正版现货新书 Altium应用电子设计认之PCB绘图师 9787302496854 张义和编著
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作者张义和编著
出版社清华大学出版社
ISBN9787302496854
出版时间2018-04
装帧其他
开本其他
定价79元
货号3024531
上书时间2024-09-30
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目录
本书前五章为电路绘图题实例剖析, 每章均完全依据行业电路设计规程的要求, 从元器件库编辑、原理图设计、电路板设计和制造数据输出四个部分详细讲解电路绘图题的技能要求和评分标准。第六章按照原理图设计部分、电路板设计部分和工程设计部分详尽列举了600道单选题。
内容摘要
张义和编著的《Altium应用电子设计认证之PCB绘图师》是由Altium中国公司——聚物腾云物联网（上海）有限公司院校合作部授权张义和教授编写的认证考试用书。全书共分为6个部分，全面、系统地分析了AltiumDesigner应用工程师认证的主客观题型的解答及评分规范。帮助读者通过从分立式插装器件印制电路板到分立式表面贴装器件印制电路板的电路实训操作训练，逐步学习并掌握“AltiumDesigner应用电子设计认证之应用工程师等级”的考试规范及技
巧。
通过对本书内容的学习，读者不但能熟练地掌握规范的AltiumDesigner15.0版软件的PCB电子线路绘图的应用技能，还能完整地学习行业中PCB设计的基本流程。本书可以作为高等院校电子信息工程专业AltiumDesigner应用技能评估和相关社会培训机构开展AltiumDesigner应用电子设计认证项目培训的教学参考用书。
精彩内容
第三章绘图操作第三题试题名称：RemoteControl（遥控电路）本试题目的是验证考生具有基本元件库编辑、项目管理、原理图设计与电路板设计能力，并能输出辅助制造的相关文件。
计算机环境需求
1.操作系统：Windows7（或后续版本）。
2.使用版本：AltiumDesigner15。
3.语言设定：简体中文。
供考生使用的文件1.AED_PCB2.PcbLib：元件封装库文件。
2.AED_PCB2.SchLib：元件符号库文件。
3.BOM.xlsx：BOM材料清单文件。
4.LD1117-33.PDF：LD1117-33数据手册。
5.RemoteControl.DXF：电路板板框文件。
6.SCH_template.SchDot：原理图模板文件。
7.绘图操作考题RemoteControl.PDF：本考题的文件，含附录一（电路图）。
:)提供的文件统一保存在RemoteControl文件夹中，若有缺少文件，须于开始考试20分钟内提出，并补发。超过20分钟后提出补发，将扣5分。
:)考生所完成的文件，请存放于此文件夹，并将文件夹压缩为以准考证号为文件名的压缩文件。若没有产生此压缩文件，将不予评分（0分）。
考试内容本认证分为四个部分，分别是元件库编辑、原理图设计、电路板设计与设计输出，各部分的设计方法与顺序，全由考生自行决定。以下是各部分的参考设计流程概要与要求。
1.元件库建立流程1.1新建元件库项目文件，并将题目提供的元件符号库文件与元件封装库文件，加载到此项目，并保存。
1.2打开元件封装库文件，并新增一个封装。
1.2.1定义此封装的属性与元件名称。1.2.2放置封装焊盘，并参考原点，绘制外形图案。
1.2.3保存文件。
1.3打开元件符号库文件，并新增一个元件符号。
1.3.1放置元件引脚，并绘制外形图案。
1.3.2加载封装。
1.3.3保存文件。
1.3.4生成元件集成库。
2.元件库创建的各项要求
2.1新建元件库项目（文件名为AED_PCB2.LibPkg），并将题目所给出的AED_PCB2.SchLib、AED_PCB2.PcbLib加载到此元件库项目。
2.2按LD1117-33数据手册里的规格（尺寸），在AED_PCB2.PcbLib新建一个封装，并命名为SOT-223_LD1117-33。可利用IPC元件封装向导建构此封装，再将其中的4号焊盘改为2号，如图2所示。
图2 SOT-223_LD11172.3AED_PCB2.SchLib文件中新建LD1117-3.3元件，其元件引脚属性如表1所示。
表1LD1117-3.3元件引脚属性表引脚编号引脚名称引脚长度引脚名称之间距引脚名称之方向1GND20190Degrees2OUT20xx3IN20xx2.4LD1117-3.3元件图参考范例如图3所示。
