第1章AltiumDesigner操作入门.docx
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第1章AltiumDesigner操作入门
第1章AltiumDesigner操作入门
oAltiumDesigner简介
AltiumDesigner发展历史
AltiumDesigner新特性
oAltiumDesigner的组成
原理图设计系统
电路原理图仿真系统
印制电路板设计系统
可编程逻辑器件设计系统
oAltiumDesigner的安装和启动
AltiumDesigner运行的系统需求
安装过程与启动
oAltiumDesigner操作环境
工作环境
工作面板管理
窗口管理
基本参数设置
oAltiumDesigner电路设计的基本流程
文件系统
绘制原理图
绘制PCB图
第1章AltiumDesigner操作入门随着电子技术的迅速发展和芯片生产工艺的不断提高，电路板的结构变得越来越复杂，从最早的单层板到常用的双层板再到复杂的多层电路板设计，电路板上的布线密度越来越高，随着DSP，ARM、FPGA等高速逻辑器件的应用，电路板的信号完整性与抗干扰性能显得尤为重要。
这就使得电路板设计工程师们仅靠原始的手工设计方式来设计复杂的电路板变得不现实。
随着计算机辅助与仿真技术的发展，各种电路板设计与仿真软件迅速发展起来，使得复杂的电路板设计变得尤为简单，大大提高了设计者的设计效率，缩短了产品开发周期。
现在市场上常见的电路板板级设计软件有Protel、PowerPCB、Cadence、AutoCAD等，其中Protel在国内应用最为广泛，从最早的Protel99SE到后续的ProtelDXP，再到最新版本的AltiumDesigner，Protel已变得越来越强大，功能越来越完善，使得设计者们完全从枯燥无味的点与线的体力劳动中解放出来。
从现在开始，我们逐步深入这个强大的电路板设计工具，看看它是如何简化我们的工作的。
——附带光盘“视频”文件。
AltiumDesigner的发展历史
Altium的新特性
Altium的组成
Altium的安装与运行
Altium基本参数设置
Altium的面板操作
整流滤波电路的设计
本章要点
本章案例
AltiumDesigner简介
经过多年的发展，以功能强大而在国内享有良好声誉的Protel，正式更名为“AltiumDesigner”，AltiumDesigner不仅强化了以前的原理图设计、PCB设计、电路仿真等功能更加入了FPGA设计等众多功能，从此摆脱了Protel只是二线品牌的电路板设计工具的地位，成为全方位的新一代的电路设计软件。
AltiumDesigner发展历史
“AltiumDesigner”顾名思义，是Altium公司推出的新一代电子电路辅助设计软件。
Altium公司前身为Protel国际有限公司，由NickMartin于1985年创始于澳大利亚，同年推出了第一代DOS版PCB设计软件，其升级版ProtelforDOS由美国引入中国大陆，因其方便、易学而得到了广泛的应用。
20世纪90年代，随着计算机硬件技术的发展和Windows操作系统的推出，Protel公司于1991年发布了世界上第一个基于Windows环境的EDA工具——ProtelforWindows版。
到1998年，Protel公司推出了Protel98，它是一个32位的EDA软件，将原理图设计、PCB设计、无网格布线器、可编程逻辑器件设计和混合电路模拟仿真集成于一体化的设计环境中，大大改进了自动布线技术，使得印刷电路板自动布线真正走向了实用。
随后的Protel99以及Protel99SE使得Protel成为中国用的最多的EDA工具，电子专业的大学生在大学基本上都用过Protel99SE，公司在招聘新人的时候也将Protel作为考核标准，据统计，在中国有73%的工程师和80%的电子工程相关专业在校学生正在使用其所提供的解决方案。
2001年，ProtelTechnology公司改名为Altium公司，并于2002年推出了令人期待的新产品ProtelDXP，ProtelDXP与Protel99SE相比，不论是操作界面还是功能上都有了非常大的改进。
而2003年推出的Protel2004又对ProtelDXP进行了进一步的完善。
