电子产品制图与制板高职全套教学课件

电子产品制图与制板项目一简单放大电路的制图与制板任务一认识AltiumDesigner6.9软件任务二绘制放大电路原理图任务三绘制放大电路的印制电路板图项目二串行时钟电路的制图与制板任务一绘制串行时钟电路原理图任务二绘制串行时钟电路的印制电路板图任务三制作单面PCB板项目三运放电路的制图与制板任务一绘制普通元件符号任务二绘制复合式元件符号任务三绘制运放电路原理图任务四创建PCB元件封装任务五绘制运放电路的印制电路板图任务六PCB板的钻孔项目四单片机系统的制图与制板任务一绘制单片机系统电路原理图任务二绘制单片机系统的印制电路板图任务三制作双面PCB板项目五流水灯电路的制图与制板任务一绘制流水灯电路原理图任务二绘制流水灯电路的印制电路板图任务三制作PCB板任务1-1认识AltiumDesigner6.9一、AltiumDesigner6.9软件介绍二、AltiumDesigner6.9设计环境三、AltiumDesigner6.9文档管理

知识点：软件的安装环境的熟悉文档管理

知识巩固:

上机练习一、AltiumDesigner6.9介绍——软件简介随着电子技术的迅速发展，大规模、超大规模集成电路的应用使印制电路板（PCB)的布线更加精密和复杂，因此很多厂商都推出了自己的电子线路CAD（ComputerAidedDesign——计算机辅助设计）软件，其中Protel以其界面友好、功能完善、操作简单、易学易用等优点，在EDA（ElectronicDesignAutomation——电子设计自动化）领域得到广泛使用，深受广大电子爱好者欢迎并作为首选的软件。AltiumDesigner6是原Protel软件开发商Altium(澳大利亚）公司于2006年推出的一体化的电子产品开发系统，主要运行在WindowsXP、Win7操作系统上。①软件简介一、AltiumDesigner6.9介绍—软件简介1988年，ProtelTechnology公司设计的DOS版电路设计软件以其“易学、实用”的特点受到广大电路设计人员的欢迎进入20世纪90年代，ProtelTechnology公司及时推出了基于Windows的Protel软件——ProtelforWindows1.0版1994年和1997年分别推出了ProtelforWindows2.0版和ProtelforWindows3.0版1998年Protel公司推出了Protel98，特别是出色的自动布线功能得到了用户的支持1999年和2000年分别推出了Protel99和Protel99SE2002年8月推出了令人期待的最新产品ProtelDXP（2000年的8月ProtelTechnology成功地整合了多家EDA软件公司，并更名为Altium公司）2004年和2005年Alitum公司分别推出了ProtelDXP2004和ProtelDXP2004SP2（可以选择中文操作界面）2005年年底，Altium公司推出了Protel系列电子设计软件的最新高端产品——AltiumDesigner6.02008年3月12日晚Altium公司推出了AltiumDesigner6.9（2759）一、AltiumDesigner6.9介绍—系统配置Altium公司推荐的系统配置为：1．操作系统：WindowsXP（专业版或家庭版）、Windows2000专业版、windowsvista。2．硬件配置：（1）至少1.8GHz微处理器。（2）512MB或1GB内存。（3）至少3GB的硬盘空间。（压缩文件就要1.3G，压缩后1.3G，安装文件要4G）（4）显示器屏幕分辨率至少为1024╳768，32位真彩色，32MB显存。②系统配置一、AltiumDesigner6.9介绍—软件安装③软件安装一、AltiumDesigner6.9介绍—软件激活在原文件Altium.Designer.v6.9下找到文件夹AD_6.9_CR，将ALTIUM.alf和DXP.exe可执行文件拷贝到安装文件下，替换即可，然后重新打开就可以自动生成）若要想每次使用的话可以使用快捷方式，发送到桌面上即可。④软件激活二、AltiumDesigner6设计环境-窗口界面①

软件窗口界面二、AltiumDesigner6设计环境-工具栏系统默认的工具栏和我们的Word等办公软件的工具栏是一样的浏览器工具栏（位于AltiumDesigner6界面的上方右侧，由浏览器地址编辑框、后退快捷按钮、前进快捷按钮、回主页快捷按钮）②工具栏1．AltiumDesigner的主菜单栏（1）系统菜单1．AltiumDesigner的主菜单栏（2）文件（File）菜单1．AltiumDesigner的主菜单栏（3）显示（View）菜单1．AltiumDesigner的主菜单栏（4）项目（Project）菜单1．AltiumDesigner的主菜单栏（5）窗口（Window）菜单1．AltiumDesigner的主菜单栏（6）帮助（Help）菜单2．AltiumDesigner的主页二、AltiumDesigner6设计环境-工作区工作区位于AltiumDesigner6.9界面的中间，是用户编辑各种文档的区域。在无编辑对象打开的情况下，工作区将自动显示为系统默认主页，主页内列出了常用的任务命令，单击即可快捷启动相应工具模块。③工作区二、AltiumDesigner6设计环境-初始界面菜单DXP(系统菜单）：进行资源用户化，系统参数设置、许可证管理等操作。File（文件菜单）：创建各种设计文件、创建各种项目。View（查看菜单）：控制界面中工具栏、工作面板等。Project（项目菜单）；项目管理、项目编辑、项目选项等操作。Windows（窗口菜单）：多个窗口排列操作（水平、垂直（返回margeall、新建）Help（帮助菜单）：相关操作的帮助、序列号的查看等（F1、About)④初始界面菜单二、AltiumDesigner6设计环境-用户自定义启动AltiumDesigner6，执行初始菜单DXP\Customize(用户化)或打开主页Home\PickaTask\Configure\Customize打开所示“CustomizingPickATaskEditor”对话框,对话框包含“Commands”和“Toolbars”两个选项卡，其中“Commands”选项卡用于对菜单内的命令调整，“Toolbars”选项卡用于在界面中添加完整的菜单和工具栏。我们该如何自定义菜单---如快捷键F1呢?插句话:必备软件-有道词典，PDF阅读器等⑤用户自定义---自定义菜单二、AltiumDesigner6设计环境-用户自定义二、AltiumDesigner6设计环境-用户自定义建立快捷键F1之前让我们来想想，是不是要给他找好住处，带上一顶帽子呢？也就是说要给他找好位置，放到哪个主菜单下,让我们一起来试试在浏览器工具栏下右键Customize打开它,找到Help下的F1然后拖动到该工具栏下即可不想要呢?-----扔帽子吧（打开Customize，选中F1,变成黑色方框，然后右键删除）二、AltiumDesigner6设计环境-参数设置启动AltiumDesigner6，执行初始菜单DXP\preferences(参数设置)或打开主页Home\PickaTask\Configure\setupsystempreferencse打开所示常规参数设置(语言localization、字体systemfornt等）显示参数设置（恢复打开文件desktop桌面区域\restoreopendocuments、PopupPanels区域\弹出或隐藏面板\)系统浮动视窗透明度参数设置（编辑的时候可以隐藏)系统自动备份参数设置系统文件类型参数设置等等（我觉得可以在中文下进行参数设置，这样方便)⑥参数设置二、AltiumDesigner6设计环境-面板标签为用户提供了大量的工作区面板窗口，如文件管理面板、项目管理面板、分别位于AltiumDesigner6界面的左右两侧和下部。用户可以用工作区面板右上部分的小按钮移动、修改或修剪面板，单击相应的面板标签还可以显示、隐藏或切换工作面板窗口。（如果我们有些时候不知道如何打开面板的话，可以在这里找）当前快捷键（help\shortcute）常用的三个工作面板：Project（工作项目）

