本书以Altium Designer 8.0软件为操作平台，详细讲解了在Altium Designer中进行电路原理图设计、印刷电路板设计、电路仿真和PCB信号分析等操作的相关专业知识。本书将Protel的各项功能与具体的应用实例紧密联系在一起，适当插入了相关原理和背景知识，便于读者尽快掌握电路设计的方法和操作技巧。书中在每一章都安排了丰富的“课堂练习”，提供大量上机练习辅助读者巩固知识。本书配套光盘附有多媒体语音视频教程和大量的图形文件，供读者学习和参考。

本书可作为高校电子、自动化设计等相关专业的教学培训用书，对于有经验的Protel电路设计人员也有一定的参考价值。

Protel设计系统是世界上第一套EDA（电路设计自动化）引入Windows环境的EDA开发工具，是功能强大的电子设计CAD软件，一向以其高度的集成性和扩展性著称于世。Altium Designer 8.0是美国Altium公司开发设计电路板软件Protel的最新版本，在沿袭前续版本的强大的设计功能的基础上增加了一些功能模块，以适应当前电子行业高密度和信号高速度的要求。

本书以最新版本的Altium Designer 8.0软件为操作平台，从实用的角度出发，详细讲解了在Altium Designer中进行电路原理图设计和印制电路板设计的方法，并对电路仿真和PCB信号分析进行重点讲解。本书在讲解过程中以实例贯彻全书，在每个知识点的讲解中均结合相应的工程设计实例进行讲述。

1．本书内容介绍

本书以专业知识为基础，以灵活使用Altium Designer电路板设计为主线，以常用电路板为训练对象，带领读者全面学习Altium Designer软件，以达到快速入门和独立绘图的目的。全书共分12章，各章的具体内容如下。

第1章  简要介绍印制电路板基础知识，并详细介绍使用Altium Designer软件进行电路板设计的操作环境、功能和特点，以及在该开发环境进行文件组织的方法和管理方式。

第2章  详细介绍电路原理图的操作环境、该操作环境中常用工具的使用方法，以及使用栅格和光标的方法。此外还介绍了文档参数的定义方法。

第3章  介绍元器件从载入到准确放置的所有专业内容，以便为后续电路图的高级设计打好基础。

第4章  介绍Altium Designer原理图中布线的方法，以及在该环境中设置原理图环境参数的方法。

第5章  介绍在Altium Designer 8.0中自定义元器件的方法，以及建立和编辑元器件库的方法和技巧。并通过生成元器件报表了解元器件库中的各种元器件信息及规则检查等报表。

第6章  介绍层次原理图的创建和编辑方法，以及生成报表、检查电气线路连接和打印输出电路原理图的方法。

第7章  介绍使用Altium Designer 8.0进行PCB文件的建立、PCB中的视图操作，以及在PCB环境中进行PCB图的编辑操作等内容。

第8章  介绍PCB电路板设计的前续准备工作，以及各种电路板的制作和简单的布线方法。

第9章  介绍元器件库的装入、元器件的封装以及元器件的布局方式。另外还介绍了PCB的自动布线规则和布线的方法。

第10章  介绍创建元件和元件库封装的方法，以及编辑和管理元器件封装的方法。此外，还重点介绍了SCH和PCB交互验证方法，以及生成各种PCB报表的方法。

第11章  介绍电路板仿真操作的基本方法和步骤，其中包括各种仿真元器件的仿真方法和属性设置、各种激励源和分析方式的属性定义方法等。

第12章  介绍Altium Designer中的信号完整性分析器的设置和使用，向用户提供了详细的信号完整性分析规则以及其他的一些选项设置，并简略介绍了波形编辑器的使用等。

2．本书主要特色

本书内容全面翔实，注重应用，引导读者快速掌握Altium Designer的应用与开发知识。主要体现以下特色。

? 内容的全面性和实用性

本书从提纲的定制到内容编写，力求将Altium Designer专业知识囊括全面，并对容易混淆的知识点进行对比分析，帮助读者快速掌握各方面的知识。

? 知识点全面

本书具有完整的知识结构，书中对Altium Designer 8.0所有知识点进行了细致地讲解，力争使读者能够将基础知识学通和学精。

电路仿真和电路完整性分析是电路板的高级设计部分，在知识点安排中同样将各环节知识点拓展开来，尽可能使读者全面了解和灵活运用Altium Designer辅助电路板设计。

3．随书光盘内容

为了帮助读者更好地学习和使用本书，本书专门配带了多媒体学习光盘，提供了本书实例源文件、最终效果图和全程配音的教学视频文件。本光盘使用之前，需要首先安装光盘中提供的tscc插件才能运行视频文件。这两个文件夹的具体内容介绍如下。

