Altium Designer使用方法

  • 建立工程
  1. 打开AD，会出现一个默认的工作区，WorkSpace1.DsnWrk，我们可以保存它到自己指定的位置，然后重命名，例如重命名为MyWorkSpace.DsnWrk；然后右击MyWorkSpace.DsnWrk，添加新的工程->添加PCB工程：

我们也可以添加其他的工程到工作区，例如集成库，集成库是将原理图库和PCB库进行集成，可以有效地对已经确认无误的库内容进行保护，可以尝试使用构建自己的集成库。

  1. 然后添加原理图库，我们也可以添加我们需要的其他图示工程文件，如原理图文件，PCB文件，PCB库这些我们比较常用：

原理图库编辑技巧：

  1. 我们可以在同一个workspace中打开两个原理图库（不需要再同一个工程），并复制一个库中的component到另一个原理图库中，另外我们也可以自己画原理图库, 元器件的属性详解如下，可以自行设置：

属性类别

功能及设置

Default Designator

标号 U?/R?/C?/LED?……

Default Comment

名称 一般直接写component名称

Description

描述说明 对component简单描述

Sysbol Reference

默认 不用管

Models

添加封装

引脚PIN

双击引脚 编辑引脚属性

Display Name

名称标识(引脚功能)

Designator

标识符 即引脚序号

电气类型

Passive/Input/Output/IO/

描述
  1. 原理图库编辑完毕可以在右侧properties侧边栏中添加footprint

点击Add，弹出窗口：

下面一栏用于选择PCB库的路径，我们选择任意，意思是使用同一个工程中存在的PCB库，上面一栏点击预览选择对应的封装，点击管脚映射编辑管脚映射。

或者点击符号管理器（如下图，工具菜单中也有）：

弹出以下窗口：

点击add Footprint，然后同上。

  1. 原理图中画线时起点和终点必须要和栅格对齐，如果需要取消对齐可以在画线是按住ctrl
  1. 同样，我们可以在工程中添加PCB库；

PCB库添加component的几种方式：

  1. 可以使用IPC Compliant Footprint Wizard（Compliant意思是兼容的，即兼容IPC标准的封装生成器）进行生成,使用IPC Compliant FootPrint Wizard进行生成时，只需填入数据手册的参数即可，软件会全部帮你计算（推荐使用，可能封装不是很全）;
  2. 也可以使用（Component Wizard）元器件向导进行生成，注意使用Component Wizard进行生成封装时，要自己计算尺寸，特别注意，焊盘的长度要大于引脚的长度，预留出焊接的空间;
  3. 也可以使用IPC Compliant Footprint batch generator（兼容IPC标准的批处理封装生成器），直接将尺寸参数填入excel表格中进行批量生成；
  4. 可以全部手工绘制，比较麻烦；

Pcb库编辑的相关技巧：

  1. Pcb库中元器件设置参考点方式如下图：

  1. Ctrl+q可以在mil和meter之间进行单位的转换；
  2. Shift+s可以只显示一层
  3. AD18将原理图库和PCB库中属性properties栏放在了右侧，而不是在单独的对话框中，ctrl+g可以打开栅格管理器切换Dot和line设置；
  4. 我们可以在同一个workspace中打开的两个PCB库文件，并从一个库文件复制component到另一个库文件，注意ctrl+c复制后要选取参考点，才能去粘贴。
  5. 官方给的集成库中封装后面经常有L、M、N字母，基本三种都可以用。手工焊接建议用：M。后缀字母“L”、“M”和“N”表示焊盘伸出为最小、最大或中等的几何形状变化。例如SOT23_L、SOT23_M、SOT23_N分别代表焊盘伸出我最小、最大和中等的SOT23分装，另外SOT23和SOT-23的区别是焊盘的标号不同。
  6. 一般类似2.54mm排针大小的贯穿每一层的焊盘内径（直径）0.9mm,外径1.5mm，常用的过孔大小为：内径0.4mm，外径0.7mm
  7. 通孔焊盘选项 hole information中有一项plated，意思是是否电镀，不电镀各层之间将不导通
  8. 常用的芯片或封装例如74HC573D芯片很多厂商都生产、micro usb等它们的封装信息如何获取：通过google，digikey，有详细的封装信息，深圳的嘉立创也可以。
  9. 各层的意义（套用protel的各层，ad也差不多）：
  1. Signal layer(信号层)
    信号层主要用于布置电路板上的导线。Protel 99 SE提供了32个信号层，包括Top layer(顶层)，Bottom layer(底层)和30个MidLayer(中间层)。
  2. Internal plane layer(内部电源/接地层)
    Protel 99 SE提供了16个内部电源层/接地层.该类型的层仅用于多层板，主要用于布置电源线和接地线.我们称双层板，四层板，六层板，一般指信号层和内部电源/接地层的数目。
  3. Keep out layer(禁止布线层)
    用于定义在电路板上能够有效放置元件和布线的区域。在该层绘制一个封闭区域作为布线有效区，在该区域外是不能自动布局和布线的。
  4. Mechnaical 1：作为pcb的外框，加工的时候，铣刀会沿着这个层进行切割；(也可以使用keep out 层)
  5. Mechnaical 13：元件占位面积，用于在设计极早期估算线路板尺寸，绘制边框后一般还添加网状填充，添加方法如下图