File（文件）

Library（库）⑦面板标签三、AltiumDesigner6文档管理—扩展名设计文件扩展名电路原理图文件*.SchDOCPCB印制电路板文件*.PCBDOC原理图元器件库文件*.SchLibPCB元器件库文件*.PCBLib元器件集成库文件*.IntLibPCB项目工程文件*.PRJPCBFPGA项目工程文件*.PRJFPG三、AltiumDesigner6文档管理--创建新Project要进行PCB板设计，一般先要创建PCB项目文件（*.PRJPCB），然后在该项目文件下再新建原理图文件和PCB文件等。创建项目文件一般有三种方法，如下图所示，无论采用何种方法，系统都会新建一个默认的项目文件“PCB_Project*.PriPCB(*表示数字)，三种方法如下所示三、AltiumDesigner6文档管理--创建新Project三、AltiumDesigner6文档管理--创建新Project方法一：选择菜单File\Project\PCBProject。方法二：单击File工作面板中New区域下的BlankProject(PCB)。方法三:单击Home工作区窗口中的PrintedCircuitBoardDesign，在新出现的窗口中单击NewBlankPCBProject。三、AltiumDesigner6文档管理—Project快捷菜单在Project工作面板中新建的项目文件上单击右键或在Project按钮上单击，然后在弹出的快捷菜单中选择SaveProject，如上图所示；也可以执行菜单命令File\SaveProjectAs，在弹出所示的保存项目文件对话框中选择合适的路径，并修改文件名为“基本放大电路”。这样，一个新的项目文件创建完毕，如下图所示。三、AltiumDesigner6文档管理—保存Project三、AltiumDesigner6文档管理—保存Project三、AltiumDesigner6文档管理—创建原理图文件SCH建立项目文件后,就可以在该项目文件下新建原理图文件(SCH)了。方法一：执行菜单命令File\New\Schematic。方法二：单击File工作面板中New区域下的SchematicSheet。这样系统就会在当前项目文件下新建一个原理图文件“Sheet*.SchDoc(*表示数字),并自动处于打开状态三、AltiumDesigner6文档管理—创建原理图文件SCH三、AltiumDesigner6文档管理—保存原理图SCH单击工具栏中存盘按钮或选择菜单File\save,系统将会弹出文件保存对话框,如下图所示,在对话框中选择保存路径并输入文件名称,单击保存。一般情况下，在结束设计退出软件之前，应依次关闭打开的文件和项目。关闭文件可以选择菜单File\Close或在欲关闭的文件标签上单击鼠标右键从弹出的快捷菜单中选择Close***（***为文件名）；关闭项目文件时，在图所示的快捷菜单中选择CloseProject。如果文件或项目未保存则提示存盘。采用类似的方法，可以新建并保存或关闭PCB文件，PCB库文件，集成元件库等。三、AltiumDesigner6文档管理—关闭文件和项目三、AltiumDesigner6文档管理—文档切换可以用鼠标进行来回的切换ctrl+tab文档从左到右切换ctrl+Shift+tab文档从右到左切换上机练习内容上机练习AD6.9的安装与激活上机练习AD的启动和中英文工作界面的切换上机练习—在导航工具拦下建立About快捷菜单（提示：帮助菜单下）上机练习—添加“全屏显示”菜单，使用Shift+F1实现，不要的话进行删除上机练习——设置文档自动备份的时间为10分钟，保存文档数为3份上机练习—新建一个PCB项目文件，保存在以自己的“班级姓名”命名的文件夹下，并在该文件夹下建立原理图文件SCH和PCB文件，保存为“上机练习原理图”绘制放大电路原理图

任务1-2：任务目的

利用AltiumDesigner6.9绘制如图1-10所示的放大电路原理图。任务分析：

放大电路是电子电路领域的基本电路，种类繁多，在日常生活中应用广泛。图1-10所示是一种分压式共射放大电路，图中主要由电子元器件、导线、电源等电气对象组成。

任务实施1．工程项目文件的建立

进入AltiumDesigner6.9环境后，执行菜单命令“文件”→“新建”→“工程”→“PCB工程”，在左侧的“Projects”面板中会出现一个新建的PCB工程项目文件，默认的新建项目文件名为PCB_Project1.PrjPCB，然后执行菜单命令“文件”→“保存工程”，系统弹出如图1-13所示的“Save”对话框，选择好工程文件的保存路径，修改文件名为“项目1.PrjPCB”，单击“保存”按钮，即建立好了“项目1.PrjPCB”工程项目文件。任务实施2．新建一个原理图文件

