Altium Designer 软件使用练习 实验报告

实验报告 课程名称：电工电子工程训练 指导老师：熊素铭 成绩：__________________ 实验名称：Altium Designer 软件使用练习 实验类型：弱电

同组学生姓名：__________

一、实验目的和要求（必填）

二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填）

四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理

六、实验结果与分析（必填）

七、讨论、心得

一、实验目的

1.深入学习Altium Designer 软件的基本操作

2.学习利用Altium Designer 软件绘制电路原理图

3.学习利用Altium Designer 软件绘制印刷电路图

4.设计直流稳压电源的电路原理图

5.设计汽车转弯闪光指示灯电路原理图

6.以汽车转弯闪光指示灯原理图设计相应PCB 图 二、实验内容和原理

1.在Altium Designer 软件上画出直流稳压电源电路原理图（见图1）。 ①工作原理

降压变压器T1的原边绕组接交流220V ，副边绕组中间有抽头，为二组交流15V 输出，D1和电容C1、C2组成桥式整流和电容滤波电路。在电容器C1、C2两端有18V 左右不稳定的直流电压，经三端集成稳压器稳压，在7812集成稳压器输出端有+12V 的稳定直流电压输出，在7912集成稳压器输出端有-12V 的稳定直流专业：自动化（电气）

姓名：冷嘉昱

学号： 日期：

地点：东三501

电压输出。该电路可用作为集成运算放大器电路、OCL 功率放大电路的电源。

C3、C4用来防止电路自激振荡。C5、C6用来改善负载瞬态响应，防止负载变化时，输出电压产生较大的变动。D4、D5是发光二极管，用以防止当集成稳压器输入端短路时，因电容器C5、C6放电而损坏集成稳压器。

②元器件选择

变压器T 选用额定功率为20W 、输出二组交流15V 的电源变压器。D1采用桥堆整流二极管。三端集成稳压器7812、7912采用S-7型封装，外加散热器。C1、C2为2200μF/25V 电解电容。C3、C4可采用独石电容。C5、C6采用100pF/15V 电解电容。D2、D3采用二极管1N4001。D4、D5采用直径5mm 普通圆形发光二极管，可分别选用红色、绿色。R1、R2选用1kΩ、1/8W 碳膜电阻。

图1 直流稳压电源电路原理图

实验名称：电工电子工程训练 姓名：冷嘉昱 学号：

2.在Altium Designer 软件上画出汽车转弯闪光指示灯电路原理图（见图2） ①工作原理

BG1、BG2组成无稳态电路，当电路通电后，无稳态电路开始工作，由于BG2不断导通与截止，从而使继电器J 不断吸合与释放，使指示灯电路接通和断开，灯发出一闪一闪的亮光。K1合向左边时，汽车左边的指示灯发光；K2合向右边时，汽车右边的指示灯发光。 ②元器件选择 R1选用3.3kΩ碳膜电阻，R2选用7.5kΩ碳膜电阻，R3选用20kΩ电位器，

R4选用4.7kΩ碳膜电阻，R5选用220Ω碳膜电阻，R6选用51Ω碳膜电阻，R7、R8选用15kΩ碳膜电阻；C1、C2选用47pF 极性电容；BG1、BG2选用9012

型三极P.2

管；J 选用电磁继电器；LED1、LED2选用发光二极管；K1选用标准单刀双掷开关；BT1选用12V 电源。

图2 汽车转弯闪光指示灯电路原理图

3. 在Altium Designer 软件上设计并画出汽车转弯闪光指示灯电路PCB 图（见图3）

图3 汽车转弯闪光指示灯电路PCB 图

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三、实验步骤

1.在Altium Designer 软件上画出直流稳压电源电路原理图

①Altium Designer 软件的启动

点击桌面图标，运行Altium Designer 软件；然后新建一个PCB Project ，更名为“直流稳压电源.PrjPCB”并保存。

②启动Altium Designer 电路原理图编辑器 在工程项目名称上点击右键，选择Add New Schematic to Project ，则在该项目中创建了一个新的空白原理图文件，同时打开了该原理图编辑环境。将该原

