教程步骤
Created: 九月 13, 2018 | Updated: 九月 13, 2018
本页面包含教程 From Idea to Manufacture - Driving a PCB Design through CircuitStudio 中可折叠章节的内容。
添加原理图
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在功能区上,单击 Home | Project | Project » Add New Schematic 菜单项。设计窗口中将打开一张名为
Sheet1.SchDoc的空白原理图页,并且该原理图的图标会出现在 Projects panel 中,链接到项目下的 Source Documents 文件夹图标。 - 要保存新的原理图页,选择 File » Save As。将打开 Save As 对话框,准备将原理图保存到与项目文件相同的位置。在 File Name 字段中输入名称 Multivibrator,然后单击 Save。请注意:与项目文件位于同一文件夹(或其子/孙文件夹)中的文件,会使用相对引用链接到项目;存放在不同位置的文件,则使用绝对引用链接。
- 由于你已向项目中添加了原理图,项目文件也发生了更改。在 Projects panel 中对项目文件名执行 Right-click,然后选择 Save Project 以保存项目。
配置文档选项
- 在功能区上,单击 Project | Content | Document Options 以打开 Document Options 对话框。
- 在本教程中,唯一需要更改的是:在对话框的 Sheet Options 选项卡中,将 Standard Styles 字段的图纸尺寸设置为 A4。
- 确认 Snap 和 Visible Grids 都设置为 10。
- 单击 OK 关闭对话框并更新图纸尺寸。
- 要让文档填满查看区域,单击 View | Zoom Document。
- 通过选择 File » Save(快捷键:Ctrl+S)保存原理图。
在库中搜索
- 如果未显示,请打开 Libraries panel(View | System | Libraries)。
- 在 Libraries panel 中按下 Search 按钮以打开 Libraries Search 对话框,如上所示。
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确保对话框选项按如下方式设置:
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在第一行 Filter 中,Field 设置为
Name,Operator 设置为contains,并且 Value 为3904。 -
Scope 设置为 Search in
Components和 Libraries on path。 -
Path 设置为指向已安装的 Altium 库,路径应类似于
C:\Users\Public\Documents\Altium\CS\Library。
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在第一行 Filter 中,Field 设置为
- 单击 Search 按钮开始搜索。Query Results 将显示在 Libraries panel 中。应能找到一个元件,如下图所示。根据其链接的模型数量,可能会列出多次。
- 你只能从软件中已安装的库放置元件。如果你尝试从当前未安装的库中放置元件,在放置时系统会提示你对该库执行 Confirm the installation。
查找并放置晶体管
- 选择 View | Zoom | Zoom Document(快捷键:V, A),确保原理图页占满整个窗口。
- 使用刚才介绍的搜索技巧,在 Vaults panel 中找到晶体管 BC547。
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当你搜索 Vault 时,它会先对结果进行聚类,显示包含可能元件的文件夹。对于晶体管搜索,所有结果都在同一个名为
General Purpose Transistors的文件夹中。单击该超链接以打开该文件夹的搜索结果,然后单击CMP-1048-01437-1Item。 - 该元件会显示在 Vaults panel 中,你可以在底部显示 Preview,并查看符号、封装以及元件参数(你可能需要调整下方区域大小以显示全部 Preview 内容)。
- Right-click在晶体管的 Item-Revision 编号上执行操作以显示上下文菜单(如上所示),然后从菜单中选择 Place CMP-1048-01437-1。光标将变为十字准星,并且你的光标上会带着晶体管 floating 的图像。此时你已进入元件放置模式。移动光标时,晶体管会随之移动。
Do not place the transistor yet!
