Altium Designer制圖課程設計實習報告下載

ID:213452 · 發表于 2017-6-21 18:58

計算機輔助制圖技能訓練（A）實習報告

專業：電子信息工程

班級：電1404-1

姓名：保*俊

學號：20*68

教師：劉*娜

電氣與電子工程學院

實驗一原理圖設計基礎

實驗二電路原理圖設計進階

實驗三繪制原理圖元件庫

實驗四印刷電路板設計

實驗一原理圖設計基礎

一．實驗目的

1.認識Altium Designer 09窗口界面

2.熟悉原理圖設計環境

3.熟悉原理圖設計步驟和方法

4.掌握原理圖元件庫的使用

二．實驗內容

繪制單片機基本應用電路原理圖

三．實驗步驟

1．新建項目文件

1）執行菜單命令【文件file】→【新建new】→【項目project】→【PCB 工程】，執行完后在Project工作面板中將出現如圖1-1所示項目文件。

2）執行菜單命令【文件】→【保存工程】，彈出保存路徑菜單，確定保存路徑和輸入項目文件名為“單片機基本應用電路” 保存。如圖1-2所示。

圖1-1 新建項目文件圖1-2 保存項目文件

2．新建原理圖文件

執行菜單【文件】→【新建】→【原理圖schematic】，在Project工作面板的項目文件下新建一個原理圖文件Sheet1.Schdoc，保存為“單片機原理應用電路原理圖.Schdoc”保存后效果如圖1-3所示。

窗口漂浮可拖動，或成為卡片形式排列。

圖1-3 新建并命名原理圖文件圖1-4 原理圖圖紙設置對話框

3．原理圖圖紙設置

執行菜單【設計design】→【文檔選項document options】，彈出【文檔選項】對話框。如圖1-4所示，圖紙類型設置為A4，顯示標準標題欄，可視柵格、捕捉柵格均設置為10，電氣柵格設置為4。

4．裝載原理圖元件庫

電路中所包含的元件類型有：電阻、電容、三極管。這些常用的元件在集成庫Miscellaneous Devices.IntLib中都可以找到。默認情況下，創建原理圖文件時，該庫會自動加載，若在庫列表中無此元件庫，可通過下面方法加載。

在右下角system->Libraries工作面板上單擊【庫…】 ,彈出如圖1-5所示對話框。

單擊選項下方【添加庫】按鈕，選擇添加Miscellaneous Devices.IntLib，單擊打開添加庫完成，如圖6所示。

圖5 添加元件庫圖6 添加Miscellaneous Devices.IntLib

5．放置調整元件

1）在Miscellaneous Devices.IntLib中，在元件庫中查找電阻如圖1-7所示。放置電阻R1(Res)，光標變為十字

2）此時按下Tab鍵，設置元件屬性，主要是：標號（Designator）、Value等，“注釋”一般設置不可見。如圖1-8所示。

3）然后依次查找并放置無極性電容（Cap）、電解電容（Cap Pol2）、開關（SW-PB）、晶振（XTAL）等。

圖 1-7放置電阻圖1-8 電阻屬性設置

6．查找元件

如果所用器件不在標準庫中，可以到Altium Designer 09自帶庫中查找。

在如圖1-7的【庫面板】點【搜索】出現如圖1-9搜索庫對話框。

圖 1-9 搜索庫界面圖 1-10 搜索到庫元件后界面

域：name 器件名稱；library庫；description 描述。

運算符：equals等于，contains 包含。模糊搜索元器件時，選contains

值：在此填入元器件的型號，如P89C51RC

范圍：“可用庫”是已經導入的庫；“庫文件路徑”表示搜索左側路徑中指定位置處的庫。

路徑：設置搜索的元器件所在庫的路徑，注意該處“包含子目錄”要對勾。

設置完畢后，在圖1-9上點擊【搜索】開始搜索庫元件，搜到后圖1-10所示。然后放置即可。

7.繪制電路

1）繪制導線、網絡、總線等，完成電路的繪制。

2）給原理圖器件編號，【工具】→【注解】。（可以采用【工具】→【靜態注釋】

3)統一標注元件網絡標號：菜單欄tools->anotate

8.編譯

【工程project】→【compile document **.SchDoc 】，如果編譯有錯，會跳出【Message】窗口，如圖1-11所示，根據提示信息改錯。直到編譯通過。

