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手把手教你PCB設計入門

2014/06/26

Terry

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概要

本章旨在說明如何生成電路原理圖、把設計信息更新到PCB文件中以及在PCB中布線和生成器件輸出文件。并且介紹了工程和集成庫的概念以及提供了3D PCB開發環境的簡要說明。
歡迎使用Altium Designer，這是一個完善的適應電子產品發展的開發軟件。本章將以"非穩態多諧振蕩器"為例，介紹如何創建一個PCB工程。

創建一個新的PCB工程

在Altium Designer里，一個工程包括所有文件之間的關聯和設計的相關設置。一個工程文件，例如xxx . PrjPCB，是一個 ASCII 文本文件，它包括工程里的文件和輸出的相關設置，例如，打印設置和CAM設置。與工程無關的文件被稱為"自由文件"。與原理圖和目標輸出相關聯的文件都被加入到工程中，例如 PCB，FPGA，嵌入式(VHDL)和庫。當工程被編譯的時候，設計校驗、仿真同步和比對都將一起進行。任何原始原理圖或者PCB的改變都將在編譯的時候更新。

所有類型的工程的創建過程都是一樣的。本章以PCB工程的創建過程為例進行介紹，先創建工程文件，然后創建一個新的原理圖并加入到新創建的工程中，最后創建一個新的PCB，和原理圖一樣加入到工程中。
作為本章的開始，先來創建一個PCB工程：

圖6-1 PCB工程的創建

1 . 選擇File>>New>>Project>>PCB Project，或在Files面板的內New選項中單擊Blank Project (PCB)。如果這個選項沒有顯示在界面上則從System中選擇Files。也可以在Altium Designer軟件的Home Page的Pick a Task部分中選擇Printed Circuit Board Design，并單擊New Blank PCB Project。

2 . 顯示Projects面板框顯示在屏幕上。新的工程文件PCB_Project1 . PrjPCB已經列于框中，并且不帶任何文件，如圖6-1所示。

3 . 重新命名工程文件（用擴展名 . PrjPCB），選擇File>>"Save Project As"。保存于您想存儲的地方，在File Name中輸入工程名Multivibrator . PrjPCB并單擊Save保存。

下面我們將會創建一個原理圖文件并添加到空的工程中。這個原理圖就是教程中的例子非穩態多諧振蕩器。

創建一個新的電氣原理圖

通過下面的步驟來新建電路原理圖：
1 . 選擇File>>New>>Schematic，或者在Files面板內里的New選項中單擊Schematic Sheet。在設計窗口中將出現了一個命名為Sheet1 . SchDoc的空白電路原理圖并且該電路原理圖將自動被添加到工程當中。該電路原理圖會在工程的Source Documents目錄下。

2 . 通過文件File>>Save As可以對新建的電路原理圖進行重命名，可以將通過文件保存導航保存到用戶所需要的硬盤位置，如輸入文件名字Multivibrator . SchDoc并且點擊保存。
當用戶打開該空白電路原理圖時，用戶會發現工程目錄改變了。主工具條包括一系列的新建按鈕，其中有新建工具條，包括新建條目的菜單工具條，和圖表層面板。用戶現在就可以編輯電路原理圖了。
用戶能夠自定義許多工程的外觀。例如，用戶能夠重新設置面板的位置或者自定義菜單選項和工具條的命令。

現在我們可以在繼續進行設計輸入之前將這個空白原理圖添加到工程中，如圖6-2。

圖6-2新建電路原理圖

添加電路原理圖到工程當中

如果添加到工程中的電路原理圖以空文檔的形式被打開，可以通過在工程文件名上點擊右鍵并且在工程面板中選擇Add Existing to Project 選項，選擇空文檔并點擊Open。更簡單的方法是，還可以在Projects面板中簡單地用鼠標拖拽拉空白文檔到工程文檔列表中的面板中。該電路原理圖在 Source Documents工程目錄下，并且已經連接到該工程。

設置原理圖選項

在繪制電路原理圖之前要做的第一件事情就是設置合適的文檔選項。完成下面步驟：
1 . 從menus菜單中選擇Design>>Document Options ，文檔選項設置對話框就會出現。通過向導設置，現在只需要將圖表的尺寸設置唯一改變的設置只有將圖層的大小設置為A4。在Sheet Options 選項中，找到Standard Styles 選項。點擊到下一步將會列出許多圖表層格式。

2 . 選擇A4格式，并且點擊OK，關閉對話框并且更新圖表層大小尺寸。

3 . 重新讓文檔適合顯示的大小，可以通過在中選擇View>>Fit Document。在Altium中，可以通過設置熱鍵的方法讓菜單處于激活狀態。任何子菜單都有自己的熱鍵用來激活。
例如，前面提到的View>>Fit Document ，可以通過按下V鍵跟D鍵來實現。許多子菜單，比如Eidt>>DeSelect 能直接用一個熱鍵來實現。激活Eid>>DeSelect>>All on Current Document，只需按下X熱鍵，并且按下S熱鍵即可。

下面將介紹電路原理圖的總體設置。
1 . 選擇Tools>>Schematic Preferences ，來打開電路原理圖偏好優先設置對話框。這個對話框允許用戶設置適用于所有原理圖定的為全球局配置參數的偏好設置，適用于全部原理圖。

2 . 在對話框左邊的樹形選項中單擊Schematic-Default Primitives，激活并使能Permanent選項。單擊OK以關閉該對話框。

3 . 在您開始設計原理圖前，保存此原理圖，選擇File>>Save (快捷鍵：F，S)。

畫電路原理圖

接下來可以開始畫電路原理圖。本章將使用如圖6-3所示的電路圖為例進行講解。這個電路是由兩個2N3904三極管組成的非穩態多諧振蕩器。

圖6-3 非穩態多諧振蕩器

加載元件和庫

Altium Designer為了管理數量巨大的電路標識，電路原理圖編輯器提供了強大的庫搜索功能。雖然元件都在默認的安裝庫中，但是還是很有必要知道如何通過從庫中去搜索元件。按照下面的步驟來加載和添加圖6-3電路所需的庫。