- 在将元件放到原理图之前,你可以编辑其属性;这适用于任何“悬浮在光标上”的对象。当晶体管仍悬浮在光标上时,按下 Tab 键打开 Component Properties 对话框。将对话框设置为如下所示。
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在对话框的 Properties 区域中,输入 Designator
Q1。 - 为 Comment 字段勾选 Visible 复选框。
- 其余字段保持默认值,然后单击 OK 关闭对话框。
- 移动光标(晶体管符号会附着在光标上),将晶体管放在图纸中部稍偏左的位置。注意应用程序底部状态栏左侧显示的当前捕捉栅格,默认值为 10;在放置对象期间按 G 快捷键可在可用的栅格设置间循环切换。强烈建议将捕捉栅格保持在 10 或 5,以保持电路整洁并便于将导线连接到引脚。对于本例这样简单的设计,10 是不错的选择。
- 当你对晶体管位置满意后,单击鼠标左键或按键盘上的 Enter 将晶体管放置到原理图上。
- 移动光标后你会发现:原理图页上已放置了一个晶体管副本,但你仍处于元件放置模式,元件轮廓仍悬浮在光标上。此功能允许你放置多个相同类型的元件。接下来放置第二个晶体管。该晶体管与前一个相同,因此放置前无需编辑其属性。当你放置同一元件的多个实例时,软件会自动递增元件标号。本例中,下一个晶体管将自动标注为 Q2。
- 如果你参考之前给出的粗略原理图,会注意到 Q2 是 Q1 的镜像。要翻转悬浮在光标上的晶体管方向,请按键盘上的 X 键。这会使元件沿水平方向(X 轴)翻转。
- 移动光标,将元件放在 Q1 的右侧。为更精确地定位元件,按 PgUp 键两次以放大两级。此时你应该能看到栅格线。
- 定位完成后,单击鼠标左键或按 Enter 放置 Q2。再次说明:你“拿着”的晶体管副本会被放到原理图上,而下一个晶体管会继续悬浮在光标上,等待放置。
- 由于所有晶体管都已放置完成,通过单击 right mouse button 或按 Esc 键退出元件放置模式。光标将恢复为标准箭头。
查找并放置电阻
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使用刚才介绍的搜索技巧,在 Vaults panel 中搜索合适的
100K 5% 0805电阻。搜索应返回 Item CMP-1013-00122-1。 - Right-click在电阻的 Item 编号上执行操作以显示上下文菜单,然后从菜单中选择 Place CMP-1013-00122-1。
- 当电阻仍悬浮在光标上时,按 Tab 键打开 Component Properties 对话框。
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在对话框的 Properties 区域中,输入 Designator
R1。 - 为 Comment 字段勾选 Visible 复选框。
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确保封装 Model 设置为
RESC0805(2012)_N。使用模型名称旁的下拉菜单,你会看到该元件附带了三个封装模型:IPC Low Density(_M)、IPC Medium Density(_N)和 IPC High Density(_L)。在设计同步期间,所选封装将传递到 PCB。 - 其余字段保持默认值,然后单击 OK 关闭对话框;电阻将悬浮在光标上。
- 按 Spacebar 以 90° 为增量旋转元件,直到方向正确。
- 将电阻放在 Q1 基极的左上方(参考前面显示的原理图),然后单击 left mouse button 或按 Enter 放置该元件。
- 接着放置另一个 100k 电阻 R2,在 Q2 基极的右上方。放置第二个电阻时,标号会自动递增。
- 通过单击 right mouse button 或按 Esc 键退出元件放置模式。光标将恢复为标准箭头。
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剩余两个电阻 R3 和 R4 的阻值为 1K;在 Vaults panel 中搜索合适的
1K 5% 0805电阻。 -
此搜索会返回所有阻值以 1K 开头的电阻,包括 1K1、1K2、1K3 等。使用 Description 字段,在搜索结果中单击以打开
1K 5% 0805电阻,然后 right-click 并 Place 它。 -
按照刚才给出的步骤,将 Designator 设置为
R3,启用 Comment 的可见性,并将封装 Model 设置为RESC0805(2012)_N。 - 将 R3 定位并放置在 Q1 集电极的正上方,然后将 R4 放置在 Q2 集电极的正上方,如上图所示。
- Right-click或按 Esc 退出元件放置模式。
查找并放置电容
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返回 Vaults 面板并搜索合适的
22nF 16V 0805电容。搜索将返回多个可能的电容。单击条目CMP-1036-04042-1以在此设计中使用。 - Right-click 在电容的 Item 编号上,然后从菜单中选择 Place CMP-1036-04042-1。
- 当电阻仍然悬浮在光标上时,按 Tab 键打开 Component Properties 对话框。
