Altium Designer 21（中文版）电子设计速成实战宝典

本书以2020年正式发布的全新Altium Designer 21电子设计工具为基础，全面兼容18、19、20各版本。全书共16章，系统地介绍了Altium Designer 21全新功能、Altium Designer 21软件及电子设计概述、工程的组成及完整工程的创建、元件库开发环境及设计、原理图开发环境及设计、PCB库开发环境及设计、PCB设计开发环境及快捷键、流程化设计（PCB前期处理、PCB布局、PCB布线）、PCB的DRC与生产输出、Altium Designer高级设计技巧及应用、2层*小系统板的设计、4层智能车主板的PCB设计、RK3288平板电脑的设计、常见问题解答集锦。本书以实战的方式进行图文描述，实例丰富、内容翔实、条理清晰、通俗易懂，*后部分详细介绍3个实战案例，让读者将理论与实践相结合，先易后难，不断深入，适合读者各个阶段的学习和操作。全书采用了汉化的中文版本进行讲解，目的在于使读者学完本书后，按照操作方法就能设计出自己想要的电子图纸。本书可作为高等院校电子信息类专业的教学用书，还可作为大学生课外电子制作、电子设计竞赛的实用参考书与培训教材，并可作为广大电子设计工作者快速入门及进阶的参考用书。随书赠送了 25 小时以上的配套实战操作教学视频，可以在本书封底扫描二维码或者进入PCB联盟网（www.pcbbar.com）直接获取链接下载学习。

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目 录
第1章 Altium Designer 21全新功能 （1）
1.1 全新功能概述 （2）
1.2 管理项目历史 （2）
1.3 刚挠板规划模式 （3）
1.4 刚挠层堆栈管理器 （4）
1.5 蛇形等长快捷调节 （4）
1.5.1 新增两种等长样式 （5）
1.5.2 等长样式选择 （5）
1.5.3 单边等长及双边等长切换 （5）
1.6 等长框编辑功能 （6）
1.6.1 等长框的旋转 （6）
1.6.2 等长线的打散 （6）
1.6.3 等长线的批量打散 （7）
1.7 差分线调节 （7）
1.7.1 差分线拖曳同步 （8）
1.7.2 差分线重新布线 （9）
1.7.3 差分线过孔拖曳 （10）
1.8 过孔拖曳推挤 （10）
1.9 本章小结 （11）
第2章 Altium Designer 21软件及电子设计概述 （12）
2.1 Altium Designer 21的系统配置要求及安装 （12）
2.1.1 系统配置要求 （12）
2.1.2 Altium Designer 21的安装 （13）
2.2 Altium Designer 21的激活 （14）
2.3 Altium Designer 21的操作环境 （15）
2.4 常用系统参数的设置 （16）
2.4.1 中英文版本切换 （16）
2.4.2 高亮方式及交叉选择模式设置 （17）
2.4.3 文件关联开关 （18）
2.4.4 软件的升级及插件的安装路径 （18）
2.4.5 自动备份设置 （19）
2.5 原理图系统参数的设置 （19）
2.5.1 General选项卡 （19）
2.5.2 Graphical Editing选项卡 （20）
2.5.3 Compiler选项卡 （21）
2.5.4 Grids选项卡 （22）
2.5.5 Break Wire选项卡 （22）
2.5.6 Defaults选项卡 （23）
2.6 PCB系统参数的设置 （23）
2.6.1 General选项卡 （23）
2.6.2 Display选项卡 （24）
2.6.3 Board Insight Display选项卡 （25）
2.6.4 Board Insight Modes选项卡 （26）
2.6.5 Board Insight Color Overrides选项卡 （26）
2.6.6 DRC Violations Display选项卡 （27）
2.6.7 Interactive Routing选项卡 （28）
2.6.8 True Type Fonts选项卡 （29）
2.6.9 Defaults选项卡 （30）
