工程制图实验报告
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工程制图实验报告
一、 实验目的
1. 了解并掌握利用Altium Designer软件绘制电路原理图的方法。 2. 学会在Altium Designer软件中设计库元件。 3. 能够在原理图的基础上生成PCB图。
二、 实验设计内容
1. 应用Altium Designer软件设计简单电路原理图,并生成其PCB图,初步了解和掌握Altium Designer软件的基本使用方法和使用技巧。 2. 应用Altium Designer软件设计温度传感器的电路原理图,并生成PCB图,进一步了解和掌握Altium Designer软件的复杂原理图设计、PCB设计以及库元件设计。
三、 实验设计步骤
1. 新建一个工程,在Altium Designer软件中的“文件”选项中选择“新建→工程→PCB工程”,然后保存工程至文件夹中(文件夹可以自定义)。 2. 在工程中右击鼠标,选择“给工程添加新的→Schematic”,从而建立电路的原理图设计环境,保存新建的Sheet1.SchDoc(Sheet1文件名可以更改)文件至文件夹。
3. 在Sheet1.SchDoc中添加电路图中所需要的各种器件,可以从库文件中查找所需的器件;对于库文件中没有的器件,要自己制作一个器件库。关于器件库的制作在“实验设计中遇到的问题及注意事项”中将详细介绍。利用导线等连接原理图中的各种器件。
4. 对于步骤3中原理图设计,若需要进行复杂原理图设计,则要进一步进行原理图设计。实验中应用了多图纸设计的方法。在原理图的图表符右击鼠标选择“图表符操作→产生图纸”,从而新建了一个与图表符同名的底层*.SchDoc文档,文档图纸中的端口名与顶层顶层图表符图纸入口名相同,可在此文当中绘制底层电路原理图。
5. 利用Altium Designer软件中的“工程”选项的“Compile Document *.SchDoc”
和“Compile Document *.PrjPCB”检查电路原理图是否存在错误,若存在错误,进行改正直至正确。(实验中遇到的问题及解决方法在“实验设计中遇到的问题及注意事项”中将详细介绍。)
6. 在工程中右击鼠标,选择“给工程添加新的→PCB”,从而建立PCB制作环境,
保存新建的PCB1.Pcb Doc(PCB1文件名可以更改)文件至文件夹。
7. 回到原理图设计窗口,点击“设计”选项,选择“Update PCB Docunment
*.PcbDoc”,此时将出现一个新的窗口,点击生效更改,若窗口中没有报错,则点击“执行更改”,生成PCB图纸;若窗口中有错误报告,则进行改正(遇到的问题及解决方法在“实验设计中遇到的问题及注意事项”中将详细介绍),直至正确。
8. 对此时的PCB图中的各种器件进行合理的排布,对PCB的各种参数进行合理
的设置,在机械层进行PCB板形状的设计,在PCB窗口中选择“自动布线→全部”,在新出现的窗口中选择“Route All”选项,将各器件的连线连接。 9. 布线完成后,对PCB板进行敷铜处理,选择“放置→多边形敷铜”选项,在
新的窗口中选择合适的参数,例如“层”选项和“网络选项”等,点击“确定”,绕着PCB的边框画出敷铜的范围,则将敷铜完成。
10. 点击“文件”选项,选择“智能PDF”选项,在新出现的窗口中进行合理的
设置,直至完成,则可以最终生成一个PDF文件,同时此次实验也完成。
四、 实验设计图片及结果
实验的设计图片及结果,可在附件PDF和实验工程中浏览,在此不进行详细的叙述。
五、 实验设计中遇到的问题及注意事项 1. 器件库的制作
在绘制电路原理图的过程中,可能需要的原理图器件在Altium Designer软件中的库文件里不存在,此时则需要手动进行原理图器件的绘制。在工程中右击鼠标,选择“给工程添加新的→Schematic Library”,从而建立原理图器件库的制作环境,保存新建的Schlib1.SchLib(Schlib1文件名可以更改)文件至文件夹。在窗口中的“放置”选项下选择各种符号制作所需的元件图纸,再对元件的各个部分进行设置。实验中的元件的管脚属性设置是我的一个盲点,刚开始的
时候没有对管脚的属性进行设置,导致绘制的元件图存在很大的错误;双击需要改变管脚属性的管脚,打开设置窗口,更改“显示名称”和“标识”选项,特别注意“符号”选项的设置,达到所要的结果。一步一步进行绘制,直至完成,保存文件。此时将文件加入库中,则此时可在库中调用已经绘制完成的元器件。