图3 LD1117-3.3元件图（Symbol）2.5LD1117-3.3加载封装SOT-223_LD1117-33，并建构LD1117-5、LD1117A-3.3及LD1117A-5等元件别名。
2.6建立元件集成库文件（AED_PCB2.IntLib）。
1.原理图绘制流程1.1新建PCB工程文件和原理图文件并保存。
1.2套用原理图模板文件。
1.3放置元件。
1.4连接线路。
1.5放置网络标号、电源符号、接地符号及NoERC符号。
1.6原理图编译检查。
1.7保存原理图。
2.原理图绘制-实际操作各项目要求
使用所提供的元件属性表（请参照表2）以及原理图（附录一）完成原理图绘制，此线路需符合附录一的原理图（包含模板、元件、线路连接、网络标号、电源/接地、NoERC符号等）。而ERC检查需无任何错误项目，如线路连接有误、对象属性定义有误、对象少放/浮接、模板套用有误等，都会扣分。
2.1新建PCB工程（文件名RemoteControl.PrjPcb）及电路图文件（文件名Main.SchDoc）。
2.2套用原理图模板文件（SCH_template.SchDot），并需依规定填入参数值内容，如“王○明”。
2.3元件属性表如表2所示。
表2元件属性表元件标号Designator元件值
Comment放置元件名称DesignItemID封装Footprint元件库LibraryNameC1220uFCap2CAP-260-1AED_PCB2.IntLibC2,C3,C6,C70.1uFCapC200-1AED_PCB2.IntLibC4,C520pFCapC200-1AED_PCB2.IntLibCN1POWERPWR2.5KLD-0202AED_PCB2.IntLibD1,D2,D31N40011N4001D400AED_PCB2.IntLibDS1LEDLEDLED-3mm_GAED_PCB2.IntLibDS2,DS3LEDLEDLED-3mm_RAED_PCB2.IntLibQ1,Q22N39062N3906TO-92-APAED_PCB2.IntLibR1,R4,R6470ResAXIAL-0.3AED_PCB2.IntLibR210KResAXIAL-0.3AED_PCB2.IntLibR3,R52KResAXIAL-0.3AED_PCB2.IntLibRY1,RY2Relay-1CRelay-1CRelay-1C-1AED_PCB2.IntLibS1RSTSW-PBTACT6-PanasonicAED_PCB2.IntLibTP16P端子台TP6TP6-3.8mmAED_PCB2.IntLibU1LD1117LD1117-3.3SOT-223_LD1117-33AED_PCB2.IntLibU2Atmega328PAtmega32键切换为公制单位。
载入板子文件：执行文件/导入命令，在随即出现的对话框里，指定RemoteControl.DXF，并单击按钮，屏幕出现如图21所示的对话框。设定如下。
1.在块区域里保持选择作为元素导入选项（）。
2.在绘制空间区域里保持选择模型选项（）。
3.在默认线宽字段里输入0.2mm（）。
4.在单位区域里选择mm选项（）。
5.在层匹配区域里保持图21的设定（）。
图21 导入AutoCAD对话框6.单击按钮，即可顺利加载板框，如图22所示。8PDIP-28AED_PCB2.IntLibU3HC-06HC-06BT-06AED_PCB2.IntLibY116MHzXTALXTAL4-8AED_PCB2.IntLib1.电路板设计流程1.1添加PCB文件到工程。
1.2导入PCB板框文件，并设置4个装配孔（3.3mm）。
1.3定义板型，并设置相对原点。
1.4设定网络分类。
1.5设定设计规则。
1.6更新原理图数据到PCB。
1.7元件布局。
1.8PCB布线。
1.9放置字符串与指定数据。
1.10设计规则检查。
1.11保存PCB文件。
2.电路板设计-绘图操作各项目要求
2.1新建PCB文件，文件名为MyPCB.PcbDoc，使用单位为mm。
2.2导入PCB板框文件（RemoteControl.DXF）。
2.3定义板型，并在板子左下角处设置相对原点，并以直径3.3mm的焊盘（焊盘编号为0）作为装配孔，放置在板框中的四个圆圈里。
2.4设定Power分类，其中包括GND、VCC、Vi1与Vi2网络。