  1. Mechnaical 15： 元件本体尺寸和外框尺寸，即元件体所有的一切都要放入此层所确定的区域之内；
  2. TOP PASTE：表面意思是指顶层焊膏层，就是说可以用它来制作印刷锡膏的钢网，这一层只需要露出所有需要贴片焊接的焊盘，并且开孔可能会比实际焊盘小。这一层资料不需要提供给PCB厂，而是提供给贴片厂，是机器贴片时要用的，是对应所有贴片元件的焊盘的（过孔和通孔焊盘不需要涂锡，涂锡会堵住，不利于插件焊接，所以是不包括在其中的）。
  3. TOP SOLDER：表面意思是指顶层阻焊层，就是用它来涂敷绿油等阻焊材料，从而防止不需要焊接的地方沾染焊锡的，这一层会露出所有需要焊接的焊盘（这一层为负片，标记的地方不涂绿油，过孔和通孔焊盘也不能涂绿油所以也包括在其中），并且开孔会比实际焊盘要大。这一层资料需要提供给PCB厂。
  4. Silkscreen layer(丝印层)
    丝印层主要用于放置印制信息，如元件的轮廓和标注，各种注释字符等。Protel 99 SE提供了Top Overlay和Bottom Overlay两个丝印层。一般，各种标注字符都在顶层丝印层，底层丝印层可关闭。
  5. Multi layer(多层)
    电路板上焊盘和穿透式过孔要穿透整个电路板，与不同的导电图形层建立电气连接关系，因此系统专门设置了一个抽象的层—多层。一般，焊盘与过孔都要设置在多层上，如果关闭此层，焊盘与过孔就无法显示出来
  6. 钻孔层提供电路板制造过程中的钻孔信息(如焊盘，过孔就需要钻孔)。Protel 99 SE提供了Drillgride(钻孔指示图)和Drill drawing(钻孔图)两个钻孔层。
  1. 自定义焊盘（非multilayer，即非通孔）方式：

    1. 在pcb库中新建component，放置圆弧、线、和填充等自定义图形（注意线宽设置为0mm），

  1. 如果画的是空心的图形，还要选中空心区域的所有边界，然后点击工具->转换->从选择的元素创建区域

从而生成实心区域：

然后删除边界，并点击右侧属性栏中的Paste Mask Expansion和Solder Mask Expansion选项，从manual切换到rule，效果是自动从规则生成比原有实心区域向外扩展4mil（可自行更改）的Solder层 和 同原有实心区域大小一致的paste层（注意如果是通孔焊盘，禁止生成paste层，上述paste层有介绍），如下图：

这样自定义外形的非通孔焊盘就设置好了。

3.为自定义焊盘设置引脚编号，我们可以放置ad中的普通焊盘到自定义焊盘中，使普通焊盘完全沉浸在自定义焊盘中，这样两个焊盘重叠，公用一个引脚编号

  1. 如何自定义通孔焊盘，未研究；
  1. 芯片电源引脚的含义

VCC: C = circuit 表示电路的意思，即接入电路的电压

VDD：D = device  表示器件内部工作电压

VSS: S = series  表示公共连接的意思，通常指电路公共接地端电压

1.对于数字电路来说，VCC是电路的供电电压，VDD是芯片的工作电压，VSS是接地点。

2.有些IC(Intergrated circuit)既有VDD引脚，又有VCC引脚，说明器件自带电压转换功能。

3.有些场效应管（或COMS器件）中，VDD为漏极，VSS为源极，VDD和VSS指的是原件引脚而不是供电电压

  1. DataSheet中Package Type和Package Drawing分别什么意思？

两种分别代表着封装类型和封装尺寸（草图）。画footprint的参考就是DDC，SOT-2-THIN封装类型有3脚，5脚和6脚，而DDC对应的就是这个3脚的SOT-23-THIN的封装。

  1. 绘制原理图

相关技巧：

  1. 调整纸张大小：

  1. 原理图中元器件旋转：空格；左右旋转，鼠标拖动时按x；上下旋转，按y；
  2. 设置交叉线：右击原理图空白->原理图优先项->显示cross-overs
  3. 元器件Designator自动标号：