对于自己绘制的元器件是不存在封装的,此时则需要进行绘制PCB库文件。在工程中右击鼠标,选择“给工程添加新的→PCB Library”,从而建立PCB器件库的制作环境,保存新建的Pcb1. PcbLib(Pcb1文件名可以更改)文件至文件夹。点击“工具→IPC封装向导”,在新出现的窗口中设置将要制作的原理图库器件的各种参数,直至完成IPC封装向导,保存绘制完成的文件。接下来对原理图中的自制器件进行封装,找到器件后双击打开元件属性窗口,在窗口的右下角有个“添加”选项,选择“Footprint”选项,在新出现的窗口中的“Name”的右侧点击“Browse”,在新出现的窗口中的“库”选项中找到为此器件绘制的PCB库器件,然后点击“确定”至完成此器件的封装。此时则完成了自制器件的封装。这时在生成PCB图时就不会提示有未封装的错误了。
2. 绘制原理图时“工程”选项的“Compile Document *.SchDoc”和“Compile
Document *.PrjPCB”的检错
在试验中,我遇到了总线的网络标号没有标注的错误,这是要为总线加注一个标注并改变“网络标签”中的“网络”名,与所定义的端口名要相同;对于子图中的从总线引出的端口也要进行标注。
在检错中也遇到了导线连接错误,主要是导线连接时并没有将需要连接的管脚成功连接,此时要找到出错的引脚,重新正确链接,则可以改正实验中的错误。
在试验中还遇到其它的各种小的错误,在此不进行一一陈述。
3. 从原理图生成PCB图时的错误及修正
实验中应用原理图的“设计→Update PCB Docunment *.PcbDoc”生成PCB时,点击“生效更改”,窗口中出现报错。对于“Footprint Not Found”(没有封装)的错误在“设计中遇到的问题及注意事项→器件库的制作”中已经给出了解决方法,在此不再进行叙述。
实验中再生成PCB图后,出现了与总线相连接的16个管脚没有连线,即生成的PCB图存在错误。这时修改“工程→工程参数”,在工程参数窗口中的
“Options”选项下修改“网络识别符范围”,选择”Global”,点击“确定”,完成工程参数设置,此时保存文件;将原来的PCB从工程中移除,新建一个PCB,再应用原理图的“设计→Update PCB Docunment *.PcbDoc”,会出现报错,此时将在工程参数窗口中的“Options”选项下修改“网络识别符范围”回到“Automatic”选项,重新应用原理图的“设计→Update PCB Docunment *.PcbDoc”,则不会出现报错,并且此时与总线相连的16个管脚也正确相连。此时PCB图制作接近完成。
绘制PCB图时出现的其他各种小错误,在此不进行一一陈述。
六、 实验心得体会
这次的实验项目虽然只有两个,但是通过这次实验,我的收获无疑是巨大的。在课堂上学习了Altium Designer软件的各种使用方法和技巧,但是没有实践的应用却无法真正的明白这门课的实际应用方法,这次的实验提供了我们应用Altium Designer软件实际绘制各种原理图和最终生成PCB图的机会,可以在实践中发现问题,并与同学交流或问老师来解决问题。
在实验的过程中,我逐渐的熟悉并掌握了Altium Designer软件的各种基本操作,并能利用Altium Designer软件完成电路原理图和生成PCB图,让我对计算机工程制图有了更为深刻的认识。在实验中,我渐渐的将书本上的知识转化为自己的技能,真正的将这门课程掌握。
Altium Designer PCB 常用功能键 方格与格点的切换:View-Grids-Toggle Visible Grid Kind
源点:Edit-Origin-Set
边界的定义:Keep Out Layer-Utility Tools-Place Line 按TAB可定义线宽 选取元件:PCB-PCB Filter-IS Component
逐个放置元件:TOOLS-Component Placement-Reposition Selected Components 自动布局:ToolS-Component Placement--Arrange Within Room
自动布局器:ToolS-Component Placement--Auto Placer
元件排列(居中 居左居右等):选中元件右键Align-
或Alignment Tools--
元件在层之间的快速切换:拖动元件的过程按L键
让焊盘放在格点上:选中元件,右键-Component Actions-Move Component Origin To Grid 移动元件的远近:"G"键 选择mil
刷新屏幕: 键盘"END"
改走线模式(5种):shift+空格键
“45°线性” “45°+圆角” “90°”“ 任意角”“90°+圆弧 ”“圆弧”
遇障碍物:右键-Options-Preferences-...
