Altium Designer 17一体化设计标准教程:从仿真、原理和PCB设计到单片机系统(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-08-07 03:36:50

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作者:何宾,惠小军

出版社:电子工业出版社

格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT

Altium Designer 17一体化设计标准教程:从仿真、原理和PCB设计到单片机系统

Altium Designer 17一体化设计标准教程:从仿真、原理和PCB设计到单片机系统试读:

前言

本书是在作者已经出版的《Altium Designer 15.0电路设计、仿真、验证与工艺实现权威指南》的基础上,采用Altium公司最新一代的Altium Designer 17.1集成开发环境修订而成。

与作者已经出版的Altium Designer 13.0和Altium Designer 15.0书籍的最大不同之处在于,面对初学的读者提供了 Altium Designer 17.1 标准教程,而面对需要提高的读者提供了Altium Designer17.1高级教程。本书是Altium Designer 17.1标准教程,主要侧重于对工具的熟练掌握和使用。修订后的标准教程主要特色体现在以下几点:(1)为了进一步降低初学者的入门门槛,以及对Altium Designer 17.1集成开发环境有一个完整的认识,本书最前面增加了 4 章内容,通过一个简单的晶体管电路的设计,帮助读者从整体上对Altium Designer 17.1的核心功能-原理设计和PCB设计有一个初步的了解和认识。(2)特别要提到的是,在本书前4章的元件调用中,突出体现Altium Designer 17.1的数据保险库功能。通过数据保险库,读者无须再像以前那样需要在本地安装元件库,而是可以通过云端直接调用元件,这些元件提供了大量读者需要的信息。这也是一种“互联网+”设计思想和协同设计思想的完美体现。(3)突出体现 Altium Designer 17.1 在对模拟电路、模拟行为、数字电路和数模混合电路执行 SPICE 仿真的强大功能,即读者在进行电路原理设计之前必须保证电路的原理是正确的,这种重要的保证之一就是对设计的电路执行SPICE仿真。(4)在讲授传统的原理图和 PCB 图设计内容时,侧重于以项目为导向,通过一个设计实例来介绍Altium Designer 17.1中的一些高级技巧,以帮助读者提高设计效率。(5)在Altium Designer 17.1中集成了嵌入式开发工具,作者以在国内广泛使用的STC公司的最新一代的 8051 单片机 IAP15W4K58S4 为例,通过典型设计案例,说明在 Altium Designer 17.1中完成单片机软件开发的设计流程,你会发现在Altium Designer 17.1中所集成的开发环境其功能丝毫不逊色于目前广泛使用的KeilμVision集成开发环境。

综上所述,不论是标准教程还是高级教程,本书作者想给读者传达的一个重要的信息就是,Altium Designer是真正的一体化设计工具,可以实现电路的SPICE仿真、FPGA的HDL代码设计、电路原理图和 PCB 图设计,以及嵌入式设计,能满足初学者学习电子技术的绝大部分需要。

作者的学生毕研先帮助绘制了第 16 章的 PCB 图,王中正帮助绘制了第 14 张的原理图,汤宗美帮助整理了第1~4章的内容。

相信本书的出版,必将有助于广大读者深入理解和全面掌握 Altium Designer 17.1 强大的一体化设计功能,必将进一步促进 Altium Designer 在国内教育界和工业界的普及和推广,提高电子设计自动化水平。由于作者水平有限,书中难免有不足之处,请读者不吝赐教。

何宾

2017年9月于北京学习说明

Study Shows

1.本书配套教学资源,为读者提供学习服务

书中所提供的配套设计案例、教学课件和公开教学视频,可以通过作者的维基网站

http://www.edawiki.com获取

2.本书作者联络方式,为读者解答学习过程中遇到的问题

电子邮件:hb@gpnewtech.com

3.课程的培训事宜由北京汇众新特科技有限公司负责,为企业和教师提供相关的培训课程服务

北京汇众新特科技有限公司网站:http://www.gpnewtech.com

市场及服务支持热线:010-83139076 010-83139176

电子邮件:hb@gpnewtech.com

4.Altium Designer 正版软件购买事宜由 Altium 授权代理商北京汇众新特科技有限公司授权提供服务,为企业和教师提供软件技术支持和软硬件设计一体化技术支持和服务。

