电子产品开发系统Altium Designer 16.0的研究与应用
摘要：随着时代发展的步伐，基于个人计算机（PC）的性能迅速提高并广泛应用微软的Windows操作系统（Windows）中，Altium的（以前的Protel）是业界第一个提出一个原理图设计 - 电路仿真 - PCB版图设计 - 信号完整性分析 - 电子数据自动化（EDA）工具，CAM数据输出板的电路设计的完整过程 - 用Protel99SE版本。用Protel99SE迅速赢得了世界各地的主流设计工程师的青睐，以可靠的，易于使用的电路设计风格。。本文主要研究了电子产品开发系统Altium Designer 16.0与Proteus软件的不同点，绘制元件的封装的操作步骤及应用一个多图纸设计实例让我们达到熟练使用并掌握Altium Designer 16.0软件的目的。
关键词：Altium Designer 16.0；Proteus软件；元件封装；多图纸设计
Research and Application of Electronic Product Development system Altium Designer 16.0
Abstract:With the development of the times, the performance of personal computer-based (PC) has been rapidly improved and widely used in Microsoft's Windows operating system (Windows). Altium (formerly Protel) is the industry's first to propose a schematic design-circuit simulation-PCB layout design-signal integrity analysis-electronic data automation (EDA) tools. CAM data output board circuit design complete process-with Protel99SE version. Quickly winning mainstream design engineers around the world with Protel99SETo a reliable, easy-to-use circuit design style.. This paper mainly studies the difference between Altium Designer 16.0 and Proteus software, the operational steps of drawing component encapsulation and the application of a multi-drawing design example to achieve the purpose of skillfully using and mastering Altium Designer 16.0 software.
Key words: Altium Designer 16.0; Proteus Software; component package;multi-drawing design
目 录
第一章 绪论 2
1.1选题背景及意义 2
1.2 Altium Designer与Proteus软件 2
1.3课题研究内容 2
第二章 创建元件库 3
2.1Altium Designer的简介 3
2.2 Altium Designer的开发环境 3
2.3 Altium Designer 16.0的原理图库、模型和集成库 3
2.4 创建原理图元件的创建 4
2.5新的库文件包和原理图库的创建 4
2.6 新的原理图元件的创建 5
2.7 设置原理图元件属性 8
2.8 为原理图元件添加模型 9
2.8.1 模型文件搜索路径设置 10
2.9 关于元件参数的添加 11
2.9.1元件—数据手册连接参数 12
2.10元件并生成报表的检查 12
2.10.1元件规则检查器 12
2.10.2元件报表 13
2.10.3库报表 13
2.11 从其他库复制元件 13
2.12 PCB元件封装的建立 14
2.12.1 一个新的PCB库的建立 14
2.12.2 关于使用PCB Component Wizard 15
2.13 Altium Designer 16.0快捷键的整理 20
第三章 Altium Designer 16.0的多图纸设计 23
3.2 定义页面结构 23
3.3 绘制单片机最小系统与DA/AD转换电路原理图 23
3.4 DA/AD转换电路的层次原理图设计 24
第四章 总结 29
参考文献 30
致谢 31
第一章 绪论
1.1选题背景及意义
