1、Altium-Designer-电路板设计与制作课件第11章重点内容：重点内容：利用所学的知识进行系统原理图设计。熟练载入网络表与元器件，进行后续PCB设计。技能目标：技能目标：运用软件对PCB进行设计。对PCB进行元器件布局和布线，对设计的PCB进行打印输出。11.1 设计任务和实现方案11.2 原理图设计11.3 PCB设计11.4 打印输出 实验电路系统通过单片机串行端口控制各个外设，可以完成大部分经典的单片机实验，包括串行口通信、跑马灯实验、单片机音乐播放、LED显示以及继电器控制等。本实例中的实验板主要有以下7个部分组成：电源电路、发光二极管部分的电路、发光二极管部分相邻的串口部分电
2、路、串口和发光二极管都有电气连接关系的红外接口部分、晶振和开关电路、蜂鸣器和数码管部分电路、继电器部分电路。单片机实验电路系统原理图如图所示。设计思路：首选，创建一个PCB工程，并在工程下创建新的原理图，并选好存储位置对工程和原理图文件命名并保存；其次，对原理图中的元器件进行分析统计，先放置好所有元件，确定各芯片的位置后进行元件布局，然后用导线将其连接起来，即可完成原理图的布局。在设计好的原理图基础上，进入PCB编译环境，设定规则和约束，进行元件自动布局，在进行自动布线操作，最后保存文件。本实例的具体操作步骤如下：（1）新建工程：选择“文件”“新的”“工程”“PCB工程”命令，创建一个PCB项
3、目文档。选择“文件”“保存工程”命令，在弹出的对话框选择好位置，对文件名称进行更改为“单片机实验电路系统.PrjPCB”，点击“保存”按钮进行保存。（2）新建原理图：选择“文件”“新建”“原理图”命令，创建一个原理图文档。选择“文件”“保存”命令，在弹出的对话框选择好位置，对文件名称进行更改为“STC89C52RC.SchDoc”，点击“保存”按钮进行保存。（3）放置图表符：选择“放置”“图表符”命令，放置五个图表符，并按照系统原理图所示名称分别修改为RS232、POWER、CPU、RELAY、ALARM&LED。（4）放置图纸入口：选择“放置”“添加图纸入口”命令，并按照原理图中所示修改名称
4、和端口方向等性质。（5）进行电气关系连接：选择“放置”“线”命令，连接各种图纸入口，完成原理图的母图。（6）产生子图纸：选择“设计”“产生图纸”命令，光标变成十字形状，单击原理图中的方块图将自动生成方块文件名的原理图文件，并布置好端口，生成五个自原理图。对个文件进行保存。（7）生成层次电路：选择“工具”“上/下层次”命令，此时原理图自动形成层次分布。（8）绘制子原理图：按照图1所示的CPU子原理图，完成该子原理的电路图设计。电子器件的原理图可以在元件库中进行搜索，本部分设计不再详细阐述。同样，设计图2所示的RS232子原理图、图3所示的POWER子原理图、图4所示的RELAY子原理图、图5所示
5、的ALARM&LED子原理图。（9）编译工程：在菜单中选择“工程”“Compile PCB Project单片机实验电路系统.PrjPCB”命令,对工程进行编译。编译完成后，会弹出“Messages”对话框。如果没有致命的错误，则可以进行输出设计。图1图2图3图4图5（10）生产元器件报表：回到STC89C52RC原理图界面，在菜单中选择“报告”“Bill of Materials”命令，弹出对话框，如图所示。点击“输出”按钮可以输出Excel格式的文件，点击“确认”按钮关闭对话框。完成原理图的设计后，需要完成PCB图设计。（1）新建原理图：选择“文件”“新建”“PCB”命令，创建一个PCB文
6、档。选择“文件”“保存”命令，在弹出的对话框选择好位置，对文件名称进行更改为“STC89C52RC.PcbDoc”，点击“保存”按钮。（2）加载网络表和元件：在PCB文件编辑环境下，选择“设计”“Import Changes From单片机实验电路系统.PrjPCB”命令，弹出“工程更改顺序”。在“工程更改顺序”对话框中单击“生效更改”按钮，检查工程变化顺序并使工程变化顺序生效。(3)在“工程更改顺序”对话框中单击“执行更改”按钮，接受工程变化顺序，将元件和网络表添加到PCB文件中，点击“关闭”按钮，如果工程更改顺序中存在严重错误，则装载将失败：如果之前没有加载元件库，则也会失败。(4)自动布
7、局：先在板子上设定好“Keep-Out Layer”的外框，然后选择“工具”“器件布局”“自动布局”命令，弹出“自动放置”对话框，点击“确定”按钮，开始自动布局，。可以看出自动布局效果并不理想，需要手动布局进行调整。(5)手工调整布局：程序对元器件的自动布局一般以寻找最短布线路径为目标,因此元器件的自动布局不太理想,需要用户手工调整，但元器件的位置不够理想,因此必须重新调整某些元器件的位置。(6)布线：选择“自动布线”“全部”命令，弹出“Situs布线策略”对话框，全部按照程序默认设置，点击右下角的“Route ALL”按钮，弹出“Messages”对话框，关闭该对话框，最后的布线结果如图所示
8、。(7)加泪滴：选择“工具”“滴泪”命令，弹出“泪滴选项”对话框，如图11-16所示，按照程序默认设置，点击右下角的“确定”按钮，完成加泪滴操作弹出“Messages”对话框，关闭该对话框。(8)敷铜：选择“放置”“多边形敷铜”命令，弹出“多边形敷铜”对话框，在属性中层设置为“Top Layer”，在网络选项中链接到网络选择为“GND”，其余选项不变，点击右下角的“确定”按钮，弹出十字光标，设定敷铜范围，将“Keep-Out Layer”的外框均覆盖，点击鼠标左键，上表面敷铜后如图所示。将属性改为“Bottom Layer”，得到的下表面敷铜后如图所示。完成原理图的设计后可以打印输出各层，本设计只打印顶层，操作如下：（1）选择“文件”“页面设置”命令，弹出的“Composite Properties”对话框，在该对话框中单击“高级”按钮，进入“PCB Printout Properties”对话框，在列表中选择欲打印的板层。（2）单击“OK”按钮，返回PCB编辑工作环境，选择“文件”“打印”命令，按照系统软件打印机的使用方法可以对PCB图进行打印。打印全部内容如图所示。