点击更改更新列表->接收更改(创建ECO)->验证变更->执行变更。

  1. 原理图绘制完成后点击工程->Compile PCB Project，进行编译，并查看Messages窗口的输出，是否有错误(Messages窗口如果没有显示可以在视图->面板 中找到)，常见错误  Net has no driving source解决方法：其实这个警告原因是，你图中有一个器件的管脚有属性（如I/O），并且这个管脚设定成了需要驱动源的input属性， 你先从元件库中，找到这个管脚，把管脚的属性passive 就好了，或者直接放置No ERC到此网络中，进行规避。
  2. 可以放置如下图的参数设置，自定义一些电器规则，（可以是强制行的，也可以是示意性的），例如线宽，过孔孔径等，布线的时候如果违反这些规则，方便检查

  1. 可以放置文本框、注释对原理图中关键部分进行详细说明
  2. Altium designer原理图可以直接复制粘贴到word等软件中，无需截图；
  3. 原理图元器件右击可以查找相似对象，方便对相似元器件统一进行修改；使用完毕后可以右击原理图，选择清除过滤器，恢复；。
  4. 原理图中绘制分割线时请使用文本格式的线条，而非带电器特性的线条。
  1. 绘制PCB

我们可以由一直原理图生成PCB文件，步骤如下（包含使用的技巧，可以跳过直接看步骤）：

  1. （步骤）首先通过 工具->封装管理器 检查每个元器件的封装是否选择正确，然后新建PCB文件，通过原理图对应的菜单栏 设计->update PCB document，或者PCB对应的菜单栏 设计-> import change from 导入元器件到PCB文件;执行验证是如果有错误，可以右键单机错误，选择cross probe可以跳到原理图相应出错的位置
  2. 在PCB文件中可以按快捷键n，显示或隐藏所有的飞线，另外可以自定义以下快捷键（推荐）：

  1. 在区域内排列器件，在下图中 排列工具 选项中 找到，如果工具栏没有，可以右击把它调出来，可以设置此项功能的快捷键，按ctrl然后鼠标点击下图位置，会弹出设置快捷键的窗口。

  1. 使用 工具->交叉选择模式（原理图，PCB都有此选项） 可以方便布局，效果是在原理图中选中的元器件，PCB文件中也会同时选中，推荐使用分屏模式，进行选择，结合c中所使用的工具，将原理图中某个模块的所有元器件进行快速排布，先交叉选择原理图中的某些元器件，然后按快捷键F6(这里由于快捷键冲突，我设置为了F2)，画一个区域，这些元器件就会自动排布在此区域，很方便。
  2. Shift+Space快捷键可以在画线时45度、90度和圆弧之间切换
  3. Ad18操作keepout层有些麻烦，在放置菜单栏或者 按P快捷键 出来的菜单中，点击keepout菜单下的各种工具绘制keepout层
  4. 放置尺寸信息可以p快捷键选择尺寸->线性尺寸，先选择起点，然后空格键变换方向(横向纵向)，tab键设置单位mm或mil
  5. （步骤）估计板子的大小，选中所有的元器件，按F2（在区域内排列器件），用鼠标画出一个矩形区域，所有的区域都将排列在此区域，手动调整排列，紧凑一点；
  6. （步骤）在keepout层，围绕排列好的元器件画边框，同时可以放置尺寸信息；
  7. （步骤）选中keepout层画好的矩形边框，按下图操作，定义板子外形（将多余部分切除）

  1. （步骤）设置原点位置，编辑->原点->设置，即可放置原点，一般选择板子的左下角；
  1. （步骤）放置螺丝孔，定位用，放置一个标号为0的焊盘，外形尺寸和内径尺寸都设置为3mm，plated取消勾选(即内壁不镀铜)，然后放置在四个角离四个顶点水平距离垂直距离都设置为3mm，即可
  1. （步骤）选择->设计->层叠管理器，对板子的各层进行管理，可以添加电源层，信号层，或者重命名各层名称；
  2. Shift+s 打开单层模式
  3. （步骤）使用交叉选择模式 和 在区域内排列器件 两个功能结合，按照原理图中所分的模块，将PCB中的器件进行分堆儿（可以先关闭所有飞线，方便查看），并排列在板子的一圈，然后打开飞线显示（快捷键n），可以隐藏电源相关的飞线，方便布局
  4. 可以将网络标号进行分类管理，点击  设计->类 ，例如要隐藏的电源 相关的飞线，可以新建PWR类，将电源相关的网络除GND外都放入此类中