当今时代电子行业和微电子设计技术的飞速发展，因此电子化的产品有了两个特点：一是对电子产品繁琐度有了深入研究，二是时间到市场开发的产品，我们要提高效率，让系统的开发周期变短，及时更新新产品，适应社会高效发展的节奏。[1]
随着电子技术的不断发展，mos管的诞生，电子产品越来越朝着尺寸小，密度大的方向发展。在电子电路中，由于晶体管的尺寸越来越小，单位面积中晶体管的数量越来越多，集成度越来越高，而芯片的尺寸也越来越小。在集成度，与尺寸方面的约束下，同时，还有多种新技术指标和新工艺要求的，及设计技术出现（如：低电压与高电压，低频率与高频率，测试指标，封装技术等要求）。因此对于我们来说，要不断地学习和研究新的技术和新的设计工艺，并且要与时俱进的熟练掌握计算机的操作与使用和运用新的一体化设计工具，这样才能跟得上电子技术的发展，从而不断提高设计者的工作效率与准确度，减少时间的浪费和错误率。为了达到提高设计者的效率问题，电子产品的设计工具逐渐被开发出来。[2]
1.2 Altium Designer与Proteus软件
绘制原理图文件时AltiumDesigner软件可以直接和错误检测错误。在模拟中，注重模拟电路和数字电路模拟，但不具有单芯片仿真功能。利用PCB设计的易用性是相对于Proteus软件比较简单;Proteus软件实现方案设计的功能比AltiumDesigner的功能更强，动态模拟的乐趣比AltiumDesigner软件更有趣。。
从以上比较上可以看出来Altium Designer软件在绘制原理图检查错误标注、PCB设计的易使用性功能方面比较强大；而Proteus软件在仿真的趣味性、原理图设计的功能性方面比较强大。[3]
1.3课题研究内容
本课题主要研究了Altium Designer 16.0软件的元件封装，并使用Altium Designer 16.0软件学习绘制了三极管元器件。一个元件从绘制到封装，要经过许多步骤，首先绘制元件，其次设置元件参数，然后建立PCB封装，当然这其中也需要许多的细节设置才能顺利的绘制出一个元件并画出它的封装，最后我们才能添加到元件库，在我们绘制原理图时使用该元件。最后通过一个绘制多图纸设计的实例来说明我们对Altium Designer 16.0软件的掌握及使用，其中还包括运用Altium Designer 16.0软件中的。[4]
第二章 创建元件库
2.1 Altium Designer的简介
Altium Designer电子产品系统是首个将设计不同的阶段进行统一的一体化电子产品设计系统，与以往的Protel系列的设计产品相比，Altium Designer 的设计功能有了很大的提升。Altium Designer 在产品现有的技术上，具有原Protel 99SE软件一切优良的功能及Protel 99SE所没有的功能，在开发的环境方面，设计的窗口，以及常用的快捷功能键和组合键的定义也都保持了和Protel 99SE软件的相同的元素。对原理图的设计Altium Designer依然使用的是模块化的原理图设计，同时采用Protel 99SE原有的电子电路功能仿真模块，信号的完整性的分析模块，以及PCB版图设计模块和CAM输出数据电路板级设计模块。
2.2 Altium Designer的开发环境
Altium Designer 有三个特点：产品开发的途中都是采用一样的程序；在一整个阶段它都是用一个整体的模型来进行设计；并且用的也都是一个元件的模型来进行开发，产品开发的一体化实现，使得设计不同阶段的设计工程师可以在一个统一的设计环境中共同完成一个电子产品设计的研发，如：板级设计工程师的设计和嵌入式工程师的设计，可以实现共同统一。Altium Designer提供一个具有完整规则自动设计PCB版图设计的环境，设计开发人员可以选择不同的设计规则以此来完善PCB版图设计的完整性。Altium Designer不仅具有规则驱动的版图设计，同时还可以做到同步PCB与FPGA设计数据。在FPGA数字电路设计模块进行设计时，Altium Designer具有独立于器件的FPGA设计，和支持嵌入式虚拟仪器的设计调试，及设计流程的而图形化控制，提供增强如此多更能可以让设计开发者更快速、更精确，更简单的完成电子设计产品的测试与开发。[5]
2.3 Altium Designer 16.0的原理图库、模型和集成库
在Altium Designer16.0中，元件符号是在原理图库编译的图纸中绘制的后缀名为.SchLib的文件。我们可从各个相对应的元件库放置元器件，或者将这些元件的符号库、封装库和模型文件整理成后缀名为集成库. IntLib文件的文件。
集成库的好处就是查找元件方便，它把所有的信息汇成在一个文件夹中，而且不允许更改集成库的元件和模型。为Altium Designer 16.0集成库文件位于软件安装路径下的库文件夹。它示出了多个组件模型（即符合ISO规格大约80000组分）。我们可以打开一个集成库文件，执行命令Extract Sources获得从集成库库的源文件，并允许组件添加到库的源文件中进行更改。