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在对话框的 Properties 区域中,输入 Designator
C1。 - 为 Comment 字段启用 Visible 复选框。
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确保封装 Model 设置为
CAPC0805(2012)145_N。 - 其余字段保持默认值,然后单击 OK 关闭对话框。电容将悬浮在光标上。
- 按 Spacebar 以 90° 为增量旋转元件,直到方向正确。
- 将电容放在晶体管上方、但在电阻下方(参考前面显示的原理图),然后单击 left mouse button 或按 Enter 放置该器件。
- 定位并放置电容 C2。
- Right-click 或按 Esc 退出放置模式。
查找并放置连接器
- 最后要放置的元件是连接器,它位于 Miscellaneous Connectors.IntLib 中。该集成库通常已安装;如果没有,请先安装,然后在 Libraries 面板顶部选择它。
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该连接器是一个两针排针;在 Libraries 面板的过滤字段中输入
header。注意:此搜索不使用通配符 *,因为你只是在查找名称以字符串header开头的元件。如果在搜索字符串开头包含通配符,则会返回所有名称或描述中任意位置包含字符串header的元件。 -
从列表中选择
Header 2,然后单击 Place 按钮。 -
当它悬浮在光标上时,按 Tab 编辑属性;将 Designator 设置为
Y1,并检查 PCB 封装模型为 HDR1X2。 - 在放置连接器之前,按 X 将其水平翻转,使其方向正确。单击将连接器按上图所示放置到原理图中。
- Right-click 或按 Esc 退出器件放置模式。
- 保存原理图(Ctrl+S)。
为原理图布线
- 为确保能清晰查看原理图页面,按 PgUp 键放大或按 PgDn 键缩小。或者,按住 Ctrl 键并滚动鼠标滚轮进行放大/缩小;也可以按住 Ctrl + Right Mouse 按钮并上下拖动鼠标来放大/缩小。右键 View 子菜单中还有一些有用的 View 命令,例如 Fit All Objects(Ctrl+PgDn)。
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首先,按如下方式将电阻 R1 的下引脚连接到晶体管 Q1 的基极。单击
按钮(Home | Circuit Elements | Wire)进入导线放置模式。光标将变为十字准星。
- 将光标移到 R1 的底端。当位置正确时,光标处会出现红色连接标记(大十字)。这表示光标位于元件上有效的电气连接点。
- 单击 Left Mouse Button 或按 Enter 锚定第一个导线点。移动光标后,你会看到一条导线从光标位置延伸回锚点。
- 将光标移到 Q1 的基极,直到看到光标变为红色连接标记。单击或按 Enter 将导线连接到 Q1 的基极。光标将从该导线上释放。
- 注意光标仍为十字准星,表示你已准备好放置另一条导线。要完全退出放置模式并返回箭头光标,你需要 Right-Click 或再次按 Esc——但现在先不要这样做。
- 接下来,从 R3 的下引脚连线到 Q1 的集电极。将光标移到 R3 的下引脚,然后单击或按 Enter 开始一条新导线。垂直移动光标直到位于 Q1 的集电极上方,然后单击或按 Enter 放置该导线段。同样,光标会从该导线上释放,你仍处于布线模式,准备放置另一条导线。
- 按上方动画所示为电路其余部分布线。
- 完成所有导线放置后,right-click 或按 Esc 退出放置模式。光标将恢复为箭头。
添加网络标号
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单击
按钮(Home | Circuit Elements | Net Label)。一个网络标号将悬浮在光标上。
- 在放置前要编辑网络标号,按 Tab 键打开 Net Label 对话框。
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在 Net 字段中输入
12V,然后单击 OK 关闭对话框。 - 放置网络标号,使网络标号的左下角如下面图片所示接触原理图中最上方的导线。当网络标号正确定位并能连接到导线时,光标会变为红色十字。如果十字为浅灰色,则表示不会形成有效连接。
网络标号位于空白处(左图)以及位于导线上方(右图);注意红色十字。

- 放置第一个网络标号后,你仍处于网络标号放置模式。再次按 Tab 键,在放置第二个网络标号前编辑它。
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在 Net 字段中输入
GND,然后单击 OK 关闭对话框。 - 放置网络标号,使网络标号的左下角如下面图片所示接触原理图中最下方的导线。Right-click 或按 Esc 退出网络标号放置模式。
- 保存原理图以及项目。
更改连接矩阵
- 要更改某个设置,单击彩色方块;它会在四种可能的设置之间循环切换。注意:你可以在矩阵区域 right-click 以显示一个菜单,用于同时切换所有设置,其中包括将所有设置恢复为其 Default 状态的选项(如果你反复切换设置后记不清默认状态,这会很方便)。