2006年，经过多次蜕变，ProtelDXP正式更名为AltiumDesigner，AltiumDesigner的推出，集成了更多的工具，实用方便，功能更强大，特别是在PCB设计这一块性能大大提高。
2008年推出的AltiumDesignerSummer08将ECAD和MCAD两种文件格式结合在一起，在其一体化设计解决方案中为电子工程师带来了全面验证机械设计（如外壳与电子组件）与电气特性关系的能力。
还加入了对OrCad和PowerPCB的支持能力，使得其功能更加完善。
AltiumDesigner新特性
2008年推出的AltiumDesignerSummer08为AltiumDesigner的最新版本，其版本号为，相比于以前的ProtelDXP或是Altium功能有不少改进。
集成ECAD与MCAD：
AltiumDesigner的三维功能增强，能够连接由各种MCAD软件制作的STEP模型，允许在设计中对任何对象之间进行全面的干扰和间隙检查，例如元件、支架及其周围的封装。
新增交互式布线引擎：
AltiumDesigner引进了一个全新的交互式布线引擎，提供高速的线路和过孔推铲功能、实现线路快速放置的导向布线功能、布线时对现有线路自动套索的功能，以及增强的布线自动完成功能。
DesignerInsight功能：
DocumentInsight和ConnectivityInsight带来的弹出式预览和鼠标悬停时的上下敏感导航功能让设计师无需打开多个图纸即可预览文档和线路网。
增强的内层视图：
可在PCB编辑器中对内层进行建模，DRC还纳入了实时电路层连接检查功能，可探测到由电路层意外分离、焊盘和通孔隔离以及散热连接匮乏所造成的网络故障。
定制虚拟仪器元件：
AltiumDesigner虚拟仪器库新增定制仪器。
该仪器经过充分定制后，可用于监控FPGA设计中的所有信号。
基于C的定制FPGA逻辑开发：
能够将C源代码连接至基于原理图的FPGA设计。
符号引用的代码被转换成VHDL，并作为硬件与系统的其他部分整合，使得设计者能够直接使用C语言创建功能。
AllegroPCB导入：
AltiumDesigner导入向导得到增强，能够支持CadenceAllegroPCB文档的自动转换和导入。
AltiumDesigner的组成
AltiumDesigner并不是一个简单的电子电路设计工具，而是一个功能完善的电路设计、仿真与PCB制作系统，他由4个大的设计模块组成，即：
原理图（SCH）设计模块
原理图（SCH）仿真模块
印刷电路板（PCB）设计模块
可编程逻辑器件（FPGA）设计模块
原理图设计系统
顾名思义，原理图系统主要用于电路原理图的设计，并生成原理图的网络表文件，以便于进行下一步的电路仿真或是PCB电路板的设计，图1-1就是一个典型的电路原理图设计界面。
图1-1电路原理图设计系统界面
电路原理图仿真系统
如图1-2所示是AltiumDesigner的电路仿真系统界面，该系统主要用于电路原理图的模拟运行，用来检验电路在原理设计过程中是否存在意想不到的缺陷，它可以通过对设计电路引入运行的必备条件，使电路在模拟真实的环境下运行，从而检验电路是否达到理想的运行效果。
图1-2电路原理图仿真系统界面
印制电路板设计系统
如图1-3为AltiumDesigner的印刷电路板设计系统，在该系统中将SCH原理图设计成现实的印刷电路图，由它生成的PCB文件将直接应用到印刷电路板的生产。
图1-3因数电路板设计系统界面
可编程逻辑器件设计系统
如图1-4为AltiumDesigner的VHDL编辑系统。
该系统可对印刷电路板上的可编程逻辑器件（如CPLD，FPGA等）编程，通过编译后，再将文件烧录到逻辑器件中，生成具备特定功能的元器件。
图1-4可编程逻辑器件设计系统界面
AltiumDesigner的安装和启动
Altium是一个功能强大，内容丰富的电路设计自动化软件，其安装与启动也异常简单，下面就介绍该软件的安装与启动过程。
AltiumDesigner运行的系统需求
Altium与以前的Protel版本之间的巨大差异，使得其对计算机系统的配置有了更高的要求，要想在自己的计算机上顺利安装并正常运行Altium，您的计算机必须至少具备以下配置：
建议配置：
操作系统：
WindowsXP（支持Professional和Home版）
CPU：
