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内容简介

本书结合项目案例，以Altium Designer 16(兼容09～17版)为平台，系统地介绍了利用该软件进行印制电路板设计与制作的知识，主要内容包括简单原理图设计、PCB自动设计、元件符号及封装设计、复杂层次原理图设计、异形四层PCB设计以及PCB制作等，注重操作和实际应用的训练。本书针对高职高专教育的特点，力求通俗易懂，以项目式教学展开，通过对闪烁灯、呼吸灯、流水灯、单片机万年历和无线鼠标等5个典型电子产品的原理图绘制和PCB设计步骤的详细讲解，使学生从软件入门、操作熟悉到技能提高，一步步地掌握Altium Designer 软件的应用。本书还介绍了PCB的两种制作方法：热转印制作和感光制作，通过对操作过程的讲授，使学生掌握PCB设计的相关规则和工艺要求等内容，最终完成基于工作过程的课程教学。本书可作为高职高专院校通信、电信、电子、电工和机电类及相关专业的教材，也可供初学者自学和相关技术人员参考。

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ISBN：9787560649528

开本：16开

页数：280

字数：414.0

本书目录

第1章  PCB设计的基础知识 1
项目任务单 1
1.1  认识PCB 1
1.1.1  印制电路板分类 2
1.1.2  PCB设计要素 4
1.1.3  常见元件及其封装 7
1.2  PCB设计软件 13
1.2.1  OrCAD Capture软件 13
1.2.2  Power PCB软件 14
1.2.3  Altium Designer软件 14
1.3  Altium Designer软件的安装与汉化 15
1.3.1  AD16软件的安装 15
1.3.2  AD16软件的汉化 18
1.4  认识AD16软件的设计环境 18
1.4.1  AD16软件的界面环境 18
1.4.2  工程文件的操作 21
【拓展训练】 24

第2章  AD软件设计快速入门 25
项目任务单 25
2.1  印制电路板的设计流程 27
2.1.1  电路原理图设计的流程 27
2.1.2  PCB的设计流程 29
2.2  原理图快速设计 30
2.2.1  认识原理图编辑器 30
2.2.2  设置原理图图纸参数 33
2.2.3  设置原理图模板与标题栏 37
2.2.4  快速查找、放置常用元件及电源端口 38
2.2.5  元件布局与参数设置 41
2.2.6  电气连接 44
2.2.7  编译并修改原理图 45
2.2.8  生成材料清单及打印图纸 46
【实训2-1】  简易闪烁灯电路原理图设计实例 48
2.3  单面PCB快速设计 52
2.3.1  快速规划电路板的板框 52
2.3.2  认识PCB编辑器 56
2.3.3  加载网络表导入元件封装 60
2.3.4  元件布局及注释文字设置 61
2.3.5  布线规则设置 62
2.3.6  自动布线及手工调整 67
2.3.7  输出Gerber及钻孔文件 69
【实训2-2】  简易闪烁灯的单面直插式PCB设计实例 72
闪烁灯项目设计考核表 77
【拓展训练2-1】  功率放大电路板的设计 78
【拓展训练2-2】  两管调频无线电传声器电路板的设计 79

第3章  元件及其封装的设计 81
项目任务单 81
3.1  创建元件库与设计元件符号 83
3.1.1  认识原理图元件库设计界面 83
3.1.2  绘制分立元件符号 85
3.1.3  设置元件参数属性 89
【实训3-1】  呼吸灯电路的元件符号设计实例 90
3.2  创建元件封装库与设计元件封装 93
3.2.1  认识PCB封装库设计界面 94
3.2.2  利用向导创建元件封装 96
3.2.3  手工创建元件封装 101
【实训3-2】  呼吸灯电路的元件封装设计实例 103
3.3  创建元件集成库 107
3.3.1  创建并编译集成库 107
3.3.2  加载库文件与元件查找 109
【实训3-3】  呼吸灯电路的集成库设计实例 110
3.4  设计自定义原理图模板 111
3.4.1  新建原理图模板并更改参数 111
3.4.2  绘制标题栏样式 114
3.4.3  原理图中调用自定义模板 116
【实训3-4】  呼吸灯电路原理图设计实例 117
3.5  元件在单面电路板上的布局 119
3.5.1  直插式和贴片式元件布局 119
3.5.2  混装元件的单面板布局 120
【实训3-5】  呼吸灯混装单面PCB设计实例 120
呼吸灯项目设计考核表 129
【拓展训练3-1】  制作元件封装 130
【拓展训练3-2】  串联直流稳压电源电路板的设计 130
【拓展训练3-3】  DC/DC变换电路板的设计 132