- 你的电路只包含 Passive Pins(在电阻、电容和连接器上)以及 Input Pins(在晶体管上)。我们来更改设置,使连接矩阵能够检测未连接的被动引脚。在右侧找到 Passive Pin 行。查看列标签找到 Unconnected。这两项交叉处的方块表示:当在原理图中发现 passive pin 处于 unconnected 状态时的错误条件。默认设置为绿色,表示不会生成报告。
- 单击该交叉方块,直到它变为 Orange(如上图所示),这样在编译项目时就会为未连接的被动引脚生成错误。你将在本教程后面有意制造一次此错误以进行验证。
编译并检查错误
- 要编译 Multivibrator 项目,选择 Home | Project | Project » Compile。
- 项目编译后,所有警告和错误都会显示在 Messages 面板中。只有检测到错误时该面板才会自动出现(仅有警告时不会)。要手动打开它,单击 View | System | Messages。
- 如果你的电路绘制正确,Messages 面板中不应包含任何错误,只会有消息 Compile successful, no errors found。如果有错误,请逐条处理,检查电路并确保所有布线与连接都正确。
现在你将故意在电路中引入一个错误并重新编译项目:
- 单击设计窗口顶部的 Multivibrator.SchDoc 选项卡,使原理图页面成为活动文档。
- 单击连接 R1 与 Q1 基极导线的那段导线中间位置。导线两端会出现小的方形编辑手柄,且导线上会显示点状选择线以表示已选中。按键盘上的 Delete 键删除该导线。
- 重新编译项目(Home | Project | Project » Compile)以检查错误。Messages 面板将显示警告消息,提示电路中存在未连接的引脚。
- 如上图所示,Messages 面板在水平方向分为两个区域。上方区域列出所有消息,可通过 right-click 菜单进行保存、复制、交叉探测或清除。下方区域则详细显示在面板上方区域中当前选中的警告/错误。
- 当你在 Messages 面板的任一区域双击某条错误或警告时,原理图视图会平移并缩放到包含该错误的对象位置。
在结束本教程本节之前,我们先修复原理图中的错误。
- 使原理图页面成为活动文档。
- 撤销删除操作(Ctrl+Z)以恢复被删除的导线。
- 为确认不再有任何错误,重新编译项目(Home | Project | Project » Compile)。Messages 面板应显示无错误。
- 保存原理图以及项目文件。
向项目添加新板卡
- 可以使用 Home | Project | Project » Add new PCB 命令向项目添加新的 PCB。
- PCB 将如下面所示出现在项目中。 在 Projects 面板中对 PCB 图标执行 Right-click,选择 Save As 命令并将其命名为
Multivibrator.CSPcbDoc。注意,在 Save As 对话框中无需输入文件扩展名;系统会自动追加。
- 添加 PCB 会更改项目。保存项目(在 Projects 面板中对项目文件名执行 right-click,然后选择 Save Project)。
设置原点和网格
- 软件中使用两个原点:绝对原点(Absolute Origin),位于工作区左下角;以及用户可定义的相对原点(Relative Origin),用于确定当前工作区位置。在设置原点之前,请持续放大到当前板形的左下角,直到能清楚看到网格。操作方法是:将光标放在板形的左下角,然后按 PgUp,直到粗网格(Coarse)和细网格(Fine)都可见,如下图所示。
- 要设置相对原点,请选择 Home | Grids and Units | Origin » Set,将光标移到板形的左下角,然后单击左键进行设置。
选择该命令,将光标移到板形左下角(左图),然后单击以定义原点(右图)。

- 下一步是选择合适的捕捉网格(snap grid),上表已做总结。网格在功能区(Ribbon)的 Home 选项卡的 Grids and Units 区域中设置。在设计过程中,经常需要切换网格。例如,放置元件时可能使用较粗的网格,而布线时使用更细的网格。可通过从 Snap Grid 下拉列表选择新值来更改网格,或直接在 Snap Grid 字段中输入所需值,然后按 Enter 以接受该值。
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在本教程中,你将使用公制网格;单击
按钮切换到公制。
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你将使用的第一个网格是
5mm;将该值输入到 Snap Grid 字段中。
重新定义板形
- 默认板形为 4x4 英寸。本教程中,板尺寸为 30mm x 30mm。
- 要缩小视图并显示当前正在使用的整个工作区,请单击 View | Zoom | Zoom All(Ctrl+PgDn)。你的设计应与下方左图非常相似。
- 下一步是将板形更改为 30mm x 30mm。此时你可以选择重新定义板形(重新绘制,或编辑现有板形)。对于简单的正方形或矩形,编辑现有板形更高效。为此,请选择 Home | Board | Board Shape » Edit Board Shape。