Pentium4，3GHz以上
内存：
1GBRAM
硬盘空间：
40GB
显示配置：
1280x1024分辨率，32位彩色显示，64MB显存
基本配置：
操作系统：
Windows2000Professional（SP2）
CPU：
Pentium4，2GHz
内存：
512MBRAM
硬盘空间：
20GB
显示配置：
1024×768分辨率，32位彩色显示，32MB显存
安装过程与启动
Altium软件包的安装非常简单，整个过程只需按照提示选择相关的选项即可完成，具体步骤如下：
（1）将Altium安装光盘至于光盘驱动器中，默认情况下系统会自动读取光盘内容并开始安装程序，倘若系统禁止的光盘驱动器自动运行功能，读者可自行打开Protel安装程序文件夹，选取图标并双击，屏幕即会出现图1-5所示的欢迎画面。
图1-5AltiumDesigner安装欢迎界面
（2）单击【Next】按钮，进入许可证协议对话框，只有接受软件的使用许可才能进行下一步操作，选中【Iacceptthelicenseagreement】并点击【Next】按钮后进入使用者信息设置页面，在此读者可设置自己的用户名以及所属的组织，并设置该软件的使用权限：
仅供自己个人使用还是可供使用该计算机的所用用户使用。
图1-6许可证协议确认界面
图1-7使用者信息设置界面
（3）单击【Next】按钮继续，下一步是安装路径选择页面，软件默认的安装路径是“C:
ProgramFilesAltiumDesignerSummer08”，读者若是不满意的话也可点击【Brower】按钮来自己选择安装路径。
图1-8安装路径设置界面
（4）至此软件的安装设置已经完成，图1-9是安装开始确认界面，此时若发现前面设置有错误的地方可单击【Back】按钮返回重新设置，倘若信息准确无误的话即可点击【Next】，软件正式开始安装。
图1-9安装开始确认界面
（5）整个安装过程无需人工干预，正常的话大约几分钟后屏幕便会出现软件安装完成的画面，表明Altium已经成功安装到目标计算机，点击【Finish】按钮完成安装。
图1-10安装过程显示界面
图1-11安装结束界面
图1-12程序启动链接位置
（6）程序安装成功后会在会在开始目录里生成程序链接，如图1-12所示，该链接的名称为“AltiumDesignerSummer08”，点击这个链接即可启动Altium。
（7）Altium首次启动的界面如图所示，大型软件的启动过程都需要一定的等待时间，图1-13是Altium的启动等待界面。
由于是第一次启动，系统会提示为添加产品使用许可证。
用户可按照提示通过网络和邮件来获得软件的使用权限，或是通过现成的使用许可文件来激活软件。
软件激活后，读者便可以自由的享受Altium所带来的便利了。
图1-13AltiumDesigner启动等待界面
图1-14首次启动注册界面
AltiumDesigner操作环境
与以往的Protel等版本不同，Altium给用户提供了一个爽心悦目的智能化操作环境，下面将详细介绍Altium的工作环境和基本参数设置，使读者对Altium的工作环境及其设置有所了解。
工作环境
俗话说“工欲善其事，必先利其器”，要想熟练的使用AltiumDesigner，首先必须对AltiumDesigner的工作环境了若指掌，图1-15为AltiumDesigner的基本集成开发环境，整个工作环境主要包括菜单栏、工具栏、面板控制栏、工作区等项目，其中工具栏、菜单栏里面的项目都会随着所打开的文件的属性而不同。
图1-15AltiumDesigner工作界面
工作面板管理
面板是Altium的一大特色，熟练的操作与管理面板能够大大提高电路设计的效率，但是新手往往对Altium的复杂面板操作不知所措，因此有必要在此详细介绍一下Altium的面板操作。
Altium的面板大致可分为三类：
弹出式面板、活动式面板和标签式面板，各面板之间可以相互转换，各种面板形式如图1-16所示。
菜单栏
工具栏
标签式面板工作区
面板转换标签
任务选择区
弹出式面板标签
面板控制栏
图1-16AltiumDesigner的工作面板
弹出式面板：
顾名思义，就是只有用鼠标点击或触摸时才能弹出。
如图所示，在主界面的右上方有一排弹出式面板栏，当用鼠标触摸隐藏的面板栏（鼠标停留在标签上一段时间，不用点击），即可弹出相应的弹出式面板；当指针离开该面板后，面板会迅速缩回去。