北京汇众新特科技有限公司网站:http://www.gpnewtech.com

市场及服务支持热线:010-83139076 010-83139176

电子邮件:hb@gpnewtech.com

5.何宾老师的微信公众号第1篇 Altium Designer入门指南

本篇包括以下章节:(1)第1章 Altium Designer安装和概述。(2)第2章 Altium Designer基本设计流程-原理图设计。(3)第3章 Altium Designer基本设计流程-PCB图设计。(4)第4章 Altium Designer基本设计流程-设计检查和输出。

本篇内容的目的在于帮助读者从整体上初步熟悉Altium Designer 17.1软件的核心设计功能,即原理图设计、PCB 图设计,以及设计检查和输出设计文件。通过学习这些内容,帮助读者理解下面的问题:(1)Altium Designer 17.1集成开发环境是电子设计自动化工具(Electronics Design Automation,EDA)的典型代表。通过这个工具,如何将在“白纸”上绘制的电路结构或者设计思想转换成物理的印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)。(2)在使用 Altium Designer 17.1 将设计思路转换为真实的 PCB 设计过程中,设计规则检查(Design Rule Check,DRC)贯穿设计始终,其目的是为了保证设计的正确性。(3)Altium Designer 17.1 已经从 protel 的设计层次上升到了“一体化”设计思想,这是电路设计发展的潮流。第1章 Altium Designer安装和概述

本章对Altium Designer 17.1软件进行了介绍,内容主要包括Altium Designer 17.1的安装和配置、Altium Designer 17.1集成设计平台功能和Altium Designer 17.1“一体化”设计理念。

通过对这些内容的学习,从整体上把握 Altium Designer 17.1 软件的设计理念和设计思想,为学习后续内容打下基础。1.1 Altium Designer 17.1的安装和配置

Altium Designer 17.1 是 Altium 公司开发的一款电子设计自动化软件,用于电子线路的原理图和 PCB 图的设计。同时,结合了板级设计、FPGA 设计和单片机的设计功能。在2005 年之前,称为 Protel 软件。后来,收购了 PCAD 及 TASKKING,使其变成 Altium Designer 17.1的一部分。Altium公司于2009年推出了Altium Designer 17.1 winter 09,并于2016年底推出了Altium Designer 17.1。

本书将介绍 Altium Designer 17.1 软件安装文件的下载、软件的安装,以及软件的配置和插件的安装。1.1.1 下载Altium Designer 17.1安装文件

本节将介绍Altium Designer 17.1安装文件的下载,下面给出下载Altium Designer 17.1安装文件的步骤:(1)通过网址http://www.altium.com.cn登录Altium官方中文网站。(2)在官方中文网站主界面中,找到并展开资源中心菜单。在展开项中,找到并单击“下载”选项,如图1.1所示。图1.1 Altium Designer下载页面入口(3)新出现界面的左上角给出了所要下载Altium Designer 17.1最新的版本提示信息,使用下拉框中的默认设置17.1.5,如图1.2 所示。在下拉框的下面,单击“Download(exe,9Mb)”选项。图1.2 下载Altium Designer安装包入口(4)出现新的界面。该界面右上角的现有用户标题栏下面有两个文本框,在上面的文本框中输入电子邮箱地址,在下面的文本框中输入密码,如图1.3所示。图1.3 Altium账号注册界面

需要预先向 Altium 申请并获得账号,并且完成注册后,才可以执行此步骤。(5)单击“登陆”按钮。(6)出现新的界面。在该界面的右上角找到并单击“下载(exe,10.4Mb)”选项。图1.4 Altium Designer下载入口(7)在 PC/笔记本电脑屏幕的最下方出现提示信息,如图 1.5 所示。在该提示信息对话框界面中,单击“保存”按钮。选择路径,保存Altium Designer Setup17_1_15.exe文件。图1.5 保存安装包提示信息(8)等待完成下载Altium Designer Setup17_1_15.exe安装文件。

不能尝试从Altium Designer 17.0.xx升级到Altium Designer 17.1。读者必须执行一个新的安装过程。1.1.2 安装Altium Designer 17.1基本应用

本节将介绍安装Altium Designer 17.1.15基本应用的过程,其步骤主要包括:(1)下载完安装程序后,自动打开“Welcome to Altium Designer 17.1 Installer”对话框界面。在该界面中,单击“Next”按钮。(2)出现“License Agreement”界面。在该界面中,按如下设置参数。

①Select language:Chinese.