首先我們來查找型號為2N3904的三極管。
1 . 點擊Libraries標簽顯示Library面板，如圖6-4。

2 . 在Library面板中點擊Search in按鈕，或者通過選擇Tools>>Find Component，來打開Libraries Search對話框，如圖6-5所示。

3 . 對于這個例子必須確定在Options設置中，Search in 設置為Components。對于庫搜索存在不同的情況，使用不同的選項。

4 . 必須確保Scope設置為Libraries on Path 并且Path包含了正確的連接到庫的路徑。如果在安裝軟件的時候使用了默認的路徑，路徑將會是Library。可以通過點擊文件瀏覽按鈕來改變庫文件夾的路徑。對于這個例子還需得確保Include Subdirectories復選項框已經勾選。

5 . 為了搜索所有3904的所有索引，在庫搜索對話框的搜索欄輸入*3904*。使用*標記來代替不同的生廠商所使用的不同前綴和后綴。

6 . 點擊Search 按鈕開始搜索。搜索啟動后，搜索結果將在庫面板中顯示。

圖6-4庫面板

圖6-5庫搜索對話框

7 . 點擊Miscellaneous Devices . IntLib庫中的名為2N3904的元件并來添加它。這個庫擁有所有的可以利用于仿真的BJT三極管元件標識。

8 . 如果選擇了一個沒有在庫里面安裝的元件，在使用該元件繪制電路圖前，會出現安裝庫的提示。由于Miscellaneous Devices 已經默認安裝了，所以該元件可以使用。
在庫面板的最上面的下拉列表中有添加庫這個選項。當點擊在列表中一個庫的名字，在庫里面的所有元件將在下面顯示?？梢酝ㄟ^元器件過濾器快速加載元件。

在電路原理圖中放置元件

第一種要在電路圖中放置的元件為三極管，Q1 和 Q2。電路圖的大概布局將參照圖6-3所示。
1 . 選擇View>>Fit Document 讓，原理圖表層全屏顯示。

2 . 通過Libraries 快捷鍵來顯示庫面板。

3 . Q1 和 Q2為BJT三極管，所以從Libraries面板頂部的庫下拉列表中選擇Miscellaneous Devices . IntLib庫激活當前庫來激活這個庫。

4 . 使用filter快速加載所需要的元件。默認的星號*可以列出所有能在庫里找到的元件。設置filter為*3904*，將會列出所有包含文本3904的元件。

5 . 2N3904將選擇該元件2N3904，然后點擊Place 按鈕?；蛘?，直接雙擊該元件的文件名。光標會變成十字準線叉絲狀態并且一個三極管緊貼著光標?，F在正處于放置狀態。如果移動光標，三極管將跟著移動。

6 . 放置器件在原理圖之前，應該先設置其屬性。當三極管貼著光標，點擊TAB鍵，將打開Component Properties 屬性框。把該屬性對話框設置成如圖6-6所示。

圖6-6Component Properties 屬性框

7 . 在Properties對話框中，在Designator欄輸入Q1。
8 . 接下來，必須檢查元件封裝是否符號PCB的要求。在這里，使用的集成庫對于中已經包含了封裝的模型以及和仿真模型電路都已經包括了。確認調用了封裝TO-92A封裝模型包含在模塊中。保持其他選項為默認設置，并點擊OK按鈕關閉對話框。

現在開始放置器件：
1 . 移動光標，放置三極管在中間靠左的位置。點擊鼠標或者按下ENTER鍵來完成放置。
2 . 移開光標，在原理圖上將出現該三極管，并且仍舊處于放置器件狀態，三極管仍然貼著光標。Altium Designer的功能是允許反重復放置同一器件。所以，現在放置第二個三極管。由于該三極管跟原來的一樣，因此所以在放置器件時不需要再次編輯器件的屬性。Altium Designer，將自動增加designator的名字中的數字后綴。所以這次放置的三極管的designator將為Q2。
3 . 當參照示例電路圖（圖6-3）日志的時候，將發現其實Q2為Q1的鏡像。通過按下X鍵來改變放置器件的方向。這將使元件沿水平方向方向翻轉。
4 . 移動光標到Q1的右邊，為了使得位置更加準確，點擊PAGE UP鍵兩次來放大畫面。這樣可以看到柵格線。
5 . 點擊ENTER來放置Q2。每次放置好一個三極管，又會出現一個準備放置的三極管。
6 . 所有三極管都放置完畢后，可以通過點擊右鍵或按下ESC鍵來退出放置狀態。光標又回到的原來的樣子。

接下來放置四個電阻：
1 . 在庫面板中，激活Miscellaneous Devices . IntLib 庫。
2 . 設置filter為res1 。
3 . 點擊Res1來選擇該器件，這樣一個電阻元件符號將貼著光標。
4 . 按下TAB來編輯屬性。在屬性對話框中，設置designator為R1 .
5 . 在模模型塊列表中確定AXIAL-0 . 3已經被包含。
6 . PCB元件的內容由原理圖映射過去，所以這里并且設置R1的大小為100k。
7 . 由于不需要仿真，所以設置Value參數中的Visible選擇為非使能。
8 . 按下空格鍵使得電阻旋轉90°，位于正確的方向。
9 . 把電阻放置在Q1的上方，按下ENTER完成放置。不用擔心如何連接電阻到三極管，在連線部分將會做說明。
10 . 接下來放置一個100K的電阻R2于Q2的上方。DesigntorDesignator的標號會自動增加。
11 . 剩下的兩個電阻R3和R4的大小為1k，通過TAB鍵設置它們的CommnetComment為1k，確認Value的Visible 選項非使能，點擊OK按鈕關閉對話框。
12 . 放置R3和R4如圖6-1所示，并通過點擊右鍵或ESC退出。

現在放置兩個電容：
1 . 電容器件也在Miscellaneous Devices . IntLib庫中，該庫已經選擇了。
2 . 在Libraries面板的元器件過濾區內輸入cap于filter。
3 . 點擊CAP來選擇該器件，點擊PLACE，這樣一個電容元件符號將貼著光標。
4 . 通過TAB鍵設置電容屬性。設disigatordesignator為C1，Comment為20n，Visible為非使能，PCB封裝為RAD- 0 . 3。點擊OK。跟設置電阻一樣，如果需要仿真，則需要設置Value的值。這里不需要仿真，所以Value設置為非使能。
5 . 跟前面一樣，放置電容。
6 . 通過右鍵或ESC退出。