理图更名为“直流稳压电源.SchDoc”并保存。

③设置电路图图纸尺寸及版面

在原理图编辑窗口中，双击图纸纸边或在Design 中选择Document Options 可打开文档选项对话框，进行图纸尺寸、栅格等内容的设置。

④元件库载入和浏览

打开Libraries 面板，然后点击“Libraries”按钮完成元件库的载入。通过Libraries 面板浏览库中的元器件。本实验中所用7912

型三端集成稳压器并不存P.3

在于Miscellaneous Devices库中，因此需要在第⑤步后在Design中选择Make Schematic Library，新建一个SchLib文件，并在编辑界面中根据7812型三端集成稳压器改造出7912型三端集成稳压器。

⑤在图纸上放置所需元器件

打开Libraries面板，在Miscellaneous Devices库中选定所需元器件后双击，按照图1在图纸中参考Grid找到大概位置进行放置，并修改各个器件的标号及参数属性，注意每个器件的标号（Designator）唯一，完成器件布局。

⑥绘制导线

在Place中选择Wire，根据图1完成原理图的连线。

⑦电路原理图的完善

a.放置电源和地符号。在Place中选择Power Ports，根据图1进行放置并修

改相应参数；

b.放置文字和标注。在Place中选择Text String。

⑧编译原理图

在Project中选择Compile。错误将出现在Message栏中。

2.在Altium Designer 软件上画出汽车转弯闪光指示灯电路原理图

①Altium Designer 软件的启动

点击桌面图标，运行Altium Designer 软件；然后新建一个PCB Project，更名为“汽车转向灯电路.PrjPCB”并保存。

②启动Altium Designer电路原理图编辑器

在工程项目名称上点击右键，选择Add New Schematic to Project，则在该项目中创建了一个新的空白原理图文件，同时打开了该原理图编辑环境。将该原

理图更名为“汽车转向灯电路.SchDoc”并保存。

③设置电路图图纸尺寸及版面

在原理图编辑窗口中，双击图纸纸边或在Design 中选择Document Options 可打开文档选项对话框，进行图纸尺寸、栅格等内容的设置。

④元件库载入和浏览

打开Libraries 面板，然后点击“Libraries”按钮完成元件库的载入。通过Libraries 面板浏览库中的元器件。本实验中所用9012型三极管并不存在于Miscellaneous Devices 库中，因此需要在第⑤步后在Design 中选择Make Schematic Library ，新建一个SchLib 文件，并在编辑界面中根据PNP Bipolar Transistor 改造出9012型三极管。

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⑤在图纸上放置所需元器件

打开Libraries 面板，在Miscellaneous Devices 库中选定所需元器件后双击，按照图1在图纸中参考Grid 找到大概位置进行放置，并修改各个器件的标号及参数属性，注意每个器件的标号（Designator ）唯一，完成器件布局。

⑥绘制导线

在Place 中选择Wire ，根据图1完成原理图的连线。 ⑦电路原理图的完善

a ．放置电源。在Miscellaneous Devices 库中选定Battery 后双击，按照图1放置到相应位置，并修改标号为12V 。

b ．放置文字和标注。在Place 中双击Text String 。

3. 在Altium Designer 软件上设计并画出汽车转弯闪光指示灯电路PCB 图

P.4

（此实验步骤前提是完成第2步实验所有步骤，即获得一个正确的“汽车转向灯电路.SchDoc”文件）

①启动Altium Designer PCB图编辑器

在工程项目名称上点击右键，选择Add New PCB to Project，则在该项目中创建了一个新的空白PCB图文件，同时打开了该PCB图编辑环境。将该PCB图更名为“汽车转向灯电路.PcbDoc”并保存。

