項(xiàng)目1--單面PCB的設(shè)計(jì)與制作-任務(wù)1解析

1、印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造項(xiàng)目項(xiàng)目1 1 單面單面PCBPCB的設(shè)計(jì)與制作的設(shè)計(jì)與制作任務(wù)任務(wù)1 繪制擴(kuò)音機(jī)原理圖繪制擴(kuò)音機(jī)原理圖印制板電路板的設(shè)計(jì)與制造印制板電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造任務(wù)任務(wù)1 繪制擴(kuò)音機(jī)原理圖繪制擴(kuò)音機(jī)原理圖1.1 認(rèn)知認(rèn)知Altium Designer Summer 09設(shè)計(jì)環(huán)境設(shè)計(jì)環(huán)境1.2 原理圖繪制軟件的使用原理圖繪制軟件的使用 1.3 繪制擴(kuò)音機(jī)原理圖繪制擴(kuò)音機(jī)原理圖 印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造1.1 認(rèn)知認(rèn)知Altium Designer Summer 09設(shè)計(jì)環(huán)境設(shè)計(jì)環(huán)境1.1.1 軟件

2、的組成軟件的組成1Altium Designer軟件發(fā)展歷程軟件發(fā)展歷程1985 年年 誕生誕生 dos 版版 Protel 1991 年年 Protel for Widows 1997 年年 Protel98 這個(gè)這個(gè) 32 位產(chǎn)品是第一個(gè)包含位產(chǎn)品是第一個(gè)包含 5 個(gè)核心模個(gè)核心模塊的塊的 EDA 工具工具 1999 年年 Protel99 構(gòu)成從電路設(shè)計(jì)到真實(shí)板分析的完整體構(gòu)成從電路設(shè)計(jì)到真實(shí)板分析的完整體系。系。2000 年年 Protel99se 性能進(jìn)一步提高，可以對(duì)設(shè)計(jì)過程有更性能進(jìn)一步提高，可以對(duì)設(shè)計(jì)過程有更大控制力。大控制力。印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造200

3、2 年年 Protel DXP 集成了更多工具，使用方便，功能更強(qiáng)集成了更多工具，使用方便，功能更強(qiáng)大。大。2003 年年 Protel 2004 對(duì)對(duì)Protel DXP進(jìn)一步完善。進(jìn)一步完善。2006 年年 Altium Designer 6.0成功推出，集成了更多工具，成功推出，集成了更多工具，使用方便，功能更強(qiáng)大，特別在使用方便，功能更強(qiáng)大，特別在PCB設(shè)計(jì)這一塊性能大大設(shè)計(jì)這一塊性能大大提高。提高。2008 年年 Altium Designer Summer 8.0 將將ECAD和和MCAD兩兩種文件格式結(jié)合在一起。種文件格式結(jié)合在一起。2008 年年 Altium Designer

4、 Winter 09推出。推出。2009年年7月月 Altium Designer Summer 09 為適應(yīng)日新月異的為適應(yīng)日新月異的電子設(shè)計(jì)技術(shù)，電子設(shè)計(jì)技術(shù)，Altium于于2009年年7月在全球范圍內(nèi)推出最新版月在全球范圍內(nèi)推出最新版本本Altium Designer Summer 09。Summer 09的誕生延續(xù)了的誕生延續(xù)了連續(xù)不斷的新特性和新技術(shù)的應(yīng)用過程。連續(xù)不斷的新特性和新技術(shù)的應(yīng)用過程。印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造2.Altium Designer Summer 09的組成的組成 原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)（原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)（SCH）主要用于電路原理圖的設(shè)計(jì)，主要用于電