②选中“I accept the agreement”前面的复选框。(3)单击“Next”按钮。(4)出现“Account Log In”(登录账号)对话框界面,如图1.6所示。在该界面中,按如下设置参数。

①在“User Name”右侧的文本框内输入用户名(用户注册的邮箱)。

②在“Password”右侧的文本框内输入密码。图1.6 登录账号对话框界面(5)单击“Login”按钮。(6)出现“Select Design Functionality”(选择设计功能)界面。在该界面中,选中所有选项前面的复选框。

这样,尽可能将Altium Designer 17.1提供的功能安装到PC/笔记本中。读者也可以根据自己的需要,选择所要安装的功能。(7)单击“Next”按钮。(8)出现“Destination Folders”(目标文件夹)界面。在该界面中,使用默认设置路径,如图1.7所示。图1.7 目标文件夹设置界面

读者可以根据自己的需要,选择安装文件的路径和共享文档的路径。(9)单击“Next”按钮。(10)出现“Ready to Install”(准备安装)界面。(11)单击“Next”按钮。(12)出现“Installing Altium Designer 17.1”(安装Altium Designer 17.1)界面。开始从Altium 官网上下载安装包,等待完成下载安装包后,按照提示自动完成 Altium Designer 17.1.15的安装。(13)出现“Installation Complete”(安装完成)界面。在该界面中,默认选中“Run Altium Designer 17.1”前面的复选框。(14)单击“Finish”按钮。

在 Windows 操作系统环境下,读者可以通过选择开始->Altium->Altium Designer打开Altium Designer 17.1.15集成开发环境。(15)弹出“Altium Product Improvement Program”对话框界面。在该界面中,给出“Would you like to participate in the Altium Product Improvement Program”提示信息。读者可以根据自己的须要选择不同的选项。(16)单击“OK”按钮。(17)此时,自动打开“Altium Designer 17.1.15”集成开发工具。(18)当第一次打开“Altium Designer 17.1”软件时,在主界面出现“Storage Manager”对话框界面,读者可以关闭该对话框界面。

本书后续将Altium Designer 17.1简称为AD。1.1.3 注册Altium Designer 17.1集成开发环境

本节介绍注册Altium Designer 17.1集成开发环境的过程,其步骤主要包括:(1)在AD软件主界面主菜单下,选择DXP->My Account。(2)在 AD 软件右侧窗口中,出现“License Management”界面,如图 1.8 所示。在该界面中,单击“Sign in”选项。图1.8 “License Management”界面(3)弹出“Account Sign In”对话框界面,如图1.9所示。在该界面中,按如下设置参数。图1.9 登录账号输入界面

①在“User name”(用户名)右侧输入 Altium 已经验证过的电子邮件地址,并且勾选“Remember”前面的复选框。

② 在“Password”(密码)右侧输入 Altium 已经验证过的密码,并且勾选其右侧“Remember”前面的复选框。

选中“Remember”前面的复选框表示在下次启动 Altium Designer 17.1时,自动实现账号的登录。

③选中“Sign me in when I start Altium Designer 17.1”前面的复选框,表示每次启动AD软件时,将自动注册账户。

④选中“I have read and understand the warning”(我已经阅读和理解了警告)前面的复选框。(4)在“License Management”界面的下方,找到并单击“Add standalone license file”选项,如图1.10所示。图1.10 “License”注册界面(5)出现“打开”对话框界面。在该界面中,指向从Altium公司提供的有效.alf文件。(6)单击“打开”按钮。