在刚刚已经创建好的工程项目文件“项目1.PrjPCB”中新建一个原理图文件，可以执行菜单命令“文件”→“新建”→“原理图”，则在左侧的“Projects”面板中出现了Sheet1.SchDoc的文件名，同时在右边打开了一个原理图文件，继续执行菜单命令“文件”→“保存”，系统弹出“Save”保存原理图文件对话框，选择工程项目文件“项目1.PrjPCB”所在的文件夹，并将原理图文件命名为Sheet1.SchDoc，单击“保存”按钮。任务实施3．原理图环境设置

（1）设置图纸为A4

（2）设置图纸为横放

（3）设置可见栅格为10mil

（4）设置光标一次移动一个栅格

（5）设置标题块为标准型

（6）显示边界

（7）使能电栅格，栅格范围设为4任务实施4．放置元件（1）执行菜单命令“放置”→“器件”，系统弹出“放置端口”对话框，如图1-15所示，图中显示的是元件的4个属性。（2）按照表1-2中R1的属性参数分别输入到各自的属性文本框中，然后单击确定按钮，光标变成十字形，并且元器件符号随光标移动。（3）此时，可按“空格”键90º旋转元件方向，按“X”键水平翻转，按“Y”键垂直翻转，确定好方向后，在适当位置单击鼠标左键放置好一个元件。任务实施物理元件指定者注释封装Res2R118kAXIAL-0.4Res2R23.3kAXIAL-0.4Res2R3680AXIAL-0.4Res2R4200AXIAL-0.4Res2R510kAXIAL-0.4CapPol1C11uFACapPol1C210uFACapPol1C31uFANPNQ12N2222TO-226Header3P1Header3HDR1X3P1在MiscellaneousConnectors.IntLib中；其余元件在MiscellaneousDevices.IntLib任务实施5．编辑已放置好的元件（1）移动元件。如果元件已放置在图纸上，但位置不合适，可在元件符号上按住鼠标左键并移动位置。（2）改变元件方向。在已放置好的元件符号上按住鼠标左键，再按“空格”键90º旋转元件方向，或按“X”键水平翻转元件方向，按“Y”键垂直翻转元件方向。（3）移动元件标号或标注。若放置好的元件的标号或标注位置不合适，可在元件标号或标注上按住鼠标左键并拖动。（4）编辑元件属性。任务实施6．绘制导线

执行菜单命令“放置”→“线”，光标变为十字形，在光标中心有一个灰色“x”形图案，将光标移动到元件引脚端点处，此时光标中心的“x”形变成红色且变大，单击鼠标左键确定导线的起点；拖动光标在需要的拐弯位置单击鼠标左键，继续拖动光标到连线的终点引脚再单击鼠标左键。最后单击鼠标右键退出画线状态。任务实施7．放置电源和接地符号

执行菜单命令“放置”→“电源端口”，则一个电源（接地）符号粘在光标上随光标移动；再按“Tab”键，此时系统弹出“电源端口”对话框，如图1-19所示。合理设置符号形式、颜色及符号名称。任务实施8．生成网络表文件

在SCH电路原理图编辑窗口下，执行菜单命令“设计”→“工程的网络表”→“Protel”，系统在“项目1.PrjPCB”中的“Generated”文件夹里的“NetlistFiles”下自动生成项目1.NET文件。这是一个网络表文件，双击打开项目1.NET文件，文件中显示网络表的详细内容。

生成网络表后，即可将网络表里的信息导人印刷电路板，为电路板的组件布局和布线做准备。任务实施9．保存原理图文件和工程项目文件

执行菜单命令“文件”→“保存”，将该电路原理图保存到指定位置。

执行菜单命令“文件”→“全部保存”，保存“项目1.PrjPCB”工程项目文件。最终绘制好的共射放大电路原理图如图1-12所示。实训练习练习题1单管放大电路原理图如图1-21所示，试画出它的原理图，图中所用元件见表1-3。物理元件指定者注释封装Res2R1，R222kAXIAL-0.4Res2R32.2kAXIAL-0.4Res2R4220AXIAL-0.4RPotRP500kVR5CapPol1C14.7uFACapC2102RAD-0.1CapPol1C3，C4100uFANPNQ19013TO-226Header2P1INHDR1X2Header2P2OUTHDR1X2Header2P3DC12VHDR1X2P1，P2，P3在MiscellaneousConnectors.IntLib中；其余元件在MiscellaneousDevices.IntLib绘制放大电路的印制电路板图

任务1-3：任务目的

在完成上次任务的基础上，运用AltiumDesigner6.9的PCB编辑器，使用手工布局与布线的方法设计出放大电路的PCB图。

具体设计要求如下：1、创建PCB文件，合理设置PCB环境参数；2、设计单面PCB图，电路板尺寸2000×1500mil，其电气边界距离物理边界50mil；3、创建和加载网络表文件；4、根据电气设计规则进行合理的布局、布线。任务实施1、新建一个PCB文件2、规划电路板3、生成和加载网络表文件4、元件布局5、手工布线实训练习课后习题练习P24绘制串行时钟电路原理图

任务2-1：任务目的

利用AltiumDesigner6.9绘制如图2-1所示的串行时钟电路原理图。相关知识点：复合式元件

对于集成电路，在一个芯片上往往有多个相同的单元电路。如非门电路74LS04有14个引脚，在一个芯片上包含6个非门，引脚7是接地端，引脚14是电源端，为芯片上的所有单元供电，如图2-2所示。这6个非门元件的名称一样，只是引脚号不同，如U1A、U1B等，这样的元件称为复合式元件。74LS04元件符号

总线

总线是多条并行导线的集合，如图2-3所示的U12与SW1之间的连接是通过8条平行线实现的，如果一张图纸中有多组这样的平行线，会使图面凌乱，但若使用总线结构来表示，可以使图面简洁、明了。在图2-1中，U12与SW1之间的连接称为总线结构。多条并行导线连接