5、路原理圖的設(shè)計(jì)，為印刷電路板的制作進(jìn)行前期的準(zhǔn)備工作，主要表現(xiàn)為印刷電路板的制作進(jìn)行前期的準(zhǔn)備工作，主要表現(xiàn)了電路的原理連接，相對(duì)比較直觀。了電路的原理連接，相對(duì)比較直觀。印制電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)（印制電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)（PCB）這部分系統(tǒng)則主要用于這部分系統(tǒng)則主要用于印刷電路板的設(shè)計(jì)，印刷電路板的生產(chǎn)車間就是根據(jù)印刷電路板的設(shè)計(jì)，印刷電路板的生產(chǎn)車間就是根據(jù)由它生成的由它生成的PCB文件進(jìn)行文件進(jìn)行PCB板的生產(chǎn)。板的生產(chǎn)。FPGA系統(tǒng)系統(tǒng)用戶可以用該系統(tǒng)進(jìn)行可編程邏輯器件的用戶可以用該系統(tǒng)進(jìn)行可編程邏輯器件的設(shè)計(jì)，并將設(shè)計(jì)完成之后生成的熔絲文件記錄到邏輯設(shè)計(jì)，并將設(shè)計(jì)完成之后生成的熔絲文件記錄到邏輯

6、器件中，即可制作具備特定功能的元器件。器件中，即可制作具備特定功能的元器件。VHDL系統(tǒng)系統(tǒng)主要用來進(jìn)行硬件的編程工作。主要用來進(jìn)行硬件的編程工作。印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造3.Altium Designer Summer 09的功能的功能 （1）電路原理圖設(shè)計(jì)）電路原理圖設(shè)計(jì)繪制和編輯電路原理圖；繪制和編輯電路原理圖；制作和修改原理圖元件符號(hào)或元件庫；制作和修改原理圖元件符號(hào)或元件庫；生成原理圖與元件庫的各種報(bào)表。生成原理圖與元件庫的各種報(bào)表。（2）印制電路板設(shè)計(jì)）印制電路板設(shè)計(jì)印制電路板設(shè)計(jì)與編輯；印制電路板設(shè)計(jì)與編輯；元件的封裝制作與管理；元件的封裝制作與管理；板型的設(shè)

7、置與管理。板型的設(shè)置與管理。印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造（3）電路的仿真）電路的仿真（4）可編程邏輯電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)）可編程邏輯電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)（5）信號(hào)完整性分析）信號(hào)完整性分析1.1.2 主窗口主窗口 用鼠標(biāo)雙擊桌面的用鼠標(biāo)雙擊桌面的 圖標(biāo)，啟動(dòng)圖標(biāo)，啟動(dòng)Altium Designer Summer09后便可進(jìn)入主窗口，如圖后便可進(jìn)入主窗口，如圖1-1所示。用戶可以所示。用戶可以用該窗口進(jìn)行文件操作。用戶可以使用該窗口進(jìn)行項(xiàng)目文用該窗口進(jìn)行文件操作。用戶可以使用該窗口進(jìn)行項(xiàng)目文件的操作，如創(chuàng)建項(xiàng)目、打開文件等。件的操作，如創(chuàng)建項(xiàng)目、打開文件等。 主窗口主要包括主窗口主要包括6個(gè)部分

8、，分別為菜單欄、工具欄、工作個(gè)部分，分別為菜單欄、工具欄、工作窗口、工作面板、面板控制欄及導(dǎo)航欄。窗口、工作面板、面板控制欄及導(dǎo)航欄。 印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造圖圖1-1 主窗口主窗口印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造1.菜單欄菜單欄 如圖1-2所示，包括1個(gè)用戶配置按鈕 及“File”（文件）、“View”（視圖）、“Project” （項(xiàng)目）、“Window”（窗口）和“Help”（幫助）5個(gè)菜單。（1）用戶配置按鈕 此菜單用于系統(tǒng)的配置（2）“File”（文件）菜單 圖圖1-2 菜單欄菜單欄印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造此菜單主要用于文件的新建

