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一：实验目的 熟悉使用Altium DXP软件绘制电路板的流程； 熟悉原理图绘制,原理图符号库制作,PCB绘制和PCB封装制作过程.； 二：实验内容 采用双面板布线,完成单片机系统的电路板的绘制。 三：实验步骤 1.新建工程 新建工程分为以下几步： （1）打开软件（双击桌面的快捷方式，见图1-1）。 图1-1：DXP软件快捷方式图标 （2）单击“File”菜单，选择“New”菜单下的“project”，单击“PCB project”菜单完成PCB工程新建（见图1-2所示）。 图1-2：新建PCB工程步骤 （3）新建的工程名为“PCB_Project1.PrjPCB”，右键“PCB_Project1.PrjPCB”，选择“Save Project As...”（见图1-3所示）。 图1-3：保存工程 （4）弹出一个新窗口，选择保存路径，在“文件名”处命名，点击保存(见图1-4所示）。 图1-4：新工程命名和选择保存路径 2.绘制原理图 绘制原理图分为以下几个步骤： （1）右键工程名，选择“Add New to Project”，单击其菜单下的“Schematic”，即可新建原理图文件（见图2-1所示）。 图2-1：新建原理图文件 （2）右键“Sheet1.SchDoc”，选择“Save As...”保存原理图文件（见图2-2所示）。 图2-2：保存原理图文件 （3）弹出一个新窗口，默认保存路径，更改文件名，单击保存（见图2-3所示）。 图2-3：命名原理图文件 （4）点击窗口右侧工具栏中的“Libraries”，选择所需元器件所在元器件库“XXX.IntLib”，在库下找到所需元器件。 ①例如找一个电阻，选择“Miscellaneous Device.IntLib”，点击“Res1”按住不放（见图2-4所示）。 图2-4：选择元器件 ②按键盘“tab”键设置器件参数，在“Designator”处对元器件编号（注意每个元器件的编号不能相同），在“value”处可更改电阻数值，双击右下角“Footprint”可更改封装（见图2-5所示）。 图2-5：设置元器件参数 ③双击“Footprint”后弹出一个新窗口，单击“Any”，再点击“Browse…”，弹出一个新窗口，选择“Libraries”下的封装库，点击所需封装，点击“OK”，完成参数设置(见图2-6)。 图2-6：更改元器件封装 ④移动元器件到适合的位置，按空格键可旋转元器件，单击即可放下。 3.创建原理图元件库 创建原理图元件库分为以下几个步骤： （1）右键工程名，选择“Add New to Project”，单击其菜单下的“Schematic Library”，即可新建原理图库文件（见图3-1所示）。 图3-1：建立原理图文件 （2）保存和文件命名的方式与原理图文件的方式相同。 （3）点击左下角“SCH Library”，可为该库元件重新命名（见图3-2所示）。 图3-2：进入Library Editor面板 ①单击工具栏的“Tools”，选择并单击“New Component”（见图3-3所示），弹出窗口即可重新命名，完成后单击“OK”（见图3-4所示）。 图3-3：增加新元器件 图3-4：命名对话框 ②在SHC Library面板上，直接单击“Add”，弹出窗口即可重新命名，完成后单击“OK”（见图3-5所示）。 图3-5：增加新元件及重命名 （4）单击绘制工具栏的“Place Rectangle”按键，则鼠标会变成十字形状，并附有一个矩形符号（见图3-6所示），两次单击左键即可绘制矩形作为元器件的原理图符号。 图3-6：绘图工具栏 （5）单击工具栏的“Place”,选择其菜单下的“Pin”，则鼠标变成十字形状，并附有一个引脚符号（见图3-7所示）移动该引脚到矩形边框处，单击左键完成放置（【注意放置引脚时，一定要保证具有电气特性的一端，即带有“x”的一端，朝外，这可以通过按空格键旋转来实现】见图3-8所示）。 图3-7：放置元件的引脚 图3-8：设置好属性的引脚 （6）在放置引脚时按“Tab”键，或双击已放置的引脚，系统弹出元件引脚属性对话框，“Display Name”设置库元件引脚名称，“Designator”设置库元件引脚编号，“Electrical Type”设置电气特性，这里选择的是Passive（无源），完成后单击“OK”（见图3-9所示）。 图3-9：引脚属性设置对话框 （7）库元件编辑完成后，双击SHC Library面板原理图符号名称栏中的库元件名称，则弹出库元件属性对话框。“Default Designator”为默认库元件序号，即把该元件放置到原理图文件中时，系统最初默认显示的元件序号；“Default Comment”库元件型号说明；“Library Link”下的“Symbol Reference”是库元件在系统中的标识符；设置完成后单击“OK”（见图3-10所示）。 