任务实施1．工程项目文件的建立

进入AltiumDesigner6.9环境后，执行菜单命令“文件”→“新建”→“工程”→“PCB工程”，在左侧的“Projects”面板中会出现一个新建的PCB工程项目文件，默认的新建项目文件名为PCB_Project1.PrjPCB，然后执行菜单命令“文件”→“保存工程”，系统弹出如图2-4所示的“Save”对话框，选择好工程文件的保存路径，修改文件名为“项目2.PrjPCB”，单击“保存”按钮，即建立好了“项目2.PrjPCB”工程项目文件。任务实施2．新建一个原理图文件

在刚刚已经创建好的工程项目文件“项目2.PrjPCB”中新建一个原理图文件，可以执行菜单命令“文件”→“新建”→“原理图”，则在左侧的“Projects”面板中出现了Sheet1.SchDoc的文件名，同时在右边打开了一个原理图文件，继续执行菜单命令“文件”→“保存”，系统弹出“Save”保存原理图文件对话框，选择工程项目文件“项目2.PrjPCB”所在的文件夹，并将原理图文件命名为Sheet1.SchDoc，单击“保存”按钮。任务实施3．原理图环境设置

（1）设置图纸为A4

（2）设置图纸为横放

（3）设置可见栅格为10mil

（4）设置光标一次移动一个栅格

（5）设置标题块为标准型

（6）显示边界

（7）使能电栅格，栅格范围设为4任务实施4．加载原理图元件库

在原理图编辑界面下，执行菜单命令“设计”→“添加/移除库”，将弹出“可用库”对话框，如图2-6所示，选择“已安装”标签界面，单击下方的“安装”按钮，在存放元件库的路径下，选择所需元件库文件名，然后单击“打开”按钮，则所选元件库文件名出现在“已安装库”显示框内。如还需添加其他元件库文件则可重复上述操作步骤，在完成加载所有原理图元件库后，关闭“可用库”对话框。

本次任务需要加载的两个元件库，其中“FSCLogicCounter.IntLib”元件库位于“FairchildSemiconductor”文件夹中；“ONSemiLogicBufferLineDriver.IntLib”元件库位于“ONSemiconductor”文件夹中。任务实施5．放置元件（1）执行菜单命令“放置”→“器件”，系统弹出“放置端口”对话框，如图2-7所示，图中显示的是元件的4个属性。（2）按照表2-1中R1的属性参数分别输入到各自的属性文本框中，然后单击确定按钮，光标变成十字形，并且元器件符号随光标移动。（3）此时，可按“空格”键90º旋转元件方向，按“X”键水平翻转，按“Y”键垂直翻转，确定好方向后，在适当位置单击鼠标左键放置好一个元件。任务实施物理元件指定者注释封装Res2R3470kAXIAL-0.4Res2R4470kAXIAL-0.4CapC90.1uFRAD-0.3XTALY14.915MHzR38SWDIP-8SW1SWDIP-8DIP-16CD4040BCNU12CD4040BCNN16ESN74LS04NU9SN74LS04N646-06U12在FSCLogicCounter.IntLib中，U9在ONSemiLogicBufferLineDriver.IntLib中；其余元件在MiscellaneousDevices.IntLib任务实施6．编辑已放置好的元件（1）移动元件。如果元件已放置在图纸上，但位置不合适，可在元件符号上按住鼠标左键并移动位置。（2）改变元件方向。在已放置好的元件符号上按住鼠标左键，再按“空格”键90º旋转元件方向，或按“X”键水平翻转元件方向，按“Y”键垂直翻转元件方向。（3）移动元件标号或标注。若放置好的元件的标号或标注位置不合适，可在元件标号或标注上按住鼠标左键并拖动。（4）编辑元件属性。任务实施7．绘制导线

执行菜单命令“放置”→“线”，光标变为十字形，在光标中心有一个灰色“x”形图案，将光标移动到元件引脚端点处，此时光标中心的“x”形变成红色且变大，单击鼠标左键确定导线的起点；拖动光标在需要的拐弯位置单击鼠标左键，继续拖动光标到连线的终点引脚再单击鼠标左键。最后单击鼠标右键退出画线状态。任务实施8．放置电源和接地符号

执行菜单命令“放置”→“电源端口”，则一个电源（接地）符号粘在光标上随光标移动；再按“Tab”键，此时系统弹出“电源端口”对话框，如图2-14所示。合理设置符号形式、颜色及符号名称。任务实施9．生成网络表文件

在SCH电路原理图编辑窗口下，执行菜单命令“设计”→“工程的网络表”→“Protel”，系统在“项目2.PrjPCB”中的“Generated”文件夹里的“NetlistFiles”下自动生成项目1.NET文件。这是一个网络表文件，双击打开项目1.NET文件，文件中显示网络表的详细内容。

生成网络表后，即可将网络表里的信息导人印刷电路板，为电路板的组件布局和布线做准备。任务实施10．保存原理图文件和工程项目文件

执行菜单命令“文件”→“保存”，将该电路原理图保存到指定位置。

执行菜单命令“文件”→“全部保存”，保存“项目2.PrjPCB”工程项目文件。最终绘制好的共射放大电路原理图如图2-1所示。实训练习课后习题练习P52绘制串行时钟电路的印制电路板图

任务2-2：任务目的

在完成上次任务的基础上，运用AltiumDesigner6.9的PCB编辑器，使用自动布局与布线的方法设计出时钟电路的PCB图。

具体要求如下：1、创建PCB文件，合理设置PCB环境参数；2、设计单面PCB图，电路板尺寸2500×1800mil，其电气边界距离物理边界100mil；3、添加元件封装库4、创建和加载网络表文件；5、根据电气设计规则进行自动布局、自动布线。任务实施1、新建一个PCB文件2、添加元件封装库3、生成和加载网络表文件4、元件的自动布局5、自动布线实训练习课后习题练习P48制作单面PCB板