9、、打開和保存。（3）“View”（視圖）菜單 此菜單用于工具欄、工作窗口面板、命令行以及狀態(tài)欄的顯示和隱藏。（4） “Project” （項(xiàng)目）菜單 此菜單主要用于項(xiàng)目文件的管理，包括項(xiàng)目文件的編譯、添加、刪除、顯示項(xiàng)目文件的不同點(diǎn)和版本控制等命令。（5）“Window”（窗口）菜單印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造 用于對(duì)窗口進(jìn)行縱鋪、橫鋪、打開、隱藏以及關(guān)閉等操作。（6）“Help”（幫助）菜單 用于打開各種幫助信息。 2. 工具欄工具欄 主工具欄有 3個(gè)按鈕， 分別是新建一個(gè)文件、打開已存在的文件和打開設(shè)備視圖頁面。印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造3. 工作窗口工作

10、窗口 圖圖1-6 工作窗口的工作窗口的“Home Page”（主頁）視圖（主頁）視圖印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造4.工作面板工作面板使用工作面板是為了便于設(shè)計(jì)過程中的快捷操作。Altium Designer Summer 09啟動(dòng)后，系統(tǒng)將自動(dòng)激活“File”（文件）面板、“Project”（項(xiàng)目）面板、和“Navigator”（導(dǎo)航）面板?？梢詥螕裘姘宓撞康臉?biāo)簽在不同的面板之間進(jìn)行切換。 印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造1.1.3 文件管理系統(tǒng)文件管理系統(tǒng) 1項(xiàng)目文件項(xiàng)目文件 Altium Designer Summer09支持項(xiàng)目級(jí)別的文件管理，在一個(gè)項(xiàng)目文件里

11、包括設(shè)計(jì)中生成的一切文件。2自由文件自由文件 獨(dú)立于項(xiàng)目文件之外的文件。 印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造1.1.4 項(xiàng)目文件的操作項(xiàng)目文件的操作 1項(xiàng)目文件的創(chuàng)建項(xiàng)目文件的創(chuàng)建 方法：方法：?jiǎn)螕魣D1-1所示的“File”（文件）菜單“New”（新建）“Project”（項(xiàng)目）“PCB Project” （印制電路板項(xiàng)目） ；在圖1-10所示的“Project”（項(xiàng)目）面板中將出現(xiàn)一個(gè)新的PCB項(xiàng)目文件，“PCB Project1”為新建PCB項(xiàng)目默認(rèn)名稱，執(zhí)行項(xiàng)目命令菜單中的印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造執(zhí)行項(xiàng)目命令菜單中的“Save Project As”（項(xiàng)目另

12、存為），則彈出“項(xiàng)目另存為”對(duì)話框。選擇保存路徑并輸入項(xiàng)目名稱“MYEX1.PrjPCB”，單擊保存按鈕后，即可建立PCB項(xiàng)目MYEX1的文件夾。 印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造2.項(xiàng)目文件的打開項(xiàng)目文件的打開具體步驟是：具體步驟是：?jiǎn)螕魣D1-1所示的“File”（文件）菜單“Open Project”（打開項(xiàng)目文件），在彈出的對(duì)話框中選擇要打開的項(xiàng)目的路徑，找到要打開的項(xiàng)目文件后，單擊“OK”按鈕即可。 3項(xiàng)目文件的關(guān)閉項(xiàng)目文件的關(guān)閉具體步驟具體步驟：鼠標(biāo)右鍵單擊要關(guān)閉的項(xiàng)目文件，在他彈出的菜單中選擇“Close Project” （關(guān)閉項(xiàng)目文件）即可。 印制電路板的設(shè)計(jì)與制造