? example文件夹提供了本书主要实例的全程配音教学视频文件。

? downloads文件夹提供了本书实例素材文件。

4．本书适用的对象

本书讲述的全部开发过程均提供了源程序，它对电路板开发人员，特别是利用Altium Designer或之前版本进行电路板设计的人员极有帮助。本书内容循序渐进，叙述深入浅出，适合作为高校电子和自动化相关专业师生的学习用书，也可以作为从事电子设计应用开发和自动化设计等相关专业人员的参考书。

参与本书编写的除了封面署名人员外，还有陈彦涛、王敏、马海军、祁凯、孙江玮、田成军、刘俊杰、赵俊昌、王泽波、张银鹤、刘治国、何方、李海庆、王树兴、朱俊成、康显丽、崔群法、孙岩、倪宝童、王立新、王咏梅、辛爱军、牛小平、贾栓稳、赵元庆、郭磊、杨宁宁、郭晓俊、方宁、王黎、安征、亢凤林、李海峰等。由于时间仓促，水平有限，疏漏之处在所难免，欢迎读者朋友登录清华大学出版社的网站www.tup.com.cn与我们联系，帮助我们改进提高。

作  者

2009年5月  

第1章  Altium Designer 8.0应用基础 1

1.1  电子电路基础知识 2

1.1.1  电路板的组成和连接方式 2

1.1.2  板层结构和工作层类型 3

1.1.3  元器件封装的基本知识 4

1.2  Altium Designer 8.0入门知识 5

1.2.1  Altium Designer软件发

展史 5

1.2.2  Altium Designer 8.0开发

环境 7

1.2.3  Altium Designer基本功能 9

1.2.4  Altium Designer 8.0新增

功能 13

1.2.5  电路设计的基本流程 15

1.3  Altium Designer的组成 16

1.3.1  原理图设计系统 17

1.3.2  印刷电路板设计系统 19

1.4  文件的组织和管理 20

1.4.1  文件类型 20

1.4.2  文件管理 22

1.4.3  使用快捷菜单和设计

管理器 23

1.4.4  文件编辑 23

1.4.5  显示辅助查看工具 24

1.5  管理工作界面 25

1.5.1  屏幕分辨率设置 25

1.5.2  系统参数设置 25

1.6  课堂练习1-1：Altium Designer

文档管理 26

1.7  课堂练习1-2：绘制桥式电路原

理图和PCB图 29

1.8  思考与练习 32

第2章  电路原理图环境 34

2.1  认识原理图编辑环境 35

2.1.1  电路原理图的设计步骤 35

2.1.2  原理图的基本操作 36

2.2  原理图设计工具 38

2.2.1  原理图菜单 38

2.2.2  原理图工具栏 39

2.2.3  图纸的放大或缩小 40

2.3  设置图纸 42

2.3.1  图纸大小设置 42

2.3.2  图纸方向和标题设置 43

2.3.3  设置图纸颜色 45

2.3.4  设置系统字体 45

2.4  栅格和光标设置 46

2.4.1  图纸栅格可视性设置 46

2.4.2  设置图纸栅格形状和颜色 47

2.4.3  设置电气栅格点和光标 47

2.5  文档参数 49

2.5.1  设置系统文档参数 49

2.5.2  自定义文档参数 50

2.6  课堂练习2-1：建立一个项目和

原理图文件 51

2.7  课堂练习2-2：原理图图纸设置 53

2.8  思考与练习 54

第3章  电路原理图设计初步 56

3.1  装载元器件库 57

3.1.1  加载和卸载元器件库 57

3.1.2  查找元器件 59

3.2  放置元器件 60

3.2.1  利用【库】管理器放置

元器件 60

3.2.2  通过菜单工具放置元器件 61

3.2.3  利用工具栏放置元器件 62

3.3  编辑元器件 62

3.3.1  编辑元器件的属性 63

3.3.2  编辑元器件组件的属性 64

3.4  调整元器件位置 65

3.4.1  选取和取消选取元器件 65

3.4.2  移动元器件 67

3.4.3  旋转元器件 67

3.4.4  剪贴元器件 68

3.4.5  阵列式粘贴元器件 69

3.4.6  撤销、恢复和删除元器件 70

3.5  排列和对齐元器件 71

3.6  课堂练习3-1：绘制Power

原理图 74

3.7  课堂练习3-2：绘制Iv电路

原理图 76

3.8  思考与练习 79

第4章  电路原理图设计进阶 81

4.1  放置电气对象 82

4.1.1  放置导线 82

4.1.2  放置总线及进出端点 84

4.1.3  放置网络标号 86

4.1.4  放置电源和接地符号 87

4.1.5  放置节点和连接线路 88

4.1.6  放置电路输入/输出端口 90

4.1.7  放置电路方块图 92

4.2  放置几何对象 93

4.2.1  放置直线 93

4.2.2  放置贝塞尔曲线 94

4.2.3  放置弧 95

4.2.4  放置椭圆弧 96

4.2.5  放置椭圆或圆 97

4.2.6  放置饼图 98

4.2.7  放置矩形和圆角矩形 99