②生成网络文件并从原理图文件导入封装后的元器件

在原理图界面中选择Design中的Netlist for Document，选择Protel，生成网络文件。在Design中选择Import changes from汽车转向灯电路.SchDoc，弹出Import对话框，先点击Validate Changes进行验证，然后点击Execute Changes将封装后的元器件添加到PCB sheet中，元器件出现在Board右侧，将其整体移动至Board中间，删除暗红色Room。

③自建元件库

由于上一步封装是默认从Miscellaneous Devices库中封装，器件外形与要求外形多有不同，因此需要自建PCBLib文件，对原有封装进行修改。在Design 中选择Make PCB Library，跳转至“汽车转向灯电路.PCBLib”界面。

具体修改方法如下：（修改前注意切换到Top Overlay层）

R3所用电位器，在原有AXIAL-0.6碳膜电阻上进行修改。修改Line外形，并增加一个Pad 0置于原有Pad 1、Pad 2之间。修改后形状如图4。重命名为AXIAL-0.6-1。

图4 AXIAL-0.6-1

C1、C2所用极性电容，在原有POLAR0.8极性电容上进行修改。修改Line外

形。修改后形状如图5。重命名为POLAR0.8-1。

实验名称：电工电子工程训练 姓名：冷嘉昱 学号：

图5 POLAR0.8-1 BG1、BG2所用三极管，在原有SOT-23B 三极管上进行修改。修改Line 外形。注意三个Pad 的位置。修改后形状如图6。重命名为SOT-23B-1。

图6 SOT-23B-1

J 所用电磁继电器，在原有MODULE4电磁继电器上进行修改。修改Pad 位置，并增加一个Pad 。修改后形状如图7。重命名为MODULE4-1。

图7 MODULE4-1 K1所用单刀双掷开关，在原有TL36WW15050单刀双掷开关上进行修改，删除Pad M ，修改Line 外形。修改后形状如图8。重命名为TL36WW15050-1。 图8 TL36WW15050-1 实验名称：电工电子工程训练 姓名：冷嘉昱 学号： ④替换元器件 回到PCB sheet 界面，双击要修改的元器件，弹出Component 对话框，在Footprint 选项下选择Name ，弹出Browse Libraries 对话框，选择“汽车转向灯电路.PCBLib”库，然后选择修改过的相应元器件。 ⑤调整位置 按照目标PCB 板将调整各元器件位置，使得飞线尽量不交叉，元器件成散开状。 ⑥设置原点并画外边缘线

在Edit 中选择Set Origin 设置原点，原点应于元器件范围的左下角。然后

P.6 P.5

切换到Keep-Out Layer，

点击画笔画外边缘线。

⑦修改Rules

在Design中选择Rules，切换到Route项，将相关项目勾销。并在Width选项中根据需要更改线宽。

⑧自动布线

在Auto Route中点击All弹出Auto Route对话框。点击Route开始自动布线。

四、思考题

1.说明Grid和Electrical Grid的区别，Grids中Snap和Visible设置的含义。

答：

Snap Grid:捕获栅格。指光标移动的最小间隔。

Electrical Grid:电气栅格。电气栅格的作用是在移动或放置元件时，当元件与周围电气实体的距离在电气栅格的设置范围内时，元件与电气实体会互相吸住。

Visible Grid:可视栅格。该选项可以对栅格类型设定选择Lines和Dots，可以设定第一可视栅格和第二可视栅格的尺寸，在编辑过程中看到的网格就是可视网格。

