Altium Designer 23原理图及PCB设计教程 姜杰 周润景 张震宇 徐宏伟
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- 作者：姜杰 周润景 张震宇 徐宏伟
- 出版时间：2024/7/1
- ISBN：9787111755494
- 出 版 社：机械工业出版社
- 中图法分类：TN410.2
- 页码：
- 纸张：胶版纸
- 版次：
- 开本：16开
本书内容是基于Altium Designer 23软件平台编写的，通过单片机应用实例，按照实际的设计步骤讲解Altium Designer 23的使用方法，详细介绍Altium Designer的操作步骤。本书主要内容包括：Altium Designer环境设置、库操作、原理图绘制、原理图绘制的优化方法、PCB的基础知识、PCB布局规则、PCB布线规则、PCB后续设计、报表文件和光绘文件的输出。读者在熟悉Altium Designer 23软件操作的同时，可以进一步掌握电子产品的设计思路。
本书可作为普通高校电子信息、通信、自动化、计算机等专业课程的教材，也可作为从事PCB设计的工程技术人员的参考书。
本书配有电子课件和相应的工程源文件，读者可登录www.cmpedu.com注册后下载，或注明姓名、学校等信息后发邮件至jinacmp@163.com索取。
本书遵循教指委相关指导文件和高等院校学生学习规律编写而成。践行四新理念，融入思政元素，注重理论与实践相结合。
前 言
在当前伟大的社会主义现代化建设征程中，教育、科技、人才被赋予了基础性、战略性的使命，正如党的二十大报告所强调的：“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，开辟发展新领域新赛道，不断塑造发展新动能新优势。”所以，不论是在校接受高等教育的学生，还是广大科研工作者，要想成为一名适应时代发展的科技人才，必须不断更新知识，不断提高科技创新能力，尤其是在电子技术领域，新技术层出不穷，日新月异，需要不断学习和实践。Altium Designer是国内外多年来被广泛使用的电路设计自动化、一体化的电子产品开发软件，现已成为市场上常用的印制电路板设计工具，应用于电子产品的设计、开发和制造等领域。
Altium Designer 23不仅在原理图输入、PCB设计和数据管理等关键领域进行了改进，而且在使用体验上追求更高的完善度，为用户提供更为优越的操作体验。因此，本书编者紧密关注软件的升级与优化，在编写时对书中内容进行了相应的调整与更新，确保读者能够更好地理解和应用这一软件。
在编写本书的过程中，编者秉承科技强国、育人育才的理念。读者通过阅读本书将进一步了解Altium Designer 23的设计环境、功能特性，并能运用在实践工作中，不仅可以为个人的职业发展打下坚实基础，也将为国家科技进步、创新驱动发展发挥自己的作用。
本书共分10章，以电子产品设计的完整过程为主线，涵盖了库元器件的绘制、原理图的绘制，以及PCB的布局、布线等关键内容。通过阅读本书，读者不仅能够全面认识PCB设计，还将具备设计电路板的实际操作能力。尽管Altium Designer 23功能丰富多样，但由于篇幅限制，本书将聚焦于介绍相对核心实用的功能，以确保读者能够迅速地掌握关键技能。
第1章Altium Designer的介绍：主要介绍了Altium Designer的发展历史和特点。
第2章元器件库的创建：主要讲解了如何创建原理图元器件库、PCB元器件库和元器件集成库。
第3章绘制电路原理图：主要介绍了原理图的绘制环境和如何实现从设计到图形的转变。
第4章电路原理图绘制的优化方法：主要介绍了4种原理图优化的方法及其他参数的优化设计。
第5章PCB设计预备知识：主要介绍了PCB的基础知识，包括层的管理、封装的定义和电路板的尺寸定义等。
第6章PCB设计基础：主要介绍了PCB的设计环境和一些必要的参数设置。
第7章元器件布局：主要介绍了PCB布局规则设置、布局方法和布局注意事项。
第8章PCB布线：主要介绍了布线的基本规则、布线前规则的设置、布线策略的设置、布线方法和设计规则检查等。
第9章PCB后续设计：主要介绍了完成PCB布局、布线后应该做的一些后续工作，包括测试点的设置、补泪滴、包地和铺铜以及3D环境下的精确测量等。
第10章PCB的输出：主要介绍了PCB加工方需要的输出文件并介绍了输出方法。
本书具有以下特色：
1．注重基础。本书为了使读者能够零基础开始学习，对很多基础概念进行了全面讲解和扩展，通过本书读者能够更全面地学习和掌握PCB设计的整个过程。
2．注重实用。本书采用一个具体的电路设计实例贯穿全书，对其做全面分析，并适当地讲解电路设计在每个环节的注意事项，克服了空洞的文字描述的缺点。
3．注重经验。本书语言简洁易懂，但并不是简单的使用说明书，在电路设计过程中的总结是编者多年工作经验的积累，有助于用户提高设计质量与设计效率。
4．注重全面。本书除第1章以外均附有习题，可使读者更容易复习和掌握课程的内容。
本书的编写分工如下：姜杰编写了第1、2章，徐宏伟编写了第3、4章，张震宇编写了第6、9章，其余章节由周润景编写。
由于编者水平有限，书中难免有疏漏和不足之处，敬请读者批评指正！
作 者
高等院校教师
目 录
前 言
第1章 Altium Designer的介绍1
1.1 Protel的产生及发展1
1.2 Altium Designer的优势及特点3
1.3 PCB设计的工作流程5
1.4 Altium Designer的安装6
1.4.1 硬件环境需求6
1.4.2 安装Altium Designer6
1.4.3 启动Altium Designer11
1.5 切换英文编辑环境到中文编辑环境15