任务2-3：任务目的

在绘制完成单面印制电路板图的基础上使用STR-FII环保型快速制板系统进行单面PCB板的制作。任务分析1.印制电路板的概念●印制板的由来:

元器件相互连接需要一个载体

●

印制板的作用：依照电路原理图上的元器件、集成电路、开关、连接器和其他相关元器件之间的相互关系和连接，将他们用导线的连接形式相互连接到一起。

原理图印制板图元器件图形ebcRb1VRe1RcC3C2C1Rb2例如:C22.印制电路板发展过程印制电路板随着电子元器件的发展而发展，由此可以分为下面几个发展阶段：●电子管分立器件导线连接●半导体分立器件单面印刷板●集成电路双面印刷板●超大规模集成电路多层印刷板电子管体积大、重量重、耗电高,使用导线连接。电解电容接线端子电阻2.印制电路板发展过程2.印制电路板发展过程相对于电子管，半导体器件体积小、重量轻、耗电小、排列密集适用于单面印制板2.印制电路板发展过程单面板

集成电路的出现使布线更加复杂，此时单面板已经不能满足布线的要求，由此出现了双面板——双面布线。

随着超大规模集成电路、BGA等元器件的出现，双面板也不能适应布线的要求，出现了多层板。目前技术上可以作出50层以上的电路板，当前产品大规模使用的是4～8层板多层板

（实物)BGA封装芯片QFP封装芯片正面背面任务实施实训、大赛、科研需要手工制作印制板,

使用印制板快速制作系统辅助设备。转印机高速台转裁板机一、选板打印出设计好的图纸，根据图纸裁切大小相符的感光板，可避免不必要的浪费印制电路板的制作原材料是覆铜板。覆铜板又分为单面板和双面板，其结构如下：基板（材料、厚度有多种规格）热压铜箔(厚度35μm)单面板双面板热压铜箔(厚度35μm)热压铜箔(厚度35μm)基板（材料、厚度有多种规格）二、曝光

曝光时间为60-90S三、显影显影中显影完成

显影时间为5-20S加热器温度调节

加热器和对流泵气管

四、蚀刻蚀刻中蚀刻完成

完成一块单面板的制作只要十分钟五、钻孔手工钻孔实训练习分组进行单面PCB板的制作绘图练习

任务2-4：任务目的

利用AltiumDesigner6.9绘制如图所示的全加器电路原理图，并在此原理图的基础上使用自动布局布线的方法设计出全加器的PCB板图。任务分析：

全加器电路是电子电路领域中的一种基本电路，在电路设计中应用广泛，应用电路如图所示。图中主要由复合式电子元器件、总线、网络标号、导线以及电源等电气对象组成。

任务实施物理元件指定者注释封装Header3P1Header3HDR1X3Header2P2Header2HDR1X2SN74LS138NU1SN74LS138N648-08SN74LS20NU2SN74LS20NN014U1在ONSemiLogicDecoderDemux.IntLib中；U2在TILogicGate2.IntLib中；P1、P2在MiscellaneousConnectors.IntLib元件库中。实训练习课后习题练习P36绘制普通元件符号

任务3-1-1：任务目的利用AltiumDesigner6.9中的原理图元件库编辑器绘制如图3-1所示的NEW555元件符号。任务分析

有3种途径可以获得所需的元件库：软件内置的元件库、第三方提供的元件库（可通过各大公司网站上下载）、用户自定义的元件库。本次任务即为第三种途径。

任务实施1、设计项目文件的建立

执行菜单命令“文件/新建/工程/PCB工程”，新建一个设计项目文件，默认的项目文件名为PCB_Project1.PrjPCB，保存文件并更名为“项目3.PrjPCB”。2、新建一个原理图元件库文件

在已经创建好的项目文件“项目3.PrjPCB”中新建一个原理图元件库文件，可以执行菜单命令“文件/新建/库/原理图库”，则在左边的项目面板中出现了SchLib1.SchLib的文件名，同时在右边打开了一个原理图元件库文件，保存文件。

3、新建元件在原理图元件库编辑界面，执行菜单命令“工具\新器件”，弹出如图3-6所示“NewComponent（新元件命名）”对话框，输入“NEW555”。这时在元器件库编辑管理器中可以看到多了NEW555元件。4、绘制元件外形执行菜单命令“放置Place\矩形Rectangle”或单击绘图工具栏上的按钮，此时鼠标指针旁边会多出一个大十字符号，将大十字指针中心移动到坐标轴原点处(X：0，Y：0)，单击鼠标左键，把它定为直角矩形的左上角，移动鼠标指针到矩形的右下角，再单击鼠标左键，即可完成矩形的绘制。这里绘制矩形大小为8格×6格。如图3-8所示。4、绘制元件外形5、放置引脚执行菜单命令“放置P1ace/引脚Pin或单击绘图工具栏上的按钮，来绘制元件的引脚。此时鼠标指针旁边会多出一个大十字符号及一条短线，这时按下键盘上的【Tab】键，就可弹出“PinProperties（引脚属性）”设置对话框，如图3-9所示。6、设置器件属性实训练习绘制如图3-19所示的元件符号。绘制复合式元件符号

任务3-1-2：任务目的利用AltiumDesigner6.9中的原理图元件库编辑器绘制如图3-21所示的NEW324复合式元件符号。相关知识点：复合式元件

对于集成电路，在一个芯片上往往有多个相同的单元电路。如非门电路74LS04，它有14个引脚，在一个芯片上包含六个非门，这六个非门元件名一样，只是引脚号不同，如图（b）中的U1A、U1B等。其中引脚为1、2的图形称为第一单元，对于第一单元系统会在元件标号的后面自动加上A，引脚为3、4的图形称为第二单元，对于第二单元系统会在元件标号的后面自动加上B，其余同理。（a）74LS04引脚接线（b）74LS04原理图符号