注(1)Altium 公司根据用户的具体情况,提供了不同的注册软件的方法,读者在购买软件时,可以向Altium公司咨询。(2)在本书编写过程中,Altium公司提供了有效的.alf文件,因此作者以这种方式注册AD 17.1.15软件。(7)提示有新的更新出现,接受更新请求。(8)出现“Installing extension…”对话框界面,让软件自动安装扩展应用。

这个过程需要等待一段时间。(9)出现“Confirm”对话框界面。在该界面中,提示需要重新启动 Altium Designer 17.1完成安装/更新的过程,是否重新启动。(10)单击“Yes”按钮,重新启动AD软件。1.1.4 安装Altium Designer 17.1扩展应用

本节将介绍安装Altium Designer 17.1扩展应用的过程,主要步骤包括:(1)在AD主界面主菜单下,选择DXP->Extension and Updates。(2)在AD软件右侧窗口出现“Extensions&Updates”界面。在该界面中,单击“Purchased”标签。在该标签界面下,出现了已经购买但没有安装的所有工具列表,如图1.11所示。图1.11 安装扩展工具入口(3)在该界面下,通过单击“System Extensions(5)”标题栏下面所有条目右侧的↓按钮、Software Extension标题右侧的“Install All”按钮,以及“Hardware Devices”标题右侧的“Install All”按钮,为AD软件自动安装应用扩展。

整个安装过程需要一段较长时间才能完成。1.2 Altium Designer 17.1集成设计平台功能

本节介绍Altium Designer 17.1集成设计平台的功能。1.2.1 原理图捕获工具

原理图捕获模块主要提供对电子电路编辑的功能,其中包括:(1)元件库的管理。(2)编辑原理图文件(放置元件、编辑连线和定义设计规则)。(3)集成了一些元件分销商,以允许寻找元件和访问制造商的数据。(4)SPICE混合电路仿真。(5)预布局信号完整性分析。(6)导出网表。(7)报告和物料清单。(8)多通道、层次化原理图和设计重用。1.2.2 印刷电路板设计工具

Altium Designer 17.1的PCB设计模块主要完成的功能如下:(1)元件封装库的管理。(2)放置元件。(3)人工布线、支持差分对、多层布线、引脚交换和门交换。(4)自动布线。(5)自动多通道布局和布线。(6)交互的板3D编辑和MCAD导出到STEP。(7)信号完整性分析。(8)生成制造文件,支持Gerber和ODB++格式。1.2.3 FPGA和嵌入式软件工具

Altium Designer 17.1集成FPGA开发工具提供了下面的能力:(1)将FPGA、PCB和信号完整性设计进行同步。(2)HDL仿真和调试。(3)用于不同嵌入式处理器的FPGA软核处理器开发工具(编译器、调试器和统计分析器)。1.2.4 发布/数据管理

Altium Designer 17.1内的发布和数据管理工具为设计者提供了:(1)每个设计的版本控制,以及从文本和视觉上的差异。(2)批处理输出生成和输出格式化即Gerber文件、拾取和贴装、PDF原理图和PCB文件等。(3)创建用于文档和设计规则的模板。(4)使用配置管理,以及通过ECO跟踪所有的设计改变。(5)创建和发布设计,以及装配变量。(6)云发布设计和制造数据。

思考与练习1.1:请说明Altium Designer 17.1软件平台提供的基本设计功能。1.2.5 新增加的功能

Altium Designer 17.1在基本功能的基础上进一步增强了其软件的设计能力,主要体现在以下几个方面:(1)DRC 灵活性,即最大化设计时间,并使正在进行的工作项目按照正式的约束条件进行发布。(2)对象定义的禁入区,即通过预定义的禁入区和自动放置功能,保证相关对象类型处于规定的板禁入区之外。(3)PCB布线功能的进一步增强,体现如下。