圖1-11 Message窗口

a.某些引腳定義了是輸入端，但是你用不著，處于懸空狀態，就會報錯說：沒有驅動信號

處理辦法：對不需要的引腳放置個“忽略ERC檢查指示符”，就是那個紅色的叉。

b.新建工程，拷貝，重新編譯

9.保存。

四．思考題

總結常用的快捷鍵

Ctrl+Pagedown	圖紙充滿屏幕
Ctrl+鼠標滾輪	放大縮小
P+P	導入元器件
P+N	添加net
Ctrl+拖拽	SCH下連線跟著器件走
Shift+拖拽	SCH下復制元器件
C+C	項目編譯

五.實驗結果

1

實驗二電路原理圖設計進階

實驗目的：完成層次原理圖設計

但當設計大型、復雜系統的電路原理圖時，若將整個圖紙設計在一張圖紙上，就會使圖紙變得過分復雜不利于分析和檢錯，同時也難于多人參與系統設計。

自上而下層次原理圖設計
自下而上層次原理圖設計

一、自上而下的層次電路設計操作步驟如下。

1．建立一個項目文件，保存為自己的文件名。

2．畫一張主電路圖（如：Main.SchDoc）來放置方塊圖（Sheet Symbol）符號

3.點擊圖標

，處于放置方塊圖狀態，按Tab鍵，彈出“Sheet Symbol”對話框的，在“Designator”處輸入“Modulator”，在“Filename”編輯框內輸入“Modulator.SchDoc”，重復步驟（插入第二個方塊圖(方框圖)符號,如圖2-1所示。

4單擊工具欄中的添加方塊圖輸入/輸出端口工具按鈕

，或者在主菜單中選擇“Place”→“Add Sheet Entry”命令。光標上“懸浮”著一個端口，把光標移入“隔離部分”的方塊圖內，按“Tab”鍵，打開 “Sheet Entry”對話框。

在該對話框內，幾個英文的含義如下：
端口位置（Side）：用于設置端口在方塊圖中的位置。
端口類型（Style）:用來表示信號的傳輸方向。
端口的名稱（Name）:是識別端口的標識。應將其設置為與對應的子電路圖上對應端口的名稱相一致。
端口的輸入/出類型（I/O Type）:是表示信號流向的確定參數。它們分別是：未指定的(Unspecified)、輸出端口(Output)、輸入端口(Input)和雙向端口(Bidirectional)。

5. 在工具欄上按“

”按鈕，或者在主菜單中選擇“Place”→“Wire”命令，繪制連線，完成的子圖1、子圖2相對應的方塊圖隔離部分、電機驅動的上層原理圖如圖2-1所示。

圖2-1 頂層文件

6．在主菜單中選擇“Design”→“Create Sheet From Sheet Symbol”命令，十字光標點擊方塊圖，出現子圖和端口，繪制子圖如圖2-2、圖2-3。

圖2-2 子圖1

圖2-3 子圖2

7. 在主菜單中選擇“File”→“Save All”命令，將新建的3個原理圖文件和按照其原名保存。在頂層文件中總體進行編譯。

注意：在用層次原理圖方法繪制電路原理圖中，系統總圖中每個模塊的方塊圖中都給出了一個或多個表示連接關系的電路端口，這些端口在下一層電路原理圖中也有相對應的同名端口，它們表示信號的傳輸方向也一致。Altium Designer使用這種表示連接關系的方式構建了層次原理圖的總體結構，層次原理圖可以進行多層嵌套。

二、自下而上的層次電路設計操作步驟如下。

1、將兩個子圖拷貝到兩個新的原理圖文件中，重新命名，作為下層文件。新建一個上層文件，如圖。

圖2-4

2、選中頂層文件，在主菜單中選擇“Design”→“Creat Sheet Symbol From Sheet or HDL”命令，打開如圖2-5所示的“Choose Document to Place”對話框。

圖2-5

在主電路圖(Main_top.SchDoc)內連線，在連線過程中，可以用鼠標移動方塊圖內的端口（端口可以在方塊圖的上下左右四個邊上移動），也可改變方塊圖的大小，完成后的主電路圖如圖2-6所示。

圖2-6

檢查是否同步，也就是方塊圖入口與端口之間是否匹配，選擇菜單“Design”→“Synchronize Sheet Entries and Ports”命令，如果方塊圖入口與端口之間匹配，則顯示對話框“Synchronize Ports to Sheet Entries In 層次原理圖設計.PrjPCB”，告知“All Sheet symbols are matched”，如圖2-7所示。

