Cadence Allegro：绘制四轴飞行器PCB教程简介

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使用Cadence17.2 OrCAD Allegro绘制小马哥DragonFly四轴飞行器(STM32F4主控)PCB四层板教程

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小马哥DragonFly四轴飞行器是小马哥团队于2017年推出的一款开源四轴飞行器学习平台。这款学习平台的教学理念是“以项目开发主导单片机的学习”。

初学者在学习单片机的时候大多都没有很明确的学习目的，所以往往学了很多课程之后，还是不能独立开发一个比较简单的项目，甚至不能完成一个简单项目的单独软件或者硬件部分的开发。这是因为大多数人是被动的、没有目的的学习，所以往往难以取得较好的学习成果。

基于以上的问题，我们提出了“以项目开发主导单片机的学习”的理念。通过给自己设定一个项目，然后把项目拆分为更小的可以执行的若干个子项目。要达成每个子项目，可能需要不同的知识和技能。然后去针对性的快速了解这些需要的知识和技能，并在该子项目上直接上手操作，这样就可以很快学会这些知识和技能。一步步把每个子项目完成之后，设定的项目也就整体完成了。在这个过程中，学习者不但会学会所涉及的知识和技能，还学会了对项目管理有了一定的了解，而且对电子项目的开发有了一定的系统认识。

拿DragonFly四轴飞行器作为一个例子来说，首先给自己设定一个目标：制作一个由STM32作为主控芯片的微型四轴飞行器。然后把这个项目拆分为更小的可以执行的若干个子项目：四轴飞行器PCB设计、STM32驱动程序编写、四轴飞行器飞控算法编写等等。再往下细分会发现这个项目里面包含了很多很多的知识和技能。那么通过这个项目的开发，就可以掌握这些知识和技能。

这就是DragonFly四轴飞行器存在的价值，它作为一个载体、作为一个学习平台，供大家通过这样一个项目来学习相关知识。初学者可以根据自己的需求选择学习这个项目的部分内容或者全部内容，选择学习什么取决于自己对未来职业的规划。比如一个初学者对硬件设计特别感兴趣，那么他就可以选择重点学习DragonFly四轴飞行器课程中的硬件设计相关知识，稍微了解软件编程相关的知识即可。而对于那些更喜欢敲代码的初学者来说，他们可以选择重点学习软件编程，对于硬件设计可以稍作了解。总之通过项目学习单片机或者其他知识有很强的实践性和可操作性，能够让我们把在课堂上学的理论知识落地为可使用、可操作的知识和技能。

图1：DragonFly四轴飞行器正面图

图2：DragonFly四轴飞行器背面图

图3：DragonFly四轴飞行器正面细节图

2017年推出DragonFly四轴飞行器以及对应的课程之后，受到了电子相关专业的大学生以及一些工程师的喜爱。我们于2019年年底对DragonFly四轴飞行器做了一些轻微的改动，使之更适合作为一个学习平台供大家学习交流。

改动1、去掉了四轴飞行器板载的USB充电功能。对于电子系统而言，单板功能越复杂，则稳定性越差；其次对于四轴飞行器所用的大容量大放电倍率的锂电池而言，往往是“充电一小时，飞行五分钟“。所以我们配备了外置的一拖四充电器，取消了板载的USB充电功能。建议多购买几块电池，直接换电池更方便爽飞。

改动2、PCB由两层改为4层。出于教学的目的，目前很多初学者自学或者通过其他课程能够较快的掌握2层板的PCB设计，但是对于多层板的设计却不得要领。其实同样的板子，层数越多，Layout越方便。但是说起来容易实践起来还是不得要领，于是我们针对DragonFly推出了四层板PCB设计课程。

改动3、 原理图、PCB设计软件由AD更换为Cadence。目前行业情况来看，更多大公司使用的都是Cadence，而AD大多为小公司使用（不绝对）。Cadence套装进行多层板、高速板的设计中使用更方便（那我自己而言，使用AD好几年了，但是当上手Cadence之后，几乎就非常喜欢Cadence的操作了，再也不想用AD了）。当然，不管是AD还是Cadence，归根结底都只是一款计算机辅助设计软件，设计的本质在于设计者的设计能力，而非对计算机辅助设计软件的使用。所以DragonFly四轴飞行器之前配备的课程是基于AD的PCB设计，这次增加了基于Cadence的PCB设计课程，初衷也是让更多的人根据自己的爱好来选择自己想学习的软件。

以上也说的很明确了，这次的DragonFly四轴飞行器PCB四层板教程使用的设计软件是Cadence。其实PCB设计软件很多，老牌的有AD、Cadence、PADS，现在也有很多开源的例如KiCAD等等。这些里面可能Cadence是公认的最难上手的，我自己从16年就想学这个软件，但是因为时间关系，上手好几次都以失败告终。直到一年前因为一些原因我不得不使用Cadence来进行设计，在硬着头皮上手之后，我就喜欢上了这个软件。但是目前我仅仅是能使用这个软件来完成原理图以及PCB设计的操作、而且使用不是特别熟练，但是到这一步对我而言足够了。我把使用Cadence来进行原理图以及PCB设计的过程组织成本系列课程，然后和大家一起学习。这样一方面能让我使用更加熟练，另一方面，“以项目开发主导单片机的学习”，把这个理念再扩展一下就是“以项目开发主导电子开发的学习”，对想上手Cadence的人来说能够照着这个教程的操作快速完成一个PCB设计,是最快的学习方法。

图4：DragonFly四轴飞行器PCB板顶层器件布局

图5：DragonFly四轴飞行器PCB板顶层布线

本套DragonFly四轴飞行器PCB四层板教程有以下几个特点：

1、 每一讲包含一个视频文件和一个文档，二者内容基本相同。对于有PCB设计基础的，可通过快速浏览文档来get所需要的知识。对于完全没有基础的入门者，建议跟着视频操作一遍，还有不懂的，再查阅文档。

2、 视频文件在B站发布一部分入门内容，对于进阶内容，仅提供给付费用户。对应文档在微信公众号、B站专栏、CSDN、知乎同步更新。

3、 一个大的知识点作为一讲，尽量缩短视频时间 ，方便大家在碎片时间学习。

本讲内容总结：

“以项目开发主导单片机的学习”

下讲内容提要：

Cadence17.2软件安装

Cadence原理图绘制工具和PCB Layout工具

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