图3-10：库元件属性设置对话框 （8）完成库元件的绘制，在同一工程文件下，绘制电路原理图时，只需将该库所在的库文件打开，即可随时取用，可在库中查看，如下为自己创建的原理图库（见图3-11所示）。 图3-11：查看元件库 4.创建PCB元件库及封装 创建PCB元件库及封装分为以下几个步骤： （1）右键工程名，选择“Add New to Project”，单击其菜单下的“PCB Library”，即可新建原理图库文件（见图4-1所示）。 图4-1：建立PCB元件库文件 （2）保存和文件命名的方式与原理图文件的方式相同。 （3）点击左下角“PCB Library”，可为该库元件重新命名（见图4-2所示）。 图4-2：进入 PCB Library编辑界面 （4）双击元件列表的元件封装名（见图4-3所示），工作区内显示该封装，并弹出PCB库元件对话框，在“Name”处修改元件封装名称（见图4-3所示），完成后点击“OK”。 图4-3：“PCB Library”面板 图4-4：“PCB库元件”对话框 （5）直接绘制PCB元件封装 ①在元件列表的空白区域右键，单击左键“New Blank Component”（见图4-5所示），弹出PCB库元件对话框（见图4-4所示），元件重新命名后，可在工作区内编辑。 图4-5：新建封装元件 ②放置焊盘。在底层项目栏中单击“Bottom-Layer”（见图4-6所示），在此页面中单击左键“Place”中的“Pad”（见图4-7所示），鼠标悬浮一个十字形指针和一个焊盘，移动鼠标指针左键确定焊盘位置。 图4-6：工作区窗口下方标签栏 图4-7：放置焊盘 ③在放置引脚时按“Tab”键，或双击已放置的引脚，系统弹出焊盘属性对话框，在焊盘属性对话框中设置焊盘的大小，焊盘的形状，导孔直径，焊盘编号，放置新焊盘编号自动加一（见图4-8所示）。【焊盘的尺寸一般比导孔直径大一倍】 图4-8：焊盘属性设置对话框 ④利用编辑工具栏（见图4-9所示）元器件的实际轮廓线，可参考元器件的封装资料。 图4-9：编辑工具栏 ⑤绘制完轮廓线，设置元件参考点，单击左键“Edit”，单击“Set Reference”中的“Pin 1”，一般设置一号为参考点（见图4-10所示）。 图4-10：设置参考点 （6）用PCB向导创建PCB元件规则封装 ①在元件列表的空白区域右键，单击左键“Component Wizard”（见图4-11所示）。 图4-11：建立PCB向导 ②弹出元件封装向导界面对话框（见图4-12所示），单击“Next”。 图4-12：元件封装向导界面 图4-13：元件封装模式选择界面 ③进入元件封装选择界面（见图4-13所示），DIP为双列直插封装模式，SOP为贴边封装模式，“Select a unit”选择单位习惯选择公制单位“Metric（mm）”,单击“Next”。 ④进入焊盘尺寸设置界面（见图4-14和图4-15所示），在单位标注处直接更改，修改完成后单击“Next”。 图4-14：DIP焊盘尺寸设置 图4-15：SOP焊盘尺寸设置 ⑤进入焊盘间距设置页面，根据封装资料更改，完成后点击“Next”（见图4-16所示）。 图4-16：焊盘间距设置 图4-17：轮廓宽度设置 ⑥进入轮廓宽度设置界面，一般默认设置0.2mm，点击“Next”（见图4-17所示）。 ⑦进入焊盘数目设置界面，根据实际设置，点击“Next”（见图4-18所示）。 图4-18：焊盘数目设置 图4-19：封装命名设置 ⑧进入封装命名界面，对封装进行命名，完成点击“Next”（见图4-19所示）。 ⑨进入封装完成界面，点击“Finish”，退出封装向导（见图4-20所示）。 图4-20：封装制作完成 图4-21：使用PCB封装向导制作的DIP封装 ⑩封装制作完成，在工作区内显示出封装图形（见图4-21所示）。 （7）完成绘制PCB元件封装，可在绘制原理图中，调用元器件直接添加。在原理图文件界面内，进入库调用元器件，进入元器件属性界面，在右下角的“Models”界面，右键选择“Add…”（见图2-22所示），单击弹出“Add New Model”默认“Footprint”，点击“OK”（见图4-23所示），进入封装设置界面进行设置。 图4-22：原理图元件添加封装 图4-23：“Add New Model”对话框 5.在原理图文件工作区完成单片机小系统的原理图，系统库中没有的元件可在原理图元件库文件和PCB元件封装库中绘制。 （1）用连线工具栏对引脚进行连接、放置VCC和GND、放置引脚标签（见图5-1所示）。  图5-1：连线工具栏