我们也可以在当前的项目中执行Design对话框中的Make Schematic Library command选项，创建一个包含有当前原理图文档上所有元件的原理图库。[6]
2.4 创建原理图元件的创建
我们应用原理库编辑器创建和修改原理图元件和管理组件库。编辑器的功能可能是相似的原理图编辑器，使用图形设计的对象在一起。唯一的特点是除了编辑引脚的工具不同。
在原理图库编辑器中的元器件由图形化设计对象组建。我们能使一个元件从原理图库复制、粘贴到另外一个原理图库。
2.5新的库文件包和原理图库的创建
在创建组件的早期阶段，你需要创建一个新的原理图库方便我们这次绘制元件的存档。新创建的原理图库可以是一个单独的原理图库，因此相关的模型文件也可以是独立的。另一种方法是构建可编译成组合模型文件以产生集成库的原理图库。要想进行这一步骤就需要创建一个其后缀名为.LibPkg的库文件包，它是集成库文件的打底，它可以是我们建立的三个库结合在一起。
新建的库文件默认生成名为Component_1，其操作步骤如图2-1所示。
(1)执行File菜单里的New选项，然后选中Project，点击Integrated Library，最后工程面板将出现刚刚建好的库文件，默认名为Integrated_Library1. LibPkg。
(2)Project面板上右击库包的名称，单击SaveProjectAs在弹出菜单中的命令，使用浏览功能，在弹出的对话框中选择合适的路径，然后输入名称NewLibrary.LipPkg并点击保存按钮。需要注意的是，如果你不输入后缀，系统会自动添加一个默认名称。
(3)添加空白原理图库文件。执行File对话框，然后点击New找到Library选项中的Schematic Library命令，保存名为Schlibl. SchLib。
(4)单击File对话框中的Save As选项，将库文件保存为Schematic Components.SchLib文件。
(5)单击面板上的SCH Library tab按钮打开其面板。
总结
通过“电子产品开发系统Altium Designer 16.0的研究与应用”论文的撰写，我深入了解及研究了Altium Designer 16.0的功能及其应用。以前对此款软件的了解比较少，不知道他原来有如此强大的功能。
由于以前我对Altium Designer软件的了解比较少，所以刚开始写论文的时候不知道从何下手，毫无头绪，对“电子产品开发系统Altium Designer 16.0的研究与应用”这一选题的内容研究简直是一头雾水，慢慢的我通过网上查找资料，老师推荐的书以及询问公司同事才渐渐地对Altium Designer软件有了片面的了解。随着对Altium Designer 16.0软件的深入了解发现他可以在单一环境中创建并链接构成最终产品的所有不同项目；具有强大的图形区分引擎，可从空间上和在连接性级别比较文件版本；统一了板卡设计流程，提供单一集成设计数据输入、电路性能验证和PCB设计环境等各个方面的功能。
本文主要研究Altium Designer 16.0的多图纸设计及创建元件库，通过在Altium Designer 16.0软件上练习元件库的绘制了解到了Altium Designer 16.0软件的的使用、栅格的设置、线段的放置等等。绘制一个元件并不只是在原理图库画出来这么简单，我们要设置他的元件属性、添加模型、添加参数、检查元件并生成报表等一系列的步骤之后一个元件才能称为绘制成功。
参考文献
【1】 徐向民，邢晓芳，华文龙，李磊.Altium Designer 快速入门（第2版）.北京：北京航空航天大学出版社出版发行，2011.4
【2】贾小红，李志伟.Altium Designer 18电路设计与仿真从入门到精通.北京：清华大学出版社，2018
【3】叶绿.浅析中职电子专业教学中常用CAD软件及其应用[J].福建轻纺，2017(11):41-46
【4】吴玮玮.电子产品开发系统Altium的研究及应用[J].电子制作， 2015(3)
【5】王正勇.Protel DXP 实用教程（第2版）.北京：高等教育出版社，2014.8（2016.12重印）
【6】]李磊，梁志明，华文龙.Altium Designer EDA设计与实践[M].北京:北京航空航天大学出版社，2011(08)
【7】郭晓凤，权海平.Altium Designer 电路设计与实践应用.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2017.4
【8】缪晓中.电子CAD—Protel 99SE第二版[M].北京：化学工业出版社，2014
【9】于博.AtiumDesigner10漫步“云”端[J].中国电子商情(基础电子)，2011(03)
【10】郭勇.Altium Designer 印制电路板设计教程［M］.机械工业出版社，2015