最后一個需要放置的器件是connector，位于Miscellaneous Connectors . IntLib 。
1 . 在庫面板中，選擇Miscellaneous Devices . IntLib 庫。需要的connector為2排針，所以filter設置為*2*。
2 . 點擊Header 2來選擇該器件，點擊PLACE。通過TAB鍵設置電容屬性。設disigatordesignator為Y1，Visible為非使能，PCB封裝為HDR1X2。點擊OK。
3 . 在放置前，按下X鍵，使得器件處于垂直方向。然后放置connector器件。
4 . 退出放置。
5 . File>>Save來保持原理圖。

現在已經放置完所有的元件。元件的擺放如圖6-7，可以看出這樣的放置留了很多空間來

圖6-7 所有元器件放置完成的原理圖

連線元件管腳。這一點非常重要，因為不可能連接位于管腳正上方的管腳。
如果想移動元件，點擊，并保持，拖動元件到用戶想要的位置。

電路連線

連線是處理電路中不同元件的連接。按照圖6-3來連接電路原理圖，完成下面的步驟。
1 . 為了使電路圖層美觀，可以使用PAGE UP來放大，或PAGE DOWN來縮小。保持CTRL按下，使用鼠標的滑輪可以放大或縮小圖層。
2 . 首先連接電阻R1到三極管Q1。在菜單中選擇Place>>Wire 或者在連線工具條中點擊Wire來進入繪線模式。光標會變成crosshair十字準線模式。
3 . 把光標移動到R1的最下面，當位置正確時，一個紅色的連接標記會出現在光標的位置。這說明光標正處于元件電氣連接點的位置。
4 . 單擊或者按下ENTER鍵來確定第一個連線點。移動光標，會出現一個從連接點到光標位置，隨著光標延伸的線。
5 . 在R1的下方Q1的電氣連接點的位置放置第二個連接點，這樣第一根連線就快畫好了。
6 . 把光標移動到Q1的最下面，當位置正確時，一個紅色的連接標記會出現在光標的位置。單擊或者按下ENTER鍵來連接Q1的基點。
7 . 光標又重新回到了十字準線cross hair狀態，這說明可以繼續畫第二跟線了?？梢酝ㄟ^點擊右鍵或者按下ESC來完全退出繪線狀態，不過現在還不要退出。
8 . 現在連接C1到Q1和R1。把光標放在C1左邊的連接點上，單擊或者按下ENTER，開始繪制一個新的連線。水平移動光標到R1與Q1所處直線的位置，電氣連接點將會出現，單擊或按下ENTER來連接該點。這樣兩根直接便自動的連接在一起了。
9 . 按照圖6-3繪制電路剩下的部分，如圖6-8。

圖6-8 完成布線的原理圖

10 . 當完成所有連線的繪制時，單擊右鍵或按下ESC來退出畫線模式。光標回到原來的狀態。
11 . 如果想移動元件跟連接他的連線，當移動元件的時候按下并保持按下CTRL鍵，或者選擇Move>>Drag。

網絡和網絡標記
每個元件的管腳連接的點都形成一個網絡。例如一個網絡包括了Q1的基點，R1的一個腳和C1的一個腳。
為了能夠簡單的區分設計中比較重要的網絡，可以設置網絡標記。接下來放置兩個電源網絡標記：
1 . 選擇Place>>Net Label。一個帶點的框將貼著光標。
2 . 在放置前，通過TAB鍵打開Net Label dialog。
3 . 在Net欄輸入12V，點OK關閉。
4 . 在電路圖中，把網絡標記放置在連線的上面，當網絡標記跟連線接觸時，光標會變成紅色十字準線red cross。如果是一個灰白十字準線的cross，則說明放置的是管腳。
5 . 當完成第一個網絡標記的繪制，仍處于網絡標記模式，在放置第二個網絡標記前，可以按下TAB鍵，編輯第二個網絡。
6 . 在Net欄輸入GND，點擊OK關閉。然后放置標記。
7 . 在電路圖中，把網絡標記放置在連線的上面，當網絡標記跟連線接觸時，光標會變成red cross紅色十字準線。單擊右鍵或按下ESC退出繪制網絡標記模式。
8 . 選擇File>>Save ，保存電路圖同時保存項目。
恭喜用戶完成第一使用Altium Designer繪制的電路原理圖。在把原理圖變成電路板之前，必須設置項目的選項。

設置工程選項

工程選項包括了：error checking parametersError Reporting，a connectivity Connectivity matrixMatrix，Class Generator，the Comparator setup，ECO generationGeneration，output paths and netlist optionsOptions（輸出路徑和網表），Multi-Channel naming formats，Default Print setups，Search Paths以及任何用戶想制定的工程元素。當編譯工程的時候，Altium Designer將會用到這些設置。

圖6-9工程選項的設置

當編譯一個工程時，將用到電氣完整性規則來校正設計。當沒有錯誤的時候，重編譯的原理圖設計將被裝載進目標文件。例如通過生成ECOs來產生PCB文件。工程允許比對源文件和目標文件之間存在的差異，并同步更新兩個文件。
所有與工程相關的操作，都可在Project對話框的Options（Project>>Project Options）里設置，如錯誤檢查，文件對比，ECO generation。具體請參看圖6-9。
工程輸出，例如裝配輸出和報告可以在File菜單選項中設置。用戶也可以在Job Options文件（File>>New>>Output Job File）中設置Job選項。更多關于工程輸出的設置如下所示。
選擇Project>>Project Options，某個工程的選項對話框便會打開在這個對話框中可以設置任意一個與工程相關的選項。如圖所示為怎樣改變Error Reporting 中各項的報告方式。

檢查原理圖的電氣屬性

在Altium Designer中原理圖圖表不僅僅是簡單的圖，它包括了電路的電氣連接信息。用戶可以運用這些連接信息來校正自己的設計。當編譯工程時，Altium Designer將根據所有對話框中用戶所設置的規則來檢查錯誤。

