半圓，其他四個角如法炮制；將板框選中，然后選擇Design->Board Shape->Define from selected objects，將板框定義為工作區域；

              （7）放置疊層名字：選擇Design->Layer Stack Manager，將Top Layer改為TOP，Bottom Layer改為BOTTOM；然后Place->String放置層標識，修改其名字和層；

3.布局

              （1）通過原理圖，對器件進行模塊化：對器件在矩形框內進行排布、分屏、交互布局綜合應用，先在原理圖中選中某模塊全部器件，然后選擇對器件在矩形框內進行排布，最后在空白處畫一個區域，則該模塊的全部元器件都會集中到這個矩形區域內；

              （2）電源和地有時候會干擾信號流向，需要將電源類飛線進行隱藏：選擇Design->Classes；右擊Net Classes，選擇Add Class，輸入PWR，然后將全部電源（3v3、5v、VUSB）關聯到電源類中，點擊Close；

創建好電源類后點擊右下角PCB->PCB，將左邊Normal改為Mask后，點擊PWR，電源類飛線就高亮顯示；右擊PWR->Connection->Hide將電源飛線全部隱藏；

              （3）布局：先接口后其他、先大后小的原則（先定位接口器件后再模塊化）

I.先擺放各個接口：包括數碼管Q1，X1、X2，LCD1，Z1，DB1，USB1，U8，JP20、JP21，JP3、JP4，JP13、JP14，JP16、JP17；

II.再按照先大后小的原則：

              點擊后選擇接口，找到其在原理圖中位置，然后在原理圖中選擇整個模塊后在PCB中按住Shift單擊接口去掉接口部分，按Num1后將該模塊其他部分放置在接口周圍；

              選中一個模塊后看飛線走勢如何，然后將其放在飛線較為集中且無阻擋的區域；

（在布局時位號比較煩人，可以先右擊某一位號，然后選擇Find Similar Objects->String Type選Same，然后在右下角點擊Run Inspector->OK；

              選中所有器件，按a，選擇Position Component Text->按5將位號放器件中心位置；）

III.局部模塊化布局

先布模塊里最大的器件，再布外圍小器件；

可以看到C16兩端都是3.3V，說明3.3V跟GND短路了，這時候可以按住Ctrl然后點擊原理圖上的連接線，檢查原理圖中哪里3.3V跟GND短路；

濾波電容要靠近相應管腳進行擺放；

              IV.布局完一個模塊后，再按照順時針或逆時針順序布置其他模塊

              按鍵擺放成正方形；

              蜂鳴器靠近板邊進行擺放，小器件靠近蜂鳴器擺放，并注意對稱；

注：如何快速的把正面的器件放到背面？

在拖動器件的情況下按下鍵盤L即可；

注：如何微微移動器件？

框選后按住Ctrl+Shift并配合方向鍵進行移動；

注：電源線如何影響器件的布局？

從圖中可以看到從VUSB進行供電，流經USB通信模塊（從其1腳流入）；

為防止電源線對485和CAN電路造成影響，因此應該把電源放在下圖的下面位置，把485和CAN電路放在下圖的上面位置；

注：一些不重要的接口靠近飛線擺放就可以了；

注：各個接口的跳線盡量放到一起；

二、PCB的布線

1.常規規則設置（線寬要走多寬？電源如何去走？）

選擇Design->Rules

（1）Electrical（電氣規則）

I.間距規則

Where the first object matches和Where the second object matches選擇All，意味著規則全局有效；

一般板廠都能做到4mil以上，差一點的也能做到6mil以上；

針對銅皮，可以自己輸入規則：Where the first object matches->Custom Query->Query Builder->Condition Type中選擇In Any Polygon->OK；Where the second object matches選擇All；

間距設置成10mi->Apply；為了識別這是銅皮的間距規則，改一下名字POLY；

從銅皮到過孔：Where the first object matches->Custom Query->輸入代碼IsVia表示過孔；Where the second object matches->Custom Query->輸入代碼InPolygon表示銅皮；

間距設置為6mil，名字改為VIA_POLY->Apply->OK；

檢測：點擊鋪銅，Layer選擇TOP，Connect to Net選擇3V3，進行鋪銅；選擇Report->Measure Distance對銅皮和焊盤距離進行測量，發現是6mil；