74LS04集成芯片任务实施1、制作第一个单元电路2、制作第二个单元电路3、制作其他单元电路4、器件属性实训练习绘制运放电路原理图

任务3-1-3：任务目的

利用AltiumDesigner6.9绘制如图3-29所示的运放电路原理图。相关知识点：自行绘制复合式元件任务实施物理元件指定者注释封装NEW324U1NEW324DIP-14Res2R1、R2、R315MAXIAL-0.4Res2R4、R5、R6、R74.7k、12k、47k、4.2k、AXIAL-0.4RPotR83kVR5CapC1、C21uFRAD-0.3Diode1N4001D1、D21N4001DO-41Header4P1Header4HDR1X4U1在自建的Schlib1.SchLib中，其余元件在MiscellaneousDevices.IntLib实训练习课后习题练习P89创建PCB元件封装

任务3-2-1：任务目的利用AltiumDesigner6.9中的元件封装库编辑器绘制如图3-40所示的NEW_D14的元件封装。具体要求：焊盘的垂直间距100mil，水平间距300mil焊盘的外径65mil，内径32mil外形轮廓框长800mil，宽200mil，圆弧半径50mil图中背景方格为100X100mil。相关知识点任务实施1、新建一个PCB元件库文件2、选择库文件的工作层3、放置焊盘4、绘制外形轮廓5、设置元件参考坐标6、命名并保存文件实训练习1、绘制一个如图所示的4引脚按键开关的封装KEY4

具体要求：焊盘的垂直间距300mil，水平间距200mil焊盘的外径65mil，内径39mil外形轮廓框为矩形200X200mil，圆半径50mil图中背景方格为100X100mil。常用按键2、绘制51单片机的封装PDIP-40绘制运放电路的印制电路板图

任务3-2-2：任务目的在完成前面几次任务的基础上，运用AltiumDesigner6.9的PCB编辑器，使用自动布局与布线的方法设计出运放电路的PCB图。具体要求如下：1、使用向导创建PCB文件，合理设置PCB环境参数；2、设计单面PCB图，电路板尺寸3000×2000mil，其电气边界距离物理边界50mil；3、添加元件封装库4、创建和加载网络表文件；5、根据电气设计规则进行自动布局、自动布线。任务实施1、新建一个PCB文件2、添加元件封装库3、创建和加载网络表文件4、元件布局5、自动布线实训练习课后习题练习P109项目三运放电路的制图与制板任务3-3PCB板的钻孔2023/11/2121:49162PCB板的钻孔2023/11/2121:49163PCB板的钻孔2023/11/2121:49164PCB板的钻孔2023/11/2121:49165任务目标

制作PCB板时，能够正确使用STR2100型数控钻孔机进行自动快速的电路板钻孔操作。钻孔视频2023/11/2121:49166任务分解（一）创建加工文件（二）CircuitWorkstation软件的仿真操作（三）STR2100数控钻操作步骤2023/11/2121:49167实训仪器及软件AltiumDesigner6.9软件CircuitWorkstation软件STR2100数控钻孔机2023/11/2121:49168任务实施（一）创建加工文件（完整的加工文件需要分两次输出）1.打开PCB文件，执行菜单“文件/制造输出/GerberFiles”命令，第一次输出Gerber文件。2.执行菜单“文件/制造输出/NCDrillFiles”命令，第二次输出钻孔加工文件。（详见教材P116）2023/11/2121:49169（二）CircuitWorkstation软件的仿真操作双击图标“

”，打开CircuitWorkstation软件，主界面如下图所示：（详见P125）任务实施2023/11/2121:49170CircuitWorkstation主界面2023/11/2121:49171①②③④⑤⑥STR2100数控钻2023/11/2121:491721.安装钻头2.固定PCB板3.开启电源4.运行CircuitWorkstation软件5.打开加工文件，设置参数STR2100数控钻操作步骤2023/11/2121:491736.试钻孔

（1）选钻头（2）设原点（3）走边框（4）试钻孔7.正式钻孔（1）固定原点（2）正式钻孔8.换钻头，回原点，再钻孔直到加工完成。STR2100数控钻操作步骤2023/11/2121:49174STR2100数控钻操作问题如何使用自动钻孔机将PCB板上面孔的位置钻准确？2023/11/2121:49175观看钻孔操作视频总结本次任务任务小结绘制电路原理图和PCB板图

任务3-4：任务目的利用AltiumDesigner6.9绘制如图所示的电路原理图，并在此原理图基础上，使用自动布局布线和手工调整的方法设计出电路的PCB图。（注意要先自行绘制555的元件符号）任务实施物理元件指定者注释封装555U1、U2555DIP-8Res2R1、R2、R375k、10k、10kAXIAL-0.4Res2R4、R5220k、10kAXIAL-0.4CapPol1C1、C210uFACapC3、C40.01uFRAD-0.1Header2P1、P2Header2HDR1X2U1、U2是自绘元件，P1、P2在MiscellaneousConnectors.IntLib，其余元件在MiscellaneousDevices.IntLib中。实训练习课上习题练习绘制单片机系统电路原理图

任务4-1：任务目的利用AltiumDesigner6.9的原理图编辑器绘制一个较为复杂的单片机系统电路原理图。电路原理图参考图4-1、图4-2、图4-3和图4-4。

图4-1主电路图

图4-2MCU子电路图图4-3KEY子电路图图4-4LED子电路图相关知识点：层次原理图的绘制方法本次任务我们采用自顶向下的层次原理图设计方法，先设计主电路图（图4-1），再根据主电路图设计子电路图（图4-2、图4-3、图4-4）。实训练习课后习题练习P141绘制单片机系统的印制电路板图

任务4-2：任务目的在完成上次任务单片机系统电路原理图的基础上运用AltiumDesigner6.9的PCB编辑器，使用自动布局与布线的方法设计出单片机系统的双面板图，如图4-10。

具体要求如下：1．使用向导创建PCB文件，合理设置PCB环境参数；2．设计双面PCB图，电路板尺寸5000×4000mil，其电气边界距离物理边界100mil；3．添加元件封装库，没有的可自创封装；4．创建和加载网络表文件；5．根据电气设计规则进行自动布局、自动布线。任务实施1、使用向导新建一个PCB文件2、添加元件封装库3、创建和加载网络表文件4、元件布局5、自动布线实训练习课后习题练习任务4-3制作双面PCB板

