工程软件实训

电工电气技术实训《工程软件-AltiumDesigner应用基础》工程训练中心实训3AltiumDesigner原理图设计一.实训目的1.熟悉电路设计概念，熟悉电路设计工具AltiumDesigner的使用方法；2.熟悉原理图的设计。二.实训内容1.学习原理图设计流程及运算放大器电路原理图设计；2.进行多谐振荡器的电路原理图设计。AltiumDesigner原理图设计-电路设计概念绘画与电路4Copyright©2009AltiumLimited绘画是一种在二维的平面上以手工方式临摹自然的艺术。通俗地说绘画就是模仿场景或场景再造。电路与绘画5Copyright©2009AltiumLimited电路设计实质上与绘画是异曲同工的，只是运用的素材和达到的目的上有所区别。电路（电子线路）设计是由电气设备和元器件按一定方式联接起来，为电流流通提供了路径的总体。一个成功的电子设计一个成功的电子设计=完善的设计构想+高效的设计工具+合格的设计者6Copyright©2009AltiumLimited设计一个成功的电子产品最核心的要素就是设计者自身，而拥有完善的设计构想和高效的设计工具能加速实现的这一过程。工具的作用7Copyright©2009AltiumLimited工具，原指工作时所需用的器具，后引申为为达到、完成或促进某一事物的手段。它的好处可以是机械性，也可以是智能性的。例如一根铁棍可以当作槓杆使用，力点离开支点越远，杠杆传递的力就越大。电子设计工具与技术工具的演变–计算机辅助设计（CAD，ComputerAidedDesign）–计算机辅助制造（CAM，ComputerAidedMade）–计算机辅助测试（CAT，ComputerAidedTest）–计算机辅助工程（CAE，ComputerAidedEngineering）技术组成–应用电子技术–计算机技术–信息处理技术–智能化技术EDA（电子设计自动化(ElectronicDesignAutomation））是现代电子设计技术的核心，利用EDA工具，实现从概念、算法、协议开始设计电子系统，从电路设计、性能分析直到IC版图或PCB版图生成的全过程。8Copyright©2009AltiumLimited关键词电子设计自动化(ElectronicDesignAutomation-EDA)印制电路板（PrintCircuitBoard-PCB）现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray-FPGA)复杂可编程逻辑器件(ComplexProgrammableLogicDevice-CPLD)专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit-ASIC)知识产权（IntellectualProperty-IP）联合测试行动组（JointTestActionGroup-JTAG）9Copyright©2009AltiumLimited电子设计数据电路原理图PCB版图PCB制板、加工元器件参数机械工艺制图FPGA组合逻辑电路嵌入式软件元件仓储数据元件供应商数据………11Copyright©2009AltiumLimited元件符号模型、元件Spice仿真模型元件封装模型、元件SI分析仿真模型光圈数据、钻孔数据、CAM数据等元件数据手册、典型应用设计案例等二维平面数据、三维元件模型等元件IP模型、HDL函数等.h头文件、标准函数库等元件名称、编码、数量等元件名称、价格、数量等电子设计数据有那些形式？电子设计数据的核心？原理图设计数据PCB设计数据嵌入式软件代码元器件模型数据12Copyright©2009AltiumLimited一个真实的完整设计过程13Copyright©2009AltiumLimited统一数据管理14Copyright©2009AltiumLimited层次更清晰协同更流畅数据更连贯过程控制更简单AltiumDesigner原理图设计-原理图设计电子产品（早期）…原理图设计为什么要设计原理图？-Why如何实现原理图设计？-How利用原理图设计什么？-What17Copyright©2009AltiumLimited18Copyright©2008AltiumLimited原理图设计习惯19Copyright©2008AltiumLimited原理图设计习惯原理图在逻辑关系和设计意图上的清晰、准确，是确保电路设计正确的关键所在。层次化设计20Copyright©2009AltiumLimited万丈高楼平地起……电子设计与任何工程设计原理都是一致的，整体入手，细节设计。设想一下，今天我们身边的电器，如果放在30年前，它的功能是多么不可思议。原理图设计编辑界面原理图设计编辑界面原理图标准工具栏布线工具栏实用工具栏原理图设计案例-运算放大器电路设计创建工程与原理图文件1、通过菜单创建PCB工程–File-New-Project-PCBProject，即可在当前工作区创建新的PCB工程–新建工程并不直接在硬盘中创建文件，需要保存：在工程面板中，右键单击新建的工程名-SaveProject，在弹出的对话框中输入“uA741”,单击“保存”按钮，即以名称“uA741.PrjPCB”保存在默认文件夹“Examples”中创建工程与原理图文件2、通过菜单或工程面板向工程中添加原理图文件–在工程面板中，右键单击新建的工程-AddNewtoProject-Schematic–新建文件并不直接在硬盘中创建文件，需要保存：单击工具栏中的保存文件图标，然后在弹出的对话框中选择目录并命名文件，同样将其保存为”uA741.SchDoc”。