倘若希望面板停留在界面上而不缩回，可用鼠标单击相应的面板标签，需要隐藏时再次点击标签面板即自动缩回。
活动式面板：
界面中央的面板即为活动式面板，使用者可用鼠标拖动活动式面板的标题栏使面板在主界面中随意停放。
标签式面板：
界面左边为标签式面板，左下角为标签栏，标签式面板同时只能显示一个标签的内容，可单击标签栏的标签进行面板切换。
各种模式的面板是可以相互切换的，标签式面板和弹出式面板可以转变成活动式面板，拖住标签式面板和弹出式面板的标签，拽至屏幕的中央，此时标签式面板和弹出式面板就变成了活动式面板，如图1-17，同时屏幕中央还会出现
四个方向按钮，若是拖着面板使鼠标停留在
上并释放鼠标左键，面板就会停靠在界面左方成为标签式面板；若是拖至
上释放按键，面板就会停靠在界面右边成为弹出式面板；若拖动面板至
或
上并释放按键，面板就会变为相应的上贴式或下帖式活动面板。
同样，标签式面板的排列位置也是可以改变的，可以在标签面板区上下排列，也可以左右排列，当然一般情况下是呈标签式重叠排列的。
若要调整标签式面板的排列位置，可拖动面板的标签至面板之上，如图1-18所示，此时在面板区同样会出现
4个按钮，将标签拖放至按钮上并释放后，标签式面板便会按照顺序上下或者左右排列。
图1-17面板显示方式的切换
图1-18标签式面板排列位置的切换
图1-19面板控制栏
按钮菜单
选项
对应面板
【System】系统面板开关按钮
Clipboard
剪切板面板
Favorites
收藏夹面板
Files
文件面板
Libraries
元件库面板
Messages
信息面板
Output
输出面板
Projects
项目面板
Snippets
切片面板
StorageManager
存储管理器面板
To-Do
执行面板
【DesignCompilers】设计编译器面板开关按钮
CompileErrors
编译错误信息面板
CompiledObjectDebugger
编译对象调试器面板
Differences
差异面板
Navigator
导航面板
【Help】帮助面板开关按钮
KnowledgeCenter
知识中心面板
Shortcuts
快捷键面板
【Instruments】FPGA设计仪表架面板开关按钮
InstrumentRack–HardDevices
硬件装置的仪表架面板
InstrumentRack–NanoboardControllers
纳米板控制器的仪表架面板
InstrumentRack–SoftDevices
软件装置的仪表架面板
表1-1面板控制栏显示菜单项
系统界面的右下方有一个面板控制栏，如图1-19所示，控制栏上有4个选项按钮：
【System】【DesignCompilers】【Help】【Instruments】通过该面板控制栏可设置相应的面板是否在界面上显示。
点击各选项按钮后弹出的菜单项目如表1-1所示，若希望显示相应的面板，只需用鼠标点击相应的项目，此时在该菜单项目前会有√出现，表示该面板已在主界面显示，当再次点击该项目后，相应的已经显示的面板会关闭，同时√消失，表示该面板隐藏。
面板最右侧的【>>】为面板控制栏显示控制按钮，点击【>>】按钮面板控制栏会自动隐藏，同时【>>】变为【<<】，点击【<<】按钮则面板控制栏会再次出现。
Altium的面板操作是十分灵活的，正是这种灵活的操作使得电子电路的设计变得十分方便。
当然，如此丰富的面板功能可能很多我们平时都用不到，所以读者应在操作中多多实践，形成自己的操作习惯。
窗口管理
当在Altium中同时打开多个窗口时，可以将各个窗口按不同的方式在主界面中排列显示出来。
对窗口的管理可通过【Window】菜单，或是通过右击工作窗口的标签栏，在弹出的菜单中进行设置，如图1-20所示。
图1-20窗口管理菜单项
平铺窗口：
执行【Window】|【Tile】命令，即可将当前所有打开的窗口在工作区平铺显示，如图1-21所示。
图1-21窗口的平铺显示
垂直平铺显示：
执行【Window】|【TileVertically】命令，即可将当前所有打开的窗口垂直平铺显示，如图1-22所示。
图1-22窗口的垂直平铺显示
水平平铺显示：
执行【Window】|【TileHorizontally】命令，即可将当前所有打开的窗口水平平铺显示，执行效果如图1-23.