設置Error Reporting
Error Reporting 用于設置設計草圖檢查。Report Mode設置當前選項提示的錯誤級別。級別分為No Report， Warning， Error， Fatal Error，點擊下拉框選擇即可，如上圖所示。

設置Connection Matrix
Connection Matrix界面顯示了運行錯誤報告時需要設置的電氣連接，如各個引腳之間的連接，可以設置為四種允許類型。如圖所示的矩陣給出了一個原理圖中不同類型連接點的圖形的描繪，并顯示了他們之間的連接是否設置為允許。
如圖6-10中所示的矩陣圖表，先找出Output Pin，在Output Pin那行中找到Open Collector Pin列，行列相交的小方塊呈橘黃色，這說明在編譯工程時，Output Pin與Open Collector Pin相連接會是產生錯誤的條件。

圖6-10 設置Connection Matrix

用戶可以根據自己的要求設置任意一個類型的錯誤等級，從no report到fatal error均可。右鍵可以通過菜單選項控制整個矩陣。
改變Connection Matrix的設置
點擊Connection Matrix界面
點擊兩種連接類型的交點位置，例如Output Sheet Entry 和 Open Collector Pin的交點位置。
點擊直到改變錯誤等級。
設置Comparator
Comparator界面用于設置工程編譯時，文件之間的差異是被報告還是被忽略。選擇的時候請注意選擇，不要選擇了臨近的選項，例如不要將Extra Component Classes選擇成了Extra Component。

圖6-11 設置Comparator

點擊comparator界面，在Asscoiated with Component部分找到Changed Room Definitions，Extra Room Definitions和Extra Component Classes選項。
將上述選項的方式通過下拉菜單設置為Ignore Differences，如圖6-11所示。
現在用戶便可以開始編譯工程并檢查所有錯誤了。

編譯工程

編譯工程可以檢查設計文件中的設計草圖和電氣規則的錯誤，并提供給用戶一個排除錯誤的環境。我們已經在Project對話框中設置了Error Checking和Connection Matrix選項。
要編譯多頻振蕩器工程，只需選擇Project>>Compile PCB Project。
當工程被編譯后，任何錯誤都將顯示在Messages上，點擊Messages來查看錯誤（View>>Workspace Panels>>System>>Messages）。工程已經編譯完后的文件，在Navigator面板中將和可瀏覽的平衡層次（flattened hierarchy），元器件，網絡表和連接模型一起，被將列出所有對象的連接關系在Navigator中。
如果電路設計的完全正確，Messages中不會顯示任何錯誤。如果報告中顯示有錯誤，則需要檢查電路并糾正確保所有的連線都是正確的。
現在故意在電路中引入一個錯誤，再編譯一次工程。
在設計窗口的頂部點擊激活Multivibrator . SchDoc。
選中R1和Q1的B極之間的連線，點擊DELETE鍵刪除此線。
再一次編譯工程（Project>>Compile PCB Project）來檢查錯誤。
Messages中顯示警告信息，提示用戶電路中存在未連接的引腳。如果Messages窗口沒有彈出，選擇View>>Workspace Panels>>System>>Messages。
雙擊Messages中的錯誤或者警告，編譯錯誤窗口會顯示錯誤的詳細信息。從這個窗口，用戶可以點擊錯誤直接跳轉到原理圖相應的位置去檢查或者改正錯誤。
下面將修正上文所述的原理圖中的錯誤
點擊激活Multivibrator . SchDoc。
在菜單中選擇Edit>>Undo，或者使用快捷鍵Ctrl+Z，原先被刪除的線將恢復原狀。
檢查Undo操作是否成功，重新編譯工程（Project>>Compile PCB Project）來檢查錯誤。這時Messages中便會顯示沒有錯誤。
在菜單中選擇View>>Fit All Objects，或者使用快捷鍵V，F，來恢復原理圖預覽并保存沒有錯誤的原理圖。
保存工程文件。
現在已經完成了設計并且檢查過了原理圖，可以開始創建PCB了。

創建一個新的PCB文件

在將原理圖設計轉變為PCB設計之前，需要創建一個新的PCB和至少一個板外形輪廓（board outline）。在Altium Designer中創建一個新的PCB的最簡單的方法就是運用PCB板向導，它可讓您根據行業標準選擇自己創建的自定義板的大小。在任何階段，都可以使用后退按鈕檢查或修改該向導的之前頁面。

圖6-12 PCB板向導

用PCB向導創建一個新的PCB用的PCB向導，步驟如下：
1 . 創建一個新的PCB，點擊PCB Board Wizard，在Files底部的New from Template選項內點擊PCB Board Wizard部分。如果在屏幕上沒有顯示此選項，按一下向上箭頭圖標關閉一些上層上面的選項。
2 . 打開PCB Board Wizard向導界面，單擊下一步繼續。
3 . 設置測量單位Imperial，例如1000mil = 1英寸。
4 . 向導的第三頁可選擇需要的板綱要形。本頁將確定我們自己的電路板尺寸。從板綱要形列表中選擇Custom，并點擊下一步。
5 . 在下一頁，輸入自定義板的選項。對于例子給出的電路，2 × 2英寸的板便足夠了。在Width和Height中選擇Rectangular和type 2000。取消選擇Title Block＆Scale，Legend String和Dimension Lines。單擊Next繼續。
6 . 此頁用于選擇板的層數。例子中的電路需要兩層信號層而并不需要電源層。單擊Next繼續。
7 . 選擇thruhole vias only設置設計中的孔類型，并點擊Next。
8 . 下一頁用于設置元件/布線選項。選擇Through-hole components選項并設置One Track與臨近焊盤之間可以通過的線的數量。單擊Next。
9 . 下一頁用于設置一些設計規則，如線的寬度和孔的大小。離開選項則設置為默認值。單擊下Next。
10 . 單擊Finish。PCB Board Wizard已經設置完所有創建新板所需的信息。PCB編輯器現在將顯示一個新的PCB文件，名為PCB1 . pcbdoc。
11 . PCB文件顯示出一個預設大小的白色圖紙和一個空板（黑色為底，帶柵格），如圖6-13所示。如果需要關閉，選擇Design>>Board Options，并在板設置對話框中取消選擇Display Sheet。用戶可以用Altium Designer的其它PCB模板來添加邊界，柵格參考和標題。
如需了解更多有關board shapes，sheets和templates，請翻閱參閱Preparing the Board for Design Transfer手冊。