4.2.8  放置多边形 100

4.3  放置其他对象 101

4.3.1  放置标注 101

4.3.2  放置文本框 102

4.3.3  放置图像 103

4.4  设置原理图的环境参数 104

4.4.1  设置原理图环境 104

4.4.2  设置图形编辑环境 105

4.4.3  设置默认原始环境 107

4.5  保存原理图文件 108

4.6  课堂练习4-1：绘制Digit holder

原理图 109

4.7  课堂练习4-2：绘制Led Matrix

Digit原理图 112

4.8  思考与练习 116

第5章  制作元器件和建立元器件库 118

5.1  元器件编辑器 119

5.1.1  认识元器件与元器件

编辑器 119

5.1.2  元器件编辑器接口简介 119

5.2  元器件库管理 122

5.2.1  创建和删除元器件 122

5.2.2  编辑元器件 123

5.2.3  利用工具菜单管理

元器件 126

5.3  元器件绘图工具 127

5.3.1  绘图工具 127

5.3.2  绘制和管理元器件引脚 128

5.3.3  放置IEEE符号 130

5.4  生成项目工程元器件库 131

5.5  生成元器件报表 132

5.5.1  元器件报表 132

5.5.2  元器件库报表 133

5.5.3  元器件规则检查表 134

5.6  课堂练习5-1：制作LED元器件 135

5.7  课堂练习5-2：生成元器件库 138

5.8  思考与练习 139

第6章  原理图高级设置 141

6.1  层次原理图设计 142

6.1.1  层次原理图的设计结构 142

6.1.2  自顶向下的层次原理

图设计 143

6.1.3  自底向上的层次原理

图设计 144

6.1.4  重复性层次图的设计

方法 144

6.2  建立并编辑层次原理图 145

6.2.1  建立层次原理图 145

6.2.2  层次原理图之间的切换 147

6.2.3  生成新原理图总的I/O

端口符号 148

6.2.4  由原理图文件生成方块

电路符号 149

6.3  电气法则测试 149

6.4  生成报表 150

6.4.1  网络报表 150

6.4.2  产生元器件列表 152

6.4.3  交叉参考表 153

6.4.4  组织结构文件输出 154

6.5  打印输出电路原理图 154

6.5.1  页面设置 155

6.5.2  打印输出 156

6.6  课堂练习6-1：创建温度传感器

层次原理图 158

6.7  课堂练习6-2：创建端口交换机

层次原理图 164

6.8  思考与练习 169

第7章  PCB图设计环境 171

7.1  PCB基础知识 172

7.1.1  PCB的结构和种类 172

7.1.2  PCB设计流程 173

7.2  新建PCB文件 174

7.2.1  通过向导生成PCB文件 174

7.2.2  手动生成PCB文件 176

7.2.3  通过模板生成PCB文件 177

7.3  PCB图工作环境 177

7.4  PCB中的视图操作 179

7.4.1  视图的移动 179

7.4.2  视图缩放 179

7.5  设置电路板工作层 180

7.5.1  层的管理 181

7.5.2  工作层的设置 183

7.6  课堂练习7-1：创建4层PCB板 187

7.7  课堂练习7-2：向导生成圆形

PCB板 189

7.8  思考与练习 190

第8章  PCB图设计初步 192

8.1  准备原理图和网络表 193

8.2  PCB电路参数设置 193

8.2.1  常规设置 193

8.2.2  颜色设置 195

8.2.3  默认设置 196

8.2.4  图纸设置 197

8.3  规划电路板 197

8.3.1  定义板的外形 198

8.3.2  定义板的物理边界 198

8.3.3  设定电气边界 199

8.3.4  设定螺丝孔 199

8.4  PCB面板制作简介 200

8.5  PCB布线工具 202

8.5.1  放置导线 202

8.5.2  放置圆弧导线 205

8.5.3  放置焊点 207

8.5.4  放置焊盘过孔 208

8.5.5  放置矩形填充 208

8.5.6  放置敷铜 209

8.5.7  放置切分多边形 210

8.5.8  放置泪滴 211

8.5.9  放置字符串 211

8.5.10  放置标注 212

8.5.11  放置坐标 213

8.5.12  放置元器件 214

8.6  课堂练习8-1：绘制Amp电路

PCB图 215

8.7  课堂练习8-2：绘制Amplify电

路PCB图 219

8.8  思考与练习 223

第9章  PCB图设计进阶 225

9.1  网络表与元器件装入 226

9.1.1  装入元器件库 226

9.1.2  浏览元器件库 226

9.1.3  装入网络表与元器件

封装 227

9.2  元器件封装 228

9.2.1  元器件封装简介 228