2.5设定AC分类，其中包括R1A、R1B、R1C、R2A、R2B与R2C网络。
2.6设计规则如表3所示，其他设计规则按默认值（不得更改）。
表3设计规则表规则类别规则名称范围设定值（mm）优先等级ElectricalClearanceAll-All0.406mm1ElectricalShortCircuitAll-AllNotAllowed1RoutingWidthAC分类1mm1RoutingWidthPower分类0.635mm2RoutingWidthAll-All（最小）0.254mm–（推荐）0.305mm–（最大）0.381mm3ManufacturingSilkToSilkClearanceAll-All0.01mm1ManufacturingSilkToSolderMaskClearanceIsPad-All0.01mm1ManufacturingHoleSizeAll最大3.3mm、最小0.025mm12.7更新原理图数据到PCB：将绘制完成的原理图数据更新到电路板中，其中项目都要准确无误。
2.8元件布局
2.8.1在PCB中进行元件布局，元件需放置在板框内，且仅限放置于TopLayer层。
2.8.2依板框文件放置在规定的位置，放置电源接头（CN1）、LED（DS1）、蓝牙模块（BT）及6P端子台（TP1）。
2.8.3元件放置角度仅限于0度/360度、90度、180度与270度。
2.9PCB布线2.9.1布线不得超出板框。
2.9.2可在TopLayer与BottomLayer布线。
2.9.3不得构成线路回路（loop）。
2.9.4不得有90度或小于90度锐角布线。
2.9.5过孔（Via）用量不得超过3个。
2.9.6布线不可从封装焊盘间穿过。
2.10放置钻孔符号表与字符串（输出层名称/考生数据）。
2.10.1放置DrillTable，将DrillTable放至字符串.Printout_Name上方。
2.10.2在TopOverlay层上放置考生数据，不可重叠。
2.10.3输出层名称与考生数据的属性，如表4所示。
表4输出层名称与考生数据属性字符串位置线宽高度文字层
字体字体名输出层名称板框上方0.2mm3mm.Printout_NameMechanical1比划Default考生资料板框内空白处x5mm考生姓名TopOverlayTrueTypeDefault考生资料板框内空白处0.2mm1.5mm准考证号TopOverlay比划Default2.11设计规则检查2.11.1设计规则检查报告（ReportOptions）选项全部勾选。
2.11.2检查基本六项规则（RuleToCheck），勾选Clearance、ShortCircuit、UnRoutedNet、Width、SilkToSilkClearance、NetAntennae实时及批次等选项。
2.11.3执行设计规则检查，而在DRC报表页中，不可无出现警告或违规项目，否则按规定扣分。
1.输出文件项目如下1.1BOM表（BillofMaterials）。
1.2Gerber文件。
1.3钻孔文件（NCDrillfiles）。
2.输出文件-绘图操作各项目要求
2.1BOM表（BillofMaterials）2.1.1BOM表文件格式需为MicrosoftExcelWorksheet文件，并加载到PCB工程。
2.1.2输出字段顺序请依规定由左至右排列为：Designator、Comment、Description、LibRef、Footprint、Quantity。
2.1.3需依规定套用所提供的BOM.xlsx模板文件。
2.1.4需在原理图编辑环境下生成BOM表。
2.2Gerber文件2.2.1Gerber文件要求：需有*.GTO、*.GTS、*.GTL、*.GBL、*.GBS、*.GM1、*.GM2层，并附加机构层1到各Gerber文件中，各Gerber文件需包含在考生文件夹中。
2.2.2钻孔图要求：需有*.GD1（孔径图）、*.GG1（孔位图），并使用字符符号输出，各文件需包含在考生文件夹中。
2.2.3输出后的*.Cam文件需将其名称存为Gerber.Cam，并加载到PCB工程。
2.3钻孔文件（NCDrillfiles）2.3.1钻孔文件要求：需有圆孔*.RoundHoles.TXT与槽孔*.SlotHoles.TXT，各文件需包含在考生文件夹中。
2.3.2输出单位、格式、补零形态等需与GerberFiles设定一致。
2.3.3输出后的*.Cam文件需将其名称保存为NC.Cam，并加载到PCB工程。