- 板显示将发生变化,板形以绿色显示。每个角以及每条边的中心都会出现编辑手柄,如下所示。
- 目标是调整板形尺寸,创建 30mm x 30mm 的板。可见的粗网格为 25mm(捕捉网格的 5 倍),可见的细网格为 5mm——将用作参考。现在你可以选择将上边和右边向下、向内滑动以得到正确尺寸,或将三个角向内移动,保留位于原点的那个角不动。
- 要将上边向下滑动,将光标移到边缘上(但不要放在手柄上),当光标变为双向箭头时,单击并按住,然后拖动边缘到新位置,使状态栏上的 Y 光标位置为 30mm。
- 重复该过程将右边向内移动,在状态栏上 X 光标位置为 30mm 时定位。
板形已调整为 30mm x 30mm,状态栏上显示的当前网格位置表明了这一点。
- 在工作区任意位置单击以退出板形编辑模式。
- 保存该板。
将设计从原理图传输到 PCB 布局
- 确保 Multivibrator.SchDoc 为活动文档。
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从功能区选择 Home | Project | Project » Update PCB Document Multivibrator.CSPcbDoc 。项目将编译,并打开 Engineering Change Order 对话框。
针对需要在 PCB 上进行的每一项更改(使其与原理图一致),都会创建一个 ECO。
- 单击 Validate Changes。如果所有更改都已验证,则 Status 列表中每项更改旁都会出现绿色对勾。若未验证通过,请关闭对话框,检查 Messages 面板并解决所有错误。
- 单击 Execute Changes 将更改发送到 PCB 编辑器。
- 完成后,目标 PCB 会打开,且 Engineering Change Order 对话框会显示在其上方,同时 Done 列的条目会被勾选,如下图所示。
- 单击以 Close 该对话框并完成传输过程。
- 元件将被放置在板外,准备放到板上。在开始放置元件之前,还需要进行一些步骤,例如配置放置网格、层以及设计规则。
配置层可见性
- 打开 View Configurations 对话框(View | View | Switch to 3D » View Configurations » View Configuration)。
- 在 Board Layers And Colors 选项卡中,确认两层信号层可见。
- 注意:此对话框用于控制阻焊层、丝印层以及系统层(例如 DRC 和网格)的显示。
- 为减少放置与布线时的视觉“杂乱”,请禁用机械层(Mechanical Layers)、所有阻焊层(Mask Layers)以及钻孔导向(Drill Guide)和钻孔图(Drill Drawing)层的显示。
- 切换到 View Options 选项卡。
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确认已启用 Show Pad Nets 选项,并将 Net Names on Tracks Display 设置为
Single and Centered。 - 单击 OK 接受设置并关闭对话框。
配置板层叠
- 打开 Layer Stack Manager。对于新板,默认层叠包括:一个介质芯层、两层铜层,以及顶层和底层的阻焊(coverlay)与覆层(丝印,silkscreen)层,如上图所示。
- 新层和电源平面会添加到当前所选层的下方,可通过 Add Layer 按钮或右键菜单完成。
- 当放置 Layer Stack Table 时会包含层属性(如材料、铜厚、介质属性),这些属性也用于信号完整性分析。双击单元格即可配置相应设置。例如,下图中的 Thickness 设置已略作修改,以更适合公制数值。
- 当你完成对层叠选项的探索后,请将数值恢复为下图所示,然后单击 OK 关闭对话框。
定义元件放置捕捉网格
- 单击 Home | Grids and Units | Properties 打开 Cartesian Grid Editor 对话框。你也可以使用 Ctrl+G 快捷键直接访问 Cartesian Grid Editor 对话框。
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在 Step X 字段中输入
1mm。由于 X 与 Y 字段是联动的,因此无需定义 Step Y 值。 -
为使网格在较低缩放级别下可见,将 Multiplier 设置为
5x Grid Step。为更容易区分两种网格,将 Fine 网格设置为显示为更浅颜色的Dots。 - 单击 OK 关闭对话框。
为信号网络配置布线宽度规则
- 以 PCB 为活动文档,打开 PCB Rules and Constraints Editor。
- 对话框左侧的 Design Rules 文件夹下会显示各规则类别。双击 Routing 类别以展开并查看相关布线规则,然后双击 Width 以显示当前定义的宽度规则。
- 单击一次现有的 Width 规则以选中它。单击该规则后,对话框右侧会显示该规则的设置,包括:上方区域的规则 Where the Object Matches(也称为规则的 scope——即你希望该规则作用的目标),以及下方的规则 Constraints。