圖2-7

選擇“File”→“Save All”命令，保存項目中的所有文件。

編譯原理圖的時候，必須在頂層。

注意在設計層次原理圖的每張子電路圖時，必須把每個元件的封裝選擇好，這樣便于設計PCB板。

實驗結果

實驗三繪制原理圖元件庫

一．實驗目的

1．掌握原理圖元件庫的制作過程。

2．熟悉菜單和工具欄的基本使用。

二．實驗內容

1.創建一個庫元件——STC11F02

2.為庫元件添加封裝

3.繪制STC11F02單片機最小系統電路

三．實驗步驟

1.創建一個庫元件

（1）執行【文件】-【新建】-【庫】-【原理圖庫】命令，保存，命名為:myschlib.SCHlib。如圖3-1所示。

圖3-1 新建庫元件界面

單擊右下角【SCH】→【SCH library】調出SCH library面板，如圖3-2所示。該庫中已經默認添加了一個元件component_1 。

圖3-2SCH library面板圖3-3 【PIN特性】對話框

（2）執行【工具】→【文檔選項】命令，設置相關參數

（3）執行【放置】→【矩形】命令，放置一個矩形

（4）執行【放置】→【放置引腳】命令，放置引腳，注意帶“×”的一段朝外，按下TAB鍵，彈出3-3所示的【PIN特性】對話框。

電氣類型

Passive:不關心
I/O：雙向
Input：輸入
Output：輸出
power：電源
Open emitter ：發射極開路
Open collector：集電極開路
HIZ：高阻

隱藏：設置該引腳是否隱藏
低電平使能引腳：

圖3-4整個名稱取反圖3-5 一個字符取反

【工具】-【設置原理圖參數】，在【否定信號’’】前打鉤。
當反斜杠在整個顯示名稱最前面時：整個名稱帶橫杠，如
當反斜杠在顯示名稱字符后面面時：反斜杠前面的一個字符帶橫杠，如圖3-5所示。

圖3-6 放置所有引腳圖 3-7 調整后放置所有引腳

（5）設置完畢，單擊“確定”按鈕，關閉對話框。放置引腳，同樣的方法放置其他引腳，如圖3-6所示。

（6）為了便于繪圖對原理圖符號進行適當調整，如圖3-7所示。

（7）設置器件屬性：單擊SCH library面板的【元件名】欄中的【編輯】，或者原理圖符號上【單擊鼠標右鍵】-【工具】-【器件屬性】，彈出Library Component Properties對話框，如圖3-8所示。

Default designator:默認的庫元件標示符，例如IC?
注釋：庫元件型號說明，這里設定為STC11F02
描述：庫元件的性能描述，這里為”8-bit microcontroller,2kB flash”
類型：默認即可
Symbol reference：為所繪制的庫元件重新命名。這里為STC11F02
鎖定PIN：選中該復選框后，所有的引腳將和庫元件成為一個整體，這樣不能在原理圖上單獨移動引腳。務必選中，否則繪圖時容易出麻煩。
在圖紙中顯示全部PIN（包括隱藏的）：選中后，原理圖上會顯示該元件的全部引腳。
本地化：設置引腳、邊框、填充的顏色。
編輯PIN：打開【元件管腳編輯器】，編輯引腳。

圖3-8 Library Component Properties對話框

2.為庫元件添加封裝

（1）執行【工具】-【模式管理器】命令，打開【模型管理器】，如圖3-9

圖3-9【模型管理器】對話框圖3-10 【PCB模型】對話框

（2）單擊【add footprint】，打開【PCB模型】對話框，如圖3-10所示。

（3）單擊【瀏覽】，打開【瀏覽庫】對話框，如圖3-11所示，【瀏覽庫】對話框中顯示了當前可用的封裝庫信息。單擊【發現】按鈕，進入【搜索庫】對話框，如圖3-12所示。

圖3-11 【瀏覽庫】對話框圖3-12 【搜索庫】對話框

域：輸入name
運算符：contains
值：DIP20（SOP是貼片，數字是引腳數；DIP是雙列直插）

在圖3-12界面中設置完成后，點【搜索】開始搜索庫，進入【瀏覽庫】對話框，如圖3-13所示。

圖3-13 【瀏覽庫】對話框圖3-14加載封裝提示框

在圖3-13中，選擇合適的封裝，點【確定】，關閉【瀏覽庫】對話框，彈出加載封裝提示框，如圖3-14所示。單擊【是】，加載相應的庫，【PCB模型】對話框中已經加載選中的封裝，如圖3-15所示。單擊【確定】，關閉【PCB模型】對話框。封裝顯示在【模型管理器】對話框中，如圖3-16所示。