题目已提供一个元件符号库文件（AED_PCB2.SchLib）与一个元件封装库文件（AED_PCB2.PcbLib）。在此将依次进行下列四项工作。
1.项目管理：新建元件库项目（AED_PCB2.LibPkg），并将AED_PCB2.SchLib与AED_PCB2.PcbLib添加到此工程。
2.元件符号模型编辑：在AED_PCB2.SchLib文件里，新建/编辑一个稳压IC（LD1117-3.3）元件（Symbol）。
3.元件封装编辑：在AED_PCB2.PcbLib文件里新建/编辑SOT-223_LD1117-33封装（Footprint）。
4.产生元件集成库（AED_PCB2.IntLib）。
元件库项目管理的步骤如下。
复制元件库文件：在硬盘里新建一个AED23文件夹，其中“23”为考场座位号。然后将题目所附的AED_PCB2.SchLib、AED_PCB2.PcbLib、SCH_template.SchDot、RemoteControl.DXF与BOM.xlsx文件复制到此文件夹。
新建元件库项目：打开AltiumDesigner，然后在窗口里执行文件/新建/项目/元件集成库项目命令，则在左边Projects面板里，将出现Integrated_Library1.LibPkg项目。
保存项目：指向Projects面板里的Integrated_Library1.LibPkg项目，单击鼠标右键，在下拉菜单中选择另存项目选项。在随即出现的存档对话框里，指定保存到刚才新建的AED23文件夹，文件名为AED_PCB2.LibPkg。而原来的“Integrated_Library1.LibPkg”将变为“AED_PCB2.LibPkg”。
连接既有文件：指向Projects面板里的AED_PCB2.LibPkg项目，单击鼠标右键，在下拉菜单中选择添加现有文件到项目中选项，在随即出现的对话框里，指定添加AED_PCB2.SchLib文件，则此文件将出现在AED_PCB2.LibPkg项目下，成为项目中的一部分。同样地，再把AED_PCB2.PcbLib文件也加入此项目。
存档：指向Projects面板里的AED_PCB2.LibPkg项目，单击鼠标右键，在下拉菜单中选择保存项目选项，即可存盘，而元件库的项目管理也告一个段落。
元件符号模型编辑步骤包括新增元件、元件默认属性编辑、元件引脚编辑、元件外形编辑与链接元件模块等，继续3-2-1节进行如下操作。
新增元件：1.指向Projects面板里的AED_PCB2.LibPkg下的AED_PCB2.SchLib项目，双击鼠标左键，打开该文件，并进入元件符号模型编辑环境。
2.单击Projects面板下方的SCHLibrary标签，切换到SCHLibrary面板。
3.执行工具/新增元件命令，在随即出现的对话框里，输入新增元件的名称（即LD1117-3.3），再单击按钮关闭对话框，则SCHLibrary面板上方区域里出现此元件，同时，程序也准备好空白编辑区。
4.指向SCHLibrary面板里的LD1117-3.3项，双击鼠标左键，打开此元件的默认属性对话框，如图4所示。
图4 元件默认属性对话框5.在Designator字段里（标示处）输入U?，在Comment字段里（标示处）输入LD1117-3.3。
6.单击按钮右侧的倒三角形（标示处），在下拉菜单中选择Footprint项，打开如图5所示的对话框。
图５ 封装模型对话框7.在名称字段里（标示处）内容改为SOT-223_LD1117-33后，单击按钮返回前一个对话框（图4）。最后，单击按钮关闭对话框即可。
元件引脚编辑：本元件有三个引脚，其主要属性如表1所示，这三个引脚的电气类型都是电源引脚（可设定为Power或Passive）。若要放置引脚，可按键两下，则光标上将黏着一个浮动的引脚，随光标而动。此时，可应用下列功能键。
*（空格键）：引脚逆时针旋转90度。
*：引脚左右翻转。
*：引脚上下翻转。
*：打开引脚属性对话框。
此时，先定义引脚属性，按键打开引脚属性对话框（图6）。
图6 引脚属性对话框三个引脚的属性设定分别如表5所示。
表5引脚属性属性第一脚第二脚第三脚显示名字GNDOUTIN标识123电气类型PassivePassivePassive续表
属性第一脚第二脚第三脚长度202020定位270Degrees0Degrees180DegreesCustomizePosition选取不选取不选取Margin1不设定不设定Orientation90Degrees不设定不设定按照表5的属性，分别放置三个引脚，其结果如图7所示。