2.6.10 Layer Colors选项卡 （30）
2.7 系统参数的保存与调用 （31）
2.8 Altium Designer导入导出插件的安装 （32）
2.9 电子设计流程概述 （33）
2.10 本章小结 （34）
第3章 工程的组成及完整工程的创建 （35）
3.1 工程的组成 （35）
3.2 完整工程的创建 （36）
3.2.1 新建工程 （36）
3.2.2 已存在工程文件的打开与路径查找 （37）
3.2.3 新建或添加元件库 （38）
3.2.4 新建或添加原理图 （39）
3.2.5 新建或添加PCB库 （39）
3.2.6 新建或添加PCB （39）
3.3 本章小结 （40）
第4章 元件库开发环境及设计 （41）
4.1 元件符号概述 （41）
4.2 元件库编辑器 （41）
4.2.1 元件库编辑器界面 （41）
4.2.2 元件库编辑器工作区参数 （45）
4.3 单部件元件的创建 （45）
4.4 多子件元件的创建 （48）
4.5 元件的检查与报告 （49）
4.6 元件库创建实例—电容的创建 （50）
4.7 元件库创建实例—ADC08200的创建 （51）
4.8 元件库创建实例—放大器的创建 （52）
4.9 元件库的自动生成 （54）
4.10 元件的复制 （54）
4.11 本章小结 （55）
第5章 原理图开发环境及设计 （56）
5.1 原理图编辑界面 （56）
5.2 原理图设计准备 （57）
5.2.1 原理图页大小的设置 （57）
5.2.2 原理图栅格的设置 （58）
5.2.3 原理图模板的应用 （59）
5.3 元件的放置 （61）
5.3.1 放置元件 （61）
5.3.2 元件属性的编辑 （62）
5.3.3 元件的选择、移动、旋转及镜像 （64）
5.3.4 元件的复制、剪切及粘贴 （66）
5.3.5 元件的排列与对齐 （66）
5.4 电气连接的放置 （67）
5.4.1 绘制导线及导线属性设置 （67）
5.4.2 放置网络标签 （68）
5.4.3 放置电源及接地 （69）
5.4.4 放置网络标识符 （70）
5.4.5 总线的放置 （71）
5.4.6 放置差分标识 （74）
5.4.7 放置No ERC检查点 （74）
5.5 非电气对象的放置 （75）
5.5.1 放置辅助线 （75）
5.5.2 放置字符标注、文本框、注释及图片 （77）
5.6 原理图的全局编辑 （79）
5.6.1 元件的重新编号 （79）
5.6.2 元件属性的更改 （81）
5.6.3 原理图的跳转与查找 （82）
5.7 层次原理图的设计 （83）
5.7.1 层次原理图的定义及结构 （83）
5.7.2 自上而下的层次原理图设计 （83）
5.7.3 自下而上的层次原理图设计 （86）
5.8 原理图的编译与检查 （87）
5.8.1 原理图编译的设置 （87）
5.8.2 原理图的编译 （88）
5.9 BOM表 （89）
5.10 原理图的打印输出 （91）
5.11 常用设计快捷命令汇总 （92）
5.11.1 常用鼠标命令 （92）
5.11.2 常用视图快捷命令 （93）
5.11.3 常用排列与对齐快捷命令 （93）
5.11.4 其他常用快捷命令 （93）
5.12 原理图设计实例—AT89C51 （94）
5.12.1 工程的创建 （94）
5.12.2 元件库的创建 （94）
5.12.3 原理图的设计 （95）
5.13 本章小结 （97）
第6章 PCB库开发环境及设计 （98）
6.1 PCB封装的组成 （98）
6.2 PCB库编辑界面 （99）
6.3 2D标准封装创建 （101）
6.3.1 向导创建法 （101）
6.3.2 手工创建法 （103）
6.4 异形焊盘封装创建 （107）
6.5 PCB文件生成PCB库 （108）
6.6 PCB封装的复制 （109）
6.7 PCB封装的检查与报告 （109）
6.8 常见PCB封装的设计规范及要求 （110）
6.8.1 SMD贴片封装设计 （110）
6.8.2 插件类型封装设计 （113）
6.8.3 沉板元件的特殊设计要求 （114）
6.8.4 阻焊层设计 （114）