第4章  PCB设计的提升 134
项目任务单 134
4.1  创建复杂元件符号 136
4.1.1  带子件的集成器件设计流程 136
4.1.2  元件符号中一个子件的绘制 137
4.1.3  创建其余子件 139
4.1.4  带子件的集成器件在原理图中的引用 141
【实训4-1】  流水灯元件符号及其封装设计实例 142
4.2  带总线的原理图设计 144
4.2.1  绘制总线 145
4.2.2  放置总线入口 145
4.2.3  设置网络标号 147
【实训4-2】  流水灯电路原理图绘制实例 148
4.3  圆形双面PCB布局布线设计 152
4.3.1  用阵列粘贴法布局圆形排列LED 152
4.3.2  用极坐标法布局圆形排列LED 153
4.3.3  手工进行圆弧形和双面布线 156
【实训4-3】  流水灯的双面圆形PCB设计实例 159
流水灯项目设计考核表 168
【拓展训练4-1】  制作带子件的集成器件 169
【拓展训练4-2】  单片机最小应用系统电路板的设计 169
【拓展训练4-3】  幸运转盘电路板的设计 170

第5章  层次电路原理图的设计 173
项目任务单 173
5.1  层次原理图的基本结构 176
5.1.1  层次原理图的组成 178
5.1.2  层次原理图的切换查看 180
5.2  层次原理图的设计方法 180
5.2.1  自顶向下的层次原理图设计 181
5.2.2  自底向上的层次原理图设计 187
【实训5-1】  单片机万年历层次电路原理图设计实例 192
5.3  圆角矩形PCB板框规划 195
【实训5-2】  万年历电路的双面异形PCB设计实例 197
单片机万年历项目设计考核表 200
【拓展训练】  数字钟异形电路板的设计 201

第6章  PCB综合设计 205
项目任务单 205
【实训】  无线鼠标电路的异形四层PCB设计实例 208
无线鼠标项目设计考核表 217
【拓展训练】  U盘的PCB设计 218

第7章  PCB的制作 222
7.1  热转印制板工艺制作单面PCB 222
项目任务单 222
7.1.1  制作PCB的安全操作要求 224
7.1.2  呼吸灯电路的单面PCB制作 224
7.1.3   呼吸灯电路的装配与调试 234
呼吸灯PCB制作考核表 236
7.2  感光制板工艺制作双面PCB 237
项目任务单 237
7.2.1  认识感光膜 239
7.2.2  流水灯电路的双面PCB制作 239
7.2.3  流水灯电路的装配与调试 250
流水灯PCB制作考核表 251

附录A  原理图的常用元件符号及名称 253
附录B  常见元件的封装图形 256
附录C  Altium软件中常用的快捷键 258
附录D  PCB设计规则 261
附录E  各项目PCB设计图 270

