Altium Designer 系列教程(二):基础知识

背景

配置完软件运行环境,在开始画板子之前,我们务必先熟悉一些 Altium Designer 及电路设计的基本知识。

安装库文件

Altium Designer 的库相当于把每个分立元件(如电阻、电容等)的原理图/PCB/3D模型封装起来,需要的时候直接拿来用。如果不想每个元件都自己画,可以直接用厂商提供的库。

推荐比较齐全的库

  • JLCSMT_LIB:嘉立创提供的标准集成库,包含嘉立创可以 SMT 贴片的所有元件,直接用这个集成库,打板/SMT 的时候兼容性会比较好;

  • Miscellaneous Devices(内置):自带的元器件集成库,比较全但打板时兼容性一般;

  • Miscellaneous Connectors(内置):自带的接插件集成库;

  • Hare_Library:彬哥自己画的原理图库和封装库,涵盖队内硬件所需的大部分元器件;

以上库文件已共享至 我的坚果云 ,请自行下载。

不常见的元器件

对于一些不常见的元器件,可以上 SnapEDA 查找,基本上都可以找到。

安装库的方法

  1. 将库文件全部 拷贝 至软件对应的 Shared\Library 文件夹下;

  2. 打开 Altium Designer ,在右侧面板点击 Components 页面,点击右上角 三条杠 标志,点击 File-based Library Preferences 选项,点击 已安装 页面,点击 安装 按钮,安装对应的库文件;

  3. 几种特殊情况:

    • 嘉立创集成库的路径位于 JLCSMT_LIB\Project Outputs for Miscellaneous Devices LC 文件夹内;

    • 若第三方库文件非 集成库(.IntLib),而是 原理图库(SchLib)封装库(PcbLib) 的形式,则需 同时安装 以上两个文件。此时需要在安装库文件时弹出的路径选择窗口右侧点击下拉框切换 All Files(*.*) 通配符,否则只能看到 .Intlib 格式的文件。

    • SnapEDA 下载的元器件:

      1. 先在 Shared\Library 路径下创建 SnapEDA 文件夹(便于后期整理);

      2. 将下载的 .lia 文件解压并拷贝至 SnapEDA 文件夹内;

      3. SnapEDA 文件夹内的 .lia 文件 直接拖进 Altium Designer 左侧 Projects 面板,自动弹出 P-CAD 导入向导 页面,一直点 Next ,直到看见 Current Layer Mappings 页面,执行以下操作:

        • Layer '10' 右键选择为 Mechanical Layer 1

        • Layer '20' 右键选择为 Mechanical Layer 13

        • Layer '21' 右键选择为 Mechanical Layer 15

      4. 一直点 Next 直至完成。

常用快捷键

于 Altium Designer 而言,熟练掌握常用的快捷键,可以很大程度提高效率。Altium Designer 的系统快捷键都是根据菜单下命令中有下划线的字母组合而成,例如 Place-Line 的快捷键为 P-L (先按 P 再按 L)

原理图

  • 显示 Library 面板:PP

  • 绘制导线:Ctrl + W

  • 绘制网络标签:PN

  • 复制元件并自动更新位号:按住 Shift + 拖动

  • 元件自动编号:TAA

    • Reset All:复位所有元件标号,使其变成 " 字母 + ? " 的格式

    • Update Change List:对元件列表进行标号变更

    • Accept Changes(Create ECO):表示接受编号变更,实现原理图的变更

  • 生成 BOM 表:RI

  • 更新 PCB:DU

  • 左对齐(右):ALAR

PCB

  • 把原理图的变更导入 PCB:DI

  • 把 PCB 的变更覆盖回原理图:DU

  • 切换单位(英寸/毫米):Q

  • 旋转元器件(任意角度):EMO

  • 把元件放置在底层:拖动同时按 L

  • 自动布局:框选 + TOL

  • 设置坐标原点:EOS

  • 设置栅格:G

  • 自动布线:UAA

  • 清除布线:UUA

  • 高亮接线:按住 Shift + 光标移至线

  • 高亮节点所对应连线:按住 Ctrl + 左键单击

  • 水平翻转:Ctrl + F

  • 测量:Ctrl + M

  • 切换视图(二维 / 三维):2 / 3

  • 三维视图中旋转:按住 Shift + 拖动

  • 清除过滤器:Shift + C

  • 切换单层/多层显示:Shift + S

  • 过孔盖油(可略,打板时可直接选择)

    1. 单击某一过孔

    2. 右键 - 查找相似对象

    3. 选择大小属性为 Same,确定以激活选择所有过孔

    4. 在属性中的 Solder Mask Expansion 中把顶层和底层都勾选上

  • 设置自动布线规则

    1. UAA

    2. 新建策略并编辑规则

    3. 一般修改 Routing 中的规则(新建规则)

      • Width:设置线的粗细

      • Routing Via Style :设置过孔规则

原理图库

待补充……

封装库

  • 测量距离:Ctrl + N

  • 切换单位(英寸/毫米):Q

流程及规范

以下为一块电路板从无到有的简略流程,遵守一定的规范:

  1. 初始化

    1. 新建项目

    2. 在项目内创建原理图和 PCB 文件

    3. (创建原理图库和封装库)

  2. 画原理图

    1. 完成后确保编译通过

  3. 画 PCB

    1. 从原理图导入变更

    2. 隐藏元件 Designator 标识

      1. 打开右侧 Properties 面板

      2. 点击 Designator 旁边的 眼睛 标志,即可关闭

    3. 排布元件

      • 尽量从大的元件开始

      • 尽量全部放顶层,焊接方便

      • 电容靠近电源管脚放置,且容值越小的越靠近电源

    4. 画板子形状

      • 切换 90°/45° 走线(Shift+Space

      • 圆角矩形

        • 圆角直径 4mm

        • 以所画形状定义板子(DSD

      • 设置边框线为机械层 1

      • 固定孔

        • 3.1 mm、外 4 mm

    5. 布线

      • 设置自动布线规则(见操作方法文档)

        • 电源线(VCC):30 mil

        • 地:不做设置,直接 将敷铜属性设置为地

        • 普通线:11 mil

        • 过孔:内 0.3 mm,外 0.6 mm

      • 自动布线

      • 过孔盖油(见操作方法文档)

    6. 字体标识(引脚标识与版权)

      • 放置于丝印层(顶层 / 底层)

      • 放底层要先镜像

    7. 敷铜(PG

      • 较复杂的芯片不敷铜

      • 设置属性为 GND

        • 点击敷铜 - Properties - Net - Net - 选择 GND

      • 切除死铜

  4. 打板

    1. 保存项目

    2. .pcb 文件压缩

    3. 上传至 嘉立创下单助手

    4. (可选 SMT)

其他知识点

元件属性

  • Designator:元件位号,是元件的唯一标识,用来标识原理图中的不同的元件

    • R:电阻

    • RN:排阻

    • C:电容

    • J:接口/跳线

    • X:晶振

    • D:二极管

    • Q T:三极管

    • FB:磁珠

    • U:芯片

    • TP:测试点

  • Comment:元件大小参数,如电阻的阻值、电容的容值、IC芯片型号等

  • Description:用于填写元件的功能描述

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总结

以上是 Altium Designer 及电路设计的基本知识。 下一章,我们将着手开始原理图的设计。

参考与致谢

另:感谢彬哥整理的经验和笔记。