圖6-13 PCB文件

12 . 現在圖紙已關閉，如需顯示板的形狀，選擇View>>Fit Board (快捷鍵: V，F)。
13 . PCB文件自動添加（連接）工程并被列在Projects中源文件里工程名的下方。通過選擇File>>Save As重新命名新的PCB文件（帶 . PcbDoc擴展名）。瀏覽到用戶想存儲PCB的位置，在File Name里鍵入文件名multivibrator . pcbdoc，并點擊Save。

在工程中添加一個新的PCB

如果要將PCB文件作為自由文件添加到一個已經打開的工程中，則需在Projects中右鍵單擊PCB工程文件，并選擇Add Existing to Project。選擇新的PCB文件名并點擊打開。現在PCB文件已經被列在Project下的Source Documents中，并與其它工程文件相連接。用戶也可直接將自由文件拖拉到工程文件下。保存工程文件。

導入設計

在將原理圖的信息導入到新的PCB之前，請確保所有與原理圖和PCB相關的庫是可用的。因為只有默認安裝的集成庫被用到，所以封裝已經被包括在內。如果工程已經編譯并且原理圖沒有任何錯誤，則可以使用Update PCB命令來產生ECOs（Engineering Change Orders 工程變更命令），它將把原理圖的信息導入到目標PCB文件。

圖6-14 信息導入

更新PCB
將原理圖的信息轉移到目標PCB文件：
1 . 打開原理圖文件，multivibrator . schdoc。
2 . 選擇Design>>Update PCB Document（multivibrator . pcbdoc）。該工程被編譯并且工程變更命令對話框顯示出來，如圖6-14所示。
3 . 點擊Validate Changes。如果所有的更改被驗證，狀態列表(Status list)中將會出現綠色標記。如果更改未進行驗證，則關閉對話框，并檢查Messages框更正所有錯誤。
4 . 點擊Execute Changes，將更改發送給PCB。當完成后，Done那一列將被標記。
5 . 單擊Close，目標PCB文件打開，并且已經放置好元器件，結果如圖6-15所示。如果用戶無法看到自己電路上的元器件，請使用快捷鍵V，D（View>>Document）。

圖6-15 元器件封裝放置完成

印刷電路板（PCB）的設計

現在，我們開始擺放在PCB上的元器件及進行布線。

對PCB工作環境的設置

在我們開始擺放元器件在板上之前，我們需要對PCB工作環境進行相關設置，例如：柵格、層以及設計規則。PCB編輯工作環境允許PCB設計在二維及三維模式下表現出來。
二維模式是一個多層的、理想的普通PCB電路設計的環境，如放置元器件，電路和連接。三維模式對檢驗用戶的設計的表面及內部電路都非常有用（三維模式不支持提供二維模式下的全部功能）。您可以通過：File>>Switch To 3D，或者File>>Switch To 2D(快捷鍵為2（二維）、3（三維）)來切換二維與三維模式。

柵格

在開始擺放元器件之前我們必須確保我們的所用柵格的設置是正確的。所有放置在PCB工作環境下的對齊的線組成的柵格稱為snap grid捕獲柵格。此柵格需要被設置以配合用戶打算使用的電路技術。
我們的教程中的電路使用具有最小的針腳間距100mil的國際標準元器件。我們會設定snap grid為最小間距的公因數，例如50mil或25mil ，以便使所有的元器件針腳可以放置在一個柵格點上。此外，我們的板的線寬和安全間距分別是12mil和13mil（為PCB Board Wizard所用的默認值），最小平行線中心距離為25mil。因此，最合適snap grid的設置是25mil。

圖6-16 柵格的設置

設置snap grid需完成以下步驟：
選擇 Design>>Board Options(快捷鍵分別為：D、O) 打開板Options對話框。
利用下拉列表或輸入數字設置Snap Grid和Component Grid的值為25mil。請注意，此對話框也可以用來界定Electrical Grid。這一柵格作用于用戶放置電氣對象的時候;它凌駕于與snap Snap gridGrid和snap電氣的對象在Component Gird一起使用。單擊OK以關閉該對話框。
讓我們設置其他可以令放置元器件更容易的Options。
選擇 Tools>>Preferences(快捷鍵：T、P)打開偏好設定對話框。按下PCB Editor-General在對話框中的選擇樹（左側面板）顯示PCB Editor-General的頁面。在編輯Options部分，確保Snap to Center的選項是啟用的。這可確保當您"拖拉"一個元器件并放置它的時候，光標是設定為元器件的參考點。
按下PCB Editor-Display。在DirectX Options部分的頁面，選中Use DirectX if possible的選項。如圖6-16所示。這將使我們能夠利用最新的3D視圖模式。按下OK關閉優先偏好設定對話框。
注： Altium Designer的3D視圖模式，需要DirectX 9 . 0c的和Shader Model 3或更高版本上運行，以及一個合適的圖形卡。如果用戶不能運行DirectX的用戶將被限制使用三維視圖。

定義層堆棧和其他非電氣層的視圖設置

View Configurations包括許多關于PCB工作區二維及三維環境的顯示選項和適用于PCB和PCB庫編輯的設置。保存任何PCB文件時，最后使用的視圖設置也會被隨之保存。這使得它可被Altium Designer的另一個使用其關聯視圖設置的實例所啟調用。視圖設置（View Configurations）也可以被保存在本地和被使用并用于任何時候的任何PCB文件。用戶打開任何沒有相關的視圖設置（View Configurations）的PCB文件，它都將使用系統默認的配置。
注：View Configurations對話框提供層的二維色彩設置和其他系統基礎的顏色設置-這些都是系統設置，它們將用于所有的PCB文件，并且不是View Configurations的一部分。二維工作環境的顏色配置文件也可以創建并保存，并可被以用在任何時間隨時調用，視圖配置亦然。