①ACTIVEROUTE 技术。通过高性能的指导性布线技术,使得设计者可以在短时间内完成高质量的PCB布线任务。

②跟踪修改布线的能力。

③动态选择,即运用全新的基于任意形状的选择工具,快速分组、编辑设计对象。(4)进一步增强设计效率,主要体现如下。

①动态铺铜,即通过便捷的编辑模式及自定义边界,节约修改多边形普通的时间。

②背钻孔,即通过对钻孔的完全控制,减少高速设计时对信号完整性的干扰。

③自动交叉搜索,以及通过在原理图及电路板间交叉引用,在设计工程的多个文件中快速导航。1.3 Altium Designer 17.1“一体化”设计理念

Altium Designer 17.1软件所强调的“一体化”设计理念包含下面的设计思想:软件和硬件的协同设计、硬件设计“软件化”、电子设计的可重用等。这些设计思想是未来电子设计的潮流。1.3.1 传统电子设计方法的局限性

虽然产品设计很多时候受到商业营销决策的影响,但设计者有必要在此之外认真地审视一下对于设计流程的固有理解。在开始理解和利用可编程硬件器件(例如,现场可编程门阵列,FPGA)能带给设计者哪些潜力之前,先丢弃那些依然墨守成规的设计书本,换一副新鲜的眼睛看待整个设计过程。

下面举个例子。传统上,人们普遍认为电子产品设计是一个线性的、顺序的流程,即从硬件开始一直到运行于其上的软件。这种设计是基于人们认为“硬件决定设计价值、软件只是为这个硬件平台添加功能”的思维定式。

然而,这样的设计理念是错误的。工程师被强迫在设计流程的初期就锁定硬件平台,并用于软件的开发。所以,软件的开发就会被所选择的硬件平台所限制。

坦率地说,这种做法现如今已经落后了。今天的产品价值来源于设计的软性部分—传统软件,以及日益增加的可编程器件。而设计者需要把这些软性部分作为重点,作为设计的起点。硬件部分需要根据智能特性的需求来设计,而不应该限制器件内智能特性的开发和最终产品的关键属性,如产品功能、互联性和用户体验等。

如果设计者颠覆传统的设计理念,那他就能自由地从一体化的角度进行产品开发了,即从产品设计最重要的部分着手,花费更多的时间研究用户所最关心的问题。

更让设计者激动的是,通过软硬件开发平台,开发和测试定制硬件的市场前景。在这种环境下进行的设计,可以直接无缝地转化为最终产品。如果这个系统还不依赖于任何一个FPGA器件的供应商,如Xilinx、Altera和Actel。那么,设计者就能彻底打破硬件限制和传统设计工具低效率的束缚,从而实现自由创新的境界。1.3.2 电子设计的未来要求

新一代的电子产品和过去的不一样,不再是孤立的器件。相反,电子产品将作为一个智能部分被嵌入整个互联系统中去,即围绕产品的一个生态系统,从原来是电子设计体系的中心转变成为一个大的产品生态系统的卫星。电子产品及其背后的生态系统紧密连接在一起,组成了整个客户体验。从这一更广义的角度来看,电子产品将远远超过用于生产的金属、硅胶和塑料这些原料组合带来的价值。

苹果公司的 iPod 就是一个很好的例子。iPod 的成功除了其产品本身的内在特性,还主要得益于其后台对手持设备、音乐购买和下载系统有机的组合。

电子设计行业整体都具有这样转变的趋势,消费电子表现尤为明显。无论是医疗、工业、消费品或者其他行业的用户,都希望他们的产品可以拥有更多功能,升级更方便,提供额外的服务,速度更快,价格则更便宜。

现在对于电子产品来说,几个月后,产品的性能指标(容量、速度、内存大小等)日渐增强,价格在逐级下降以外,其他什么大的变化也没有。虽然有很多的技术可圈可点,但是真正全新的概念却寥寥可数。每周都可以看到和以前型号没有多少差别的新产品,但是总是很少看到真正的创新。1.3.3 生态系统对电子设计的重要性

从宏观上说,与电子相关设计的生态系统是指:电子元器件及其电子产品的供应商,不但为设计者或者最终用户提供电子元器件或者电子产品本身,而且为他们提供了相应的服务,其中包括相应的软件开发工具、远程技术支持、操作系统、满足不同应用要求设计服务等。