原理图选项3、设置图纸参数快捷键“D-O”-SheetOptions图纸尺寸图纸放置方向，横、纵标题栏一般可使用默认的“标准”标题栏，也可自行绘制，存为模板标题栏中图纸号”Sheetof”的间距图纸引用区域图纸尺边框边框颜色和背景颜色“捕捉”栅格自定义图纸尺寸视图栅格电气栅格原理图选项栅格–栅格几乎是任何计算机辅助图形设计工具中必有的概念–在AD的原理图编辑其中，包含以下三种栅格：捕捉栅格在原理图中进行操作时，光标在捕捉栅格上移动，移动步长即为栅格大小视图栅格原理图中显示的栅格电气栅格对具有电气意义的元素操作时，光标能达到的栅格原理图选项单位使用英制单位使用公制单位具体单位在原理图中，尺寸单位并没有重要的实际意义(只与图纸打印效果相关)，一般使用“DxpDefault”(10mil)即可安装元器件库4、安装元器件库AltiumDesigner系统默认打开的集合元器件库有很多，其中常用分立元器件库MiscellaneousDevices.Intlib和常用接插件库MiscellaneousConnectors.Intlib是最常用的，本例的uA741AN不在这两个库中，在C：\ProgramFiles\AD10\Library\STOperationalAmplifier.IntLib集成库，因此必须先将其加入到系统中。添加库移除库(并不在硬盘中删除)使用库执行[设计][浏览库]，打开库文件面板在元件名称中找到UA741AN,双击或单击[PlaceUA741AN]，将UA741AN移动到图纸适当位置，按空格键元件将逆时针旋转90°，采用同样的方法，将“MiscellaneousDevices.Intlib”设置为当前库，放置电阻Res3;再将“MiscellaneousConnector.Intlib”置为当前库，放置接插件使用库当需要一个元件时，建议先搜索AD已有的库文件查找结果放置元件5、放置元件电阻电容等无源元件的属性–无源元件的参数列表中，一般含有“Value”参数，它同时是元件的仿真参数–一般应将元件数值填写在“Value”参数中，并设置为“Visible”–“Comment”用于填写元件型号，对于一般阻容元件无具体型号的，可将其设置为参数引用“=Value”并隐藏–电阻的功率、电容的耐压等参数，可在参数列表中添加新的自定义参数放置元件元件的封装选择–对于集成库里的元件，一般封装已经选定，不用关心–对于自己绘制的元件，若绘制库时未指定封装，可在绘制原理图时指定–可单击元件属性对话框右下方的“Add…”-“Footprint”添加封装或选定已有封装单击“Edit”编辑已有封装可更改封装的显示模式若Library下拉列表中没有需要的封装库，可以通过这个按钮添加绘制电路连线6、绘制线路执行[Place][Wire]或单击按钮，进行连线操作，系统默认单击鼠标左键的两个电气点为导线的起点和终点，如果不再放置导线，单击右键即可取消系统的导线放置状态。导线放置完成后，在布线工具栏中单击，光标上即出现一个网络标号为“VCC”的“T”形电源符号，本例中有两种电源，即“VCC”（+12V）和“VEE”（-12V）。在电源符号的预放置状态时按下键盘的Tab键，即可打开“PowerPort（电源端口）属性设置对话框绘制电路“P-O”绘制电源端口“Tab”键更改属性移动光标确定位置，单击放置端口形式（Style）仅决定图形符号，并不具有电气意义，电气意义完全取决于网络名–Circle–Arrow–Bar–Wave–PowerGround–SignalGround–Earth网络名，同时也是显示的名字形式是否显示名字电气规则检查7、元件放置及电路连接完成后进行编辑检查执行[工程][CompilePCBProjectUa741.PrjPCB],单击右键，选择[工程区面板][system][message]，message面板在原理图编辑正确时是空白的实训要求采用AltiumDesigner设计多谐振荡器电路原理图元件符号描述封装C1，C2CapRAD-0.3Q1,Q22N3904TO-92AR1~R4Res1AXIAL-0.3Y1Header2HDR1X2实训步骤l.按下列步骤用AltiumDesigner设计多谐振荡器电路原理图（1）创建新的PCB工程文件（2）添加新的原理图文件（3）安装元器件库（4）放置电路元件（5）绘制电路连线（6）编译（电气规则检查）无误2.经指导教师检查无误后，恢复实验初始状态。电工电气技术实训《工程软件-AltiumDesigner应用基础》工程训练中心实训4AltiumDesignerPCB设计一.实训目的1.进一步熟悉AltiumDesigner设计环境；2.学习PCB的设计。二.实训内容1.学习PCB设计流程及电源板的PCB设计；2.学习多谐振荡器的PCB板图设计。PCB制作技术…42Copyright©2009AltiumLimited赛道与PCB赛道设计与PCB布线一样，取决于承载对象印制电路板（PrinitCircuitBoard）的设计主要指版图设计，并以电路原理图为根据，通过一定的制作工艺，在绝缘度非常高的基材上覆盖一层导电性能良好的铜箔构成覆铜板上蚀刻出相关的图形，再经钻孔等后处理制成，以供元器件装配，实现电路设计者所需要的功能。印刷线路板不仅是重要的电子部件，还是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的提供者。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。43Copyright©2009AltiumLimited布局与布线合理的元器件布局对于PCBLayout至关重要！！！PCB编辑环境44Copyright©2009AltiumLimited布线和绘图工具栏45Copyright©2009AltiumLimited（1）UtilityTools：绘图工具。AlignmentTools：对齐工具。FindSelection：查找选择工具。InteractivelyRouteConnections：交互式布线。InteractivelyRouteMultipleConnections：差分对布线。