一、电子产品的一般制作流程印制电路板发展过程单面板

集成电路的出现使布线更加复杂，此时单面板已经不能满足布线的要求，由此出现了双面板——双面布线。

随着超大规模集成电路、BGA等元器件的出现，双面板也不能适应布线的要求，出现了多层板。目前技术上可以作出50层以上的电路板，当前产品大规模使用的是4～8层板多层板

（实物)BGA封装芯片QFP封装芯片正面背面

（一）工厂批量生产●工艺流程：底片(光绘)选材下料钻孔孔金属化贴膜图形转移电镀去膜蚀刻表面涂敷检验二、PCB的制作计算机设计打印曝光显影蚀刻防镀钻孔镀前处理过孔（二）手工制作手工制作工艺流程图1.厂家资质认证，确保加工质量。

2.成本价格:5分～8分/cm28分～14分/cm2

。

3.成品验收，确保100％合格率(特别是双面板)。

4.明确工艺技术要求。（二）手工制作1.板材厚度板材的平整度

2.印制板实际尺寸

3.阻焊

4.丝印

5.镀铅锡

6.通孔测试（针床测试、非针测试）

7.厂家测试报告等送厂家加工印制板的工艺要求：训练、大赛、科研需要手工制作印制板,

可使用印制板快速制作系统设备。转印机高速台转腐蚀机裁板机1、制板精度低，只可制作单面板，无法制作双面板2、需使用热转印纸，热转印机3、所使用的药剂为三氯化铁，对人体有害，且污染环境传统制板的缺点：传统制板的危害

环保型多功能制板系统环

保

型

制

板

工

艺一、选板打印出设计好的图纸，根据图纸裁切大小相符的感光板，可避免不必要的浪费二、曝光、显影

曝光显影中

显影完成

曝光时间为60-90S，显影时间为5-20S三、蚀刻

蚀刻中蚀刻完成

完成一块单面板的制作只要十分钟如何制作双面板

制作双面板时，双面光印板的曝光、显影、蚀刻操作步骤与单面板一致，蚀刻好后再进行防镀、钻孔、及过孔处理。双面板过孔前准备

镀前准备

防镀剂

钻孔

镀前处理镀前处理（1）表面处理2~4分钟：（功用：清洁孔洞，增加镀层附着力）A、将双面板平放于塑胶平底浅盆B、挤2-10cc或适量表面处理剂于板面上，用刷子涂刷板面(如图4-43)，主要是将药水刷入孔内C、翻面重做B步骤，并用手指压板边数次，让药水从孔内冒出来(如图4-44)D、(B~C)重复做二次以上E、用清水洗净，尽快执行下一步骤

图4-43刷子涂刷板面图4-44药水从孔内冒出镀前处理（2）活化2~4分钟：药水为棕黑色，如呈清澄状，即表示已失效须更换，操作方法与表面处理（A-E）一样，功用：全面吸附上催镀金属（3）剥膜2~4分钟操作方法与表面处理（A-E）一样，请轻刷表面直至防镀涂膜完全溶解后洗净，功用：仅余孔洞附着上催镀金属（4）镀前处理（预镀）2~4分钟操作方法与表面处理（A-E）一样，尽量让铜箔表面含着药水，少接触空气，须至铜箔变色，操作完成时，建议先把光印板放在水里，取出甩干后尽快进行下一步操作功用：增加全体铜箔与镀层附着力过孔（镀镍）

镀镍中

成品

完成一块双面板的制作只需40分钟结构特点1、环保型蚀刻槽是采用透明材料制成，利用环保型透明蚀刻液体进行蚀刻，可以观察蚀刻全过程及利用环保型透明电镀液体进行过孔，可以观察过孔全过程，让学习轻松愉快，环保型液体保持了环境的清洁，携带方便，操作简便。2、抽屉式的曝光装置，具有真空吸附功能，时间控制功能；显像槽采用透明材料制成，采用环保型显像材料，制作过程清晰明了，确保制板精度及过度蚀刻现象，采用耗材为环保型不损伤手的透明液剂。产品特点1、线路板制板精度：4-6mil(线径及线距)0.1-0.15mm2、最小过孔精度：φ0.3mm3、采用超大液晶屏显示，单片机原理控制，可设操作报警；4、可在办公室、会议室等环境清洁要求比较高办公场所操作

5、制板所需耗材符合环保要求无污染，对人体没有伤害

STR-FII环保制板系统环保证书制板耗材检测三、PCB的设计（一）准备工作（二）布线设计（三）常见错误（一）准备工作1.确定板材、板厚、形状、尺寸

2.确定与板外元器件连接方式

3.确认元器件安装方式

4.阅读分析原理图1.确定板材、板厚、形状、尺寸

印制电路板的制作原材料是覆铜板。覆铜板又分为单面板和双面板，其结构如下：基板（材料、厚度有多种规格）热压铜箔(厚度35μm)单面板双面板热压铜箔(厚度35μm)热压铜箔(厚度35μm)基板（材料、厚度有多种规格）2.确定对外连接方式印制板对外连接方式有两种：直接焊接简单、廉价、可靠，不易维修接插式维修、调试、组装方便；产品成本提高，对印制板制造精度及工艺要求高。2.确定对外连接方式3.确认元器件安装方式表面贴装通孔插装4.阅读分析原理图线路中是否有高压、大电流、高频电路，对于元器件之间、线与线之间通常耐压200V/mm；印制板上的铜箔线载流量，一般可按1A/mm估算；高频电路需注意电磁兼容性设计以避免产生干扰。找出干扰源主要找出容易产生热干扰、电磁干扰、磁电干扰的元器件，元器件布局时需要注意这些干扰源，以免对电路整体功能产生影响4.阅读分析原理图了解电路中所有元器件的形状、尺寸、引线不同型号、规格元器件尺寸差异很大，需要了解其体积大小，设计电路板时要注意留有足够的安装空间；对于IC要注意引脚的排列顺序及各引脚的功能。4.阅读分析原理图了解所有附加材料原理图中没有体现而设计时必备的器材，如：散热器、连接器、紧固装置······4.阅读分析原理图（二）布线设计（插装）1.元件面布设要求