"Shift+R"3种模式:推挤 等
布线快捷菜单“~ ”键
线宽设置:“Shift+W”
12.PCB设计提高b
交互式布线:
13.PCB设计深入a
板的(螺丝)固定孔,铜柱内孔3.3mm,外孔5.0mm,Layer:Multi-layer; 孔发绿修改规则:Design-Rules-HoleSize;
板边5mm圆弧:Place-KeepOut-Arc
Ctrl+Q 切换英美单位制度;
保护元器件位置:锁定 双击-Lock打钩
保护已锁定物体:Tools-Preference-PCB Editer-General-Protect Locked Objects 打钩; 双层板过孔放置...;
键盘左上角快捷键波浪号“~ ”显示布线快捷菜单;
"+""-"可切换层;
字体(条形码)放置:"A"-Place String;
对板的定义:Designers-Board Shape-R/D;
尺度标注:Place Dimension-Place Linear Dimension
13.PCB设计深入b
工具栏恢复原始状态:在工具栏处右键Customizing PCB Editor-Toolbar-Restore;
圆形板 尺度标注;
填充Place Fill;
复制粘贴:选中-Edit-Rubber Stamp-单击
粘贴特殊形状:选中-Edit-Paste Special(圆形或阵列粘贴)
第一次确定圆心,第二次确定半径;
选择一组Select:“S键”-Touching Liner线/Rectangle矩形
或Shift 一个个选
移动Move:"M"
整体移动:选中-右键-Unions-Create Union from selected object/break
解脱从联合体
弱小信号线包地:选中-“s”select net,Tool-Outline -Selected Objects
查找相似物体:右键-Find Similar Object
PCB
测距离:Report-Measure Distance
自动布线:Auto Route:Net/Net Class/Connection/Area/Room
重要的一点是要先设定好布线规则。
查看布线层:Shift+F或“*”切换层
切断线:Edit-Slice Tracks
布完线进行规则检查:Tools-Design Rule Check-Run D_R_C_
3D视图:数字键“3”或View-Switch to 3D,Shift+右键旋转;
右下角PCB-3D Visualization
13.PCB设计深入c
铺铜Place-Polyon Pour
去死铜:双击铜区,Remove Deader Copper 打钩
注意软件兼容问题 实铜Solid与Hatched在PROERL99SE与DXP 的显示区别
原理图和PCB的双向同步更新:
检测PCB与原理图的不同处:Project-Show Differences
在原理图里更改后更新到PCB:Design-Update PCB Document in
在PCB里更改后更新到原理图:Design-Update Schematics in
标号Designator显示:PCB Filter ISDesignator 然后PCB Inspector Hide
重新标注:Tool- Re Annotate
元器件标号自动排列:选中器件-右键-Align-Position Component Text
补泪滴:Tool-Teardrops,焊盘与导线连接更牢固
生成生产制造文件:File-Fabrication Outputs
生成PDF文件:File-Smart PDF
翻板:View-Flip Board
L打开层
S打开选择
J 跳转
Q 英寸和毫米选择
空格 翻转
选择某物体(导线,过孔等),同时按下Tab键可改变其属性(导线长度,过孔大小等) 选择目标,按住shift拖动
在PCB电气层之间切换(小键盘上的*)。在交互布线的过程中,按此键则换层并自动添加过孔。这很常用。
DXP->preferences 系统设置
其中General--Use localized resources 中文
其中Backup --设置备份时间
树形图标--home
快捷键--右下角help-shortcuts
默认布局--View-Desktop layouts--Default
窗口缩回的速度--DXP->preferences->system->view--Hide delay
打开不同面板--右下角System等等
切换不同窗口--ctrl+tab
放大和缩小---ctrl+鼠标中键滚轴
选取工具栏上的图标,下面状态栏有它对应的一些快捷方式用途
DeSign-Template-Set Template File Name...A4 修改右下方的边框(title,日期)格式
拖动移动时连线跟着自动延长 Drag---ctrl+鼠标拖动
复制目标---选择目标,按住shift拖动
自动添加元件编号---Tools->Annotate Schematics
Preferences-->Schematic-->Graphical Editing Convert Special Strings 转换特殊字符串 原理图出现红色波浪形表示有违法规则的地方(例如两个同名R1)
编译完原理图,查看Message窗口(注意元件库导出隐藏的VCC,GND引脚)
原理图连接处,或添加NEt,会有四个白色方形小点
总线连接
总net 例如:RB[0..7] 每一导线net分别为:RB0,RB1....