6.8.5 丝印设计 （115）
6.8.6 元件1脚、极性及安装方向的设计 （115）
6.8.7 常用元件丝印图形式样 （116）
6.9 3D封装创建 （117）
6.9.1 常规3D模型绘制 （118）
6.9.2 异形3D模型绘制 （120）
6.9.3 3D STEP模型导入 （122）
6.10 集成库 （124）
6.10.1 集成库的创建 （124）
6.10.2 集成库的离散 （125）
6.10.3 集成库的安装与移除 （126）
6.11 本章小结 （127）
第7章 PCB设计开发环境及快捷键 （128）
7.1 PCB设计工作界面介绍 （128）
7.1.1 PCB设计交互界面 （128）
7.1.2 PCB对象编辑窗口 （128）
7.1.3 PCB设计常用面板 （128）
7.1.4 PCB设计工具栏 （130）
7.2 常用系统快捷键 （131）
7.3 快捷键的自定义 （132）
7.3.1 菜单选项设置法 （133）
7.3.2 Ctrl 左键单击设置法 （134）
7.4 本章小结 （135）
第8章 流程化设计—PCB前期处理 （136）
8.1 原理图封装完整性检查 （136）
8.1.1 封装的添加、删除与编辑 （136）
8.1.2 库路径的全局指定 （138）
8.2 网表及网表的生成 （140）
8.2.1 网表 （140）
8.2.2 Protel网表的生成 （141）
8.2.3 Altium网表的生成 （142）
8.3 PCB的导入 （143）
8.3.1 直接导入法（适用于Altium Designer原理图） （143）
8.3.2 网表对比导入法（适用于Protel、OrCAD等第三方软件） （144）
8.4 板框定义 （145）
8.4.1 DXF结构图的导入 （146）
8.4.2 自定义绘制板框 （147）
8.5 固定孔的放置 （148）
8.5.1 开发板类型固定孔的放置 （148）
8.5.2 导入型板框固定孔的放置 （148）
8.6 层叠的定义及添加 （149）
8.6.1 正片层与负片层 （149）
8.6.2 内电层的分割实现 （150）
8.6.3 PCB层叠的认识 （150）
8.6.4 层的添加及编辑 （154）
8.7 本章小结 （155）
第9章 流程化设计—PCB布局 （156）
9.1 常见PCB布局约束原则 （156）
9.1.1 元件排列原则 （157）
9.1.2 按照信号走向布局原则 （157）
9.1.3 防止电磁干扰 （157）
9.1.4 抑制热干扰 （157）
9.1.5 可调元件布局原则 （158）
9.2 PCB模块化布局思路 （158）
9.3 固定元件的放置 （159）
9.4 原理图与PCB的交互设置 （159）
9.5 模块化布局 （160）
9.6 布局常用操作 （161）
9.6.1 全局操作 （161）
9.6.2 选择 （163）
9.6.3 移动 （165）
9.6.4 对齐 （165）
9.7 本章小结 （166）
第10章 流程化设计—PCB布线 （167）
10.1 类与类的创建 （167）
10.1.1 类的简介 （167）
10.1.2 网络类的创建 （168）
10.1.3 差分类的创建 （169）
10.2 常用PCB规则设置 （171）
10.2.1 规则设置界面 （171）
10.2.2 电气规则设置 （171）
10.2.3 布线规则设置 （176）
10.2.4 阻焊规则设置 （179）
10.2.5 内电层规则设置 （179）
10.2.6 区域规则设置 （182）
10.2.7 差分规则设置 （183）
10.2.8 规则的导入与导出 （186）
10.3 阻抗计算 （187）
10.3.1 阻抗计算的必要性 （187）
10.3.2 常见的阻抗模型 （187）
10.3.3 阻抗计算详解 （188）
10.3.4 阻抗计算实例 （191）
10.4 PCB扇孔 （193）
10.4.1 扇孔推荐及缺陷做法 （193）
10.4.2 BGA扇孔 （193）
10.4.3 扇孔的拉线 （195）
10.5 布线常用操作 （197）
10.5.1 鼠线的打开与关闭 （197）