13、印制電路板的設(shè)計(jì)與制造1.2 原理圖編輯器的基本用法原理圖編輯器的基本用法1.2.1 原理圖設(shè)計(jì)流程原理圖設(shè)計(jì)流程 1電路原理圖的概念電路原理圖的概念電路原理圖是指電路中各個(gè)元器件的電氣連接關(guān)系的圖紙。2原理圖的設(shè)計(jì)流程原理圖的設(shè)計(jì)流程原理圖繪制的基本流程如圖1-12所示。圖圖1-12 原理圖繪制流程原理圖繪制流程印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造1.2.2 啟動(dòng)原理圖編輯器啟動(dòng)原理圖編輯器1、創(chuàng)建原理圖文件、創(chuàng)建原理圖文件 方法一：執(zhí)行“File”（文件）菜單“New”（新建）“Schematic”（原理圖）創(chuàng)建原理圖文件。 方法二：用鼠標(biāo)右鍵單擊項(xiàng)目文件名，在彈出的菜單中選擇“A

14、dd New to Project”（添加新文件到項(xiàng)目）“Schematic”（原理圖）新建原理圖文件。2、保存、保存 用鼠標(biāo)右鍵單擊原理圖文件“Sheet1.SchDoc”，在彈出的菜單中選擇Save As，屏幕彈出一個(gè)對(duì)話框，將文件改名為“穩(wěn)壓電源”并保存。 印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造1.2.3 設(shè)置圖樣參數(shù)設(shè)置圖樣參數(shù) 方法一：雙擊圖樣邊框方法二：執(zhí)行菜單“Design” “Document Option” 文檔選項(xiàng)選中“Sheet Option” 選項(xiàng)卡進(jìn)行圖樣設(shè)置。 圖紙尺寸印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造1.2.4 加、卸載元器件庫加、卸載元器件庫 單

15、擊原理圖編輯器右側(cè)的“Libraries”（元器件庫）標(biāo)簽，彈出元器件庫面板。單擊 “Libraries” 按鈕，彈出下面的對(duì)話框。 印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造單擊“Install” 按鈕，屏幕彈出“打開”元件庫對(duì)話框，選中元件庫，單擊打開完成元器件庫的加載。添加庫按鈕印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造1.2.5 放置元器件放置元器件 1、元器件放置、元器件放置（1）通過元器件庫控制面板放置元器件 打開“Libraries” 面板，加載Miscellaneous Device.IntLib庫。在元器件列表中找到2N3904單擊“Place 2N3904”按鈕，將光標(biāo)

16、移動(dòng)到工作區(qū)中，此時(shí)元器件以虛框的形式粘在光標(biāo)上，將此元件移動(dòng)到合適位置，再次單擊鼠標(biāo)，元器件就放置到圖紙上了，如圖1-21所示。 印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造（2）通過菜單放置元器件 執(zhí)行菜單“Place”（放置）“Part”（元件），系統(tǒng)彈出如圖1-22所示對(duì)話框，在該對(duì)話框中，印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造可以設(shè)置放置元件的有關(guān)屬性。圖圖1-22 “Place Part”對(duì)話框?qū)υ捒蛴≈齐娐钒宓脑O(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造2元器件屬性編輯元器件屬性編輯當(dāng)元器件處于虛框狀態(tài)時(shí)，按鍵盤上的Tab鍵，系統(tǒng)彈出元件屬性對(duì)話框，如右圖所示此時(shí)可以修改元件的屬性。印

17、制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造1.2.6 放置電源和地符號(hào)放置電源和地符號(hào) 執(zhí)行菜單命令“Place”（放置）“Power Port”（電源端口），或單擊布線工具欄上的第5個(gè)按鈕或第6個(gè)按鈕 ，然后按Tab鍵打開電源端口屬性對(duì)話框 。印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造1.2.7 連線連線 單擊連線工具欄的 按鈕，光標(biāo)變?yōu)椤啊毙?，系統(tǒng)處于繪制導(dǎo)線狀態(tài)。若此時(shí)按下鍵，系統(tǒng)會(huì)彈出導(dǎo)線屬性，可以修改導(dǎo)線的顏色和粗細(xì)。 將光標(biāo)移至所需位置，單擊鼠標(biāo)左鍵，定義導(dǎo)線起點(diǎn)，將光標(biāo)移至下一位置，再次單擊鼠標(biāo)左鍵，完成兩點(diǎn)連接，如圖1-28所示。單擊鼠標(biāo)右鍵，則退出畫線狀態(tài)。印制電路板的設(shè)計(jì)