如何全局修改
例如:单击电容C1选中,鼠标右键选择Find Similar Objects (Select Matching 选中,二步骤可以跳过
(1) Part Comment ---same Current Footprint ---same ,点击OK按钮
(2) Select ALL
(3) SCH Inspector 窗口 修改 Footprint
Tools-->FootPrint Manager
分层设计
(1)一种水平设置,N个分图 ,net设置全局(project-->project options-->Options...Net Identifier Scope..Gloal) 不推荐
(2)一种垂直设置,一个总图(Sheet Entry),N个分图(PORT) 连接只能Sheet Entry到PORT 第二种方法:
(1)Place sheet Symbol(方框) 和 sheet Entry(放在方框边界内侧)
(2)选择sheet Symbol,右键选择"Sheet symbol actions"--creat sheet from symbol
原理图库
(1) File-->New-->Library-->sch..
(2) 右边下方SCH打开SCH Library 窗口
(3) Place->RecTangle,注意放在原点
(4) Library Components Properties
Designator U?
Comment max232
Symbol Refernece max234
(5) 可将一个元件库分为两个Part,例如parta,partb(通过Tools-->new part)
特殊用途:选择该元件,按F1打开该元件的pdf文档
Library Components Properties-->Parameters for Component -->Add..
Name: HelpURL Value: C:\zy\abc.pdf#page=5
PCB库
(1) File-->New-->Library-->pcb..
(2) 右边下方PCB打开pcb Library 窗口
IPC FootPrint wizard..(比较有用)
画图要焊盘要比datasheet中长1mm
集成库
(1) File-->New-->Project-->Interger Library
(2) 新建sch.lib和pcb.lib, 在sch.lib中选择Tools-->Model Manage....
(3) Project-->Compile Integrated Library
盲孔(BIINDVIA):从印制板内仅延展到一个表层的导通孔。
埋孔(BURIEDVIA):未延伸到印制板表面的一种导通孔。
PCB绘制
(1) 在PCB中 Design-->Import Changes From.....
(2) S+N 选择相同net的线
(3) Design-->Board layers & color-->show/hide polygons hide (将覆铜隐藏) (L快捷键)
(4) 查看PCB元件,通过打开PCB窗口,选择Components
(5) shift+S 单层打开或关闭
(6) 对弱小信号可选择包地处理(Tools-->Outline Selected Object)
(7) Tools-->Design Rule Check...
(8) File-->Fabrication Outputs-->Gerber Files (可直接给这个文件到工厂)
覆铜:
place-->polygon Pour...
1. Pour Over Same Net Polygons Only 相同net铜箔覆盖
2. Pour Over All Same Net Objects 铜箔覆盖相同net部分(将相同net的导线等等融合了) 注意 :如果要保存为PCB4.0 Binary File(*.pcb), 覆铜要选择网格式,(可将网格Track With和Grid Size设置一样,就如同Solid格式了)
如何隐藏所有Designator(即u1,r1,r2....)
(1) PCB filer-->IsDesignator 选择所有Designator
(2) PCB Inspector-->Hide
如何将Designator(即u1,r1,r2....)自动放置在元件附件
(1) PCB filer-->IsComponent
(2) Align-->Position Component Text....
将PCB翻转 查看反面方便 view-->Filp Board
PCB查看层数 Design-->Layer Stack Manager
"类" Design-->class
比如新建一个net class ,把Vc3.3 VC5等加入,然后在rule中选择Net class,这样规则适用范围就是自己定义的类了
按键2--2D 按键3--3D
原理图画线:P+W
PCB图画线: P+T
CTRL+F 在原理图里同快速查找元器件
J+C 在PCB里面快速查的元件
S+N 选择net (ctr+H)
E+E+A 去掉全部选中物体
T+U+C 删除两个焊点间的导线
shift+S 单层打开或关闭
shift+C 去掉过滤
Shift+空格键 在交互布线的过程中,切换布线形状
ctrl+鼠标左键拖动 == 拖动时连线跟着延长
ctrl+鼠标右键 ==PCB选择相同net,并高亮
ctrl+D hide/show层
ctrl+crosspobe ==原理图和PCB快速切换
ctrl+上下箭头 ==分图和总图的切换
ctrl+M ==测量距离
Backspace键 在交互布线(手动布线)的过程中,放弃上一步操作。很常用。
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