選擇Design>>Board Layers - Colors(快捷鍵：L)從主菜單中打開View Configurations對話框。此對話框可讓您定義、編輯、加載和保存的視圖設置。它的設定是用以控制哪些層顯示、如何顯示共同對象，例如覆銅、 p，焊盤、線、字符串等、顯示網絡名和參考標記、透明層模式和單層模式顯示、三維表面透明度和顏色及三維PCB整體顯示。
用戶可以使用View Configurations對話框查看或直接從PCB的標準工具欄的下拉列表中選擇它們。圖6-17示出了視圖設置對話框。

圖6-17視圖設置

如果用戶看PCB工作區的底部，用戶會看到一系列層的標簽，用戶執行的大部分編輯動作都在某一層。
PCB編譯器中有三種層：
Electrical layers-其包括32個信號層和16個內電層。電氣層可以在Layer Stack Manager對話框中添加或移除，選擇Design>>Layer Stack Manager來顯示它。
Mechanical layers-它有16個決定板的形狀、尺寸的普通機械層（general purpose mechanical layers），包括制作的細節或任何其他機械設計的細節要求。這些層可以有選擇性地包括在打印輸出和Gerber的輸出中。您可以在View Configurations對話框中添加、刪除和命名機械層。
Special layers-其包括頂部和底部的絲網印刷層、阻焊接層和粘貼層的蒙版層錫膏層、鉆孔層、Keep-Out層（用來界定電氣界限的），多綜合層（用于多層焊盤和過孔），連接層、DRC錯誤層，柵格層和過孔洞層。

讓我們為此教程創造一個簡單的二維視圖設置。

選擇Design>>Board Layers - Colors(快捷鍵：L)打開View Configurations對話框。打開對話框，在Select PCB View Configuration下選擇動作配置。如果用戶在三維模式下，點擊二維的配置。
在Board Layers - Colors頁面中，選擇Only show layers in layer stack 和 Only show enabled mechanical layers 選項。這些設置顯示只有在堆棧中的層。
單擊在頁面上的 Used Layers On按鈕。令其只顯示正被使用的層。即是有設計在上面的層。
單擊顏色緊鄰Top Layer顯示2D System Colors對話框并從Basic顏色列表中選擇#7（黃色）。單擊OK以返回View Configurations對話框。
單擊顏色緊鄰Bottom Layer顯示2D System Colors對話框并從Basic顏色列表中選擇#228（亮綠色）。單擊OK以返回View Configurations對話框。
單擊顏色緊鄰Top Overlay顯示2D System Colors對話框并從Basic顏色列表中選擇#233（白色）。單擊OK以返回View Configurations對話框。
確定這四個Mask層和Drill Drawing層不會被確定的每個層的Show選項屏蔽顯示。
在Actions選擇中，單擊Save As view configuration并保存文件如tutorial . config_2dsimple。
單擊OK當用戶返回View Configurations對話框以應用所作改變及關閉對話框。

注：記得2D層顏色設定是基于系統的、將應用于所有PCB文件，并不是任何視圖文件的一部分。用戶可以創建、編輯和保存2D顏色設置文件從2D System Color對話框中。

Layer Stack Manager（層堆棧管理）

例子的PCB是一個簡單的設計，可以用單層板或者雙層板進行布線。如果設計較為復雜，用戶可以通過Layer Stack Manager對話框來添加更多的層。
1、選擇Design>>Layer Stack Manager (快捷鍵: D， K)，顯示層堆棧管理對話框，如圖6-18所示。
2、新的層將會添加到當前選定層的下方。層電氣屬性，如銅的厚度和介電性能，將被用于信號完整性分析。單擊OK以關閉該對話框。

圖6-18 層堆棧管理

設置新的設計規則

PCB 編輯器是一個以規則為主導的環境，這意味著，在用戶改變設計的過程中，如畫線，移動元器件，或者自動布線，Altium Designer都會監測每個動作，并檢查設計是否仍然完全符合設計規則。如果不符合，則會立即警告，強調出現錯誤。在設計之前先設置設計規則可以讓用戶集中精力設計，因為一旦出現錯誤軟件就會提示。
設計規則總共有10類，進一步化分為設計規則的類型。設計規則，包括電氣，布線，工藝，放置和信號完整性的要求。

圖6-19 設計規則

現在來設置新的設計規則，指明電源線必須的寬度。具體步驟如下：
1 、激活PCB文件，選擇菜單中的Design>>Rules。
2 、如圖6-19，PCB規則和約束限制編輯器對話框就會出現。每個規則類顯示在對話框左邊Design Rules文件夾的下面。雙擊Routing擴展，看到相關的布線規則。然后雙擊Width，顯示寬度規則。
3 、點擊選擇每條規則。當用戶點擊每條規則時，右邊的對話框的上方將顯示該規則的范圍（用戶想要的這條規則的目標），下方將顯示規則的限制。這些規則不僅是預設值，還包括了新的PCB文件創建時在PCB Board Wizard(PCB板向導)中設置的信息。
4 。點擊Width規則，顯示其范圍和約束限制。本規則適用于整個板。

圖6-20設置Width規則

Altium Designer的設計規則系統的一個強大的功能是同種類型可以定義多種規則，每個目標有不同的對象。每個規則目標的確切設置是由被規則的范圍決定義的。規則系統使用一個預定義層次，來確定規則適應對象。
例如，一塊板可以先設置一個寬度約束規則，然后地線設定第二個寬度約束規則，某些連接地的線設定第三寬度約束規則（獨立于前兩個規則）。規則按照優先順序顯示。
目前已經有一個寬度約束規則適用于整個板（寬度 = 12mil）?，F在將為12V和GND網絡添加一個新的寬度約束規則（寬度 = 25mil）。添加新的寬度約束規則，步驟如下：
1 、找到Design Rules文件夾下的Width，點擊右鍵選擇New Rule來添加一個新的寬度約束規則，只設置12V網絡。
命名為width_1的一項新的規則出現了。在Design Rules文件夾中點擊新規則，來修改線寬的范圍和約束。
2 、在Name里鍵入12V或GND。當單擊返回時，名稱會在Design Rules里自動更新。
3 、下一步使用Query Builder來設置規則的范圍，也可以隨時在范圍內直接鍵入。如果用戶覺得Query比較復雜，可以選擇Advanced選項，單擊Query Helper按鈕來使用Query Helper對話框。
4 、點擊Query Builder按鈕，在Board對話框中打開Building Query。