典型的,为什么苹果公司新产品的发布总是会吸引众多的关注?因为它的产品通常会打破常规。每一个新的发布都会使人们欢呼雀跃,并对下一次的新品出炉翘首以盼。每一个新产品总会引来模仿者,每一个新的服务都会招致抄袭甚至诋毁,但无论如何,苹果公司都能够成功地证明其在创新和技术领先领域里领导者的地位。

众多“iPod杀手”或者“iPhone杀手”产品的出现,有些甚至在美观和技术设计质量上都可以与其平分秋色乃至略胜一筹。但是,这些产品还是无法撼动苹果公司的地位。这一切都是因为苹果不只是在销售一个设备,它销售的是其背后的整个生态系统,与那些外观漂亮的软件和硬件相比,完全是另一个境界了。这个生态系统以设备作为起点,通过个人电脑上的iTune 程序直接连接iTune网上商店,这在根本上封杀了竞争对手的生存空间。

未来的,健全的生态系统对于任何一个电子设计或者电子产品都是至关重要的。对其他市场,如消费类市场、工业市场、医疗市场、军工市场,以及汽车市场。在这些部分市场里,市场领导者已经建立超越产品本身的用户关系。然而,因特网带来的全球化,即时的通信需求,知识的商业化让服务业和专业用户领域里通常所定义的“用户忠诚度”变得不再坚不可摧。

从洗衣机、面包机到汽车,几乎所有的消费品市场都在发生这种变化。在每天都发生急剧变化的环境里,持续构建产品的差异性不仅是一个挑战,更也是一个机会。对于市场新的进入者来说,这无疑是一件好事。但是,对于目前的市场领导者来说,则不然。1.3.4 电子设计一体化

毫无疑问,电子设备在我们生活中的角色正在发生改变。曾经电子产品只是作为独立的产品而单一存在,现如今人们拥有了智能设备,它将人类与覆盖全球的产品生态系统有机地联系起来。无处不在的互联网给人类提供了一个新的开发领域,突破了边界的限制。

电子产品正在经历一种趋势,即产品背后由特性、功能和服务等连接起来的生态系统已经变得和需要购买产品的物理外观同等重要。在电子设计中,实现关键功能所依赖的硬件越少,设计出来的产品可能就会越好。

设计者需要通过软件和可编程器件实现器件的智能特性。在人们扩展产品生态系统的时候,软件和可编程器件不仅能轻易支持新的功能要求,还能确保实现我们的独特创意。更有利的是,一旦发布了新的产品,软件和可编程器件不会像硬件那样,被迅速大量的低价复制,从而有效地规避山寨的冲击。

真正的可持续性的市场差异性来自集成在电子产品内的智能特性,它实现了新一代电子产品所需的独特性能、多样功能和互联特性;它帮助组织实现让产品接入到一个更大的生态系统中去,从而向用户不仅提供了产品本身,更提供了相当层次的客户体验和用户关系。

这就是新一代电子产品,这种变化将贯穿所有的行业。所以,不仅工程师和设计机构需要改变设计理念,其设计所用的系统和方法也被要求做出必须的改变。传统的“分割并完成”,即把硬件、软件和可编程器件完全分离。现在,这种做法必须摒弃。

为了更好地发挥可编程器件所带来的提供智能特性的潜力,设计者必须把原本独立的设计方法整合在一起,并让它们在各种设计环节之间自由切换。只有这样,才可以将一体化的设计理念应用到实际中去。这样,才能创造出智能和互联特性的电子产品。这种方式才能在今天的电子产品市场中创造出真正与众不同的产品。

一体化设计理念在电子设计领域是革命性的,它不仅整合了最终用户的需求,还赋予设计者足够自由地创建一个伟大的电子产品。并且,这个产品具有足够竞争优势。

当今世界处在一个竞争异常激烈、全球化趋势不可逆转的电子设计领域,在这里变化永远存在,并且具有永远旺盛的创新需求。现在,应该重新审视一下传统产品的设计方法。与时俱进,科技的进步将会帮助设计者创造出可以提供长久竞争差异性的产品,以及完美的用户体验。