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由于该规则要作用于设计中的大多数网络(信号网络),请确认 Where the Object Matches 设置为
All。 - 该规则中的设置是新 PCB 的默认值。编辑 Min Width、Preferred Width 和 Max Width 的数值,并将它们设置为 0.25mm。注意,这些设置会反映在对话框底部显示的各个层中。你也可以按层分别配置要求。
- 规则现已定义完成。单击 Apply 保存并保持对话框打开。
为电源网络添加布线宽度规则
- 下一步是添加并配置两条新的设计规则,用于指定电源网络的布线宽度。要添加并配置这些规则,请打开 PCB Rules and Constraints Editor。
- 在对话框左侧的设计规则树中选中现有的 Width 规则,右键单击并选择 New Rule,以添加新的 Width 约束规则。
- 一条名为 Width_1 的新规则会出现。单击“设计规则”树中的新规则以配置其属性。
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在右侧的 Name 字段中单击,并在该字段中输入名称
Width_12V。 - 在 Where the Object Matches 设置中,从下拉列表选择 Net,然后在第二个下拉列表中选择 12V 网络,如下所示。
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最后一步是为该规则设置约束(Constraints)。分别将 Min Width / Preferred Width / Max Width 的值编辑为
0.25/0.5/0.5,以允许电源网络的布线宽度范围为 0.25mm 到 0.5mm,如下所示。
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重复这一系列步骤,定义另一条以
GND网络为目标的“布线宽度(Routing Width)”设计规则,并使用相同的 Constraints 值。最简单的方法是使用右键菜单中的 Duplicate Rule 命令,然后将这条新规则的 Name 改为Width_GND,并将 Net 改为GND。 - 单击 Apply 保存规则,并保持对话框打开。
定义电气间隙约束(Electrical Clearance Constraint)
- 在“设计规则”树中展开 Electrical 类别,然后展开 Clearance 规则类型。
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单击选择现有的 Clearance 间隙约束。注意该规则有两个 Full Query 字段,这是因为它是一个 Binary rule。规则引擎会检查由 Where the First Object Matches 设置所指向的每个对象,并将其与 Where the Second Object Matches 设置所指向的对象进行对比,以确认它们满足指定的 Constraints 设置。对于本设计,定义
All对象之间的单一间隙是合适的。 -
在对话框的 Constraints 区域中,将 Minimum Clearance 设置为
0.25mm。 - 单击 Apply 保存规则,并保持对话框打开。
定义布线过孔样式(Routing Via Style)设计规则
- 在“设计规则”树中展开 Routing 类别,然后在 Routing Via Style 下选择默认的 RoutingVias 设计规则。
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由于电源网络很可能可以在电路板的单面完成布线,因此没有必要为信号网络定义一条布线过孔样式规则、再为电源网络定义另一条布线过孔样式规则。将规则设置编辑为本教程前面建议的值,即 Via Diameter =
1mm且 Via Hole Size =0.6mm。将所有字段(Minimum、Maximum、Preferred)设置为相同尺寸。注意,你可以按键盘上的 Tab 在对话框字段之间切换到下一个。 - 单击 OK 关闭 PCB Rules and Constraints Editor。
- 保存 PCB 文件。
设置元件定位选项
- 选择 File » System Preferences 以打开 Preferences 对话框。
- 打开对话框的 PCB Editor - General 页面,在 Editing Options 部分中,确保启用 Snap To Center 选项。这可确保当你“抓取”元件进行定位时,光标会以其参考点(reference point)抓住元件。
- 注意 Smart Component Snap 选项。如果启用该选项,你可以通过在更靠近所需焊盘而不是元件参考点的位置单击并按住,强制软件吸附到焊盘中心而不是参考点。如果你需要某个特定焊盘位于某个特定网格点上,这会非常方便。不过当你处理小型贴片元件时,它也可能带来不利影响,因为这会让你更难以通过参考点来“抓取”它们。
放置元件
- 缩放以显示电路板和元件。一种方法是先缩小(PgDn),使电路板和所有元件都可见,然后 right-click 并选择 View » View Area,再单击以定义你想查看的精确区域的左上角和右下角。