圖6-21 設置規則的范圍

5 、點擊Add first condition，從下拉菜單中選擇Belongs to Net。在Condition Value中，從列表中點擊并選擇網絡12V。Query Preview現在便讀到了InNet（'12v'）。
6 、點擊Add another condition來增加定義GND的寬度。選擇Belongs to Net和GND作為Condition Value。
7 、點擊AND，在下拉菜
單中選擇OR。檢查預覽顯示InNet（'12v'）OR InNet（'GND'）。
8 、單擊OK來從Board對話框中關閉Building Query。
9 、在PCB Rules的底部和Constraints Editor對話框中，點擊約束值(10mil)并鍵入新的值，將Min Width， Preferred Width和Max Width改變為25mil。新規則現在已經被設置，可以選擇設置其它規則或者保存并關閉對話框。

圖6-22新規則設置完成

10 、最后，點擊編輯原來的規則命名寬度（范圍設定為所有），并確認Min Width， Preferred Width和Max Width都設置為了12mil。單擊OK關閉該對話框。
當手工布線或者自動布線時，所有的先將會12mil寬，除了GND和12V是25mil寬。

在PCB上擺放元器件

現在我們開始擺放元器件到正確的地方。

按下快捷鍵V、D來進行放大板以及元器件。
擺放排針 Y1，將光標移到connector的輪廓的中間，點擊并按住鼠標左鍵。光標將變更為一個十字準線交叉瞄準線并跳轉到附件的參考點。同時繼續按住鼠標按鈕，移動鼠標拖動的元器件。
向著板的左手邊放置封裝（確保整個元器件保持在板的邊界內），如圖6-23。
當確定了元器件的位置后，釋放鼠標按鍵讓它落進當前區域。值得注意的是元器件的飛線隨著元件被拖動的情況。
以圖6-23為范例，重新擺放其余元器件。當用戶拖動元器件的時候可用空格鍵進行必要的旋轉（每次向逆時針方向轉90 o），使連接線如圖6-5所示。不要忘記，當用戶在擺放每一個元器件的時候要重新優化飛線。

圖6-23 元器件放置在板上

元器件文字可以通過相類似的方式重新擺放——點擊并拖拉文字，及按下空格鍵進行旋轉。
Altium Designer 同時包括強大的互動擺放的工具。讓我們使用這些以確保四個電阻器是有較佳的對齊和空間。

圖6-24元器件的重新擺放

按住SHIFT鍵，分別單擊四個電阻器進行選擇，或者點擊并拖拉選擇框包圍四個電阻器。選擇框會顯示在每個選定且顏色設置為系統所選擇顏色的元器件周圍。要改變這種顏色的設置，選擇Design>>Board Layers - Colors(快捷鍵：L)。
點擊右鍵并選擇Align>>Align(捷徑：A，A) 。在Align Objects對話框中，點擊Space Equally在Horizontal選項并按一下Top在Vertical選項中。四個電阻現在對齊并有同樣間隔。
在設計窗口中單擊其他地方，取消選擇所有電阻。

改變封裝

現在那些我們放置好的封裝里，電容的封裝相對于我們的要求太大！讓我們把它的封裝改成更小的。

首先，我們將瀏覽一個新的封裝。按一下Libraries面板，并從Libraries列表中選擇Miscellaneous Devices . IntLib。我們需要有一個較小徑向類型的封裝，所以在Filter區域內輸入rad。按一下庫名稱的旁邊的 . . . 按鈕，并在當前 library中選擇Footprints選項來顯示封裝。按一下該封裝的名字以看見關聯的封裝。封裝RAD- 0 . 1就合適了。
在 Component對話框中雙擊該電容器和改變封裝為RAD - 0 . 1。用戶可以鍵入新的封裝名稱，或者按下 . . . 按鈕，從Browse Libraries對話框中選擇一個封裝。單擊Ok，新的封裝會在板上顯示。按照要求重新定位該標識符?，F在用戶的板應看起來就像圖6-25 所示。

圖6-25 元器件使用新的封裝放置在板上

在所有元器件都擺放好后，就需要進行布線的工作了！
可以在PCB文件中，使用組合CTRL鍵和箭頭鍵（縱向或橫向）或CTRL、SHIFT和箭頭鍵移動選定的物體。選擇對象的移動基于Board Options對話框（Design ? Board Options(快捷鍵：D，O）中的當前Snap Grid設置。您可以使用對話框來設定網格預置值。使用快捷鍵G來遍歷不同的snap grid的設置值。用戶也可以使用View ? Grids子菜單或Snap Grid右鍵點擊菜單來完成。
被選擇的對象可以在按住Ctrl鍵的同時按箭頭鍵少量地移動（根據目前的Snap Grid值）。被選擇的對象也可以在按住Ctrl和Shift鍵的同時按箭頭鍵來實現大幅度的移動（Snap Grid值的10的倍數）。
手動布線
布線是在板上通過走線和過孔以連接組件的過程。Altium Designer通過提供先進的交互式式布線工具以及Situs拓撲自動布線器來簡化這項工作，只需輕觸一個按鈕就能對整個板或其中的部分進行最優化走線。
而自動布線提供了一種簡單而有力的布板方式，在有的情況下，用戶將需要精確的控制排布的線，或者用戶可能想享受一下手動布線的樂趣！在這些情況下您可以手動為部分或整個板子布線。在這一節的教程中，我們將手動對單面板進行布線，將所有線都放在板的底部。交互式布線工具可以以一個更直觀的方式，提供最大限度的布線效率和靈活性，包括放置導線時的光標導航、接點的單擊走線、推擠或繞開障礙、自動跟蹤已存在連接等等，這些操作都是基于可用的設計規則進行的。
我們現在在"ratsnest "連接線的引導下在板子底層放置導線。
在PCB上的線是由一系列的直線段組成的。每一次改變方向即是一條新線段的開始。此外，默認情況下， Altium Designer會限制走線為縱向、橫向或45 °的方向，讓您的設計更專業。這種限制可以進行設定，以滿足用戶的需要，但對于本教程，我們將使用默認值。