思考与练习1.2:请说明Altium Designer 17.1一体化设计思想。

思考与练习1.3:请说明生态系统的含义,以及生态系统对于未来产品设计的重要性。第2章 Altium Designer基本设计流程-原理图设计

本章将通过一个简单的设计实例说明在 Altium Designer 17.1 集成开发环境下如何将一个设计思想转换成原理图描述。

通过这个简单设计实例的原理图绘制过程,帮助初学者从整体上把握 Altium Designer 17.1集成开发环境原理图编辑器的基本设计功能,以便为读者深入学习Altium Designer 17.1集成开发环境打下坚实的基础。2.1 设计思路

一个BJT镜像电流源电路的结构,作者在白纸上所绘制出的结构,如图2.1所示。在该结构中,包含两个NPN的晶体管2N3904、两个电阻元件,以及一个用于给电路提供信号的连接器P1。很明显,我们很希望把白纸上绘制出的电路结构通过Altium Designer 17.1软件转换为可以实际存在的印刷电路板。图2.1 由BJT构成的镜像电流源电路2.2 创建PCB工程

本节将在Altium Designer 17.1(下面简称AD 17.1)中创建一个PCB工程,主要步骤包括:(1)打开AD 17.1软件。(2)在AD主界面主菜单中,选择File->New->Project…。(3)出现“New Project”对话框界面。在该界面中,按如下设置参数。

①在“Project Types”(工程类型)标题下面的窗口中,选择“PCB Project”选项。

②在“Project Templates”(工程模板)标题下面的窗口中,选择“<Default>”选项。

③在“Name”(名字)标题下面的文本框中,输入“BJT_current_source”,作为该设计的工程名字。图2.2 创建一个新工程界面

④选中“Create Project Folder”前面的复选框,这样可以为该工程单独创建一个文件夹,该目录的名字就是工程的名字。

读者可以根据自己的要求,决定是否创建一个工程文件夹。

⑤单击“Browse Location…”按钮,为该工程指定所要保存的文件夹。在本设计中,将该工程保存在“E:\altium designer 17.1 example”路径下。

读者可以根据自己的要求,确定保存设计工程的文件夹路径。(4)单击“OK”按钮。

在 AD 软件中,一个 PCB 工程(后缀名为 PrjPcb)是一系列的用于指定和制造印刷电路板的设计文件(文档)。工程名字,如 BJT_current_source.PrjPcb是一个ASCII文件。在该文件中列出了工程中的文档,以及工程级的设置,如设计规则检查、工程的个人偏好设置,以及工程输出,如打印和CAM设置。2.3 在工程中添加一个原理图

本节介绍在工程中添加一个原理图设计文件的过程,主要步骤包括:(1)在“Projects”标题下面的工程管理窗口中找到“BJT_current_source.PrjPcb”,如图2.3所示。图2.3 在设计工程中添加一个原理图(2)鼠标右键单击“BJT_current_source.PrjPcb”,出现浮动菜单。在浮动菜单中,选择Add New to Project->Schematic。

读者也可以在AD主界面主菜单中,选择File->New->Schematic,为当前设计工程添加一个原理图设计文件,读者可以根据自己的习惯,选择其中一种添加原理图文件的方法。(3)当添加完新的原理图设计界面后,在“BJT_current_source.PrjPcb”下面选择新添加默认的原理图文件“Sheet1.SchDoc”,如图2.4所示。图2.4 添加完原理图后的工程管理窗口(4)可以看到AD 17.1自动打开该设计文件,并且可以看到主界面的工具栏内出现了很多新的按钮。(5)读者通过同时按“Ctrl+S”组合键,将新的原理图文件保存在当前设计工程的目录下。

在保存设计文件时,可以使用默认的 Sheet1 文件名,也可以重新命名该文件。2.4 设置文档选项

在原理图中正式绘制电路之前,需要为该文档设置正确的选项,包括图纸的尺寸、捕获和可见栅格等。打开文档设置选项界面的步骤主要包括:(1)在AD 17.1主界面主菜单中,选择Design->Document Options…。

读者也可以用鼠标左键双击原理图的边沿区域,打开文档选项设置界面。(2)出现“Document Options”对话框界面,如图2.5所示。

对于环境设置,如光标类型、颜色等,读者可以在“Preferences”界面中配置(可以在主界面主菜中,通过选择 DXP->Preferences 打开“Preferences”界面)。图2.5 文档选项设置界面2.5 元件和库