2.了解集成库的概念，从库中找寻元器件有几种常用的方法？

答：

集成库是将原理图符号、PCB封装、仿真模型、信号完整性分析、3D模型都

集成在一起。用户采用集成库中的元器件设计好原理图后，即可获得相应PCB封装模型等。

从库中寻找元器件的方法：首先在搜索框中输入通配符“*”，然后输入所需元器件的前几个字母即可。

3.元器件属性里有哪些主要参数，具体意义是什么？

答：（主要参数加粗）

Designator 标识符；

Comment元件的参数定义比如元件值；

Component Kind元件类型；

Component Link Description这个元件指定链接里的描述；

Component Link URL这个元件的链接地址；

Date sheet Version这个元件的规格书版本；

Description描述；

Footprint封装；

Latest Revision Date最新版本的日期；

Latest Revision Note最新版本记录；

Library Name所在库名；

Library Reference库参考；

Package Description包装描述；

Package Reference参考包装；

Package Version包装版本；

P.7 实验名称：电工电子工程训练姓名：冷嘉昱学号：

PCB 3D元件3D图；

Publisher出版方；

Signal Integrity信号完整性；

Simulation仿真；

Value值。

4.Wire和Line的区别是么，绘制连线时如何选用？

答：Wire是电路原理图中各元器件之间的导线，Line是元器件内部组成部分的导线。当绘制原理图时选用Wire，绘制元器件时选用Line。

5.电源端口Power Ports有哪些类型？

答：VCC Power Ports与GND Power Ports。前者为电压输入端口，后者为接地端口。

6.如何对印刷电路板进行分类？

答：

①刚性电路板和柔性电路板；

②酚醛树脂板、环氧树脂板、氮化铝板、碳化硅板等；

③目前常用的电路板有单层、双面、四层板、六层板等。

7.如何画出PCB的物理边界和电气边界？

答：在Design中选择Redefine Board Shape，画出PCB的物理边界；在Keep-Out Layer用画笔画出PCB的电气边界。

8.修改元件封装的方法？

答：自建PcbLib库文件，在库中根据需要修改Pad数量、位置；修改Line 形状、位置。

9.PCB布局时应该考虑哪些问题？

答：

电路板的尺寸，长宽以3：2或4：3为最佳；当大于200mm长和150mm宽时，考虑强度。高频元器件之间的连线越短越好，隶属于输入或输出电路的元器件之间的距离越远越好。具有高电位差的元器件应加大与其它连线之间的距离，一般200V/mm比较合适。发热元器件应该远离热敏元器件。可以调节的元器件应该注意位置，应该放在比较容易调节的地方，要与整机的面板一致。太重或发热量多的元器件不宜安装在电路板上。如果没有特殊要求，尽可能的按照原理图的元件安排对元件进行布局，信号从左边进入，从右边输出，从上边输入，从下边输出。按照电路的流程，安排各个功能电路单元的位置，使信号流通更加顺畅和保持一致。以每个功能电路为核心，围绕这个核心电路进行布局，元件安排应该均匀、整齐、紧凑。数字部分与模拟部分的地线分开。线长：铜线应该尽可能的短。拐角为圆角或斜角。线宽：一般1-1.5mm的线宽，可以流过2A的电流。但是一般要选择大于0.3mm。手工制板大于0.5mm。线间距：相临铜线之间的距离应该满足电气安全要求，同时为了便于生产。间距越宽越好，最小间距应该能承受所加的电压的峰值。屏蔽与接地：铜线的公共地，应该尽可能的放在电路板的边缘部分。在电路板上应该尽可能多的保留铜箔做地线，这样可以使屏蔽能力增强。地线的形状最好做成环路或网络状。顶层、底层走线应尽量相互垂直，避免相互平行，尽量减少过孔的数量。

10.如何设置PCB布线规则？

答：在Design中选择Rules，按照需要设置相应规则。

11.完成布线后，还需要哪些后续工作？

答：

加泪滴：在Tools中选择Teardrops。铺铜网。

放置字符串。

AltiumDesigner使用教程

A l t i u m D e s i g n e r使 用教程 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1

设计并生成PCB 根据WEBENCH生成的电源原理图，就可以在AltiumDesigner中画出设计电路的原理图和PCB图。 1.Ultra Librarian的安装和使用 1)在TI官网下载并安装Ultral Librarian并安装，下载地址：。 2)在TI官网找到要使用的芯片，在“符号和封装”项目下点击下载CAD文件（后缀 为.bxl），如下图所示： 3)打开Ultral Librarian软件，首先点击“Load Data”装载刚刚下载.bxl文件，在选择“Se lect Tools”中的“Altium Designer”，最后点击“Export to Selected Tools”。如下图所示：