9.2.2  常用元器件封装 229

9.3  元器件自动布局 232

9.4  编辑元器件的布局 233

9.4.1  选取元器件 233

9.4.2  移动元器件 235

9.4.3  旋转元器件 236

9.4.4  排列元器件 236

9.4.5  调整元器件标注 237

9.4.6  剪贴复制元器件 238

9.4.7  删除元器件 240

9.5  自动布线规则 240

9.5.1  自动布线规则简介 240

9.5.2  电气规则设置 242

9.5.3  布线规则设置 244

9.5.4  贴片封装元器件规则设置 247

9.5.5  掩膜层规则设置 248

9.5.6  电源层规则设置 249

9.5.7  测试点规则设置 250

9.5.8  规则设置向导 251

9.6  添加网络连接 252

9.7  PCB布线 254

9.7.1  自动布线 254

9.7.2  手工调整布线 257

9.8  课堂练习9-1：装入网络表

生成PCB图 258

9.9  课堂练习9-2：PCB布线 259

9.10  思考与练习 260

第10章  PCB图高级设计 262

10.1  元件和元件库封装编辑器 263

 10.1.1  启动元件封装编辑器 263

 10.1.2  元件封装编辑环境的

 组成 263

10.2  创建新的元件和元器件库封装 264

 10.2.1  采用手工绘制方式设计

  元件封装 264

 10.2.2  利用元件封装向导绘制

  元件封装 266

 10.2.3  元件封装参数设置 268

 10.2.4  创建元器件集成库 269

10.3  元器件封装管理 269

 10.3.1  元器件封装参数设置 269

 10.3.2  修改和删除元器件 270

 10.3.3  编辑元器件封装引脚

  焊盘的属性 271

10.4  原理图与PCB图之间交互

 验证 272

10.5  PCB三维效果图 274

10.6  生成PCB报表 275

 10.6.1  生成电路板信息报表 275

 10.6.2  生成网络状态表 276

 10.6.3  生成元器件报表 277

 10.6.4  PCB报表的其他项目 278

10.7  打印输出PCB图 278

10.8  课堂练习10-1：手动绘制

 JDIP14元器件 280

10.9  课堂练习10-2：利用向导制

 作元件封装 282

10.10  思考与练习 284

第11章  电路仿真 286

11.1  仿真概述 287

11.2  仿真相关元件参数设置 288

 11.2.1  安装仿真元器件 288

 11.2.2  设置原理图中元件

  参数 289

 11.2.3  放置激励源 296

11.3  初始状态设置 302

 11.3.1  节点电压设置NS 302

 11.3.2  初始条件设置IC 303

 11.3.3  特殊状态预置符 303

11.4  设置仿真方式 304

 11.4.1  选择仿真工作的一些

  宏观参数 304

 11.4.2  仿真分析简介 305

11.5  设计仿真原理图 313

 11.5.1  加载元件库 313

 11.5.2  仿真原理图元器

  件的选用 314

11.6  观察仿真信号 315

11.7  管理仿真信号 316

 11.7.1  添加新波形显示 316

 11.7.2  波形的层叠显示 317

 11.7.3  调整波形的显示范围 317

11.8  课堂练习11-1：半波整流仿

 真电路 318

11.9  课堂练习11-2：低通滤波器

 电路仿真 321

11.10  思考与练习 324

第12章  PCB信号完整性分析 326

12.1  信号完整性概述 327

12.2  添加信号完整性模型 328

 12.2.1  信号完整性分析的环境 328

 12.2.2  常规设置 329

 12.2.3  设置中止方式 330

 12.2.4  菜单操作 331

12.3  信号完整性的设计规则 334

 12.3.1  飞升时间的下降边沿和

  上升边沿 334

 12.3.2  阻抗限制 335

 12.3.3  信号超调的下降边沿和

  上升边沿 335

 12.3.4  信号基值 336

 12.3.5  激励信号 336

 12.3.6  信号上位值 336

 12.3.7  下降和上升边沿斜率 337

 12.3.8  供电网络标号 337

 12.3.9  信号下冲的下降边沿和

  上升边沿 337

12.4  PCB验证和错误检查 338

 12.4.1  PCB图设计规则检查 338

 12.4.2  生成检查报告 339

12.5  进行信号完整性的分析 340

 12.5.1  前期准备 340

 12.5.2  使用菜单工具进行

  波形分析 340

12.6  课堂练习12-1：变频器信号

 完整性分析 344

12.7  课堂练习12-2：低通滤波器

 信号完整性分析 346

12.8  思考与练习 348