10.5.2 PCB网络的管理与添加 （199）
10.5.3 网络及网络类的颜色管理 （201）
10.5.4 层的管理 （202）
10.5.5 元素

前    言
面对功能越来越复杂、速度越来越快、体积越做越小的电子产品，各种类型的电子设计需求大增，学习和投身电子产品设计的工程师也越来越多。但是，由于电子产品设计领域对工程师自身的知识和经验要求非常高，大部分工程师很难做到真正得心应手，在遇到速度较快、功能复杂的电子产品设计时，各类PCB设计问题涌现，造成很多项目在后期调试过多，甚至报废，浪费了人力、物力，延长了产品研发周期，从而影响产品的市场竞争力。 
作者通过大量调查和实际经验得出，电子工程师的设计难点有以下几种情况。
（1）刚毕业没有实际经验，对软件工具也不是很熟，无从下手。
（2）做过简单的电子设计，但是没有系统设计思路，造成设计后期无法及时、优质地完成。
（3）有丰富的电路设计经验，但是无法契合设计工具，因而不能得心应手。
以Altium Designer为工具进行原理图设计、PCB设计是电子信息类专业的一门实践课程，Altium Designer也是电子设计常用的设计工具之一。 
传统的理论性教材注重系统性和全面性，但实用效果并不是很好。本书基于实战案例的教学模式进行讲解，注重学生综合能力的培养，在教学过程中以读者未来职业角色为核心，以社会实际需求为导向，兼顾了理论内容与实践技术内容，形成了课内理论教学和课外实践活动的良性互动。教学实践表明，该种教学模式对培养学生的创新思维和提高学生的实践能力有很好的作用。
本书由专业电子设计公司的一线设计总工程师和大学EDA教师联合编著，包含了作者对使用Altium Designer进行原理图设计、PCB设计的丰富实际经验及使用技巧。本书作者以职业岗位分析为依据，以读者学完就能用、学完就能有竞争力地上岗就业为目标，秉持“真实产品为载体”“实际项目流程为导向”的教学理念，将理论与实践相结合，由浅入深，从易到难，按照电子流程化设计的思路讲解软件的各类操作命令、操作方法及实战技巧，力求给各阶段的读者带来实实在在的干货。  
第1章  Altium Designer 21全新功能。本章主要对Altium Designer 21的全新功能进行介绍，方便读者了解新功能的应用及与老版本的区别。
第2章  Altium Designer 21软件及电子设计概述。本章对Altium Designer 21进行基本概括，包括Altium Designer 21的安装、激活、操作环境及系统参数设置，旨在让读者搭建好设计的平台并高效地配置好平台的各项参数。本章还向读者概述电子设计流程，使读者从整体上熟悉电子设计，为接下来的学习打下基础。
第3章  工程的组成及完整工程的创建。新一代Altium Designer集成了相当强大的开发管理环境，能够有效地对设计的各种文件进行分类及层次管理。本章通过图文的形式介绍工程的组成及完整工程的创建，有利于读者形成系统的文件管理概念。良好的工程文件管理可以使工作效率得以提高，这是一名专业的电子设计工程师应有的素质。
第4章  元件库开发环境及设计。本章主要讲述电子设计开头的元件库的设计，先对元件符号进行概述，然后介绍元件库编辑器，接着讲解单部件元件及多子件元件的创建方法，并通过 3 个由易到难的实例系统地演示元件的创建过程，后讲述元件库的自动生成和元件的复制。
第5章  原理图开发环境及设计。本章介绍原理图编辑界面，并通过原理图设计流程化讲解的方式，对原理图设计的过程进行详细讲述，目的是让读者可以一步一步地根据本章所讲设计出自己需要的原理图，同时也对层次原理图的设计进行讲述，后以一个实例教程结束，让读者可以结合实际练习，理论联系实际，融会贯通。
第6章  PCB库开发环境及设计。本章主要讲述PCB库编辑界面、标准PCB封装与异形PCB封装的创建方法、常见PCB封装的设计规范及要求，还介绍3D封装的创建方法，后概述集成库的创建、离散、安装与移除，方便后期元件及封装的调用，让读者充分理解元件库、PCB库及它们之间的相互关联性。
第7章  PCB设计开发环境及快捷键。本章主要介绍Altium Designer的PCB设计工作界面、常用系统快捷键和自定义快捷键，让读者对各个面板及快捷键有一个初步的认识，为后面进行PCB设计及提高设计效率打下一定的基础。