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元件将放置在当前的吸附网格(Snap Grid)上。对于像这样简单的设计,并没有特定的设计要求来规定应使用什么放置网格。作为设计者,你需要决定合适的放置网格。为简化元件定位过程,你可以使用较粗的放置网格,例如 1mm。确认在功能区(Ribbon)的 Home 选项卡中,Snap Grid 已设置为
1mm。 -
本教程中的元件可按上图所示放置。要放置连接器
Y1,将光标移到连接器外形轮廓的中间,然后 Click-and-Hold 左键。光标会变为十字准星并跳到该器件的参考点。继续按住鼠标键不放,移动鼠标以拖动元件。 - 如上图所示,将封装放置到电路板左侧(确保整个元件都在板框边界内)。
- 当连接器元件到位后,松开鼠标键将其放下。注意连接线会随元件一起拖动。
- 参考上图重新放置其余元件。拖动元件时使用 Spacebar 旋转元件(每次逆时针 90º),使连接线如图所示。
- 元件文本也可以用类似方式重新定位——单击并拖动文本,然后按 Spacebar 旋转它。
- PCB 编辑器还包含强大的交互式放置工具。我们用这些工具来确保四个电阻正确对齐并且间距一致。
- 按住 Shift 键,依次单击四个电阻以选中它们,或单击并拖动选择框将四个电阻全部框选。每个被选中的元件周围都会显示一个带阴影的选择框,其颜色由系统颜色 Selections 的设置决定(在 2D System Colors 对话框中设置)。
- 在任意一个已选元件上右键,然后选择 Align » Align 以打开 Align Objects 对话框。
- 在 Horizontal 部分选择 Space Equally,并在 Vertical 部分选择 Bottom ;单击 OK 应用这些更改。现在四个电阻已对齐(以最低的元件为基准)并且等间距排列。
- 在设计窗口的其他位置单击以取消选择所有电阻。如有需要,你也可以对齐电容和晶体管,不过由于你当前使用的是较粗的吸附网格,这可能并非必需。
为交互式布线做准备
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将 Routing Conflict Resolution Current Mode 下拉列表设置为
Stop At First Obstacle。布线时你可以按 Shift+R 以交互方式在已启用的模式之间循环切换。 - 在 Interactive Routing Options 区域中,确认已启用 Automatically Remove Loops 选项。该选项允许你通过布设一条替代路径来修改现有布线:也就是先布一条新路径直到与旧路径相接(形成一个回路),然后右键表示完成。软件会自动移除旧的、冗余的那部分布线。
- 确认 Interactive Routing Width / Via Size Sources 选项都设置为 Rule Preferred。
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在 Home | Grids and Units | Snap Grid 中将吸附网格(Snap Grid)设置为
0.25mm。
交互式布线电路板
- 通过查看工作区底部的层标签来检查当前可见的层。如果 Bottom Layer 不可见,按 L 快捷键打开 View Configurations 对话框并启用 Bottom Layer。
- 单击工作区底部的 Top Layer 标签,使其成为当前(活动)布线层。
- 通常在单层模式下更容易布线。你可以按 Shift+S 在单层模式之间切换开/关。
- 单击 Home | Routing | Route » Interactive Routing,或右键并从上下文菜单中选择 Interactive Routing。光标会变为十字准星,表示你已进入交互式布线模式。
- 将光标移到连接器 Y1 的下方焊盘上。当你将光标移近焊盘时,它会自动吸附到焊盘中心;这是 Snap To Object Hotspot 功能,会将光标 pulling 到最近电气对象的中心(在 Board Options 对话框中配置 Range 的吸引距离)。有时 Snap To Object Hotspot 功能会在你不希望时拉动光标。在这种情况下,按 Ctrl 键可临时抑制该功能。
- Left-Click 或按 Enter 以锚定走线的第一个点。
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将光标移向电阻 R1 的下方焊盘,然后单击以放置一段垂直线段。注意走线线段会以不同方式显示(如下图所示)。布线过程中,线段显示为:
- Solid - 该线段已放置。
- Hatched - 斜线填充的线段为建议但尚未提交;当你左键单击时它们将被放置。
- Hollow - 这称为前瞻线段(look-ahead segment)。它可帮助你判断最后一段建议线段应在何处结束。该线段在你单击时 not 放置。布线时可使用 1 快捷键切换前瞻模式开/关。
- 通过 Left-Clicking 手动布线以提交走线线段,最终在 R1 的下方焊盘结束。注意每次鼠标单击都会放置斜线填充的线段。对于你当前正在布的这条连接,按 Backspace 可回退(移除)最后放置的线段。
- 与其一直布线到目标焊盘,你也可以按下 Ctrl+Left Click 来使用 Auto-Complete 功能,立即完成整条连接的布线。自动完成(Auto-complete)的行为如下:
- 它会选择最短路径,但这未必是最佳路径,因为你始终需要为尚未布线的其他连接预留通道。如果你处于 Push 模式(布线时会在状态栏显示),自动完成可以推挤现有走线以到达目标。
- 对于较长的连接,自动完成路径可能并不总是可用,因为布线路径是按区段逐段映射的,因此源焊盘与目标焊盘之间可能无法完成完整映射。
- 你也可以直接在焊盘或连接线上执行自动完成。
- 继续为板上的所有连接进行布线。
- 使用上面介绍的技巧,在板上其他元件之间进行布线。上方的简单动画展示了该板如何以交互方式完成布线。
- 布线并不存在唯一解,因此你不可避免地会想要修改走线。PCB 编辑器包含一些功能与工具来帮助你完成这些操作,后续章节将进行讨论。
- 完成布线后保存设计。
探索自动布线器的能力
- 通过在功能区(Ribbon)中选择 Home | Routing | Unroute » All 来取消布线(Un-route)该板。
- 选择 Tools | Autoroute | Autoroute » All。将打开 Situs Routing Strategies 对话框。对话框顶部区域会显示 Routing Setup Report;,警告和错误会以红色显示。Always务必检查警告和错误!对话框下半部分显示可用的 Routing Strategies;,所选策略会高亮显示。对于这块板,它应默认使用 Default 2 Layer Board 策略。
- 在 Situs Routing Strategies 对话框中点击 Route All 按钮。Messages 面板会显示自动布线过程。由于它直接在 PCB 编辑窗口中对你的板进行布线,因此无需费力导出/导入布线文件。
- 若要进行单面布线,在 Situs Routing Strategies 对话框中点击 Edit Layer Directions 按钮并修改 Current Setting 字段。或者,你也可以修改 Routing Layers 设计规则。
- 有趣的是,自动布线器更偏好具有挑战性的板子,在高密度、更复杂的设计上往往比简单板得到更好的结果。为了提升最终结果的质量,再次选择 Autoroute » All,但这次选择 Cleanup 布线策略。该策略会尝试拉直走线,减少拐角数量。如有需要,你可以多次运行 Cleanup 策略。如果没有变化,你可能需要先以较曲折的方式交互式地重新布一条连接,然后再尝试 Cleanup 策略。
- 如果你想保留自动布线结果,请保存 PCB 文档。否则,使用 Undo 或通过关闭/打开来将板恢复到所需的已布线状态。
为受管发布做准备
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在打开原理图、打开 PCB,或未打开任何文档时,都可以随时打开 Generate Output Files 对话框。在 Project 选项卡上点击
按钮以打开该对话框。请注意,当你打开该对话框时,用于保存输出设置的特殊文件会自动在项目文件夹中创建,因此项目文件现在会被标记为已修改。
- 注意其中包含的 Outputers 列表。在本教程中,你将使用 Gerber Files 输出器和 Bill of Materials 输出器。
- 点击与 Gerber Files 关联的 Configure... 以打开 Gerber Setup 对话框,下一组步骤将对其进行配置。
配置 Gerber 生成
- 在 Generate Output Files 对话框中,点击与 Gerber Files 输出关联的 Configure...。将打开 Gerber Setup 对话框,如上图所示。
- 由于该板采用公制(Metric)设计,请在对话框的 General 选项卡中将 Units 设置为 Millimeters。
- 板上使用的最小单位是 0.25mm(用于布线与间距),但由于大多数元件的参考点位于其几何中心(并且放置在 1mm 网格上),其中一些焊盘实际上会落在 0.01 的网格上。在 General 选项卡中将 Format 设置为 4:3。这可确保输出数据的分辨率足够覆盖这些网格位置。注意:NC Drill 文件 must always 也应配置为使用相同的 Units 和 Format。
- 在 Layers 选项卡中,点击 Plot Layers 按钮,然后选择 Used On。注意:可能会启用机械层;这些通常不会单独 'Gerbered' 输出。 相反,如果机械层包含其他层所需的细节,往往会将其包含进来,例如每个 Gerber 文件都需要的对位位置标记。在这种情况下,可使用对话框右侧的 Mechanical Layer(s) to Add to All Plots 选项将这些细节并入另一层。请在 Layers To Plot 区域中禁用任何已启用的机械层。
- 在对话框的 Advanced 选项卡中,确认 Position on Film 选项设置为 Reference to relative origin。注意:NC Drill 文件 must always 也应配置为使用相同的 Position on Film 选项。
- 点击 OK 以接受其他默认设置并关闭 Gerber Setup 对话框。
- Gerber 设置已配置完成。下一步是配置其他输出。在本教程中,你还将在下一组步骤中配置 BoM。