1.6 Altium Designer的各个编辑环境17
第2章 元器件库的创建20
2.1 原理图概述20
2.2 创建原理图元器件库21
2.2.1 原理图库文件编辑环境21
2.2.2 工具栏应用介绍23
2.2.3 绘制元器件23
2.2.4 库文件输出报表41
2.3 创建PCB元器件库44
2.3.1 使用PCB器件向导制作元器件封装44
2.3.2 手动绘制元器件的封装47
2.3.3 采用编辑方式制作元器件封装54
2.4 创建元器件集成库56
习题62
第3章 绘制电路原理图63
3.1 绘制电路原理图的原则及步骤63
3.2 对原理图的操作64
3.2.1 创建原理图文件64
3.2.2 原理图编辑环境的设置64
3.2.3 原理图纸的设置66
3.2.4 原理图系统环境参数的设置69
3.3 对元器件库的操作74
3.3.1 【Components】面板74
3.3.2 加载和卸载元器件库75
3.4 对元器件的操作77
3.4.1 元器件的查找77
3.4.2 元器件的放置82
3.4.3 编辑元器件的属性设置83
3.4.4 调整元器件的位置89
3.5 电路原理图的绘制89
3.5.1 原理图连接工具介绍90
3.5.2 元器件的电气连接90
3.5.3 放置网络标签91
3.5.4 放置输入/输出端口92
3.5.5 放置电源或地端口93
3.5.6 放置忽略电气规则（ERC）检查符号94
3.5.7 放置PCB布局标志95
3.5.8 原理图布线注意事项97
3.6 电路原理图绘制相关技巧98
3.6.1 页面的缩放和移动98
3.6.2 工具栏的打开与关闭98
3.6.3 元器件的复制、剪切、粘贴与删除99
3.7 实例介绍103
3.8 编译项目及查错104
3.8.1 设置项目选项104
3.8.2 编译项目的同时查看系统信息107
3.9 生成原理图网络表文件108
3.10 生成和输出各种报表和文件109
3.10.1 输出元器件报表109
3.10.2 输出整个项目原理图的元器件报表111
习题112
第4章 电路原理图绘制的优化方法113
4.1 使用网络标号进行电路原理图绘制的优化113
4.2 使用端口进行电路原理图绘制的优化117
4.3 使用自上而下的层次电路设计方法优化绘制118
4.4 使用自下而上的层次电路设计方法优化绘制124
4.5 层次设计电路的特点127
4.6 在电路原理图中标注元器件其他相关参数优化绘制127
习题128
第5章 PCB设计预备知识129
5.1 印制电路板的构成及其基本功能129
5.1.1 印制电路板的构成129
5.1.2 印制电路板的功能130
5.2 PCB制造工艺流程131
5.3 PCB中的名称定义132
5.4 PCB板层133
5.4.1 PCB分类133
5.4.2 Altium Designer中的板层管理134
5.5 Altium Designer中的分层设置136
5.6 元器件封装技术137
5.6.1 元器件封装的具体形式137
5.6.2 Altium Designer中的元器件及封装139
5.6.3 元器件引脚间距145
5.7 电路板的形状及尺寸定义145
5.8 印制电路板设计的一般原则146
5.9 电路板测试149
习题150
第6章 PCB设计基础151
6.1 创建PCB文件和PCB设计环境152
6.2 元器件在Altium Designer中的验证153
6.3 规划电路板及参数设置160
6.4 电路板系统环境参数的设置163
6.5 载入网络表171
习题175
第7章 元器件布局176
7.1 自动布局176
7.1.1 布局规则设置176
7.1.2 元器件自动布局182
7.2 元器件的排列和手动布局185
7.2.1 元器件的排列185
7.2.2 手动布局186
7.3 PCB布局注意事项189
习题191
第8章 PCB布线192
8.1 布线的基本规则192
8.2 布线前规则的设置193
8.2.1 电气规则（Electrical）设置193
8.2.2 布线规则（Routing）设置198
8.2.3 用规则向导对规则进行设置211
8.3 布线策略的设置216
8.4 自动布线218
8.5 手动布线225
8.6 混合布线228
8.7 差分对布线231
8.8 ActiveRoute布线239
8.9 设计规则检查241
习题245
第9章 PCB后续设计246
9.1 添加测试点246
9.1.1 设置测试点设计规则246
9.1.2 自动搜索并创建合适的测试点249
9.1.3 手动创建测试点251
9.1.4 放置测试点后的规则检查252
9.2 补泪滴254
9.3 包地255
9.4 铺铜256
9.5 添加过孔263
9.6 PCB设计的其他功能264
9.6.1 在完成布线的PCB中添加新元器件264
9.6.2 重编元器件标号273
9.6.3 放置文字标注275
9.6.4 项目元器件封装库276
9.6.5 在原理图中直接更换元器件281
9.6.6 在3D环境下精确测量282
习题284
第10章 PCB的输出285
10.1 PCB报表输出285
10.1.1 电路板信息报表285
10.1.2 元器件报表288
10.1.3 元器件交叉参考报表291
10.1.4 网络状态表291
10.1.5 测量距离292
10.2 创建Gerber文件293
10.3 创建钻孔文件298
10.4 用户向PCB加工厂商提交的信息300
10.5 PCB和原理图的交叉探针301
10.6 智能PDF向导302
习题308
参考文献309
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