图7 放置三个引脚元件外形编辑：按、键进入放置矩形状态，光标上出现一个浮动的矩形，再指向第一脚（右端点）的上方，单击鼠标左键，移至第三脚（左端点）的下方，再单击鼠标左键、右键各一次，即可完成一个矩形并退出放置矩形状态，如图8左图所示。
图8 放置矩形若矩形盖住引脚名称，执行编辑/移动/下推一层命令，然后指向矩形，单击鼠标左键，即可将矩形放到引脚名称之下。最后，单击鼠标右键结束移动状态，其结果如图8右图所示。
建立元件别名：可使用元件别名来放置同一个元件，若要建立元件别名，则在SCHLibrary面板的别名区域下方，单击按钮，然后在随即出现的对话框里，输入新增的元件别名，再单击按钮关闭对话框，则别名区域将出现该别名。题目要求建立LD1117-5、LD1117A-3.3、LD1117A-5等元件别名。
存档：按+键保存即可。
在此将应用IPC封装向导自动产生封装，整个步骤简化为产生封装与焊盘编辑，操作如下。
应用IPC封装向导
1.指向Projects面板里AED_PCB2.LibPkg下的AED_PCB2.PCBLib项目，双击鼠标左键，打开该文件，并进入电路板元件编辑环境。
2.单击Projects面板下方的PCBLibrary标签，切换到PCBLibrary面板。
3.执行工具/IPC封装向导命令，在随即出现的IPC封装向导里，单击按钮切换到下一界面，如图9所示。
图9 IPC?封装向导-24.选择SOT223项，再单击按钮切到下一个画面，如图10所示。
图10 IPC?封装向导-35.保持预设状态，直接单击按钮即可产生标准的SOT223封装，如图11所示。而在PCBLibrary面板里，新增一个SOT230P700X180-4N封装。
图11 产生封装6.指向PCBLibrary面板里的SOT230P700X180-4N项，双击鼠标左键，然后在随即出现的对话框里，将名称字段里的元件名称修改为SOT-223_LD1117-33，再单击按钮关闭对话框即可。
修改焊盘标识：题目要求将4号焊盘改为2号，所以指向4号焊盘，双击鼠标左键，打开其属性对话框，如图12所示，将其标识字段内（）的值改为2，再单击按钮关闭对话框即可。 图12 焊盘属性对话框存档：应用IPC封装向导产生标准元件很简单，按+键保存即可。 完成元件符号模型编辑与元件封装编辑，切换回Projects面板，再指向面板里的AED_PCB2.LibPkg项目，单击鼠标右键，出现下拉菜单，再选择CompileIntegratedLibraryAED_PCB2.LibPkg选项，即可进行编译，并产生AED_PCB2.IntLib元件集成库。
当我们产生AED_PCB2.IntLib元件集成库后，将自动加载到系统中。在此，将继续3-2节的操作，进行原理图设计，其中包括项目管理与原理图编辑。
在此将新建一个PCB设计项目，并载入原理图文件与PCB文件，操作如下。
新建PCB项目：继续3-2节的操作，在AltiumDesigner窗口里执行文件/新建/项目/电路板项目命令，则在左边Projects面板里，将出现PCB_Project1.PrjPCB项目。
新建原理图文件：执行文件/新建/原理图文件命令，则Projects面板里，PCB_Project1.PrjPCB项目下将新建一个Sheet1.SchDoc项目，同时打开一个空白的原理图编辑区（白底）。
新建PCB文件：执行文件/新建/电路板文件命令，则Projects面板里，PCB_Project1.PrjPCB项目下将新建一个PCB1.PcbDoc项目，同时打开一个空白的PCB编辑区（黑底）。
保存项目与文件：指向Projects面板里的PCB_Project1.PrjPCB项目，单击鼠标右键，出现下拉菜单，再选择另存项目选项。随即出现PCB的存盘对话框，指定保存到刚才的AED23文件夹，文件名为My_PCB.PcbDoc（扩展名可不必指定）。
单击按钮存盘后，随即出现原理图的存盘对话框，同样保存在刚才的AED23文件夹里，文件名为Main.SchDoc（扩展名可不必指定）。
单击按钮保存后，随即出现项目的保存对话框，同样是存在刚才的AED23文件夹里，文件名为RemoteControl.PrjPcb（扩展名可不必指定）。
再次单击按钮存盘，完成项目的创建。
在原理图的编辑方面，包
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