对于PCB上所安装的真实物理元器件而言,在设计捕获阶段使用原理符号表示,在PCB设计阶段使用PCB引脚封装表示。在Altium Designer 17.1中,可以通过:(1)在本地库中创建元件,以及从本地库中找到并放置元件。(2)直接从 Altium Content Vault 中放置元器件,它是一个可以全球访问元件的存储系统,包含成千上万的元件,每个元件都有符号、引脚、元件参数和供应商的链接。

在Altium Designer 17.1中,可以使用下面的元件存储选项,如表2.1所示。表2.1 不同的元件存储选项

本书将Content Vault称为数据保险库。2.5.1 访问元件

Altium Designer 17.1提供了两种访问元件的方法,包括:通过Library面板,访问本地库元件;通过Vault面板,访问数据保险库元件。

AD主界面右下方有一行菜单,鼠标左键单击“System”,出现浮动菜单。在浮动菜单内,单击“Library”,可以访问本地库;单击“Vaults”,可以访问Content Vault,如图2.6所示。图2.6 访问元件的入口(1)当单击“Libraries”时,出现“Libraries”对话框界面,设计者可以访问本地库元件,如图2.7所示。图2.7 本地库访问界面图2.7 本地库访问界面(续)(2)当单击“Vaults”时,出现“Vaults”对话框界面,如图2.8所示。图2.8 “Vaults”对话框界面2.5.2 添加元件库

在AD软件中,从可用的库中找到放置基于库的元件,可用的库主要包括:(1)当前工程的库。如果库是工程的一部分,则在该库中的元件可以自动用于该工程设计中。(2)安装库。在AD软件中安装这些库,因此可以在任何打开的工程中使用这些库。

在图 2.7 的对话框中,找到并用鼠标左键单击“Libraries”按钮,出现“Available Libraries”对话框界面,如图 2.9 所示。在该界面中,单击“Installed”标签。在该标签界面下,可以看到已经安装的集成库。图2.9 可用的库界面

对于该设计而言,这些库足够,无须额外安装其他库。2.5.3 在库中找到元件

本设计中需要使用2N3904,本节介绍在已安装库中找到该元件的方法,主要步骤包括:(1)在图2.7所示的界面中,单击“Search…”按键,出现“Libraries Search”对话框界面。在该界面中,在“Name”所对应的“Value”下面的文本框中输入“2N3904”,表示搜索条件为“Name equals 2N3904”(名字为2N3904)。图2.10 查找元件界面(2)选中“Libraries on path”前面的复选框。(3)单击按钮。(4)可以看到在“Libraries”对话框界面中给出了所搜索到的元件结果,包括原理图符号封装,以及PCB引脚封装,如图2.11所示。图2.11 元件搜索结果界面图2.11 元件搜索结果界面(续)2.5.4 在可用的库中定位一个元件

在“Libraries”对话框界面中,通过下拉框菜单,可以看到 AD 17.1 中已经安装的库,如图2.12所示。图中的下拉框中给出了已经安装的一个库“Miscellaneous Devices.IntLib”。在下面的文本框中,输入要查找的元件“*3904”(*为通配符),然后按 Enter 键。在下面的窗口中列出了已经定位元件的信息,包括原理符号、PCB封装、模型等。图2.12 定位一个元件的结果2.5.5 使数据保险库可以用于访问元件

Altium 的数据保险库完全独立于 Altium Designer 17.1 集成开发环境。为了访问数据保险库中的元件,读者必须连接它。连接步骤主要包括:(1)在AD 17.1主界面主菜单中,选择DXP->Perferences。(2)打开“Perferences”对话框界面。(3)在该界面的左侧窗口中,找到并展开“Data Management”。在展开项中,找到并选择“Vaults*”。(4)在右侧窗口中,单击“Add Altium Content Vault”按钮。(5)可以看到在“Vaults”标签窗口下列出了所连接的数据保险库的名字和地址等信息。

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