左下角Properties可以選擇間距的優先級；

II.短路

III.開路

IV.銅皮的修改

（2）走線規則

              寬度、走線的拓撲結構、走線的Layer（比如有多層板，哪一層不能走線，可以在這里進行設置）、過孔類型、Fanout類型；

              I.線寬規則

              一般走線：在Width中，Where object matches選擇All，寬度全部選擇6mil；

              電源線：Where object matches選擇Net Class，最小寬度8mil，最大寬度60mil，優先走線15mil；

              II.過孔規則

              設置12mil的孔，24mil的盤；

（3）Mask（阻焊規則）

              設置為2.5mil；阻焊在PCB上表現為紫色，其作用是防止綠油覆蓋；

（4）Plane（銅皮規則）

              重點說下連接方式：Polygon Connect；大部分設計焊盤采用十字連接，一般鋪銅的都是電源，所以寬度要寬一些；

              這里設置為18mil；

（5）Manufacturing（生產制造規則，比如絲印、絲印間距）

              Silk to Silk Clearance->設置為2mil，防止絲印間遮擋，印刷出來看不清；

              Silk to Solder Clearance->設置為2mil（防止絲印被阻焊遮擋，不完整無法識別）

（6）High Speed（高速等長）

（7）Placement（布局規則）

注：雙面布局時，接插線布局與焊盤不能放太近，在同一面時不存在上述問題；

注：20mil過1A的電流，過孔是0.5mm過1A電流；

2.扇孔

（1）扇孔

              什么是：布線前首先要做扇孔，就是把孔打在它的周邊；

              為什么：為什么要扇孔？第一是為了布線規范，第二是減小回流路徑；

              怎么做：同樣先選擇順時針或逆時針方向，先把較近的焊盤用走線連接起來；

選中走線后按下“[”按鍵，可以看到該引腳連接到哪個引腳上；如果走線較長就先引出扇孔，然后從底層走線；

注：如何單層顯示？按Shift+s即可切換不同層顯示；

注：過孔要放在右圖位置，如果放在左圖位置，電源線（藍色）進來后電容的濾波作用有限；

注：多根拉線如何使用？先線選兩條線，然后按下按鍵t->t->m（Mutiple Traces）

注：最后刪孔很容易，但是最后加孔比較麻煩；

（2）鋪銅

點擊進入鋪銅界面，選擇Hatched選項；Track Width選擇5mil，Grid Width選擇4mil，選擇Arcs，選擇90 Degree；選擇相應網絡；選擇Pour Over All Same Net Objects；點擊OK；

如果想對鋪好的銅皮進行調整，則在調整后選擇Tools->Polygon Pours->Repour Select（快捷鍵Num3）；

（3）數碼管模塊

注：如何將器件翻轉？

拖住器件，鼠標變成十字星，然后按X或Y即可進行水平或垂直翻轉；

注：如何對稱復制粘貼？

選中器件復制后點擊參考點，再按Ctrl+V，再按X，點擊粘貼參考點即可；

（4）LED燈

注：器件擺放時要根據原理圖的對應關系一一擺放，否則布線還要調整；

（5）電源供電

              第2腳->第3腳->芯片第3腳->芯片第2、4腳，都需要進行鋪銅加粗處理，這是電流的主干道；

注：有時候鋪完銅覺得連接點太細，可以點擊對其進行擴展；

注：在鋪銅時輸入（3V3）有多少過孔，輸出回流（GND）也需要有多少過孔；

注：如果濾波電容與器件不在同一面，就直接打過孔，放在它周邊就可以了；對于濾波電容和器件在同一面的，就必須先經過電容濾波后再經過器件；

（6）晶體

采用內差分走線；并采用立體包地，并在其上增加回流地過孔，這樣干擾就可以進入地了；

（7）差分線

I.什么是差分線：

所謂差分線，就是一正一負，可以相互屏蔽干擾；這類差分線經常在高速線中用的多；

差分線是兩根線，它們等線寬、等間距進行走線；

II.如何設置差分線：

Design->Classes->右擊Differential Pair Classes，選擇Add Class->輸入90OM，點擊Close；

              點擊右下角PCB->PCB->選擇Differential Pair Classes，然后選擇90OM->點擊Add，在正負線上輸入兩個引腳的名稱->OK；

III.差分線規則設置：線寬走多寬、間距走多大間距

              在PCB界面中選擇90OM->點擊右下角Rule Wizard->創建規則名稱DiffPair_90->Next->線寬設為6mil，間距設為7mil->Next->Finish；

IV.如何走差分線：

              選擇，點擊相應差分線，然后拖動即可；若兩條差分線中間有交叉，則打過孔；

              走線完成后選擇右下角clear，恢復普通視圖；

注：差分線除了USB是90歐姆外，其他常規電路中的差分線都是100歐姆；

3.布線

（1）首先打開所有飛線；然后關閉PWR：點擊PCB->PCB，右擊PWR->Connection->Hide；

完整的Word格式文檔51黑下載地址：

基于AD的PCB設計指南.doc (1.02 MB, 下載次數: 358)