 Place Wire：绘制导线连接器件。  Place Bus：绘制总线。  Place Net Label：放置网络标号连接元器件。  GND Power Port：放置接地符号。  VCC Power Port：放置电源符号。  Place Non-Specific No ERC：放置忽略电气规则检查测试点。 （2）连接完成后，原理图绘制完成（见图5-2所示）。 图5-2：51单片机的小系统原理图 （3）原理图规则检查，右键工程名，单击“Compile PCB Project PCB_A.PrjPCB”（见图5-3所示），弹出“Messages对话框”，根据信息进行修改（见图5-4所示）。【如果确定连接没有问题，可以忽略一些have no driving source的问题。】 图5-3：原理图规则检查 图5-4：Messages对话框 6.印制电路板设计 PCB板设计，分为以下几步： （1）右键工程名，选择“Add New to Project”，单击其菜单下的“PCB”，即可新建PCB 文件（见图6-1所示）。 图6-1：建立PCB文件 （2）保存和文件命名的方式与原理图文件的方式相同。 （3）进入原理图文件的工作窗口，保持PCB1文件也处于打开状态，单击左键“Desgin”下的“Update PCB Document PCB1.PcbDoc”命令(见图6-2所示)。 图6-2：更新PCB文件 （3）系统将对原理图和PCB图的网络报表进行比较并弹出一个“Engineering Change Order”对话框，单击“Validate Changes”（见图6-3所示）。 图6-3：“工程更改顺序”对话框 （4）“Check”栏中显示  ，说明改变合法，单击左键“Execute Changes”（见图6-4所示）。 图6-4：执行检查命令 （5）系统将完成网络表的导入，同时在每一项的“Done”栏中显示 ，提示导入成功，单击“Close”关闭对话框（见图6-5）。 图6-5：执行变更命令 （6）这时可以看到在PCB图布线框的右侧出现了导入的所有元件的封装模型（如图6-6所示）。 图6-6：导入网络表后的PCB图 （7）将元件的封装移动到PCB布线框内，排列好，排列要求紧凑整齐、按模块放置在一起，移完所有元器件后删除红色区域。在“Keep-Out Layer”层，单击“Design”下的  绘制边框（见图6-7）。 图6-7：排列元件封装 （8）设置地线的宽度不小于1.5mm，电源线不小于1mm，信号线不小于0.254mm。点击“Design”中的“Rules…”（见图6-8所示），弹出,PCB规则编辑对话框，右键“Routing”菜单下的“Width”，单击“New Rule…”（见图6-9所示）。弹出PCB规则编辑对话框，点击左侧的菜单栏，右侧显示对应的编辑页面，点击“Net”，下拉列表选择“GND”或“VCC”,在“Constraints”处更改线宽数值，在“Priorities…”设置绘制线宽时的优先级，完成后点击“OK”（见图6-10所示）。   图6-8：设置PCB规则 图6-9：增加线宽新规则 图6-10：PCB规则编辑对话框 （9）点击连线工具栏的  ，在“Top Layer”和“Bottom Layer”进行连线(见图6-11所示)。 图6-11：全局布线后的PCB图 （10）PCB规则校验，单击“Tools”菜单下的“Design Rule Check…”(见图6-12所示),弹出设计规则检查对话框，单击“Run Design Rule Check…”（见图6-13所示），跳转设计规则检查报告界面和弹出信息对话框，根据页面信息进行改正（见图6-14所示）。【一般情况下，出现绿色区域的地方，可能是该绿色区域内元件和元件、元件和导线之间超出安全距离】 图6-12：设计规则检查 图6-13：设计规则检查对话框 图6-14：设计规则检查信息界面 （9）单击左键“Place”—>“Dimension”—>“Liner”（见图6-15所示，测量PCB板的边框并标注数字【在英文输入法下，敲击键盘“Q”键即可切换为公制单位mm（见图6-16所示）】。   图6-15：标注边框长度 图6-16：标注后的PCB图 （10）补泪滴，单击“Tools”的“TearDrop…”命令（见图6-17所示），弹出“TearDrop Options”对话框（见图6-18所示），点击“OK”。 图6-17：补泪滴 图6-18：“泪滴选项：对话框 （10）覆铜，点击连线工具栏的  ，弹出“Ploygon Pour”对话框，“Layer”选择“Bottom Layer”或“Top Layer”，“Connect to Net”选择“GND”，“Net Options”选择“Pour Over All Same Net Objects”，点击“OK”（见图6-19所示），鼠标指针变为十字形，左键选择覆铜区域，圈完后右键，系统加载覆铜（见图6-20所示）。 图6-19：覆铜设置对话框 图6-20：PCB覆铜效果 7.保存所有文件及工程。 四：总结（实验思路，实验问题解决）
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