18、與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造1.2.8 編譯及錯(cuò)誤檢查編譯及錯(cuò)誤檢查 對(duì)于簡(jiǎn)單電路，通過自己瀏覽就能看出電路中存在的錯(cuò)誤，但對(duì)于復(fù)雜電路的電路原理圖，單靠觀察是不太可能查找到電路編輯過程中的所有錯(cuò)誤。為此Altium Designer提供了編譯和檢錯(cuò)的功能，執(zhí)行編譯后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)在原理圖中有錯(cuò)誤的地方加以標(biāo)記，從而方便用戶檢查錯(cuò)誤，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。 對(duì)原理圖進(jìn)行編譯，也叫ERC（Electrical Rule Check）。在進(jìn)行ERC之前，根據(jù)需要可以對(duì)ERC規(guī)則進(jìn)行設(shè)置。印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造1.3 繪制擴(kuò)音機(jī)原理圖繪制擴(kuò)音機(jī)

19、原理圖 圖圖 1-31印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造1.3.1 新建原理圖文件新建原理圖文件 執(zhí)行菜單命令FileNewProjectPCB Project，系統(tǒng)自動(dòng)建立了一個(gè)名為PCB_ Project1.PrjPcb的項(xiàng)目文件。然后在此文件名上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇Save Project，將項(xiàng)目文件命名為：擴(kuò)音機(jī).PrjPcb，并保存在指定文件夾下。圖圖 1-31印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造 執(zhí)行菜單命令File New Schematic創(chuàng)建原理圖文件。系統(tǒng)在擴(kuò)音機(jī)項(xiàng)目文件夾下建立了原理圖文件Sheet1.SchDoc并進(jìn)入原理圖設(shè)計(jì)界面。用鼠標(biāo)

20、右鍵單擊原理圖文件“Sheet1.SchDoc”，在彈出的菜單中選擇Save，屏幕彈出一個(gè)對(duì)話框，將文件改名為“擴(kuò)音機(jī)”并保存在與項(xiàng)目文件相同的文件夾下。1.3.2 設(shè)置圖樣、加載元器件庫設(shè)置圖樣、加載元器件庫1.設(shè)置圖樣參數(shù)設(shè)置圖樣參數(shù)印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造圖圖1-32 圖樣參數(shù)設(shè)置圖樣參數(shù)設(shè)置印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造2.加載元器件加載元器件 按照前面元器件庫的添加方法，在原有元件庫的基礎(chǔ)上添加Altium Designer Summer 09安裝目錄下LibrayTexas Instruments TI Operational Amplifier.

21、IntLib和LibrayMotorolaMotorola Power Mgt Voltage Regulator. IntLib兩個(gè)集成元件庫。1.3.3 繪制擴(kuò)音機(jī)電源電路繪制擴(kuò)音機(jī)電源電路印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造 按照表1-1進(jìn)行元器件參數(shù)設(shè)置，其中封裝未列入表中，按元器件自身默認(rèn)封裝設(shè)置。Designator(編號(hào)編號(hào))Comment(注釋注釋)LibRef(參考庫參考庫)Quantity(數(shù)量數(shù)量)C14700uFCap Pol21C2, C3105Cap2C4470uFCap Pol21D1, D2, D3, D41N4007Diode 1N40074U1MC7812ACTMC7812ACT1表表1-1印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造1.放置擴(kuò)音機(jī)電源元器件放置擴(kuò)音機(jī)電源元器件2.連線連線1.3.4 繪制擴(kuò)音機(jī)功率放大電路繪制擴(kuò)音機(jī)功率放大電路印制電路板的設(shè)計(jì)與制造印制電路板的設(shè)計(jì)與制造Designator(編號(hào))Comment(注釋)