参考文献 272

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前言

Altium Designer是目前国内最流行的电子设计自动化(Electronic Design Automation，EDA)软件之一。本书以此软件为平台，精心选择教学项目载体，详细介绍原理图设计、印制电路板设计、元件设计和PCB制作四大部分内容。每部分内容不是相互独立的，而是结合具体项目的设计与制作对知识点进行阐述，将理论知识和实践操作环节紧密结合，主要涉及以下知识点：
(1) 原理图设计，包括简单原理图设计、原理图模板设计、复杂层次原理图设计等内容。
(2) 印制电路板设计，包括认识PCB、印制板的构成等理论知识，单面PCB设计、双面PCB设计和多层PCB设计，板框设计(自动化向导板框设计和手工异形PCB板框设计)等内容。
(3) 元件设计，包括元件封装命名规则、封装组成要素等理论知识，原理图元件符号的修改与设计、带子件的集成元件符号设计方法、用向导设计元件封装和手工设计元件封装的方法，集成库的创建等内容。
(4)  PCB制作，介绍了两种制作方法：单面板的热转印制作和双面板的感光法制作。
本书按照项目式教学过程组织内容，同时结合编者近几年开展的项目式教学改革经验和网络在线教学心得，合理安排知识结构。项目实例操作由浅入深、循序渐进、图文并茂。全书共分为7章，每个项目都有配套的设计考核表或制作考核表，有利于学生和教师对完成的项目进行合理评价。每章后面还配有相应的拓展训练，方便学生巩固、复习。
本书的主要内容如下：
第1章介绍PCB设计的基础知识，如印制电路板的分类和组成要素、元件及其封装等理论知识，还介绍了常用的PCB设计软件，重点要求掌握Altium Designer 16软件(以下简称AD16)的安装、汉化和卸载方法，通过拓展训练了解AD 16软件的工程文档创建、管理的方法。
第2章介绍AD16软件设计的快速入门方法。以简易闪烁灯的单面PCB设计为入门项目载体，详细介绍使用AD16软件设计简单PCB的完整流程，从新建工程开始，设置原理图、PCB编辑器的界面环境参数，到绘制简单原理图的方法、PCB板框的快速向导设计、元件的布局、布线规则设置、自动布线、输出材料清单、制造文件的方法等内容，并附有闪烁灯原理图绘制和PCB设计的实例操作详细步骤。
第3章重点介绍原理图元件符号及其PCB封装设计的方法。此外还以呼吸灯的单面PCB设计为进阶性项目载体，介绍了元件集成库的创建、自定义原理图模板的设计和单面混装PCB设计的布局布线方法。
第4章介绍原理图及PCB设计的一些提高性技巧。以流水灯的双面PCB设计为提高性项目载体，重点介绍带有子件的集成元件符号制作方法、带总线的电路原理图绘制方法、圆形双面PCB的板框规划、特殊阵列粘贴和极坐标圆形布局法、手工双面圆弧布线等高级编辑技巧。
第5章主要介绍层次电路原理图的设计方法。以单片机万年历的异形PCB设计为综合性项目载体，除了介绍层次原理图的设计方法外，还介绍了手工设计圆角矩形的电路板框等PCB高级设计技巧。
第6章以无线鼠标的异形四层PCB设计为综合性提高项目载体，通过实例操作介绍了完整的PCB设计步骤，包括元件符号、封装设计和原理图绘制，且重点介绍异形板框的设计步骤和内电层的设置方法等PCB高级编辑技巧。
第7章介绍PCB的两种制作方法，第一种是热转印法，以第3章的呼吸灯单面混装PCB为载体，介绍热转印PCB的工艺流程；第二种是感光法，以第4章的流水灯双面圆形PCB为载体，介绍感光制作PCB的工艺流程。
本书由马颖、蒋雪琴编写，其中，马颖编写了第4～7章和附录内容，并负责统稿和全书审阅，蒋雪琴编写了第1～3章内容。本书的编写得到了四川信息技术学院电子工程系领导及课程组老师们的大力协助，并开发了“PCB设计与制作”这门专业核心课程的精品在线开放课程的教学资源、技能训练题库等，且实现了校内外共享。本书提供配套的电子课件及网络教学资源等，可登录以下网址免费下载：https://mooc1.chaoxing.com/course/ 90790050.html。书稿在策划与编辑过程中，得到了西安电子科技大学出版社刘玉芳编辑的帮助，在此表示诚挚的感谢。
限于编者水平，本书在内容取舍、编写方面难免存在不妥之处，恳请读者批评指正。

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