图1-23窗口的水平平铺显示
隐藏所有窗口：
执行【Window】|【HideAll】命令，可以将当前所有打开的窗口隐藏。
关闭文件：
执行【Window】|【CloseAll】命令，关闭当前所有打开的文件并关闭相应的窗口；执行【Window】|【CloseDocuments】则关闭当前打开的文件。
窗口的切换：
要在多个文件之间进行窗口切换只需点击工作窗口中的各个文件名。
如图1-24所示。
图1-24不同文件之间窗口的切换
将一个窗口和其他窗口垂直分割显示：
右键点击标题栏，在图1-20所示的弹出菜单中选择【SplitVertical】命令，即可将该窗口与其他窗口垂直分割显示。
将一个窗口和其他窗口水平分割显示;右键点击标题栏，在图1-20所示的弹出菜单中选择【SplitHorizontal】命令，即可将该窗口与其他窗口水平分割显示。
合并所有窗口：
在图1-20所示的弹出菜单中选择【MergeAll】，可将所有窗口合并，只显示一个窗口。
在新的窗口中打开文件：
在图1-20所示的弹出菜单中选择【OpenInNewWindow】，程序会自动打开一个新的Altium界面，并单独显示该文件。
基本参数设置
尽管Altium默认的参数设置已十分完善，但由于每个人习惯不同，设计者当然希望将系统设置成自己所习惯的操作模式。
Altium向用户提供了个性化设置功能。
点击软件左上角的
图标弹出如图1-25所示的菜单，较常用的设置选项包括Customize和Preferences。
Customize选项主要是操作上的个性化设置，点击Customize，弹出个性化设置选项卡，如图1-26所示，个性化设置选项卡包括Commands和Toolbars两个选项，其中Commands用于设置常用的命令及其快捷方式，选项卡的左边为命令分类，右边则为命令列表，双击相应的命令，如“Open”即可显示该命令的详细信息，如图1-27所示。
在此可以设置该命令对应的执行进程、参数、标题、功能描述、图标文件、以及快捷方式等，使之符合用户的操作习惯。
Toolbars用于设置Altium操作界面的上方是否显示菜单栏，工具栏等项目，默认情况下是均显示，用户若想隐藏相关的项目，只需取消其后的复选框，如图1-28所示。
【Preferences】选项卡用于设置系统整体和各模块的参数。
如图1-29所示，选项卡左侧列出了系统中所有需要参数设定的项目，一般情况下是不需要对系统默认参数进行任何改动的，不过读者可进行一些个性化设置，如【General】选项里面就可以设定系统启动时默认所打开的页面，还可以设定系统的默认文件存放目录和库文件存放目录。
图1-25参数设置选项
图1-26Commands选项卡
图1-27命令的编辑
图1-28Toolbars选项卡
图1-29Preferences选项卡
AltiumDesigner相对于原先的Protel版本有一个令人振奋的新特性，那就是开始初步支持中文，读者可以在【Preferences】选项卡里进行设定。
选中【General】项目，勾选图中所示的【UseLocalizedresources】选项，此时屏幕会弹出图1-30所示的对话框，点击按钮确认，当Altium下次启动时，系统就变成图1-31所示的中文界面了。
但是由图也可以看出，Altium的中文支持水平并不是很完备，很多菜单还存在中英文夹杂的情况，而且其翻译的准确度也不是很高，为了不引起误解，在本书中均采用英文原版的操作界面。
当然AltiumDesigner对中文支持的完善只是时间的问题，在此希望AltiumDesigner的本土化做的越来越好。
图1-30改变设置警告框
图1-31AltiumDesigner的中文操作界面
AltiumDesigner电路设计的基本流程
前面的各小结已经详细的介绍了Altium的操作环境，至此读者对AltiumDesigner的基本界面操作有了大致的了解，这一节中我们将介绍AltiumDesigner的文件系统和电子电路设计流程，并通过一个简单的实例来演练整个电路绘制以及PCB电路板设计的流程。
文件系统
使用过Protel99SE的读者都知道，在Protel99SE，整个电路设计项目是以数据库（DDB）的形式存储的，并不能单独打开或是编辑单个的SCH和PCB文件。
Altium则采用了目前流行的软件工程中工程管理的方式组织文件，各电路设计文件单独存储，并生成相关的项目工程文件，它包含有指向各个设计文件的链接和必要的工程管理信息。
所有文件置于同一个文件夹中，便于管理维护。
设计文件
扩展名
电路原理图文件
*.SchDOC
PCB印制电路板文件
*.PCBDOC
原理图原器件库文件
*.SchLib
PCB元器件库文件
*.PcbLib
PCB项目工程文件
*.PRJPCB
FPGA项目
升级会员 