2.印制导线设计要求

3.焊盘设计要求1.元件面布设要求●整齐、均匀、疏密一致●整个印制板要留有边框，通常5～10mm●元器件不得交叉重叠●单脚单焊盘。每个引脚有一个焊盘对应，不允许共用焊盘不推荐元件面要求●干扰器件放置应尽量减小干扰例如：发热元件放置于下风处，怕热元件放置于上风处，并远离发热元件。布局时要通过改变元器件的位置、方向以实现合理布局。

1.元件面布设要求2.印制导线设计要求导线应尽可能少、短、不交叉导线宽度导线宽度通常由载流量和可制造性决定，一般要求PCB设计的导线宽度≥0.2mm，由于制作工艺的限制，设计时导线不易过细。布线时，遇到折线要走45°。④导线间距，一般≥0.2mm⑤电源线和地线尽量粗。与其它布线要有明显区别。⑥对于双面板，正反面的走线不要平行，应垂直布设。例如：2.印制导线设计要求3.焊盘设计要求形状通常为圆形，灵活掌握焊盘形状对于IC器件，可以将圆形焊盘改为长圆形，以增大焊盘间的距离便于走线。3.焊盘设计要求可靠性焊盘间距要足够大，通常≥0.2mm，如间距过小，可以改变焊盘的形状以得到足够的焊盘间距3.焊盘设计要求板面允许的情况下，导线尽量粗一些。导线与导线之间的间距不要过近。导线与焊盘的间距不得过近。板面允许的情况下，焊盘尽量大一些。初学者设计时需掌握的基本原则是：（三）常见错误可挽回性错误多余连接——切断丢失连线——导线连接不可挽回性错误

IC引脚顺序错误元件安装方向、外形尺寸、引脚方向错误。

谢谢！绘制流水灯电路原理图

任务5-1：任务目的

利用AltiumDesigner6.9绘制如图5-1所示的流水灯电路原理图。

任务实施物理元件指定者注释封装Res2R1、R2、R118.2K、1K、5.1K6-0805Res2R3~R82206-0805CapC1、C222pF、22pF1608[0603]CapPol1C322uFALED2D1~D8LED23.2×1.6×1.1XTALY112MR38SW-PBS1SW-PB自建封装Header2P1Header2RAD-0.3P89C51X2BNU2P89C51X2BNSOT187-2_LU2在PhilipsMicrocontroller8-Bit.IntLib中，P1在MiscellaneousConnectors.IntLib中；其余元件在MiscellaneousDevices.IntLib实训练习课上习题练习绘制流水灯电路的印制电路板图

任务5-2：任务目的在完成上次任务流水灯电路原理图的基础上运用AltiumDesigner6.9的PCB编辑器，使用自动布局与布线的方法设计出流水灯电路的PCB图，如图5-12。

具体要求如下：1．使用向导创建PCB文件，合理设置PCB环境参数；2．设计单面PCB图，电路板尺寸3000×2000mil，其电气边界距离物理边界50mil；3．添加元件封装库4．创建和加载网络表文件；5．根据电气设计规则进行自动布局、自动布线。任务实施1、新建一个PCB文件2、添加元件封装库3、创建和加载网络表文件4、元件布局5、自动布线实训练习课后习题练习任务5-3制作PCB板1.印制电路板的概念●印制板的由来:

元器件相互连接需要一个载体

●

印制板的作用：依照电路原理图上的元器件、集成电路、开关、连接器和其他相关元器件之间的相互关系和连接，将他们用导线的连接形式相互连接到一起。

一概述原理图印制板图元器件图形ebcRb1VRe1RcC3C2C1Rb2例如:C22.印制电路板发展过程

印制电路板随着电子元器件的发展而发展，由此可以分为下面几个发展阶段：●电子管分立器件导线连接●半导体分立器件单面印刷板●集成电路双面印刷板●超大规模集成电路多层印刷板电子管体积大、重量重、耗电高,使用导线连接。电解电容接线端子电阻2.印制电路板发展过程2.印制电路板发展过程相对于电子管，半导体器件体积小、重量轻、耗电小、排列密集适用于单面印制板2.印制电路板发展过程单面板

集成电路的出现使布线更加复杂，此时单面板已经不能满足布线的要求，由此出现了双面板——双面布线。

随着超大规模集成电路、BGA等元器件的出现，双面板也不能适应布线的要求，出现了多层板。目前技术上可以作出50层以上的电路板，当前产品大规模使用的是4～8层板多层板

（实物)BGA封装芯片QFP封装芯片五号电池正面背面二PCB设计（一）准备工作（二）布线设计（三）常见错误（一）准备工作1.确定板材、板厚、形状、尺寸

2.确定与板外元器件连接方式

3.确认元器件安装方式

4.阅读分析原理图1.确定板材、板厚、形状、尺寸

印制电路板的制作原材料是覆铜板。覆铜板又分为单面板和双面板，其结构如下：基板（材料、厚度有多种规格）热压铜箔(厚度35μm)单面板双面板热压铜箔(厚度35μm)热压铜箔(厚度35μm)基板（材料、厚度有多种规格）2.确定对外连接方式印制板对外连接方式有两种：直接焊接简单、廉价、可靠，不易维修接插式维修、调试、组装方便；产品成本提高，对印制板制造精度及工艺要求高。2.确定对外连接方式3.确认元器件安装方式表面贴装通孔插装4.阅读分析原理图线路中是否有高压、大电流、高频电路，对于元器件之间、线与线之间通常耐压200V/mm；印制板上的铜箔线载流量，一般可按1A/mm估算；高频电路需注意电磁兼容性设计以避免产生干扰。找出干扰源主要找出容易产生热干扰、电磁干扰、磁电干扰的元器件，元