圖3-15 加載封裝圖3-16封裝已經添加

3.同樣的方法繪制MAX813L看門狗芯片的SCH庫元件。

4.繪制STC11F02單片機最小系統電路

圖3-17 STC11F02單片機最小系統電路

四．思考題

1．簡述制作原理圖元件庫的基本過程？

2．創建原理圖元器件有那幾種方法？

實驗結果

實驗四印刷電路板設計

一．實驗目的

1．掌握PCB設計流程，手動布局以及自動布線的方法；

2．理解導向生成PCB的方法以及布線規則的設置；

3．了解PCB布局的方法。

二．實驗內容

設計圖3-17 “STC11F02單片機最小系統電路”的PCB板。

三．實驗步驟

1．新建和設置PCB文件

執行菜單命令：【文件】-【新建】-【PCB】，新建一個PCB文件，保存為STC11F02.PcbDoc，如圖4-1所示

圖4-1 新建PCB文件圖4-2 PCB filter面板

2．繪制改變板子形狀

第1步：首先是在 Keep Out Layer層。使用繪圖工具繪制板子形狀。

第2步：選中繪制的板子外形邊框線；繪制完后，采用查找相似對象的方法，選中繪制的線條；或采用“PCB filter面板”如圖4-2所示，輸入“iskeepout”過濾詞，可選中在Keep Out Layer層繪制的線條。

圖4-3 生成的板框圖4-4 焊盤屬性

第4步，執行【設計】-【板子形狀】-【按照選擇對象定義】，生成PCB外形，如圖4-3所示。

2．加螺絲孔：

切換到機械層，即點擊Mechanical 1

方法一：在合適的位置畫個圓圈即可。不在贅述

方法二：在PCB上放置焊盤，設置好直徑，將孔屬性中進行如下設置即可。“鍍金的”的對鉤去掉。因為是螺絲孔，無需鍍金。如圖4-4所示

方法三：放置過孔，螺絲孔，經常把“網絡”連接到GND，如圖4-5所示

圖4-5過孔屬性圖4-6 加螺絲孔后線路板

在此采用過孔的方法放置4個螺絲孔，如圖4-6所示。

3．裝載元件和手動布局

（1）原理圖中，使用【設計】/update PCB document命令，或者在在PCB編輯器中【設計】/Import Changes From 命令，系統打開如圖4-7的【工程更改順序】窗口

圖4-7 【工程更改順序】窗口圖4-8驗證后的【工程更改順序】窗口

（2）單擊【工程更改順序】窗口中的“生效更改”按鈕，對進行更改驗證，并顯示出手影響元素檢查后的結果，如圖4-8所示。檢查無誤的信息以綠色的“√”表示，檢查出錯的信息以紅色的“×”表示，顯示檢測不通過的原因。

（3）根據檢查驗證結果重新更改原理圖中存在的缺陷，直到通過為止。單擊“執行更改”按鈕，將元器件、網絡表裝載到PCB文件中，如圖4-9所示。所有元件的封裝導入到PCB環境中，如圖4-10所示。

圖4-9接受后的【工程更改順序】窗口圖4-10導入封裝后

（4）根據信號流動方向，以及將接口類元器件放置在PCB板邊緣的原則對元器件進行手動布局。交互選擇：當在SCH原理圖中選中元器件時，PCB環境下對應的元器件，也被選中。

（5）手動布局過程中常用快捷鍵表4-1；完成布局，如圖4-11所示。

表4-1 手動布局常用快捷鍵

快捷鍵	說明
A	調出“排列”菜單
I+L	在矩形區域內排列
L	調出【視圖配置】對話框
空格	旋轉元件
G	點出標尺;例如G+G是設置跳轉柵格
R+P	測量兩個部件之間的距離
R+M	測量兩個點之間的距離
Q	公尺和英尺切換