用快捷鍵L以顯示View Configurations對話框，其中可以使能及顯示Bottom Layer。在Signal Layers區域中選擇在Bottom Layer旁邊的Show選項。單擊OK，底層標簽就顯示在設計窗口的底部了。
在菜單中選擇Place>>Interactive Routing (快捷鍵：P、T)或者點擊Interactive Routing按鍵。光標將變為十字準線十字，顯示用戶是在線放置模式中。
圖6-26 手動布線檢查文檔工作區底部的層標簽。Top Layer標簽當前應該是激活的。通過按下*鍵，來在不退出走線模式的情況下切換到底層。此鍵在可用信號層中循環。Bottom Layer標簽會被激活。
將光標定位在排針 Y1較低的焊盤。點擊或按下ENTER ，以確定線的第一點起點。
將游標移向電阻R1底下的焊盤。注意：線段是如何跟隨光標路徑來在檢查模式中顯示的（圖6-26）。檢查的模式表明他們還沒被放置。如果用戶沿光標路徑拉回，未連接線路也會隨之縮回。在這里，用戶有兩種走線的選擇：

1>CTRL+ 單擊使用Auto-Complete功能，并立即完成布線（此技術可以直接使用在焊盤或連接線上）。起始和終止焊盤必須在相同的層內布線才有效，同時還要求板上的任何的障礙不會妨礙Auto-Complete的工作。對較大的板，Auto-Complete路徑可能并不總是有效的，這是因為走線路徑是一段接一段地繪制的，而從起始焊盤到終止焊盤的完整繪制有可能根本無法完成。

2>使用ENTER或點擊來接線，用戶可以直接對目標R1的引腳接線。這種方法為走線提供了控制，并且能最小化用戶操作的數量。

未被放置的線用虛線表示，被放置的線用實線表示。
使用上述任何一種方法，來在板上的其他元器件之間布線。圖6-26顯示了一個手工布線的板。
保存設計(快捷鍵：F，S或者Ctrl + S)。

Altium Designer的交互式布線工具提供了可以用來解決布線時的沖突與障礙的功能。在交互式布線模式下，通過使用SHIFT+R來遍歷這些模式?？捎玫哪Ｊ接校?br/>Push——這種模式將試圖移動目標（線和孔），它們可以被重定位來適應新的布線。
Wwalkaround——這種模式將試圖找到一個布線路徑繞過已經存在的障礙而不去移動它們。
Hug＆Push——這種模式結合了Walkaround和Push的功能。它會繞過障礙，然而也會考慮采用Push模式來對待固定的障礙。
Ignore——這種模式可讓用戶在任何地方布線。
在交互式布線過程中，如果嘗試布線到一個區域，使用Push or Hug - Push模式仍然無法完成布線，無法完成布線的提示便會立即出現（圖6-27）。

圖6-27 Push or Hug - Push模式仍然無法完成布線，會立即出現提示

關于布線的幾點提示

布線的時候請記住以下幾點：
?點擊或按下ENTER，來放置線到當前光標的位置。檢查模式代表未被布置的線，已布置的線將以當前層的顏色顯示為實體。
?在任何時候使用CTRL+單擊來執行自動完成連線。起始和終止引腳必須在同一層上，并且沒有不能解決的沖突與障礙。
?利用Shift + R來遍歷Push，Walkaround，Hug and Push以及Ignore模式。

圖6-28 雙層手動布線

?使用Shift +SPACEBAR來選擇各種線的角度模式。角度模式包括：任意角度，45 °，弧度45 °，90 °和弧度90 °。按空格鍵切換角度。
?在任何時間按END鍵來刷新屏幕。
?在任何時間使用V，F重新調整屏幕以適應所有的對象。
?在任何時候按PAGE UP和PAGE DOWN鍵，以光標位置為核心，來縮放視圖。使用鼠標滾輪向左邊和右邊平移。按住CTRL鍵，用鼠標滾輪來進行放大和縮小。
?按BACKSPACE鍵，來取消放置上一條線。
?當用戶完成布線并希望開始一個新的布線時，右鍵單擊或按下ESC鍵。
?防止不小心連接了不應該連接在一起的引腳。
Altium Designer不斷的監察板的連通性，并防止用戶在連接方面的失誤。
?要刪除線，單擊選擇它。它的編輯操作就會出現（其余的線將突出）。按下DELETE鍵來清除所選的線段。
?重布線是非常簡便的——當用戶布置完一條線并右擊完成時，多余的線段會被自動清除。
?完成PCB上的所有連線后，如圖6-28所示，右鍵單擊或者按下ESC鍵以退出防止放置模式。

板的自動布線

請完成以下步驟，用戶會發現使用Altium Designer軟件是如此的方便。
1 . 首先，選擇取消布線，Tools>>Un-Route>>All，(快捷鍵：U，A) 。
2 . 選擇Auto Route>>All。Situs Routing Strategies對話框彈出。按一下Route All。Messages顯示自動布線的過程。
Situs autorouter提供的結果可以與一名經驗豐富的設計師相比，如圖6-29所示，因為它直接在PCB的編輯窗口下布線，而不用考慮輸入和輸出布線文件。
3 . 選擇File>>Save (快捷鍵：F，S)來儲存用戶設計的板。
注：線的放置由autorouter通過兩種顏色來呈現：紅色，表明該線在頂端的信號層；藍色，表明該線在底部的信號層。要用于自動布線的層在PCB Board Wizard中的Routing Layers設計規則中指定。此外，注意電源線和地線要設置的寬一些。
如果您設計中的布線與圖6-28所示的不完全一樣，也是正確的，因為元器件擺放位置不完全相同，布線也會不完全相同。

因為最初在PCB Board Wizard中確定我們的板是雙面印刷電路板，用戶可以使用頂層和底層進行手工布線。為此，從菜單中選擇Tools>>Un-Route>>All，[快捷鍵：U，A]來取消布線。和以前一樣開始布線，在放置線的時候使用*鍵來切換層。 Altium Designer軟件在切換層的時候會自動的插入必要的過孔。

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