第8章  流程化设计—PCB前期处理。本章主要描述PCB设计开始的前期准备，包括原理图的检查、封装的检查、网表的生成、PCB的导入、层叠结构的设计等。只有把前期工作做好了，才能更好地把握后面的设计，保证设计的准确性和完整性。
第9章  流程化设计—PCB布局。PCB布局的好坏直接关系到板子的成败，根据基本原则并掌握快速布局的方法，有利于对整个产品的质量把控。本章讲解常见PCB布局约束原则、PCB模块化布局、固定元件的放置、原理图与PCB的交互设置及布局常用操作。
第10章  流程化设计—PCB布线。PCB布线是PCB设计当中比重的一部分，是学习中的重中之重。读者需要掌握设计当中的各类技巧，这样可以有效缩短设计周期，也可提高设计的质量。
第11章  PCB的DRC与生产输出。本章主要讲述PCB设计的一些后期处理，包括DRC、丝印的摆放、PDF文件的输出及生产文件的输出。读者应该全面掌握本章内容，将其应用到自己的设计当中。对于一些DRC检查项，可以直接忽略，但是对于书中提到的一些检查项，则应引起重视，着重检查，相信很多生产问题都可以在设计阶段规避。
第12章  Altium Designer高级设计技巧及应用。除了常用的基本操作之外，Altium Designer还存在各种各样的高级设计技巧有待我们挖掘，需要的时候我们可以关注它并学会它，平时在工作中也要善于总结归纳，加深对软件的熟悉程度，使电子设计的效率得到提高。
第13章  入门实例：2层小系统板的设计。本章选取一个大学期间或者说入门阶段常见的小系统板的实例，并配备实战操作教学视频，通过这个简单2层板全流程实战项目的演练，让Altium Designer初学者能将理论和实践相结合，从而掌握电子设计的基本操作技巧及思路，全面提升其实际操作技能和学习积极性。
第14章  入门实例：4层智能车主板的PCB设计。很多读者只会绘制2层板，没有接触过4层板或者更多层数板的PCB设计，这对读者从事电子设计工作将是一个门槛。为了契合实际需要，本章介绍一个4层智能车主板的设计实例，让读者对多层板设计有一个概念。本章对4层智能车主板的PCB设计进行讲解，突出2层板和4层板的区别。不管是2层板还是多层板，其原理图设计都是一样的，对此不再进行详细讲解，本章主要讲解PCB设计，配备有10小时实战操作教学视频。
第15章  进阶实例：RK3288平板电脑的设计。本章选取一个进阶实例，是为进一步学习PCB技术的读者准备的。一样的设计流程、一样的设计方法和分析方法，让读者明白，其实高速PCB设计并不难，只要分析弄懂每一个电路模块的设计，就可以像庖丁解牛一样，不管是什么产品、什么类型的PCB都可以按照“套路”设计好。
第16章  常见问题解答集锦。作者通过多年对网友问询的整理与搜集，重点列出设计中常见的42个问题，以问答的形式展现给读者，借此让读者更加形象和生动地理解本书内容。
本书适合电子技术人员参考，也可作为电子信息工程、自动化、电气工程及其自动化等专业本科生和研究生的教学用书。如果条件允许，还可以开设相应的试验和观摩课程，以缩小书本知识与工程应用实践的差距。书中涉及电气和电子方面的名词术语、计量单位，力求与国际计量委员会、国家市场监督管理总局发布的文件相符。
本书由湖南凡亿智邦电子科技有限公司技术部组织编写，课程负责人郑振宇对本书提出了总体的设计并统稿，黄勇、龙学飞承担了主要编写工作，技术部彭子豪、黄真、刘吕樱、王泽龙、陈虎也参与了编校工作。本书得到了深圳市凡亿技术开发有限公司总经理郑振凡先生的鼎力支持，电子工业出版社曲昕编辑为本书的顺利出版做了大量的工作，作者一并向他们表示衷心的感谢。
由于科技发展日新月异，作者水平有限，书中难免存在瑕疵，敬请读者予以批评指正。为方便读者的阅读、读者答疑和信息反馈，PCB联盟网（www.pcbbar.com）创建了书籍专区作为图书推广宣传活动和读者技术交流的空间。读者可以通过免费注册的方式，成为中国PCB联盟网的用户。在阅读本书的过程中，如果读者遇到任何问题，或者对本书内容有任何建议和意见，都可以通过这个专区和作者直接进行交流。

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