圖4-11 完成布局圖4-12 規則對話框

4．布線規則設置：尤其是一些線的寬度和距離。例如地線和電源線。

【設計】→【規則】→【Routing】→【Width】，在此單擊鼠標右鍵→【新規則】，可以添加規則，如圖4-12所示，其中“優先權”設置優先權，前面的優先權高。

5．手動布線：手動布線完成，如圖4-13所示。

表4-2 手動布線常用快捷鍵

快捷鍵	說明
P+P	放置焊盤
P+T	放置導線：按~鍵，跳出快捷菜單提示按Ctrl，單擊Net，可在兩個焊盤之間自動布線。按大鍵盤的1鍵切換預布線按大鍵盤的2鍵可以添加一個過孔（在拐角處）按小鍵盤/放置過孔（過孔出現在導線末尾）按l鍵切換布線層按小鍵盤*放置過孔（在拐角處）并在布線層切換。按“空格鍵”改變布線起始角度按Shift+空格，改變布線拐角類型弧形的拐角的弧度可以通過快捷鍵“，”（逗號）或“。”（句號）進行減小或增加弧的半徑。使用shift+“<”快捷鍵或Shift＋“>”快捷鍵則以10倍速度增加或減小控制。按Shift+A，調出蛇形布線，再按1和2改變轉角，3和4改變間距，<和>改變寬度。按Shift+R，改變穿越方式。按Shift+W，選擇布線寬度（只能在min和max之間選擇）。
P+D+L	放置尺寸標注
Shift+S	只顯示當前層的對象
Ctrl+點某線	選中NET上的布線，變亮，其他變暗。
Ctrl+Pagedown	圖紙充滿屏幕
鼠標滾輪	上下移動
Shift+鼠標滾輪	左右移動
Ctrl+鼠標滾輪	放大縮小
D+S+V	通過設定定點，而改變PCB板邊界形狀
D+S+R	直接畫出板子形狀
U	刪除布線
P+D+L	標出量的尺寸
R+M(CTRL+M)	測量兩點之間距離
J+L	定位到指定的坐標的位置。定位坐標應該為吸附尺寸的整數倍
J+C	定位到指定的元件處。在彈出的對話框內輸入該元件的編號。

圖4-13 布線完成

6．添加淚滴

第1步：打開需要放置淚滴的PCB板，執行【工具】→【滴淚】命令，彈出淚滴設置對話框，如圖4-14所示。

圖4-14 淚滴設置對話框圖4-15加淚滴后

第2步：在“通常”設置欄中，如果選擇“全部焊盤”，將對所有的焊盤放置淚滴；如果選擇“全部過孔”，將對所有的過孔放置淚滴；如果選擇“僅選擇的對象”，將只對所選擇的元素所連接的焊盤和過孔放置淚滴。

在“行為”設置欄，“添加”單選按鈕表示此操作將添加淚滴；“刪除”單選按鈕表示此操作將刪除淚滴。

在“淚滴類型”設置欄，設置淚滴的形狀，其中“Arc”和“Track”選擇淚滴的形狀。

第3步：單擊OK按鈕，系統將自動按所設置的方式放置淚滴，效果如圖4-15所示。

7．覆銅：可以增強抗干擾能力或散熱能力。

單擊工具欄“放置多邊形平面”圖標或單擊【放置】→【多邊形覆銅】，如圖4-16所示，可進行覆銅設置。具體方法是：

圖4-16 【多邊形覆銅】對話框

第1步：設置好覆銅屬性：

層:選擇要覆銅的層，Top Layer或者Bouttom Layer。

連接到網絡：選擇覆銅連接的NET。多數選擇GND。

Pour Over Net Polygons Only:覆銅不跟要連接的NET成為一體。即覆銅不覆蓋連接的NET。

pour over all same net objects: 即覆銅覆蓋擬連接的NET。

死銅移除：打鉤，可以出去死銅

第2步：在要覆銅的層上畫出鋪皮外形即可完成覆銅。如圖4-17所示。

圖4-17 覆銅效果圖

8．生成元器件表：

生成XLS格式的元器件列表，便于元件采購等。

報告→Bill Of Materials

四．思考題

1．如何設置布線規則？

2．簡述PCB板設計的流程。

畫好原理圖之后，屬性修改好封裝，如果封裝找不到就需要自己新建封裝，反正要把所有元件都加上封裝，之后保存。新建PCB文件，定義板子尺寸和柵格等，在直接在原理圖界面design--update PCB doucument PCB，接下來就是擺放原件和布線了

實驗結果

心得體會：通過這四次的實驗基本掌握了計算機輔助制圖的方法。了解了他們的功能，通過原理圖設計基礎電路，原理圖設計進階繪制，原理圖元件庫，印刷電路板設計這四個功能塊的設計基本掌握了他們的方法，為以后的工程設計打下了良好的基礎，感謝這樣的輔助制圖設計實驗，讓自己又多了一項新的技能，從實驗步驟一步步的走下去，看到結果無誤的那種開心心情，其實這樣的實驗挺有意思的，以后還會繼續學習更多的關于這樣制圖方法。

完整論文下載（word格式可編輯）：

Altium_Designer09實驗實訓指導書.doc (2.01 MB, 下載次數: 43)

ID:109079 · 發表于 2017-6-21 21:21

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