4)随后会生成一个.txt文档，如下图所示。其中红色方框表示生成的PCB库和原理图所 在位置。 5)打开红色方框中的路径，里面有一个“”，用AltiumDesigner打开，如下图所示。

6)双击图中的1，在点击图中的2，会出现以下界面： 7)选择生成Ultral Librarian生成的文件夹中的“.txt”文件，然后点击“Start Import”那么就生 成了所需芯片的封装和原理图的库，只要在原件库中安装即可使用。如下图所示： 注意：这里生成的PCB库和原理图库首次打开可能会没有，解决的方法是先关闭然后再打开就可以了。

2.设计电路原理图 1)打开AD软件，依次选择：文件->新建（new）->工程（project）->PCB工程，在建立 工程之后一定要保存工程。如下图所示： 2)在新建的PCB项目下创建原理图项目（Schematic）。 3)在库中选择相应的原件，拖入原理图，如下图所示：

AltiumDesigner教程

快捷键： 快速复制放置元件：按住Shift键并拖动要放置的元件 Q：尺寸单位转换 J+C：查找元件 V+F：显示全屏元件 V+Z:显示上次比例 Ctrl+A：全选 Ctrl+C：复制 Ctrl+V：粘贴 Shift+s:单层显示 Shift+空格：改变走线模式 L：层面设置 G/shift+G/ctrl+shift+G:栅格设置 封装集成库的建立 新建集成库工程File→New→Project→Integrated Library 在集成库工程下新建原理图封装和PCB封装可在File →New→Library中新建，也可鼠标右键点击集成库名添加库文件 绘制需要的原理图封装和PCB封装原理图封装不需要太多尺寸要求，可通过编辑→Jump设置原点在器件中心或任意位置，PCB封装则需要根据实物尺寸绘制，可通过Edit（编辑）→Set Reference（设置参考点）将原点设置在元件中心、Pin1或任意位置（一般将原点设置在PCB封装中心或管脚1上，否则导入PCB图后布局拖动元件时光标可能会跑到离元件很远的地方）。点击Tool →New comment(新元件)可开始下一个元件的绘制。在界面右下方单击Sch →Sch Library/PCB→PCB Library可调出相对的库面板，原理图封装更改元件名字可通过Tools →Rename Comment修改，也可双击元件名称，在弹出的属性框Symbol Reference一栏中修改。PCB封装通过双击封装名字修改。注：单击右下方System→supplier Search(供应商查找)，输入元件名称，显示的元件信息可拖动到原理图封装界面的空白处，从而显示在元件属性框内。 确定原理图封装和PCB封装的链接关系在原理图封装界面右下方点击Show Model展开箭头。点击Add Footprint→Browse，在PCB封装库里选择对应的PCB封装（可选择多个），点击OK、OK，就可形成链接关系。 编译点击左下方Project切换到Project，File→Save All，填写各文件名称和要保存的位置，右键点击集成库名称，点击“Compile Intergrated Library ×××” PC B工程的建立 新建PCB工程File→New→Project→PCB Project，右键单击，保存工程。 2.1原理图的绘制 ①新建原理图文件File→New→Schematics（原理图），或右键单击工程名为工程添加新文件，选择原理图。右击文件名保存 ②设置图纸参数Design→Document Options(文档选项)，切换到Sheet Options选项卡进行设置，还可直接双击纸张外空白处进入Sheet Options选项卡进行设置 ③调入元件单击界面右侧Library…（库…）可在里面查找放置元件。 注：Edit→Align（对齐）可使选中的元件对齐 注释元件编号：Tools→Annotate Schematics(注释)在弹窗中设置好注释顺序及开始注释的序