  1. 在右下角的panels按键可以定义ad左侧侧边栏中的选项卡：

  1. 在左侧侧边栏PCB选项卡中可以看到我们自定义的PWR类，并右键->连接，将其状态设置为隐藏
  2. 拖动元器件时按下l键，可以将表贴元器件进行上下两层切换；
  3. （步骤）按照先大后小的原则，先把接口进行布局，然后布局核心部分，布局过程时刻注意对齐、对称
  4. 可以将丝印层的Designator设置成高10mil，线条宽2mil（查找相似对象），的大小放入元器件中心，方法如下：先全选，然后按快捷键a，选择定位器件文本，选择中心，即可，这样会很方便布局
  1. 按ctrl键然后鼠标点击任何按键都可以设置此按键的自定义快捷键；
  1. 使用4层板，布线更轻松，成本更高，可以增加两个internal plane（负片层），或者两个layer（信号层），或者各一个，详见视频：https://www.bilibili.com/video/av17266244/
  1. 晶振布局采用π型滤波，即晶振的引脚输出后经过滤波再输入到MCU的管脚，两个滤波电容要在晶振和MCU之间，大致如下图：

  1. （步骤）布局完成后进行规则设置，点击设计->规则，弹出如下对话框，进行规则设置，下图进行间距规则设置，所有的间距、铺铜时的间距、铺铜到过孔的间距三项（借助查询构建器进行自定义设置）

并设置优先级，将通用规则all的优先级设置为最低3，polygon优先级高一级2，polygon-via优先级最高，规则的范围是包含关系时，范围越小优先级应调到越高：

线宽规则：一般的信号线6mil，pwr类（电源类）中走线为最小8mil，最大60mil，推荐走线15mil：

过孔大小我们一般设置为内径12mil 外形24mil，默认尺寸设置在原理图右击，优先选项中，如下图：

在规则中同样设置为12mil、24mil：

阻焊与焊盘间距一般设置为2.5mil:

铺铜与焊盘连接采用十字连接(relief connect)，线宽18mil（plane负片连接方式的规则未设置，如有需要请自行设置，）：

过孔和铺铜连接方式采用全连接：

其他规则设置不再赘述。

  1. （步骤）然后布线，一个小技巧：按*键可以在布线时快速切换信号层，并同时放置过孔；
  2. （步骤）布线完成后运行DRC规则检查，将已有错误先修改，铺完铜后在检查每次修改都要重新铺铜，比较麻烦，点击  工具->设计规则检查，即可运行DRC，或者快捷键T，然后选择，工具->复位错误标志，可以将DRC检查或者实时规则检查的错误进行复位，即暂时不显示。
  3. （步骤）铺铜时按快捷键T选择铺铜，可以打开铺铜管理器，或者右击画好的多边形，也可以打开铺铜管理器，另外铺铜绘制多边形使用快捷键P，选择铺铜，最重要的一点，由于工厂加工时使用protel 99 的pcb格式，铺铜时选择solid可能无法显示，解决办法是使用hatched铺铜，并且将grid size和track width设置成一样（推荐10mil）这样和solid效果一样，并不是网格的，而且转化成protel99格式可以显示，不影响加工，protel 99格式的pcb文件后缀是.pcb,我们可以自己另存为，验证一下铜箔是否显示，另存为选择PCB4.0 Binary File:

铺铜过程非常简单，点击放置菜单栏 或者 快捷键P，点击铺铜，然后绘制多边形区域，绘制完成按tab键设置属性，设置铜箔的网络标号，并设置为hatched模式，勾选去除死铜即可，如果铺铜针对整个PCB，则多边形绘制位于PCB板的四个顶角，如果是某一小块区域，则根据实际形状进行绘制。

  1. 运行DRC规则检查出现错误：design contains shelved or modified (but not repoured) polygons，选择polygon右击，选择铺铜->重铺修改过的铜即可。
  2. （步骤）铺完铜之后，编译整个项目  工程->compile PCB project然后再次运行DRC规则检查，修改无误，或者有错误但无关紧要（例如异性焊盘，自定义的焊盘由于不被识别成焊盘，所以规则中很多项都宣布它违规，但无法解决），即可完成最终布板；
  3. （步骤）Bom表制作，切换到原理图 点击 报告->bill of material 弹出窗口如下

将全部列中的value选项推动到组合列的第一个，优先以value进行分类：

选择右下角的excel导出模板，可以用ad的也可以用自己做的，这里我使用自己根据ad官方提供修改好的模板，然后点击左下角的导出即可导出excel形式的bom表：

导出后的效果大致如下：

可以看到它们分类方式的第一个key是value，第二个是Footprint

至此，完毕。

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